用于轻烃制丙烷的催化剂和方法技术

本发明专利技术提供一种用于轻烃制丙烷的催化剂和方法，其中，催化剂包括：分子筛载体、粘结组分和改性组分，其中，所述分子筛载体的晶粒粒径在1μm以下。本发明专利技术所提供的催化剂在较低的温度下，仍具有较高的轻烃转化率和丙烷选择性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
用于轻烃制丙烷的催化剂和方法


[0001]本专利技术涉及丙烷的制备
，具体涉及用于轻烃制丙烷的催化剂和方法。

技术介绍

[0002]近几年以来，国内外对丙烯的需求缺口巨大，推动了丙烯行业及生产技术的快速发展，丙烯目前主要有以下生产工艺：丙烷脱氢、石脑油催化裂解、甲醇制烯烃/丙烯(MTO/MTP)和高碳烯烃裂解技术等。综合考虑成本、资源和技术成熟度，丙烷脱氢已成为目前最有竞争力的制丙烯工艺。
[0003]截至目前，国内在建或规划中的丙烷脱氢装置已达几十套，随着丙烷脱氢项目的大量投产，将会对丙烷有大量的需求，丙烷原料是丙烷脱氢项目的主要成本，其价格是决定丙烷脱氢项目盈利的关键，因此丙烷来源日益成为丙烷脱氢企业的关注的焦点，我国丙烷脱氢企业的丙烷原料全部来自于进口，主要来自于中东和北美，而国内的丙烷来自于炼厂的副产液化气，丙烷含量较低，杂质高，不能供丙烷脱氢装置直接使用。
[0004]我国虽然缺少丙烷资源，但是碳四到碳六的烃类资源丰富，特别是我国新能源的快速发展，以及天然气大规模替代民用液化气，将会导致碳四至碳六的轻烃资源大量富余，这些轻烃资源在我国未能很好的被利用，主要用作燃料，造成了极大的资源浪费。因此开发出一种利用轻烃原料生产丙烷的催化剂，不仅可以拓展轻烃资源的用途，还可以解决我国丙烷原料供给不足的问题。
[0005]CN201110143584.4公开了一种由丁烷生产丙烷和高辛烷值汽油的催化剂，具体为氢型中孔硅铝沸石，丙烷收率可达到25～55％。
[0006]CN110947417A公开了一种由链烷烃生产丙烷和汽油的催化剂，包括复合载体和以载体为基准计算的含量为0.1～2.0质量％的稀土氧化物，所述的复合载体包括5～85质量％的ZSM
‑
5沸石、5～85质量％的MCM
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41沸石和5～40质量％的氧化铝。该催化剂用于在非临氢条件下将链烷烃转化，具有较高的丙烷产率，并副产高辛烷值汽油调和组分。
[0007]CN111229299A公开了一种直链烷烃高效异构化和芳构化催化剂及其制备方法。催化剂为金属负载的多孔硅铝酸盐(ZSM
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5)，可以将直链C3～C
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烷烃原料高效进行异构化或芳构化转化，从而生产出高辛烷值异构烷烃和高品质汽油组分。
[0008]CN112588314A公开了一种轻烃制丙烷的催化剂及其制备方法。催化剂为金属负载的分子筛，可以将液化气、石脑油等轻烃原料高效转化成丙烷，丙烷选择性可以达到70％以上。
[0009]上述生产丙烷的催化剂，仍存在原料单程转化率和丙烷选择性较低的特点，特别是干气的产率较高。

