阅读说明：本技术 一种烷基芳烃脱氢的催化剂的制备方法 (Preparation method of catalyst for alkyl aromatic dehydrogenation ) 是由 王�锋 曾永林 于 2020-03-19 设计创作，主要内容包括：本发明属于催化剂制备技术领域,公开了一种烷基芳烃脱氢的催化剂的制备方法,包括：向含有K<Sub>2</Sub>O、CeO<Sub>2</Sub>、WO<Sub>3</Sub>的烧杯中加入去离子水,得到含有钾盐的水溶液、含有铈盐的水溶液和含有钨盐的水溶液；将得到的水溶液混合均匀后,依次添加Fe<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>粉末、重稀土氧化物、扩孔剂、粘结剂,利用搅拌器充分搅拌均匀,制成有粘性、适合挤条的面团状物；将面团状物进行挤压、活化、成型、干燥和焙烧后,即可得到所述的烷基芳烃脱氢的催化剂。本发明通过氧化钾、氧化铈、氧化钨以及氧化铁的结合,减少了低效物质的引入,稳定和分散了催化剂的活性相；改善了活性位间的电子传递渠道,明显提高了低钾催化剂在低温条件下的活性,有利于工业化生产。(The invention belongs to the technical field of catalyst preparation, and discloses a preparation method of a catalyst for alkyl aromatic dehydrogenation, which comprises the following steps: to contain K 2 O、CeO 2 、WO 3 Adding deionized water into the beaker to obtain an aqueous solution containing potassium salt, an aqueous solution containing cerium salt and an aqueous solution containing tungsten salt; mixing the obtained water solution uniformly, and sequentially adding Fe 2 O 3 The powder, the heavy rare earth oxide, the pore-expanding agent and the binder are fully and uniformly stirred by a stirrer to prepare a sticky dough-like substance suitable for extruding strips; and extruding, activating, forming, drying and roasting the dough-like substance to obtain the catalyst for dehydrogenating the alkyl aromatic hydrocarbon. According to the invention, by combining potassium oxide, cerium oxide, tungsten oxide and iron oxide, the introduction of low-efficiency substances is reduced, and the active phase of the catalyst is stabilized and dispersed; improves the electron transfer channel between active sites and obviously improves the activity of the low-potassium catalystThe activity under low temperature condition is beneficial to industrial production.)

一种烷基芳烃脱氢的催化剂的制备方法

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，尤其涉及一种烷基芳烃脱氢的催化剂的制备方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：工业上烷烯基芳烃主要是由烷基芳烃催化脱氢制得，该方法的关键之一是选择一种活性高、选择性高、稳定性好的脱氢催化剂。目前在工业化投入生产中使用的催化剂以Pt-Sn/Al₂O₃为主，其活性周期约为35天，催化剂的频繁更换导致生产成本的增加；并且其选择性低，只能达到70％，无法适应工业生产的需求。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前工业生产中使用的催化剂以Pt-Sn/Al₂O₃为主，其活性周期短，生产成本高；并且其选择性低，无法适应工业生产的需求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种烷基芳烃脱氢的催化剂的制备方法。

