[发明专利]用于绝热固定床丁烯氧化脱氢制丁二烯铁催化剂制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂，具体涉及一种丁烯氧化脱氢制丁二烯的绝热固定床铁催 化剂的制备方法。

背景技术

丁二烯主要来源于石脑油蒸汽裂解制乙烯和丙烯装置，近年来，裂解原料趋 于轻质化，丙烷脱氢和甲醇制烯烃技术商业化取得突破，导致丁二烯产能增长放缓， 甚至出现结构性短缺，随着丁二烯下游产业快速发展，丁二烯需求迅速增加，丁烯 氧化脱氢制丁二烯技术越来越受到重视。

目前丁烯氧化脱氢制丁二烯主要采用铁催化剂，反应器采用流化床或绝热固 定床。流化床反应状态下，细颗粒催化剂处于流化状态，很容易磨损粉化，进而引 起后处理系统堵塞；采用绝热固定床，铁催化剂被固定在反应器里，因此，固定床 对催化剂磨损和强度要求较低，一定尺寸的颗粒状催化剂即可达到反应要求，其次， 绝热固定床具有结构简单、放大风险低和投资较低等优势，根据已工业化装置来看， 已成为丁烯氧化脱氢反应的优选技术。

目前绝热固定床用铁催化剂制备工艺为含铁金属经硝酸溶液化解后，添加其 他金属盐形成混合金属盐溶液，再经沉淀中和、过滤洗涤、滤饼干燥、研磨、造粒、 造粒物料干燥、打片成型和热处理等工序制成一定尺寸的颗粒状催化剂，该工艺存 在的问题是：工序多，研磨、造粒、打片成型和搬运过程会产生比较严重的粉尘污 染，导致生产物料损失高、环境污染大、劳动强度大和生产能耗高；该工艺生产的 催化剂还存在催化剂堆密度高，反应活性和选择性低等问题。

发明内容

本发明目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，而提供一种催化剂堆密度 小、绝热性能好、制备方便的绝热固定床铁催化剂制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于绝热固定床的丁烯氧化 脱氢制丁二烯铁催化剂制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将沉淀剂和含铁溶液中和形成沉淀浆液，老化后过滤，再洗涤得到滤饼；

(2)将步骤(1)所得滤饼和去离子水进行混合，并制成浆液，再将该浆液进 行喷雾干燥，在进料口温度180-350℃和排料口温度100-200℃的条件下得到催 化剂粒子；

(3)将步骤(2)所得催化剂粒子进行打片成型和热处理，即得丁烯氧化脱氢 制丁二烯用颗粒状铁催化剂。

所述的铁催化剂质量组成为：铁(Fe)51.67-64.43wt％、镁(Mg)1.00-12.00 wt％和其他元素0.01-5.00wt％，其余为氧(O)元素。

所述的其他元素选自钡(Ba)、钙(Ca)、镍(Ni)、钴(Co)、铜(Cu)、铬 (Cr)、磷(P)、硅(Si)、铝(Al)、钒(V)、钛(Ti)、钼(Mo)、锌(Zn)、锡 (Sn)、锑(Sb)、锆(Zr)、锰(Mn)和稀土中的一种或多种。

所述的中和形成沉淀浆液的方式包括沉淀剂往含铁溶液滴加、沉淀剂和含铁溶 液同时往沉淀釜滴加或含铁溶液往沉淀剂滴加的方式。

所述的沉淀剂包括氨水、碳酸氢铵溶液、尿素溶液或氢氧化钠溶液中的一种或 多种混合溶液。

所述的含铁溶液含铁、镁和其他元素，其他元素为钡(Ba)、钙(Ca)、镍(Ni)、 钴(Co)、铜(Cu)、铬(Cr)、磷(P)、硅(Si)、铝(Al)、钒(V)、钛(Ti)、 钼(Mo)、锌(Zn)、锡(Sn)、锑(Sb)、锆(Zr)、锰(Mn)和稀土中的一种或 多种。

所述的催化剂热处理，其条件为空气气氛下，500.0-800.0℃处理0.5-12.0h。

所述的颗粒状铁催化剂为圆柱状或三叶草状形状，直径为3.0～7.0mm。

所述的催化剂应用于绝热固定床，可以是一段、二段或多段冷激式绝热固定床。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：经过滤洗涤后，经喷雾干燥、打 片成型和热处理工段即可制成颗粒状催化剂，没有传统工艺的滤饼干燥、研磨、造 粒和造粒物料干燥等工段，从而减少了催化剂制造工序，降低了劳动强度、粉尘排 放和生产能耗，并达到显著降低催化剂堆密度，改善催化剂绝热反应性能的目的。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进 行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下 述的实施例。

实施例1