[发明专利]一种烷烃脱氢硫化物催化剂及烷烃脱氢的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烷烃脱氢催化剂，具体的，涉及一种烷烃脱氢硫化物催化剂，以及该催化剂的制备方法。

背景技术

丙烯、丁烯等都是重要的化工原料，用丙烷、丁烷经脱氢生产丙烯和丁烯，不仅有利于将廉价的烷烃转化成高附加值的烯烃，而且还可以副产氢气，为炼油化工过程提供廉价的氢气资源。

现有的催化剂共有两种：一种是负载型Pt催化剂，另一种是负载型Cr₂O₃催化剂。负载型Pt催化剂价格昂贵，负载型Cr₂O₃催化剂中的Cr⁶⁺剧毒。

从目前应用的工艺技术来看，应用最多的是UOP公司的Oleflex移动床技术，采用的是负载型Pt催化剂。ABB Lummus公司的Catofin技术，采用的则是固定床、Cr₂O₃催化剂，由于催化剂结焦失活较快，通常反应几十分钟就需要烧焦再生。俄罗斯在上个世纪六十年代开发的采用类似与IV型催化裂化的循环流化床技术，可以实现连续反应和催化剂的再生；由于采用Cr₂O₃催化剂，环保应该是最为突出的问题。

中国专利申请CN201110123675.1公开了一种用于烷烃脱氢的催化剂，包括A、B、C和D四种组分，其中，A组分为Ti、Nb、Ta、Mo、W、Re、In或Ga元素的一种或几种的氧化物，A组分用量为催化剂总重量的0.5～30wt％；B组分为MgO、P₂O₅、ZrO₂、Al₂O₃或SiO₂中的一种或几种；C组分为Zn、Cd和Sn中的一种或几种的氧化物，C组分的用量为催化剂总重量的0.3～70wt％；D组分为碱金属氧化物或碱土金属氧化物中的一种或几种的混合。该催化剂包含的成分是非贵金属、且无毒，在进行烷烃的脱氢和催化剂的再生时，不存在环保方面的问题。但是，该催化剂存在的问题在于，烷烃的单程转化率与生成相应烯烃的选择性之间存在着一定的矛盾，尤其是对于丙烷脱氢，丙烷的单程转化率与丙烯选择性之间的矛盾更为突出。开发高活性、高选择性的非贵金属、无毒的烷烃脱氢制相应烯烃的催化剂，是一个亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种烷烃脱氢硫化物催化剂，该催化剂活性高、选择性高、稳定性好、失活慢、成本低和不会污染环境。

本发明的另一目的是提供一种利用烷烃脱氢硫化物催化剂进行烷基催化脱氢的制备方法。

本发明的另一目的是提供一种利用上述烷烃脱氢硫化物催化剂的烷烃脱氢方法。

为实现本发明的发明目的，采用的如下技术方案：

一种烷烃脱氢硫化物催化剂，包括活性组份、载体，所述的活性组份Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、W和Mn元素中的一种或几种，以其最高价态的氧化物计，在催化剂中的含量在0.5～40wt％，所述的载体为SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、La₂O₃、CeO₂、CaO、P₂O₅、Nb₂O₅和MgO中的一种或几种形成的混合氧化物或复合氧化物，含量在60～99.5wt％之间，所述的烷烃脱氢硫化物催化剂的表面的活性组份以硫化物形式存在。

优选的，所述的活性组份在催化剂中的含量在5～20wt％之间。

优选的，所述的载体在催化剂中的含量在80～95wt％之间。

优选的，烷烃脱氢催化剂中的脱氢活性组份，至少其晶粒表面必须转化成硫化态，即脱氢活性组份从金属氧化物转化成金属硫化物，才具有良好的烷烃脱氢制烯烃活性和选择性。以硫化物形式存在的活性组份占活性组份总量（金属氧化物与金属硫化物之和）的0.5wt%以上；更优选的，以硫化物形式存在的活性组份占活性组份总量的5%-100wt%。