[发明专利]用于从烷烃族气体制造烯烃的脱氢催化剂及其制造方法

说明书

本发明提供一种环保且选择性及转换率优秀的用于制造烯烃的催化剂及其制造方法，本发明的用于制造烯烃的催化剂是在氧化铝中浸渍钴及锌的。

技术领域

本发明涉及用于从乙烷、丙烷、丁烷等烷烃族气体制造烯烃的，较之现有技术选择性及转换率得到提高的用于制造烯烃的脱氢催化剂及其制造方法。

背景技术

乙烯、丙烯等烯烃广泛用于石化产业。一般而言，烯烃从石脑油的热分解工艺获得。但因在石化产业中需要更多量的烯烃，也通过利用催化剂的低级碳氢化合物的脱氢工艺生产烯烃。

在现有的PDH(Propane dehydrogenation)商用工艺中，代表性的有固定层反应器和移动床反应器。

与此相反，利用高速流动层(下称“流动层”)反应器的PDH技术(FPDH，Fast-fluidized Propane dehydrogenation)目前为止没有商用的先例。

上述固定层反应器和流动层反应器最大的差异是催化剂和反应物(丙烷)的接触时间。即流动层反应器是以非常快的速度一同将丙烷和催化剂注入流动层反应器进行反应之后，催化剂流入再生部，生成物流入分离部的工艺。

现有开发中的FPDH工艺的目标为将催化剂的停留时间(Residence time)缩短至10秒以下。催化剂的停留时间短，相应地丙烷供应量的注入速度也快，催化剂立即再生重新参与反应，在开发成商用工艺时，丙烯生产量脚趾固定层工艺增加很多。

但因催化剂和丙烷的接触时间相应短，催化剂的效率变得非常重要。即作为催化剂的两个效率尺度的选择性和转换率各需要最大化。

而且，因目前使用的丙烷脱氢工艺技术基于贵金属催化剂或非连续性工艺构成，因此存在因贵金属催化剂的过度活跃(生成焦炭)导致的反应器堵塞现象，或固定层反应器阀门顺序(Sequence)问题等丙烯生产运营的问题。

另外，丙烷脱氢反应因由氢引起的可逆反应，在热力学方面存在丙烷转换率限制，而为了克服这些问题，在大部分工艺中使用氧、卤素、硫化合物、二氧化碳、水蒸气等外部氧化剂，将氢转换为水。

因此，为丙烯的有效的大量生产，需要解决上述连续工艺的问题，开发出无需氧化剂使用贵金属直接脱氢催化剂，从而节省生产费用的新的丙烷脱氢工艺。

在用于丙烷脱氢的催化剂中，在贵金属催化剂的情况下，通过在活性部位氢直接被吸附的直接脱氢机制进行反应，但在过渡金属氧化物的情况下，因电子的移动性导致的活性部位的不完整性，没有完全查明其机制。

因上述情况，一般最常作为PDH催化剂使用的是Pt、Pt-Sn、VOx、CrOx等催化剂。虽然CrOx催化剂在丙烷转换率和选择性方面非常优秀，但因环境污染及人体有害性等问题和反应初期氧化反应控制的难度，其使用受到限制。铂金催化剂虽然选择性好，但价格昂贵，焦炭生成速度非常快，因此需要精细的控制。

另外，在专利文献1(韩国注册专利第817465号)及专利文献2(中国注册专利第105438568号)的情况下，仍然将贵金属用作活性物质，而且在专利文献2的情况下，虽然追加包含第二催化剂层，但完全没有发现根据本发明的催化剂。

因此，本发明人通过持续的研究，发现通过导入不包含贵金属及铬的新的催化剂，能够解决现有技术中存在的问题，从而开发出催化剂的转换率及选择性都很优秀的用于制造烯烃的催化剂及其制造方法。

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于从乙烷、丙烷、丁烷等烷烃族气体制造烯烃的，环保且选择性及转换率优秀的用于制造烯烃的催化剂及其制造方法。

解决问题的方法

根据本发明的用于从烷烃族气体制造烯烃的催化剂是在氧化铝中浸渍钴及锌的脱氢催化剂。