[发明专利]一种钒基催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种钒基催化剂及其制备方法，该钒基催化剂按照质量百分含量包括三氧二化铝载体65‑98％以及负载在所述三氧化二铝载体上的活性组分1.8‑30％和助剂0.1‑5％；所述活性组分为五氧化二钒，所述助剂为碱金属的氧化物、碱土金属的氧化物和过渡金属的氧化物中的至少一种。该钒基催化剂用于催化丙烷无氧脱氢制备丙烯，具有催化活性高、制备成本低、环境污染轻的特点。

技术领域

本发明涉及一种催化剂，尤其涉及一种钒基催化剂及其制备方法，属于催化剂技术领域。

背景技术

丙烷脱氢制丙烯对于有效利用石化资源具有重要意义。目前炼厂副产的丙烷资源是液化石油气的主要成分，主要用于民用燃料燃烧，附加值低；而丙烯是极为重要的有机化工原料，广泛用于生产聚丙烯、环氧丙烷、丙烯酸等重要化工产品。因此，丙烷脱氢生产丙烯已经成为继石脑油蒸汽裂解和炼厂催化裂化后的第三大丙烯生产技术。

目前已工业化的丙烷无氧脱氢技术主要是UOP的Oleflex工艺以及Lummus的Catofin工艺，所采用的催化剂分别是Pt/Al₂O₃和Cr/Al₂O₃催化体系。以Pt元素为活性组分的催化剂，具有稳定性较好的优点，但价格昂贵；以Cr元素为活性组分的催化剂，具有活性高成本低的优点，但重金属毒性大，难以符合环保要求。

钒系催化剂也被大量研究用于丙烷脱氢制丙烯的过程，公开号为CN1396176的中国专利申请公开了一种以介孔分子筛SBA-15为载体，以过渡金属如V、Mo等为活性组分的负载型催化剂，在450-650℃反应、反应气配比为C₃H₈：O₂：N₂＝16:16:68时，丙烯收率在10-32％之间。公开号为CN105727979A的中国专利申请公开了一种丙烷氧化脱氢催化剂，其是以V为活性组分，助剂为Mo、Co或Ni中的一种或几种，载体为废加氢处理催化剂中的氧化铝，实现金属和载体的充分利用，促进了钒的分散，提高了丙烯选择性。复旦大学汪玉等采用浸渍法制备了介孔氧化铝(m-Al₂O₃)负载钒催化剂，其首先采用异丙醇铝经过复杂溶解过程，并经过高温焙烧除去模板剂，制得m-Al₂O₃，再采用NH₄VO₃甲醇溶液湿法浸渍到m-Al₂O₃上，再经旋转蒸发并在600℃下焙烧4h，即制得V/m-Al₂O₃催化剂。研究发现，具有窄孔径分布和两维六方相结构的介孔m-Al₂O₃比商用γ-Al₂O₃具有更大的比表面积，可实现V活性物种的高分散及催化剂的弱酸性，从而有利于提高丙烷氧化脱氢过程中丙烷的转化率和丙烯选择性。但本方法制备流程长，催化剂成本高，且丙烷转化率37％，丙烯选择性不到50％，副反应多，钒催化剂的性能有待改善。

尽管有大量钒基催化剂的研究报道，但都用于丙烷的氧化脱氢过程，极少用于丙烷无氧脱氢过程，而丙烷无氧脱氢技术具有丙烯选择性高、副反应少的明显优势，更加具有工业前景，而且钒基催化剂不仅与传统铬系催化剂一样，具有反应活性高、成本低的特点，还可大幅降低传统铬系催化剂的环境污染。因此，开发一种用于丙烷无氧脱氢的钒系催化剂具有十分重要的意义。

发明内容

本发明提供一种钒基催化剂，该钒基催化剂用于催化丙烷无氧脱氢制备丙烯，具有催化活性高、制备成本低、环境污染轻的特点。

本发明还提供一种钒基催化剂的制备方法，该方法能够高效安全的制备得到用于催化丙烷无氧脱氢制备丙烯的钒基催化剂。

本发明提供一种钒基催化剂，按照质量百分含量包括三氧二化铝载体65-98％以及负载在所述三氧化二铝载体上的活性组分1.8-30％和助剂0.1-5％；