一种烷烃催化脱氢制备烯烃的方法

本发明涉及一种烷烃催化脱氢制备烯烃的方法。

背景技术：

1、烯烃作为重要的化工原料，可用来制备聚合物、腈类、有机酸类、醇类等工业化学品。比如，丙烯可用来制备聚丙烯、丙烯腈、丙烯酸、异丙醇等。其中，无氧条件下烷烃催化脱氢是已实现工业化的生产烯烃的一种技术手段。

2、目前，烷烃催化脱氢生产烯烃所选用的催化剂一般为含有贵金属的催化剂或者具有毒性的催化剂比如铂基催化剂、铬基催化剂等。其中，铬基催化剂本身具有毒性，会造成环境污染，铂基催化剂不仅成本高，而且在高温反应中的积碳和活性组分聚集烧结的问题需要借助含cl化合物来处理，同样带来了环境问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种烷烃催化脱氢制备烯烃的方法，通过控制反应温度和时空流速，采用晶体结构的含锌硅酸盐作为催化剂，催化烷烃原料气脱氢转化为烯烃，通过选用无毒性的、价格低廉的晶体结构的含锌硅酸盐作为催化剂，有效地降低了烯烃的生产成本，并降低了烯烃生产对环境的危害。另外，通过本发明提供的方案能够有效地提高烷烃脱氢生产烯烃的稳定性以及生产持续性。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种烷烃催化脱氢制备烯烃的方法，包括：

4、步骤s1，在空气气氛下活化反应器中的催化剂，其中，所述催化剂为晶体结构的含锌硅酸盐；

5、步骤s2，向所述反应器通入惰性气体，排出所述反应器中残留的空气；

6、步骤s3，将惰性气体和烷烃原料气通入所述反应器，并控制反应温度500～700℃以及时空流速1～100l/(kg·min)，在活化后的催化剂催化作用下，所述烷烃原料气脱氢转化为烯烃。

7、可选地，上述方法，还包括：

8、通过表面刻蚀方式再生由于锌流失而失活的催化剂。

9、可选地，上述步骤s3还包括：

10、将气态弱氧化剂通入所述反应器，以提高所述催化剂的催化稳定性。

11、可选地，上述步骤s1，还包括：控制活化温度为500～650℃。

12、可选地，上述步骤s1，还包括：控制活化时长为30～60min。

13、可选地，上述步骤s2中通入所述惰性气体的时长为5～20min。

14、可选地，上述步骤s2中所述惰性气体的时空流速为10～100l/(kg·min)。

15、可选地，上述步骤s3中惰性气体和烷烃原料气的体积比9:1～0:1。

16、可选地，所述表面刻蚀方式为物理刻蚀或者化学刻蚀。

17、可选地，上述所述物理刻蚀或者所述化学刻蚀所用的刻蚀试剂包括有：含氟化合物、含氯化合法、碱性化合物。

18、可选地，所述气态弱氧化剂的时空流速0.15～0.8l/(kg·min)。

19、可选地，所述气态弱氧化剂包括：co2、no2以及水蒸气中的任意一种或多种。

20、可选地，所述烷烃原料气为乙烷、丙烷以及丁烷中的任意一种。

21、可选地，所述晶体结构的含锌硅酸盐的尺寸为0.02μm～10μm。

22、上述发明的第一方面的技术方案具有如下优点或有益效果：

23、本发明提供的烷烃催化脱氢制备烯烃的方法，由于选用无毒性以及低成本的晶体结构的含锌硅酸盐作为催化剂，可以有效地降低烯烃的生产成本，并降低了烯烃生产对环境的危害。

24、另外，通过设计空气气氛下活化催化剂、通过惰性气体排出反应器中残留的空气以及控制反应温度500～700℃以及催化反应过程的时空流速1～100l/(kg·min)等，使晶体结构的含锌硅酸盐催化能够保持比较长时间的活性、催化选择性以及催化稳定性，以有效地提高烷烃脱氢生产烯烃的稳定性、生产持续性以及产率。

技术特征：

1.一种烷烃催化脱氢制备烯烃的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤s3还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1，还包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

10.根据权利要求1、2、4至8任一所述的方法，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种烷烃催化脱氢制备烯烃的方法。涉及烯烃生产技术领域，该方法包括：在空气气氛下活化反应器中的催化剂，其中，催化剂为晶体结构的含锌硅酸盐；向反应器通入惰性气体，排出反应器中残留的空气；将惰性气体和烷烃原料气通入所述反应器，并控制反应温度500～700℃以及时空流速1～100L/(kg·min)，在活化后的催化剂催化作用下，烷烃原料气脱氢转化为烯烃。该方法能够有效地提高烷烃脱氢生产烯烃的稳定性以及生产持续性。

技术研发人员：刘召辉,刘玲梅,韩宇
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15