本发明专利技术涉及一种纳米级低碳烷烃脱氢催化剂。其特征在于：以一种单壁或多壁碳纳米管为载体，以过渡金属氧化物２－３０％的三氧化二铬、２－２５％的三氧化二铝或２－３０％的氧化镍的任意两种为活性组分的一种低碳烷烃（Ｃ↓［３］－Ｃ↓［５］）的脱氢催化剂。该催化剂催化活性高，增加活性结构和选择性及延长使用寿命，脱氢催化所需的最佳反应温度低，转化率高，选择性高等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种低碳烷烃脱氢催化剂，属于一种纳米级低碳烷烃脱氢催化剂。
技术介绍
目前还没有理想的低碳烷烃脱碳催化剂，以往低碳烷烃脱氢催化剂存在脱氢温度高、转化率和选择性比较差的问题。并且往往选用贵金属作为活性物，催化剂成本高，使用条件苛刻，特别是碳5的脱氢催化过程复杂，难度较大。现有的催化剂选择性差，烷烃的转化率低，如丁烷转化成异丁烯的选择性只有40-45％，选择性为79％，一次运转时间10-20天，碳5脱氢过程专用催化剂基本上是空白。现在催化剂活性成分的纳米化、载体活性中心的纳米化，是催化剂发展的趋势，国内外都在研究高效纳米催化剂，用来提高催化剂活性、降低成本、增加其选择性。碳纳米管是一种新型的碳纳米材料，具有很多优异特性，由于其具有很大的比表面积，并且具有很高的强度，具有纳米孔径通道，并且具有大的π键体系，是催化剂的理想载体，因此开发一种以碳纳米管为载体的脱氢催化剂，是非常有意义的，将使得脱氢催化剂具有较高的活性和选择性，并且增加催化剂的使用寿命，降低脱氢催化过程成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种纳米级低碳烷烃脱氢催化剂，其方法简便，工艺合理，解决了以往脱氢催化剂最佳反应温度高，转化率低，选择性低等技术难题。本专利技术是这样实现的以一种单壁或多壁碳纳米管为载体，以过渡金属氧化物2-30％的三氧化二铬、2-25％的三氧化二铝或2-30％的氧化镍中的任意两种为活性组分的低碳烷烃的脱氢催化剂，纳米级低碳烷烃脱氢催化剂的制备方法由以下步骤组成(a)称取管径为3-30nm单壁或多壁碳纳米管，在酸溶液中洗涤加热，并采用超声波震荡分散； (b)称取适量Cr(NO3)3·9H2O、Al(NO3)3·9H2O、或Ni(NO3)2·6H2O配成0.02M的水溶液，加入(a)中所述的碳纳米管；(c)称取适量(NH4)2CO3·H2O或者氨水(或者尿素)，加水配成0.02M水溶液，充分溶解，在充分搅拌下用此溶液滴定上述硝酸盐溶液，滴定完毕后，继续搅拌6～7.5小时，反应生成Al(OH)3、Cr(OH)3或Ni(OH)2沉淀。(d)将生成的沉淀用蒸馏水洗涤数次，进行抽滤，将得到的沉淀在100℃～120℃下干燥10～15小时，然后在空气中400℃-600℃下焙烧2～4小时；上述所说的催化剂可以用于丙烷、丁烷、戊烷的脱氢反应，也可以用于混合的低碳烷烃(C3-C5)的脱氢反应，如混合丁烷或混合戊烷的脱氢反应。上述反应以作为载体的纳米管的重量为基准，按重量百分比选取过渡金属氧化物；根据所需过渡金属氧化物的量计算出所需过渡金属硝酸盐的量。实验证明本催化剂以一种单壁或多壁碳纳米管为载体，由于该催化剂采用了新型的纳米材料碳纳米管为载体并且制备出了纳米级的活性组分，这就极大的增加了催化剂的比表面积，使得该催化剂具有更高的催化活性；以过渡金属氧化物为活性组分，其中氧化物是催化剂的活性中心，是使烷烃脱氢的活性组分，这样组成的催化剂是复合催化剂，目的是创建及维持合适的活性结构，增加活性结构和选择性及延长使用寿命。该催化剂制备方法简便，工艺合理，脱氢催化剂最佳反应温度低，转化率高，选择性高等优点。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术进行具体描述。有必要在此指出的是以下实施例只用于对本专利技术进行一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本
技术实现思路
