[发明专利]低碳烷烃脱氢制低碳烯烃催化剂及其应用

权利要求书

1.一种低碳烷烃脱氢制备低碳烯烃的催化剂，以催化剂重量百分比计，包括以下组分：

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0.01～1.5％；

b)选自元素周期表ⅣA族中的至少一种元素或其化合物，以单质计为催化剂重量的0.01～5.0％；

c)选自元素周期表ⅠA或ⅡA族中的至少一种元素或其化合物，以单质计为催化剂重量的0.05～35.0％；

d)复合铝酸锌载体，占催化剂重量的58.5～94.9％；

其中，所述复合铝酸锌载体具有尖晶石结构；

其中，所述载体组成符合公式：Zn_xM_yAl₂O₄,其中M为选自过渡金属元素Ni、Cu、Co、Mn、Cr或Ge中的一种或几种，并且x+y＝1,0.5≤x＜1；载体以重量百分比计，包括以下组分：

a)Al，以单质计为载体重量的26.0～33.0％；

b)Zn，以单质计为载体重量的10.0～35.0％；

c)M，以单质计为载体重量的2.3～20.0％；

其中，采用指示剂法测得的载体酸度低于0.35mmol/g。

2.根据权利要求1所述的低碳烷烃脱氢制备低碳烯烃的催化剂，其特征在于M代表的金属离子半径在0.060～0.080nm之间。

3.根据权利要求1所述的低碳烷烃脱氢制备低碳烯烃的催化剂，其特征在于0＜M/Zn≤1。

4.根据权利要求1所述的低碳烷烃脱氢制备低碳烯烃的催化剂，其特征在于载体的孔容0.08～0.6cm³/g，比表面积20～200m²/g。

5.根据权利要求1～4任一项所述的低碳烷烃脱氢制备低碳烯烃的催化剂，其特征在于载体的制备方法包括以下步骤：

a)将所需量的水合硝酸铝、水合硝酸锌及过渡金属M的可溶性盐配置成水溶液Ⅰ，其中M选自Ni、Cu、Co、Mn、Cr或Ge中的一种或几种，Al：(Zn+M)物质的量比为1.5～2.5：1；

b)配置质量百分比浓度范围1～30％的可溶性碱的水溶液Ⅱ，可溶性碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨水或碳酸氨中的至少一种；

c)在0～50℃的沉淀温度下，将溶液Ⅰ加入溶液Ⅱ中，搅拌条件下控制pH值5.5～8.5，过滤、洗涤后将该沉淀于50～150℃烘干，然后在650～1000℃焙烧1～24小时，得到复合铝酸锌载体。

6.权利要求1～5任一项所述的低碳烷烃脱氢制备低碳烯烃的催化剂的制备方法，其特征在于采用浸渍法在复合铝酸锌载体上负载活性组分，包括元素周期表中ⅣA化合物选自Sn或Ge中的至少一种，以单质计为催化剂重量的1.0～2.0％；铂系金属选自Pt或Pd，以单质计为催化剂重量的0.1～1.0％；ⅠA或ⅡA元素选自Li、Na、K、Ca、Mg或Ba中的至少一种，以单质计为催化剂重量的0.05～35.0％；将所需量的氯铂酸盐以及锡的可溶性盐配置成混合水溶液，在复合氧化铝载体上，浸渍1～48小时后，干燥后得到催化剂前体；催化剂前体在450～850℃焙烧0.5～24小时后，用氢气还原得到低碳烷烃脱氢制低碳烯烃催化剂，其中氢气还原的温度为450～550℃，还原时间为0.5～4小时。

7.一种低碳烷烃脱氢制备低碳烯烃的方法，采用丙烷和/或异丁烷为原料，在反应温度520～620℃，反应压力0～0.4MPa，烷烃质量空速0.1～8.0h^-1，H₂O/C_nH_2n+2体积比为1～18条件下，原料与权利要求1～5任一项所述催化剂接触反应生成丙烯和/或异丁烯。