[发明专利]一种新型复合载氧体及其制备方法

说明书

本发明属于载氧体制备技术领域，涉及一种新型复合载氧体及其制备方法，制备的载氧体中含有CrO₃、Co₂O₃和SrO，三种氧化物可以调节Al₂O₃载体表面的酸性位，同时三种金属元素可以吸引晶格氧到载氧体的表面，与在活性位上的乙烷脱下来的氢反应生成水，促进了反应的正向进行，从而提高了乙烯的选择性；四是在制备载氧体的过程中，载氧体表面形成了CrCoO₃结晶石结构，能大大提高乙烯的选择性；用于乙烷化学链脱氢制乙烯时，乙烷的单程转化率在70%以上，乙烯的选择性可以达到98%以上。

技术领域

本发明属于载氧体制备技术领域，涉及一种新型复合载氧体及其制备方法。

背景技术

目前，国内生产的低碳烷烃大多直接用作燃料，其利用价值还有待提高，特别是乙烯还出现了供不应求的现状。因此，研究低碳烷烃脱氢制烯烃，可以实现对石油裂解气的有效利用。2022年国内乙烯需求量预计在3014万吨以上，而在2020年国内乙烯的年产量只有2245万吨，产量远低于需求量，为了满足对乙烯的巨大需求，国内外广泛开展了乙烷生产新技术的研究开发工作。现在已经工业化的乙烷脱氢工艺主要是UOP公司的Oleflex工艺和ABB Lummus公司的Catofin工艺。由于其安全性高，易操作，所以Oleflex工艺应用的最为广泛。我国的烟台万华化学集团（600 kt·a^-1）、上海东华能源（700 kt·a^-1）和淄博齐翔腾达化工股份有限公司（780 kt·a^-1）等近20家企业都引进了该工艺。

在现有技术中，低碳烷烃脱氢反应所使用的催化剂循环利用率较低且对环境污染较大，更重要的是导致催化剂的反应活性下降，进而影响反应的进程。因此开发高活性、高稳定性、循环性能好的催化剂成为该技术的关键。目前低碳烷烃脱氢制低碳烯烃常用的催化剂为Pt-Sn催化剂，如专利CN100464849C所使用的催化剂，是将Pt-Sn负载到氧化铝载体上，结果显示乙烷的转化率仅为18%，选择性为92%；专利CN101066532将贵金属Pt与Sn先后负载到ZSM-5分子筛上，当反应进行完100多小时后，乙烷的转化率低于40%，乙烯的选择性为99.2%，但是该专利并没有提供催化剂在循环再生利用方面的准确数据；专利CN104437485B通过浸渍将贵金属铂负载到氧化铝载体上，之后通过引入氯溴等对该催化剂进行修饰，反应进行144小时后，乙烷的转化率为34.2%，乙烯的选择性为91.7%，催化剂经过循环再生后，催化剂的反应活性下降了40%；专利CN105749986B通过在氧化铝载体中加入氧化钡，然后再将氧化铬负载到载体上，当反应进行12小时后，异丁烷的转化率为56%，异丁烯的选择性为94%。同样，该专利也没有提供催化剂循环再生利用方面的准确数据。上述专利均采用了浸渍法将Pt-Sn催化剂负载到载体上，催化剂易高温积碳失活，在反应过程中催化剂循环利用率低且循环过后催化剂的反应活性也较低。