[发明专利]一种异丁烷脱氢制异丁烯催化剂、其制备方法和应用

说明书

本申请涉及一种异丁烷脱氢制异丁烯催化剂用催化剂，包括凹凸棒土改性的载体以及负载在改性的载体上的Pt金属组分。本申请还涉及上述催化剂的制备方法和应用。根据本发明的催化剂用于异丁烷脱氢制异丁烯，具有活性高、抗积碳能力高、寿命长，成本低，异丁烷转化率和异丁烯收率高的优点。

技术领域

本发明涉及一种异丁烷脱氢制异丁烯领域，具体涉及一种异丁烷脱氢制异丁烯用催化剂。本发明还进一步涉及上述催化剂的制备方法和应用。

背景技术

异丁烷是一种低碳烷烃，可应用于制备异丁烯。异丁烯是非常重要的有机化工原料,主要用于合成甲基叔丁基醚、丁基橡胶和聚异丁烯，另外,它也可用来合成甲基丙烯酸酯、异戊二烯、叔丁酚、叔丁胺、1,4-丁二醇、ABS树脂等各种有机原料和精细化学品。随着异丁烯下游产品的开发利用，对异丁烯的需求量越来越大，因此异丁烷脱氢技术受到越来越多的关注。异丁烷脱氢技术研究包括催化剂制备，催化剂再生和产物分离，关键在于催化剂的研制，它决定了异丁烷脱氢的工艺过程和经济效益。目前，异丁烷脱氢催化剂主要为负载型催化剂，一种是氧化铬负载在氧化铝载体上，还有一种是将贵金属Pt负载在氧化铝载体或者其他载体上，铬系催化剂虽然价格低廉，但是存在很强的污染性，已经逐渐退出市场；Pt基催化剂用于异丁烷脱氢制异丁烯反应中活性高，对原料要求低，但是在高温条件下容易积碳，致使活性迅速下降，从而缩短使用寿命。因此，开发一种适宜异丁烷脱氢制异丁烯反应条件下的高效，长周期催化剂是解决异丁烷脱氢技术的关键。

有文献采用共沉淀，混浆法负载Cr、Pt、V等元素，采用浸渍法负载La、Zr、Sn、Fe等元素，得到负载型催化剂，并优选Al₂O₃作为载体制得催化剂具有高活性和高选择性，但是制备成本高，抗积碳能力不强，寿命较短。现有技术中也公开了Pt基催化剂的制备方法，都存在着一些不足，容易使异丁烷发生深度脱氢和裂解等副反应，影响催化剂使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种异丁烷脱氢制异丁烯催化剂用催化剂，其为铂(Pt)基催化剂，该催化剂包括用凹凸棒土改性的载体(例如氧化铝载体等)，和Pt金属活性组分。该催化剂，尤其是含Pt-Mg双金属活性组分的催化剂，用于异丁烷脱氢制异丁烯反应中具有很高的活性，以及很强的抗积碳能力，并且异丁烷转化率达到70％以上，异丁烯收率在60％左右。

根据本发明的一个方面，提供了一种异丁烷脱氢制异丁烯催化剂用催化剂，包括凹凸棒土改性的载体以及负载在改性的载体上的Pt金属组分。

根据本发明，通过对载体的改性，能够提高催化剂的活性，提高了转化率和收率，提高催化剂的抗积碳能力，提高了催化剂的化学稳定性和寿命，具有宽广的应用前景。

根据本发明所述的催化剂的一个优选实施方式，所述凹凸棒土的量基于载体(即改性前的载体，如选自氧化铝、氧化硅和分子筛中的至少一种)的重量为0.5-5wt％，优选1-3wt％，如1.5-2.5wt％。在所述范围内，对载体具有较好的改性效果，能够提高催化剂的性能，如活性、化学稳定性和寿命，提高转化率和收率。

根据本发明所述的催化剂的一个优选实施方式，所述载体选自氧化铝、氧化硅和分子筛中的至少一种。

根据本发明所述的催化剂的一个优选实施方式，所述Pt金属组分的含量(铂元素的含量)基于所述催化剂的总重量为0.2-0.5wt％，优选0.3-0.4wt％。

根据本发明所述的催化剂的一个优选实施方式，所述催化剂进一步包括负载在所述改性的载体上的Mg金属组分，也即此时负载在所述改性的载体上的，为Pt-Mg双金属组分。通过负载在所述改性的载体上的双金属组分的共同作用，能够进一步提高催化剂的活性和稳定性，提高寿命，进而提高转化率和收率，同时还能够降低催化剂的成本。