[发明专利]铁氧体基催化剂复合物、其制备方法和使用其制备丁二烯的方法

说明书

技术领域

[相关申请的交叉引用]

本申请要求于2016年03月04日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2016-0026563的优先权权益，该申请的公开内容通过引用并入本申请中。

本发明涉及一种铁氧体基催化剂复合物、其制备方法和使用该铁氧体基催化剂复合物制备丁二烯的方法。更特别地，本发明涉及一种铁氧体基催化剂复合物，该铁氧体基催化剂复合物具有如下形状，该形状通过减少催化剂直接暴露于热量，能够有效地分散丁二烯生产过程中产生的过多的热量并且防止催化剂的损害和副反应的发生；所述铁氧体基催化剂复合物的制备方法；以及一种丁二烯的制备方法，该制备方法通过使用所述铁氧体基催化剂复合物，使在氧化脱氢过程中催化剂的活性部位具有较宽的温度梯度(分布)，能够降低热点(hot spot)的温度并且减少COx的产生，因此，提供改善的工艺效率。

背景技术

丁二烯是石油化学产品中的中间体，并且在世界范围内，对丁二烯的需求和其价值正在增加。例如，1,3-丁二烯通常通过石脑油裂解、丁烯直接脱氢、通过丁烯与氧之间的反应生成1,3-丁二烯和水的丁烯氧化脱氢等来制备。

丁烯氧化脱氢非常有利，因为通过该反应生成稳定的水。此外，与丁烯直接脱氢不同，由于丁烯氧化脱氢是放热反应，因此与直接脱氢相比，即使在低反应温度下也可以以高产率生产1,3-丁二烯。因此，丁烯氧化脱氢不需要额外的热供应，从而非常适合作为商业工艺。

然而，当热生成过度时，反应物被完全氧化，由此会发生产生大量COx的副反应。换言之，在主要用作用于丁烯氧化脱氢的催化剂的铁氧体基催化剂的情况下，在反应过程中过度产生热量，从而导致相对高的温度的热点。此处，热点指在固定床型催化反应器中由于放热反应而温度最高的点或区域(参见图3中所示的图2a和图2b的催化剂的图，反应器内部的温度由于赤热升高而为最高的点)。特别地，已知在催化剂的活性部位产生的过多热量引起催化剂损坏和副反应。这种催化剂损坏和副反应必然导致丁二烯工艺效率的降低。

参照图2a，将催化剂(相当于由a1表示的黑点)与惰性材料如铝(Al)球(由a2表示)物理混合以通过稀释所述催化剂来分散过多的热量。然而，从图2a可以证实，难以实现均匀分散，并且由于催化剂(a1)直接暴露于过多热量而难以有效地控制催化剂层的热点。

[现有技术文献]

(专利文献1)KR10-2014-0082869A

发明内容

技术问题

因此，鉴于上述问题而做出本发明，本发明的一个目的是提供一种铁氧体基催化剂复合物，该铁氧体基催化剂复合物通过将铁氧体催化剂与惰性粘合剂混合并使它们均匀分散而制备，以有效地分散丁二烯生产过程中所产生的过多热量并且防止反应过程中的催化剂的损害和副反应的发生；以及所述铁氧体基催化剂复合物的制备方法。

本发明的另一目的是提供一种通过有效地分散过多的热量并且使催化剂的活性部位具有较宽的温度梯度(分布(profile))以降低反应过程中的热点的温度并且减少COx的产生，从而更有效地制备丁二烯的方法。

上述目的和其它目的可以通过下面描述的本公开实现。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供一种铁氧体基催化剂复合物，包含20重量％至99重量％的惰性粘合剂粒子和1重量％至80重量％的分散和插入在所述惰性粘合剂粒子中的铁氧体基催化剂颗粒。

根据本发明的另一方面，提供一种铁氧体基催化剂复合物的制备方法，其中，通过混合铁氧体基催化剂颗粒、惰性粘合剂粒子和液体粘合剂来使所述铁氧体基催化剂复合物成型，其中，所述铁氧体基催化剂颗粒与所述惰性粘合剂粒子的重量比为1:99至80:20。

根据本发明的又一方面，提供一种丁二烯的制备方法，其中，用上述铁氧体基催化剂复合物填充反应器，由C4提余液制备丁二烯，并且，基于其中形成由所述催化剂复合物组成的层的反应器的内部的热点，当在所述反应器的纵向上在50mm之前的位置的热点温度(℃)的变化为Td时，Td≤65。

有益效果