[发明专利]一种丙烷脱氢制丙烯的整体式催化剂制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种整体式催化剂制备方法，更具体言之，涉及一种丙烷脱氢制丙烯的整体式催化剂制备方法。

背景技术

丙烯作为一种重要的有机化工原料，除了生产聚丙烯之外，还大量地作为生产丙烯腈、丁醇、辛醇、环氧丙烷、异丙醇、丙烯酸及壬基醇等其它化工产品的原料。目前丙烯主要来源于石油脑裂解和炼油厂FCC工艺等副产或联产。随着丙烯需求量的日益增长，尤其是聚丙烯的发展，促进了对原料丙烯需求的强势增长，进而促进了各种丙烯生产技术的发展，例如丙烷脱氢、易位转化、高碳烯烃裂解为丙烯、甲醇制烯烃，从煤转油工艺气体生产和减压柴油的深度催化裂化等。其中丙烷脱氢制丙烯技术近年来逐渐受到重视，已经成为第三位的丙烯来源。

迄今为止已经开发了多种丙烷脱氢技术，以UOP公司的Oleflex工艺和美国Air Product公司的Catofin工艺为代表。其通常采用以铂族金属元素为主活性组分、以Al₂O₃作为催化剂载体、同时含有各种助剂的催化剂，在固定床反应器上进行丙烷脱氢反应。此类工艺中存在的突出问题是催化剂堆比大，床层压力大，反应空速低、传质慢容易造成催化剂床层温度分布不均匀，产物易进一步发生副反应，甚至深度脱氢导致积炭，从而影响反应的正常进行，缩短催化剂的使用寿命。

整体式催化剂(momolithic catalyst)是由许多狭窄的平行通道整齐排列的一体化催化剂。早期开发的整体式催化剂所用载体的横截面呈蜂窝结构，故又称之为蜂窝状催化剂。与传统颗粒状催化剂有很大的区别，整体式催化剂的几何面积大，孔隙率高，床层压降小，传质效果好，反应效率高。现有用于丙烷脱氢反应的整体式催化剂的制备方法(如已公开的中国专利申请CN200610001330.8)，通常是把Pt、Sn等组分先负载到氧化铝上，然后添加表面活性剂制成浆料涂覆在堇青石上制成涂层。但该方法所需原料多，制备过程复杂，同时吹扫孔道里的已负载贵金属Pt的氧化铝浆料会导致其不能被充分利用，从而造成了活性组分Pt流失。

发明内容

本发明因此提供了一种用于丙烷脱氢的整体式催化剂的简单制备方法，即通过先在基体孔道内涂覆浆料制备载体氧化铝涂层，然后再用浸渍法负载活性组分的方法，解决了活性组分因吹扫多余浆料而造成流失的问题。本发明方法制备的整体式催化剂在丙烷脱氢制丙烯反应中稳定性好，丙烯选择性高。

本发明提供的整体式催化剂的制备方法包括以下步骤：将重量比为(30～70)∶(5～30)∶100的氧化铝、硝酸铝、去离子水混合球磨制成浆料；将所述浆料涂覆于具有平行孔道的基体孔道表面；用压缩空气吹扫所述基体孔道；干燥、焙烧所述基体，使其孔道表面形成氧化铝涂层，所述氧化铝涂层与所述基体之重量比为0.15％～20％，优选为1％～15％；将孔道表面形成所述氧化铝涂层的所述基体浸渍于含有金属活性组分的溶液中，以金属重量计，所述金属活性组分与所述氧化铝涂层的重量比为0.01％～1.1％，优选为0.3％～0.7％，浸渍后经干燥、焙烧得到所述整体式催化剂。

本发明所述的基体包括堇青石、莫来石、金刚石、刚玉、石英，优选为堇青石。

本发明所述的金属活性组分包括VIII族金属，优选为Pt。

本发明所述的制备方法还可包含在制备浆料时添加助剂和碱性助剂，即将重量比为(30～70)∶(5～30)∶(0.01～7.5)∶(0.01～5.5)∶100的氧化铝、硝酸铝、助剂、碱性助剂和去离子水一起制成浆料，所述助剂包括IVA族金属的可溶性盐，所述碱性助剂包括碱金属、碱土金属的可溶性盐，所述助剂优选为Sn的可溶性盐，所述碱性助剂优选为Na的可溶性盐。所述助剂和所述碱性助剂的优选添加量为氧化铝、硝酸铝、助剂、碱性助剂和去离子水的重量比为(30～70)∶(5～30)∶(0.01～4.5)∶(0.01～2.5)∶100。

本文中“含有金属活性组分的溶液”指的是溶质为金属活性组分的一或多种可溶物的溶液，例如，溶质可以是组成上含有该金属的可溶性盐、可溶性酸或可溶性碱等。如果金属活性组分为Pt，则含有金属活性组分的溶液优选为氯铂酸的水溶液。另外，如本领域一般技术人员所知，当制备过程中涉及含氯化合物时，可能需要进行脱氯过程方可得到最终整体式催化剂。

本发明所提供的整体式催化剂的制备方法所需原料少，过程简单，并解决了现有技术因吹扫而造成活性组分流失的问题，以本发明方法制备的催化剂在丙烷脱氢制丙烯反应中稳定性好，丙烯选择性高。

具体实施方式