丙烷催化脱氢制丙烯催化剂专利技术综述_孙迪波
丙烷脱氢制丙烯工艺流程设计与催化剂评价
丙烷脱氢制丙烯工艺流程设计与催化剂评价工艺流程设计丙烷脱氢制丙烯是一种重要的工业生产过程，其工艺流程设计需要考虑各种因素，包括反应条件、催化剂选择、反应器设计等。
首先，反应条件是工艺流程设计的重要考虑因素之一。
丙烷脱氢反应通常在高温和高压下进行，以提高反应速率和产率。
通常情况下，反应温度在500-600°C之间，压力在2-6 MPa之间。
同时，反应物和产物的流速和比例也需要考虑，以达到理想的反应效果。
其次，催化剂的选择对于工艺流程设计起到至关重要的作用。
在丙烷脱氢制丙烯过程中，使用的主要催化剂是金属氧化物，例如氧化铝或氧化锆。
这些催化剂具有高活性和稳定性，能够有效促进丙烷的脱氢反应。
此外，催化剂的选择还需要考虑成本、可再生性等因素。
在反应器设计方面，工艺流程设计需要考虑反应器的结构和操作条件。
典型的反应器包括固定床反应器和流化床反应器。
固定床反应器结构简单，操作稳定，但存在催化剂活性衰减的问题；流化床反应器可以提供更大的反应表面积和更好的传质性能，但操作复杂度较高。
因此，工艺流程设计需要综合考虑反应器的优缺点，选择适合的反应器类型。
催化剂评价催化剂评价是工艺流程设计中的关键步骤。
通过评价催化剂的活性、选择性和稳定性，可以确定最适合丙烷脱氢制丙烯的催化剂。
催化剂的活性评价通常使用丙烷转化率和丙烯选择性来衡量。
丙烷转化率是指反应中丙烷转化为丙烯的比例，丙烯选择性是指生成丙烯的反应物摩尔比。
通过不同催化剂的活性评价，可以确定最适合丙烷脱氢的催化剂类型。
催化剂的稳定性评价是确定其使用寿命的关键因素。
长时间的反应会导致催化剂表面的积炭和活性衰减，从而降低丙烷转化率和丙烯选择性。
因此，在工艺流程设计中，需要评价催化剂的稳定性，并选择具有较长使用寿命的催化剂。
此外，催化剂的再生性也是评价的重要因素。
一些催化剂在反应过程中会逐渐失去活性，需要定期进行再生或更换。
通过评价催化剂的再生性，可以在工艺流程设计中考虑到催化剂维护和管理的成本。
丙烷脱氢制丙烯工艺pdh
丙烷脱氢制丙烯工艺pdh
丙烷脱氢制丙烯工艺（PDH）是一种化学工艺，可以将丙烷转化为
丙烯。
这种工艺通过在高温高压的反应器中使用催化剂，将丙烷氧化
成丙烯和氢气。
PDH工艺具有高效、环保等诸多优点，因此已经成为全球生产丙烯的主要工艺之一。
PDH工艺的催化剂主要是一些金属氧化物，如铝酸盐、锌锆酸盐等。
PDH工艺可以生产高纯度的丙烯，并且可以通过调整反应条件实现在不同场合的丙烷转化率和丙烯收率。
此外，PDH工艺还能够通过回收和利用氢气，降低生产成本，提高经济效益。
总之，丙烷脱氢制丙烯工艺是一种重要的化学工艺，对于推动化
工行业的发展和改善环境质量具有重要意义。
【CN109926038A】丙烷脱氢催化剂及其制备方法以及丙烷脱氢制丙烯的方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910148497.4(22)申请日 2019.02.28(71)申请人 高化学(江苏)化工新材料有限责任公司地址 226017 江苏省南通市经济技术开发区通顺路6号(72)发明人 张凌峰 陈广忠 张为民 姚斐 (74)专利代理机构 苏州广正知识产权代理有限公司 32234代理人 张汉钦(51)Int.Cl.B01J 21/18(2006.01)C07C 5/333(2006.01)C07C 11/06(2006.01)(54)发明名称丙烷脱氢催化剂及其制备方法以及丙烷脱氢制丙烯的方法(57)摘要本发明公开了一种丙烷脱氢催化剂及其制备方法以及丙烷脱氢制丙烯的方法，使用生物质原料，采用预碳化与碱活化相结合的处理方式，而后经水洗，即得到良好的生物质碳基催化剂。
