[发明专利]异丁烷脱氢制异丁烯催化剂

说明书

本发明涉及一种用于异丁烷脱氢的催化剂，主要解决现有技术制备的异丁烷脱氢催化剂选择性较低的问题。该催化剂以元素周期表第VIB族元素M1为主活性组分，以元素周期表第ⅠA族中和/或第ⅡA族中的至少一种元素为助剂，同时选择选自元素周期表第ⅣA族元素M2为助剂，载体为硅铝氧化物。上述催化剂满足(M₁/M₂)_XPS/(M₁/M₂)_ICP＝1.0～15.0，其中(M₁/M₂)_XPS是以X射线光电子能谱表征的催化剂中M₁与M₂的重量比，(M₁/M₂)_ICP是以等离子耦合表征的催化剂中M₁与M₂的重量比。采用上述组成和比例发明的脱氢催化剂，较好地解决了该问题，可用于异丁烷脱氢的工业化应用。

技术领域

本发明涉及一种异丁烷脱氢制异丁烯催化剂。

背景技术

丁烯(包括丁烯-1、丁烯-2和异丁烯)是仅次于乙烯和丙烯的重要石油化工基本原料，异丁烯作为重要化学品的中间产物，可用于生产丁基橡胶、聚异丁烯、二异丁烯、三异丁烯、甲基丙烯酸甲酯、2,4－叔丁基甲酚、叔丁基硫醇、叔丁醇、叔丁基胺、甲代烯丙基氯、甲基丙烯酸、甲基丙烯睛、新戊醛和异戊二烯等深加工产品。异丁烯来源主要是通过炼油厂的催化裂化装置(FCC)和裂解乙烯装置的C4馏分抽余液获得，我国的异丁烯资源几乎全部来自炼厂的FCC装置和蒸汽裂解装置，由于工艺方面的落后，我国C₄烃利用率一直较低，只有40％左右，而欧美国家达到80％，其中大部分作为燃料，仅有少量用于化学品市场。随着炼油厂原油加工深度提升和页岩气开采技术发展，C4烷烃产量增长迅速，通过异丁烷催化脱氢技术生产相应的异丁烯，能有效提高异丁烷的附加值，该技术投资低、产品收率高，市场发展潜力巨大。因此如何利用宝贵的C₄烃资源，特别是其中的异丁烷是石油化工科技工作者需要认真考虑的问题。

异丁烷催化脱氢技术，是一个强吸热、可逆、分子数增大的反应，一分子异丁烷脱氢后得到一分子的异丁烯。由于该化学反应受平衡反应的影响，存在异丁烷单程转化率较低、选择性较低等问题，需要制备性能优良的脱氢催化剂，提高催化剂转化率和选择性。目前用于该反应的催化剂体系主要有两类：一类是铂基贵金属催化剂，主要是PtSn催化剂；另外一类是铬基催化体系，主要是Cr₂O₃/Al₂O₃催化剂。与贵金属催化剂相比，Cr₂O₃/Al₂O₃催化剂对原料中的杂质的要求比较低，价格便宜。Cr系脱氢催化剂除了催化剂组成等对其脱氢性能影响较大外，反应条件也极大影响低碳烷烃转化率和烯烃的选择性。

专利CN104289218公开了一种异丁烷脱氢制异丁烯催化剂，将金属盐溶液加入到含无机载体浆液中，在惰性气体保护下将还原剂的溶液中加入到浆液中，经固液分离得到含Pt、Sn和K催化剂，该催化剂对异丁烷转化率最高51％，异丁烯的选择性达91％。专利CN101862669公开一种异丁烷脱氢制异丁烯催化剂及其制备方法，催化剂以骨架含锡的氧化铝为载体，用碱性金属为改性剂，共浸H₂PtCl₆和SnCl₄的混合水溶液，制备活性金属Pt含量0.01～10％，Sn为0.01～10％，碱性助剂0.01～5％的催化剂，在高温、低压条件下异丁烷转化率为36％，异丁烯选择性为95％。