[发明专利]经硅烷化球磨和高温煅烧改性的SBA-15分子筛及其制备方法和在异丁烷脱氢中的应用

说明书

本发明涉及催化剂制备技术领域，公开了经硅烷化球磨和高温煅烧改性的SBA‑15分子筛及其制备方法和在异丁烷脱氢中的应用。方法包括：对SBA‑15分子筛依次进行硅烷化球磨和高温煅烧，得到改性SBA‑15分子筛；硅烷化球磨的方法包括：在惰性气体保护下，将SBA‑15分子筛与硅烷或硅烷衍生物混合以进行球磨处理，得到硅烷化球磨处理的SBA‑15分子筛，之后在惰性气体气氛下，对硅烷化球磨处理的SBA‑15分子筛依次进行第一、第二高温煅烧处理。将本发明制备的改性SBA‑15分子筛用作载体制备铂基负载型异丁烷脱氢制异丁烯催化剂时，在降低金属活性组分负载量的同时，可有效提高异丁烷转化率和异丁烯选择性。

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域，具体地，涉及一种硅烷化球磨和高温煅烧改性SBA-15分子筛的方法、由此制备的改性SBA-15分子筛、该改性 SBA-15分子筛在制备异丁烷脱氢制异丁烯催化剂中的应用、一种异丁烷脱氢制异丁烯催化剂及其制备方法，以及该异丁烷脱氢制异丁烯催化剂在异丁烷脱氢中的应用。

背景技术

异丁烯是除乙烯、异丁烯以外最重要的基础石油化工原料，主要用于合成甲基叔丁基醚、乙基叔丁基醚、丁基橡胶、聚异丁烯、甲基异丁烯酸酯、甲基异丁烯酸甲酯、异戊二烯、叔丁酚、叔丁胺、1,4-丁二醇和ABS树脂等各种有机原料和精细化学品。然而，异丁烯没有天然来源，主要来自催化裂化液化石油气中的C4组分、石脑油蒸汽裂解制乙烯中副产的C4烯烃和天然气中的C4组分。在上述背景下，异丁烷脱氢制异丁烯成为增加异丁烯来源的重要途径之一。

异丁烷直接催化脱氢制异丁烯技术已经于20世纪90年代实现了工业化生产，主要技术包括ABB Lummus公司开发的Catofin工艺、UOP公司开发的Oleflex工艺、Phillips公司开发的Star工艺、Snamprogetti-Yarsintez公司开发的FBD-4工艺以及Linde公司开发的Linde工艺。上述五种工艺均采用 Pt系(Oleflex和Star工艺)或Cr系(Catofin、FBD-4和Linde工艺)催化剂。与Cr系催化剂相比，贵金属催化剂活性较高，选择性较好，并且对环境更加友好。但是，选用贵金属作为催化剂活性组分，一方面贵金属价格昂贵会导致催化剂成本较高，另一方面，该类催化剂的性能也还没有达到满意程度。

为了改善异丁烷脱氢制异丁烯催化剂的反应性能，研究人员做了很多工作。比如：通过改变催化剂的制备方法改善催化剂性能(工业催化，2014， 22(2):148-153)，通过添加助剂提高催化剂稳定性(Catal.Today，2000， 55(3):213-223)，通过改善载体性能提高催化剂抗积碳能力(燃料化学学报， 2013，41(12):1481-1487)。然而，探究如何保障催化剂的抗积碳性的前提下，降低活性金属组分的用量，同时进一步提高异丁烷的转化率和异丁烯选择性，成为当前最具研究价值的课题之一。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的存在如上的问题，提供一种硅烷化球磨和高温煅烧改性SBA-15分子筛的方法、由此制备的改性SBA-15分子筛、该改性SBA-15分子筛在制备异丁烷脱氢制异丁烯催化剂中的应用、一种异丁烷脱氢制异丁烯催化剂及其制备方法，以及该异丁烷脱氢制异丁烯催化剂在异丁烷脱氢中的应用。将本发明提供的硅烷化球磨和高温煅烧处理的方法制备的改性SBA-15分子筛用作载体制备铂基负载型异丁烷脱氢制异丁烯催化剂时，在降低金属活性组分负载量的同时，可以有效提高异丁烷转化率和异丁烯选择性。