[发明专利]一种丙烷脱氢催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种丙烷脱氢催化剂及其制备方法和应用，以碱性金属氧化物M2进行表面修饰的粉末活性氧化铝制成的微球为载体，该载体上负载有作为活性组分的PtO₂‑SnO₂‑金属氧化物M1三元金属团簇。本发明工艺过程简单，生产成本低，安全环保及适合工业规模化生产等优点，适用于移动床反应器(可在线连续在线再生)，也适用于固定床反应器(可不同反应器交替再生)。

技术领域

本发明属于丙烷脱氢技术领域，具体涉及一种丙烷脱氢催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前全球丙烯产能超1.4亿吨，需求约1.1亿吨。其中，中国的需求约占全球的30％。丙烯生产传统的工艺路线包括蒸汽裂解、炼厂催化裂化FCC分离、重度催化裂解DCC等，此外还有On-Purpose的工艺，具体包括丙烷脱氢PDH、烯烃歧化和MTP等。目前石脑油裂解乙烯副产仍是丙烯最主要的供应来源，约占45％；其次为炼厂FCC装置，约占30％；丙烷脱氢约占丙烯供应的10％以上。近年来全球丙烯需求增长迅速，丙烷脱氢(PDH)的市场占有率增长最快，在中国已成为一个新兴产业。

PDH是丙烷在500-600℃条件下经催化脱氢得到丙烯，该技术的特点是单一原料生产单一产品(主要是丙烯)，流程简短。目前PDH工艺有四种：UOP公司的Oleflex工艺；ABBLummus公司的Catofin工艺；伍德(Krupp Uhdewcng)公司的STAR工艺；Linde-BASF-Statoil共同开发的PDH工艺等。已实现工业化的主要是UOP的Oleflex工艺和ABBLummus的Carofin工艺，UOP和Lummus两种工艺路线大体相同，所不同的只是脱氢和催化剂再生部分，不同丙烷脱氢工艺及催化剂使用情况见表1：

表1不同丙烷脱氢工艺及催化剂

丙烷脱氢工艺是最具前景的丙烯生产新技术，相关技术被美、德等少数国家长期垄断，我国现有的丙烷脱氢制丙烯生产线均从国外高价引进，催化剂也完全依赖进口，而催化剂是该工艺的关键所在。现有技术中可用于丙烷脱氢催化体系的主要有二类催化剂：一类是Cr基催化剂，主要是CrK/Al₂O₃，具有的特点是价格便宜，初始活性较高，但是其稳定性差，且Cr属于重金属有毒，项目存在环境风险；另一类是Pt基催化剂，主要是PtSnK/Al₂O₃，尽管Pt基催化剂价格十分昂贵，但相对热稳定性较好，不存在毒性，有更好的应用前景。如何降低成本，减少对环境的污染，提高催化剂稳定性和选择性，抑制生焦反应，是需要深入研究和解决的问题。