技术实现思路

[0010]鉴于上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的之一在于提供一种用于轻烃制丙烷的催化剂。该催化剂所用载体的晶粒粒径在1μm以下，晶粒粒径较小的分子筛由于具有较
大的比表面积和较短的孔道，有利于原料分子和产物分子的扩散，稳定性比较好。此外，晶粒粒径小的分子筛晶体缺陷位比较多，暴露出来的活性位点也比较多，易于跟原料分子接触，因此活性高。
[0011]本专利技术的目的之二在于提供一种用于轻烃制丙烷的催化剂的制备方法。
[0012]本专利技术的目的之三在于提供一种与上述目的之二的制备方法制得的催化剂。
[0013]本专利技术的目的之四在于提供一种与上述目的相对应的利用轻烃制丙烷的方法。为实现上述目的之一，本专利技术采取的技术方案如下：
[0014]一种用于轻烃制丙烷的催化剂，包括：分子筛载体、粘结组分和改性组分，其中，所述分子筛载体的晶粒粒径在1μm以下。
[0015]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述分子筛载体的晶粒粒径在600nm以下。
[0016]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述分子筛载体的晶粒粒径在500nm以下。
[0017]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述分子筛载体的晶粒粒径在400nm以下。
[0018]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述分子筛载体的晶粒粒径在300nm以下。
[0019]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述分子筛载体的晶粒粒径在200nm以下。
[0020]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述分子筛载体的晶粒粒径在100nm以下。
[0021]根据本专利技术，所述的分子筛载体的晶粒粒径在1μm以下是指分子筛中不含有晶粒粒径在1μm之上的晶粒，但可以含有晶粒粒径在1μm以下的任意值的晶粒。同理，所述分子筛载体的晶粒粒径在600nm以下、所述分子筛载体的晶粒粒径在500nm以下和所述分子筛载体的晶粒粒径在400nm以下等特征也具有类似的限定意义。
[0022]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述分子筛载体的晶粒粒径的上限可以是300nm～1000nm之间的任意值，所述分子筛载体的晶粒粒径的下限可以是50nm～300nm之间的任意值。例如，所述分子筛载体的晶粒粒径分布范围可以是50nm～300nm、150nm～300nm、50nm～1000nm或150nm～1000nm，也可以是100nm～300nm、100nm～500nm或120nm～800nm等。
[0023]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述分子筛载体衍生自分子筛原粉。
[0024]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述分子筛载体衍生自ZSM
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5分子筛原粉。
[0025]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述分子筛载体衍生自氢型ZSM
‑
5分子筛原粉。
[0026]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述分子筛原粉的SiO2/Al2O3摩尔比为5～200，优选为10～150，更优选为15～120。
[0027]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述分子筛原粉的总比表面积为350～450m2/g，且外比表面积占总比表面积的15％～30％。
[0028]根据本专利技术，通过BET和t
‑
plot方法测得所述分子筛原粉的总比表面积和外比表面积占比。
[0029]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述粘结组分包括γ
‑
氧化铝和/或氧化硅。
[0030]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述改性组分包括氧化锌、氧化镓、氧化铜和氧化银中的至少一种。
[0031]在本专利技术的一些优选的实施方式中，以所述催化剂的总重量为计算基准，所述分子筛载体的质量百分含量为60％～90％，优选为60％～80％。
[0032]在本专利技术的一些优选的实施方式中，以所述催化剂的总重量为计算基准，所述粘结组分的质量百分含量为10％～40％，优选为15％～35％。
[0033]在本专利技术的一些优选的实施方式中，以所述催化剂的总重量为计算基准，所述改性组分的质量百分含量为0.1％～10％，优选为0.1％～6％。
[0034]为实现上述目的之二，本专利技术采取的技术方案如下：
[0035]一种用于轻烃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于轻烃制丙烷的催化剂，包括：分子筛载体、粘结组分和改性组分，其中，所述分子筛载体的晶粒粒径在1μm以下，优选为在600nm以下，更优选为在500nm以下。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述分子筛载体衍生自分子筛原粉，优选衍生自ZSM
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5分子筛原粉，更优选衍生自氢型ZSM
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5分子筛原粉，进一步优选地，所述分子筛原粉的SiO2/Al2O3摩尔比为5～200，优选为10～150，更优选为15～120；总比表面积为350～450m2/g，且外比表面积占总比表面积的15％～30％；和/或所述粘结组分包括γ
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氧化铝和/或氧化硅；和/或所述改性组分包括氧化锌、氧化镓、氧化铜和氧化银中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其特征在于，以所述催化剂的总重量为计算基准，所述分子筛载体的质量百分含量为60％～90％，优选为60％～80％；所述粘结组分的质量百分含量为10％～40％，优选为15％～35％；所述改性组分的质量百分含量为0.1％～10％，优选为0.1％～6％。4.一种用于轻烃制丙烷的催化剂的制备方法，包括：S1.对含有分子筛原粉、粘结剂和捏合剂的混合物进行成型处理，得到催化剂中间体；S2.在所述催化剂中间体上引入改性剂，得到催化剂前驱体；S3.依次对所述催化剂前驱体进行干燥处理和焙烧处理，得到催化剂。其中，所述分子筛原粉的晶粒粒径在1μm以下，优选为在600nm以下，更优选为在500nm以下。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述分子筛原粉为ZSM
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5分子筛原粉，优选为氢型ZSM
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5分子筛原粉，进一步优选地，所述分子筛原粉的S...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕建刚，许烽，王迪，刘波，金萍，邵益，周海春，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：