[发明专利]脱氢催化剂，制备方法，及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及衍生自再生器氧化铁的脱氢催化剂，其制备方法和其在脱氢工艺中的用途。

背景技术

烃的催化脱氢领域中，一直存在开发出可以较低成本获得的改进催化剂的努力。降低基于氧化铁的脱氢催化剂的成本的一种方式是使用更低成本的原材料。一种这样低成本的原材料是由产生于钢材酸洗的盐酸废液制得的再生器氧化铁。使用再生器氧化铁作为基于氧化铁的脱氢催化剂的氧化铁组分，可以相对于使用其它更传统的商品氧化铁在原材料成本方面提供显著的成本节省。

US 5401485中描述了使用再生器氧化铁作为催化剂组分，其公开了含有通过喷雾焙烧含氯化铁的盐酸溶液而获得的含氧化铁的催化剂。与使用再生器氧化铁作为催化剂组分相关的主要缺点是，获得的催化剂可能具有在本文中认为是高水平的残留氯，其导致更低效率的脱氢催化剂。’485专利公开了使用硫酸来降低氧化铁中残留氯水平。

现有技术也描述了提供具有降低的氯含量的再生器氧化铁，例如美国专利申请US 2004/0097768和US 6863877。这两个文献中描述的方法需要昂贵的高温热处理步骤，其对处理中的再生器氧化铁存在负面影响，如降低氧化铁的表面积。

由此，本领域中提供脱氢催化剂和形成该催化剂的方法将是进步，使用低成本的材料，但提供了高初始活性的催化剂。

发明内容

本发明提供了制备脱氢催化剂的方法，包括制备包含处理过的再生器氧化铁和至少一种额外的催化剂组分的混合物；和煅烧该混合物，其中该处理过的再生器氧化铁通过将再生器氧化铁在低于350℃的温度下洗涤来制备，使得处理过的再生器氧化铁的氯含量相对于以Fe₂O₃计的氧化铁重量为至多500ppmw。

本发明提供了包含处理过的再生器氧化铁的催化剂，其中该脱氢催化剂包含10～95wt％相对于脱氢催化剂的总重量以Fe₂O₃计的氧化铁，和5～40wt％以K₂O计的钾。

本发明进一步提供了脱氢方法，包括：提供装填有包含处理过的再生器氧化铁的催化剂的反应器，将进料引入该反应器，并使该反应器在适于产生脱氢产物的条件下操作。

本发明进一步提供了改进脱氢系统的操作的方法，该脱氢系统包括装填有基于非再生器氧化铁的脱氢催化剂的脱氢反应器，其中所述方法包括：从所述脱氢反应器中除去所述基于非再生器氧化铁的脱氢催化剂；采用包含处理过的再生器氧化铁的基于再生器氧化铁的脱氢催化剂替换由此除去的基于非再生器氧化铁的脱氢催化剂，由此提供改进的脱氢系统，该改进的脱氢系统包括装填有所述基于再生器氧化铁的脱氢催化剂的所述脱氢反应器；和使所述改进的脱氢系统在脱氢工艺条件下操作。

附图说明

图1描述了显示测试催化剂的计算活性(T70)随使用时间(以天计)变化的对比曲线图。

图2描述了显示由测试催化剂提供的乙苯转化率随使用时间(以天计)变化的对比曲线图。

发明详述

本发明提供了满足对基于较低成本氧化铁的催化剂的需求的催化剂。采用在低于350℃的温度下的处理步骤，提供了具有降低的氯含量和适用于产生有效脱氢催化剂的物理特性的再生器氧化铁。再生器氧化铁的表面积相对于通过高温热处理处理过的其它再生器氧化铁提供更多用于结合额外催化剂组分的活性位点。通过本发明方法制得的催化剂，比未进行类似处理步骤以充分降低残留氯含量的其它基于再生器氧化铁的脱氢催化剂，显示出更高的初始活性。

该催化剂的再生器氧化铁组分是衍生自酸洗废液、盐酸水溶液和产生于钢材酸洗的氯化铁废液的氧化铁。这种再生器氧化铁，通常，可以通过氯化铁(氯化亚铁、三氯化铁、或者二者)优选地在氧化气氛中热分解以产生氧化铁来制备。更具体地，通过本领域技术人员公知的任意方法，通过酸洗废液的喷雾焙烧制得再生器氧化铁，例如US 5911 967中所述的Ruthner工艺。

喷雾焙烧可以通过将酸洗废液喷射到焙烧炉中来进行，其中使其暴露于加热的氧气源(例如空气)，且其中氯化铁(例如FeCl₂和/或FeCl₃)发生热转化以形成主要是赤铁矿(Fe₂O₃)形式的氧化铁。喷雾焙烧可以在超过300℃且范围高达800℃或者甚至更高温度的喷雾焙烧温度下进行。将氧化铁以再生器氧化铁回收。