[发明专利]乙苯脱氢制苯乙烯的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙苯脱氢制苯乙烯的氧化物催化剂及其制备方法。

背景技术

目前，全球绝大多数的苯乙烯生产装置都采用乙苯催化脱氢技术生产， 脱氢催化剂的发展已历经数代，由以前的锌系催化剂发展到如今通用的铁系 催化剂，其中含铬的铁系催化剂由于铬易造成环境污染而被淘汰，取而代之 的是铁-钾-铈-钼系列。近年来，国内苯乙烯工业生产装置中所应用的乙苯脱 氢催化剂的堆密度均在1.25～1.30g/ml，这就使得乙苯通过催化剂床层的质量 空速偏高，从而导致乙苯转化率不高，也相应影响了苯乙烯收率。若能将堆 密度提高10～15％，质量空速将会在原有基础上降低9～13％，从动力学角度 出发，将会明显提高乙苯的转化率和苯乙烯收率。

世界专利WO2006018133、WO2006012152报导了含Cr或Pd、Pt、Cs 金属化合物的催化剂，这些催化剂稳定性好，但在制备和使用中存在着环境 污染或价格昂贵等问题，同时进行工业应用也存在较小的不便。世界专利 WO09839278A、美国专利US4804799报导了基本组成为Fe-K-Ce-Mo的催化 剂体系，该类催化剂稳定性较好，其活性也相应有所提高，被广泛使用。但 存在的问题是选择性不高，催化剂的强度较低，堆比偏低，不适合长周期运 行。因此，在提高催化剂活性的同时提高催化剂的选择性、稳定性和延长使 用周期已成为该类催化剂的研究热点和发展趋势。美国专利US4098723、 US4052338报导了钒、钴对铁-钾-铬体系催化剂选择性的改善，指出了在催 化剂中加入少量的钒和钴的化合物，不仅可以改善催化剂的稳定性，而且也 可提高苯乙烯收率。美国专利US4144197中报导了钒、钴加入催化剂后，其 转化率在70％的情况下，催化剂的选择性在94％左右。欧洲专利EP502510 报导在铁-钾-铈-钼-钙体系中加入二氧化钛后，在保持高转化率的情况下，选 择性有所提高，在温度620℃、水油比2.0、空速1.0的条件下，乙苯转化率 达78.37％，苯乙烯最高选择性为95.19％。

中国专利CN1443738报道通过在铁-钾-铈-钼体系的催化剂中添加纳米 级氧化铁组份来解决催化剂活性不高、选择性偏低的问题。中国专利 CN1470325报导在铁-钾-铈-钼-钙体系中添加钒、钴、锰、钛氧化物组合，并 通过调整这四种氧化物的加入量在最佳范围时，可使催化剂的活性在保持不 变的同时明显提高其选择性。中国专利CN1810367报导在铁-钾-铈-钼-镁-钙 体系中添加适量铌的氧化物，并控制催化剂中氧化钾的含量在11％以下的技 术方案，较好地解决了低钾催化剂活性不高、尤其是选择性偏低的问题。中 国专利CN1810368报导在铁-钾-铈-钼体系中添加锆、锡以及至少一种选自 钙、锰、钨的氧化物组合的技术方案，较好地解决了副产物多、选择性低的 问题。中国专利CN1883796报导在铁-钾-铈-钼体系中添加0.1～5％选自Y、 Eu、Gd、Tb、Dy、Yb中至少一种氧化物的技术方案，较好地解决了催化剂 活性、苯乙烯选择性不高，苯乙烯收率偏低的问题。

发明内容

本发明所要解决的问题是现有技术中乙苯脱氢制苯乙烯催化剂存在产物 选择性低、强度低和堆比小的问题，提供一种新的用于乙苯脱氢制苯乙烯的 氧化物催化剂。该催化剂具有高选择性、高强度和高堆比的优点，同时可适 合长周期运行。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案，一种乙苯脱氢制苯乙 烯的催化剂，以催化剂重量为100份计，包括如下组份：

a)35～88份的铁氧化物，以Fe₂O₃计；

b)5～35份的钾氧化物，以K₂O计；