[发明专利]用于使链烷烃脱氢的催化剂

说明书

公开了用于使链烷烃脱氢的含稀土元素的催化剂和制备该催化剂的方法。用含铬溶液浸渍η‑氧化铝形式、θ‑氧化铝形式或其组合的稀土改性的氧化铝载体。然后使经铬浸渍的载体经受煅烧过程。所制备的催化剂包含稀土元素、铬和氧化铝。所制备的催化剂的压碎强度大于0.4daN/mm。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年10月5日提交的美国临时专利申请序列号62/742229和2018年10月5日提交的美国临时专利申请序列号62/742231的优先权的权益，其全部内容在此通过引用整体并入。

技术领域

本发明一般地涉及用于使链烷烃脱氢的催化剂。更具体地，本发明涉及使链烷烃脱氢催化剂，其具有改善的载体以增加压碎强度。

背景技术

烷烃脱氢是用于制备各种烯烃产品的方法。这些烯烃产品的实例包括用于制备甲基叔丁基醚(MTBE)的异丁烯和用于制备聚丙烯的丙烯。当前，大多数商购可获得的烷烃脱氢技术包括Süd-Chemie工艺、UOP的工艺、Phillips的Star^TM工艺和Snamprogetti-Yarsintez工艺，其均使用具有各种类型的催化剂的固定床反应器或流化床反应器。

氧化铝上负载的氧化铬是用于使烷烃脱氢的最常见催化剂中的一种。尽管这种类型的催化剂已经使用数十年，但是当用于固定床反应器中时，存在一些与之相关的缺点。首先，基于铬的催化剂的热稳定性相对低。由于烷烃脱氢工艺的在线模式和再生模式两者的操作温度均较高，催化剂的低热稳定性对催化剂床的预期寿命具有显著的负面影响，导致催化剂的频繁更换。其次，目前可用的基于氧化铬的催化剂通常缺乏足够的机械强度来支撑其自身重量并承受烷烃脱氢过程中工艺流的湍流。在脱氢过程中，即使催化剂中的金属元素仍然具有催化脱氢反应的活性，但催化剂的机械强度逐渐降低至必须丢弃催化剂的程度，导致催化剂中的活性金属浪费。因此，常规催化剂在烷烃脱氢过程中的效率相对较低。

总体上，尽管存在用于使烷烃脱氢的催化剂，但至少鉴于上述缺点，仍然需要改善该领域。

发明内容

已经发现解决至少一些与基于铬的催化剂有关的上述问题的方案。该解决方案在于具有稀土元素改性的载体材料的催化剂和包括多个煅烧步骤的制备催化剂的方法。特别地，与常规的基于铬的脱氢催化剂相比，通过该方法制备的氧化铬-氧化铝催化剂显示出增加的压碎强度。此外，通过该方法制得的催化剂显示出比常规的基于铬的脱氢催化剂更高的热稳定性。总体而言，根据本发明方法的实施方案的催化剂与常规脱氢催化剂相比具有提高的预期寿命，从而降低了制备成本。因此，本发明的催化剂和方法提供了一种技术方案，以解决与目前可得的用于使烷烃脱氢的催化剂有关的至少一些问题。

本发明的实施方案包括具有改善的压碎强度的链烷烃脱氢催化剂。链烷烃脱氢催化剂通过包括提供η-氧化铝形式、θ-氧化铝形式或其组合的稀土元素改性的氧化铝载体的方法制备。该方法还包括将η-氧化铝形式、θ-氧化铝形式或其组合的稀土元素改性的氧化铝载体用含铬溶液浸渍以制备第二载体。该方法还包括干燥第二载体并且煅烧经干燥的第二载体以获得链烷烃脱氢催化剂。链烷烃脱氢催化剂具有大于约0.4daN/mm的压碎强度。链烷烃脱氢催化剂包含0.5重量％至5重量％的稀土元素氧化物。在本发明的实施方案中，稀土元素氧化物可以包括氧化镧。