[发明专利]丙烷脱氢催化剂及其制备方法以及丙烷脱氢制丙烯的方法

权利要求书

1.一种丙烷脱氢催化剂，其特征在于，所述丙烷脱氢催化剂包括载体以及负载在所述载体上的Pt组分、Sn组分和Na组分，其中，所述载体为六方介孔材料，所述六方介孔材料具有立方笼状孔道结构，所述六方介孔材料的晶体结构具有立方体心的Im3m结构，所述六方介孔材料的平均孔径为4-15nm，比表面积为550-650m²/g，孔体积为0.5-1.5mL/g，平均粒径为30-50μm；

其中，以所述丙烷脱氢催化剂的总重量为基准，所述载体的含量为97.5-99.3重量％，所述Pt组分以Pt元素计的含量为0.2-0.5重量％，所述Sn组分以Sn元素计的含量为0.2-1.2重量％，所述Na组分以Na元素计的含量为0.3-0.8重量％。

2.根据权利要求1所述的丙烷脱氢催化剂，其中，所述六方介孔材料的平均孔径为4-12nm，比表面积为580-620m²/g，孔体积为0.5-1mL/g，平均粒径为35-45μm。

3.一种制备丙烷脱氢催化剂的方法，该方法包括：将作为载体的六方介孔材料依次进行热活化处理、浸渍处理、去除溶剂处理、干燥和焙烧，使所述六方介孔材料上负载Pt组分、Sn组分和Na组分，其中，所述六方介孔材料具有立方笼状孔道结构，所述六方介孔材料的晶体结构具有立方体心的Im3m结构，所述六方介孔材料的平均孔径为5-15nm，比表面积为550-650m²/g，孔体积为0.5-1.5mL/g，平均粒径为30-50μm；

其中，以所述丙烷脱氢催化剂的总重量为基准，所述载体的含量为97.5-99.3重量％，Pt组分以Pt元素计的含量为0.2-0.5重量％，Sn组分以Sn元素计的含量为0.2-1.2重量％，Na组分以Na元素计的含量为0.3-0.8重量％。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述热活化的条件包括：温度为300-900℃，时间为7-10h；所述浸渍的条件包括：温度为25-50℃，时间为2-6h。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述六方介孔材料的平均孔径为6-12nm，比表面积为580-620m²/g，孔体积为0.5-1mL/g，平均粒径为35-45μm。

6.根据权利要求3-5中任意一项所述的方法，其中，所述六方介孔材料载体的形成方法包括以下步骤：

(a)将模板剂、硫酸钾、酸剂和正硅酸乙酯进行混合接触，并将得到的混合物进行晶化和过滤，得到六方介孔材料原粉；

(b)将所述六方介孔材料原粉进行脱模板剂处理，得到所述六方介孔材料。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在步骤(a)中，所述模板剂、硫酸钾和正硅酸乙酯的摩尔比为1：100-800：20-200。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，在步骤(a)中，所述模板剂为三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯；所述酸剂为盐酸。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，在步骤(a)中，所述混合接触的条件包括：温度为25-60℃，时间为10-72h，pH值为1-7；所述晶化的条件包括：温度为30-150℃，时间为10-72h；所述脱模板剂处理的过程包括：在300-600℃下，将所述六方介孔材料原粉进行煅烧8-20h。

10.权利要求3-9中任意一项所述的方法制备得到的丙烷脱氢催化剂。

11.一种丙烷脱氢制丙烯的方法，所述方法包括：在催化剂和氢气的存在下，将丙烷进行脱氢反应，其特征在于，所述催化剂为权利要求1-2和10中任意一项所述的丙烷脱氢催化剂。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，丙烷的用量与氢气的用量的摩尔比为0.5-1.5：1。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述脱氢反应的条件包括：反应温度为600-650℃，反应压力为0.05-0.2MPa，反应时间为40-60h，丙烷质量空速为2-5h^-1。