[发明专利]低碳烷烃脱氢制低碳烯烃催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于低碳烷烃脱氢制低碳烯烃的催化剂及其制备方法。

背景技术

丙烯/异丁烯主要来自蒸汽裂解和炼化厂流化催化裂化过程的联产或副产，可广泛用于合成聚合物、汽油添加剂、橡胶以及各种化工中间体。随低碳烯烃需求量日益增长，传统的生产过程很难满足市场需求的迅速增长。由炼油厂得到的大量低碳烷烃是液化石油气的主要成分，主要用作民用燃料。开发由低碳烷烃制取低碳烯烃过程对于充分利用低碳烷烃开辟新的烯烃来源具有重要意义。目前，丙烷催化脱氢技术以UOP公司的Oleflex工艺和Lummus公司的Catofin工艺为代表。国内尚没有低碳烷烃脱氢制低碳烯烃的生产装置。

低碳烷烃脱氢催化反应在高温、低压条件下进行，催化剂积炭失活严重，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。中国专利(CN200710025372.X)公开的催化剂，在氧化铝改性的中孔分子筛为载体上浸渍铂锡组分的制备方法，丙烷转化率仅为17％，丙烯选择性93％；中国专利(CN200710023431.X)采用采用水热合成的方法将锡引入ZSM-5分子筛载体，并用浸渍法负载铂组分，该催化剂运行100小时后，丙烷转化率高于30％，丙烯选择性99％，但该专利没有提供烧炭再生过程的稳定性数据。中国专利(CN200710020064.8)及(CN200710133324.2)公开了一种铂锡催化剂用于丙烷脱氢反应，采用了锡组分与铂组分共浸渍的制备方法，载体为Y型、ZSM-5等含Na分子筛，催化剂连续运行720小时后，丙烷转化率30.5％，丙烯选择性96.4％，但两次烧炭再生后活性下降一半。

上述催化剂均采用了氧化铝来负载催化剂的活性组分，载体在成型后存在机械强度低的问题，在生产、运输以及使用过程中容易造成催化剂的粉碎。采用小粒径铝的无机含氧化和物掺杂的方法得到混合氧化铝载体，增强催化剂机械强度，并用于制备低碳烷烃脱氢制低碳烯烃铂锡催化剂的文献未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有制备技术中存在催化剂的机械强度不够，容易粉碎，催化剂稳定性差的问题，提供一种新的用于低碳烷烃脱氢制低碳烯烃的催化剂。该方催化剂用于低碳烷烃脱氢制低碳烯烃过程，在高温使用条件下，具有机械强度高，不易粉碎，催化剂的性能稳定的优点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种解决上述技术问题之一的低碳烷烃脱氢制低碳烯催化剂的制备方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种用于低碳烷烃脱氢制备低碳烯烃催化剂，以高强度混合氧化铝为载体，按催化剂重量百分比由以下组分组成：

a)选自铂系金属中钌、铑、钯、锇、铱或铂中的至少一种，以单质计为催化剂重量的0.01～1.2％；

b)选自元素周期表中IVA化合物中的至少一种，以单质计为催化剂重量的0.01～5.0％；

c)选自选自元素周期表中I A或II A化合物中的一种或几种，以单质计为催化剂重量的0.01～3.0％；

d)90～99％的载体；

其中所用载体为高强度的氧化铝载体，强度在80～200N/mm，以重量份数计，包括以下两种氧化铝组分：a)50～90份的氧化铝A组分选自拟薄水铝石原粉、三水合氧化铝原粉、具有γ-Al₂O₃、δ-Al₂O₃、θ-Al₂O₃晶相结构的氧化铝原粉中的至少一种。b)10～50份的氧化铝B组分选自拟薄水铝石原粉、三水合氧化铝原粉、具有α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃、δ-l₂O₃、θ-Al₂O₃晶相结构的氧化铝原粉中的至少一种。

其中氧化铝A组分二次粒子平均直径在20～80μm，氧化铝B组分二次粒子平均直径在0.1～30μm；氧化铝B组分二次粒子平均直径要小于氧化铝A组分二次粒子平均直径的10～90％。