[发明专利]用于低碳烷烃脱氢的催化剂

说明书

本发明涉及一种用于低碳烷烃脱氢的催化剂，主要解决现有技术制备的脱氢催化剂活性较低、稳定性差的问题。本发明通过采用一种用于低碳烷烃脱氢的催化剂，以重量份数计，包括以下组分：a)0.1～5份Pt或其氧化物；b)0.1～5份碱金属或其氧化物c)0.1～5份Sn或其氧化物；d)0.1～10份Ce‑Ln‑O固溶体，Ln为镧系元素；e)80～99份Al₂O₃载体的技术方案，较好地解决了该问题，可用于低碳烷烃脱氢制备低碳烯烃工业生产。

技术领域

本发明涉及一种用于低碳烷烃脱氢的催化剂。

背景技术

低碳烯烃，例如丙烯和异丁烯，是非常重要的有机化工原料，它们和乙烯一起被认为是现代石油化工的基础，用以生产聚合物、汽油、洗涤剂和其它化学原料等。近几年来人类对世界石化原料和石化产品需求持续增加，作为石化基础原料的丙烯、异丁烯需求持续增长，出现了全球性紧缺。制备丙烯和异丁烯的传统方法是采用乙烯联产和轻油(石脑油、轻柴油)裂解工艺，但石油储量有限，丙烯和异丁烯受制于目标产物，难以大规模增加，所以世界各国致力于开发制备丙烯和异丁烯的新路线。其中以石化副产或天然气等中的丙烷和异丁烷为原料，通过直接脱氢工艺制备相应丙烯和异丁烯方法受到极大重视,来源丰富、价格低廉的低碳烷烃脱氢制备低碳烯烃是最有希望的方法之一。目前，世界上已有20多套丙烷或者异丁烷脱氢装置在运行，主要脱氢技术有UOP的Oleflex工艺、Lummus的Catofin工艺、Uhde的STAR工艺、Linde的PDH工艺、Snamprogetti-Yarsintez合作开发的FBD工艺等。

以贵金属铂元素为主活性组分的催化剂是低碳烷烃脱氢制烯烃催化反应的一类重要催化剂。考虑到热力学因素，催化反应在高温、低压条件下进行，催化剂在反应过程中由于积炭及活性组分的烧结容易快速失去活性，因而需要频繁进行再生。开发高活性、高选择性和高稳定性的催化剂成为该技术的关键，其中使用稀土元素改进催化剂性能用于烷烃脱氢催化剂近些年来受到很大的重视。中国专利(CN200910209534.4)公开的催化剂K-Ce-Pt-Sn/γ-Al₂O₃在反应6h后，丙烷的转化率为38％，丙烯的选择性为98％，且积炭量较少，该研究没有提供稳定性数据。Vu等在《Catalysis Today》(今日催化)2011,164(1):214-220上发表的“Propane dehydrogenation over Pt-Sn/Rare-earth-doped Al₂O₃:Influence ofLa,Ce,or Y on the formation and stability of Pt-Sn alloys”(稀土元素掺杂Al₂O₃负载Pt-Sn催化剂上的丙烷脱氢反应：La,Ce,Y的影响和Pt-Sn合金的形成及稳定性)文章发现载体中La、Ce和Y的添加均可提高Pt的分散度，催化剂积炭较少，它们中形成的PtSn及PtSn₂合金有很高的稳定性，使得PtSn/La-Al和PtSn/Ce-Al表现出较好的催化性能和稳定性，3h后的转化率分别约为约为30％和20％，选择性约为95％。

低碳烷烃脱氢催化剂目前已经取得较大进展，但是催化剂活性还有提升的空间，更重要的是稳定性也需要进一步加强。本发明采用Ce-Ln-O固溶体和碱金属为助剂，加入催化剂中来改变催化剂表面特性，以改进催化剂的性能，因此具有较好应用前景，目前尚未有相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中低碳烷烃脱氢催化剂活性较低、稳定性差的问题，提供一种新的用于低碳烷烃脱氢催化剂。本发明要解决的技术问题之二，是提供一种与解决技术问题之一相对应的催化剂制备方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种用于低碳烷烃脱氢催化剂，以重量份数计，包括以下组分：

a)0.1～5份Pt或其氧化物；

b)0.1～5份碱金属或其氧化物；