对本专利技术做出一些非本质的改进和调整。实施例11、催化剂15％Cr2O3-30％Al2O3-碳纳米管的制备(a)称取管径为3-30nm单壁或多壁碳纳米管1克，在酸溶液中洗涤加热，并采用超声波震荡分散。(b)称取0.8克Cr(NO3)3·9H2O、2.2克Al(NO3)3·9H2O、配成0.02M的水溶液，加入(a)所述的碳纳米管。(c)称取(NH4)2CO3·H2O或者氨水(或者尿素)1.47克，加水配成0.02M水溶液，充分溶解，在充分搅拌下用此溶液滴定上述硝酸盐溶液。滴定完毕后，继续搅拌7.5小时。此反应结果是生成Al(OH)3和Cr(OH)3沉淀。反应方程式为 (d)将生成的沉淀用蒸馏水洗涤数次，进行抽滤。将得到的沉淀在110℃下干燥10小时，然后在空气中400℃下焙烧3小时.经过干燥和煅烧Cr(OH)3和Al(OH)3沉淀脱水生成了0.15克Cr2O3(占1克载体碳纳米管的15％)和0.30克Al2O3(占1克载体碳纳米管的30％)。2、催化剂15％Cr2O3-30％Al2O3-碳纳米管检测原料油异戊烷催化剂选取15％Cr2O3-30％Al2O3-碳纳米管催化剂1.5毫升(0.6947g)反应压力常压反应温度510℃、520℃空速h-12.0(每小时流过单位体积催化剂的原料油异戊烷的体积)评价装置高压色谱-微反评价装置，天津鹏翔科技有限公司。本装置是不锈钢固定床连续流动反应器，反应器全长337毫米，内径55毫米。将已经筛分成60-80目的催化剂装入反应器。然后进行程序升温设定从室温升至510℃设为120分钟，当程序升温达到510℃，打开微量计量泵，设定所需的流量为0.05毫升/分钟，原料液由微量计量泵打入系统中。待反应条件稳定20分钟后，反应产物经过六通阀进入色谱在线分析。然后，设定反应温度为520℃，待反应条件稳定20分钟后，反应产物经过六通阀进入色谱在线分析。产物分析1)气相色谱HP-48906C，PONA柱，50m×0.2mm×0.5μm，FID检测器；2)检测条件检测器温度300℃，空气压力38psi，氢气压力24psi，氮气压力52psi，柱头压17.5psi，升温程序为——初温30℃，保留时间2min，升温速率3℃/min，终温150℃，保留时间2min。通过上述测试可知反应温度在510℃时，异戊烷转化率达到50％，此时选择性为80.2％，反应温度在520℃时，异戊烷转化率达到55％，此时选择性为73％。实施例21、催化剂8％Cr2O3-25％Al2O3-碳纳米管的制备(a)称取管径为3-30nm单壁或多壁碳纳米管1克，在酸溶液中洗涤加热，并采用超声波震荡分散。(b)称取0.42克Cr(NO3)3·9H2O、1.8克Al(NO3)3·9H2O、配成0.02M的水溶液，加入(a)所述的碳纳米管。(c)称取(NH4)2CO3·H2O或者氨水(或者尿素)1.3克，加水配成0.02M水溶液，充分溶解，在充分搅拌下用此溶液滴定上述硝酸盐溶液。滴定完毕后，继续搅拌7.5小时。此反应结果是生成Al(OH)3和Cr(OH)3沉淀。反应方程式为 (d)将生成的沉淀用蒸馏水洗涤数次，进行抽滤。将得到的沉淀在100℃下干燥13小时，然后在空气中530℃下焙烧2小时。经过干燥和煅烧Cr(OH)3和Al(OH)3沉淀脱水生成了0.08克Cr2O3(占1克载体碳纳米管的8％)和0.25克Al2O3(占1克载体碳纳米管的25％)。2、催化剂8％Cr2O3-25％Al2O3-碳纳米管检测原料油丁烷催化剂量选取8％Cr2O3-25％Al2O3-碳纳米管催化剂1.2ml(0.6g)反应压力常压反应温度500℃、520℃空速h-12.0评价装置高压色谱-微反评价装置，天津鹏翔科技有限公司。本装置是不锈钢固定床连续流动反应器，反应器全长337毫米，内径55毫米。将已经筛分成本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纳米级低碳烷烃脱氢催化剂，其特征在于：以一种单壁或多壁碳纳米管为载体，以过渡金属氧化物为活性组分的一种低碳烷烃（Ｃ↓［３］－Ｃ↓［５］）的脱氢催化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：于振兴，张晓丽，石群，孙启权，张平，
申请(专利权)人：大庆石油管理局，
类型：发明
国别省市：23[中国|黑龙江]
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