一种烷烃脱氢催化剂再生的强化系统与方法与流程

文档序号:23556836发布日期:2021-01-05 22:15阅读:104来源:国知局
一种烷烃脱氢催化剂再生的强化系统与方法与流程

本发明涉及烷烃脱氢催化剂再生技术领域,尤其涉及一种烷烃脱氢催化剂再生的强化系统与方法。



背景技术:

有机化合物的分子中脱除氢原子的反应过程。脱氢时化合物分子中的碳-氢、氧-氢或氮-氢键断裂,氢被解离生成氢分子(h2)。若氢原子同时被氧化而生成水,则称氧化脱氢。脱氢的结果是增大反应物的不饱和度,使产物具有较高的反应活性,是广泛应用于有机合成中的重要过程。

选用适宜的催化剂,是提高脱氢反应速度和选择性的关键。脱氢是加氢的逆过程,原则上加氢催化剂也能作为脱氢催化剂使用。但是,由于脱氢和加氢反应条件不同,在选择催化剂时,除催化活性外,还应注意以下几点:耐热性好,保证在脱氢高温环境中不被烧结;化学稳定性好,在较高温度下具有抗氢气还原和抗水蒸气侵蚀的能力;脱氢比加氢易使催化剂表面结焦,应易于进行催化剂再生。常用的催化剂为各种金属氧化物(如氧化铁、氧化铬、氧化锌、氧化镁)和各种金属(如铜、银、镍、铂)等。氧化脱氢催化剂除具有脱氢催化剂的性能外,还应具有催化氧化性能,常用的是混合氧化物催化剂(如钼、铋的氧化物,铁、锑的氧化物等),也可用金属催化剂。

烷烃的脱氢反应受热力学平衡的限制。在相同温度条件下,烷烃的分子越大,平衡转化率越高;对于同一种烷烃,温度越高,平衡转化率越高。乙烷脱氢制乙烯,如果采用催化脱氢的方法,受热力学平衡的限制,单程转化率太低,因而,目前乙烷脱氢采用的是蒸汽热解的技术,反应在800℃以上的高温条件下进行。丙烷、丁烷等的催化脱氢,在适宜的温度条件下可得到经济上可接受的单程转化率和烯烃选择性,因而,丙烷脱氢制丙烯、丁烷脱氢制丁烯或丁二烯,通常采用的是催化脱氢的方法。

低碳烷烃(丙烷、异丁烷)脱氢是强吸热反应,受热力学平衡限制,反应条件苛刻,积炭与活性金属烧结一直是影响催化剂活性及稳定性的原因。丙烷脱氢催化剂一般需要频繁的再生,才能维持长时间连续应用。尤其是贵金属基脱氢催化剂,受到成本因素限制,再生就显得更为重要。再生方法直接影响再生催化剂的活性、选择性和寿命,因此,研究低碳烷烃脱氢催化剂的再生是非常必要的。

中国专利公开号:cn105749990a公开了一种脱氢催化剂的再生方法,包括如下过程:(1)氢气气氛下,使用供氢溶剂处理失活催化剂;(2)将步骤(1)处理后的失活催化剂在含低浓度氧气的混合气氛中烧炭,得到再生后的催化剂。由此可见,所述方法在步骤1中仅通过将供氢溶剂和失活催化剂输送至氢气环境中进行反应,供氢溶剂与氢气接触不充分,从而导致步骤1中失活催化剂与供氢溶剂的反应效率降低。



技术实现要素:

为此,本发明提供一种烷烃脱氢催化剂再生的强化系统与方法,用以克服现有技术中供氢溶剂与氢气接触不充分导致的失活催化剂再生效率低的问题。

一方面,本发明提供一种烷烃脱氢催化剂再生的强化系统,包括:

液相进料单元,用以存储和输送供氢溶剂;

气相进料单元,用以存储和输送氢气;

