一种丙烷脱氢催化剂、制备方法及应用

1.本技术涉及一种丙烷脱氢催化剂、制备方法及应用，属于催化剂技术领域。


背景技术：

2.丙烯可以用于生产聚丙烯、环氧丙烷、丁醇、苯酚、丙二醇、丙酮、丙烯酸、丙烯腈、辛醇以及异丙醇等，是一种重要的基础化工原料及石油化工中间体。随着我国经济的快速发展，国内丙烯需求量快速增长。然而，丙烯传统生产技术如蒸汽裂解技术和催化裂化技术副产丙烯途径存在原料轻质化以及产量增速慢等问题。因此，传统工艺生产的丙烯已经无法满足丙烯的需求量。
3.近年来，随着美国页岩气以及中东天然气的大量开采，丙烷脱氢生产丙烯的技术受到了越来越多的关注，取得了较大的发展。该技术具有流程短、收率高、副产物少、投资成本低等优点。目前，应用最广泛的丙烷脱氢工艺为uop的oleflex工艺和lummus的catofin工艺，其催化剂分别采用pt和cr作为活性组分，其载体均为氧化铝。氧化铝是丙烷脱氢催化剂最常用的载体，它具有比表面积大、热稳定性高、机械强度高、能分散金属活性组分等优点。然而，由于氧化铝表面含有较多酸性位点，会加剧氢解、异构化、结焦等副反应的发生，导致丙烯选择性较低。通过在催化剂中添加一定量的碱性金属助剂可在一定程度上抑制副反应的发生。如：美国专利us2014275686a1，us2013072739a1；中国专利：cn103990454a，cn104289220a，cn103787810a等。但丙烯选择性往往仍低于92％。
4.与氧化铝相比，活性炭具有更大的比表面积和弱的酸碱性，其作为丙烷脱氢催化剂载体时可大幅提高丙烯产物的选择性。如，cn109745978a公开了一种以介孔碳材料为载体负载pt-sn的丙烷脱氢催化剂。cn112403458a公开了一种以非金属碳材料为载体负载cr的丙烷脱氢催化剂。cn109926038a则直接以废弃茶叶碳作为丙烷脱氢催化剂。然而，这些已报到的碳材料负载的催化剂大多以粉末状活性炭或椰壳炭等不规则的粒状活性炭为原料，存在成型困难、强度低等问题，难以满足实际工业应用的需求。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种球形活性炭负载的铂系丙烷脱氢催化剂及其制备方法，该催化剂的丙烯选择性高、稳定性好。
6.本发明的目的在于：基于球形高分子聚合物制备球形活性炭载体，并制备具有高丙烯选择性的丙烷脱氢催化剂。
7.根据本技术的一个方面，提供了一种丙烷脱氢催化剂，所述丙烷脱氢催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性组分；
8.所述载体为球形活性炭；
9.所述活性组分包括pt组分、cr组分和碱金属组分。
10.可选地，所述球形活性炭为直径0.5～1.8mm的球形颗粒。
11.可选地，所述球形活性炭选自直径为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、
1.4mm、1.6mm、1.8mm中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
12.可选地，所述球形活性炭的比表面积为700～2200m2/g，孔体积为0.5～1.5ml/g。
13.可选地，所述球形活性炭的比表面积选自700m2/g、800m2/g、1000m2/g、1500m2/g、2000m2/g、2200m2/g中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
14.可选地，所述孔体积选自0.5ml/g、0.7ml/g、0.8ml/g、1.0ml/g、1.2ml/g、1.5ml/g中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
15.可选地，所述球形活性炭具有孔径为0.5～2.0nm的微孔和10～30nm的中孔，中孔数量占比为20～60％。
