[发明专利]一种环己烷脱氢催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种环己烷脱氢催化剂及其制备方法和应用，其为负载型催化剂，以活性炭为载体，所述载体负载有活性组分Pt和助剂；以所述催化剂的重量为基准，Pt的含量为0.01～1.0％，助剂的含量为0.1～5.0％。本发明的催化剂用于催化环己烷脱氢反应，苯的收率达到98％以上，具有很高的工业应用价值。

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域，特别涉及一种环己烷脱氢催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

自从1998年9月，河南神马集团首次引进苯部分加氢制环己烯、环己烯水合生产环己醇技术用于己二酸和己内酰胺行业，苯部分加氢法逐渐取代苯完全加氢制环己烷、环己烷氧化法制醇酮老的工艺，截至2020年，苯部分加氢工艺的产能达到300万吨/a的规模。苯部分加氢法环己烯的选择性基本维持在80％左右，副产物主要为环己烷，通过将副产环己烷脱氢反应重新生成苯和氢气，送回到苯部分加氢装置作为原料，可有效提高原料利用率，因此环己烷脱氢制苯的配套工艺开发与应用迫在眉睫。

环己烷脱氢反应过程，在石化行业叫做催化重整，国内外相关技术人员也对该技术进行过广泛研究。贵金属Pt对脱氢反应具有较高的催化活性，载体为氧化铝。环己烷脱氢反应为吸热反应，需要在高温下进行，传统氧化铝载体酸性较强，催化剂表面容易积碳，造成催化剂失活较快。因此，降低生产成本，提高催化剂的活性和抗积碳性能是环己烷脱氢催化剂的研究方向。

有现有技术公开了一种含碱土金属的环烷烃脱氢催化剂及其制备方法。该催化剂以Pt为活性金属组分，Sn为助剂，载体为含碱土金属、硫和钛的氧化铝载体。但该发明只突出催化剂在高温下的抗积碳性能，苯收率不高，只有84.3％。

又有现有技术公开了一种含硫型低碳烷烃脱氢催化剂及其制备方法，该催化剂以Pt为活性金属组分，Sn为助剂组分，以含硫和碱金属的氧化铝为载体。该催化剂主要用于催化丙烷、丁烷等低碳烷烃脱氢制备低碳烯烃，与环己烷脱氢制苯还有较大差距，表现在分子大小不同和发生脱氢的焓变不同。

又有现有技术公开了一种金属负载型环己烷脱氢催化剂及其制备方法。该催化剂以Pt为活性金属组分，载体为γ-Al₂O₃，活性组分Pt的担载量较高，高达0.75～1.0％，造成催化剂成本过高。而且制备过程中需要先对载体进行碱性处理，再配制氨络合浸渍液进行长时间浸渍，需使用氨水、有机胺等碱性络合剂和pH调节剂，制备过程繁琐，时间长，不易控制，其容易造成载体磨耗率过高，加剧贵金属Pt的流失。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高活性、高稳定性、抗积碳，低Pt担载量的环己烷脱氢催化剂及其制备方法，该催化剂用于环己烷脱氢得到高纯度的苯和氢气，提高装置的原料利用率，降低生产成本。

为了达成上述的目的，本发明提供了一种环己烷脱氢催化剂，其为负载型催化剂，以活性炭为载体，所述载体负载有活性组分Pt和助剂；以所述催化剂的重量为基准，Pt的含量为0.01～1.0％，助剂的含量为0.1～5.0％。

优选地，其中以所述催化剂的重量为基准，所述Pt的含量为0.1～0.5％，助剂的含量为0.5～3.0％。

优选地，其中所述助剂选自Mn、Zn、Ti、Co、Mo、W或V。

优选地，其中所述活性炭载体为椰壳炭或果壳碳，规格为不定型颗粒，粒度为比表面积为800～1500m²/g，堆密度0.45-0.65g/cm³。

为了达成上述的目的，本发明还提供了一种环己烷脱氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：

1)浸渍活性组分和助剂：将助剂和金属铂的可溶性盐溶于去离子水，得到浸渍液，加入活性炭载体进行浸渍，浸渍结束后进行干燥；