[发明专利]CO2

说明书

本发明属于催化剂技术领域，具体提供一种CO₂选择性氧化乙烷脱氢制乙烯的催化剂及制备方法。本发明催化剂以掺杂氧化镁的氧化硅为载体，氧化钒为活性组分，按重量百分比计，载体中氧化镁的掺杂量为1.0%～10.0%，催化剂中活性组分含量1.0%～15.0%。制备时以可溶性的钒盐为前驱体，利用浸渍方法引入到载体中，再通过焙烧得到所述催化剂。本发明制备过程简单、方便，将该催化剂用于二氧化碳气氛下乙烷脱氢制乙烯反应时，具有工艺简单、活性高、稳定性好以及无毒性等优点。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种CO₂选择性氧化乙烷脱氢制乙烯的催化剂及制备方法。

背景技术

乙烯是石油化工重要的中间体，可以用于生产聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等聚合物材料，以及氯乙烯、二氯乙烯、环氧乙烷、乙二醇等衍生物，石油化工行业中70%以上的产品都与乙烯相关。目前乙烯的生产主要来源于石脑油或者轻油的裂解过程。随着石油资源日趋紧张，利用来源丰富且廉价的乙烷脱氢来制取乙烯可以避开石油路线，因而越来越受到人们的关注。

乙烷脱氢制乙烯虽然已经实现了工业化，但是由于受热力学平衡转化率的限制，该过程需要在较高的温度下才能得到理想的乙烯产率。高温造成催化剂失活严重，需要频繁再生，耗费大量能源，不符合“节能减排”的理念。

在反应体系中加入二氧化碳，（1)可提高平衡转化率；（2)为脱氢吸热反应提供部分能源，降低反应温度；（3)作为温和氧化剂，不发生乙烷深度氧化，保证产物乙烯的选择性；（4)去除积炭，提高催化剂的稳定性；（5)消除一些温室气体CO₂，符合当今环保需求。因而，二氧化碳气氛下乙烷脱氢制乙烯是一条具有应用前景的绿色新工艺。

然而，用于乙烷脱氢的工业催化剂如Cr/Al₂O₃和Pt/Al₂O₃都不适合于新的脱氢反应，因而迫切需要开发新型的高效催化剂。Cr₂O₃型催化剂被认为是目前所发现的低碳烷烃经二氧化碳氧化脱氢制备低碳稀经反应较好的催化剂，该催化剂具有高的反应活性，且成本低廉，因而得到了广泛的研究。然而Cr₂O₃型催化剂的缺点也十分明显，由于铬具有一定的毒性，不适应今后绿色环保的要求。

V₂O₅型催化剂的活性与载体类型密切相关。在TiO₂载体上负载V₂O₅进行乙烷在二氧化碳气氛中脱氢反应，取得了较好的效果，CO₂能明显促进催化反应的进行，但催化剂的稳定性和/或乙烯选择性却非常差，无法工业推广。以Al₂O₃为载体，V₂O₅为活性组分的催化剂，该催化剂在二氧化碳气氛下乙烷脱氢制备乙烯的反应具有很好的稳定性，但是乙烯的得率有待于进一步的提高。总而言之，缺乏绿色环保、性能优良的催化剂是目前乙烷二氧化碳氧化脱氢制备乙烯领域所存在的主要问题。

CO₂氧化乙烷脱氢制取乙烯作为一种较新的技术，由于CO₂和乙烷本身的结构的稳定性，使得该反应体系需要高性能的催化剂和高温条件。而本发明提供一种以SiO₂为载体的V₂O₅型催化剂，使反应在低温就达到很好的效果。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种稳定性好、乙烯得率高且绿色环保的用于二氧化碳气氛下乙烷脱氢制乙烯的催化剂及其制备方法。

技术方案：本发明的目的通过下述技术方案实现。