16.可选地，所述碱金属组分选自钾、钠、铯、锂中的至少一种。
17.可选地，以丙烷脱氢催化剂的总重量为基准，所述载体的含量为75～98.49wt.％，所述pt组分以pt元素计的含量为0.01～0.5wt.％，所述cr组分以cr元素计的含量为0.5～20.0wt.％，所述碱金属组分以碱金属元素计的含量为1.0～5.0wt.％。
18.可选地，当所述碱金属组分为钾时，以钾金属元素计的含量为1.0～4.0wt.％。
19.可选地，当所述碱金属组分为钠时，以钠金属元素计的含量为1.5～5.0wt.％。
20.根据本技术的另一个方面，提供了一种上述所述的丙烷脱氢催化剂的制备方法，所述制备方法包括：
21.将载体在含有pt组分前驱体、cr组分前驱体、碱金属组分前驱体的混合物中，浸渍、干燥、煅烧，得到所述丙烷脱氢催化剂。
22.可选地，所述丙烷脱氢催化剂的制备方法包括：将载体在含有pt组分前驱体、cr组分前驱体和碱金属组分前驱体的混合溶液中浸渍0.5～12h，之后进行干燥和高温惰性气氛下煅烧，其中，所述载体为球形活性炭，所述球形活性炭为0.5～1.8mm的球形颗粒，所述球形活性炭的比表面积为700～2200m2/g，孔体积为0.5～1.5ml/g，具有孔径为0.5～2.0nm的微孔和10～30nm的中孔。
23.可选地，所述载体为球形活性炭，所述球形活性炭的制备方法包括：
24.在非活性气氛下，将球形高分子聚合物炭化处理后，与活化剂接触，活化，得到球形活性炭。
25.可选地，所述载体的制备方法包括以下步骤：
26.(a)将球形高分子聚合物置于惰性条件下进行高温炭化处理，得到球形载体前驱体；
27.(b)将(a)中得到的球形载体前驱体与活化剂在高温下接触，活化，得到球形活性炭载体。
28.可选地，所述载体的制备方法包括以下步骤：
29.(a)将球形高分子聚合物置于惰性条件下进行高温炭化处理，得到球形载体前驱体；
30.(b)将(a)中得到的球形载体前驱体与活化剂在高温下接触，活化，冷却后依次进行酸洗、水洗和烘干，得到球形活性炭载体。
31.可选地，所述球形高分子聚合物选自酚醛树脂、聚苯乙烯树脂、聚丙烯基树脂中的至少一种。
32.可选地，所述活化剂选自水、二氧化碳、koh中的至少一种。
33.可选地，所述非活性气氛选自氮气、氩气、氦气中的至少一种。
34.可选地，所述炭化的温度为600～1000℃，炭化的时间为1～8h。
35.可选地，所述炭化的温度选自600℃、700℃、750℃、800℃、900℃、1000℃中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
36.可选地，所述炭化的时间选自1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
37.可选地，所述活化的温度为550～1100℃，活化的时间为1～8h。
38.可选地，所述活化的温度选自550℃、700℃、750℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
39.可选地，所述活化的时间选自1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
40.可选地，所述pt组分前驱体选自氯铂酸和/或乙酰丙酮铂。
41.可选地，所述cr组分前驱体选自硝酸铬、乙酸铬、氯化铬中的至少一种。
42.可选地，所述碱金属组分前驱体选自氯化钾、氯化钠、硝酸钾、硝酸钠、氯化铯、硝酸锂中的至少一种。
43.可选地，所述载体、pt组分前驱体、cr组分前驱体、碱金属组分前驱体的用量使得制备的丙烷脱氢催化剂中，以所述丙烷脱氢催化剂的总重量为基准，所述载体的含量为75～98.49wt.％，所述pt组分以pt元素计的含量为0.01～0.5wt.％，所述cr组分以cr元素计的含量为0.5～20.0wt.％，所述碱金属组分以碱金属元素计的含量为1.0～5.0wt.％。