制备丙烷脱氢制丙烯的催化剂的方法，采用预碳化与碱活化相结合的方式，具体为：（1）将废弃茶叶100℃烘干，破碎后于300~400℃氮气氛围下热处理1~3小时，即得到预碳化的茶叶；（2）然后粉碎，与适宜浓度的氢氧化钠溶液混合，烘干后再次碱活化。
一种丙烷脱氢制丙烯的方法，所述方法包括：在催化剂存在的条件下，将丙烷进行脱氢反应，其创新点在于，所述催化剂为上述方案披露的所述的丙烷脱氢制丙烯的催化剂。
权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 109926038 A 2019.06.25C N 109926038A1.一种丙烷脱氢制丙烯的催化剂，其特征在于：使用生物质原料，采用预碳化与碱活化相结合的处理方式，而后经水洗，即得到良好的生物质碳基催化剂。
2.根据权利要求1所述的丙烷脱氢制丙烯的催化剂，其特征在于：所述生物质原料为废弃茶叶。
3.一种制备权利要求1或2所述的丙烷脱氢制丙烯的催化剂的方法，其特征在于：采用预碳化与碱活化相结合的方式，具体为：（1）将废弃茶叶100℃烘干，破碎后于300~400℃氮气氛围下热处理1~3小时，即得到预碳化的茶叶；（2）然后粉碎，与适宜浓度的氢氧化钠溶液混合，烘干后再次碱活化。
丙烷脱氢制丙烯催化剂研究进展及发展前景
丙烷脱氢制丙烯催化剂研究进展及发展前景摘要：本文主要介绍了Cr系、Pt系、氧化物、非金属氮化物催化剂在丙烷催化脱氢和氧化脱氢反应中的应用研究进展情况，同时对Cr系、Pt系、氧化物、非金属氮化物催化剂的发展前景和方向进行了展望。
关键词：丙烷脱氢;催化剂;Cr系;Pt系丙烯作为当下石油化工领域缺一不可的原料，传统生产方法包括裂解以及作为炼油厂副产物得到。
为了满足日益增长的需求，丙烷脱氢的工艺有两种，包括催化脱氢和氧化脱氢，下面将对每一种工艺的催化剂进行介绍。
工艺所用催化剂主要有Cr系、Pt系、氧化物催化剂、非金属氮化物催化剂等。
1 Cr系催化剂Cr系催化剂具有十分突出的活性，成本较低，常用于丙烷脱氢制丙烯过程中。
一般工业上常选取Cr系催化剂的质量分数为13%-15%的负载量，因为超过这一范围的负载量将会导致Cr系催化剂的活性组份失活，大大降低了催化效率。
对于Cr系催化剂的活性成分来说，具体可分为以下几种，单核Cr（Ⅲ）、双核Cr（Ⅲ）、三核Cr（Ⅲ）、多核Cr（Ⅲ）或Cr2O3簇等具有不同氧化性和不同配位数的Cr物种。
Kang K等人验证了单核Cr（Ⅲ）是反应的活性位，同时转化速率与Cr含量无关，主要是基于CrOx/ZrO2催化体系用于丙烷脱氢的研究得到的。
Delley M F等人验证了多核Cr（Ⅲ）对催化反应起着重要作用，其中“还原Cr3+”具有催化活性，“非还原Cr3+”具有催化惰性。
2 Pt系催化剂工业化丙烷直接脱氢制丙烯的催化剂还有Pt系催化剂。
其中比较出名的是美国UOP公司自主研发的Oleflex工艺，该工艺使用的是Pt系催化剂，主要基于高活性，低污染，低磨损率的优点。
杨维慎等人验证了基于Pt-Sn/Al2O3中加入助剂Mg金属后发现Sn、MgO的加入不仅能够改善Pt-Sn/Al2O3催化剂的稳定性，而且有利于提高催化剂的活性。
上述的丙烷催化脱氢制丙烯的过程中，没有引入氧化剂，其实也可以在制丙烯过程中引入适量的催化剂，常见的氧化剂有O2、CO2、N2O等。
