[发明专利]一种丙烷脱氢催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种丙烷脱氢催化剂及其制备方法，该催化剂以铬复合氧化物为活性组分,与高性能热载体混合，加入粘结剂和改性元素，经混捏、挤条、干燥、焙烧制备而成。各成分质量百分含量依次为：铬复合氧化物55‑80％，高性能热载体10‑30％，改性元素0.1‑10.0％，粘结剂余量。本发明通过合成铬复合氧化物，提高了铬在载体上的分散度，有效提高了活性组分的有效利用率和原料丙烷的转化率；通过金属改性处理提高了催化剂的活性和选择性，进而提高了丙烯收率；通过高温水蒸气处理，大大降低了载体表面的酸量和酸强度，有效降低了催化剂的结焦和烯烃裂解反应；加入高性能热载体，有效提高了催化剂利用效率，提高了装置生产负荷。

技术领域

本发明涉及一种低碳烷烃脱氢催化剂及其制备方法，具体的说，涉及一种丙烷催化脱氢制丙烯的催化剂及其制备方法。

背景技术

丙烯是一种重要的化工原料，广泛用于生产聚丙烯、丙烯酸、环氧丙烷和丙烯腈等化工产品。我国丙烯主要来源于石脑油裂解和催化裂化等工艺联产或副产，但随着丙烯消费量的逐年增加，传统的丙烯生产已不能满足需求，因此，丙烷脱氢制丙烯技术快速发展，成为继甲醇制烯烃之后的第三大丙烯来源。

对于铬系丙烷脱氢催化剂，由于现有技术多采用浸渍法在氧化铝载体上负载活性组分，这种方法影响活性组分在氧化铝载体上的担载量和分散度，降低了活性组分的有效利用率，影响催化剂的反应活性和选择性；氧化铝上大量酸中心的存在，导致催化剂快速结焦和烯烃裂解。为此，催化剂常采用碱性金属或其氧化物改性，以减少载体酸量，但这种改性处理，造成了碱性氧化物与氧化铬的强相互作用，从而抑制脱氢活性，导致高价铬不能完全还原而降低了烯烃选择性。丙烷脱氢是强吸热反应，随着反应进行，催化剂床层温度迅速降低而导致反应和再生频繁切换，使得催化剂处理量降低，从而导致装置生产负荷降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种丙烷脱氢催化剂及其制备方法，该催化剂以铬复合氧化物为活性组分,以钠、钾、铁、钛、钒、锆、锌、铜、镍中的一种或几种为改性元素，提高了催化剂脱氢活性和选择性，同时，在催化剂中加入高性能热载体，提高了催化剂的热容量，使催化剂床层降温速率减缓，延长了反应时间，提高了装置生产负荷。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

依据本发明提出的一种丙烷脱氢催化剂，以铬复合氧化物为活性组分,与高性能热载体混合，加入粘结剂，以钠、钾、铁、钛、钒、锆、锌、铜、镍中的一种或几种为改性元素，经混捏、挤条、干燥、焙烧制备而成。

上述催化剂，各成分的质量百分含量分别为：

进一步，所述铬复合氧化物由铬溶液与含铝、硅、磷中的一种或多种元素的溶液或溶胶混合，通过晶化、焙烧处理得到；所得铬复合氧化物中氧化铬的质量百分含量为15-35％。

进一步，所述高性能热载体为α-氧化铝、氮化硅、碳化硅、二氧化锆、氮化硼中的一种或几种混合。

进一步，所述粘结剂为铝溶胶、硅溶胶、SB粉中的一种或几种混合。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术方案来实现。

一种丙烷脱氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备铬复合氧化物

(1.1)将铬溶液与含铝、硅、磷中的一种或多种元素的溶液或溶胶于50-80℃下混合搅拌均匀，得到混合溶液；其中，铬源为可溶性的铬盐或铬的氧化物，硅源为硅酸钠或硅溶胶，铝源为铝溶胶、硝酸铝、硅铝胶、磷铝胶中的一种或几种混合；

(1.2)将步骤(1.1)制备所得混合溶液在搅拌的条件下加入碱性物质，调节混合溶液PH值为8-10，使溶液变成黏稠的浆液；所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、乙二胺、六亚甲基四胺中的一种或多种；