44.可选地，所述浸渍的时间为0.5～12h。
45.可选地，所述干燥的温度为60～120℃，干燥的时间为0.5～5h。
46.可选地，所述干燥的温度选自60℃、70℃、75℃、80℃、90℃、100℃、120℃中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
47.可选地，所述干燥的时间选自0.5h、1h、2h、3h、4h、5h中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
48.可选地，所述煅烧的温度为200～700℃，煅烧的时间为1～8h。
49.可选地，所述煅烧的温度选自200℃、300℃、400℃、500℃、600℃、700℃中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
50.可选地，所述煅烧的时间选自1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
51.根据本技术的又一个方面，提供了一种上述所述的丙烷脱氢催化剂在丙烷脱氢制丙烯中的应用，在丙烷脱氢催化剂和氢气的存在下，将丙烷进行脱氢反应，制备丙烯。
52.可选地，所述脱氢反应的条件包括：反应温度为450～700℃，反应压力为0～0.5mpa，丙烷的重时空速为1～20h-1
，氢烃摩尔比为0.25：1～10：1。
53.本发明提供的催化剂是通过下述条件进行评价的：
54.反应温度为450～700℃，反应压力为0～0.5mpa，丙烷的重时空速为1～20h-1
，氢烃摩尔比为0.25：1～10：1。反应的气相产物用气相色谱agilent7890(hp-al2o3/kcl毛细管填充柱，fid检测器)在线分析。
55.本技术能产生的有益效果包括：
56.本发明制备的丙烷脱氢催化剂，以弱酸性、高强度的球形活性炭为载体，负载pt为主活性组分，cr为次活性组分，碱金属为助剂，具有较好的丙烯选择性和催化稳定性。
附图说明
57.图1为本技术实施例1中所制备的球形活性炭载体的n2物理吸附曲线。
58.图2为本技术实施例1中所制备的球形活性炭载体的孔径分布图。
59.图3为本技术实施例7中所制备的催化剂cat-1的实物图。
60.图4为本技术实施例20中所述的催化剂cat-1催化丙烷脱氢制丙烯中转化率的变化图，纵坐标为丙烷转化率，横坐标为时间，单位为小时(h)。
61.图5为本技术实施例20中所述的催化剂cat-1催化丙烷脱氢制丙烯中选择性随时间的变化图，纵坐标为丙烯选择性，横坐标为时间，单位为小时(h)。
具体实施方式
62.下面结合实施例详述本技术，但本技术并不局限于这些实施例。
63.如无特别说明，本技术的实施例中的原料均通过商业途径购买。
64.反应的气相产物用气相色谱agilent 7890(hp-al2o3/kcl毛细管填充柱，fid检测器)在线分析。
65.在本技术实施例中，室温均指“25℃”。
66.以下实验实施例和实验对比例中，
67.丙烷的转化率(％)＝(丙烷的用量-反应产物中丙烷的含量)
÷
丙烷的用量
×
100％；
68.丙烯的选择性(％)＝丙烯的实际产量
÷
丙烯的理论产量
×
100％。
69.实施例1：球形活性炭载体的制备
70.将10g球形酚醛树脂置于高温炉加热区，通入氮气(100ml/min)，将高温炉加热升温，使加热区温度升至750℃，恒温炭化处理4h，得到球形载体前驱体。之后将加热区温度提高至850℃，并向加热区通入水蒸气，进行恒温活化3h，冷却至室温，得到球形活性炭载体，记为sac-1，其详细合成参数列于表1，比表面积、孔容、孔分布等性质列于表2。图1为制备的球形活性炭载体的n2物理吸附曲线图，从图1中可以看出，载体sac-1具有iv型吸附曲线，说明同时具有微孔和介孔孔道。
