[发明专利]低碳烷烃脱氢的催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种低碳烷烃脱氢的催化剂。

背景技术

低碳烯烃广泛应用于塑料、合成橡胶、药物、汽油添加剂、离子交换树脂、洗涤剂、 香料及各种化工中间体的生产，是重要的有机化工原料。随着化学工业的发展，对低碳烯 烃的需求增长很快，开发由附加值低的碳烷烃制取低碳烯烃过程对于充分利用低碳烷烃资 源、开辟新的烯烃来源具有重要意义。丙烷/异丁烷脱氢技术已经成为继蒸汽裂解和流化催 化裂化过程的联产或副产之后重要的丙烯/异丁烯来源。现在已经工业化的丙烷/异丁烷脱 氢工艺包括UOP公司的Oleflex工艺、Phillips公司的Star工艺、AirProduct&Chemical 公司的Catofin工艺、SnamprogettiSPA公司的FDB-4和Linde公司的Linde等工艺。国内 尚没有低碳烷烃脱氢制低碳烯烃的生产装置。

由于热力学因素的限制，低碳烷烃脱氢催化反应都在高温下进行，催化剂积炭失活严 重，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。中国专利(CN 96117222.3)和美国专利(US4438288)报道的以铂元素为主活性组分的催化剂和中国专利 (CN200910012450.1、CN200610126812.6)披露的以铬元素为主活性组分的催化剂是低碳烷 烃直接脱氢催化反应的两类重要催化剂。低碳烷烃直接脱氢过程已经实现了工业化应用， 其中Pt系催化剂因其具有高活性、低污染、低磨损率等特点而成为研究热点。近年来， 有关烷烃脱氢Pt系催化剂方面有较多的文献报道和专利申请，Zhang等在《FuelProcessing Technology》(燃料加工技术)2012，96：220-227上发表的“EffectofZincAdditiononCatalytic PropertiesofPtSnK/γ-Al₂O₃CatalystforIsobutaneDehydrogenation”(Zn的添加对异丁烷脱 氢PtSnK/γ-Al₂O₃催化剂催化性能的影响)研究了Zn助剂的加入对PtSnK/γ-Al₂O₃异丁烷 脱氢性能的影响，发现适量的Zn不但可以提高Pt的分散度还可以减少积炭。Zn使得Sn 组分和载体的作用增强，阻止了Sn的还原。当Zn的添加量为0.4wt％时，异丁烷转化率 和稳定性较优，初始转化率为37％，选择性97％，转化率仍有提高空间。Zhang等在《Fuel ProcessingTechnology》(燃料加工技术)2011,20,639-646上发表的“Synergisticeffect betweenSnandKpromotersonsupportedplatinumcatalystforisobutanedehydrogenation”(Sn 和K助剂对异丁烷脱氢负载Pt催化剂的协同影响)文章发现K和适量的Sn可以增加Pt 的分散度且可以减少酸性，它们不但可以增强Sn组分与Al₂O₃的相互作用，从而增加反 应活性和稳定性，催化剂的异丁烷脱氢的转化率达到45.3％，选择性可达94％。中国专利 (CN200910209534.4)公开的催化剂K-Ce-Pt-Sn/γ-Al₂O₃在反应时间6小时之内，丙烷转 化率大于38％，丙烯选择性大于98％，且积炭量较少，该催化剂活性还有提升的空间，没 有给出催化剂稳定性数据。

低碳烷烃脱氢催化剂目前已经取得较大进展，但仍存在转化率不高，或者转化率较高 情况下烯烃选择性较低的问题，稳定性也需要进一步加强。本发明采用Ce-Zr-O固溶体和 碱金属及Fe、Co、Ni、Cu、Zn金属元素为助剂，加入催化剂中能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，提供一种新的低碳烷烃脱氢的催化剂。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；