[发明专利]具有高抗积碳性的丙烷脱氢制丙烯的催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有高抗积碳性的丙烷脱氢制丙烯的催化剂，该催化剂以氧化铬为活性组分，以碱金属氧化物、碱土金属氧化物和第四副族金属氧化物为助剂，其特征在于：以氧化钛掺杂规整介孔氧化铝作为载体负载活性组分及助剂。本发明在形成氧化铝骨架结构的过程中加入氧化钛，可使氧化钛充分掺杂在氧化铝骨架中，从而有效调整氧化铝的酸结构，抑制了积碳的生成，具有良好的高温稳定性。

技术领域

本发明属于石油化工领域，特别是催化脱氢技术领域，涉及一种用于丙烷直接脱氢制丙烯的催化剂及其制备方法，确切地说涉及一种以氧化钛掺杂规整介孔氧化铝为载体负载氧化铬的负载型催化剂及其制备方法。

背景技术

目前世界上工业丙烯主要通过石脑油裂解、催化裂化、丙烷脱氢、甲醇氧化等工艺生产，其中世界范围内丙烯产量的61％来源于石脑油裂解，27％来源于催化裂化。随着对丙烯需求量不断在上升，丙烯的产量成为一个缺口，丙烷脱氢制丙烯成为丙烯增产的一条重要途径。

专利CN104148070和CN104209123分别公开了含有骨架银和骨架硼的低碳烃脱氢催化剂及其制备方法，采用含有银或硼的氧化铝作为载体，氧化铬为活性组分，钠、钾、钙、镁、铜、锆、铈、银为助剂，骨架银或硼的引入提高了催化剂的稳定性和抗积碳能力。

专利CN201310234194.0公开了一种氧化铬/氧化铝催化剂的制备方法，采用一步醇热法合成以氧化铝为载体，铬氧化物为活性组分的薄片状氧化铬/氧化铝催化剂。在低碳烷烃脱氢制烯烃的应用当中，具有较高的丙烷转化率，良好的丙烯选择性和成本较为低廉的特点。

专利CN201310199750.1公开了一种氧化铬/氧化铝催化剂制备方法及其在低碳烷烃脱氢制烯烃的应用。采用水热法一步合成方法将铬源、铝源、模板剂与去离子水合成催化剂活性组分氧化铬均匀分散在载体多孔氧化铝上的丙烷脱氢制丙烯的高性能催化剂。其特点具有活性高，稳定性好和丙烯的收率高的优点，具有好高的经济效益；失活催化剂可重新煅烧再生，其催化效果与新制催化剂的无明显差别，重复使用性较好。

专利CN 104128175公开了一种水热稳定性好的低碳烃脱氢催化剂及其制备方法，向氧化铝中添加镁、锌，制成尖晶石结构的复合载体后负载氧化铬、碱金属或碱土金属氧化物作为助剂，镁和锌的引入增加了催化剂的水热稳定性，防止催化剂在再生期间发生粉化。

专利CN103769156公开了一种脱氢催化剂及其制备方法，采用氨处理氧化铝为载体，铬为活性组分，以钾和锰、钴、铁、镍、铜、锌为助剂，具有氧化铬含量低、活性高、丙烯选择性好等优点。

氧化铬基催化剂的失活与催化剂反应过程中表面上产生的积炭有关。降低积炭有助于提高催化剂的寿命，降低催化剂失活速率，提高催化剂活性。遗憾的是，目前还不能有针对性的从理论上设计催化剂来降低反应中所产生的积炭。

发明内容

本发明的目的是针对丙烷脱氢制备丙烯的反应过程，提供一种高催化活性、高烯烃选择性、催化剂稳定性好的催化剂，可提高烯烃产率、降低催化剂反应过程中产生的积炭。

本发明的目的还在于提供上述催化剂的制备方法。

为达到上述目的，本发明提供了一种丙烷脱氢制丙烯用催化剂，该催化剂以氧化钛掺杂规整介孔氧化铝作为载体，以氧化铬为活性组分，以碱金属氧化物、碱土金属氧化物和第四副族金属氧化物为助剂；以所述氧化铝的重量计，所述氧化钛的含量为0.5～1％，所述氧化铬的负载量为5～20％，所述碱金属氧化物的负载量为0.05～1.0％，所述碱土金属氧化物的负载量为0.05～1.0％，所述第四副族金属氧化物的负载量为0.05～3.0％。

根据本发明所述的催化剂，碱金属为钠、钾、锂中的一种或几种组合，优选为钠。

根据本发明所述的催化剂，碱土金属为镁、钙、锶、钡中的一种或几种组合，优选为锶。