用于轻烃脱氢的双层结构催化剂制造技术

本发明专利技术提供了一种用于对C3至C6范围内的轻烃气体脱氢的双层结构催化剂，所述双层结构催化剂被配置为使得在相变载体中承载铂、锡和碱金属，其中所述锡组分存在于所述载体内部的整个区域中，所述铂和所述锡形成单一络合物，并且以合金形式存在于自所述载体的外周缘起的预定厚度范围内。的预定厚度范围内。的预定厚度范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于轻烃脱氢的双层结构催化剂


[0001]本申请涉及一种用于轻烃脱氢的双层结构催化剂及其制备方法。更具体地讲，本申请涉及一种催化剂的技术及其制备方法，其中所述催化剂包含两种金属组分，所述两种金属组分以合金形式存在于催化剂载体表面上的预定厚度范围内，所述两种金属组分中的一种金属组分分布在催化剂的整个区域中，当用于轻烃脱氢时，该催化剂具有高耐久性和高再生效率。

技术介绍

[0002]使用催化剂进行轻烃脱氢的优点在于，可获得具有高收率和高纯度的产物，并且这样的脱氢是一种生产效率高且工艺简单的反应。因此，与使用催化剂进行脱氢从而制备轻烯烃相关的研究仍在稳步开展。
[0003]本申请公开了一种催化剂，该催化剂表现出改善的选择性和反应性，且适于通过将C3、C4或C9脱氢为C13石蜡来制备烯烃。更具体地讲，本申请涉及一种用于制备催化剂的技术，该催化剂被配置为使得使用具有受控孔的经热处理的载体，并且所述催化剂中所含的大多数金属组分不是以单一金属的形式而是以合金形式从外周缘均匀分布到所述载体中或者均匀分布在所述催化剂的整个区域中(2017年5月18日公布的韩国专利申请公开10
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2017
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0054789，以及2017年3月14日公布的韩国专利10
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176170)。在脱氢催化剂的相关技术中，为了控制活性位点，并且由于铂的脱氢强度太强，故而引入了碱金属，并且引入了锡以防止因碳沉积所致的催化剂活性劣化。公开内容技术问题
[0004]根据相关技术，其中存在的一个问题是，由于在所使用的催化剂中，合金形式的铂和锡部分地分布在氧化铝载体的外表面部分内或者均匀地分布在氧化铝载体的整个区域内，因此所述催化剂的活性因沉积在该氧化铝载体上的焦炭覆盖了活性位点而降低，即使使用煅烧工艺去除了所述载体上的焦炭，也几乎无法将该催化剂完全再生到初始状态，因为其中依然残留有焦炭。技术方案
[0005]为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种用于对C3至C6范围内的轻烃气体脱氢的双层结构催化剂，该双层结构催化剂被配置为使得在相变载体中承载铂、锡和碱金属，所述锡组分存在于所述载体内部的整个区域中，所述铂和锡形成单一络合物，并且存在于自所述载体的外周缘起的预定厚度范围内。
[0006]在本申请的另一个实施例中，所述铂和锡的单一络合物形成于自所述载体外周缘300μm至500μm的厚度范围内，并且所述载体可选自由氧化铝、二氧化硅、沸石以及它们的络合物组分所组成的组。
[0007]在本申请中，用于对轻石蜡烃脱氢的催化剂实际上具有与所述相关技术相同的方面，即，所述载体中的铂和锡的合金存在于自所述载体表面至其内核的预定厚度范围内。然
而，应注意的是，不同于所述相关技术，本申请的催化剂中的锡组分均匀分布在内核中。这种新型双层结构诱导焦炭广泛形成在载体中，而不是仅形成在脱氢活性位点，从而提高了耐久性，而且也最大程度降低了因焦炭氧化所致的老化，由此可提供抑制活性金属烧结的催化剂。
[0008]本申请的目的是通过在载体中心置入焦炭诱导物料藉由焦炭的影响来提高活化和再生效率，相比之下，所述相关技术在所述载体的内核中没有活性金属。有益效果
