[发明专利]一种利用己二酸装置废气氧化乙苯脱氢制苯乙烯的方法

说明书

本发明提供一种利用己二酸装置废气氧化乙苯脱氢制苯乙烯的方法，采用一种助剂改性的Ce系催化剂，并以己二酸装置尾气为氧化剂，用于乙苯氧化脱氢制苯乙烯。催化剂采用非常规的共沉淀法制备，以Ce的氧化物为主要活性成分，Fe、La、Bi、Mg、Ca、Ag、K元素中的一种或几种为助剂，经过洗涤、干燥、焙烧等步骤得到成品催化剂。本发明的技术应用，不仅可以高价值地利用己二酸装置工业废气，还可以有效解决乙苯氧化脱氢选择性差的问题。

技术领域

本发明属于化工催化技术和大气污染治理技术领域，具体涉及一种利用己二酸装置废气氧化乙苯脱氢制苯乙烯的方法，及反应所采用的Ce系催化剂的制备方法。

背景技术

一氧化二氮(N₂O)，俗称笑气，不仅能严重的破坏臭氧层，还具有强大的温室效应，其对臭氧层的破坏作用甚于氯氟烃，产生的温室效应分别是二氧化碳和甲烷的310倍和15倍，这种气体在大气层中的存留时间可达120年之久，化学性质稳定，一氧化二氮已经成为人类排放的消耗臭氧层的首要物质。一氧化二氮的人为排放主要包括化工生产的尾气，如己二酸和硝酸的生产、煤炭燃烧、尼龙等化工产品生产等过程排放的尾气。研究显示，大气中的一氧化二氮背景浓度从工业革命之前的270ppb增加到2007年的320ppb，而且随着工业化进程的不断推进和机动车数目的迅猛增加，一氧化二氮背景浓度每年以0.2％～0.3％的速度增加。随着人们环保意识的不断增强，一氧化二氮的处理已经引起了广泛的关注，因此研究能够高效消除或利用一氧化二氮的技术和方法具有重要的现实意义。

迄今为止，国内己二酸装置尾气净化技术尚不成熟，主要在于直接分解法需要在900℃高温，利用催化分解处理一氧化二氮也需要500～700℃的高温，负载在金属氧化物、黏土或沸石上的贵金属因为在高温下金属颗粒趋于烧结，因而导致催化剂钝化；粘土和沸石因为其结构而趋于坍塌，失去初始的催化性能，使得催化剂难以在生产过程中保持催化活性和稳定性；同时，高温对设备选材要求严格，固定投资较高，以上原因限制了己二酸装置尾气净化技术的发展，不适用于工业化。因此，急需开发具有创新性的可替代的N₂O处理工艺。高价值利用N₂O废气，及时有效地减少N₂O排放，对减轻大气污染，改善环境质量，创建环境友好型社会具有重要意义。

专利CN106881108A公开了一种笑气分解催化剂制备方法，该种制备方法中混合盐溶液与沉淀剂通过并流滴加的方式进行混合，耗时长，且该种方法制得的催化剂后续需要进行强碱后处理和二次焙烧，工艺复杂，成本较高。

专利CN104353404A公开了一种限域旋流反应器，该限域旋流反应器具有一个类“围裙”型的多级反应通道，所述多级反应通道的宽度自上而下连续递减或阶梯递减，且构成所述多级反应通道的两个侧面能够相对运动，该种设备在实现粒子的分子级别强制混合的同时，时间尺度可降低至毫秒级，制备得到的催化剂结构更规整，尺寸更小。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种利用己二酸装置废气氧化乙苯脱氢制苯乙烯的方法，该方法中使用一种可高效再利用N₂O的Ce系催化剂，可实现己二酸装置工业废气的高价值利用，同时有效减少工业废气中N₂O排放，此外还提供该种Ce系催化剂的制备方法，采用该种方法制得的催化剂具有活性高和稳定性好的优点，且制备工艺简单，成本低廉。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：