[发明专利]一种低碳烷烃脱氢催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种低碳烷烃脱氢催化剂，所述催化剂包括铂组分、碱金属组分，采用含Sn‑M‑O固溶体的氧化铝基载体，其中铂组分以铂氧化物计、碱金属组分以碱金属氧化物计，按重量份数计包括以下成分：铂氧化物0.1～2份、碱金属氧化物0.1～5份、氧化铝90～99份、Sn‑M‑O固溶体0.1～8份，M选自元素周期表第四、五、六、七周期中一种或多种金属元素。本发明制得的固溶体中Sn与M元素具有协同作用，有利于降低催化剂的酸性，使中间产物快速扩散出催化剂，提高催化剂选择性；同时促进了Pt的均匀分散，增加活性位，提高转化率。

技术领域

本发明属于脱氢催化剂领域，具体涉及一种低碳烷烃脱氢催化剂及其制备方法。

背景技术

丙烯和异丁烯是重要的化工原料，丙烯主要用来生产聚丙烯、丙烯腈、丙烯酸、丙烯醛等，是三大合成材料(塑料、橡胶和纤维)的基本原料。异丁烯被用来生产甲基叔丁基醚、叔丁醇、甲基丙烯酸甲酯和丁基橡胶等，另外还被用作低碳烯烃烷基化的原料。有效利用丙烷和异丁烷既符合国家低碳环保政策和循环经济理念，又有良好的经济效益和社会效益。

低碳烷烃催化脱氢是强吸热反应，受热力学平衡限制，反应条件苛刻，积炭和活性金属烧结一直是影响催化剂稳定性的原因，使PDH方法在工业应用时受到限制。因此开发具有高稳定性的烷烃脱氢催化剂成为PDH技术的关键。专利CN105582929A公开了一种含Ce-La-O固溶体的低碳烷烃脱氢催化剂，表现出较好的催化性能。专利CN105642282A公开了一种含Sn氧化铝载体，Sn是在氧化铝成胶过程中加入，或在混捏过程中加入，或在浸渍过程中加入。专利CN104549249A公开了一种低碳烷烃脱氢催化剂，该催化剂需要用水蒸汽脱氯。

低碳烷烃脱氢催化剂已经取得较大进展，但仍存在包括稳定性等问题。

发明内容

申请人研究发现在工业生产中，氯不断流失，使Pt分散性变差，催化剂活性降低；在高温下，Sn容易析出，与Pt形成合金，使催化剂永久失活。本发明采用Sn-M-O固溶体，使Sn不易析出，而且降低了载体酸性，提高了催化剂选择性。本发明部分氯在载体制备过程中引入，增强了氯与载体的相互作用，使氯的流失减慢。

本发明为解决现有技术存在的问题，提供一种低碳烷烃脱氢催化剂及其制备方法。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种低碳烷烃脱氢催化剂，所述催化剂包括铂组分、碱金属组分，采用含Sn-M-O固溶体的氧化铝基载体，其中铂组分以铂氧化物计、碱金属组分以碱金属氧化物计，按重量份数计包括以下成分：铂氧化物0.1～2份、碱金属氧化物0.1～5份、氧化铝90～99份、Sn-M-O固溶体0.1～8份，M选自元素周期表第四、五、六、七周期中一种或多种金属元素。

进一步的，所述M选自Cu、Ti、Sb、Ru、Fe、Cr、Mn、Ce、Zr中的一种。

进一步的，所述的Sn-M-O固溶体，其中锡氧化物占Sn-M-O固溶体质量的50-99％。

进一步的，所述氧化铝基载体制备所需铝源选自拟薄水铝石、三氯化铝、氢氧化铝中一种或多种。

进一步的，所述碱金属选自K、Na、Li中一种。

进一步的，所述催化剂还包括氯元素0.3～2份。

本发明还提供了一种低碳烷烃脱氢催化剂的制备方法，包括以下内容：

a)取铝源和水混合，加入Sn-M-O固溶体，再加入盐酸溶液，形成溶胶，经成型后在60～150℃烘干2～10h，优选2～4h，在500～800℃焙烧2～10h，优选2～4h，即得含Sn-M-O固溶体的复合氧化铝载体；