一种含硫条件下使用的丙烷脱氢制丙烯的催化剂及制备方法技术

本发明专利技术涉及催化剂领域，具体关于一种含硫条件下使用的丙烷脱氢制丙烯的催化剂及制备方法；本发明专利技术将磷酸二乙酯，硼酸二异丙酯接枝到UiO

【技术实现步骤摘要】
一种含硫条件下使用的丙烷脱氢制丙烯的催化剂及制备方法


[0001]本专利技术涉及催化剂领域，尤其是一种含硫条件下使用的丙烷脱氢制丙烯的催化剂及制备方法。

技术介绍

[0002]丙烯作为重要的化工中间体和工业化学品原料，其下游产品(如环氧丙烷、丙烯酸、聚丙烯等)市场需求量大且利润水平高。石脑油蒸汽裂解、催化裂化轻柴油和其他石油副产品是丙烯的主要生产方式。随着技术的发展和工艺的优化，蒸汽裂解和催化裂化装置的丙烯收率降低，丙烷催化脱氢制丙烯和甲醇制烯烃成为增产丙烯的重要途径。催化脱氢能够将液化石油气、炼厂气资源有效地转化为高价值的烯烃，同时副产更高价值的氢气。加上催化脱氢过程目的烯烃产物的选择性较蒸汽裂解等传统工艺高，也降低了分离工序的成本。蒸汽裂解生产丙烯，丙烯收率最高只有33％，而催化脱氢法制丙烯总收率最高可达86％，已成为最具竞争力的丙烯生产方法。
[0003]CN200710025372.X：一种用氧化铝改性的中孔分子筛为载体的丙烷脱氢制丙烯的催化剂，用Al2O3改性的中孔分子筛为载体，铂锡双金属催化剂，氧化铝的重量百分比含量为：5.0～30.0％。催化剂的活性组分为金属铂，铂的重量百分比含量为：0.4％，助剂Sn的重量百分比含量为：0.1～2.0％。
[0004]CN200710020064.8：用于丙烷脱氢制丙烯的催化剂以耐热氧化物为载体，以铂族元素金属为主催化剂，以第IVA族元素金属、稀土元素金属为助剂，卤族元素为改性剂，以耐高温的无机氧化物为粘结剂成型。该催化剂在高温、低压的条件下具有较高的丙烷转化率、丙烯选择性和反应稳定性。其制备方法为：在60～100℃下，将耐热氧化物浸渍稀土元素金属水溶液2～10h；然后在60℃～180℃下烘2～10h，400～600℃焙烧3～10h；将上述载体与含有铂族元素金属、第IVA族元素金属的水溶液在60～100℃下共浸2～10h，60℃～180℃下烘2～10h；然后加入粘结剂、助挤剂和酸性胶溶剂，挤条成型。将上述成型催化剂在60℃～180℃下烘2～10h，400～600℃的空气中活化3～10h，400～600℃的氢气流中还原2～10h。
[0005]CN200810155908.4：丙烷脱氢制丙烯催化剂及其制备方法涉及一种以骨架含稀土元素金属的分子筛为载体的丙烷脱氢制丙烯的催化剂及其制备方法，适用于气固催化反应，该催化剂以骨架含有稀土元素金属的分子筛为载体，以铂族元素金属为主催化剂，第IVA族元素金属、第IA族或第IIA族元素金属为助剂，卤族元素为改性剂，以耐高温的无机氧化物为粘结剂成型。该催化剂在高温、低压的条件下具有较高的丙烷转化率、丙烯选择性和反应稳定性，抗积炭性能优异。
[0006]以上专利及现有技术，主要采用Oleflex工艺和Catofin工艺：Oleflex工艺的Pt系催化剂价格昂贵，对原料纯度要求较高，并且反应过程中易于结焦，催化剂再生需要补氯，对反应和再生系统的材质要求也较高；Catofin工艺过程中采用负压操作存在的安全问题以及Cr系催化剂带来的环境问题也不可忽视。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有丙烷脱氢制丙烯催化剂使用寿命不长、催化效果不足，提供了一种含硫条件下使用的丙烷脱氢制丙烯的催化剂及制备方法，可提高对丙烷脱氢制丙烯的催化效果，催化剂使用寿命长，不易流失。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0009]一种含硫条件下使用的丙烷脱氢制丙烯的催化剂及制备方法：
[0010]S1：在剧烈搅拌下，在反应釜中加入金属有机骨架负载的磷酸酯，然后缓慢加入溶液A，升温，搅拌反应；
[0011]S2：过滤，干燥后，将得到的固体研磨，并在空气中煅烧，得到含硫条件下使用的丙烷脱氢制丙烯的催化剂。
[0012]进一步的，上述技术方案中所述的搅拌速率为500
‑
800rpm。
