[发明专利]提高稳定性、转换率及选择性的用于制造烯烃的催化剂及其制造方法

说明书

本发明提供一种提高稳定性、转换率及选择性的用于制造烯烃的催化剂及其制造方法，根据本发明的用于制造烯烃的催化剂包括：载体，其包括氧化铝和辅助载体成分；催化剂成分，其包括搭载于载体的金属成分及碱金属。

技术领域

本发明涉及一种与现有技术相比提高了稳定性和转换率的用于制造烯烃的催化剂及其制造方法。

背景技术

乙烯、丙烯之类的烯烃广泛使用于石油化学产业。通常，所述烯烃在石脑油的热分解工艺中获得。但是，因为石油化学产业要求更大量的烯烃，所以也利用低级碳氢化合物的催化剂通过脱氢工艺来生产烯烃。

例如，丙烯和乙烯一起作为用作衡量石油化学产业的尺度的最基础的物质，结构上同时具有甲基和烯丙基，可以转换为多种化学物质。代表性地，主要使用于制造作为热可塑性塑料的聚丙烯，除此之外，也用作丙烯腈、氧化丙烯、环氧树脂、羰基合成醇、异丙醇等原料。

至今为止，大部分的丙烯在原油分解过程中作为副产品生产出来或者通过对在蒸馏原油时流出的石脑油进行水蒸气分解而与乙烯一起生产出来。但是，目前的乙烯生产技术集中于有经济效益的气体分解工艺，而难以增设现有的石脑油分解工艺，因此，丙烯的供给受到限制。另外，最近以中国及印度为中心全球对使用于车辆及电子材料的丙烯的需求急剧增加，从而预想今后丙烯供求不平衡将更加严重。

因此，用于解决所述问题的有目的的(On-Purpose)供给丙烯的技术成为大的课题，尤其是，正在如火如荼地进行对C4-C8烯烃转换工艺、烯烃复分解(metathesis)工艺、甲醇制丙烯(methanol-to-propylene)工艺以及丙烷脱氢化工艺等的研究。在所述工艺中，最近随着丙烷相对丙烯的价格差异和对开发环保能源生产技术的需求的增加，丙烷的脱氢化工艺最受瞩目，并且以北美地区为中心正在活跃地进行页岩气及页岩油的开发，因此，随着丙烷的价格下降，其经济效益增加。

众所周知，目前使用的丙烷脱氢化工艺技术以贵金属催化剂或非连续工艺为基础构成，连续工艺的情况，在管理催化剂层方面存在问题，因此不适合于数百万吨规模的大量的丙烯生产。另外，丙烷脱氢化反应因为借助于氢的可逆反应而从热力学上说在丙烷转换率方面具有限制，为了克服该问题，在大部分的工艺中使用氧气、卤素、硫化合物、二氧化碳、水蒸气等外部氧化剂将氢转换为水。因此，为了高效、大量生产丙烯，要求开发一种新的丙烷脱氢化工艺，该工艺解决所述连续工艺的问题，在没有氧化剂的情况下，使用低价的非贵金属催化剂，节省生产费用。

在用于丙烷脱氢化的催化剂中，贵金属催化剂的情况，虽然通过氢吸附于活性点的直接脱氢化机制进行反应，但是过渡金属氧化物的情况，通过因电子的移动性导致的活性点的不完全性，因此实情是未能确切表明其机制。

目前使用的过渡金属催化剂有在氧化铝载体上以活性相搭载氧化铬或氧化钒的催化剂，为了抑制所述催化剂中的一部分因氧化铝载体的酸点导致形成副反应物，曾经试图同时搭载少量的碱金属成分。但是，只利用所述金属不能因副反应而获得充分的收率的丙烯，所以实情是需要进行更加有效的催化剂研究。

因此，本发明的发明人通过持续的研究开发了一种用于制造烯烃的催化剂及其制造方法，解决现有技术(专利文献1及专利文献2)中出现的问题，同时提高催化剂的稳定性、转换率及选择性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高稳定性、转换率及选择性的用于制造烯烃的催化剂及其制造方法。

所述本发明的目的在于提供一种用于制造烯烃的催化剂，其包括:载体，其包括氧化铝和辅助载体成分；催化剂成分，其包括搭载于载体的金属成分及碱金属。

所述辅助载体成分包括选自锆、锌及铂中的任意一个。所述辅助载体成分优选为锆，所述锆相对于所述氧化铝中的铝(Zr:Al)存在0.01至0.1的摩尔百分比。