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CN116917036A - 丁烷氢解负载型催化剂，负载型催化剂的制备方法和乙烷的制备方法 - Google Patents

丁烷氢解负载型催化剂，负载型催化剂的制备方法和乙烷的制备方法 Download PDF

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CN116917036A
CN116917036A CN202180031910.4A CN202180031910A CN116917036A CN 116917036 A CN116917036 A CN 116917036A CN 202180031910 A CN202180031910 A CN 202180031910A CN 116917036 A CN116917036 A CN 116917036A
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butane
catalyst
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catalytic
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白秉眕
伊斯特万·伦吉尔
凯瑟琳·巴尔通
妮塔·库尔卡尼
达斯汀·菲克尔
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SABIC Global Technologies BV
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Abstract

描述了丁烷氢解催化剂。用于丁烷氢解为乙烷的负载型催化剂可以包含载体和催化性晶体双金属组合物，所述催化性晶体双金属组合物包含连接到载体上的钼‑铱(Mo‑Ir)晶体组合物。负载型催化剂的BET比表面积至少为100m2/g、优选100m2/g至500m2/g。还描述了催化剂的制备方法和使用方法。

Description

丁烷氢解负载型催化剂，负载型催化剂的制备方法和乙烷的 制备方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年5月8日提交的美国临时专利申请第63/022,124号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
发明背景
A.发明领域
本发明通常涉及用于丁烷氢解生成乙烷的负载型催化剂。本发明的负载型催化剂可以具有至少100m2/g的BET比表面积，并且包含连接到载体上晶体催化性的双金属组合物。
B.相关技术描述
低碳烷烃，特别是乙烯，可以通过丁烷(C4)蒸汽裂解工艺获得。然而，丁烷原料的蒸汽裂解产生的乙烯产率相对较低。丁烷氢解和蒸汽裂解的选择性结合可以产生所需的烯烃。在一些情况下，氢解反应可以是有利的。丁烷的氢解反应如反应方程1至3所示，可生成甲烷、乙烷和丙烷。
n-C4H10+H2→2C2H6 (1)
n-C4H10+H2→C3H8+CH4 (2)
i-C4H10+H2→C3H8+CH4 (3)
反应式1是预期的氢解反应，而反应式2和3是副反应。
在丁烷氢解反应中，理想的丁烷氢解催化剂对乙烷具有选择性，以最小化副产物(例如甲烷和丙烷)的碳损失。在丁烷转化率约为80至90％的情况下，传统的基于铱(Ir)的催化剂的乙烷选择性为60％至70％。然而，此类催化剂的缺点在于，只有在高温下(例如，超过300℃)才能实现反应，这可能会危及反应器操作的安全性，并可能由于反应的放热特性而导致热失控。此外，诸如Ir和铂(Pt)等贵金属的使用可导致巨大的资本成本。例如，Ir不容易获得而且很难从废催化剂中回收。
人们已描述了各种高乙烷选择性的经济有效的丁烷氢解催化剂的尝试。例如，Shapley等人(J.Phys.Chem.1990,94,1190-1196)描述了气相氧化铝(Cp为n5-C5H5)上用于丁烷氢解催化的有机金属团簇诸如CpMoIr3(CO)、Cp2Mo2Ir3(CO)10,其在215℃时乙烷选择性为70％。该催化剂的缺点在于此温度下的丁烷转化率低于5重量％。
虽然人们已描述了制备丁烷氢解催化剂的尝试，但仍然需要高乙烷选择性和高丁烷转化率的经济有效的催化剂。
发明内容
已经发现与丁烷氢解高温操作相关的至少一个问题的解决方案。至少一个解决方案包括使用晶体的催化性的双金属组合物，该组合物包括附着到载体上的钼和铱(Mo-Ir)晶体组合物。用BET法测量催化剂的比表面积至少为100m2/g，优选100m2/g至500m2/g。该催化剂可以使丁烷氢解为乙烷的选择性至少为50％，优选70％，最优选75％。在240℃至325℃的反应温度下，催化剂的丁烷转化率至少为50％。值得注意的是，晶体催化性的双金属组合物不需要有机配体来稳定金属。本发明催化剂的碳结合能还可以近似于8族和9族贵金属上的碳-碳结合能，所述贵金属优选使用DFT计算确定的金属Ir。
