[发明专利]载体及其制备方法和烷烃脱氢催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种载体及其制备方法和烷烃脱氢催化剂及其制备方法和应用，所述催化剂载体包括摩尔比不小于7.0的八面体配位的铝原子和四面体配位的铝原子。本发明的催化剂载体，通过八面体配位的铝原子和四面体配位的铝原子的比值进行限定，可以得到结构稳定的载体，更利于提高含有上述载体的催化剂的再生稳定性。

技术领域

本发明涉及一种载体及其制备方法和烷烃脱氢催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

低碳烯烃是非常重要的有机化工原料，用以生产聚合物、汽油、洗涤剂和其它化学原料等。传统制备烯烃(例如丙烯和丁烯)的方法是采用乙烯联产和石脑油裂解工艺，但石油储量有限，丙烯和丁烯受制于目标产物，难以大规模增加，所以世界各国致力于开发制备丙烯和异丁烯的新路线。其中以石化副产或天然气等中的丙烷和丁烷为原料，通过直接脱氢工艺制备相应丙烯和丁烯方法得到极大重视。近年来人类对世界石化原料和石化产品需求持续增加，作为石化基础原料的丙烯、异丁烯需求持续增长，传统常规方法已不能满足其增长需求，出现了全球性紧缺。而且随着石油资源日益匮乏，丙烯、丁烯生产已从单纯依赖石油为原料向原料多样化的技术路线转化，特别是以烷烃为原料制取丙烯、丁烯的技术路线，利用来源丰富、价格低廉的烷烃脱氢制备低碳烯烃是最有竞争力的方法之一。

烷烃脱氢反应技术问世迄今已有约30年的历史，工业化或开发成功的丙烷催化脱氢技术有UOP公司的Oleflex工艺、CBI Lummus公司的Catofin工艺、Snamprogetti-Yarsintez公司的流化床FBD工艺、Krupp-Uhde的蒸汽活化重整STAR工艺、Linde-BASF公司的PDH工艺。目前工业化的丙烷脱氢制丙烯生产工艺主要是美国UOP公司的Oleflex工艺，采用的是Pt催化剂，以及美国CBI Lummus公司的Catofin工艺，采用的是Cr系催化剂。

烷烃脱氢催化反应由于催化反应热力学的限制都在500℃以上的高温下进行，随着反应的进行，催化剂会积炭失活，开发高活性、高选择性和高稳定性的催化剂成为该技术的关键。Ballarini等在Applied Catalysis a-General(应用催化A-综合)2010，381：83–91发表的“n-Butane dehydrogenation on Pt，PtSn and PtGe supported on gamma-Al₂O₃deposited on spheres of alpha-Al₂O₃ by washcoating(在涂层法制备γ-Al₂O₃/α-Al₂O₃负载Pt，PtSn和PtGe的正丁烷脱氢反应)”用涂层法制备了γ-Al₂O₃/α-Al₂O₃，该载体具有高比表面积和酸性较低、均匀厚度的γ-Al₂O₃，保证了载体和负载金属的强相互作用。由上述载体制备得到的催化剂稳定性较好，5次再生性能几乎不变，丁烯收率可达30％。

虽然烷烃脱氢催化剂目前已经取得较大进展，但是对于烷烃脱氢反应而言，载体表面的酸中心会发生很多副反应，如烷烃的裂解、异构化，烯烃的裂解、异构化、聚合反应等，单一结构的Al₂O₃不利于催化反应的稳定性，另外，含有单一结构Al的催化剂的再生稳定性的提高也具有很大的局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的含有单一结构Al的催化剂载体在应用时不利于提高催化剂的再生稳定性的问题。

为达到本发明的目的，第一方面，本发明提供了一种催化剂载体，所述催化剂载体包括摩尔比不小于7.0(例如7.5，7.8，8.2)的八面体配位的铝原子和四面体配位的铝原子。