微界面发生器,其分别与所述液相进料单元和气相进料单元相连,将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给氢气气泡,使氢气破碎形成直径≥1μm、<1mm的微米级气泡以提高供氢溶剂与氢气间的传质面积,减小液膜厚度,降低传质阻力,并在破碎后将供氢溶剂与微米级气泡混合形成气液乳化物,以在预设操作条件范围内强化气液乳化物与待生催化剂之间的反应效率,所述微界面发生器为气动式微界面发生器、液动式微界面发生器和气液联动式微界面发生器中的一种或多种;

催化剂再生器,其与所述微界面发生器相连,用以装载气液乳化物和待生催化剂并为二者提供反应空间;

分离罐,用以将所述催化剂再生器中反应完成的反应后气液乳化物与混合气体的混合物进行气液分离。

进一步地,各所述微界面发生器平行设置,用以将混合后的气液乳化物输出至所述催化剂再生器以使气液乳化物与待生催化剂进行反应。

进一步地,所述催化剂再生器包括:

反应罐,其为一罐体,用以为气液乳化物提供反应空间,反应罐中设有出料口,用以输出反应后的混合溶液以及混合气体;

至少一层催化剂床层,其固定在所述反应罐内部的指定位置,催化剂床层内设有待生催化剂,当所述气液乳化物流经催化剂床层时,气液乳化物会与待生催化剂接触并去除待生催化剂表面积碳以对待生催化剂进行再生。

进一步地,所述液相进料单元包括:

液体原料罐,用以存储供氢溶剂;

进料泵,其与所述液体原料罐相连,用以为供氢溶剂的输送提供动力;

液体进料预热器,其与所述进料泵相连,用以对所述进料泵输送的供氢溶剂进行预热以使供氢溶剂达到指定温度,所述液体进料预热器出口处设有分流管道,用以将供氢溶剂分别输送至对应的微界面发生器;

当所述液相进料单元在输送供氢溶剂时,所述进料泵开始运作,将供氢溶剂从所述液体原料罐中抽出并输送至所述液体进料预热器,液体进料预热器将供氢溶剂加热至指定温度后将供氢溶剂输送至所述微界面发生器。

进一步地,所述气相进料单元包括:

气体原料缓冲罐,用以储存氢气;

压缩机,其与所述气体原料缓冲罐相连,用以为氢气的输送提供动力;

气体进料预热器,其与所述压缩机相连,用以对所述压缩机输送的氢气进行预热以使氢气达到指定温度,所述气体进料预热器出口处设有分流管道,用以将氢气分别输送至对应的微界面发生器;

当所述气相进料单元在输送氢气时,所述压缩机开始运作,将氢气从所述气体原料缓冲罐中抽出并输送至所述气体进料预热器进行预热,预热完成后气体进料预热器将氢气输送至所述微界面发生器以使微界面发生器将氢气破碎至指定尺寸。

另一方面,本发明提供一种烷烃脱氢催化剂再生的强化方法,包括:

步骤1:在运行系统前向所述液体原料罐中添加指定量的供氢溶剂,并向所述气体原料缓冲罐中添加指定量的氢气;

步骤2:添加完成后启动系统,通过进料泵从液体原料罐中抽取供氢溶剂,通过压缩机从气体原料缓冲罐中抽取氢气;

步骤3:供氢溶剂流经液体进料预热器,液体进料预热器将供氢溶剂加热至指定温度,氢气流经气体进料预热器,气体进料预热器将氢气加热至指定温度;

步骤4:供氢溶剂在预热后进行分流,分流后的供氢溶剂会分别输送至对应的微界面发生器,氢气在进行预热后进行分流,分流后的氢气会分别输送至对应的微界面发生器;

步骤5:各所述微界面发生器会控制其接收供氢溶剂和氢气之间的比例,并对氢气打碎形成直径≥1μm、且<1mm的微米级气泡,打碎完成后,各所述微界面发生器会将微米级气泡供氢溶剂和进行混合形成气液乳化物;

步骤6:各所述微界面发生器在混合完成后将气液乳化物输出至催化剂再生器,控制催化剂再生器内的压力和温度,使气液乳化物沿指定方向流动;

