[发明专利]一种烷烃脱氢催化剂及其制备方法

说明书

一种烷烃脱氢催化剂，包括活性组分、载体，其中，活性组分的金属元素包括Nd、Bi、Ag、Sm、Eu、Rh、Tb、Pr、Ho元素的一种或者两种以上的混合；或者活性组分的金属元素由Bi与Nb两种元素组成，或者Bi与Ta两种元素组成；或者活性组分由Nb、Ta单质的一种或者两种混合组成。本申请的催化剂活性组分采用的非贵金属，环保，拓宽了催化剂活性组分的种类。采用该催化剂，催化剂烷烃脱氢的单程转化率高，目标产物的收率高。

技术领域

本申请涉及一种化工领域使用的催化剂，具体的，涉及烷烃催化脱氢的催化剂，属于石油化工领域。

背景技术

低碳烯烃下游衍生物需求量的增长，带动了低碳烯烃生产技术的开发和优化，其中，低碳烷烃脱氢制烯烃一方面可以解决低碳烯烃供需矛盾的问题，另一方面是一 种合理利用低价值饱和烷烃生产高附加值烯烃的有效途径。遂近年来受到研究者们 的广泛关注。

烷烃脱氢技术虽在几十年前已实现工业化，但是采用的催化剂主要是负载型的Pt催化剂和Cr₂O₃催化剂。Pt催化剂不但存在成本高、对原料要求高的问题，还有 其频繁氧氯化再生带来的后续分离和环保问题；而Cr₂O₃催化剂在实际生产中不可避 免会生成的Cr⁶⁺物种，不但会破坏反应器还具有致癌性，对人体及环境均会造成不 利影响。

目前，脱氢催化剂的开发与优化仍是催化脱氢研究的一个重点，且越来越多的烷烃脱氢催化剂被发现。就Pt催化剂而言：专利申请号：CN201810400660.7公开了一 种以经镓修饰的二氧化硅与活性氧化铝共同组成的复合氧化物为载体，以铂为活性 组分，以钾、镁、锡、铈中的一种或几种为助活性组分的Pt基脱氢催化剂及其制备 方法，但是其制备过程较繁琐且Pt和Ga的存在使得催化剂成本较高。专利申请号： CN201810469444.8公开了一种氧化铝负载的PtCu单原子合金催化剂及其制备方法 和应用，该催化剂以Al₂O₃为载体，以Cu为助剂，负载少量活性组分Pt，其有效降 低了催化剂的成本，但丙烷的转化率不高，虽提高反应温度催化剂的脱氢活性有明 显提升，但是其相应单烯烃选择性和催化剂的稳定性也显著下降。专利申请号： CN201810142678.1公开了一种以铂、碱金属及含Sn-M-O固溶体(M为一种或多种 金属元素)的氧化铝载体为组成的催化剂，具有较好的丙烷脱氢性能和稳定性，但 是其要求加入一定量的氯，这提高了后续产物的分离的难度的同时对装置要求也相 应提高，另外对环境也造成一定危害。对于Cr催化剂，专利公开第CN106669703B 公开了一种SiO₂改性的低碳烷烃脱氢催化剂及其制备方法。催化剂外表面为SiO₂涂 层，以活性Al₂O₃为载体，铬为活性组分，K、Fe、Co、Ni、Zr、Ce、Cu、Zn、La 和Ga中的一种或几种金属为助剂，该催化剂具有较高的机械强度和耐磨性能，在低 碳烷烃脱氢反应中具有良好的烷烃转化率和烯烃选择性。此外，专利公开第 CN104549321B公开了一种多组分的丙烷和异丁烷脱氢催化剂，其可表示为 CraMxNyGab/Al₂O₃(其中，a＝1-30，b＝0.001-1，x＝0.1-10，M为Cu、Co、Ni、Fe元 素或其氧化物)，该催化剂具有良好的脱氢性能，但是却因Cr物种的存在导致一定 的环保和安全问题。

为了拓宽烷烃脱氢催化剂种类，特提出本申请。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种烷烃脱氢催化剂，该催化剂采用非贵金属元素作为活性组分。

本申请的另一目的在于提供的烷烃脱氢催化剂，其烷烃脱氢单程转化率、烯烃 收率提高。

本申请的再一个目的在于，提供的烷烃脱氢催化剂的反复多次再生后，脱氢效 果保持良好。

本申请的再一个目的是提供一种烷烃脱氢催化剂的制备方法，制备方法相对简单。