71.图2为制备的球形活性炭载体的孔径分布图，从图2中可以看出，载体sac-1的微孔孔径为0.7nm和中孔孔径为15～25nm。
72.实施例2-3：球形活性炭载体的制备
73.与实施例1中基本相同，区别在于分别将球形酚醛树脂替换为球形聚苯乙烯树脂和球形聚丙烯腈树脂，其余条件与实施例1中完全相同，得到球形活性炭载体，分别记为sac-2和sac-3，其详细合成参数列于表1，比表面积、孔容、孔分布等性质列于表2。
74.实施例4：球形活性炭载体的制备
75.将10g球形酚醛树脂置于高温炉加热区，通入氮气(100ml/min)，将高温炉加热升温，使加热区温度升至600℃，恒温炭化处理1h，得到球形载体前驱体。之后将加热区温度提高至1100℃，并向加热区通入二氧化碳，进行恒温活化8h，冷却至室温，得到球形活性炭载
体，记为sac-4，其详细合成参数列于表1，比表面积、孔容、孔分布等性质列于表2。
76.实施例5：球形活性炭载体的制备
77.将10g球形聚苯乙烯树脂置于高温炉加热区，通入氮气(100ml/min)，将高温炉加热升温，使加热区温度升至1000℃，恒温炭化处理8h，冷却至室温，得到球形载体前驱体。将该前驱体与10ml含有2g氢氧化钾的溶液混合均匀，之后于110℃烘干去除多余溶剂，所得固体置于高温炉加热区，通入氮气(100ml/min)，将高温炉加热升温，使加热区温度升至加热区温度提高至700℃，进行恒温活化2h，冷却至室温，依次用稀盐酸和去离子水洗涤所得固体至滤液呈中性，经110℃烘干，得到球形活性炭载体，记为sac-5，其详细合成参数列于表1，比表面积、孔容、孔分布等性质列于表2。
78.实施例6：球形活性炭载体的制备
79.与实施例5中基本一致，区别仅在于将恒温炭化处理时间调整为1h，且活化温度变为550℃，其余条件与实施例5中完全相同，得到球形活性炭载体，记为sac-6，其详细合成参数列于表1，比表面积、孔容、孔分布等性质列于表2。
80.对比例1：球形活性炭载体的制备
81.与实施例4中基本相同，区别在于将活化温度提高至1200℃，其余条件与实施例4中完全相同，得到球形活性炭载体，记为dsac-1，其详细合成参数列于表1，比表面积、孔容、孔分布等性质列于表2。
82.对比例2：球形活性炭载体的制备
83.与实施例4中基本相同，区别在于球形树脂经高温炭化后直接降至室温，不经过高温活化处理，其余条件与实施例4中完全相同，得到球形活性炭载体，记为dsac-2，其详细合成参数列于表1，比表面积、孔容、孔分布等性质列于表2。
84.表1上述实施例条件汇总表。
[0085][0086]
表2上述实施例中所得球形活性炭载体的性质汇总。
[0087][0088]
结合表1和表2的数据可以看出，所述球形活性炭的比表面积为700～2200m2/g，孔体积为0.5～1.5ml/g，中孔数量占比为20-60％。
[0089]
实施例7：催化剂的制备
[0090]
将实施例1中得到的球形活性炭载体sac-1进行筛分，得到粒径为0.5～1.8mm的球形活性炭。称取1g筛分出的球形活性炭，并将其浸入1.7ml含有6.5mg氯铂酸、385mg硝酸铬和20mg氯化钾的水溶液中，浸渍1h，60～70℃水浴干燥30分钟，120℃烘箱干燥4小时，在氮气保护下于450℃焙烧4小时。所得催化剂组成为：铂：0.25％，铬：5.0％，钾：1.0％，其余93.75％为载体，记为cat-1。图3为制备的cat-1催化剂的实物图，从图3中可以看出，催化剂cat-1为表面光滑的亮黑色小球，粒径为0.8～1.2mm之间。
[0091]
实施例8：催化剂的制备
[0092]
将实施例1中得到的球形活性炭载体sac-1进行筛分，得到粒径为0.5～1.8mm的球形活性炭。称取1g筛分出的球形活性炭，并将其浸入1.7ml含有0.26mg氯铂酸、1.54g硝酸铬和80mg氯化钾的水溶液中，浸渍0.5h，60～70℃水浴干燥30分钟，120℃烘箱干燥4小时，在氮气保护下于450℃焙烧4小时。所得催化剂组成为：铂：0.01％，铬：20％，钾：4.0％，其余75.99％为载体，记为cat-2。
