含硫条件下丙烷脱氢制丙烯的催化剂、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了含硫条件下丙烷脱氢制丙烯的催化剂、制备方法及其应用，属于催化剂生产加工技术领域，该催化剂以氧化铝为载体，Pt、碱金属以及活性组分负载在载体表面，其中，活性组分是Ir、Re、Ru中的一种或几种，本发明专利技术还公开了上述催化剂的制备方法，具体包括备料、负载、干燥以及焙烧等步骤，通过上述方法制备的催化剂，在丙烷脱氢制备丙烯反应中具有较高的活性、选择性和稳定性，另外，本发明专利技术还公开了通过上述催化剂制备丙烯的方法，主要以氢气作为还原剂实现了丙烷脱氢制备丙烯的目的，本发明专利技术中的催化剂在制备丙烯的时候可以有效避免因原料中含有硫化物导致中毒的问题发生，从而保障了催化剂的活性。了催化剂的活性。了催化剂的活性。

【技术实现步骤摘要】
含硫条件下丙烷脱氢制丙烯的催化剂、制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于催化剂制备
，具体地说，涉及含硫条件下丙烷脱氢制丙烯的催化剂、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]丙烯是一种重要的化工原料，目前化工领域中丙烯的制备方法有很多，其中，通过丙烷进行脱氢制备丙烯是使用较为广泛的一种丙烯的制备方法，丙烷脱氢制备丙烯是强吸热反应，为了获得较高的丙烷转化率，工业上需要采用高温低压的反应条件，如：压力1.0
‑
3.0atm，温度为500
‑
650℃，反应器入口处氢气（H2）与丙烷（C3H8）的摩尔比为0.1:1，气相空速为1000
‑
3000h
‑1，在如此高的反应温度下，催化剂容易在反应器内结焦。结焦一方面会导致催化剂的失活，另一方面会给反应器的操作带来困难，因为结焦会导致换热器和反应器的连接管道以及反应器内焦炭沉积，增加管道和反应器的压强，结焦严重时会堵塞管道和反应器，导致生产无法正常进行。
[0003]为了应对丙烷脱氢制丙烯中存在的上述问题，目前现有技术中出现了两种通过丙烷脱氢制丙烯的工艺并工业化应用。分别为：UOP公司的Oleflex工艺和Lummmus公司的Catofin工艺。
[0004]Oleflex工艺使用Pt
‑
Sn
‑
(Li/K)/Al2O3作为催化剂，使用移动床催化剂连续再生技术进行连续化生产。为了抑制管道和反应器内的结焦通常需要向反应原料中注入少量的含硫化合物，含硫化合物可以和金属管道及反应器内壁上的金属反应形成金属硫化物，进而钝化金属，达到减少结焦的效果，使装置能够平稳运行。虽然使用硫化物能够有效抑制金属管道及反应器内壁上的结焦，但硫化物同样会使Pt
‑
Sn
‑
(Li/K)/Al2O3催化剂中毒，从而降低催化剂的脱氢活性。
[0005]Catofin工艺使用Cr2O3/Al2O3催化剂，采用多个固定床绝热反应器并联技术进行连续化生产，但是由于Cr2O3/Al2O3催化剂的失活速度快，导致催化剂在使用过程中催化效率较低，无法高效完成丙烷脱氢制备丙烯的工序。
[0006]而本专利技术是在Oleflex工艺基础上，进一步探索一种催化剂，避免在丙烷脱氢制备丙烯的基础上，因为硫化物导致催化剂中毒的现象发生，为此，对现有技术作出如下检索：中国专利申请号201810638999.0（公开号：CN110614092A）公开了一种非贵金属系丙烷脱氢催化剂及其制备方法以及丙烷脱氢制丙烯的方法，在该方法中：首先将氧化铝材料与含有硫源的水溶液接触，依次进行去除溶剂、干燥和焙烧，得到改性氧化铝载体，再将改性的氧化铝载体在非贵金属组分前驱体的溶液中进行浸渍，然后依次去除溶剂、干燥和焙烧，进而得到该催化剂。但是该方案中并没有披露如何防止硫化物让催化剂中毒的技术启示。为此，我方在现有技术通过丙烷脱氢制备丙烯方案的基础上进行研发，探索一种能够避免因硫化物导致催化剂中毒的问题发生的催化剂，以满足丙烯工业化生产的需要。