[0009]在根据本申请的具有双层结构的催化剂中，所述锡组分均匀存在于所述载体的内核中，同时，合金形式的铂和锡分布在所述载体内部的预定厚度范围内。在这里，分布至所述载体中心或内核的所述锡组分不仅使焦炭生成扩展到所述铂和锡的合金的活性位点上，而且还扩展到所述载体内部，从而最大程度降低因焦炭生成所致的铂失活现象，并提高所述催化剂的耐久性，同时还减少活性位点上的焦炭形成，由此降低所述催化剂老化并防止铂烧结，进而实现改进的催化剂再生。
附图说明
[0010]图1为示意性地示出了从常规技术改进为本申请所述双层结构催化剂的催化剂结构差异的视图；
[0011]图2为示出了本申请所述双层催化剂的制备过程的流程图；
[0012]图3示出了将常规技术催化剂(a)与本申请所述双层结构催化剂(b)进行比较的电子探针显微分析(EPMA)图像；
[0013]图4示出了将常规技术催化剂的状态与再生前的本申请所述双层结构催化剂进行比较的电子显微镜图像(视频显微镜)。
具体实施方式
[0014]本申请涉及一种用于轻烃脱氢的双层结构催化剂及其制备方法。更具体地讲，本申请涉及一种催化剂及其制备方法，其中所述催化剂包含两种金属组分(例如铂和锡)，所述两种金属组分以合金形式存在于所述载体表面上的预定厚度范围内，所述两种金属组分中的一种金属组分(例如，锡)分布在所述催化剂的整个区域内，由此，当用于轻烃脱氢时，该催化剂在耐久性和再生效率方面就得到了提升，因为焦炭生成被分布到所述载体的整个区域。
[0015]从常规技术中已注意到，当轻石蜡烃的脱氢催化剂的活性金属不仅分布在所述载体中，而且合金形式的活性金属还存在于自所述催化剂表面至其内部的预定厚度范围内时，可以制备能够大大提高石蜡转化率、烯烃选择性以及耐久性的催化剂。然而，由于焦炭原因，问题依然存在。
[0016]在本申请中，所述催化剂的活性金属是指铂，但全面地讲，也包括锡，双层是指所述载体内部划分为两层的结构。例如，所述铂和锡的合金存在于外层，所述锡组分置于内层。“双层”一词不同于常规技术的结构，后者在内核中不具有任何活性组分。在本申请中，“合金”一词也可与“络合物”一词互换使用。所述载体的内层可被称为“核心”、“卵”或“中心”，所述载体外层可被称为“壳”。外层厚度或核心深度可因合金深度而异。换言之，所述外
层和内层的厚度或深度可因合金深度而异，且不是固定的。在本申请中，所述载体可选自由氧化铝、二氧化硅、沸石以及它们的络合物组分所组成的组。此外，轻烃气体是指轻石蜡。更具体地讲，轻烃气体是C3至C6范围内的直链型或支链型烃。相较于重烃，用于轻烃脱氢的催化剂发生相对较高温度的反应，从而因热分解和其他副反应导致形成大量焦炭。然而，出乎意料的是，通过在相关技术的脱氢催化剂载体的核心中置入锡组分，解决了焦炭问题。具体地讲，直达所述载体中心的锡组分不仅使焦炭生成扩展到铂和锡的合金的活性位点，而且还扩展到所述载体内部，从而通过最大程度减少所述铂的覆盖现象改善了所述催化剂的耐久性。此外，通过最大程度减少活性位点上的焦炭生成，降低了再生过程中的老化，从而防止了所述铂烧结，进而实现了提高所述催化剂再生效率。换言之，降低了所述活性组分合金中的焦炭密度。
[0017]在本申请中，在所述载体核心上承载均匀分布的锡的过程是在承载活性金属合金络合物之前执行的，所述铂和锡在有机溶剂内形成为络合物并使用特定量的无机酸和/或特定量的有机酸同时承载，然后将它们分布在所述载体表面上的预定厚度范围内以完成所述催化剂的制备。
[0018]图1为示意性地示出了从常规技术改进为本申请所述双层结构催化剂的催化剂结构差异的视图本申请。在常规技术的脱氢催化剂中，铂和锡形成单一络合物，并且存在于自所述载体的外周缘起本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于对C3至C6范围内的轻烃气体脱氢的双层结构催化剂，所述催化剂包括：在相变载体中承载的铂、锡和碱金属，其中所述锡组分存在于所述载体内部的整个区域中，所述铂和所述锡形成单一络合物，并且以合金形式存在于自所述载体的外周缘起的预定厚度范围内。2.根据权利要求1所述的催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：游永山，崔贤艾，康栋坤，李英浩，
申请(专利权)人：喜星触媒株式会社，
类型：发明
国别省市：