[发明专利]超低水比乙苯脱氢催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及超低水比乙苯脱氢催化剂及其制备方法，主要解决以往技术中存在的低钾催化剂在超低水比条件下稳定性差、活性低的问题。本发明通过采用超低水比乙苯脱氢催化剂，以重量百分比计包括以下组份：66～79％的Fe₂O₃；4～9％的K₂O；6～11％的CeO₂；0.5～5％的WO₃；0.5～5％的BaO；0.1～5％的TiO₂；0.5～5％的重稀土氧化物；所述重稀土氧化物选自Er₂O₃、Tm₂O₃或Yb₂O₃的至少一种；所得催化剂比表面积2.2～2.8m²/g,抗压碎强度≥30N/mm的技术方案，较好地解决了该问题，可用于超低水比条件下乙苯脱氢制备苯乙烯的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种超低水比乙苯脱氢制苯乙烯催化剂及其制备方法。

背景技术

乙苯脱氢的主反应为C₆H₅-C₂H₅→C₆H₅CH＝CH₂+H₂+124KJ/mol。从热力学上看，降低乙苯分压对平衡有利，因此工业上通常加入水蒸汽，促使反应向产物方向移动。乙苯脱氢生产苯乙烯技术最新发展趋势是降低原材料消耗和提高能效。水的汽化潜热很大，苯乙烯生产过程耗用大量过热水蒸汽作为脱氢介质使得该工艺能耗大、生产成本居高不下。开发适用于等温式固定床中水比低于1.0(重量)的低水比催化剂、从而降低工业装置操作水比成为苯乙烯装置、特别是大型苯乙烯装置的迫切需要。

工业上乙苯脱氢生产苯乙烯普遍采用的是以氧化铁为主要活性组分、氧化钾为主要助催化剂的铁系催化剂，通常钾含量大于15％，但钾在高温水蒸汽冲刷下容易流失与迁移，影响催化剂的自再生能力和稳定性，实现10％以内低钾含量是乙苯脱氢催化剂开发的主流。一般公认钾碱是最有效的抗积炭助剂，低钾催化剂在低水比下操作，催化剂表面特别容易积炭，稳定性差，因此必须设法增强低钾催化剂耐低水比的能力。

对此，根据迄今为止的有关文献报导，人们已作过很多尝试。中国专利200510111471.0低水比乙苯脱氢催化剂报道了在Fe-K-Ce-W体系中采用添加除铈以外的至少两种轻稀土化合物后，显著改善了低钾催化剂在低水比1.8(重量)条件下的稳定性，同时具有较高的活性。中国专利200510093637.0乙苯脱氢制苯乙烯催化剂及其制备方法报道了在Fe-K-Ce-Mo-Mg体系中采用添加铜的氧化物和镧的氧化物，制得的催化剂在水比1.3(重量)下乙苯转化率≥70％，苯乙烯选择性≥94.5％。但水比仍偏高，有待进一步降低。

随着苯乙烯装置规模的大型化，节能显得越来越重要。因此，对脱氢催化剂的使用条件作微小的改进，不需改动任何设备，不需增加投资，就能使生产企业获得巨大的经济效益。开发一种适于超低水比条件下运行、具有更高活性的低钾催化剂，一直是研究人员努力的方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是以往技术中存在的低钾催化剂在超低水比条件下稳定性差、活性低的问题，提供一种新的用于乙苯脱氢制备苯乙烯的催化剂，该催化剂用于乙苯脱氢反应具有在超低水比条件下稳定性好、活性高的特点。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的超低水比乙苯脱氢催化剂的制备方法。

本发明所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的超低水比乙苯脱氢制备苯乙烯的方法。