[发明专利]用于生产苯乙烯的乙苯脱氢-氢气选择性氧化方法

权利要求书

1.一种经过乙苯脱氢、氢气选择性氧化过程生产苯乙烯的方法，以乙苯催化脱氢的产物及氧气或含有氧气的气体为原料，在反应压力为1~200kPa、反应温度为450~700℃、液体空速（LHSV）为0.1~50h^-1的条件下，反应原料通过预热器汽化后，进入氢氧化反应器，与反应器中的催化剂接触，燃烧部分氢气，其中所用的氢氧化催化剂，以重量百分比计，包括如下组分：a)78~92%的层状复合载体内核；b)6~20%组成为铝酸镁镧LaMgAl₁₁O₁₉的层状复合载体壳层；c)0.005~0.5%的铂；d)0.005~1.0%的碱金属元素的氧化物；e)0.005~2.0%的IVA族元素的氧化物，所述层状复合载体的内核选自α-Al₂O₃、θ-Al₂O₃、二氧化硅、堇青石、氧化锆、氧化钛、石英、莫来石、尖晶石或富铝红柱石中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于反应压力30~100kPa。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于反应温度510~640℃。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于液体空速0.5~10h^-1。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于含有氧气的气体是空气或不同氧气、氮气配比的混合气体，其中氮气与氧气的摩尔比为0.01:1~4.5:1。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于脱氢后的产物主要包含副产物苯和甲苯、未转化的乙苯、苯乙烯、氢气和水蒸气，氧气与氢气的摩尔比为0.1:1~1.0:1。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所用催化剂层状复合载体的内核选自莫来石、尖晶石或堇青石中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所用催化剂层状复合载体的壳层以铝酸镁镧LaMgAl₁₁O₁₉的形式引入。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所用催化剂铂用量为催化剂重量的0.05~0.1%。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所用催化剂碱金属助催化剂选自Li、Na、K中的至少一种，碱金属助催化剂用量为催化剂重量的0.05~0.5%。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所用催化剂IVA助催化剂选自Ge、Sn、Pb中的至少一种，IVA助催化剂用量为催化剂重量的0.05~1.0%。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所用催化剂碱金属为锂，IVA族元素为锡。

13.根据权利要求1~12任一项所述的方法，其特征在于所用催化剂的制备方法，包括如下步骤：

a)壳层组分铝酸镁镧LaMgAl₁₁O₁₉的制备

将碱式碳酸镁、碳酸镧和氢氧化铝按照LaMgAl₁₁O₁₉的化学计量比混合均匀，加入至脱离子水中形成高分散的悬浮液，然后对其进行喷雾干燥，所得粉料经150℃干燥1~5小时，并置于空气气氛中1200~1400℃焙烧2~10小时，最后通过气流粉碎、球磨等方法获得粒径在10μm以下的铝酸镁镧LaMgAl₁₁O₁₉；

b)壳层组分浆料的制备

将上述壳层组分铝酸镁镧LaMgAl₁₁O₁₉和有机粘结剂加入至脱离子水中予以搅拌混合，其中有机粘结剂用量控制在浆料总质量的0.5~20%，制得浆料后，通过球磨分散或者是超声分散等方法对其进行预处理30~180分钟，获得粒径在5μm以下的高分散浆料；

c)层状复合载体的制备

通过喷涂、滚球、浸渍等方法将上述浆料均匀涂裹在内核的表面形成壳层后，经干燥、焙烧即可获得核壳结构的层状复合载体；

d)氢氧化催化剂的制备

采用表面浸渍的方法将催化剂活性组分依次分散在层状复合载体之上，浸渍后，经干燥、活化、还原和水热处理等步骤获得催化剂成品。