本发明是这样实现的，一种烷基芳烃脱氢的催化剂的制备方法，所述烷基芳烃脱氢的催化剂的制备方法包括以下步骤：

步骤一，按重量百分比分别称量K₂O、CeO₂、WO₃、Fe₂O₃粉末、重稀土氧化物、扩孔剂以及粘结剂。

步骤二，向分别含有K₂O、CeO₂、WO₃的烧杯中加入去离子水，得到含有钾盐的水溶液、含有铈盐的水溶液和含有钨盐的水溶液。

步骤三，将步骤二得到的含有钾盐的水溶液、含有铈盐的水溶液和含有钨盐的水溶液混合均匀后，依次添加Fe₂O₃粉末、重稀土氧化物，搅拌均匀，得到混合溶液A。

步骤四，向混合溶液A中依次加入扩孔剂、粘结剂，并加入所需量的水，利用搅拌器充分搅拌均匀，制成有粘性、适合挤条的面团状物。

步骤五，将步骤四得到的面团状物进行挤压、活化、成型、干燥和焙烧后，即可得到所述的烷基芳烃脱氢的催化剂。

进一步，步骤二中，所述K₂O、CeO₂、WO₃的添加比例按重量百分比计，分别为：K₂O 15～60％，CeO₂12～70％，WO₃10～40％。

进一步，步骤二中，所述CeO₂的制备方法为：

(1)将2g Ce(NO₃)₃·6H₂O固体溶于100mL乙醇中，磁力搅拌；加入1g KOH，持续搅拌，直至溶液颜色变为黄色；

(2)将溶液移入带有聚四氟乙烯的高压反应釜中，180℃下加热24h；

(3)加热结束后使用去离子水洗涤，然后使用无水乙醇洗涤；

(4)80℃下干燥过夜，400℃焙烧4h，得到CeO₂固体；

(5)将氧化铈固体进行研磨，即可得到所述的CeO₂粉末。

进一步，步骤三中，所述Fe₂O₃的比表面积为2～50m²/g，粒度＞160目。

进一步，步骤三中，所述重稀土氧化物选自Er₂O₃或Tm₂O₃中的至少一种。

进一步，步骤三中，所述Fe₂O₃、重稀土氧化物的添加比例按重量百分比计，分别为：Fe₂O₃20～35％，重稀土氧化物12～20％。

进一步，步骤四中，所述加入的扩孔剂为均三甲苯，所述扩孔剂的添加比例按重量百分比计为8～15％。

进一步，步骤四中，所述的粘结剂为氧化铝、氧化硅、硅酸铝中的任意一种；所述粘结剂的添加量占氧化钾、氧化铈、氧化钨、氧化铁总重量的1～3％。

进一步，步骤五中，所述活化的方法为：

升温为300～500℃，持续1～1.5小时；

升温至500～800℃，持续1～1.5小时；

升温至800℃，恒温2～4小时；

活化气氛使用氮气。

进一步，步骤五中，所述催化剂的干燥温度为200～300℃，干燥时间为1～8小时；焙烧温度为450～1000℃，焙烧的时间为4～8小时。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明通过氧化钾、氧化铈、氧化钨以及氧化铁的结合，减少了低效物质的引入，稳定和分散了催化剂的活性相；改善了活性位间的电子传递渠道，明显提高了低钾催化剂在低温条件下的活性；降低了生产成本，有利于工业化生产。

附图说明

图1是本发明实施例提供的烷基芳烃脱氢的催化剂的制备方法的制备方法的流程图。

图2是本发明实施例提供的CeO₂的制备方法流程图。

图3是本发明实施例提供的烷基芳烃脱氢的催化剂实物图。

图4是本发明实施例提供的烷基芳烃脱氢的催化剂的X射线衍射(XRD)图。

图5是本发明实施例提供的烷基芳烃脱氢的催化剂的扫描电镜(SEM)图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种烷基芳烃脱氢的催化剂的制备方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的烷基芳烃脱氢的催化剂的制备方法包括以下步骤：

S101，按重量百分比分别称量K₂O、CeO₂、WO₃、Fe₂O₃粉末、重稀土氧化物、扩孔剂以及粘结剂。

S102，向分别含有K₂O、CeO₂、WO₃的烧杯中加入去离子水，得到含有钾盐的水溶液、含有铈盐的水溶液和含有钨盐的水溶液。

S103，将S102得到的含有钾盐的水溶液、含有铈盐的水溶液和含有钨盐的水溶液混合均匀后，依次添加Fe₂O₃粉末、重稀土氧化物，搅拌均匀，得到混合溶液A。

S104，向混合溶液A中依次加入扩孔剂、粘结剂，并加入所需量的水，利用搅拌器充分搅拌均匀，制成有粘性、适合挤条的面团状物。

S105，将S104得到的面团状物进行挤压、活化、成型、干燥和焙烧后，即可得到所述的烷基芳烃脱氢的催化剂。

本发明实施例提供的步骤S102中，所述K₂O、CeO₂、WO₃的添加比例按重量百分比计，分别为：K₂O 15～60％，CeO₂12～70％，WO₃10～40％。

如图2所示，本发明实施例提供的CeO₂的制备方法包括以下步骤：

S201，将2g Ce(NO₃)₃·6H₂O固体溶于100mL乙醇中，磁力搅拌；加入1g KOH，持续搅拌，直至溶液颜色变为黄色。

S202，将溶液移入带有聚四氟乙烯的高压反应釜中，180℃下加热24h。

S203，加热结束后使用去离子水洗涤，然后使用无水乙醇洗涤。

S204，80℃下干燥过夜，400℃焙烧4h，得到CeO₂固体。

S205，将氧化铈固体进行研磨，即可得到所述的CeO₂粉末。

本发明实施例提供的步骤S103中，所述Fe₂O₃的比表面积为2～50m²/g，粒度＞160目。

本发明实施例提供的步骤S103中，所述重稀土氧化物选自Er₂O₃或Tm₂O₃中的至少一种。

本发明实施例提供的步骤S103中，所述Fe₂O₃、重稀土氧化物的添加比例按重量百分比计，分别为：Fe₂O₃20～35％，重稀土氧化物12～20％。

本发明实施例提供的步骤S104中，所述加入的扩孔剂为均三甲苯，所述扩孔剂的添加比例按重量百分比计为8～15％。

本发明实施例提供的步骤S104中，所述的粘结剂为氧化铝、氧化硅、硅酸铝中的任意一种；所述粘结剂的添加量占氧化钾、氧化铈、氧化钨、氧化铁总重量的1～3％。

本发明实施例提供的步骤S105中，所述活化的方法为：升温为300～500℃，持续1～1.5小时；升温至500～800℃，持续1～1.5小时；升温至800℃，恒温2～4小时；活化气氛使用氮气。

本发明实施例提供的步骤S105中，所述催化剂的干燥温度为200～300℃，干燥时间为1～8小时；焙烧温度为450～1000℃，焙烧的时间为4～8小时。

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。

本发明实施例提供的烷基芳烃脱氢的催化剂实物图如图3所示。本发明制备得到烷基芳烃脱氢的催化剂的结晶度和nSiO₂/nAl₂O₃的测定选用荷兰PANalytical型X射线衍射仪，实验条件为：CuKα辐射(0.1541nm)，管电压40kV，管电流40mA。相对结晶度的测定是根据SH/T0340-92标准方法(《化学工业标准汇编》，中国标准出版社，2000年出版)进行的。本发明实施例提供的烷基芳烃脱氢的催化剂的X射线衍射(XRD)图如图4所示。

按照RIPP151-90标准方法(《石油化工分析方法(RIPP试验方法)》，杨翠定等编，科学出版社，1990年出版)根据吸附等温线测定出催化剂的总孔体积，然后从吸附等温线按照T作图法测定出催化剂的微孔体积，将总孔体积减去微孔体积得到介-大孔体积。本发明实施例提供的烷基芳烃脱氢的催化剂的扫描电镜(SEM)图如图5所示。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。