[发明专利]一种贵金属催化剂的再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低碳烷烃脱氢催化剂的再生方法，具体地说涉及一种丙烷、异丁烷脱氢贵金属基催化剂的再生方法。

背景技术

北美页岩革命带来大量的低碳烷烃资源，造成乙烯裂解装置的原料轻质化，丙烯的产量大幅下降。同时在石油资源日益匮乏的大背景下，丙烯的生产已从单纯依赖石油为原料向原料来源多样化的技术路线转变，并逐渐成为一种趋势。将天然气(常规天然气、页岩气、煤层气、可燃冰等)中副产的丙烷进行脱氢反应制取丙烯是解决这一问题的有效途径。近几年来，丙烷脱氢生产丙烯的技术取得了较大发展，已经成为第三大丙烯生产方法。

低碳烷烃(丙烷、异丁烷)脱氢是强吸热反应，受热力学平衡限制，反应条件苛刻，积炭与活性金属烧结一直是影响催化剂活性及稳定性的原因。丙烷脱氢催化剂一般需要频繁的再生，才能维持长时间连续应用。尤其是贵金属基脱氢催化剂，受到成本因素限制，再生就显得更为重要。再生方法直接影响再生催化剂的活性、选择性和寿命，因此，研究低碳烷烃脱氢催化剂的再生是非常必要的。

目前Pt基脱氢催化剂再生方法多为先烧炭处理，在较高的再生温度下，烧除催化剂表面的积炭，在这个过程中，Pt组分会进一步聚集。为了恢复Pt基催化剂活性，通常再使用卤素处理进行Pt的再分散。在此过程又引入了Cl，引起再生催化剂酸性和酸量的改变，对于低碳烷烃催化脱氢催化剂来说，会造成反应时选择性降低，积炭量增加。因此，又必须采用水热的方式进行脱氯，但这又会使催化剂中碱金属流失。为了解决这些问题，许多研究者进行很多尝试。

USP4473656公开了一种Pt-Ir催化剂的再生方法，采用两段循环再生法，主要特点是将还原态的含Pt、Ir催化剂在无氧气氛下与HCl接触，再在高温和较高氧含量下进行氧氯化反应，得到氯含量合适的Pt-Ir催化剂。USP4444897公开了一种Pt-Ir催化剂的再生方法，该方法先将Pt-Ir催化剂还原，再在无氧气氛下用含HCl和水的氦气处理，然后再用含HCl和元素氧的气体进行再分散处理。美国专利US5087792所揭示的方法中，催化剂的再生是通过惰性气体的吹洗，使含氧气的气体混合物通过其中，惰性气体的吹洗和使HCl/氧气混合物通过其中以便活性金属再分散在载体上。这些方法中，均引入了卤素Cl来进行Pt的再分散，而后继没有进行脱氯处理，这些卤素留在催化剂中，对于低碳烷烃脱氢反应来说，增加裂解活性，降低选择性，增加了更多的积炭。

CN1541140A公开了一种脱氢催化剂的再生方法，该方法通过在300～800℃温度下，改变氧气浓度、再生压力及空速达到脱氢催化剂的再生。这种方法仅采用氧气进行烧炭，容易使再生催化剂活性金属聚集。

CN1589970A公开了一种烷基芳烃脱氢生产烷烯基芳烃催化剂的再生方法，该方法采用同步通入水蒸汽和空气对催化剂进行再生，该方法需要较高的再生温度，才能完全烧掉催化剂上的积炭，而再生温度为500℃以下时，并不能完全烧掉催化剂上的积炭。CN101940959A公开了一种低碳烷烃脱氢催化剂的再生方法，该方法首先在较低温度下在空气气氛中再生，烧除催化剂表面的积炭及孔道内部的大部分积炭，再在水蒸汽和空气的混合气氛中进一步对催化剂进行再生处理。这两种方法在进行催化剂再生时，均引入水蒸汽，不仅会造成氧化铝载体晶相的转变，也会使低碳烷烃催化剂中碱金属流失，同时也会一定程度上引起金属聚集。

从上述贵金属基脱氢催化剂的再生方法中可以看出，其再生过程中通常都是有目的性的引入了氧气、卤素或水蒸汽，虽然一定程度解决了积炭、金属聚集与碱金属流失问题，但是往往也带来其它副作用，不能同时兼顾上述三个问题，不可避免的造成低碳烷烃脱氢再生催化剂的性能与寿命。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种低碳烷烃脱氢催化剂的再生方法，特别是一种丙烷、异丁烷脱氢贵金属催化剂的再生方法。本发明方法再生效率高，可以避免金属聚集和碱金属助剂的流失，再生后催化剂的催化活性达到新鲜催化剂的水平。

本发明低碳烷烃脱氢催化剂的再生方法，包括如下过程：

(1)氢气气氛下，使用供氢溶剂处理失活催化剂；

(2)将步骤(1)处理后的失活催化剂在含二氧化碳与一氧化二氮的混合气氛中处理，得到再生后的催化剂。