步骤7:气液乳化物与催化剂床层中的待生催化剂混合并发生反应,反应完成后生成反应后催化剂和反应后气液乳化物;

步骤8:反应后催化剂和反应后气液乳化物会上升并输送至所述分离器,分离器会将反应后气液乳化物进行分离,将反应后气液乳化物通过顶端的物料出口排出系统;

进一步地,所述待生催化剂为铂族负载型催化剂,以耐高温无机氧化物为载体,以铂族中的铂、钯、铱、铑或锇中的一种或几种作为活性组分;

所述铂族负载型催化剂低碳烷烃脱氢催化剂,以al2o3为载体,催化剂中pt以元素计重量百分含量为0.01%-2%,sn以元素计重量百分含量为0.1%-1%,k以元素重量计百分含量为0.1%-1%;

进一步地,所述待生催化剂的反应温度为300-600℃,空速为8h-1-10h-1

压力控制在0.2mpa-1.2mpa;

氢气与供氢溶剂体积比为100-1000:1;

二段反应的反应时间为7h-11h。

优选地,所述待生催化剂的反应温度为400-500℃,空速为8.5h-1-9.5h-1

压力控制在0.5mpa-1.0mpa;

氢气与供氢溶剂体积比为200-500:1;

二段反应的反应时间为8h-10h。

与现有技术相比,本发明的有益效果在于,本发明通过破碎气体使其形成微米尺度的微米级气泡,使微米级气泡与供氢溶剂混合形成气液乳化物,以增大气液两相的相界面积,减小液膜厚度,降低传质阻力,并达到在较低预设操作条件范围内强化传质的效果,从而提高催化剂与气液乳化物之间的反应效率,并使反应过程中的压力降低10-80%,降低了能耗。此外,可以根据不同原料组成、不同的产品要求或不同的催化剂,而对预设操作条件的范围进行灵活调整,进一步确保了反应的充分有效进行,进而保证了反应速率,达到了强化反应的目的。

同时,本发明通过对催化剂表面积碳进行液化,能够有效防止催化剂表面积碳凝结,通过对催化剂进行加氢以对积碳进行降解,提高了所述系统对待生催化剂的再生效率。

进一步地,本发明通过大幅度强化传质,因此可大幅减小气液比,在减少了气体的物耗的同时,降低了后续气体循环压缩的能耗。

附图说明

图1为本发明所述烷烃脱氢催化剂再生的强化系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明作进一步描述;应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示,其为本发明所述烷烃脱氢催化剂再生的强化系统的结构示意图,包括液体进料单元1、气体进料单元2、微界面发生器3(microinterfacialgenerator,简称mig)、催化剂再生器4和分离罐5。其中,所述微界面发生器3分别与所述液体进料单元1和气体进料单元2相连,用以接收所述液体进料单元1输送的供氢溶剂以及气体进料单元2输送的氢气;所述催化剂再生器4与所述微界面发生器3相连且微界面发生器3的输出端设置于催化剂再生器4内部,用以将微界面发生器3中的气液乳化物输出至催化剂再生器。所述分离罐5与所述催化剂再生器4相连,用以接收催化剂再生器4输出的反应后气液乳化物并对反应后气液乳化物进行气液分离。

