PtSnLi／Al2O3催化剂在丙烷脱氢过程中的氢气选择氧化性能.pdfVIP

第 26卷第 4期 化学反应工程与工艺 V0l26，NO4 2010年 8月 ChemicalReactionEngineeringandTechnology Aug．2010 文章编号 ：1001--7631(2010)04--0344--06 PtSnLi／Al2o3催化剂在丙烷脱氢过程 中 的氢气选择氧化性能 吴 省 李应成 吴文海 缪长喜 周兴贵 陈庆龄 (1．中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，上海 201208； 2．华东理工大学化工系，上海 200237) 摘要： 采用浸渍法制备氧化铝负载三元 Pt-Sn-Li催化剂 (PtSnLi／Al20a)，采用 X射线衍射 (XRD)、透 射电镜 (TEM)和物理吸附 (BET)等手段对催化剂进行表征 ，并在 固定床反应器 中评价 了该催化剂在 丙烷脱氢过程中对氢气选择氧化性能。结果表 明，PtSnLi／AI~O。催化剂对氢气具有 良好 的选择氧化性 ， 组分 Sn和 Li的加入能有效提高 Pt基催化剂活性和选择性。PtSnLi／A12Oa催化剂在常压 、550℃和质量 空速为 1．45h 的条件下 ，氢气 的选择氧化性为 8O ，氧气转化率大于 98 ，烃类损耗量0．2 。与 PtSn／A12O3相比，氧气转化率基本相 同，氢气的选择氧化增加 了29．2 ，烃损耗率 降低了0．9 。 关键词 ： 铂锡锂 催化剂；丙烷；脱氢 ；选择氧化 中图分类号 ： TQ426．83：TQ031．4 文献标识码 ：A 丙烯是重要的有机原料，广泛用于聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷等生产，其主要来源于乙烯联产和 炼厂副产。2003年世界上 97 丙烯来 自蒸汽裂解和炼油厂催化裂化 ，仅 3 采用丙烷脱氢等工艺生 产n]。丙烷脱氢化学反应十分简单，是可逆反应 ，分子数增加 ，且强吸热 ，反应的化学平衡使丙烷转 化率和丙烯收率受到较大限制 。若在该反应体系中引入氧气 ，使氢气选择性氧化，即发生丙烷脱氢一 氢选择氧化的耦合反应 ，不仅使反应 向生产丙烯方向移动 ，也可为丙烷脱氢反应提供热量，从而提高 丙烷的转化率和丙烯收率 ，但其关键是寻找一种活性好、选择性高、寿命长和烃损耗低的氢气选择氧 化催化剂 。目前 ，主要采用两类催化剂 ：一是金属氧化物催化剂 ，如 In：O。、Bizo。等_2]；二是 Pt基金属催化剂 ，主要为PtSn／SiO ，PtSn／A1O。或 PtSn／Zn—A1一O_7]。但这些催化剂均存在氢气 选择性和氧气利用率较低等问题 。sn作为催化剂中助剂 ，能与 Pt形成较多 Pt—SnO～7-A1zO。的夹心 结构，提高催化剂活性组分 Pt的稳定性 ，减少催化剂表面积炭口。’u]。Li是碱金属元素 ，具有较强的 碱性，能有效地改进催化剂表面酸碱性 ，减少烃类的深度氧化 ，有望在氢气选择性氧化方面起重要作 用。因此，本工作制备了PtSnLi／A1。O。催化剂，并考察了其在不 同反应气体气氛 中的氢气选择氧化 性能，为工业上提高丙烷转化率和丙烯收率提供依据。 1 实验部分 1．1 催化剂制备 将商业 A12O。(德国SasolGermanyGmbH公司，型号 Pural100，其 比表面积约60m ／g，平均 孔径 32nm，孔容为0．48cm。／g)进行压片，筛分，取粒径为0．25～o．38mm颗粒，于550C。下焙烧 收稿 日期 ：2010—05—10：修订 日期：2010—08—01 作者简介：吴 省 (1978一)，男 ，博士；陈庆龄 (1942一)，男 ，教授级高工 ，通讯联系人 。E—mail：cq1．sshy@sinopec．com 基金项 目：国家 自然科学基金 第 26卷第 4期 吴 省等．PtSnLi／A1zOa催化剂在丙烷脱氢过程中的氢气选择氧化性能 345 4h后备用。按一定 比例取 HPtC1溶液 、SnC1溶液和 LiNO。溶液后混合 ，并称取一定量的AlzO。 置于该混合溶液 中浸渍 ，然后经真空干燥