[发明专利]一种低碳烷烃化学链氧化脱氢制烯烃工艺

权利要求书

1.一种低碳烷烃化学链氧化脱氢制烯烃工艺，其特征在于：采用一种新型的由氧载体和脱氢活性组分构成的双功能催化剂，在氧化脱氢反应过程中，金属活性组分作为脱氢活性中心，在其上发生烷烃脱氢生成烯烃的反应，氧载体中携带的晶格氧可以选择性地与脱氢反应产生的H2反应，将其氧化为水蒸气，同时伴随着氧载体的还原。反应结束后，失去晶格氧的催化剂在空气中氧化再生，补充晶格氧的同时除去积炭，恢复反应活性，如此完成一次氧化还原的催化反应循环。

2.根据权利要求1所述的工艺，其采用的催化剂特征在于：所述催化剂载体为具有强携氧能力的金属氧化物，如氧化铜、氧化铁、氧化钼、氧化镁、氧化锰等氧化物中的一种或者两种以上混合物；所述催化剂脱氢活性组分为具有强脱氢活性的金属组分，如氧化铬、钒氧化物，镍、铂、或其他脱氢金属/金属氧化物中的一种或几种的混合物。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：以N2为稀释剂，采用固定床、循环流化床或移动床为反应器，催化氧化脱氢的反应温度为400～750℃，反应压力为0.05～0.3MPa，烷烃气体与氮气体积流量之比为0.1～100，或可采用纯烷烃气体进料，烷烃质量空速为0.1～10h-1，催化剂停留时间为0.01～10h，之后进行氧化再生反应。

4.根据权利要求1所述的烷烃化学链氧化脱氢制烯烃工艺，其特征在于：所述催化剂有预处理和氧化再生步骤，所述预处理条件为：在350～590℃的H2气流中还原0.01～1h；氧化再生温度为500～750℃，压力为0.05～0.3MPa，氧化再生后的催化剂重新进入反应器开始下一个脱氢—再生循环。

5.根据权利要求1所述的烷烃化学链氧化脱氢制烯烃工艺，其特征在于：可以采用固定床反应系统，在反应进行一段时间，氧载体携带晶格氧完全失去后，停止反应，通入空气进行催化剂氧化再生，再生完成后继续进行脱氢反应，如此循环操作。

6.根据权利要求1所述的烷烃化学链氧化脱氢制烯烃工艺，其特征在于：可以采用固定床反应系统，多个并列固定床反应器中分别同时进行脱氢反应和催化剂氧化再生反应，来回切换，如此循环进行，可实现连续操作。

7.根据权利要求1所述的烷烃化学链氧化脱氢制烯烃工艺，其特征在于：可以采用循环流化床反应系统，催化剂在反应器和氧化再生器中流化循环，实现连续生产，且催化剂可以携带氧化再生释放的热量供给脱氢反应，反应无需外供热。

8.根据权利要求1所述的烷烃化学链氧化脱氢制烯烃工艺，其特征在于：可以采用移动床反应系统，烷烃气体从反应器顶部入口通入，从反应器顶部连续加入固体催化剂，随着反应进行，固体催化剂依靠重力作用逐渐下移，最后自底部连续卸出，由气体提升至再生器进行氧化再生，实现连续生产。