当所述系统运行时,所述液体进料单元1启动,并将其内部储存的供氢溶剂输送至所述微界面发生器3,同时所述气体进料单元2启动,并将其内部储存的氢气输送至所述微界面发生器3,微界面发生器3会对氢气进行打碎,使氢气破碎至微米尺度,形成直径≥1μm、<1mm的微米级气泡,在破碎完成后,微界面发生器3将微米级气泡与供氢溶剂混合形成气液乳化物,微界面发生器3在气液乳化物混合完成后将气液乳化物输出至催化剂再生器4,通过控制催化剂再生器4内的温度、气压以及待生催化剂的空速以使气液乳化物和待生催化剂在催化剂再生器4内进行高效反应,反应完成后催化剂再生器4分别将反应后气液乳化物、反应后气体以及再生催化剂从不同出口输出催化剂再生器4以完成待生催化剂的再生。反应完成后催化剂再生器4将生成的反应后气液乳化物输出至分离罐5,分离罐5对反应后气液乳化物进行气液分离并对分别分离后产物进行后续处理。本领域的技术人员可以理解的是,本发明所述系统不仅可用于烷烃脱氢催化剂的再生,还可用于其他多相反应中,如通过微界面、微纳界面、超微界面、微泡生化反应器或微泡生物反应器等设备,使用微混合、微流化、超微流化、微泡发酵、微泡鼓泡、微泡传质、微泡传递、微泡反应、微泡吸收、微泡增氧、微泡接触等工艺或方法,以使物料形成多相微混流、多相微纳流、多相乳化流、多相微结构流、气液固微混流、气液固微纳流、气液固乳化流、气液固微结构流、微米级气泡、微米级气泡流、微泡沫、微泡沫流、微气液流、气液微纳乳化流、超微流、微分散流、两项微混流、微湍流、微泡流、微鼓泡、微鼓泡流、微纳鼓泡以及微纳鼓泡流等由微米尺度颗粒形成的多相流体、或由微纳尺度颗粒形成的多相流体(简称微界面流体),从而有效地增大了反应过程中所述气相和/或液相与液相和/或固相之间的相界传质面积。

请继续参阅图1所示,本发明实施例所述液体进料单元1包括:液体原料罐11、进料泵12和液体进料预热器13;其中,所述进料泵12与所述液体原料罐11相连,用以将液体原料罐11内的供氢溶剂抽出;所述液体进料预热器13设置在所述进料泵12的输出端且液体进料预热器13与所述微界面发生器3相连,用以对进料泵12输出的供氢溶剂进行预热,并在预热后将供氢溶剂输送至微界面发生器3。当所述液体进料单元1运行时,所述进料泵12会抽取所述液体原料罐11中储存的供氢溶剂并将其输送至所述液体进料预热器13,液体进料预热器13对供氢溶剂预热至指定温度后,将供氢溶剂输送至所述微界面发生器3。

具体而言,所述液体原料罐11为一罐体,用以储存供氢溶剂,液体原料罐11与所述进料泵12相连,用以在系统运行时,通过进料泵12将供氢溶剂输送至指定位置。可以理解的是,所述液体原料罐11可以为金属油罐,也可以为非金属油罐,只要满足所述液体原料罐11能够装载指定量的供氢溶剂即可。

具体而言,所述进料泵12为一离心泵,其设置在所述液体原料罐11的出口处,用以为供氢溶剂的输送提供动力。当所述液体进料单元1运作时,所述进料泵12开始运行,将所述液体原料罐1中的供氢溶剂抽出并输送至所述液体进料预热单元13。可以理解的是,所述进料泵12的型号及功率本实施例均不作具体限制,只要满足所述进料泵12能够以指定流速输送供氢溶剂即可。

具体而言,所述液体进料预热器13为一预热器,用以对供氢溶剂进行预热,液体进料预热器13出口处设有分流管,用以将预热后的供氢溶剂分别输送至各所述微界面发生器内部。当所述进料泵12输送供氢溶剂时,供氢溶剂会流经液体进料预热器13,液体进料预热器13会对供氢溶剂进行预热并在供氢溶剂达到指定温度后进行分流,将供氢溶剂分别输送至各微界面发生器的内部。可以理解的是,所述液体进料预热器13的预热器种类及加热方式本实施例均不作具体限制,只要满足所述液体进料预热器13能够将供氢溶剂预热至指定温度即可。

请继续参阅图1所示,本发明实施例所述气体进料单元2包括:气体原料缓冲罐21、压缩机22和气体进料预热器23;其中,所述压缩机22与所述气体原料缓冲罐21相连,用以将气体原料缓冲罐21内的氢气抽出;所述气体进料预热器23设置在所述压缩机22的输出端且气体进料预热器23与所述微界面发生器3相连,用以对压缩机22输出的氢气进行预热,并在预热后将氢气输送至微界面发生器3。当所述气体进料单元2运行时,所述压缩机22会抽取所述气体原料缓冲罐21中储存的氢气并将其输送至所述气体进料预热器23,气体进料预热器23对氢气预热至指定温度后,将氢气输送至所述微界面发生器3。

