本發(fā)明涉及催化劑，尤其涉及一種乙炔選擇性加氫催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、乙烯是石油化工最重要的基礎(chǔ)原料之一，以氣態(tài)或液態(tài)烴類為原料，通過裂解法生產(chǎn)。裂解法制備的乙烯中含有少量的炔烴，對(duì)后續(xù)的聚合反應(yīng)有不利影響。例如，在聚乙烯的生產(chǎn)工藝中,炔烴的存在不僅會(huì)使聚合物的性能變差，還可能導(dǎo)致爆炸。工業(yè)上往往采用選擇催化加氫的辦法除去乙烯餾分中的乙炔，并盡可能的使其轉(zhuǎn)化成乙烯。

2、選擇性加氫法具有能耗低、工藝簡單、增產(chǎn)乙烯等優(yōu)點(diǎn)，所用催化劑多為負(fù)載型貴金屬催化劑。常用的載體有氧化鋁、氧化硅、分子篩、活性炭、氧化鎂、氧化鈦、硅藻土等。活性組分是具有加氫催化活性的金屬元素，通常為viii族元素，如pd、pt、ni等，pd是最常用的選擇加氫活性組分。助活性組分用于調(diào)節(jié)催化劑的活性或選擇性，常用的助劑如cu、ag、au等。鈀負(fù)載型催化劑應(yīng)用較為廣泛，一方面具有較高的貴金屬利用率，另一方面有助于調(diào)控乙烯吸附行為從較強(qiáng)的2σ鍵轉(zhuǎn)變?yōu)檩^弱的π鍵，促進(jìn)其脫附進(jìn)而提高乙烯選擇性。

3、美國專利us5968860公開了一種加氫催化劑的制備方法，在溫和的條件下直接還原活性組分，用于氣相乙烯法制備醋酸乙烯酯。將pd和au活性組分負(fù)載到載體后，使用硼氫化鈉、肼或甲酸在室溫下完成還原過程，并在制備過程中引入超聲波輻射。此方法省略了焙燒步驟，催化劑的選擇性高于使用常規(guī)方法制備的樣品，但是需要使用大量化合物作為還原劑或保護(hù)劑，提高了生產(chǎn)成本并造成資源浪費(fèi)。另外，紫外輻射和等離子體的穿透能力差，對(duì)設(shè)備要求高，難以實(shí)現(xiàn)催化劑的批量放大生產(chǎn)。

4、中國專利cn106927993a公開了一種催化劑，加入fe和cu促進(jìn)催化劑活化相的形成和分散，可降低催化劑的溫度并且提高選擇性。另外，cu的加入有助于炔烴的吸附、活化，使催化劑具有較高的活性。催化劑的焙燒溫度是300℃-400℃，還原溫度是260-330℃。上述催化劑的制備方法具有相對(duì)較低的還原溫度，但仍會(huì)引起金屬活性組分的部分團(tuán)聚，影響催化劑的活性和穩(wěn)定性。

5、美國專利us4745094公開了一種采用電離輻射法制備金屬微聚體的方法，所述的微聚體可懸浮于溶液中，也可負(fù)載于載體上。將載體加入金屬活性組分鹽、自由基清除劑和表面活性劑組成的混合溶液中，進(jìn)行電離輻射，金屬組分還原為金屬粒子后沉積于載體表面，獲得催化劑。

6、目前，乙炔選擇性加氫催化劑的制備工藝較復(fù)雜且活性不足，需要一種高效簡單的催化劑制備方法，可以降低催化劑的生產(chǎn)成本，并提高乙炔選擇性加氫的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種乙炔選擇性加氫催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種乙炔選擇性加氫催化劑，以乙炔選擇性加氫催化劑干基總重量為基準(zhǔn)，所述乙炔選擇性加氫催化劑包括以下組分：

3、重量百分含量為0.02-0.08wt.％的pd，重量百分含量為0.1-0.5wt.％的ag，重量百分含量為0.5-5wt.％的堿金屬，其余為氧化鋁載體。

4、進(jìn)一步地，以乙炔選擇性加氫催化劑干基總重量為基準(zhǔn)，所述乙炔選擇性加氫催化劑包括以下組分：

5、重量百分含量為0.02-0.05wt.％的pd，重量百分含量為0.2-0.3wt.％的ag，重量百分含量為0.8-1.5wt.％的堿金屬，其余為氧化鋁載體。

6、進(jìn)一步地，所述氧化鋁載體為條形α-氧化鋁載體。

7、進(jìn)一步地，所述條形α-氧化鋁載體的制備方法包括以下過程：將擬薄水鋁石粉和田菁粉加入捏合機(jī)中干混10-20分鐘，然后加入硝酸和去離子水，捏合30-60分鐘后，出料，放入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠條；條形載體在60-80℃干燥1-2小時(shí)，然后在100-120℃干燥1-2小時(shí)后，在1200-1400℃進(jìn)行第一焙燒4-6小時(shí)，得到所述條形α-氧化鋁載體。

8、進(jìn)一步地，以擬薄水鋁石為標(biāo)準(zhǔn)，田菁粉含量為1-5wt.％，硝酸含量為1-5wt.％，去離子水含量為50-60wt.％。

9、進(jìn)一步地，所述堿金屬選自na、k、rb、cs中的一種，優(yōu)選為k。

10、第二方面，本發(fā)明提供了第一方面任一項(xiàng)所述的乙炔選擇性加氫催化劑的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