[0013]进一步的，上述技术方案中所述的溶液A的制备方法为：在搅拌下，将0.5
‑
2份硝酸钪水合物溶解在10
‑
15份去离子水和30
‑
50份无水乙醇的混合溶液中。
[0014]进一步的，上述技术方案中所述的反应釜为衬有聚四氟乙烯的高压反应釜。
[0015]进一步的，上述技术方案中所述的S1的反应温度为150
‑
165℃，时间为18
‑
24h。
[0016]进一步的，上述技术方案中所述的干燥温度为85
‑
100℃，时间为4
‑
7h。
[0017]进一步的，上述技术方案中所述的煅烧温度为400
‑
550℃，时间为1
‑
3h。
[0018]本专利技术的另一方面。还公开了一种金属有机骨架负载的磷酸酯的制备方法，具体步骤如下：
[0019]S1：按重量份，将10
‑
15份ZrCl4，8
‑
12份1,4
–
二巯基对苯二甲酸，200
‑
300份CH3COOH；1000
‑
1200有机溶剂，加入到高压密闭的反应釜中，在45
‑
65℃条件下搅拌25
‑
60min，然后在100
‑
115℃条件下加热16
‑
25h；得到含UiO
–
66
–
SH的有机框架金属的液体；
[0020]S2：再加入8
‑
18份乙烯基磷酸二乙酯，0.01
‑
0.5份烯丙基硼酸二异丙酯，3
‑
6份三乙胺，在65
‑
80℃条件下搅拌45
‑
80min，过滤，洗涤，在常压下100
‑
120℃干燥10
‑
20h，然后在真空条件下80
‑
100℃干燥2
‑
5h，得到金属有机骨架负载的磷酸酯。
[0021]进一步的，上述技术方案中所述的有机溶剂为DMF。
[0022]进一步的，上述技术方案中所述反应釜中通入惰性气体填充，惰性气体选自氮气或者氩气。
[0023]反应机理：
[0024]通过乙烯基磷酸二乙酯，烯丙基硼酸二异丙酯与UiO
–
66
–
SH发生巯基加成反应，将磷酸二乙酯，硼酸二异丙酯接枝到UiO
–
66
–
SH的有机框架金属骨架上，然后负载硝酸钪，磷酸二乙酯，硼酸二异丙酯与钪离子生成复杂的配合物，可以提高对丙烷脱氢制丙烯的催化效果，催化剂使用寿命长，不易流失。
[0025]磷酰基P
‑
O键的氧原子，硼酰基B＝O与钪离子配位形成多原子鳌环。钪离子能与磷酸二乙酯，硼酸二异丙酯的分子组形成复杂的螯合物。
[0026]技术效果：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含硫条件下使用的丙烷脱氢制丙烯的催化剂及制备方法，其操作步骤为：S1：在剧烈搅拌下，在反应釜中加入金属有机骨架负载的磷酸酯，然后缓慢加入溶液A，升温，搅拌反应；S2：过滤，干燥后，将得到的固体研磨，并在空气中煅烧，得到含硫条件下使用的丙烷脱氢制丙烯的催化剂。2.根据权利要求1所述的一种含硫条件下使用的丙烷脱氢制丙烯的催化剂及制备方法，其特征在于：所述的搅拌速率为500
‑
800rpm。3.根据权利要求1所述的一种含硫条件下使用的丙烷脱氢制丙烯的催化剂及制备方法，其特征在于：所述的溶液A的制备方法为：在搅拌下，将0.5
‑
2份硝酸钪水合物溶解在10
‑
15份去离子水和30
‑
50份无水乙醇的混合溶液中。4.根据权利要求1所述的一种含硫条件下使用的丙烷脱氢制丙烯的催化剂及制备方法，其特征在于：所述的反应釜为衬有聚四氟乙烯的高压反应釜。5.根据权利要求1所述的一种含硫条件下使用的丙烷脱氢制丙烯的催化剂及制备方法，其特征在于：所述的S1的反应温度为150
‑
165℃，时间为18
‑
24h。6.根据权利要求1所述的一种含硫条件下使用的丙烷脱氢制丙烯的催化剂及制备方法，其特征在于：所述的干燥温度为85
‑
100℃，时间为4
‑
7h。7.根据权利要求1所述的一种含硫条件下使用的丙烷脱氢制丙烯的催化剂及制备方法，其特征在于：所述的煅烧温度为400
‑
550℃，时间为1
‑
3h。8.根据权利要求1所述的一种含硫条件下使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴尤嘉，叶帅，
申请(专利权)人：孝感博镧铕新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：