[发明专利]丙烷脱氢催化剂及其制备方法以及丙烷脱氢制丙烯的方法

权利要求书

1.一种丙烷脱氢催化剂，其特征在于，所述丙烷脱氢催化剂包括载体以及负载在所述载体上的Pt组分、Sn组分和Na组分，其中，所述载体为球形介孔二氧化硅，所述球形介孔二氧化硅具有立方体心结构，所述球形介孔二氧化硅的抗压强度为12-16MPa，平均粒径为2-10μm，比表面积为700-900m²/g，孔体积为0.5-1mL/g，最可几孔径为1-5nm。

2.根据权利要求1所述的丙烷脱氢催化剂，其中，以所述丙烷脱氢催化剂的总重量为基准，所述载体的含量为97.5-99.3重量％，所述Pt组分以Pt元素计的含量为0.2-0.5重量％，所述Sn组分以Sn元素计的含量为0.2-1.2重量％，所述Na组分以Na元素计的含量为0.3-0.8重量％；

优选地，所述载体的抗压强度为14-16MPa，平均粒径为3-9μm，比表面积为750-850m²/g，孔体积为0.6-0.8mL/g，最可几孔径为1.5-4.5nm；

更优选地，所述介孔二氧化硅为SBA-16。

3.一种制备丙烷脱氢催化剂的方法，其特征在于，该方法包括：将载体在含有Pt组分前驱体、Sn组分前驱体和Na组分前驱体的混合溶液中进行浸渍处理，然后依次进行去除溶剂处理、干燥和焙烧，其中，所述载体为球形介孔二氧化硅，所述球形介孔二氧化硅具有立方体心结构，所述球形介孔二氧化硅的抗压强度为12-16MPa，平均粒径为2-10μm，比表面积为700-900m²/g，孔体积为0.5-1mL/g，最可几孔径为1-5nm。

4.根据权利要求3的方法，其中，所述载体、Pt组分前驱体、Sn组分前驱体和Na组分前驱体的用量使得制备的丙烷脱氢催化剂中，以所述丙烷脱氢催化剂的总重量为基准，所述载体的含量为97.5-99.3重量％，Pt组分以Pt元素计的含量为0.2-0.5重量％，Sn组分以Sn元素计的含量为0.2-1.2重量％，Na组分以Na元素计的含量为0.3-0.8重量％；

优选地，所述载体的抗压强度为14-16MPa，平均粒径为3-9μm，比表面积为750-850m²/g，孔体积为0.6-0.8mL/g，最可几孔径为1.5-4.5nm；

更优选地，所述介孔二氧化硅为SBA-16。

5.根据权利要求3的方法，其中，所述浸渍处理的条件包括：温度为25-50℃，时间为2-6h。

6.根据权利要求3-5中任意一项所述的方法，所述载体的形成方法包括以下步骤：

(a)在模板剂的存在下，将硅源与酸剂进行接触，并将接触后得到的混合物依次进行晶化和过滤，得到介孔材料原粉；

(b)将所述介孔材料原粉进行脱模板剂处理，得到球形介孔二氧化硅。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在步骤(a)中，所述接触的条件包括：温度为10-60℃，时间为25min以上，pH为1-6；所述晶化的条件包括：温度为30-150℃，时间为10-72h；

在步骤(b)中，所述脱模板剂处理的过程包括：在90-120℃下，将所述介孔材料原粉用醇进行洗涤，洗涤时间为10-40h。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述模板剂为三嵌段共聚物聚氧乙烯醚–聚氧丙烯醚–聚氧乙烯醚，所述酸剂为盐酸、硫酸、硝酸和氢溴酸中的至少一种，优选为盐酸，所述硅源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸丙酯、正硅酸钠和硅溶胶中的至少一种，优选为正硅酸乙酯；

优选地，所述模板剂和所述硅源用量的摩尔比为1：200-300。

9.权利要求4-8中任意一项所述的方法制备得到的丙烷脱氢催化剂。

10.一种丙烷脱氢制丙烯的方法，所述方法包括：在催化剂和氢气的存在下，将丙烷进行脱氢反应，其特征在于，所述催化剂为权利要求1-2和9中任意一项所述的丙烷脱氢催化剂。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，丙烷的用量与氢气的用量的摩尔比为0.5-1.5：1；

优选地，所述脱氢反应的条件包括：反应温度为600-650℃，反应压力为0.05-0.2MPa，反应时间为40-60h，丙烷质量空速为2-5h^-1。