专利名称：用于烷基芳烃脱氢制备烷烯基芳烃的节能催化剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于烷基芳烃脱氢制备烷烯基芳烃的节能催化剂。
背景技术：
エ业上生产烯基芳烃是由烷基芳烃催化脱氢制得，该方法的关键之一是选择一种高效的脱氢催化剂。目前エ业上广泛采用的Fe-K-Ce-Mo脱氢催化剂，如已公开的美国专利 2005222477,20090062588A1,世界专利 WO 2006024663A1、TO2006012152A2、W02004060839A1，具有良好的抗压碎強度和稳定性，它的主要存在问题是起活温度高，一般在620°C，使得催化剂温升空间被严重压缩，使用寿命缩短，末期使用温度高达650°C以上，装置能耗居高不下。以エ业上こ苯脱氢催化剂生成苯こ烯的规模而言，其年产量大部分在20万吨左右，反应温度高、副产物多、能耗高，一直是困扰世界各国苯こ烯生产厂家的难题，如能对脱氢催化剂的性能进行改迸，就能使生产企业获得很大的经济效益。催化剂脱氢起活温度降低，对大规模的エ业生产装置来说，在不改动任何设备，不增加投资的前提下，一年就能节省水、电方面的大量开支，而且可以增加主产物苯こ烯的产量，減少副产物的生成，提高装置效益。另外，由于こ苯脱氢采用径向反应器，沿径向方向催化剂床层温度随着脱氢反应的吸热逐渐降低，至反应器出ロ温度降为530°C以下，如果脱氢催化剂的低温性能不高，该区域的催化剂就难以发挥作用，催化效率不高。但如果催化剂的低温性能优越，起活温度降低，则使得处于催化剂外床层的催化剂也得到充分应用，从而提高了催化剂的利用效率，并延长催化剂寿命。因此，寻找ー种节能脱氢催化剂，有效提高催化剂利用率，降低生产能耗，延长催化剂寿命，一直是人们十分感兴趣的课题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是以往技术中存在的脱氢催化剂起活温度高，径向反应器催化剂外床层利用率低的问题，提供ー种新的用于烷基芳烃脱氢制备烷烯基芳烃的节能催化剂。该催化剂用于烷基芳烃脱氢制备烷烯基芳烃的过程中具有起活温度低，径向反应器催化剂外床层利用率高的优点。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:一种用于烷基芳烃脱氢制备烷烯基芳烃的节能催化剂，以重量百分比计由以下组份组成:(a) Fe20350-90% ；(b)K2C035-20% ；(c)Ce023-12% ；(Cl)MoO30.5-6% ；(e)低温活性剂0.01 1%，选自镧系Gd、Nd、Tm的氧化物中至少ー种；(f)金属氧化物助剂0.01 10%，选自IB和VIIIB中的元素中至少ー种氧化物；其中Fe2O3来源于氧化铁红，余量为粘结剂。
上述技术方案中，低温活性剂选自镧系Gd、Nd、Tm的氧化物中的至少ー种。金属氧化物助剂选自IB和VIIIB族的Cu、Hs、Mt的氧化物中的至少ー种。以重量百分比计选自镧系Gd、Nd、Tm的氧化物中至少ー种的量为0.1-1%。以重量百分比计选自IB和VIIIB族的Cu、Hs、Mt的氧化物中至少ー种的量为0.1-3%。本发明的催化剂制备方法:将按配比称量的Fe、K、Ce、Mo、B族元素、A族元素、粘结剂、制孔剂均匀混合后，加入适量的脱离子水，制成有粘性、适合挤条的面团状物，经挤条、切粒成直径为3毫米、长5-10毫米的颗粒，于80-120°C干燥4小时，然后在500-1000°C下焙烧4小时，就可获得成品催化剂。本发明的脱氢催化剂，在Fe-K-Ce-Mo体系中，添加低温促进剂、结构稳定剂等金属氧化物作为助剂，所制成的脱氢催化剂达到了起活温度从620°C降低到605°C的目的，具有高活性和较好的结构稳定性。