[发明专利]一种用于丙烷催化脱氢制丙烯的三元铂基催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种用于丙烷催化脱氢制丙烯的三元铂基催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

丙烯是最早被采用的石油化工原料，也是生产石油化工产品的重要烯烃之一。丙烯是二大合成材料的基本原料，主要用于生产丙烯腈、异丙烯、丙酮和环氧丙烷等。当今世界对丙烯的需求量呈稳步增高的趋势。聚丙稀、环氧丙烷和丙烯酸等需求的增长带动丙烯需求的增长。丙烯供应主要来自石油裂解制乙烯和石油催化裂化过程的副产品。因此其产量受到限制。扩大丙烯来源的生产工艺有丙烷脱氢制丙烯、烯烃相互转化工艺、烯烃复分解工艺和甲醇制烯烃等，其中丙烷脱氢制丙烯工艺最受关注的丙烯生产的途径。为了满足日益增长的丙烯需求，国外在上个世纪末开发了丙烷催化脱氢制丙烯的工艺。目前已工业化工艺主要有Oleflex工艺、Catofin工艺、STAR工艺、Linde工艺等。现有的脱氢催化剂主要有铬系催化剂、铂系催化剂等。由于铬不利于环境保护，因此铬系催化剂使用受到一定的限制。铂系催化剂主要是铂锡负载与氧化铝的催化体系。

由于丙烷催化脱氢为吸热反应和体积增大的反应，为了取得较好的转化率，反应通常是在高温低压下反应。而温度过高会导致丙烷裂解加剧积碳增加，从而使选择性降低催化剂失活。近年来，丙烷催化脱氢研究不断深入，已报道了一系列的专利和文献。如CN101162690A专利报道了一种含有Pt、Sn、Ce（或Zn）的三元催化剂；CN1151722A专利报道了一种Pt（0.32%）Zn（1.78%）Na（2.1%）/HAMS-1B3催化剂；USP4,506,032专利报道了一种用于低碳烷烃脱氢Pt，Zn，K三元催化剂的制备过程。

虽然丙烷催化脱氢制丙烯已有大量的研究报道了，但是催化剂的活性和选择性总体来说还不太理想，稳定性问题也比较突出。

发明内容

本发明旨在提供一种用于丙烷催化脱氢制丙烯三元铂基催化剂。

本发明又一目的在于提供上述催化剂在临氢气氛下丙烷催化脱氢制丙烯的应用。

一种用于丙烷催化脱氢制丙烯的三元铂基催化剂，其特征在于，所述的三元铂基催化剂是以活性氧化铝为载体；负载的主催化活性组分为铂（Pt），负载的助催化剂组分分别为锡（Sn）和铟（In）。

Pt的负载量为催化剂重量的0.1wt.%～1.0wt.%，Sn的负载量为催化剂重量的0.1wt.%～3.0wt.%，In的负载量为制备催化剂重量的0.1wt.%～6.0wt.%。

活性氧化铝载体粒径为60-80目。

所述丙烷催化脱氢制丙烯的三元铂基催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）分别将硝酸铟和二氯化亚锡溶于去离子水，与活性氧化铝载体浸渍8-10小时，干燥，焙烧；

（2）将步骤（1）所得产物在氯铂酸溶液中浸渍8-10小时，干燥，焙烧，得到目标催化剂。

步骤（1）中铟元素与活性氧化铝载体的质量比为0.1～6.0%，锡元素与活性氧化铝载体的质量比为0.1～3.0%。

步骤（2）中铂元素与活性氧化铝载体的质量比为0.1～1.0%。

所述步骤（1）和（2）中干燥温度为80-200℃，较优的干燥温度为110-150℃，干燥时间8-16小时。

所述步骤（1）和（2）中焙烧温度为450-700℃，较优的陪烧温度为500-600℃，升温速率为2-20℃/min，焙烧4-10小时。

上述负载型三元铂基催化剂可用于在临氢气氛下丙烷催化脱氢制丙烯，反应条件如下：

反应温度550℃-650℃，反应原料气配比：C₃H₈：H₂=（0.1-5）,其余为Ar，气体总空速1500-3000h^-1。

本发明提供的用于丙烷催化脱氢制丙烯铂基催化剂的优点在于：本发明所提供的丙烷脱氢催化剂适用于临氢的气氛下，对丙烷脱氢制丙烯具有良好的效果，该催化剂丙烷的脱氢反应活性很高，丙烯选择性≥90%，并具有良好的稳定性。

具体实施方式

以下各实施例可以进一步描述本发明，但并不限制其实施范围。

实施例1