[发明专利]一种高强度脱氢催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高强度脱氢催化剂及其制备方法和应用，所述催化剂包括活性组分、增强助剂和碱性助剂，其中，所述活性组分包括CuO、ZnO、ZrO₂和CeO₂；所述增强助剂为二氧化硅；所述催化剂中，CuO含量为20‑50％、ZnO含量为25‑45％、ZrO₂含量为10‑30％、CeO₂含量为0.2‑0.5％；所述二氧化硅含量为5％‑15％；所述碱性助剂含量为0.4％‑0.8％。该催化剂具有低温活性好，催化剂选择性高，强度高，抗液体冲刷能力强的优点，可广泛应用于甲乙酮、环己酮、环辛酮、环十二酮等气相脱氢和液相脱氢工艺。

技术领域

本发明涉及一种高强度脱氢催化剂及其制备方法和应用，特别涉及一种具有低温活性好，催化剂选择性高，催化剂强度高，抗液体冲刷能力强的催化剂制备方法，可广泛应用于甲乙酮、环己酮、环辛酮、环十二酮等气相脱氢和液相脱氢工艺。

背景技术

环己酮是重要化工原料，是制造尼龙、己内酰胺和己二酸的主要中间体。也是重要的工业溶剂，如用于油漆，特别是用于那些含有硝化纤维、氯乙烯聚合物及其共聚物或甲基丙烯酸酯聚合物油漆等。用于有机磷杀虫剂及许多类似物等农药的优良溶剂，用作染料的溶剂，作为活塞型航空润滑油的粘滞溶剂，脂、蜡及橡胶的溶剂。也用作染色和褪光丝的均化剂，擦亮金属的脱脂剂，木材着色涂漆，可用环己酮脱膜、脱污、脱斑。环己酮与氰乙酸缩合得环己叉氰乙酸，再经消除、脱羧得环己烯乙腈，最后经加氢得到环己烯乙胺，环己烯乙胺是药物咳美切、特马伦等的中间体。

环十二酮是一种重要的有机合成中间体，可用于合成尼龙12这种优异的工程塑料，在汽车、电子、油气输送等领域均有重要的应用。通常酮由铜系催化剂脱氢制备，环十二酮也由环十二醇脱氢制得，但由于环十二酮沸点高，在常规的脱氢工艺下，为气液固三相，气液流速大，对催化剂冲刷高，导致催化剂寿命不长。滕汉强在《环十二醇液-固相连续法脱氢制备环十二酮小试研究》指出需要将反应温度提高至245-255℃进行反应，但由于反应温度高，催化剂失活快，该报道仅完成了200h的寿命试验。然而，本领域技术人员理解，降低温度会带来两个方面的缺点1、反应活性低，无法达到工业化要求，2、低温导致环十二醇和环十二酮液化，形成气液固三相反应，导致催化剂易粉化，导致床层堵塞，装置无法长期运行，因此寻找一种低温活性好，抗液体冲刷能力强的催化剂具有重要的意义。

CN00133278公开了一种采用环己醇脱氢制备环己酮的催化剂，于常规的Cu-Zn-Al催化剂上添加了少量稀土金属助剂，提高了低温下的活性及选择性，环己醇转化率达到45％，环己酮选择性大于99％，但强度依然无法满足环十二醇液相脱氢的要求。

CN1150990C公开了一种环己醇液相脱氢的催化剂，催化剂中除常规的铜锌铝外，额外增加了金属氧化物，一定程度上增加了催化剂的强度和抗液体性能，但催化剂选择性低，225℃，环己酮选择性仅有90％，无法满足工业化需求。

随着人们对环境保护逐渐提高，开发低成本、高收率、低污染的生产过程已成为未来化学工业发展的必然趋势。现有的生产工艺均存在难以解决的问题，因此迫切需要一种更加绿色高效的方案。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种高强度脱氢催化剂及其制备方法，通过特殊的改性处理，该催化剂具有低温活性好，催化剂选择性高，催化剂强度高，抗液体冲刷能力强的优点，可广泛应用于甲乙酮、环己酮、环辛酮、环十二酮等气相脱氢和液相脱氢工艺。

为实现上述发明目的的一个方面，本发明提供的高强度脱氢催化剂采用以下技术方案：