【CN109876808A】一种丙烷脱氢制丙烯的催化剂及其制备与应用【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910145160.8(22)申请日 2019.02.27(71)申请人 中国石油大学(北京)地址 102249 北京市昌平区府学路18号(72)发明人 刘坚 熊鹏辉 李响 杨放 韦岳长 (74)专利代理机构 北京三友知识产权代理有限公司 11127代理人 姚亮 任默闻(51)Int.Cl.B01J 23/648(2006.01)B01J 23/89(2006.01)B01J 23/62(2006.01)B01J 23/656(2006.01)B01J 37/02(2006.01)B01J 37/08(2006.01)B01J 37/18(2006.01)C07C 5/333(2006.01)C07C 11/06(2006.01)(54)发明名称一种丙烷脱氢制丙烯的催化剂及其制备与应用(57)摘要本发明公开了一种丙烷脱氢制丙烯的催化剂及其制备与应用。
该催化剂包括：载体以及负载在载体上的活性组分和第一、第二助剂；所述载体为氧化铝、二氧化硅、分子筛、氧化锆或氧化钛；所述活性组分为铂族贵金属；所述第一助剂为铟，第二助剂为第四周期金属元素。
本发明的催化剂在丙烷脱氢制丙烯的高温反应条件下，在提高丙烷的转化率和丙烯选择性的同时，解决了活性中心铂容易产生积碳失活问题。
权利要求书1页 说明书6页 附图2页CN 109876808 A 2019.06.14C N 109876808A权 利 要 求 书1/1页CN 109876808 A1.一种丙烷脱氢制丙烯的催化剂，其特征在于，该催化剂包括：载体以及负载在载体上的活性组分和第一、第二助剂；所述载体为氧化铝、二氧化硅、分子筛、氧化锆或氧化钛；所述活性组分为贵金属；所述第一助剂为铟，第二助剂为第四周期金属元素。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，以所述催化剂的总质量为标准，所述载体的含量为85％～99.9％，优选为91％～99.7％，更优选为97％～99.4％；所述活性组分的含量为0.01％～5％，优选为0.1％～3％，更优选为0.2％～0.5％；所述铟的含量为0.01％～5％，优选为0.1％～3％，更优选为0.2％～0.5％；所述第二助剂的含量为0.01％～5％，优选为0.1％～3％，更优选为0.2％～1.2％。
丙烷脱氢制丙烯工艺及相关技术要点分析
丙烷脱氢制丙烯工艺及相关技术要点分析摘要:文章基于对丙烷脱氢和传统裂解技术制丙烯技术进行对比论述，对当前较为主流的五种丙烷脱氢工艺进行分析，着重分析了Catofin工艺与Oleflex工艺的应用及其技术要点，以期能够为制丙烯技术的应用推广提供有效参考。
关键词:丙烷脱氢；丙烯；催化剂；工艺技术一、丙烷脱氢制丙烯技术相关概述丙烷脱氢制丙烯的主反应式为:C3H8C3H6+H2，R(25℃)=124.35kJ/(g·mol)。
采取降低反应压力与适当提升反应温度能够提升脱氢催化效率，进而提升丙烷转化效率。
工业丙烷脱氢制丙烯的反应温度通常需要控制在500-680℃，将压力控制在负压与微正压之间。
然而若是片面提升反应温度，会对反应造成负面影响，导致热裂解反应使得催化剂活性降低。
此时需要通过不断的添加催化剂进行反应再生，不但会增加生产成本而且也会为反应装置设计制造增加较大难度。
因此对反应温度及反应剂量的合理控制极为重要。
较之传统的裂解反应制丙烯，丙烷脱氢技术具备三方面的明显优势。
一是进料单一产品单一，反应的主要原料就是丙烷，反应产物除了丙烯之外就是氢气，极易分离提纯；二是原料市场价格较为稳定，并且与丙烯市场不存在直接联系，能够使生产厂家实现对原料成本的合理把控，提高风险规避水平。