[0093]
实施例9：催化剂的制备
[0094]
将实施例1中得到的球形活性炭载体sac-1进行筛分，得到粒径为0.5～1.8mm的球形活性炭。称取1g筛分出的球形活性炭，并将其浸入1.7ml含有13mg氯铂酸、38.5mg硝酸铬和20mg氯化钾的水溶液中，浸渍0.5h，60～70℃水浴干燥30分钟，120℃烘箱干燥4小时，在氮气保护下于450℃焙烧4小时。所得催化剂组成为：铂：0.5％，铬：0.5％，钾：1.0％，其余98％为载体，记为cat-3。
[0095]
实施例10：催化剂的制备
[0096]
将实施例1中得到的球形活性炭载体sac-1进行筛分，得到粒径为0.5～1.8mm的球形活性炭。称取1g筛分出的球形活性炭，并将其浸入1.7ml含有6.5mg氯铂酸、38.5mg硝酸铬和38.1mg氯化钠的水溶液中，浸渍12h，60～70℃水浴干燥30分钟，120℃烘箱干燥4小时，在氮气保护下于450℃焙烧4小时。所得催化剂组成为：铂：0.25％，铬：0.5％，钠：1.5％，其余97.75％为载体，记为cat-4。
[0097]
实施例11：催化剂的制备
[0098]
将实施例1中得到的球形活性炭载体sac-1进行筛分，得到粒径为0.5～1.8mm的球形活性炭。称取1g筛分出的球形活性炭，并将其浸入1.7ml含有2.6mg氯铂酸、0.77g硝酸铬和127mg氯化钠的水溶液中，浸渍12h，60～70℃水浴干燥30分钟，120℃烘箱干燥4小时，在氮气保护下于450℃焙烧4小时。所得催化剂组成为：铂：0.1％，铬：10％，钠：5.0％，其余84.9％为载体，记为cat-5。
[0099]
实施例12-16：催化剂的制备
[0100]
与实施例7基本相同，区别仅在于将实施例7中的球形活性炭分别替换为实施例2-6中得到的球形活性炭载体sac-2～sac-6，其余操作与实施例7中完全一致，所得催化剂分别记为cat-6～cat-10。
[0101]
实施例17-18：催化剂的制备
[0102]
与实施例7基本相同，区别仅在于将实施例7中的焙烧温度分别调整为200℃和700℃，其余操作与实施例7中完全一致，所得催化剂分别记为cat-11～cat-12。
[0103]
对比例3-4：催化剂的制备
[0104]
与实施例7基本相同，区别仅在于将实施例7中的球形活性炭分别替换为对比例1-2中得到的球形活性炭载体dsac-1～dsac-2，其余操作与实施例7中完全一致，所得催化剂分别记为dcat-1～dcat-2。
[0105]
对比例5：催化剂的制备
[0106]
为进一步研究球形活性炭载体制备的催化剂丙烷脱氢性能，对比例5中以常规的球形氧化铝(粒径为1.0-1.6mm)为载体制备催化剂。催化剂制备方法：称取1g球形氧化铝载体，并将其浸入1.7ml含有13mg氯铂酸、385mg硝酸铬和20mg氯化钾的水溶液中，浸渍0.5h，60～70℃水浴干燥30分钟，120℃烘箱干燥4小时，在氮气保护下于450℃焙烧4小时。所得催化剂组成为：铂：0.25％，铬：5.0％，钾：1.0％，其余93.75％为载体，记为dcat-3。
[0107]
对比例6：
[0108]
为进一步研究球形活性炭载体制备的催化剂丙烷脱氢性能，对比例6中以常规的椰壳炭(10-30目)为载体制备催化剂。催化剂制备方法：称取1椰壳炭载体，并将其浸入1.7ml含有13mg氯铂酸、385mg硝酸铬和20mg氯化钾的水溶液中，浸渍0.5h，60～70℃水浴干燥30分钟，120℃烘箱干燥4小时，在氮气保护下于450℃焙烧4小时。所得催化剂组成为：铂：0.25％，铬：5.0％，钾：1.0％，其余93.75％为载体，记为dcat-4。
