[发明专利]一种用于丙烷化学链脱氢制丙烯的载氧体制备方法

权利要求书

1.一种用于丙烷化学链脱氢制丙烯的载氧体制备方法，其特征在于具体过程为：

(1)氧化铝载体的制备：先筛选出500g粒径为200-300μm的氧化铝颗粒，再加入3-5g田菁粉混合均匀，然后滴加100ml质量分数为2％的硝酸水溶液，充分混合后置于100℃的烘箱中干燥48h后，在马弗炉中于500-600℃下煅烧3-5h，得到氧化铝载体颗粒；

(2)含锰氧化铝载体的制备：取步骤(1)得到的氧化铝载体颗粒200g，浸入500ml质量分数为50％的硝酸锰去离子水溶液中，浸渍24h后得到浸渍后的载体，然后在90-120℃下对浸渍颗粒进行干燥48h，并在650℃下煅烧3-5h，得到所述含锰的氧化铝载体；

(3)核壳结构锰基载氧体的制备：

(3-1)先将粘结剂和粘土按照质量比为(1：9)-(4：6)的比例混合溶于去离子水中配置成质量分数为40％-70％的浆液，再将步骤(2)制得的含锰的氧化铝载体充分的分散在配制的浆液中，然后将浆液进行喷雾干燥，筛分出粒径在80-600μm的颗粒；

(3-2)取质量分数为99％的硝酸锂(LiNO₃)200g，将步骤(3-1)制备的颗粒与硝酸锂按照1:2-1:10的质量比混合后加去离子水，得到溶液a，然后将所述溶液a置于100℃油浴锅中匀速搅拌，至溶液a中水分蒸干至浆糊状物质b；

(3-3)将浆糊状物质b在烘干箱中干燥48h，得到的样品c，再将样品c在马弗炉中煅烧3-5h，煅烧温度为650℃，煅烧后进行筛选，得到粒径为100-500μm的核壳结构锰基载氧体，其中核壳结构中的核为载体γ-Al₂O₃，制备的载氧体以γ-Al₂O₃为载体，活性成分Mn₂O₃负载于Al₂O₃的表面以及孔道中，粘结剂和粘土将含锰的氧化铝载体包裹，Li₂O负载到粘结剂和粘土上成为最外层的壳。

2.根据权利要求1所述用于丙烷化学链脱氢制丙烯的载氧体制备方法，其特征在于制备的氧化铝载体颗粒的堆比重为0.5-0.9g/mL，比表面积为80-200m²/g，孔容为0.3-0.8mL/g，平均孔径为10-50nm，压碎强度为40-100N·cm^-1。

3.根据权利要求1所述用于丙烷化学链脱氢制丙烯的载氧体制备方法，其特征在于制备的核壳结构锰基载氧体的活性组分为Mn₂O₃，具体包括如下质量分数的化学成份：Mn₂O₃为30～70％，Al₂O₃为10～30％，Li₂O为20～40％。

4.一种采用如权利要求1所述方法制备的载氧体的用途，其特征在于能用于丙烷化学链脱氢制丙烯，具体过程为：

(1)反应器预处理：关闭空气阀门和丙烷阀门，打开氮气阀门，向加入4-10g核壳结构锰基载氧体的流化床反应器内以0.8L/min的流速通入纯度为99.999％的氮气，氮气的流速通过第二质量流量计控制，同时设定好预热器与流化床反应器的温度后开始升温加热，预热器设定温度为400-500℃，流化床反应器设定温度为400-650℃，通过压力表将反应压力设定为0.1-0.6MPa；

(2)丙烷脱氢：当预热器和流化床反应器达到所设定的温度后，先设定丙烷和氮气的进气流量，通过第一质量流量计和第二质量流量计将总流量控制为0.2-3L/min，再打开丙烷阀门，使丙烷和氮气的混合气进入流化床反应器反应2h，得到气相产物混合物；

(3)气体收集：步骤(2)得到的气相混合物流经裂管式冷凝器冷却至室温后进入气液分离器进行气液分离，用外接的气袋收集反应后的混合气体，用气相色谱分析气体的成分与含量；

(4)载氧体还原预处理：打开氮气阀门，向流化床反应器内通入氮气1h，排尽流化床反应器内步骤(3)剩余混合气体；

(5)载氧体还原：关闭氮气阀门，打开空气阀门，通过第二质量流量计5将空气流量控制为0.3-0.5L/min，并打开流化床反应器的加热装置，将流化床反应器的温度设定为650℃，向流化床反应器内持续通入空气2-3h，得到重新被氧化的所述载氧体。