技术实现思路

[0007]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0008]为了避免现有技术中因硫化物导致催化剂中毒的问题发生，本专利技术提供了一种催化剂，该催化剂是由Pt以及碱金属负载氧化铝的基础上，再负载Ir、Re、Ru中的一种或几种，从而避免了在制备丙烯的过程中因硫化物导致催化剂中毒的问题发生，具体的方案如下。
[0009]一种含硫条件下丙烷脱氢制丙烯的催化剂，以氧化铝为载体，Pt、碱金属以及活性组分负载在载体表面，该催化剂的组成为：Pt
‑
X
‑
Y/Al2O3；其中：X为碱金属；Y为活性组分，是Ir、Re、Ru中的一种或几种。
[0010]优选地，上述催化剂，其中：所述活性组分的含量以氧化铝质量为基准的质量百分比计，活性组分的含量在0.2%~1.5%之间。
[0011]优选地，上述催化剂，其中：所述活性组分为Ir与Re的组合，或者Ir与Ru的组合。活性组分的含量为0.5%。
[0012]优选地，当所述活性组分为Ir与Re时，Ir的含量为0.25%，Re的含量为0.25%；当活性组分为Ir与Ru时，Ir的含量为0.25%，Ru的含量为0.25%。
[0013]优选地，上述催化剂，其中：所述活性组分包括Ir、Re以及Ru，活性组分的含量为0.75%，其中，Ir的含量为0.25%，Re的含量为0.25%，Ru的含量为0.25%。
[0014]本专利技术另一个目的是提供上述含硫条件下丙烷脱氢制丙烯的催化剂的制备方法，具体步骤如下：备料：氧化铝载体、Pt源、碱金属源以及活性组分源；负载：Pt源、碱金属源以及活性组分源溶解形成溶液，将氧化铝载体添加到所述的溶液中；干燥：将负载后得到的溶液进行静置，静置后干燥得到催化剂前驱体；焙烧：将干燥后得到的前驱体置于马弗炉内焙烧形成催化剂。
[0015]优选地，上述制备方法，其中：还包括活化步骤，活化的具体步骤如下：将焙烧后的催化剂置入固定床连续流动管式反应器中，用H2进行还原活化；H2流量为以催化剂体积为基准计算的空速为1000h
‑1，以50℃/h的升温速率加热到500℃，并在此温度下还原5h，然后将温度升到600℃，再还原2h。
[0016]本专利技术另一个目的是提供上述含硫条件下丙烷脱氢制丙烯的催化剂在丙烷脱氢制备丙烯中的应用。
[0017]上述含硫条件下丙烷脱氢制丙烯的催化剂在丙烷脱氢制丙烯中的应用，具体步骤如下：将所述的催化剂置于固定床连续流动管式反应器中，通入H2，将H2流量调整至5000mL/h，并将含有硫化物气体的丙烷以10000mL/h的流量引入反应器，在1atm压强下维持反应，温度为600℃进行脱氢反应制备丙烯。
[0018]优选地，通过上述方法制备丙烯时，其中：所述的硫化物气体为H2S或二甲基二硫，
且硫化物的浓度为50~100
×
10
‑6g/m3。
[0019]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术中，通过对丙烷脱氢制备丙烯催化剂的研究中发现，以氧化铝为载体的Pt
‑
X
‑
Y/Al2O3催化剂中含有Ir与Re的两种元素组合或者Ir与Ru的两种元素组合时，所得催化剂的活性和稳定性也均得到了提高。
[0020]2、本专利技术中，催化剂中活性组分负载的时候，负载方式有以下三种，其一：Pt元素、碱金属元素以及活性组分元素逐一以水溶液的形式负载到Al2O3载体上；其二：Pt元素与碱金属或活性组分中的一种以水溶液的形式负载到Al2O3载体上，再通过Pt元素与碱金属或活性组分中的另一种以水溶液的形式负载到Al2O3载体上；其三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含硫条件下丙烷脱氢制丙烯的催化剂，以氧化铝为载体，其特征在于：Pt、碱金属以及活性组分负载在载体表面，该催化剂的组成为：Pt
‑
X
‑
Y/Al2O3；其中：X为碱金属；Y为活性组分，是Ir、Re、Ru中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的含硫条件下丙烷脱氢制丙烯的催化剂，其特征在于：所述活性组分的含量以氧化铝质量为基准的质量百分比计，活性组分的含量在0.2%~1.5%之间。3.根据权利要求2所述的含硫条件下丙烷脱氢制丙烯的催化剂，其特征在于，所述活性组分为Ir与Re，或活性组分为Ir与Ru，且：当所述活性组分为Ir与Re时，Ir的含量为0.25%，Re的含量为0.25%；当活性组分为Ir与Ru时，Ir的含量为0.25%，Ru的含量为0.25%。4.根据权利要求3所述的含硫条件下丙烷脱氢制丙烯的催化剂，其特征在于：所述活性组分Ir、Re以及Ru，活性组分的含量为0.75%，其中，Ir的含量为0.25%，Re的含量为0.25%，Ru的含量为0.25%。5.一种根据权利要求1所述的含硫条件下丙烷脱氢制丙烯的催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：备料：氧化铝载体、Pt源、碱金属源以及活性组分源；负...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红，邓世盟，杨吉存，张晓伟，许爱民，
申请(专利权)人：烟台百川汇通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：