具体而言,所述气体原料缓冲罐21为一罐体,用以储存氢气,气体原料缓冲罐21与所述压缩机22相连,用以在系统运行时,通过压缩机22将氢气输送至指定位置。可以理解的是,所述气体原料缓冲罐21的种类本实施例不作具体限制,只要满足所述气体原料缓冲罐21能够装载指定量的氢气即可。

具体而言,所述压缩机22设置在所述气体原料缓冲罐21的出口处,用以为氢气的输送提供动力。当所述气体进料单元2运作时,所述压缩机22开始运行,将所述气体原料罐2中的氢气抽出并输送至所述气体进料预热单元23。可以理解的是,所述压缩机22的功率本实施例不作具体限制,只要满足所述压缩机22能够以指定流速输送氢气即可。

具体而言,所述气体进料预热器23为一预热器,用以对氢气进行预热,气体进料预热器23出口处设有分流管,用以将预热后的氢气分别输送至各所述微界面发生器内部。当所述压缩机22输送氢气时,氢气会流经气体进料预热器23,气体进料预热器23会对氢气进行预热并在氢气达到指定温度后进行分流,将氢气分别输送至各所述微界面发生器的内部。可以理解的是,所述气体进料预热器23的预热器种类及加热方式本实施例均不作具体限制,只要满足所述气体进料预热器23能够将氢气预热至指定温度即可。

请继续参阅图1所示,本发明所述微界面发生器3包括第一微界面发生器31和第二微界面发生器32,所述第一微界面发生器31和第二微界面发生器32竖直设置在所述催化剂再生器4底部,且第一微界面发生器31和第二微界面发生器32互相平行,各微界面发生器输出口设置在催化剂再生器4内部,用以将气液乳化物输出至催化剂再生器4。当所述微界面发生器3运作时,所述第一微界面发生器31和第二微界面发生器32会分别接收指定量的供氢溶剂和氢气,接收完成后第一微界面发生器31和第二微界面发生器32会打碎接收的氢气并使氢气破碎至微米尺度以形成微米级气泡,破碎完成后将微米级气泡与供氢溶剂混合形成气液乳化物,混合完成后将气液乳化物输出至所述催化剂再生器4。可以理解的是,所述微界面发生器3与所述催化剂再生器4的连接方式可以为管道连接,将微界面发生器3的输出端设置在催化剂再生器4内部或其他种类的连接方式,只要满足所述微界面发生器3能够将气液乳化物输出至催化剂再生器内部4即可。

具体而言,所述第一微界面发生器31为一气液联动式微界面发生器,其设置在所述催化剂再生器4底部并分别与所述液体进料预热器13和气体进料预热器23相连,用以破碎氢气并将微米级气泡与供氢溶剂混合形成的气液乳化物输出至所述催化剂再生器4内部。当微界面发生器3运行时,所述第一微界面发生器31会分别接收指定量的供氢溶剂和氢气,并使用气体的压力能和液体的动能将氢气气泡破碎至微米尺度,破碎完成后使微米级气泡与供氢溶剂剧烈混合形成气液乳化物,并在混合完成后将气液乳化物输出至所述催化剂再生器4。

具体而言,所述第二微界面发生器32为一气动式微界面发生器,其设置在所述催化剂再生器4底部并分别与所述液体进料预热器13和气体进料预热器23相连,用以破碎氢气并将微米级气泡与供氢溶剂混合形成的气液乳化物输出至所述催化剂再生器4内部。当微界面发生器3运行时,所述第一微界面发生器31会分别接收指定量的供氢溶剂和氢气,并使用气体的压力能将氢气气泡破碎至微米尺度,破碎完成后使微米级气泡与供氢溶剂剧烈混合形成气液乳化物,并在混合完成后将气液乳化物输出至所述催化剂再生器4。

