[发明专利]一种复合金属氧化物型烷烃脱氢催化剂及其制备方法

说明书

本发明属于烷烃脱氢催化剂制备技术领域，具体为一种复合金属氧化物型烷烃脱氢催化剂的制备方法。本发明方法制备的催化剂包含活性组分AxB2‑xO3，其中A是La、Fe、Sc、In、Ga、Y中的一种，B是Al、Bi、B中的一种，载体是氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钛中的一种或多种，不含有Cr、贵金属，环保廉价，该催化剂经过不同的成型工艺，可以应用于固定床、移动床、流化床装置。

技术领域

本发明属于烷烃脱氢催化剂制备技术领域，具体为一种复合金属氧化物型烷烃脱氢催化剂，以及该催化剂的制备方法。

背景技术

烷烃脱氢技术已经实现工业化，目前所用催化剂主要有两类：Pt基催化剂和CrOx基催化剂。Pt基催化剂成本太高，且对硫、烯烃等毒物比较敏感，因此对原料要求比较苛刻，需要对原料预处理。CrOx基催化剂易结焦失活快，需要反复再生；而且Cr6+毒性较强，是国际抗癌研究中心和美国毒理学组织公布的致癌物，在国家工业废水排放标准中，六价铬是第一类污染物，六价铬化合物也于2019年7月24日列入《有毒有害污染物名录(第一批)》，在Cr基催化剂制备、使用及后续回收环节均可能造成严重的环境污染。因此，有必要开发低成本、环保型烷烃脱氢催化剂。

中国专利CN111036260A、CN109939688A分别公开了一种铁基丙烷脱氢催化剂，但催化剂转化率和选择性均较低，难以实现工业化；CN109382090A公开了一种钼钒双金属氧化物催化剂，而且活性非常好，但氧化钒毒性也较大，具有较强致癌性；CN202011090154.6公开了一种Ga基烷烃脱氢催化剂，但加入了贵金属作为助剂，而且评价方法与工业应用条件相差较大；CN102451677、CN104610768和CN105289622提供一系列以Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、TiO₂和MgO为载体，多种金属为活性组分的烷烃脱氢催化剂，虽然取得了较好丙烯收率，但是仍存在转化率和选择性无法协调的问题，仍有优化提升的空间。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，开发一种复合金属氧化物型环保型烷烃脱氢催化剂，该催化剂具有较高的烷烃转化率和烯烃选择性，可用于流化床、固定床、移动床装置中。

本申请公开了以上所述催化剂的制备方法，该制备方法工艺简单，操作性强，适于工业化运用。

为实现以上发明目的，本发明的具体技术方案为：

一种复合金属氧化物型烷烃脱氢催化剂，所述的催化剂包含活性组分AxB2-xO3和载体；以氧化物含量计，活性组分AxB2-xO3占催化剂总重量的5～35％，余量为载体，总质量百分含量之后为100％。

作为本申请中一种较好的实施方式，所述活性组分AxB2-xO3中的A选自La、Fe、Sc、In、Ga、Y中的任意一种。

作为本申请中一种较好的实施方式，所述活性组分AxB2-xO3中的B选自Al、、Bi、B中的任意一种。

作为本申请中一种较好的实施方式，所述活性组分AxB2-xO3中的x取值为0.05～1.95，优选0.4～1.6。

作为本申请中一种较好的实施方式，所述载体为氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钛中的任意一种或多种形成的复合载体。

作为本申请中一种较好的实施方式，以上所述催化剂用于烷烃脱氢，所述的烷烃包括2～6个碳原子的烷烃，更优选的，所述的烷烃包括乙烷、丙烷、正丁烷或异丁烷，优选丙烷、异丁烷。

作为本申请中一种较好的实施方式，所述烷烃脱氢催化剂的制备方法包括以下步骤：

(1)将一定量的A、B前驱体溶于水中，搅拌均匀，采用溶胶凝胶法、共沉淀法或水热合成法，经过干燥、焙烧得到活性组分AxB2-xO3；