[发明专利]一种低碳烷烃脱氢催化剂的再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及低碳烷烃脱氢催化剂的再生方法，特别是关于丙烷脱氢、丁烷脱氢催化剂的再生方法。

技术背景

进入新世纪以来，人类对世界石化原料和石化产品的需求仍将持续增长，作为石化基础原料丙烯的需求将继续增长，而传统常规方法已不能满足快速增长的需求，使其市场出现了全球性的紧缺。而且随着石油资源的日益匮乏，丙烯的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变，特别是以低碳烷烃为原料制取丙烯的技术路线。近年来，以丙烷为原料制取丙烯的技术在有资源优势的地区发展较快，成为第三大丙烯生产方法。

目前应用比较多的方法包括：使用铂催化剂、贵金属助催化的铝酸锌尖晶石催化剂或氧化铬-氧化铝催化剂。

丙烷催化脱氢反应受热力学平衡的限制，须在高温、低压的苛刻条件下进行。过高的温度使丙烷裂解反应及深度脱氢加剧，选择性下降，同时加快催化剂表面积炭，使催化剂迅速失活，催化剂需要反复再生。而目前的再生方法多采用较高的再生温度，而且再生时间较长。

CN1589970A公开了一种烷基芳烃脱氢生产烷烯基芳烃催化剂的再生方法，该方法采用同步通入水蒸气和空气对催化剂进行再生，该方法需要较高的再生温度(如实施例4中再生温度为550℃)，才能完全烧掉催化剂上的积炭，而再生温度为500℃以下(如实施例3)时，并不能完全烧掉催化剂上的积炭。该方法直接采用水热法，且在较高的再生温度进行再生，则容易出现活性金属聚集的现象，而且催化剂的晶形也易发生变化，此外，还存在再生时间过长的问题，如实施例中至少需要24小时。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种再生时间短、催化剂性能恢复得好的低碳烷烃脱氢催化剂的再生方法。

本发明低碳烷烃脱氢催化剂的再生方法，包括：失活低碳烷烃脱氢催化剂先在空气气氛下再生，再生温度为350～500℃，优选为380～450℃，再生时间为0.5～5小时，优选为1～3小时；然后在水蒸气和空气的混合气氛下再生，其中水蒸气体积占10％～50％，优选15％～40％，再生温度为400～550℃，优选为400～500℃，再生时间为0.5～8小时，优选为1～3小时。

本发明方法中，在水蒸气和空气的混合气氛下的再生温度比在空气中再生温度高30～150℃，最好为50～100℃。

本发明的脱氢催化剂的再生方法，适用于丙烷、丁烷等低碳烷烃脱氢催化剂的再生。本发明方法最适宜的低碳烷烃脱氢催化剂，组成包括：以催化剂的重量为基准，Al₂O₃的含量为95.0％～98.0％，Pt的含量为0.2％～1.0％，Sn的含量为0.1％～1.0％，K的含量为0.5％～3.0％。该催化剂采用常规的制备方法制成的，以含锡氧化铝小球为载体，采用分步浸渍或共浸的方法将活性组分铂及助剂钾浸渍到载体上。

本发明方法是先在较低温度下在空气气氛中再生，烧除催化剂表面的积炭及孔道内部的大部分积炭，然后最好在400～500℃温度下在水蒸气和空气的混合气氛中进一步对催化剂进行再生处理，达到完全去除催化剂表面及孔道内部的积炭，同时调变催化剂的酸值及酸分布，促使失活催化剂的晶形及晶相组成恢复到原来新鲜催化剂的状态，从而不仅完成了催化剂的再生，同时使再生后催化剂的各项理化性质和脱氢活性接近新鲜催化剂，延长了催化剂的使用周期和寿命。本发明方法中，所采用的再生条件比较温和，再生时间较短，进一步降低了催化剂的生产成本。

附图说明

图1为本发明比较例1中新鲜Pt-Sn-K/Al₂O₃催化剂的晶形透射电镜图。

图2为本发明实施例1中再生后的Pt-Sn-K/Al₂O₃催化剂的晶形透射电镜图。

图3为本发明比较例4中再生后的Pt-Sn-K/Al₂O₃催化剂的晶形透射电镜图。

通过对比图1、图2和图3可看出，通过本发明方法再生的催化剂的晶形结构(见图2)基本恢复到了新鲜催化剂的形态(见图1)，而比较例4再生处理的催化剂(见图3)中的铂颗粒分散不佳存在聚集，没有完全恢复到新鲜催化剂的晶形结构。

具体实施方式

本发明比较例和实施例中，在再生试验前后，分别测定催化剂的比表面积、积炭量、酸分布、晶形及脱氢性能，并与新鲜催化剂进行比较。

本发明中，比表面是采用低温液氮吸附法测得的，晶形分析是在透射电镜下得到的，积炭是在元素分析仪上测得的，酸值是在化学吸附仪上测得的。