[发明专利]片状金属氧化物催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种片状金属氧化物催化剂及其制备方法。

背景技术

异构化反应是分子进行结构重排而其组成和分子量不发生变化的反应过程，烃类分子涉及的异构化反应主要包括烷基的转移、双键的移动和碳链的移动。异构化反应是可逆反应，反应常常可以进行到接近平衡转化率。由于反应热效应很小，温度对平衡组成影响不甚显著，但低温操作有利于减少副反应发生。烯烃化合物双键异构化过程是使原料和催化剂在反应条件下接触，烯烃双键位置发生变化或出现分子重排。烯烃异构化是为开发利用石油资源而开发，至今仍在石油化工产业具有极其重要的地位，并逐步在有机化工原料的生产加工中日益受到重视。在石油炼制工业中，异构化过程也可应用于增产所需的目标产物。烯烃的异构化的一个典型代表，如丁烯-1异构化生成丁烯-2的反应：

在碳四馏分分离时也可采用异构化的方法。近年来，随着丙烯需求的增加，工业上丙烯价值远超过乙烯。碳四烯烃的综合开发利用受到越来越多的关注，烯烃歧化反应，即通过乙烯和丁烯反应制丙烯是一条增产丙烯的重要途径，目前正逐步走向大规模工业化。烯烃异构化反应在烯烃歧化反应中起到了打破反应平衡，促进反应的作用。丁烯-1的双键异构化常用的催化剂为碱土金属氧化物。

专利CN02810573.7公开了一种烯烃异构化方法，使用碱性金属氧化物作为催化剂，将内烯烃转化为边烯烃，其中权利要求对催化剂氧化镁的纯度要求较高，含330ppm铁和74ppm硫，在上述杂质含量下，反应条件为450 Psi、515F、27WHSV，催化剂的稳定性为168小时，但仍然存在对杂质要求过高，稳定性稍差的问题。

专利CN200610029981.8公开了一种烯烃双键异构化催化剂及其制备方法，该发明采用含弱基的极性水溶液对碱土金属进行改性处理，制备的催化剂特点是具有较高的比表面积，比表面积为100～500m²/g，制备的催化剂具有较好的活性。但催化剂使用的空速较低，液体体积时间空速仅为0.5，且稳定性最高仅达到300小时。

综上所述，以往的发明虽然从催化剂的纯度和制备的催化剂比表面积等方面进行了优化和改进。但从实际应用角度出发，催化剂需要制备成型为一定大小的颗粒使用。由于氧化镁本身粘度较高不易打片成型，文献报道的成型方法，一般均采用压片、挤条或滚球成型。通过上述方法成型制备的催化剂堆密度低，单位体积催化剂样品中的活性组分含量低。而且，在挤条和滚球过程中为了保证催化剂的强度，不可避免的加入硅溶胶等溶液，硅溶胶的引入，必然造成催化剂的有效组分含量降低，引起催化剂的活性和稳定性降低等一系列问题，而且上述成型方法过程繁琐，操作复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有片状碱土金属氧化物催化剂成型制备过程中存在工艺复杂，成型时需要添加硅溶胶等粘结剂，致使催化剂的有效组分降低，引起活性和稳定性降低等问题。本发明提供一种新的片状碱土金属氧化物催化剂，该催化剂具有    堆密度高、机械强度高和稳定性好的优点。

本发明所解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的催化剂的制备方法。

本发明所解决的技术问题之三是提供一种解决技术问题之一相对应的催化剂的用途。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种片状金属氧化物催化剂，活性组分以催化剂重量份数计，包括如下组成：

a）    0~100份的选自MgO、CaO、SrO、BaO中的至少一种改性碱土金属氧化物；

或/和

b）  0~100份的碱性金属氧化物Li₂O；

其中，a）组分和b）组分不能同时为0；所述的催化剂为片状，催化剂的堆密度为大于等于0.7g/cm³且小于等于2.0 g/cm³；催化剂的直径和厚度比为0.2～20。

上述技术方案中，优选的技术方案为，碱土金属氧化物选自MgO。

优选的技术方案为，活性组分以催化剂重量份数计，包括如下组成：

a） 10~90份的选自MgO、CaO、SrO、BaO中的至少一种改性碱土金属氧化物；

或/和

b）  10~90份的碱性金属氧化物Li₂O；

其中，所述的催化剂为片状，催化剂的堆密度为大于等于0.82g/cm³且小于等于1.0 g/cm³；催化剂的直径和厚度比为0.5～10。