[发明专利]正丁烯氧化脱氢制丁二烯的铁催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种正丁烯氧化脱氢制丁二烯的铁催化剂，其特征在于，该催化剂以Fe为主要成分，以Mg、Zn和其他元素为助催化剂，催化剂质量组成为48.80-60.53wt％Fe、0.01-18.00wt％Mg、0-15.00wt％Zn和所述的其他元素总含量为0-5.00wt％，其余为氧元素。

2.根据权利要求1所述的一种正丁烯氧化脱氢制丁二烯的铁催化剂，其特征在于，所述的其他元素选自Ba、Ca、Ni、Co、Cu、Cr、P、Si、Al、V、Ti、Mo、Sn、Sb、Zr、Mn、K和稀土元素中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种正丁烯氧化脱氢制丁二烯的铁催化剂，其特征在于，所述的铁采用含铁钢材、铁粉、硝酸铁的一种或多种为原料。

4.根据权利要求1所述的一种正丁烯氧化脱氢制丁二烯的铁催化剂，其特征在于，所述的助催化剂原料选自相应金属的硝酸盐、卤化物、氧化物、氢氧化物或其他任何含有该助剂元素的化合物中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种正丁烯氧化脱氢制丁二烯的铁催化剂，其特征在于，所述的催化剂采用的原料为经过硝酸溶液或/和盐酸溶液或/和水溶解后形成的含Fe以及助催化剂各元素的溶液。

6.一种如权利要求1所述的正丁烯氧化脱氢制丁二烯的铁催化剂的制备方法，其特征在于，采用沉淀法，在10.0-100.0℃下将碱性溶液和含Fe以及助催化剂各元素的溶液进行中和得到沉淀浆液，控制沉淀浆液的pH值在7.5-12.0，老化0-120min，老化结束后的沉淀浆液过滤，并洗涤至pH＝7.0-9.0，然后在60.0-200.0℃烘干5-48h后，在500.0-850.0℃之间焙烧4-48h，制得催化剂产品。

7.根据权利要求6所述的一种正丁烯氧化脱氢制丁二烯的铁催化剂的制备方法，其特征在于，所述的沉淀法采用的沉淀方式包括碱性溶液滴加在含Fe以及助催化剂各元素的溶液中，或含Fe以及助催化剂各元素的溶液滴加在碱性溶液中，或者碱性溶液和含Fe以及助催化剂各元素的溶液同时滴加在沉淀釜中。

8.根据权利要求6所述的一种正丁烯氧化脱氢制丁二烯的铁催化剂的制备方法，其特征在于，所述的碱性溶液为碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸氢钠、碳酸钾、氨水、碳酸氢铵、尿素、氢氧化钾或氢氧化钠溶液的一种或多种混合溶液，通过调节碱性溶液的加入量控制沉淀浆液的pH值在7.5-12.0。

9.根据权利要求6所述的一种正丁烯氧化脱氢制丁二烯的铁催化剂的制备方法，其特征在于，所述的催化剂产品为颗粒催化剂，是将洗涤后滤饼直接挤条成颗粒催化剂，然后烘干、焙烧处理成2-6mm圆柱状或三叶草型颗粒催化剂；或者将洗涤后的滤饼干燥后打片、再焙烧成2-6mm圆柱状或三叶草型颗粒催化剂。

10.一种如权利要求1所述的正丁烯氧化脱氢制丁二烯的铁催化剂的应用，其特征在于，该催化剂应用于绝热固定床正丁烯氧化脱氢制丁二烯，其应用条件为：绝热固定床物料进口温度260.0-445.0℃，进料氧气和正丁烯摩尔比0.42-0.90，进料水和正丁烯摩尔比12.0-25.0，进料正丁烯体积空速为180-600h^-1，绝热固定床出口温度457.0-650.0℃。

11.根据权利要求10所述的一种正丁烯氧化脱氢制丁二烯的铁催化剂的应用，其特征在于，所述的正丁烯是指丁烯-1、顺丁烯-2、反丁烯-2任意比例的混合物或单一组分。

12.根据权利要求11所述的一种正丁烯氧化脱氢制丁二烯的铁催化剂的应用，其特征在于，所述的正丁烯中还包含正丁烷、异丁烷、异丁烯、碳五烃、碳六烃中的一种或多种组分，正丁烯的体积浓度为10.0％-100.0％。

13.根据权利要求10所述的一种正丁烯氧化脱氢制丁二烯的铁催化剂的应用，其特征在于，所述的绝热固定床为一段、二段或多段绝热固定床。

14.根据权利要求10或13所述的一种正丁烯氧化脱氢制丁二烯的铁催化剂的应用，其特征在于，所述的绝热固定床是轴向绝热固定床，或者径向绝热固定床，或者轴径向绝热固定床。