11、配制含有pd、ag和堿金屬的混合浸漬液；

12、采用等體積浸漬法將氧化鋁載體浸漬所述混合浸漬液中，后進(jìn)行陳化干燥和第二焙燒，得到所述乙炔選擇性加氫催化劑。

13、進(jìn)一步地，所述pd來源于硝酸鈀；所述ag來源于硝酸銀，所述堿金屬來源于堿金屬的硝酸鹽；所述第二焙燒的工作條件參數(shù)包括：溫度為480～520℃，時(shí)間為3.5～4.5小時(shí)；所述陳化干燥的工作條件參數(shù)包括：陳化9～11小時(shí)后在90～110℃干燥9～11小時(shí)。

14、第三方面，本發(fā)明提供了第一方面第一項(xiàng)和第二方面任一項(xiàng)所述的乙炔選擇性加氫催化劑在乙炔加氫制備乙烯中應(yīng)用。

15、進(jìn)一步地，所述丙烷脫氫制備丙烯的裝置采用固定床反應(yīng)器。

16、本發(fā)明實(shí)施例提供的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比至少具有如下優(yōu)點(diǎn)：

17、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種乙炔選擇性加氫催化劑及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明提供的乙炔選擇性加氫催化劑活性組分穩(wěn)定，強(qiáng)度較高，適應(yīng)性強(qiáng)，可使催化劑在較寬的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的催化活性和穩(wěn)定運(yùn)行能力，彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)的不足。具體來說：

18、1.本發(fā)明方法制備的乙炔選擇性加氫催化劑中貴金屬的分布均勻，穩(wěn)定性優(yōu)良而基本不發(fā)生相變，活性組分不易流失，且含量可根據(jù)工況調(diào)整，適應(yīng)性強(qiáng)。

19、2.本發(fā)明所制備的催化劑反應(yīng)活性高，起活溫度低，工作溫度窗口寬，在70-120℃范圍內(nèi)可使7000ppm左右的乙炔完全轉(zhuǎn)化，并且不會(huì)損耗乙烯。

20、3.本發(fā)明工藝簡單，能量耗費(fèi)低，貴金屬利用率高，產(chǎn)生廢物少并且具備條形擠出成型方法與完整工藝，可快速其實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。

21、4.活性組分穩(wěn)定，強(qiáng)度較高，適應(yīng)性強(qiáng)，可使催化劑在較寬的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的催化活性和穩(wěn)定運(yùn)行能力；具備條形載體的擠出成型方法與完整工藝，浸漬工藝成熟可快速其實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用；貴金屬組分應(yīng)用量少，分布均勻，定性優(yōu)良而基本不發(fā)生相變，活性組分不易流失，適應(yīng)性強(qiáng)。

技術(shù)特征：

1.一種乙炔選擇性加氫催化劑，其特征在于，以乙炔選擇性加氫催化劑干基總重量為基準(zhǔn)，所述乙炔選擇性加氫催化劑包括以下組分：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙炔選擇性加氫催化劑，其特征在于，以乙炔選擇性加氫催化劑干基總重量為基準(zhǔn)，所述乙炔選擇性加氫催化劑包括以下組分：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙炔選擇性加氫催化劑，其特征在于，所述氧化鋁載體為條形α-氧化鋁載體。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的乙炔選擇性加氫催化劑，其特征在于，所述條形α-氧化鋁載體的制備方法包括以下過程：將擬薄水鋁石粉和田菁粉加入捏合機(jī)中干混10-20分鐘，然后加入硝酸和去離子水，捏合30-60分鐘后，出料，放入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠條；條形載體在60-80℃干燥1-2小時(shí)，然后在100-120℃干燥1-2小時(shí)后，在1200-1400℃進(jìn)行第一焙燒4-6小時(shí)，得到所述條形α-氧化鋁載體。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的乙炔選擇性加氫催化劑，其特征在于，以擬薄水鋁石為標(biāo)準(zhǔn)，田菁粉含量為1-5wt.％，硝酸含量為1-5wt.％，去離子水含量為50-60wt.％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙炔選擇性加氫催化劑，其特征在于，所述堿金屬選自na、k、rb、cs中的一種。

7.一種權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的乙炔選擇性加氫催化劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的乙炔選擇性加氫催化劑的制備方法，其特征在于，所述pd來源于硝酸鈀；所述ag來源于硝酸銀，所述堿金屬來源于堿金屬的硝酸鹽；所述第二焙燒的工作條件參數(shù)包括：溫度為480～520℃，時(shí)間為3.5～4.5小時(shí)；所述陳化干燥的工作條件參數(shù)包括：陳化9～11小時(shí)后在90～110℃干燥9～11小時(shí)。

9.一種權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的乙炔選擇性加氫催化劑在乙炔加氫制備乙烯中應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種乙炔選擇性加氫催化劑及其制備方法和應(yīng)用，涉及催化劑技術(shù)領(lǐng)域，以乙炔選擇性加氫催化劑干基總重量為基準(zhǔn)，所述乙炔選擇性加氫催化劑包括以下組分：重量百分含量為0.02?0.08wt.％的Pd，重量百分含量為0.1?0.5wt.％的Ag，重量百分含量為0.5?5wt.％的堿金屬，其余為氧化鋁載體。本發(fā)明提供的乙炔選擇性加氫催化劑活性組分穩(wěn)定，強(qiáng)度較高，適應(yīng)性強(qiáng)，可使催化劑在較寬的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的催化活性和穩(wěn)定運(yùn)行能力，彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)的不足。

技術(shù)研發(fā)人員：梁福陽,楊廣鵬,郭嘉成,王旭芳,施宗波,劉新生,卓潤生
受保護(hù)的技術(shù)使用者：潤和催化劑股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19