[发明专利]一种乙苯脱氢制备苯乙烯催化剂的方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种制备苯乙烯催化剂的方法，特别是涉及一种乙苯脱氢制备苯乙烯催化剂的方法。 

背景技术

苯乙烯（STY）是一种重要的基本有机化工原料，其生产方法有乙苯（EB）催化脱氢法、EB 氧化脱氢法、EB 氧化还原脱水法、EB 与丙烯共氧化法等。EB 催化脱氢法仍是当今世界生产 STY的主导方向, 2010年全球苯乙烯总产能3236.4万t/a，其中有 90％的 STY是由催化脱氢法制得。但是EB催化脱氢工艺存在反应温度和操作费用高、能耗大，在分离器中水蒸汽大量潜在的冷凝热难以回收等缺点。而CO₂气氛下的乙苯脱氢是制取苯乙烯的另一种新工艺，它打破了热力学平衡限制，与逆水煤气变换反应耦合，选择性温和氧化制得苯乙烯，与EB催化脱氢法相比环境友好、经济效益更显著。但这种方法的乙苯脱氢催化剂通常转化率低且稳定性差，因此开发高活性、稳定性的催化剂意义重大。 

1988年Sato最早开始用CO₂替代水蒸气进行研究乙苯脱氢制苯乙烯，研究了A1₂0₃负载Fe₂O₃催化剂上添加不同碱金属氧化物对反应活性的影响。结果表明碱金属氧化物的添加有助于提高催化剂的活性，当Na₂O的添加量为5.0wt%时，催化剂性能达到最佳，在CO₂/EB=2:1的进料组成下，乙苯的转化率在60-70%，但苯乙烯的选择性只有80%。 

随着研究的深入，二氧化碳气氛下乙苯脱氢典型偶合反应催化剂包括主活性组分、助剂和载体三部分。最常见的活性组分是Fe和V的氧化物，其次是Mg，Zr，La，Cr，Ce，Cu，Ni，和Co等的氧化物 ，A1₂O₃，AC，MgO，ZnO，WO₃，TiO₂，SiO₂，CeO₂、ZrO₂ 及各种分子筛均可用作载体，碱金属如Li、Na、K的氧化物，碱土金属Be、Mg、Ca的氧化物及其它元素如Sb、Cr等的氧化物作为助剂。大体上可分为Fe/AC、V/AC、Fe/Al、V/Al、Na/Al、Zr/Al、Fe/ZSM-5、La₂O₃-V₂O₅/MCM-41、类水滑石等几类催化剂。 

CN1431045A中公开了活性炭或氧化铝为载体制备的负载钒的催化剂，乙苯转化率可达60%，且苯乙烯选择性高于96%。 

US2003/0166984A1中公开了以氧化锆和氧化铝为载体制备的一种含钒、铁、锑的催化剂，该催化剂在600℃ 、CO₂/EB的摩尔比为5、乙苯的质量空速比为1的条件下乙苯的转化率高达90.8%，苯乙烯的选择性为95.7%。 

CN1907560A中公开了以溶胶-凝胶法制备钛-钒复合催化剂的方法，该催化剂在250～450℃、CO₂/EB的摩尔比为10～20的条件下乙苯转化率为14.8%，苯乙烯的选择性为99.7%。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种乙苯脱氢制备苯乙烯催化剂的方法，发明制备的催化剂是首次合成钛-铝复合催化剂，用于二氧化碳气氛下乙苯脱氢制苯乙烯，催化剂具有稳定性好、高活性和高选择性的特点，且制备方法操作简单、重复性好。 

本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 

本发明的优点与效果是：

1.首次通过溶胶-凝胶法合成钛-铝催化剂应用于二氧化碳气氛下乙苯脱氢制苯乙烯的研究，具有稳定性好、高活性和高选择性的特点；

    2.本催化剂制备方法操作简单、重复性好；

    3.乙苯转化率高于65%，选择性高于96%，8小时之内乙苯转化率降低小于8%。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步详述。 

实施例1：