[发明专利]一种铂基骨架铁分子筛烷烃脱氢催化剂的制备及应用

说明书

本发明公开了一种铂基骨架铁分子筛烷烃脱氢催化剂的制备及应用，正硅酸四乙酯与模板剂四丙基氢氧化铵按照一定比例分别配置溶液后混合得到混合溶液，然后铁盐置于其中，室温下剧烈搅拌至完全混合。混合溶液置于水热反应釜中于烘箱晶化。晶化后样品离心、洗涤后置于烘箱中过夜干燥，于马弗炉中400‑500℃条件下焙烧。冷却至室温后得到骨架铁分子筛载体。采用离子交换法将定量的铂溶液加入到载体中，将混合后的样品于烘箱中干燥过夜后置于管式炉中在空气气氛下于400‑500℃条件下加热。得到的固体粉末经氢气还原后得到铂基骨架铁分子筛烷烃脱氢催化剂可用于实现烷烃的高单烯烃选择性脱氢，并且本发明的催化剂具有原料易得，工艺简单和成本低等特点。

技术领域

本发明涉及一种铂基骨架铁分子筛烷烃脱氢催化剂的制备及应用，其适用于正构烷烃脱氢，具有高单烯烃选择性的优势。

背景技术

烯烃是指含有C＝C键(碳-碳双键)(烯键)的碳氢化合物。属于不饱和烃，烯烃分为链烯烃与环烯烃，其按含双键的多少又为单烯烃、二烯烃等。烯烃可由卤代烷与氢氧化钠醇溶液反应制得，也可由醇失水或由邻二卤代烷与锌反应制得。而小分子的烯烃主要来自石油裂解气。烯类是有机合成中重要基础原料。

由烷基苯制得的烷基苯磺酸盐是典型的阴离子表面活性剂，它是合成洗涤剂的重要活性组分。工业上生产烷基苯主要采用苯与长链烯烃在酸性催化剂存在下缩合而成，所用烯烃包括α-烯烃、正构内烯烃和异构烯烃。依据烷基链结构和长度的不同，可有不同种类的烷基苯。在工业上通常将适用于作为洗涤剂原料的烷基苯称为直链烷基苯，其中含碳数6-12的直链烷基苯应用更为广泛。我国直链烷基苯的生产已经引起了石油化工以及洗涤剂行业的极大重视，并且已经成为合成洗涤剂工业的支柱。40年代前，世界各国的洗涤用品几乎都采用天然油脂为基础的肥皂类产品。二次大战以来，由于开发了廉价的烷基苯生产工芝，采用了三聚磷酸钠作为助洗剂以及洗衣机的普及，情况有了很大变化。洗涤剂工业获得了迅速的发展，正逐步取代传统的肥皂工业。直链洗涤剂磺酸盐的特点是较低的表面张力、对油和脂类有较强的乳化能力、对织物的渗透作用较显著、能分散液体中的固体微粒及有良好的泡沫性能、洗涤性能及生物降解性能，所以一直是合成洗涤剂的主要成分。虽然近10年来非离子型表面活性剂获得了较快的发展，然而即使在工业发达的国家，烷基苯作为制造合成洗涤剂的主要表面活性剂，至今还处于领导地位。长链烷烃的催化脱氢过程是其生产中的重要过程，烷烃脱氢所得的单烯烃随后与芳烃反应生成烷基苯，烷基苯经磺化反应后成为洗涤剂的主要成分。高纯度长链烷烃为原料，经催化脱氢得到相应的烯烃是生产烷基苯的核心工艺过程，此过程对烷基苯产物的质量、生产成本及整个装置的经济效益有关键性的作用。

脱氢反应的热力学推动力很小，只有在催化剂的作用下才能达到工业上所要求的反应速度，达到在较低温度下选择性脱氢生成单烯烃的目的。金属催化剂，特别是过渡金属催化剂，是最重要的加氢脱氢反应催化剂。长链烧轻脱氢反应的催化剂是铂为主，也有两种或多种元素为主催化剂的负载型多金属催化剂。催化剂的最关键的作用是加速主反应速率同时控制其他副反应发生。未改良过的铝为载体的铂催化剂相对来说活性较高，但是应用到脱氢反应上时的单烯烃选择性较差。另外，催化剂在长链烷烃脱氢副产物的影响下迅速失活。

发明内容

鉴于目前烷烃脱氢反应催化剂存在的不足，本发明目的在于提供一种铂基骨架铁分子筛烷烃脱氢催化剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是水热合成法，具体步骤如下；

一种铂基骨架铁分子筛烷烃脱氢催化剂的制备及应用其特征在于，包括如下步骤：

分别量取正硅酸四乙酯与模板剂四丙基氢氧化铵按照一定比例配置溶液，然后室温下混合搅拌得到混合溶液，称取一定量的铁盐置于其中，室温下剧烈搅拌至完全混合。得到的溶液置于100mL水热反应釜中于烘箱中120℃保持1-2小时，然后升温至170℃,晶化48-60小时。晶化后样品离心、并用去离子水洗涤3-4次，然后置于80℃烘箱中过夜干燥，于马弗炉中于550℃(升温速率为2℃/min)焙烧6小时。冷却后得到白色固体粉末。