请继续参阅图1所示,本发明实施例所述催化剂再生器4包括反应罐41和催化剂床层42;其中所述催化剂床层42设置在反应罐41内部,用以装载待生催化剂。当所述催化剂再生器4运行时,所述微界面发生器3会将气液乳化物输出至反应罐41底部,气液乳化物在进入反应罐41底部后会逐渐向上流动,气液乳化物在流动过程中与所述催化剂床层42内置的待生催化剂接触并开始发生反应,气液乳化物会将待生催化剂表面的积碳去除以完成对待生催化剂的再生。

具体而言,所述反应罐41为一圆柱形金属罐,在其底部设有进料口,用以接收所述微界面发生器3输出的气液乳化物,在其顶部设有出料口,出料口与所述分离罐5相连,用以将反应后气液乳化物输出至分离罐5以进行气液分离。所述催化剂再生器4在运行时,所述反应罐41进料口会接收所述微界面发生器3输出的气液乳化物,并为气液乳化物和待生催化剂提供反应空间,反应完成后,所述反应罐41会通过出料口将反应后气液乳化物输出至所述分离罐5。可以理解的是,所述反应罐41的尺寸和材质本实施例均不作具体限制,只要满足所述反应罐41能够装载指定量的气液乳化物并能够具有指定强度以承受预设的反应温度和反应压力即可。

具体而言,所述催化剂床层42为至少一层床板,在床板内部固定设置有待生催化剂。当所述催化剂再生器4运行时,所述反应罐41中气液乳化物会从反应罐41底部向上流动,并在流动过程中经过催化剂床层42,此时催化剂床层42中的催化剂与气液乳化物接触并发生反应。可以理解的是,所述催化剂床层42可以为格栅、筛网、瓷球或其他种类的结构,只要满足所述催化剂床层42能够稳固装载待生催化剂即可。当然,所述催化剂床层42的层数可以为一层,两层或其他数量的层数,只要满足所述催化剂床层42能够使达到其指定的工作状态即可。

请继续参阅图1所示,本发明实施例所述分离罐5为一金属罐体,其与所述反应罐41的出料口相连,用以对所述反应罐41输出的反应后气液乳化物进行气液分离。所述分离罐5顶端设有气相出口,用以输出气相物料,底端设有液相出口,用以输出液相物料。当所述催化剂再生器4将反应后气液乳化物输出至所述分离罐5后,分离罐5会利用重力作用将反应后气液乳化物中的气相物料和液相物料进行气液分离,并将含有气相物料通过气相出口输出,将液相物料通过液相出口输出。可以理解的是,所述分离罐5的尺寸和材质本实施例均不作具体限制,只要满足所述分离罐5具有指定的强度且能够装载指定容积的混合物即可。

下面结合图1进一步说明本发明所述系统的具体方法与效果。

一种烷烃脱氢催化剂再生的强化方法,包括以下步骤:

步骤1:在运行系统前向所述液体原料罐中添加指定量的供氢溶剂,并向所述气体原料缓冲罐中添加指定量的氢气;

步骤2:添加完成后启动系统,通过进料泵从液体原料罐中抽取供氢溶剂,通过压缩机从气体原料缓冲罐中抽取氢气;

步骤3:供氢溶剂流经液体进料预热器,液体进料预热器将供氢溶剂加热至指定温度,氢气流经气体进料预热器,气体进料预热器将氢气加热至指定温度;

步骤4:供氢溶剂在预热后进行分流,分流后的供氢溶剂会分别输送至对应的微界面发生器,氢气在进行预热后进行分流,分流后的氢气会分别输送至对应的微界面发生器;

步骤5:各所述微界面发生器会控制其接收供氢溶剂和氢气之间的比例,并对氢气打碎形成直径≥1μm、且<1mm的微米级气泡,打碎完成后,各所述微界面发生器会将微米级气泡供氢溶剂和进行混合形成气液乳化物;

步骤6:各所述微界面发生器在混合完成后将气液乳化物输出至催化剂再生器,控制催化剂再生器内的压力和温度,使气液乳化物通过圆管套筒内部并沿指定方向流动;

