[发明专利]含铝酸钴的催化剂及其制备方法和应用以及低碳烷烃脱氢的方法

说明书

本发明涉及脱氢催化剂技术领域，公开了一种含铝酸钴的催化剂及其制备方法和应用以及低碳烷烃脱氢的方法。所述催化剂包括：CoAlsubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;和Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;，其中，CoAlsubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;和Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;的摩尔比为1：(0.5‑4)。所述催化剂的制备方法包括：1)将含有含钴化合物和含铝化合物的溶液A与分散剂混合，得到溶液B；2)调节所述溶液B的pH至8‑12，得到溶液C；3)将所述溶液C进行干燥和焙烧；其中，以金属氧化物计，含钴化合物与含铝化合物的摩尔比为1：(1.5‑5)。本发明提供的含铝酸钴的催化剂具有丙烯选择性高、价格低廉、绿色环保等优点。

技术领域

本发明涉及脱氢催化剂技术领域，具体涉及一种含铝酸钴的催化剂及其制备方法和应用以及低碳烷烃脱氢的方法。

背景技术

目前，由低碳烷烃制取低碳烯烃是工业研究热点，其中，低碳烷烃主要指含有碳原子少于6的烷烃。丙烯和异丁烯是低碳烯烃中应用十分广泛的基础有机化工原料，它们用途广泛，是现代石油化工重要的基础原料。丙烯主要用于生产聚丙烯，还用于生产丙烯腈、环氧丙烷、丙烯酸、异丙醇等多种重要的有机合成中间体，异丁烯主要用于合成丁基橡胶、聚异丁烯、甲基丙烯腈、甲基叔丁基醚等产品。大多数的丙烯和异丁烯是通过炼油副产得到的，但由于石油储量有限，丙烯和异丁烯受制于原料来源，难以大规模增加产量，所以世界各国大力开发制备丙烯和异丁烯等低碳烯烃的新路线，特别是低碳烷烃为原料进行脱氢反应制备低碳烯烃的方法。

目前，低碳烷烃脱氢主要研究仍然集中在工艺开发及高性能催化剂开发上。传统催化剂研发主要集中在铬系和铂系催化剂，如CN109746033A公开了一种铂系分子筛催化剂；CN101884922B公开了一种铂系氧化铝催化剂；CN103894201B公开了一种铬系氧化铝催化剂。但铬系催化剂存在较大的环境污染问题，铂系催化剂具有价格高昂的缺点，因此，开发一种高效的新型低碳烷烃脱氢催化剂将极大的增加丙烷脱氢反应的收率，产生巨大的经济效益。

铝酸钴材料因为具有特殊颜色，多用于颜料、涂料制备，如CN103100661A公开了一种铝酸钴、硅溶胶、白刚玉的耐高温涂料；CN105802459B公开了一种含有铝酸钴、聚乙二醇、去离子水、磷酸二氢铵等化合物的铝酸钴涂料。近年来，这种材料在催化领域应用研究也逐渐开展，如CN1774407B公开了一种二氧化钛、铝酸钴材料在费托合成中的应用。铝酸钴在低碳烷烃脱氢过程中还鲜有报道。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的低碳脱氢催化剂的选择性低、成本高、污染环境等问题，提供一种含铝酸钴的催化剂及其制备方法和应用以及一种低碳烷烃脱氢的方法。将本发明提供的含铝酸钴的催化剂应用于低碳烷烃脱氢过程中，具有较好选择性，且不存在环境污染。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种含铝酸钴的催化剂，该催化剂包括：CoAl₂O₄和Al₂O₃，其中，CoAl₂O₄和Al₂O₃的摩尔比为1：(0.5-4)。

优选地，CoAl₂O₄和Al₂O₃的摩尔比为1：(1-2)。

优选地，该催化剂的XRD图谱中，在2θ为36.74°±0.25°、65.04°±0.35°、31.19°±0.35°处存在衍射峰。

本发明第二方面提供一种含铝酸钴的催化剂的制备方法，该方法包括：

1)将含有含钴化合物和含铝化合物的溶液A与分散剂混合，得到溶液B；

2)调节所述溶液B的pH至8-12，得到溶液C；