其低温性能优于目前エ业上使用的国内外催化剂，是新型低温节能型催化剂，取得了较好的技术效果。按上述方法制得的催化剂在等温式固定床中进行活性评价，对こ苯脱氢制苯こ烯活性评价而言，简述过程如下:将脱离子水和こ苯分别经计量泵输入预热混合器，预热混合成气态后进入反应器，反应器采用电热丝加热，使之达到预定温度。反应器内径为I"的不锈钢管，内可填装100毫升，粒径为此毫米的催化剂。由反应器流出的反应物经经水冷凝后用气相色谱仪分析其组成。こ苯转化率和苯こ烯选择性按以下公式计算:
7反应前こ苯浓度％(似)-反应后こ苯浓度％(14^)
本转化牟反应前こ苯浓度
苯フ喷::先择件0/ =_生成的本こ火布浓&)_
'了°反应前苯こ烯浓度％(似)_反应后苯こ烯浓度％(W)下面通过实施例对本发明作进ー步阐述。
具体实施例方式实施例1将361克氧化铁红、84.42克碳酸钾、102.08克草酸铈、11.05克氧化钥、10.6克氧化镁、10.4克氧化钙、2.5克氧化钕及16.0克羧甲基纤维素在捏和机中搅拌I小时，加入脱离子水，再拌和常压小时，取出挤条，挤成直径3毫米、长度8-10毫米的颗粒，放入烘箱，于80V烘2小吋，120V烘2小吋，然后置于焙烧炉中，于750V焙烧4小时制得催化剂。催化剂评价条件如下:将100毫升、粒径为3毫米的催化剂放入内径I"的等温反应器，反应压カ为常压、液体空速1.0升こ苯/升催化剂 小时、反应温度620°C、水比(水/こ苯)2.0(重量比)。评价结果见表I。所得催化剂的组成如下:
权利要求
1.一种用于烷基芳烃脱氢制备烷烯基芳烃的节能催化剂，以重量百分比计由以下组份组成: (a)Fe20350-90% ；(b)K2C035-20%；(c)Ce023-12%； (Cl)MoO30.5-6% ； (e)低温活性剂0.01 I %，选自镧系Gd、Nd、Tm的氧化物中至少ー种； (f)金属氧化物助剂0.01 10%，选自IB和VIIIB中的元素中至少ー种氧化物；其中Fe2O3来源于氧化铁红，余量为粘结剂。
2.根据权利要求1所述的用于烷基芳烃脱氢制备烷烯基芳烃的节能催化剂，其特征在于金属氧化物助剂选自IB和VIIIB族的Cu、Hs、Mt的氧化物中至少ー种。
3.根据权利要求1所述的用于烷基芳烃脱氢制备烷烯基芳烃的节能催化剂，其特征在于以重量百分比计选自镧系Gd、Nd、Tm的氧化物中至少ー种的量为0.1 -1 %。
4.根据权利要求1所述的用于烷基芳烃脱氢制备烷烯基芳烃的节能催化剂，其特征在于以重量百分比计选自IB 和VIIIB族的元素中至少ー种氧化物的量为0.1-3%。
全文摘要
本发明涉及一种用于烷基芳烃脱氢的节能催化剂，主要解决以往技术中存在的脱氢催化剂起活温度高，径向反应器催化剂外床层利用率低的问题。本发明通过采用一种用于烷基芳烃脱氢制备烷烯基芳烃的节能催化剂，以重量百分比计活性组份由以下组份组成(a)Fe2O350-90％；(b)K2CO35-20％；(c)CeO23-12％；(d)MoO30.5-6％；(e)低温活性剂0.01～1％，可从镧系Gd、Nd、Tm的氧化物中选用；(f)金属氧化物助剂0.01～10％，可从IB和VIIIB中的Cu、Hs、Mt的氧化物中选用；其中Fe2O3由氧化铁红而得，余量为粘结剂的技术方案，较好地解决了该问题，可用于乙苯脱氢制苯乙烯的工业生产中。
文档编号B01J23/887GK103120942SQ20111036996
公开日2013年5月29日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者缪长喜, 张新玉, 危春玲, 刘剑锋 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院