[0109]
对比例7：催化剂制备
[0110]
与实施例7基本相同，区别仅在于将实施例7中的氯铂酸调整为26mg，其余操作与实施例7中完全一致，所得催化剂组成为：铂：1.0％，铬：5.0％，钾：1.0％，其余93％为载体，记为dcat-5。
[0111]
对比例8：催化剂制备
[0112]
与实施例7基本相同，区别仅在于将实施例7中的硝酸铬加入量调整为7.7mg，其余操作与实施例7中完全一致，所得催化剂组成为：铂：0.25％，铬：0.1％，钾：1.0％，其余98.65％为载体，记为dcat-6。
[0113]
表3实施例7-18中制备的催化剂参数汇总。
[0114][0115][0116]
实施例19：丙烷脱氢催化剂反应性能考察
[0117]
在石英管式固定床反应器上对实施例7～18和对比例3～8制备的催化剂进行丙烷脱氢反应性能评价。催化剂装填量0.15g(0.3ml)，在h2条件下，以5℃/min的升温速率升温至600℃，还原2小时，之后通入丙烷，评价时长为24h。反应条件为：温度600℃，压力为0.01mpa，whsv＝6h-1
，h2与c3h8的摩尔比为0.5。反应产物通过气相色谱agilent 7890a在线分析，色谱条件为：进样温度180℃，柱箱温度105℃，fid检测器温度200℃，色谱柱hp-al2o3/kcl。催化剂的丙烷脱氢反应结果列于表4。
[0118]
表4催化剂的催化丙烷脱氢反应的结果汇总。
[0119][0120][0121]
由表4中数据可知，本发明制备的以球形活性炭为载体的催化剂具有较高的催化活性、丙烯选择性和催化稳定性，初始丙烷转化率可达42.2％，丙烯选择性可达98.3％；反应24h后，丙烷转化率可达38.5％，丙烯选择性可以达到98.8％。
[0122]
实施例20：丙烷脱氢催化剂反应性能考察
[0123]
在石英管式固定床反应器上对实施例7制备的催化剂cat-1进行丙烷脱氢反应的长寿命性能评价。催化剂装填量0.15g(0.3ml)，在h2条件下，以5℃/min的升温速率升温至600℃，还原2小时，之后通入丙烷，评价时长为160h。反应条件为：温度600℃，压力为0.01mpa，whsv＝6h-1
，h2与c3h8的摩尔比为0.5。反应产物通过气相色谱agilent 7890a在线分析，色谱条件为：进样温度180℃，柱箱温度105℃，fid检测器温度200℃，色谱柱hp-al2o3/kcl。反应结果随时间的变化曲线如图4和5所示。
[0124]
从图4和图5中可以看出，催化剂cat-1具有优异的催化稳定性，在160h的反应时间内，丙烷转化率仅从41.5％降低至35.8％，丙烯选择性始终维持在98％左右。
[0125]
以上所述，仅是本技术的几个实施例，并非对本技术做任何形式的限制，虽然本技术以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本技术技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

技术特征：
1.一种丙烷脱氢催化剂，其特征在于，所述丙烷脱氢催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性组分；所述载体为球形活性炭；所述活性组分包括pt组分、cr组分和碱金属组分。2.根据权利要求1所述的丙烷脱氢催化剂，其特征在于，所述球形活性炭为直径0.5～1.8mm的球形颗粒；优选地，所述球形活性炭的比表面积为700～2200m2/g，孔体积为0.5～1.5ml/g；优选地，所述球形活性炭具有孔径为0.5～2.0nm的微孔和10～30nm的中孔，中孔数量占比为20～60％；优选地，所述碱金属组分选自钾、钠、铯、锂中的至少一种。3.根据权利要求1所述的丙烷脱氢催化剂，其特征在于，以丙烷脱氢催化剂的总重量为基准，所述载体的含量为75～98.49wt.