此外对于需要大量外购丙烯衍生物的生产厂家而言，可在丙烷市场波动最低点时购进丙烷，提高了其在原料成本与运输成本预算方面的可控性。
至今为止，丙烷脱氢制丙烯技术已历经20多年发展历史，工艺水平得到了较大程度的完善，在工业生产方面的应用也在不断成熟发展。
目前，应用较为主流的丙烯脱氢制丙烯工艺主要有五种： Oleflex工艺、Catofin工艺、流化床(FBD)工艺、蒸汽活化重整(STAR)工艺、PDH工艺。
其中Oleflex工艺与Catofin工艺应用最为成熟、广泛。
二、丙烷脱氢制丙烯工艺及相关技术要点（一）Oleflex工艺Oleflex工艺是UOP公司在上世纪八十年代开发应用的一种丙烷脱氢制丙烯技术。
巴斯夫 丙烷脱氢 催化剂
巴斯夫丙烷脱氢催化剂
以巴斯夫丙烷脱氢催化剂为题，我将从人类视角出发，为您描述一下这一过程。
丙烷脱氢是一种重要的化学反应，对于生产丙烯具有重要意义。
巴斯夫公司研发的丙烷脱氢催化剂是一种高效的催化剂，能够在相对温和的条件下实现丙烷向丙烯的转化。
在这个过程中，催化剂起到了关键的作用。
它可以降低反应的活化能，促进反应的进行，提高反应的选择性和产率。
巴斯夫公司的催化剂采用先进的技术和高纯度的原材料制备而成，具有优异的催化性能。
催化反应发生在催化剂表面的活性位点上。
丙烷首先被吸附在活性位点上，与催化剂表面的氢原子发生作用，形成丙烷中的一个氢被取代为一个丙烯基的中间体。
随后，这个中间体进一步发生重排和脱氢反应，生成丙烯。
催化剂表面的其他位点则参与氢的解离和再吸附过程，实现反应的循环。
巴斯夫公司的丙烷脱氢催化剂具有高的催化活性和稳定性，能够在较低的温度下实现高产率的丙烯生产。
这不仅提高了生产效率，还减少了能源消耗和环境污染。
通过巴斯夫公司的丙烷脱氢催化剂，我们能够更加高效地生产丙烯这一重要的化工原料。
丙烯广泛应用于塑料、橡胶、纺织、电子等
领域，对于推动工业发展和满足人们日常生活的需求起到了重要的作用。
巴斯夫公司不断进行技术创新和研发，致力于提供更加高效、环保的催化剂，为丙烯生产和相关行业的发展做出贡献。
通过以上的描述，我们可以看到巴斯夫公司的丙烷脱氢催化剂在丙烯生产中的重要作用。
这一催化剂的研发和应用，不仅提高了生产效率和产量，还减少了能源消耗和环境污染。
巴斯夫公司将继续致力于催化剂技术的创新，为化工行业的可持续发展贡献力量。
丙烷脱氢制取丙烯的工艺简介
丙烷选择性催化脱氢生产丙烯的技术是在异丁烷脱氢生产异丁烯技术的基础上发展起来的。
目前可供工业应用的丙烷脱氢技术有以下5种：1.Lummus公司的Catofin技术采用固定床工艺和Cr2O3-Al2O3催化剂，反应温度为560-620℃，反应压力为-0.05MPa。
丙烷生成丙烯的总转化率为86%，用1.16t丙烷生产1t丙烯。
第一套工业装置建在比利时的安特卫普，丙烯生产能力为25万t/a，1991年投产。
第二套建在沙特的Jubail，丙烯生产能力为45.5万t/a。
国内第一套建成投产的装置为天津渤化石化有限公司，丙烯生产能力为60万t/a，2013年投产。
其主要优缺点是：•其操作简单、稳定，运行周期长。
•在CATOFIN技术中，催化剂不需要移出，从而使得操作稳定，可靠。
反应器维护低，非计划性停车少。
• 反应器操作条件在综合考虑高转化率、反应选择性和催化剂稳定性后，进一步优化。
44％的单程转化率降低了未反应丙烷的循环量，从而减小了装置回收单元的规模，大大降低了丙烯/丙烷分离塔的投资。
• 技术中使用的最新催化剂有着优异的性能，在装置生产中得到证实，催化剂不含贵金属。
