[發明專利]一種具有特定組成和結構丙烷脫氫制丙烯負載催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202010076252.8
• 申請日: 2020-01-23
• 公開（公告）號: CN111672500B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 楊維慎;楚文玲;李洪波;王宏奎;劉延純
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01J23/26
• 分類號: B01J23/26;C07C5/333;C07C11/06
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 房艷萍;李馨

本發明公開了一種具有特定組成和結構的高活性、高選擇性以及無誘導期的丙烷脫氫制丙烯負載催化劑及其制備方法。所述催化劑為助劑摻雜的負載催化劑，所述負載催化劑由Cr₂O₃活性組分和載體材料組成，所述助劑包括助劑1和助劑2，所述助劑1為堿金屬氧化物和/或堿土金屬氧化物，所述助劑2為其它金屬氧化物，采用浸漬法制備添加不同助劑和含量的負載Cr系催化劑，通過調變助劑組成和含量，制備出具有特定組成和結構的負載Cr?基催化劑。該特定組成和結構負載催化劑在烷烴直接脫氫制丙烯反應中表現出優異的催化活性和產物選擇性，該負載催化劑無誘導期，有可能在工業應用中節省工時，提高丙烯產量和效益。

技術領域

本發明涉及一種具有特定組成和結構的高活性、高選擇性及無誘導期的丙烷脫氫制丙烯負載催化劑及其制備方法，屬于化工領域。

背景技術

丙烯是僅次于乙烯的重要石油化工基本原料，國內需求總量～3200萬噸/年，廣泛應用于生產聚丙烯、丁辛醇、丙烯腈、環氧丙烷、環氧氯丙烷、丙酮、丙烯酸等，我國丙烯主要來源于乙烯聯產和催化裂化，從當量需求來看，丙烯供需矛盾十分突出，未來丙烯供應短缺還將加劇。目前，我國丙烯市場存在大量的缺口，丙烯市場產能增長落后于下游產業的需求增長。近年來，隨著世界非常規天然資源如頁巖氣開發獲得突破，獲得長期、穩定、相對低廉的丙烷資源成為可能，從而使丙烷脫氫(PDH)制丙烯生產工藝成為備受關注的熱點，具有較強的市場競爭力，并由此引發業界巨頭紛紛投資。

丙烷脫氫技術具有一系列優點：首先一套裝置只生產丙烯一種產品，因此可以直接生產丙烯衍生物；其次，該裝置的生產費用僅受制于丙烷的價格，從20世紀90年代以來，丙烷脫氫已成為石油化工重要原料之一丙烯日益增長的來源。

發明內容

本發明提供了一種具有特定組成和結構的高活性、高選擇性及無誘導期的丙烷脫氫制丙烯負載催化劑及其制備方法，即通過調變負載Cr-基催化劑助劑種類和含量，開發出具有特殊組成和結構的丙烷脫氫制丙烯Cr系催化劑，該催化劑丙烷脫氫結果表明：催化劑具有優異的丙烷轉化率、丙烯選擇性；重要的是該催化劑無誘導期，有可能在工業應用中節省工時，提高丙烯產量和效益。

一種具有特定組成和結構的丙烷脫氫制丙烯負載(Cr系)催化劑，所述催化劑為助劑摻雜的zCr₂O₃/xM_aO_b·yAl₂O₃負載催化劑，可以記作zCr₂O₃/xM_aO_b·yAl₂O₃+助劑1+助劑2負載催化劑，所述zCr₂O₃/xM_aO_b·yAl₂O₃負載催化劑由Cr₂O₃活性組分和載體材料組成，其化學式為zCr₂O₃/M_aO_b·xAl₂O₃，負載量z＝10～30％；

所述載體材料為xM_aO_b·yAl₂O₃載體，其中M＝Ba、Mg、La、Mn、Zr、K、Na、Ca、Zn、Ce、Bi、Fe、Nb、Sb中的一種或幾種，a＝1～3，b＝1～4，x＝0～1，y＝1～8；所述助劑包括助劑1和助劑2，所述助劑1為堿金屬氧化物和/或堿土金屬氧化物，助劑1占負載催化劑的質量百分含量＝0.1～2.0wt％；所述助劑2為除堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物外的金屬氧化物或非金屬氧化物，助劑2占負載催化劑的質量百分含量＝0.1～2.0wt％。