[发明专利]载体为Mg和/或Ti改性球形介孔材料的丙烷脱氢催化剂及其制法和应用

说明书

本发明涉及催化剂领域，公开了一种载体为Mg和/或Ti改性球形介孔材料的丙烷脱氢催化剂及其制备方法和应用。所述制备丙烷脱氢催化剂的方法包括：(a)制备介孔材料滤饼；(b)将所述介孔材料滤饼依次进行煅烧、热活化处理和球磨处理，得到球形介孔材料；(c)将所述球形介孔材料在含有Mg组分前驱体和/或Ti组分前驱体的溶液中进行第一浸渍处理，然后进行喷雾干燥，得到Mg和/或Ti改性球形介孔材料载体；(d)将所述改性球形介孔材料载体在含有Pt组分前驱体、Sn组分和Na组分前驱体的溶液中进行第二浸渍处理，随后依次进行去除溶剂处理、干燥和焙烧。所得丙烷脱氢催化剂催化丙烷脱氢制丙烯时可以获得较高的丙烯选择性。

技术领域

本发明涉及丙烷脱氢制丙烯领域，具体地，涉及一种制备载体为Mg和/或Ti改性球形介孔材料的丙烷脱氢催化剂的方法和由该方法制备的载体为Mg和/或Ti改性球形介孔材料的丙烷脱氢催化剂以及前述丙烷脱氢催化剂在丙烷脱氢制丙烯中的应用。

背景技术

丙烯是仅次于乙烯的重要有机石油化工基础原料，丙烷脱氢制丙烯成为增加丙烯来源的重要途径之一。丙烷脱氢技术主要分为直接脱氢和氧化脱氢，其中直接脱氢技术已经于20世纪90年代实现了工业化生产。工业应用的丙烷直接脱氢催化剂主要为Cr系催化剂(Catofin、Linde和FBD工艺)和Pt系催化剂(Oleflex工艺)，这两类催化剂都是使用氧化铝作为主要载体的。铬系催化剂价格偏低但易于失活，而且重金属铬会造成严重的环境污染。相对来说，Pt系催化剂的活性较高，选择性和稳定性较好，并且对环境更加友好；但是由于贵金属铂价格昂贵，导致催化剂成本较高。

为了尽量改善丙烷脱氢催化剂表面易结焦导致等缺陷，研究人员做了很多工作。比如：Kumar等人通过添加Sn助剂的方法改善丙烷脱氢催化剂的在催化丙烷脱氢时丙烷的转化率和丙烯的选择性(Kumar M S,Chen D,Holmen A,et al.Dehydrogenation ofpropane over Pt-SBA-15and Pt-Sn-SBA-15:Effect of Sn on the dispersion of Ptand catalytic behavior[J].Catalysis Today,2009,142(1-2):17-23.)。然而，Sn的加入也随之带来负面影响，如催化剂结焦现象加剧等，不利于催化反应的继续进行。比如：通过改变催化剂的制备方法改善催化剂性能(工业催化，2014，22(2):148-153)，通过添加助剂提高催化剂稳定性(Catal.Today，2000，55(3):213-223)，通过改善载体性能提高催化剂抗积碳能力(燃料化学学报，2013，41(12):1481-1487)。然而，目前常用的载体负载金属组分制得的丙烷脱氢催化剂在催化丙烷脱氢制丙烯的过程中，丙烯的选择性仍未达到满意的效果。

因此，如何寻找合适的制备丙烷脱氢催化剂的方法，以尽可能提高其在催化丙烷脱氢的过程中丙烯的选择性，成为当今丙烷脱氢制丙烯领域一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的丙烷脱氢催化剂在催化丙烷脱氢制丙烯的过程中，丙烯的选择性较低的缺陷，提供一种制备丙烷脱氢催化剂的方法和由该方法制备的载体为Mg和/或Ti改性球形介孔材料的丙烷脱氢催化剂以及前述丙烷脱氢催化剂在丙烷脱氢制丙烯中的应用，由本发明提供的方法易于操作、环境友好且成本低廉，且由该方法制得的丙烷脱氢催化剂，在贵金属负载量很低的情况下，就能够获得较好的丙烯选择性。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种制备载体为Mg和/或Ti改性球形介孔材料的丙烷脱氢催化剂的方法，该方法包括以下步骤：

(a)在十六烷基三甲基溴化铵的存在下，将正硅酸乙酯与氨水进行接触，并将接触后得到的混合物进行晶化和过滤，得到介孔材料滤饼；

(b)将所述介孔材料滤饼依次进行煅烧、热活化处理和球磨处理，得到球形介孔材料；