[发明专利]使用修饰型铂催化剂催化乙烷氧化脱氢制乙烯的方法

摘要

本发明属于工业催化领域，涉及一种乙烷氧化脱氢制乙烯的方法。技术方案包括修饰型铂催化剂的制备方法，乙烷氧化脱氢制乙烯的反应体系准备，以及乙烷氧化脱氢制乙烯的反应条件控制三个部分。其中修饰型铂催化剂的制备方法包含：步骤一、催化剂原料准备；步骤二、第一次焙烧；步骤三、第二次焙烧；步骤四、第一混合液浸泡；步骤五、第一酸性水溶液浸泡；步骤六、多次循环操作；步骤七、最后一次焙烧。乙烷氧化脱氢制乙烯的反应体系使用乙烷氧化脱氢制乙烯固定床反应装置。本发明提供了修饰型铂催化剂的制备及其用于乙烷氧化脱氢制乙烯的整套工艺流程，在较温和的条件下给出了较可观的乙烯产率。各步骤操作比较简单,操作以及环保成本较低。

主权项

1.一种使用修饰型铂催化剂催化乙烷氧化脱氢制乙烯的方法，包括修饰型铂催化剂的制备，乙烷氧化脱氢制乙烯的反应体系准备，以及乙烷氧化脱氢制乙烯的反应条件控制三个部分；其中修饰型铂催化剂的制备过程包含以下几个步骤：步骤一、催化剂原料准备；包括以下原料：初始氧化铝负载铂催化剂，包含催化剂载体和载体上的活性金属组分；其中催化剂载体为Al₂O₃；活性金属组分为铂；负载型铂催化剂中铂的负载量为0.5～10wt％；负载型铂催化剂的比表面积大于100m²/g；负载型铂催化剂为颗粒状，颗粒大小范围在10～100目以内；第一混合液，其具体配制方法是将醇与正硅酸酯两类物质混合，其中后者的质量是前者的0.3～15倍；其中正硅酸酯指的是正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯三者中的一个，或者它们的任意比例混合物；其中醇指的是甲醇、乙醇、1‑丙醇、2‑丙醇中的一个，或者它们的任意比例混合物；所制得的混合液称为第一混合液；第一酸性水溶液，要求该酸性水溶液的pH值在1.5～4.0之间；其酸性溶质可以是氯化氢、溴化氢、碘化氢、硫酸、硝酸、醋酸、磷酸、草酸、甲酸、酒石酸、马来酸、水杨酸和柠檬酸中的一种或一种以上；第一焙烧气源，具体指的是压缩空气、氧气、氮气、氩气、氦气，或者上述这些气体任意比例混合气；第二焙烧气源，具体指的是氢气含量>4％的气体；步骤二、第一次焙烧；具体方法如下：将步骤一所述的负载型铂催化剂暴露在空气中，或者暴露在第一焙烧气源所形成的气氛下焙烧；焙烧时间为30min～24h，焙烧温度为200～750℃；步骤三、第二次焙烧；具体方法如下：将完成步骤二之后得到的负载型铂催化剂暴露在第二焙烧气源所形成的气氛下焙烧；焙烧时间为30min～24h，焙烧温度为200～650℃；步骤四、第一混合液浸泡；具体方法如下：将完成步骤三之后得到的负载型铂催化剂完全浸泡于第一混合液中；完全浸泡时间为20min～48h；浸泡完成之后，将多余的第一混合液过滤掉，留下负载型铂催化剂颗粒；步骤五、第一酸性水溶液浸泡；具体方法如下：将完成步骤四之后得到的负载型铂催化剂完全浸泡于酸性水溶液中，浸泡时间为20min～48h；浸泡完成之后，将酸性水溶液过滤掉，留下负载型铂催化剂颗粒；步骤六、多次循环操作；具体方法如下：使用完成步骤五所得到的负载型铂催化剂，替代步骤一“原料准备”中所述的“初始氧化铝负载铂催化剂”原料，进行新一次循环操作；其中每“一次循环操作”指的是步骤一至步骤五所述的全部操作；循环操作执行的总次数为1～15次；步骤七、最后一次焙烧；具体方法如下：将经过步骤六处理所得到的负载型铂催化剂暴露在空气中，或者暴露在第一焙烧气源所形成的气氛下焙烧；焙烧时间为30min～24h，焙烧温度为200～750℃；步骤一“原料准备”中所述的“初始氧化铝负载铂催化剂”变成为“修饰型铂催化剂”。