[发明专利]一种以微米级氧化铁和碳酸钾为原料的乙苯脱氢催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种以微米级氧化铁和碳酸钾为原料的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法生产，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。目前国内苯乙烯工业生产装置中装填的催化剂多为styromax系列催化剂、BASF系列催化剂、上海石化院研发的GS系列催化剂和美国标准公司的C系列催化剂。上述系列的催化剂与兰州化工研究中心研发的LH365M、LH375催化剂是同类催化剂，都是采用铁-钾-铈-钼(钨)为主体系，并在该体系中加入多种金属氧化物和其它助剂，然后经过干混-捏合-挤条成型-四段活化的方式制得。在该体系中，原料多采用颜料级的氧化铁红、氧化铁黄和工业级的碳酸钾，工业应用试验证明，按此原料制备的催化剂在工业装置上最多可使用2年。为进一步提高经济效益，降低生产成本，苯乙烯工业装置对催化剂的活性和稳定性要求越来越高。 

WO1995EP05036报道了一种采用赤铁矿作为铁源的脱氢催化剂，其中氧化铁颗粒的尺寸为2～10微米，优选2～6微米，该催化剂还包括K，Ce，Sc，Y，La，Mo，W，Ca，Mg，V，Cr，Co，Ni，Mn，Cu，Zn，Cd，Al，Sn，Bi等改性组分，该催化剂特别适用于乙苯脱氢制苯乙烯的生产。WO1995EP05037报道了通过结构调整可以形成一种低表面的氧化铁粒子，该氧化铁粒子的长度为0.3～3米，宽度为0.2～2米，这种催化剂在催化剂的活性基本不降低的情况下可以获得较高的选择性。EP19830302063报道了一种铁-钾-铬脱氢催化剂，氧化铁的尺寸为0.005～0.5微米，优选0.1～0.4微米，可以获得较高的转化率和选择性。EP19920202612报道了一种采用云母铁矿氧化铁作为铁源的铁-钾脱氢催化剂，其中云母铁矿氧化铁的最大尺寸小于100微米，更优选小于10微米，由此制的的催化剂选择性可 达95％以上。上述专利均采用粒径为毫米级的工业级碳酸钾，虽然在一定程度上提高了催化剂的活性和选择性，但还不能完全发挥钾在脱氢过程中的电子传递作用，从而影响了脱氢催化剂活性和稳定性的进一步提高。 

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的活性不高、稳定性不好的问题，在Fe-K-Ce-Mo(或W或Mo-W)为主体系的催化剂中采用采用微米级氧化铁和微米级碳酸钾作为主原料。该催化剂具有高活性的优点，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)50～80份的铁氧化物，以Fe₂O₃计； 

b)8～25份的钾氧化物，以K₂O计； 

c)1～12份的铈氧化物，以Ce₂O₃计； 

d)1～10份的钨和/或钼氧化物，以WO₃和/或MoO₃计； 

e)1～10份的钙氧化物，以CaO计； 

f)0.5～10份的钡氧化物，以BaO计； 

g)0.001～5份的铜氧化物，以CuO计； 

h)0.001～5份的锌氧化物，以ZnO计； 

i)0.001～5份的钴氧化物，以Co₂O₃计； 

j)0.0005～0.5份镧的氧化物，以La₂O₃计。 

本发明催化剂中并不排除加入MgO和其它助剂如V₂O₅、TiO₂、P_bO₂、MnO₂、SnO₂、ZrO₂、H_fO₂等；催化剂中还可加入1～10份(以催化剂重量计)的增强剂，如水泥等，1～10份的造孔剂(以催化剂重量计)，如羧甲基纤维素纳(CMC)等。