[发明专利]一种薄片状氧化铬/氧化铝催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及丙烷脱氢制丙烯的催化领域，尤其涉及一种薄片状氧化铬/氧化铝催化剂及其制备方法和其在低碳烷烃催化脱氢制烯烃的应用。

背景技术

丙烯作为一个重要的有机化工原料，广泛应用于制丙烯腈、异丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇、丙烯酸及其脂类以及环氧丙烷和丙二醇、环氧氯丙烷和合成甘油等。近年来，随着聚丙烯等的衍生物的应用范围越来越广泛，社会对于丙烯的需求量也日益增大。目前，丙烯的大部分来源于石油的裂解，裂解是高耗能的产业，并且副反应较多。此外，石油作为不可再生资源日益枯竭。丙烷是处理天然气或精炼原油得到的副产物，其来源广泛，储量丰富，采用丙烷脱氢制丙烯，为人们找到了一条新的丙烯来源。为此，如何开发出一种高转化率，高收率，高选择性和稳定性好的丙烷脱氢理想催化剂一直是科研人员的研究热点。专利如USP4，420，649，USP4,506,032均采用Al₂O₃为载体，但丙烷的转化率与选择性均不高。在专利CN102019178A中以Al₂O₃为载体，以铬的氧化物，稀土氧化物和碱金属氧化物构成一种组合物的丙烷脱氢催化剂。在其制备过程中需调节pH值、需经喷雾干燥成微球和分别在氮气与空气中煅烧，制备过程相当繁琐，而且转化率与选择性并不是很理想。若采用传统的浸渍法制备氧化铬/氧化铝催化剂，虽然操作简单，但是很难将活性组分均匀分散在载体表面。本发明采用溶剂热法合成薄片状氧化铬/氧化铝催化剂并将其用于丙烷脱氢制丙烯，不仅催化活性较高，而且操作简单，易于工业化。

发明内容

本发明的目的是提供一种一步醇热法制备薄片状氧化铬/氧化铝催化剂，其制备方法简单、成本低廉，所制催化剂催化活性高、稳定性好。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

采用醇热法一步合成方法将铬源、铝源、模板剂与乙醇合成活性组分氧化铬均匀分散在载体多孔氧化铝上的丙烷脱氢制丙烯的高性能催化剂，具体步骤为：

（1）铝源、铬源、模板剂和乙醇按照1：0.005-0.15：0.05-2.5：10-100的摩尔比均匀混合；

（2）将上述混合溶液转入高压釜中，在100-210℃下反应0-72h；

（3）反应结束后，将高压釜冷却至室温后、过滤得固体物并在30-300℃下烘干；

（4）将所得烘干固体物在在100-800℃下煅烧0.1-24h，冷却后研磨成型得所制催化剂。

其中：

步骤（1）中铬源为氯化铬、溴化铬、碘化铬、硝酸铬、硫酸铬、磷酸铬、醋酸铬或碱式碳酸铬中的一种或两种以上的复配物。

步骤（1）中铝源为氢氧化铝、氯化铝，硝酸铝或硫酸铝中的一种或两种以上的复配物。

步骤（1）中模板剂为十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、四丙基氢氧化铵(TPAOH)、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物（p123）中的一种或两种以上的复配物。

步骤（1）中模板剂的摩尔浓度是在0.4-20%，优选在10-20%。

步骤（3）中烘干温度优选在70-120℃。

步骤（4）中优选煅烧温度在500-600℃；煅烧时间在4-5h。

上述方法制得的氧化铬/氧化铝催化剂可用于低碳烷烃脱氢制烯烃，尤其是用于丙烷脱氢制丙烯。

本发明提供的丙烷脱氢催化剂制备方法突出优点在于：催化剂成本低廉，制备方法简易，可以进行规模化工业生产；所制备的催化剂具有活性高，稳定性好和丙烯的收率高的优点，具有好高的经济效益。

附图说明

图1为本发明实施例9所得样品的X射线衍射粉末谱图。

图2为本发明实施例3所得样品的FESEM图，放大5k倍图。

图3为本发明实施例3所得样品的FESEM图，放大25k倍图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1：