用于乙苯脱氢制苯乙烯的异形催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于乙苯脱氢制苯乙烯的催化剂及其制备方法，主要解决以往技术中存在催化剂的抗压强度低、抗粉化性能差导致催化剂床层阻力降高，催化剂反应活性低的问题。本发明专利技术通过采用含有Fe-K-Ce-Mo(W)的催化体系，生产轴向外围有宽窄、深浅、形状不同的螺纹或环状槽纹催化剂的技术方案较好地解决了上述问题，可用于苯乙烯的工业生产中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
目前工业上苯乙烯的绝大部分是通过乙苯直接催化热脱氢来实现。所用催化剂的基本组成包括主催化剂、助催化剂和致孔剂、增强剂等。有关催化剂的报道一般可分为两大类，一类是早期的含Cr的Fe-K系催化剂，如己公开的美国专利US4467046、US4684619和欧洲专利EP0195252A2等。虽然该类催化剂的活性和稳定性较好，但由于组成中或多或少存在Cr的氧化物，因而催化剂的制备、运行及废催化剂处理过程中会造成一定的环境污染，己被逐渐淘汰。另一类是八十年代初开发成功的Fe-K-Ce-Mo系列，如己公开的美国专利US5190906、US4804799、世界专利W009839278A1等。此类催化剂用Ce、Mo 二元助剂替代原来由Cr担当的角色，使得催化剂在维持原有稳定性的基础上，活性、选择性较前者也有了一定的提高，已被世界各国苯乙烯生产厂家采用，但它存在的主要问题是比表面利用率不够高，导致催化剂的活性偏低，美国专利US04328130、US5097091和一些文献报道了用异形催化剂替代传统的圆柱形催化剂，虽然在催化剂活性方面有所改善，但催化剂的抗压强度、抗粉化性不够高。由于乙苯脱氢制苯乙烯是分子数增加反应，装置真空度愈高对生成苯乙烯愈有利，由于催化剂的抗压强度不好，易粉化，势必导致床层压降上升，直接影响转化率；而目前苯乙烯装置已趋向大型化，原有的老装置上扩能改造也往往采用增加一个反应器，变两段为三段的方式，故对催化剂的抗压强度和抗粉化性能均提出了更高要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是现有技术中存在催化剂的抗压强度低、抗粉化性能差导致催化剂床层阻力降高，催化剂反应活性低的问题，提供一种新的用于乙苯脱氢制苯乙烯的异形催化剂。该催化剂具有抗压强度高、抗粉化性好，催化剂反应活性高的优点。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种与解决的技术问题之一相对应的催化剂的制备方法。为解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案如下一种乙苯脱氢制苯乙烯的催化剂，以重量百分比计包括以下组分a) 55 85% 的 Fe2O3 ；b) 5 30% 的 K2O;c) O. 5 3 %的MoO3或WO3中的至少一种；d) 3 25% 的 Ce2O3 ;其中催化剂的轴向外围有宽窄、深浅、形状不同的螺纹或环状槽纹。上述技术方案中，催化剂制备过程中可添加以催化剂重量计为I 5%的选自石墨、聚苯乙烯微球、羧甲基纤维素、甲基纤维素或田菁粉等至少一种致孔剂，铁源可全部来源于铁红且催化剂制备过程中不加入水泥粘结剂。催化剂轴向外围的槽纹截面几何形状为三角形、矩形、梯形或组合园形。催化剂的槽纹深O.1 4mm ;催化剂的槽纹宽O.1 3mm ；催化剂的槽纹间距为I 5mm。为解决上述技术问题之二，本专利技术采用的技术方案如下一种乙苯脱氢制苯乙烯的催化剂的制备方法，包括以下步骤a将所需量活性组分干混、湿混成膏块状的湿料；b将a步骤生产的湿料在挤条机上挤出轴向外围的槽纹截面几何形状为三角形、矩形、梯形或组合园形，螺纹或环状槽深O.1 4臟、宽O.1 3mm、间距为I 5mm的条状物；c将b步骤生产的条状物切粒、烘干制成催化剂生料；d将c步骤生产的生料经700 950°C焙烧I 8小时后制成成品催化剂。所制催化剂的外直径可为2 8mm,优选3 5mm,轴向外围有宽窄、深浅、形状不同的螺纹或环状槽纹，槽纹的截面形状为三角形、矩形、梯形、各类组合圆形等常规几何形状，槽纹深O.1 4mm,槽纹宽O.1 3謹,槽纹间距I 5謹。本专利技术的催化剂组份所用的原料可以如下Fe2O3由氧化铁红组成，钾以钾盐的形式加入，铈以氧化物、氢氧化物、金属盐或上述几种化合物的复配形式加入，其它组份以其氧化物、氢氧化物或其盐的形式加入。本专利技术的催化剂制备方法具体操作可如下将按配比称量的Fe、K、Ce、Mo及致孔剂均匀混合后，加入适量的去离子水，制成有粘性、适合挤条的膏块状物，经配备特殊花板到挤条机上挤出具有轴向外围有宽窄、深浅、形状不同的螺纹或环状槽纹的条状物、切粒成直径为2 8毫米、长5 10毫米的颗粒，于40 150°C干燥I 10小时，然后在700 950°C下焙烧I 8小时，就可获得成品催化剂。本专利技术的脱氢催化剂，在一定的工艺条件下，可完全适用于由乙苯、二乙苯、甲基乙苯制造苯乙烯、二乙烯苯和甲基苯乙烯。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，对乙苯脱氢制苯乙烯活性评价而言，简述过程如下将乙苯和去离子水分别经计量泵输入混合器中预热，以气态形式进入反应器，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毫升催化剂。由反应器流出的脱氢产物经水冷凝后用气相色谱仪分析其组成。等温式固定床反应器中催化剂评价条件如下将100毫升催化剂放入内径I的等温反应器，反应压力为常压、液体空速1. O小时反应温度620°C、水比(水/乙苯)(重量)2· O。乙苯转化率和苯乙烯选择性按以下公式计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙苯脱氢制苯乙烯的催化剂，以重量百分比计包括以下组分：a)55～85％的Fe2O3；b)5～30％的K2O；c)0.5～3％的MoO3或WO3中的至少一种；d)3～25％的Ce2O3；其特征在于催化剂的轴向外围有宽窄、深浅、形状不同的螺纹或环状槽纹。

【技术特征摘要】
1.一种乙苯脱氢制苯乙烯的催化剂，以重量百分比计包括以下组分a)55 85% 的 Fe2O3 ；b)5 30%的 K2O ；c)O. 5 3 %的MoO3或WO3中的至少一种；d)3 25% 的 Ce2O3 ；其特征在于催化剂的轴向外围有宽窄、深浅、形状不同的螺纹或环状槽纹。2.根据权利要求1所述乙苯脱氢制苯乙烯的催化剂，其特征在于催化剂轴向外围的槽纹截面几何形状为三角形、矩形、梯形或组合园形。3.根据权利要求1所述乙苯脱氢制苯乙烯的催化剂，其特征在于催化剂的槽纹深 O.1 4mm。4.根据权利要求1所述乙苯脱氢制苯乙烯的催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈铜，倪军平，范勤，刘剑峰，缪长喜，
申请(专利权)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，
类型：发明
国别省市：