步骤7:将失活的待生催化剂通过待生催化管输送至所述沉降段,待生催化剂经沉降后在再生段与气液乳化物混合并发生一段反应,反应完成后生成反应后催化剂和反应后气液乳化物。

所述待生催化剂为铂族负载型催化剂,以耐高温无机氧化物为载体,以铂族中的铂、钯、铱、铑或锇中的一种或几种作为活性组分;

所述铂族负载型催化剂低碳烷烃脱氢催化剂,以al2o3为载体,催化剂中pt以元素计重量百分含量为0.01%-2%,sn以元素计重量百分含量为0.1%-1%,k以元素重量计百分含量为0.1%-1%;

所述待生催化剂的反应温度为300℃-600℃,优选为400-500℃,空速为8.0h-1-10.0h-1

压力控制在2mpa-15mpa,优选5-10mpa;

氢气与供氢溶剂体积比为100-1000:1,优选200-500:1。

在所述气提段中:

失活催化剂的升温温度为350℃-450℃;

混合气中氧气体积含量为0.1%-0.5%;

体积空速为500h-1-2000h-1

可以理解的是,可以根据不同原料组成、不同的产品要求或不同的催化剂,而灵活地进行预设操作条件的范围调整,以确保反应的充分有效进行,进而保证反应速率,达到了强化反应的目的。同时,本实施例中不具体限定催化剂的种类,只要能够确保强化反应顺利进行即可。

实施例一

称取市售氧化铝载体(γ相,球形,直径0.5mm,孔容0.71cm3/g,比表面积224m2/g)30g,滴加去离子水至初润,消耗水的体积为27ml。按最终催化剂中sn元素重量含量0.4%计,称取含0.12gsn的氯化亚锡溶解于乙醇中,使用乙醇定容至27ml。将配置好的含sn乙醇溶液加入至30g氧化铝载体中,混合均匀,室温下老化2h。80℃干燥8h,然后在600℃焙烧4h。

按最终催化剂中pt元素重量含量0.5%计,称取含pt0.18g的氯铂酸溶解于去离子水中,定容至27ml,加入至含sn氧化铝载体中,混合均匀,室温下老化4h,100℃干燥6h,在600℃中焙烧4h。上述步骤所得样品在600℃,含20%水蒸汽的氮气气氛下处理3h,空速为2000h-1。按最终催化剂中k元素重量含量0.4%计,称取含k0.12g的硝酸钾溶于去离子水中,定容至27ml,加入至水蒸汽处理后的催化剂前体中,混合均匀,在70℃下陈化2h,100℃干燥6h,在600℃中焙烧4h。制得催化剂中各组分的重量含量为:pt0.5%,sn0.4%,k0.4%。所得催化剂记为c-1。

c-1新鲜剂反应72h后,使用本发明所述步骤对其进行处理,其中:

供氢溶剂选用四氢萘,且四氢萘胺催化剂体积空速为9.5h-1,氢气与四氢萘体积比为200:1,温度为400℃,压力为0.5mpa,空速为200h-1,处理8h后,得到c-1一次再生剂。

本实施例制得的新鲜c-1催化剂转化率为30.51%,选择性为94.9%。

c-1一次再生剂反应72h后,使用本发明所述步骤对其进行处理,其中:

供氢溶剂选用四氢萘,且四氢萘胺催化剂体积空速为9.0h-1,氢气与四氢萘体积比为300:1,温度为450℃,压力为0.7mpa,空速为300h-1,处理8h后,得到c-1二次再生剂。

本实施例制得的一次再生c-1催化剂转化率为30.77%,选择性为95.26%。

c-1二次再生剂反应72h后,使用本发明所述步骤对其进行处理,其中:

供氢溶剂选用四氢萘,且四氢萘胺催化剂体积空速为8.5h-1,氢气与四氢萘体积比为350:1,温度为450℃,压力为0.9mpa,空速为450h-1,处理9h后,得到c-1三次再生剂。

