[发明专利]用于乙苯脱氢的高强度催化剂

说明书

本发明涉及一种用于乙苯脱氢的高强度催化剂，主要解决以往技术中存在的不加普通硅酸钙水泥的情况下，催化剂机械强度不够高，从而导致催化剂长周期运行能力不够的技术问题。本发明通过采用用于乙苯脱氢的高强度催化剂，以重量百分比计包括以下组份：60～85％的Fe₂O₃；6～14％的K₂O；6～14％的CeO₂；0.5～5％的MoO₃；0.2～5％的CaO；0.1～2％的ZrO₂；其中CaO：ZrO₂的重量比为1～10：1的技术方案，较好地解决了上述技术问题，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乙苯脱氢的高强度催化剂。

背景技术

乙苯催化脱氢法是工业上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％，该方法的关键之一是乙苯脱氢制苯乙烯催化剂。目前工业上乙苯脱氢制备苯乙烯催化剂的基本组成包括主催化剂、助催化剂、制孔剂和粘结剂等。早期的催化剂为Fe-K-Cr体系，如已公开的美国专利4467046和欧洲专利0296285A1。虽然该类催化剂的活性和稳定性较好，但由于催化剂含Cr的氧化物，对环境造成一定的污染，已被逐渐淘汰。之后演变为Fe-K-Ce-Mo系列，用Ce、Mo替代了Cr，可较好地改善催化剂的活性和稳定性，同时又克服了Cr毒性大，污染环境的弊端。Ce的加入可以大幅提高催化剂的活性，尤其是对高钾含量的催化剂影响显著，但是高钾含量的催化剂放置在空气中时，催化剂易吸附水分，使催化剂的抗压碎力低，易于粉化。而且，在脱氢反应过程中，钾会逐渐地向颗粒内部迁移，或易被冲刷，从而导致催化剂稳定性下降，影响催化剂使用寿命，因此，目前研究大多集中在低钾催化剂上。如何提高低钾催化剂的强度，根据迄今为止的有关文献报导，科研人员已作过一些尝试。如已公开的中国专利CN1209194中，报导在Fe-K-Ce-Mo-Mg体系中，通过添加钒、钴、锰、钛氧化物组合，并优化制备工艺，可以大大增强催化剂的测压强度，但是该催化剂中含有对钒，有毒且会对环境造成污染。中国专利CN100443170中公开催化剂的侧压强度≥25N/mm，但该催化剂需要加入1～9％的水泥、硅胶作为补强剂，这种补强剂一般为酸性物质，加入到催化剂后易引起裂解等副反应，影响催化剂的选择性。

随着新建苯乙烯装置日益向大型化和特大型化发展，很多新建的装置规模在35万吨/年以上，高强度的催化剂可以降低床层阻力，延长催化剂长周期运行的能力，因此催化剂的强度也越来越成为人们关注的热点。

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使用低钾催化剂(K₂O小于16％)时，不加普通硅酸钙水泥的情况下，催化剂机械强度不够高，从而导致催化剂长周期运行能力不够的问题，提供一种新的用于乙苯脱氢的高强度催化剂。该催化剂具有低钾催化剂在保持较好催化性能的同时还具有较高的机械强度和长周期运行能力好的特点。

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的催化剂相适应的制备方法。

本发明所要解决的技术问题之三是采用上述技术问题之一的催化剂用于制备苯乙烯的方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种用于乙苯脱氢的高强度催化剂，以重量百分比计包括以下组成：

(a)60～85％的Fe₂O₃；

(b)6～14％的K₂O；

(c)6～14％的CeO₂；

(d)0.5～5％的MoO₃；

(e)0.2～5％的CaO；

(f)0.1～2％的ZrO₂；