铂锡催化剂用于混合低碳烷烃脱氢生产异丁烯

摘要

碳四烯烃是重要的石油化工中间体,其需求量日益增长。尤其是异丁烯,其活泼的性质,具有利用价值。
　　 目前,异丁烯主要来自石脑油裂解制乙烯和石油催化裂化过程的副产品,产量受到制约。因此开展由资源丰富的丁烷转化丁烯的研究一直是石油化工领域的重点课题。本论文重点研究了不同的铂锡催化剂用于混合低碳烷烃的脱氢性能。分别考察了铂锡催化剂中活性组分、载体和助剂等因素对低碳烷烃脱氢性能的影响。并且对添加新的Ag助剂的铂锡催化剂的脱氢工艺条件进行了筛选。
　　 首先,通过向Pt基催化剂添加金属氧化物助剂(Sn、Zn、Fe),发现它们对Pt基催化剂的影响各不相同,其中Fe能显著提高催化剂的稳定性,Zn对异丁烯选择性的提高具有突出作用,而Sn能够提高异丁烯的收率,同时能使催化剂保持良好的稳定性。并且进一步研究了Pt-Sn/γ-Al2O3中的Pt含量、Pt/Sn原子比对脱氢性能的影响。
　　 研究了载体和金属氧化物助剂(Fe、La、Ag、Zn、Mg)对Pt-Sn催化剂脱氢性能的影响。氧化铝载体的孔容和平均孔径越大,越有利于提高催化剂的脱氢转化率,较宽的孔径分布则有利于提高催化剂的选择性,载体中MgO的加入能够减弱Al2O3载体的酸性,而较弱的酸性有利于维持脱氢选择性的稳定。
　　 通过研究发现系列金属氧化物对Pt-Sn催化剂的性能有明显的改进作用。金属氧化物助剂能明显增加铂粒子的分散度和热稳定性,同时它们对Sn助剂氧化态的维持具有积极作用。加入Mg和Ag后,都能够大幅度提高催化剂的抗积炭能力和改善催化剂的稳定性和选择性。最后,研究了一种三元金属催化剂Pt-Sn-Ag/γ-Al2O3的工艺条件对脱氢性能的影响。得出最佳反应条件应为温度600℃,空速为1000h-1。通过与再生前催化剂的比较,讨论了催化剂的再生性能。