[发明专利]一种丙烷脱氢催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种丙烷脱氢催化剂，其特征在于：以碱性金属氧化物M2进行表面修饰的粉末活性氧化铝制成的微球为载体，该载体上负载有作为活性组分的PtO₂-SnO₂-金属氧化物M1三元金属团簇；该金属氧化物M1为In₂O₃、CeO₂、CuO、Cr₂O₃或La₂O₃，该碱性金属氧化物M2为K2O、MgO、CaO、BaO、ZrO₂或ZnO；

其中，PtO₂的含量为0.1-0.5wt％，SnO₂的含量为0.2-1.0wt％，金属氧化物M1的含量为1-5wt％，碱性金属氧化物M2的含量为1-5wt％，余量为Al₂O₃。

2.如权利要求1所述的一种丙烷脱氢催化剂，其特征在于：所述金属氧化物M1为In₂O₃、Cr₂O₃或CuO。

3.如权利要求1所述的一种丙烷脱氢催化剂，其特征在于：所述碱性金属氧化物M2为K₂O或CaO。

4.权利要求1至3中任一权利要求所述的丙烷脱氢催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)将所述碱性金属氧化物M2的可溶性盐溶解在去离子水中，并加入浓度为0.08-0.12mol/L的稀硝酸调节pH值为4-6，配制成盐溶液，再加入铝溶胶搅拌成混合溶胶，制成复合表面修饰胶粘剂；

(2)将步骤(1)制得的复合表面修饰胶粘剂、粉体活性氧化铝和淀粉混捏成塑性料团后，经挤条切粒一体机挤出的颗粒送入滚球机进行整圆致密化；整圆致密化的过程中采用40-50℃热风老化处理0.4-0.6h，制得微球氧化铝载体前驱体；

(3)把步骤(2)制得的微球氧化铝载体前驱体于100-120℃干燥8-12h后，移至马弗炉中，以5-10℃/min升温速率升温至550-650℃，焙烧4-8h，即得到所述载体；

(4)将PtO₂、SnO₂、金属氧化物M1的可溶性盐、去离子水、柠檬酸和浓度为24-26％的稀氨水混合后，搅拌配制成PtO₂-SnO₂-M1的络合液；

(5)按二倍浸渍法把步骤(4)制得的络合液浸渍步骤(3)制得的载体，浸渍的时间为4-8h，然后于100-120℃干燥8-12h，接着移至马弗炉中以5-10℃/min升温速率升温至500-600℃，焙烧4-8h，即得所述丙烷脱氢催化剂。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述碱性金属氧化物M2的可溶性盐为硝酸盐、氯化盐或硫酸盐。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述金属氧化物M1的可溶性盐为硝酸盐、氯化盐或硫酸盐。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：金属氧化物M1的可溶性盐、稀氨水和柠檬酸的比例为1-15g∶10-20mL∶5-10mL。

8.一种丙烷催化脱氢制备丙烯的方法，其特征在于：使用权利要求1至3中任一权利要求所述的丙烷脱氢催化剂。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)将所述丙烷脱氢催化剂放入反应器中，在常压且氢气气氛下以2-5℃/min的速率升温到590-610℃，恒温反应时间1.5-2.5h；

(2)氢气气氛下，将丙烷按体积空速980-1000h^-1通入上述反应器中，于常压且温度为590-610℃的条件下反应。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述丙烷与氢气的摩尔比为3-4∶1。