[发明专利]一种丙烷脱氢催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙烷脱氢催化剂及其制备方法,属于催化剂技术领域。

背景技术

目前世界丙烯产量中的59.1%来自蒸气裂解乙烯的联产，35.1%来自炼油厂精炼副产，2.9%来自丙烷脱氢。丙烷脱氢有无氧脱氢和氧化脱氢两种方法，其中无氧脱氢制丙烯技术已经工业化，UOP公司的Oleflex工艺和鲁姆斯公司的Catofin工艺应用最为广泛。氧化脱氢与无氧脱氢相比，可在较低的温度下进行，但存在氧化反应过程复杂，性能较好的催化剂难以制备等问题，目前仍处于探索开发阶段。

发明内容

本发明的目的在于提供一种丙烷脱氢催化剂的制备方法，使用该催化剂丙烯收率大幅提高。

一种丙烷脱氢催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、将负载的TaON催化剂与助催化剂MoS₂进行混合，质量比为1:3，然后加入30份丙三醇融合剂搅拌均匀,于300℃下油浴2h，室温下静置1h以上，弃掉上清液,用超纯水洗净下层物质，得到复合TaON催化剂；

步骤2、然后向35份上述复合TaON催化剂中缓慢加入9份高锰酸钾，加入速度严格控制，以保证温度低于20℃,然后移去冰浴,使用水浴并保持温度在35℃左右,保温2小时，搅拌下缓慢开始加入120份去离子水,体系猛烈升温到98℃,后用98℃水浴保持15分钟；

步骤3、然后用80份温热60℃去离子水进一步稀释,然后加入过量30%双氧水以还原体系中剩余的高锰酸钾和二氧化锰,趁热过滤，用体积比为1:10的盐酸溶液洗涤一次,水洗三次，在烘箱中45℃干燥。

步骤4、将上述制备的氧化复合TaON催化剂研磨成粉末,以保证充分受热膨胀,装入管式炉

内逐步升温至200℃,加热管口处密封,热电偶与加热管底部接触以保证测温准，热

膨胀结束后得到氧化改性TaON纳米催化材料。

所述的负载的TaON催化剂制备方式如下：

步骤1、将2份Ta₂O₅和6份纳米氧化硅用研磨的方法均匀混合，然后将得到的混合物置于刚玉方舟中,放入真空管式高温炉中；

步骤2、将NH₃先通入含水的集气瓶，然后将集气瓶中收集的NH₃以的90ml/min流速连续地注入到真空管式高温炉中，得到TaON材料注入真空管式高温炉的过程中,真空管式高温炉的锻烧温度为900℃,注入时间为10小时；

步骤3、将上述煅烧后的TaON材料10份溶解于24份吡啶溶液中（体积浓度10%），不断搅拌分散均匀，然后将混合液转移至PPL水热反应釜中；

步骤4、将PPL水热反应釜置于干燥箱中于200℃下保温24h后取出，混合物经过醇水洗涤、离心6次后置于烘箱中，在60℃下保温烘干,得到负载的TaON催化剂。

有益效果：本发明丙烷脱氢催化剂采用Ta₂O₅和纳米氧化硅研磨煅烧,再由高锰酸钾和双氧水氧化改性,在管式炉中进行高温膨胀处理，Ta作为烷烃脱氢的活性中心，在和纳米氧化硅复合后形成多金属原子和单金属原子活性中心，首先C-H键断裂，发生解离吸附；其次第二个C-H键断裂产生一个Π键，然后烯烃发生脱附，通过优化催化材料的配比组成，严格控制催化剂的比表面积、孔结构以及或活性位数目，使得载体的酸碱性降低，减少裂化反应的发生和积碳的生成，因此丙烯收率大幅提高，对于解决直接脱氢的能耗问题具有重要意义。

具体实施方式

实施例1

一种丙烷脱氢催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、将负载的TaON催化剂与助催化剂MoS₂进行混合，质量比为1:3，然后加入30份丙三醇融合剂搅拌均匀,于300℃下油浴2h，室温下静置1h以上，弃掉上清液,用超纯水洗净下层物质，得到复合TaON催化剂；

步骤2、然后向35份上述复合TaON催化剂中缓慢加入9份高锰酸钾，加入速度严格控制，以保证温度低于20℃,然后移去冰浴,使用水浴并保持温度在35℃左右,保温2小时，搅拌下缓慢开始加入120份去离子水,体系猛烈升温到98℃,后用98℃水浴保持15分钟；

步骤3、然后用80份温热60℃去离子水进一步稀释,然后加入过量30%双氧水以还原体系中剩余的高锰酸钾和二氧化锰,趁热过滤，用体积比为1:10的盐酸溶液洗涤一次,水洗三次，在烘箱中45℃干燥。