[发明专利]用于制备苯乙烯的脱氢催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及用于制备苯乙烯的脱氢催化剂及其制备方法和应用，主要解决以往技术中存在的低钾催化剂选择性低，副产甲苯高的问题。本发明通过采用用于制备苯乙烯的脱氢催化剂，以重量百分比计包括以下组份：65～80％的Fe₂O₃；6～11％的K₂O；6～10％的CeO₂；0.5～5％的WO₃；0.5～5％的CaO；0.5～5％的Sc₂O₃；选自HfO₂、ZrO₂或TiO₂的至少一种，其含量为0.5～5％的技术方案，较好地解决了该问题，可用于乙苯脱氢制备苯乙烯的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种用于制备苯乙烯的脱氢催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

乙苯催化脱氢法一直是国内外生产苯乙烯的主导技术路线，其生产能力约占苯乙烯总生产能力的85％，甲苯和苯是主要副产物，副产苯可以通过精馏单元分离后返回乙苯单元循环利用，经济价值低的甲苯只能作为副产低价销售，降低甲苯生成量可以提高原料乙苯利用率，降低装置物耗，增加经济效益。乙苯催化脱氢法的关键之一是乙苯脱氢制苯乙烯催化剂。乙苯脱氢催化剂的基本组成为主催化剂、助催化剂和致孔剂、增强剂等。20世纪80年代初开发成功的Fe-K-Ce-Mo系列催化剂用Ce、Mo替代Cr，使得催化剂在维持原有稳定性的基础上，活性有较大幅度的提高，同时避免了Cr的氧化物污染环境，被世界各国苯乙烯生产厂家所采用，如已公开的美国专利5190906、4804799、世界专利09839278A1，但也存在苯乙烯选择性不高，等温床脱氢反应苯乙烯选择性普遍低于95.0％，反应产物中附加值较低的甲苯较多，含量普遍高于3.4％，物耗较高，也给后续分离步骤带来困难。最终产品中甲苯含量高低是考核催化剂性能的一个重要指标，在其它相同的情况下，苯乙烯装置优先选用副产甲苯少、苯乙烯选择性好的催化剂。如已公开的美国专利6177602报道了含有贵金属的氧化铁系催化剂，使用该催化剂可以获得较高的选择性、副产甲苯较少，但该专利使用了贵金属，催化剂成本高，难于实现工业应用。

世界上乙苯脱氢生成苯乙烯的工业装置规模绝大部分在10万吨/年以上，反应温度高，一般都在620℃以上，副产物多，物耗、能耗高，一直是困扰苯乙烯生产厂家的难题。因此，研制一种苯乙烯选择性高、副产甲苯少的脱氢催化剂，大幅度降低物耗，一直是研究人员感兴趣的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是以往技术中存在的低钾催化剂选择性低、副产甲苯高的问题，提供一种新的用于制备苯乙烯的脱氢催化剂。该催化剂用于乙苯脱氢反应具有很高的苯乙烯选择性，可以有效降低生产过程中副产甲苯的生成量，降低物耗。

本发明所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用于制备苯乙烯的脱氢催化剂的制备方法。

本发明所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的用于制备苯乙烯的脱氢催化剂在乙苯脱氢制备苯乙烯中的应用方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：用于制备苯乙烯的脱氢催化剂，以占所述催化剂总的重量百分比计，包括以下组份：

(a)65～80％的Fe₂O₃；

(b)6～11％的K₂O；

(c)6～10％的CeO₂；

(d)0.5～5％的WO₃；

(e)0.5～5％的CaO；

(f)0.5～5％的Sc₂O₃；