本实施例制得的二次再生c-1催化剂转化率为30.82%,选择性为95.22%。

c-1三次再生剂反应72h后,使用本发明所述步骤对其进行处理,其中:

供氢溶剂选用四氢萘,且四氢萘胺催化剂体积空速为9.5h-1,氢气与四氢萘体积比为500:1,温度为500℃,压力为1.0mpa,空速为500h-1,处理10h后,得到c-1四次再生剂。

本实施例制得的三次再生c-1催化剂转化率为30.54%,选择性为95.13%。

c-1四次再生剂反应72h后,使用本发明所述步骤对其进行处理并制备c-1五次再生剂,其中,制备过程中各项参数与制备c-1一次再生剂过程中各项参数相同。

本实施例制得的四次再生c-1催化剂转化率为30.89%,选择性为95.27%。

实施例二

称取市售氧化铝载体(γ相,球形,直径0.5mm,孔容0.71cm3/g,比表面积224m2/g)30g,滴加去离子水至初润,消耗水的体积为27ml。按最终催化剂中sn元素重量含量0.6%计,称取含0.18gsn的氯化亚锡溶解于乙醇中,定容至27ml。将配置好的含sn乙醇溶液加入至30g氧化铝载体中,混合均匀,室温下老化4h。100℃干燥6h,然后在500℃焙烧6h。

按最终催化剂中pt元素重量含量0.7%计,称取含pt0.12g的氯铂酸溶解于去离子水中,定容至27ml,加入至含sn氧化铝载体中,混合均匀,室温下老化2h,120℃干燥4h,在500℃中焙烧6h。上述步骤所得样品在700℃,含10%水蒸汽的氮气气氛下处理2h,空速为3000h-1。按最终催化剂中k元素重量含量0.2%计,称取含k0.06g的硝酸钾溶于去离子水中,定容至27ml,加入至水蒸汽处理后的催化剂前体中,混合均匀,在80℃下陈化1h,120℃干燥4h,在600℃中焙烧4h。制得催化剂中各组分的重量含量为:pt0.7%,sn0.6%,k0.2%。所得催化剂记为c-2。

c-2新鲜剂反应72h后,使用本发明所述方法对其进行再生,并进行性能评价,反复五次。其中每次再生过程中的工艺参数与制备c-1一次再生剂过程中各项参数相同。

本实施例制得的新鲜c-2催化剂转化率为31.48%,选择性为93.96%;一次再生c-2催化剂转化率为31.57%,选择性为94.28%;二次再生c-2催化剂转化率为31.32%,选择性为94.20%;三次再生c-2催化剂转化率为31.49%,选择性为94.17%;四次再生c-2催化剂转化率为31.69%,选择性为94.59%。

对比例

本对比例采用常规方法对c-1新鲜剂进行再生,其中:

在二段反应中,气提段温度为350℃,然后通入氧气、氮气的混合气体,混合气中氧体积含量为0.5%,体积空速为2000h-1,处理6h后,

以1℃/min的速率升温至450℃,将混合气中氧气体积浓度提至5%,体积空速为1000h-1,处理4h,再以1℃/min的速率升温至500℃,将混合气中氧气体积浓度提至10%,体积空速为500h-1,处理2h后,得到c-1再生剂。

本实施例制得的新鲜c-1催化剂转化率为30.32%,选择性为94.53%;一次再生c-1催化剂转化率为30.18%,选择性为94.22%;二次再生c-1催化剂转化率为29.67%,选择性为94.11%;三次再生c-1催化剂转化率为29.55%,选择性为93.78%;四次再生c-1催化剂转化率为29.61%,选择性为93.80%。

综上所述,采用本发明所述再生方法进行再生后,再生催化剂与新鲜催化剂相比,反应1h后,各再生剂中的转化率与选择性基本没有变化;反应72h后,再生催化剂与新鲜剂性能也基本一致。而在比较例中,采用常规的再生方法,再生催化剂反应1h后转化率与选择性出现逐渐下降趋势,再生效果较差。

至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明;对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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