％，所述pt组分以pt元素计的含量为0.01～0.5wt.％，所述cr组分以cr元素计的含量为0.5～20.0wt.％，所述碱金属组分以碱金属元素计的含量为1.0～5.0wt.％；优选地，当所述碱金属组分为钾时，以钾金属元素计的含量为1.0～4.0wt.％；优选地，当所述碱金属组分为钠时，以钠金属元素计的含量为1.5～5.0wt.％。4.权利要求1至3任一项所述的丙烷脱氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将载体在含有pt组分前驱体、cr组分前驱体、碱金属组分前驱体的混合物中，浸渍、干燥、煅烧，得到所述丙烷脱氢催化剂。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述载体为球形活性炭，所述球形活性炭的制备方法包括：在非活性气氛下，将球形高分子聚合物炭化处理后，与活化剂接触，活化，得到球形活性炭；优选地，所述球形高分子聚合物选自酚醛树脂、聚苯乙烯树脂、聚丙烯基树脂中的至少一种；优选地，所述活化剂选自水、二氧化碳、koh中的至少一种；优选地，所述非活性气氛选自氮气、氩气、氦气中的至少一种。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述炭化的温度为600～1000℃，炭化的时间为1～8h；优选地，所述活化的温度为550～1100℃，活化的时间为1～8h。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述pt组分前驱体选自氯铂酸和/或乙酰丙酮铂；优选地，所述cr组分前驱体选自硝酸铬、乙酸铬、氯化铬中的至少一种；优选地，所述碱金属组分前驱体选自氯化钾、氯化钠、硝酸钾、硝酸钠、氯化铯、硝酸锂中的至少一种；优选地，所述载体、pt组分前驱体、cr组分前驱体、碱金属组分前驱体的用量使得制备的丙烷脱氢催化剂中，以所述丙烷脱氢催化剂的总重量为基准，所述载体的含量为75～98.49wt.％，所述pt组分以pt元素计的含量为0.01～0.5wt.％，所述cr组分以cr元素计的
含量为0.5～20.0wt.％，所述碱金属组分以碱金属元素计的含量为1.0～5.0wt.％。8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述浸渍的时间为0.5～12h；优选地，所述干燥的温度为60～120℃，干燥的时间为0.5～5h；优选地，所述煅烧的温度为200～700℃，煅烧的时间为1～8h。9.权利要求1至3任一项所述的丙烷脱氢催化剂在丙烷脱氢制丙烯中的应用，其特征在于，在丙烷脱氢催化剂和氢气的存在下，将丙烷进行脱氢反应，制备丙烯。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述脱氢反应的条件包括：反应温度为450～700℃，反应压力为0～0.5mpa，丙烷的重时空速为1～20h-1
，氢烃摩尔比为0.25：1～10：1。

技术总结
本申请公开了一种丙烷脱氢催化剂、制备方法及应用，所述丙烷脱氢催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性组分；所述载体为球形活性炭；所述活性组分包括Pt组分、Cr组分和碱金属组分。其中，所述载体为球形活性炭，所述球形活性炭为0.5～1.8mm的球形颗粒，所述球形活性炭的比表面积为700～2200m2/g，孔体积为0.5～1.5mL/g，具有孔径为0.5～2.0nm的微孔和10～30nm的中孔。本发明制备的以球形活性炭为载体的催化剂具有较高的催化活性、丙烯选择性和催化稳定性。化稳定性。化稳定性。


技术研发人员：顾彬 孙承林 李敬美
受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/9/20