[发明专利]一种低碳烷烃脱氢催化剂及其制备方法

说明书

一种低碳烷烃脱氢催化剂，包括球形θ‑氧化铝载体和以载体为基准计算的含量如下的活性组分：所述球形氧化铝载体的平均直径为1.5～2.0mm，所述Ⅷ族金属分布和IA族金属分布在球形载体从外向内厚度为350～500μm的表层内，第二金属组分均匀分布在载体中，所述的第二金属组分选自锡、锗、铅、铟、镓或铊。该催化剂用于低碳烷烃脱氢制烯烃，具有较高的活性和选择性，并且积炭量低。

技术领域

本发明为一种低碳烷烃脱氢催化剂及其制备方法，具体地说，是一种活性组分呈表层分布的低碳烷脱氢催化剂及其制备方法。

背景技术

随着我国原油加工量的增大，炼油厂的催化裂化等工艺过程会副产大量的乙烷、丙烷、异丁烷等低碳烷烃。如何有效利用这些资源，将其转化为高附加值的低碳烯烃，对提高炼油厂的经济效益具有重要意义。

丙烯是一种重要的基本有机化工原料，广泛应用于生产聚丙烯、丙酮、丙烯腈、环氧丙烷、丙烯酸等多种化工产品；异丁烯是生产甲基叔丁基醚(MTBE)的主要原料；丁烯主要用于烷基化、迭合、异构化和二聚工艺合成有用的汽油组分及合成MTBE和ETBE汽油添加剂等燃料领域，并广泛应用于化学品领域。因此，低碳烷烃脱氢制烯烃是一条利用低碳烷烃生产相对应的烯烃的可行工艺路线。

负载型铂基催化剂是低碳烷烃脱氢催化剂中的重要一类，通常以氧化铝为载体，通过添加其他组分进行改性，以提高催化剂的活性和选择性。由于低碳烷烃脱氢反应受热力学平衡限制，反应要在高温和低压的苛刻条件下进行。过高的反应温度会加剧裂解反应和深度脱氢，加快催化剂的积炭速率，使催化剂失活。因此开发高活性高稳定性、低积炭速率的脱氢催化剂成为该技术的关键。

为了降低催化剂的积炭速率，调变脱氢活性组分Pt族金属在催化剂上的分布是其中一种有效的方法。US4786625、US4827072和CN1018619B等报道了Pt族金属通过与有机酸螯合物形成化学配合物进行表面浸渍，此配合物与耐火氧化物载体强烈吸引，使Pt族金属主要保持在载体的外表面。上述催化剂适用于C2～C30的烷烃脱氢，特别是长链烷烃。

US5012027的催化剂除了含有Pt外，还含有选自铱、锇的第二助剂、选自IVA族金属的第三助剂。并且第二助剂金属的浓度梯度大于Pt族金属，第二助剂为蛋壳型表面浸渍。此催化剂同样是适用于含有2～30个碳原子的烷烃脱氢，特别是长链烷烃脱氢。

CN101612583B报道了一种活性组分非均匀分布的长链烷烃脱氢催化剂，该催化剂中的铂金属作为活性组分主要分布在催化剂表面，锡、碱金属及选自铁、钴、镍、钯的第VIII族金属作为助剂整体均匀分布在载体中，载体为γ-氧化铝，该催化剂适用于C10～C15的长直链烷烃的脱氢反应。

发明内容

本发明的目的是提供一种低碳烷烃脱氢催化剂及其制备方法，该催化剂用于低碳烷烃脱氢制烯烃，具有较高的活性和选择性，并且积炭量低。

本发明提供的低碳烷烃脱氢催化剂，包括球形θ-氧化铝载体和以载体为基准计算的含量如下的活性组分：

所述球形氧化铝载体的平均直径为1.5～2.0mm，所述Ⅷ族金属和IA族金属均分布在球形载体从外向内厚度为350～500μm的表层内，第二金属组分均匀分布在载体中，所述的第二金属组分选自锡、锗、铅、铟、镓或铊。

本发明提供的催化剂中，Ⅷ族金属和IA族金属均分布于球形载体一定厚度的表层内，第二金属组分均匀分布于整个球形载体中，所述催化剂用于低碳烷烃脱氢制烯烃反应，具有较好的反应性能和较低的积碳量。

附图说明

图1为本发明催化剂小球中铂的径向分布图。

图2为本发明催化剂小球中钾的径向分布图。

图3为本发明催化剂小球中锡的径向分布图。

具体实施方式