•催化剂对原料的容忍性较好，可承受原料中含有一定量C4以上的重组分、承受二烯烃和炔烃，并且对含氯、含氮和含硫化合物也有较好的承受能力。
• 缺点是反应器台数多，占地面积大。
2. UOP公司的Oleflex技术采用移动床工艺和Pt-Al2O3催化剂，催化剂可以连续再生，类似于炼油厂的连续重整装置，反应温度550-650℃，反应压力>0.1MPa。
丙烷生成丙烯的总转化率为88%。
这是目前世界上工业应用最早和最多的丙烷脱氢技术，有8套工业装置投产。
最早的一套工业装置建在泰国，丙烯生产能力为10万t/a，1990年投产。
最大的一套建在西班牙的Tar-ragona，丙烯生产能力为35万t/a，2003年投产。
Oleflex 工艺的优点：操作连续、负荷均匀，反应器截面上的催化活性不变，催化剂再生在等温下进行。
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工业技术
0 引言
丙烯作为现代工业重要的化工原料，广泛被用于生产聚丙烯、丙
烯腈等化工产品。现今供应的丙烯主要来源于蒸汽裂解装置和炼厂催
化裂化装置的副产或联产。随着聚丙烯等下游产品需求的快速增长，
丙烯需求量迅速增加，导致丙烯资源供应日渐紧张。因此开发多元化
丙烯增产新技术成为热点，其中以丙烷脱氢制丙烯工艺技术最受关注。
1 丙烷催化脱氢制丙烯技术概况
丙烷催化脱氢(PDH)是将丙烷转化为丙烯的催化吸热反应，其热
力学反应方程式为：C3H8==C3H6＋H2 ΔHr,298K=129.4KJ/mol
该反应为强吸热性、可逆反应，受热力学平衡限制，其技术难度大，
制约因素多。因此采用高性能催化剂，使热力学上处于不利地位的脱
氢反应能在动力学上占绝对优势，成为丙烷脱氢制丙烯技术的关键。
目前丙烷脱氢制丙烯实现工业化的主要生产工艺是美国环球油品
公司的Olefl ex工艺和美国ABB鲁玛斯公司的Catofi n工艺。此外还
有德国伍德公司的STAR工艺、以及Snamprogetti公司的FBD工艺、
Linde-巴斯夫公司的PDH工艺等。
2 丙烷催化脱氢制丙烯催化剂专利申请及研究进展
丙烷催化脱氢制丙烯工艺已实现工业化，工艺已比较成熟。但脱
氢催化剂失活较快，需频繁连续再生，因而研制高稳定性、高活性和
高选择性的脱氢催化剂是丙烷催化脱氢制丙烯技术的关键。目前铂系、
铬系催化剂是在工业化丙烷脱氢装置中主要应用的两大类催化剂。目
前工业化的Olefl ex工艺采用的催化剂即铂系催化剂。但其稳定性和
选择性还不是很理想，因此针对如何改进铂系催化剂的选择性和稳定
性，成为当前该领域专利研究的热点和难点。
2.1 添加金属助剂的影响
通过加入其它金属氧化物作为助剂对Pt基催化剂进行修饰，以
提高Pt基催化剂对低碳烷烃的脱氢选择性和稳定性，是目前常用的
改性方法之一。
中石化（公开号CN1088482A）采用共浸的方式将铂、锡、钠
组分浸渍到载体γ-Al2O3上，可有效地抑制积碳。环球油品（公开号
US4595673A）在铂锡组分的基础上添加二元碱金属组分（K和Li），
得到改进的烃类脱氢催化剂。南开大学（公开号CN101411978A）公
开一种丙烷脱氢制丙烯催化剂，其以γ-Al2O3为载体，以铂、锡金属
为主催化剂，以锌和稀土元素为助剂，其中稀土元素优选La、Ce、
Pr、Eu，采用连续等体积浸渍法制备，具有较高的催化活性。德国
BASF公司（公开号DE19937106A1）公开用于C2-C16烃脱氢的多组
分催化剂，其包括负载于氧化锆载体上的a)铂和锡，b)镓、铟、钴和
