[发明专利]一种C5~C10烷烃脱氢催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种C₅~C₁₀烷烃脱氢催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂技术领域。采用本发明的方法实现ZSM‑5分子筛对Pt颗粒的包覆，显著提高了Pt的分散度，抑制反应中Pt的团聚，提升了烷烃脱氢活性和稳定性；同时ZSM‑5载体的介孔结构加速了反应物和产物的扩散，抑制了二次反应和副反应的发生，获得较高的烯烃产物、尤其是α‑烯烃和β‑烯烃等单烯烃选择性。将本发明制备的催化剂用于催化C₅~C₁₀烷烃脱氢反应，催化剂的寿命高达120 h以上，对于单烯烃的选择性最高达93%，单烯烃产物中α‑烯烃和β‑烯烃选择性最高达到65%。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及一种C₅~C₁₀烷烃脱氢催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

石脑油是一种含多种化工原料的混合液体，其组分中C₅~C₁₀烷烃占55%以上。石脑油用途广泛，可通过催化裂解制取乙烯、丙烯等大宗商品，也可通过催化重整制取苯、二甲苯等芳烃产物。但通过石脑油直接制备α-烯烃的催化剂却鲜有报道。

烷烃脱氢工艺是长链α-烯烃的主要合成工艺之一，目前长链烷烃脱氢催化剂以美国UOP公司开发的Pacol工艺较为常见，其采用Pt-Sn/γ-Al₂O₃催化剂。但该催化剂在使用过程中，在氧化物载体上存在的酸性位点发生异构化、芳构化等副反应，其单烯烃选择性尤其是α-烯烃及β-烯烃有待提高，且催化剂寿命较短。为了提高催化剂的单烯烃选择性和使用寿命，何松波公开了一种Pt-Sn-K/γ-Al₂O₃催化剂，采用助剂K对Pt-Sn/γ-Al₂O₃催化剂进行改性，改性后的催化剂用于催化C₁₆烷烃脱氢反应，虽然对单烯烃的选择性有所提高，但催化剂的稳定性较差，使用寿命较短，24h失活15%（何松波，毕文君，赖玉龙，等. K助剂对Pt-Sn-K/γ-Al₂O₃催化剂上C16正构烷烃脱氢反应的影响[J]. 燃料化学学报，2010，038(004):452-457）。目前，还缺乏可以兼顾单烯烃高选择性和长催化寿命的烷烃脱氢催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提高单烯烃的产率基础上，提升单烯烃产物的选择性，即将石脑油中C₅~C₁₀烷烃进行选择性脱氢，提高单烯烃产物选择性，尤其是α-烯烃及β-烯烃的选择性，同时延长催化剂的使用寿命。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种C₅~C₁₀烷烃脱氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将铂源溶液和配体混合，得到前驱体溶液；所述配体为乙二胺、环己胺或环己二胺；

将所述前驱体溶液和ZSM-5分子筛合成母体溶液混合，进行水热晶化，将所得晶化产物进行固液分离，得到固体产物；

将所述固体产物进行第一焙烧，得到焙烧产物；

将所述焙烧产物与碱溶液混合，进行碱处理，将所得产物进行第二焙烧，得到催化剂前驱体；或者将所述焙烧产物与酸溶液混合，进行酸处理，将所得产物进行第二焙烧，得到催化剂前驱体；

将所述催化剂前驱体进行还原处理，得到C₅~C₁₀烷烃脱氢催化剂。

优选的，所述铂源溶液中的铂源为氯铂酸、四氨合氯化铂、乙二胺氯化铂、六氯铂酸钠或四(三苯基膦)铂；所述前驱体溶液中铂源和配体的摩尔比为1:（30~200）。