[发明专利]一种低碳烷烃脱氢催化剂的再生方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种低碳烷烃脱氢催化剂的再生方法及其应用，具体地说涉及 一种丙烷、异丁烷脱氢贵金属基催化剂的再生方法。

背景技术

北美页岩革命带来大量的低碳烷烃资源，造成乙烯裂解装置的原料轻质化， 丙烯的产量大幅下降。同时在石油资源日益匮乏的大背景下，丙烯的生产已从 单纯依赖石油为原料向原料来源多样化的技术路线转变，并逐渐成为一种趋势。 将天然气(常规天然气、页岩气、煤层气、可燃冰等)中副产的丙烷进行脱氢 反应制取丙烯是解决这一问题的有效途径。近几年来，丙烷脱氢生产丙烯的技 术取得了较大发展，已经成为第三大丙烯生产方法。

低碳烷烃(丙烷、异丁烷)脱氢是强吸热反应，受热力学平衡限制，反应 条件苛刻，积炭与活性金属烧结一直是影响催化剂活性及稳定性的原因。丙烷 脱氢催化剂一般需要频繁的再生，才能维持长时间连续应用。尤其是贵金属基 脱氢催化剂，受到成本因素限制，再生就显得更为重要。再生方法直接影响再 生催化剂的活性、选择性和寿命，因此，研究低碳烷烃脱氢催化剂的再生是非 常必要的。

目前Pt基脱氢催化剂再生方法多为先烧炭处理，在较高的再生温度下，烧 除催化剂表面的积炭，在这个过程中，Pt组分会进一步聚集。为了恢复Pt基催 化剂活性，通常再使用卤素处理进行Pt的再分散。在此过程又引入了Cl，引起 再生催化剂酸性和酸量的改变，对于低碳烷烃催化脱氢催化剂来说，会造成反 应时选择性降低，积炭量增加。因此，又必须采用水热的方式进行脱氯，但这 又会使催化剂中碱金属流失。为了解决这些问题，许多研究者进行很多尝试。

USP4473656公开了一种Pt-Ir催化剂的再生方法，采用两段循环再生法，主 要特点是将还原态的含Pt、Ir催化剂在无氧气氛下与HCl接触，再在高温和较 高氧含量下进行氧氯化反应，得到氯含量合适的Pt-Ir催化剂。USP4444897公开 了一种Pt-Ir催化剂的再生方法，该方法先将Pt-Ir催化剂还原，再在无氧气氛下 用含HCl和水的氦气处理，然后再用含HCl和元素氧的气体进行再分散处理。 美国专利US5087792所揭示的方法中，催化剂的再生是通过惰性气体的吹洗， 使含氧气的气体混合物通过其中，惰性气体的吹洗和使HCl/氧气混合物通过其 中以便活性金属再分散在载体上。这些方法中，均引入了卤素Cl来进行Pt的再 分散，而后继没有进行脱氯处理，这些卤素留在催化剂中，对于低碳烷烃脱氢 反应来说，增加裂解活性，降低选择性，增加了更多的积炭。

CN1541140A公开了一种脱氢催化剂的再生方法，该方法通过在300～800℃ 温度下，改变氧气浓度、再生压力及空速达到脱氢催化剂的再生。这种方法仅 采用氧气进行烧炭，容易使再生催化剂活性金属聚集。

CN1589970A公开了一种烷基芳烃脱氢生产烷烯基芳烃催化剂的再生方法， 该方法采用同步通入水蒸汽和空气对催化剂进行再生，该方法需要较高的再生 温度，才能完全烧掉催化剂上的积炭，而再生温度为500℃以下时，并不能完全 烧掉催化剂上的积炭。CN101940959A公开了一种低碳烷烃脱氢催化剂的再生方 法，该方法首先在较低温度下在空气气氛中再生，烧除催化剂表面的积炭及孔 道内部的大部分积炭，再在水蒸汽和空气的混合气氛中进一步对催化剂进行再 生处理。这两种方法在进行催化剂再生时，均引入水蒸汽，不仅会造成氧化铝 载体晶相的转变，也会使低碳烷烃催化剂中碱金属流失，同时也会一定程度上 引起金属聚集。

从上述贵金属基脱氢催化剂的再生方法中可以看出，其再生过程中通常都 是有目的性的引入了氧气、卤素或水蒸汽，虽然一定程度解决了积炭、金属聚 集与碱金属流失问题，但是往往也带来其它副作用，不能同时兼顾上述三个问 题，不可避免的造成低碳烷烃脱氢再生催化剂的性能与寿命。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种低碳烷烃脱氢催化剂的再生方法， 本发明方法再生效率高，可以避免金属聚集和碱金属助剂的流失，再生后催化 剂的催化活性达到新鲜催化剂的水平。

本发明低碳烷烃脱氢催化剂的再生方法，包括如下过程：