【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种用于环己烷脱氢制备苯的催化剂及其制备方法和应用，属于化工领域。
技术介绍
1、随着环己烯水合法制环己醇工艺被大规模推广应用，环己烷产能也逐年提高，环己烷消耗压力增大，环己烷脱氢制苯在工艺路线上成为一种可能。在这种情况下，一家生产己二酸或己内酰胺的工厂，如果同时拥有环己烯水合法和环己烷氧化法的生产装置，那么，环己烯水合法生产装置的副产物环己烷直接被环己烷氧化法生产装置用掉，技术上讲是相当完美。但是，环己烷氧化法因为安全风险大，副产物废碱液处理环保问题突出，正逐步被淘汰。环己烷产能不断增加，而以环己烷为原料生产己二酸和己内酰胺的产能有限，环己烷销售市场压力逐年增大，甚至出现苯与环己烷价格倒挂现象。那么，将环己烷脱氢，制得的苯和氢气作为环己烯水合法装置的原料使用，成为有关工厂决策的选项。
2、环己烷脱氢反应过程，催化剂的活性成分为铂等贵金属，酸性组分主要是卤素(氯或氟)，载体为氧化铝，贵金属构成脱氢活性中心。也有采用雷尼镍或其他非贵金属催化剂的。运行装置中，多是采用双金属或多金属催化剂，多金属组分作为助催化剂，以改进催化剂的性能。现有催化剂中，ni、ir、pd和pt常被用作脱氢催化剂的活性组分。其中pt由于对c-h 键有着很高的活化能力，对环烷烃脱氢表现出较高的活性。在相同含量活性组分的条件下，金属的分散度越高，催化剂的活性越高。但催化剂中使用贵金属回收困难且价格高。
技术实现思路
1、本专利中制备了金属碳化物，后与氧化铝混合，其价格低廉，制备方法简单且碳化物与
2、根据本申请的一个方面，提供一种用于环己烷脱氢制备苯的催化剂，能够提高环己烷的转化率和苯的选择性；
3、所述催化剂包括ta3c2和γ-al2o3；
4、所述催化剂中，所述ta3c2与所述γ-al2o3的质量比为1：(10～30)。
5、根据本申请的另一个方面，提供一种上述的催化剂的制备方法，包括以下步骤：
6、1)高温煅烧法制备ta3alc2；
7、2)将1)中得到的所述ta3alc2浸渍于含有氢氟酸的溶液中，得到 ta3c2；
8、3)将2)中得到的ta3c2与γ-al2o3混合，焙烧，得到所述催化剂。
9、所述高温煅烧法制备ta3alc2包括以下过程：
10、将含有钽源、铝源和碳粉的原料混合，煅烧，得到所述ta3alc2。
11、所述钽源选自钽粉；
12、所述铝源选自铝粉；
13、可选地，所述钽源、铝源与碳粉的摩尔比为3：(0.9～1)：2；
14、可选地，所述钽源、铝源与碳粉的摩尔比为3：0.9：2、3：0.95：2、 3：1：2中的任意值或任意两者之间的范围值。
15、可选地，所述煅烧的温度为1000～1400℃；
16、可选地，所述煅烧的温度为1000℃、1100℃、1200℃、1300℃、1400℃中的任意值或任意两者之间的范围值。
17、可选地，所述煅烧的时间为1～6h。
18、可选地，所述煅烧的时间为1h、2h、3h、4h、5h、6h中的任意值或任意两者之间的范围值。
19、所述含有氢氟酸的溶液中氢氟酸的浓度为30～50wt％；
20、可选地，所述含有氢氟酸的溶液中氢氟酸的浓度为30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％中的任意值或任意两者之间的范围值。
21、可选地，所述1)中得到的所述ta3alc2与所述含有氢氟酸的溶液的固液比为1：(10～30)g/ml；
22、可选地，所述1)中得到的所述ta3alc2与所述含有氢氟酸的溶液的固液比为1：10g/ml、1：15g/ml、1：20g/ml、1：25g/ml、1：30g/ml中的任意值或任意两者之间的范围值。
23、所述浸渍的温度为40～80℃；
24、可选地，所述浸渍的温度为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃中的任意值或任意两者之间的范围值。
25、所述浸渍的时间为28～112h；
26、可选地，所述浸渍的时间为28h、30h、40h、50h、60h、70h、80h、 90h、100h、110h、112h中的任意值或任意两者之间的范围值。优选地，所述ta3c2经过干燥；
27、可选地，所述干燥的温度为60～100℃；
28、可选地，所述干燥的温度为60℃、70℃、80℃、90℃、100℃中的任意值或任意两者之间的范围值。
29、可选地，所述干燥的时间为12～36h。
30、可选地，所述干燥的时间为12h、18h、24h、30h、36h中的任意值或任意两者之间的范围值。
31、所述2)中得到的ta3c2与所述γ-al2o3的质量比为1：(10～30)；
32、可选地，所述2)中得到的ta3c2与所述γ-al2o3的质量比为1：10、1：20、1：30中的任意值或任意两者之间的范围值。
33、所述混合包括机械混合法或湿混法；
34、所述焙烧的温度为500～600℃；
35、可选地，所述焙烧的温度为500℃、550℃、600℃中的任意值或任意两者之间的范围值。
36、所述焙烧的时间为4～8h。
37、可选地，所述焙烧的时间为4h、5h、6h、7h、8h中的任意值或任意两者之间的范围值。
38、所述ta3c2和所述催化剂进行干燥前经过洗涤；
39、可选地，所述洗涤用的溶剂选自水和/或乙醇。
40、根据本申请的另一个方面，提供一种环己烷脱氢制备苯的方法，包括以下步骤：
41、于反应器中，通入含有氢气和环己烷的物料，与催化剂接触，反应，得到含有苯的产物；
42、其中，所述催化剂选自上述的催化剂或上述的制备方法制备的催化剂。
43、所述氢气的流速为5～10ml/min；
44、地，所述氢气的流速为5ml/min、6ml/min、7ml/min、8ml/min、9 ml/min、10ml/min中的任意值或任意两者之间的范围值。
45、所述物料的质量空速为2～4h-1。
46、可选地，所述物料的质量空速为2h-1、3h-1、4h-1中的任意值或任意两者之间的范围值。
47、所述反应的温度为280～340℃；
48、可选地，所述反应的温度为280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、 330℃、340℃中的任意值或任意两者之间的范围值。
49、所述反应的时间为2～3h；
50、可选地，所述反应的时间为2h、2.5h、3h中的任意值或任意两者之间的范围值。...
【技术保护点】
1.一种用于环己烷脱氢制备苯的催化剂，其特征在于，
2.一种权利要求1所述的催化剂制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
8.一种环己烷脱氢制备苯的方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种用于环己烷脱氢制备苯的催化剂，其特征在于，
2.一种权利要求1所述的催化剂制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹明明，张大治，黄声骏，丁辉，焦雨桐，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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