[发明专利]载体为具有三维立方笼状孔道分布结构的介孔分子筛的异丁烷脱氢催化剂及制法和应用

权利要求书

1.一种制备异丁烷脱氢催化剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（a）将模板剂、硫酸钾、酸剂和硅源进行混合接触，并将得到的混合物进行晶化和过滤，得到介孔分子筛滤饼；

（b）将水玻璃、无机酸和丙三醇进行接触，并将接触后得到的产物过滤，得到硅胶滤饼；

（c）将介孔分子筛滤饼和硅胶滤饼混合并加入粘结剂进行球磨，并将球磨后得到的固体粉末用水制浆后进行喷雾干燥，再将得到的产物中的所述模板剂和粘结剂脱除；所述粘结剂为聚乙烯醇；

（d）将步骤（c）所得球形双介孔分子筛硅胶复合材料载体进行热活化处理，随后在含有Pt组分前驱体和Zn组分前驱体的溶液中进行浸渍处理，然后依次进行去除溶剂处理、干燥和焙烧；

所述异丁烷脱氢催化剂包括载体以及负载在所述载体上的Pt组分和Zn组分，其中，所述载体为球形双介孔分子筛硅胶复合材料，所述球形双介孔分子筛硅胶复合材料含有硅胶和具有三维立方笼状孔道分布结构的介孔分子筛；所述异丁烷脱氢催化剂的抗压强度为14-16MPa，平均粒径为45-50μm，比表面积为200-220m²/g，孔体积为0.7-0.8mL/g，孔径分布为双峰分布，且所述双峰分布对应的最可几孔径分别为7-7.5nm和35.2-37.2nm；

以所述异丁烷脱氢催化剂的总重量为基准，所述载体的含量为98-99.4重量%，所述Pt组分以Pt元素计的含量为0.1-0.5重量%，所述Zn组分以Zn元素计的含量为0.5-1.5重量%。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（a）中，所述模板剂、硫酸钾和硅源的摩尔比为1：（100-800）：（20-200）。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述模板剂为三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯，所述酸剂为盐酸、硫酸、硝酸和氢溴酸中的至少一种水溶液，所述硅源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸丙酯、正硅酸钠和硅溶胶中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述混合接触的条件包括：温度为25-60℃，时间为10-72h，pH值为1-7，所述晶化的条件包括：温度为30-150℃，时间为10-72h。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（b）中，所述水玻璃、无机酸和丙三醇接触的条件包括：水玻璃、无机酸和丙三醇的用量的重量比为（3-6）：1：1，温度为10-60℃，时间为1-5小时，pH值为2-4；所述无机酸为硫酸、硝酸和盐酸中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（c）中，所述介孔分子筛滤饼、硅胶滤饼和粘结剂的用量的重量比为1：（0.5-1.5）：（0.5-1.5）。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述模板剂和粘结剂脱除的过程包括：在300-600℃下，煅烧8-20h。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（d）中，所述热活化的条件包括：温度为300-900℃，时间为7-10h；所述浸渍处理的条件包括：温度为25-50℃，时间为2-6h。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述球形双介孔分子筛硅胶复合材料载体的比表面积为200-400m²/g，孔体积为1-2mL/g。

10.一种由权利要求1-9中任意一项所述的方法制备的异丁烷脱氢催化剂。

11.一种权利要求10所述的异丁烷脱氢催化剂在异丁烷脱氢制异丁烯中的应用，其中，该异丁烷脱氢制异丁烯的方法包括：在催化剂和氢气的存在下，将异丁烷进行脱氢反应。

12.根据权利要求11所述的应用，其中，异丁烷的用量与氢气的用量的摩尔比为（0.5-1.5）：1。

13.根据权利要求11所述的应用，其中，所述脱氢反应的条件包括：反应温度为550-650℃，反应压力为0.05-0.2MPa，反应时间为20-40h，异丁烷质量空速为2-5h^-1。