/或锗，c)根据需要，还含钪、钇和或镧，和d)根据需要，还含碱金
属和/或碱土金属。此外埃尼里瑟奇公司（公开号CN1031946A）以
多孔固体颗粒为载体，沉积铂、锡、铊以及一种碱金属，用于使直链
烷烃脱氢转化成直链烯烃。
2.2 载体的影响
不同的载体也会对铂系催化剂的反应性能产生重要的影响。目前
铂系催化剂主要以γ-Al
2O3
为载体。随着催化技术的不断发展，新型
载体材料不断出现，并被研究用于铂系催化剂。
中科院大连化学物理研究所（公开号CN1239679A）公开一种饱
和烃脱氢用催化剂，其以具有双孔分布大孔径，低堆比重、镁尖晶石
结构的氧化铝为载体，具有较好的活性、选择性以及较高的稳定性。
东南大学（公开号CN101513613A）公开一种以杂原子分子筛为载体
的丙烷脱氢催化剂，该杂原子分子筛作为骨架同时含有第IVA族元素
金属和稀土元素金属的ZSM-5分子筛，使得催化剂具有优异的催化
性能。德国伍德公司（公开号WO2010015341A1）公开一种适用于烷
烃脱氢和氧化烷烃脱氢中作为催化剂载体的材料，该材料被加工成氧
化的或非氧化的陶瓷泡沫，并且其能够含有氧化铝、氧化钙、氧化锡
等多种物质，通过该材料浸渍活性组分制备得到的催化剂，其流体阻
力明显减小，热稳定性和机械强度得到明显提高。清华大学（公开号
CN101623633A）公开一种以硅磷酸铝分子筛为载体的低碳烷烃脱氢制
丙烯催化剂，通过硅磷酸铝分子筛SAPO-34小孔择形作用以及适中的
酸性、高的水热稳定性，使得催化剂脱氢选择性明显提高。
2.3 制备方法改进的影响
催化剂制备方法对Pt系催化剂的反应性能亦有重要的影响，其
原因主要跟Pt、Sn活性组分在催化剂表面的分散状态以及对Sn组分
的稳定作用不同有关。目前主要采用浸渍工艺制备。
当采用浸渍法制备Pt-Sn/Al2O3催化剂时，Pt、Sn共同浸渍还是
分步浸渍对催化剂的性能会产生较大影响。研究表明，先Sn后Pt的
浸渍顺序时，催化剂具有最高的活性。最近德国BASF公司（公开号
WO2012101566A1）公开一种通过火焰喷射热法制备的用于自热丙烷
脱氢的催化剂，其通过将催化活性组分溶液转化成气溶胶，加到直接
或间接加热的热解区进行热解，得到催化剂粒子。该制备方法成本低，
并且省时，所得催化剂在活性和选择性方面与现有技术中通过浸渍工
艺制备的催化剂相当。
3 丙烷催化脱氢制丙烯催化剂领域的展望
从目前全球丙烯生产技术发展来看，丙烯工业的原料和工艺向多
元化、新技术方向发展。而作为该技术的核心关键是高性能的催化剂。
铂系、铬系催化剂作为当前在工业化丙烷脱氢装置中主要应用的两大
类催化剂，对其机理的深入研究以及对产品的改进成为当前乃至今后
很长一段时间的研究重点。对于铂系催化剂，需要深入研究如何降低
铂的含量以降低贵金属催化剂成本，同时提高催化剂的稳定性和单程
寿命。此外积极开发除铬系和铂系催化剂之外的新型催化材料，并用
于丙烷脱氢反应，具有重大的现实意义。
丙烷催化脱氢制丙烯催化剂专利技术综述
孙迪波
（国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心,广州 510535）
摘 要：丙烷脱氢制丙烯技术因其具有丙烯高针对性，成为当前丙烯增产新技术的研究热点。本文从丙烷脱氢制丙烯工艺的关键技术催化剂专
利出发，简要介绍了当前丙烷催化脱氢制丙烯催化剂的专利申请及研究进展，最后对丙烷催化脱氢制丙烯催化剂的发展前景做了展望。
关键词：丙烷；脱氢；丙烯；催化剂；专利
DOI:
10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.015