[发明专利]丙烷脱氢生产丙烯的方法

说明书

本发明涉及一种丙烷脱氢生产丙烯的方法，主要解决现有技术制备的Cr系脱氢催化剂选择性较低的问题。本发明采用丙烷原料与催化剂直接接触反应得到丙烯，其特征在于反应压力为0.01～1MPa、温度为520～660℃、质量空速为0.2～10h^‑1；以催化剂重量份数计，包括以下组分：a)1～25份Cr和/或W元素或其氧化物；b)0～5份第ⅠA族中的至少一种元素或其氧化物；c)0.01～5份选自元素周期表第ⅣB族中的至少一种元素或其氧化物；d)69～96份氧化铝载体，较好地解决了该问题，可用于丙烷脱氢的工业化应用。

技术领域

本发明涉及一种丙烷脱氢生产丙烯的方法。

背景技术

丙烯作为石油化工领域应用最广泛的烯烃之一，主要用于生产聚丙烯，还用于生产丙烯腈、环氧丙烷、丙烯酸、异丙醇等。采用乙烯联产和轻油(石脑油、轻柴油)裂解工艺是制备丙烯的传统方法，但丙烯受制于原料来源，难以大规模增加，所以世界各国大力开发制备丙烯等低碳烯烃的新路线，包括甲醇制烯烃、乙烯和丁烯歧化制丙烯、复分解、烷烃脱氢等路线，但利用来源丰富、价格低廉的丙烷为原料进行脱氢反应制备丙烯，是最有希望的方法之一。

已工业化的丙烷脱氢技术，其催化剂体系主要为Pt系催化剂和Cr系催化剂，脱氢技术包括UOP的Oleflex工艺、Lummus的Catofin工艺、Uhde的STAR工艺、Linde的PDH工艺、Snamprogetti-Yarsintez合作开发的FBD工艺等，其中工业化装置最多的是Oleflex技术和Catofin技术，两者应用的催化剂分别是Pt系和Cr系催化剂。Pt系催化剂用于低碳烷烃脱氢，具有环境友好、活性较高等优点，但价格较高，制备较复杂，对反应原料纯度要求较高。Cr系催化剂价格低廉，活性相对较高，对原料纯度要求较低，但对环境存在一定影响，反应过程需要频繁再生，对Cr催化剂各方面性能要求更高。

中国专利CN 105727930报道了一种用于丙烷直接脱氢制丙烯的催化剂，其以规整介孔氧化铝-氧化锆或氧化铝-氧化铈复合氧化物为载体，以氧化铬为活性组分，加入了碱金属助剂，该催化剂具有较高丙烷转化率和丙烯选择性。中国专利CN103769156采用氨气处理的氧化铝为载体，Cr为活性组分，以钾和锰、钴、铁、镍等为助剂，通过共浸渍法制备脱氢催化剂，Cr含量2～6％，助剂含量0.1～5％，催化剂具有较好选择性，但活性相对较低。专利CN101940922B报道了一种低碳烷烃脱氢催化剂及其制备方法，其以铬为活性金属组分，含铬氧化铝为载体，氧化铬在载体中的重量含量为2.0～15.0％，提高了催化剂活性等。中国专利CN101940922A报道了一种低碳烷烃脱氢催化剂，该专利以Cr为活性组分，碱金属为助剂，在反应温度645℃、液时空速600小时^-1、常压下，反应30分钟时的丙烷转化率为47％，丙烯选择性约89％。

丙烷脱氢催化剂一般采用表面酸性较强的氧化铝作载体，易发生裂解等副反应，导致催化剂选择性较低等问题。W在石油化工方面有较多应用，它和Cr通过协同作用，可使催化剂具有更好的催化活性和选择性，目前尚未有Cr和W共用提高丙烷脱氢性能方面的专利。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中丙烷脱氢催化剂选择性较低的问题，提供一种丙烷脱氢制丙烯催化剂。本发明要解决的技术问题之二，是提供一种与解决技术问题之一相对应的催化剂制备方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种丙烷脱氢生产丙烯的催化剂，以重量份数计，包括以下组分：

a)1～25份选自Cr和/或W元素或其氧化物；

b)0～5份第ⅠA族中的至少一种元素或其氧化物；

c)0.01～5份选自元素周期表第ⅣB族中的至少一种元素或其氧化物；

d)69～96份Al₂O₃载体。