在本发明的一方面，描述了用于丁烷氢解的负载型催化剂。负载型丁烷氢解催化剂可以包含载体和包含附着到载体上的钼-铱(Mo-Ir)晶体组合物的催化性晶体的双金属组合物，。负载型催化剂的BET比表面积至少为100m2/g，优选100m2/g至500m2/g。使用化学吸附法或显微镜检查法测定的催化性的晶体双金属组合物的粒径可以为1nm至10nm或其间的任意值或范围(例如，1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm)。载体可以包含氧化铝(Al2O3)、沸石、二氧化钛(TiO2)或二氧化硅(SiO2)或其组合。在优选实施方案中，晶体的催化性的Mo-Ir组分不包含有机配体，优选环戊二烯配体。换言之，晶体的催化性双金属组合物不含有机配体，优选环戊二烯配体。催化剂可以包含0.1重量％至5重量％的全晶体MoIr组合物，优选0.1重量％至3重量％，或其间的任意值或范围(例如0.1重量％、0.5重量％、1重量％、1.5重量％、2.0重量％、2.5重量％、3.0重量％、3.5重量％、4.0重量％、4.5和5重量％)。Mo:Ir摩尔比可以为1:3至4:1或其间的任意值或范围，优选1：3。晶体的催化性的Mo-Ir组合物可以包括MoIr3晶体结构、Mo3Ir晶体结构或MoIr4晶体结构或其混合物。本发明的负载型催化剂的非限制性实例是0.1重量％至5重量％的在Al2O3载体上的MoIr3，优选0.6重量％的MoIr3，Al2O3载体优选γ-Al2O3。
在本发明的另一方面，描述了制备乙烷的方法。制备乙烷的方法可以包括在足以使丁烷(例如，正丁烷或异丁烷和正丁烷的混合物)氢解并产生乙烷的条件下，使本发明的负载型丁烷氢解催化剂与丁烷接触。接触条件可以包括240℃至325℃、优选260℃至300℃的温度，0.35MPa至1.4MPa的压力，1h-1至10h-1、优选1h-1至4h-1的重时空速(WHSV)，或其组合。在接触条件下，负载型催化剂可具有至少70％、优选50％至90％、更优选70％至80％、或最优选约75％的乙烷选择性。在一些实施方案中，在240℃至325℃的反应温度下，丁烷转化率至少为50％，优选50％至95％，更优选70％至90％。如实施例中所示，以非限制的方式，在相同的反应条件和催化剂中催化性金属的总重量百分比相同的情况下，本发明的催化剂的丁烷转化率比对比Ir催化剂的至少大5倍，优选大10倍。
在本发明的又一方面，描述了制备本发明的负载型催化剂的方法。方法可以包括用催化性Mo-Ir前驱体组合物浸渍载体以形成浸渍的载体/Mo-Ir前驱体组合物材料，以及热处理干燥浸渍的载体/Mo-Ir前驱体组合物材料以形成本发明的负载型晶体Mo-Ir催化剂。载体可以包括γ-氧化铝挤出物、沸石(例如，ZSM-5)、二氧化钛挤出物、二氧化硅挤出物或其混合物。在一些实施方案中，浸渍可以包括将催化性金属前驱体组合物滴加到载体上，并搅拌浸渍的载体/催化性金属前驱体组合物2小时至24小时。热处理可包括在85℃至100℃的温度下干燥浸渍的载体/催化性金属前驱体组合物2小时至24小时，以及在275℃至350℃的温度下煅烧干燥的浸渍载体/催化性金属前驱体。
贯穿本申请讨论了本发明的其他实施方案。关于本发明的一个方面讨论的任何实施方案也适用于本发明的其他方面，反之亦然。本文描述的每个实施方案均理解为适用于本发明的其他方面的本发明的实施方案。预期本文讨论的任何实施方案或方面可以结合与本文讨论的其他实施方案或方面和/或针对本发明的任何方法或组合物来实现，反之亦然。此外，本发明的组合物可用于实现本发明的方法。
以下包括本说明书中使用的各种术语和短语的定义。
术语“大约”或“约”被定义为本领域普通技术人员所理解的接近于。在一个非限制性实施方案中，该术语被定义为在偏差在10％以内，优选偏差在在5％以内，更优选在偏差在1％以内，并且最优选在偏差在0.5％以内。
术语“重量％”、“体积％”或“摩尔％”分别指基于包含组分的物质的总重量、总体积或总摩尔数的组分的重量百分比、体积百分比或摩尔百分比。在非限制性实例中，100g物质中的10g组分是10重量％的组分。
术语“基本上”及其变体被定义为包括偏差在10％以内、偏差在5％以内、偏差在1％以内或偏差在0.5％以内的范围。
当在权利要求书和/或说明书中使用时，术语“抑制”或“减少”或“防止”或“避免”或这些术语的任何变体，包括实现期望结果的任何可测量的降低或完全抑制。说明书和/或权利要求书中使用的术语“有效”是指足实现到希望的、期望的或预期的结果。
当与权利要求书或说明书中的术语“包含”、“包括”、“含有”或“具有”中的任何一个结合使用时，要素之前没有数量词可以表示“一个”，但也与“一个或更多个”、“至少一个”和“一个或多于一个”的含义一致。
词语“包含”、“具有”、“包括”或“含有”是包含的或开放的，并且不排除其他未提及的元素或方法步骤。
本发明的催化剂可以“包含”、“基本上组成为”或“组成为”特定的成分、组分、组合物等，在整个说明书中公开。关于过渡短语“基本上组成为”，在一个非限制性方面，本发明催化剂的基本和新颖特征是其催化丁烷氢解以制备乙烷的能力。
本发明的其他目的、特征和优点将从以下附图、具体实施方式和实施例中变得明显。然而，应当理解，附图、具体实施方式和实施例虽然说明了本发明的具体实施例时，但只是为了说明，而不是为了加以限制。此外，预期对于本领域技术人员来说，由该具体实施方式，在本发明的精神和范围内的改变和修改将变得明显。在其他实施方案中，来自特定实施方案的特征可以与来自其他实施方案的特征相结合。例如，来自一个实施方案的特征可以与来自任何其他实施方案的特征相结合。在其他实施方案中，可将其他特征添加到本文所述的具体实施方案中。
附图说明
通过以下具体实施方式和参考附图本发明的优点对本领域技术人员可变得明显。
图1是使用本发明的丁烷氢解催化剂制备乙烷的反应器系统的示意图。
虽然本发明容易有各种修改和替代形式，但其具体实施方案在图中以实例的方式示出。附图可能不是按比例绘制的。
具体实施方式
已经发现了与丁烷转化为乙烷相关问题的至少一种解决方案。解决方案可以包括经济有效的催化剂，其碳结合能近似于金属Ir上的碳结合能。催化剂可以包括连接在载体上的6族金属/Ir晶体组合物。优选地，该催化剂包括连接在载体上的催化性双金属(例如，Mo-Ir)组合物。
本发明的这些和其他非限制性方面将在以下部分中进一步详细讨论。
A.催化剂
本发明的催化剂可以包含载体和催化性双金属组合物。催化剂的比表面积可以为至少100m2/g或100m2/g至500m2/g、或100m2/g、150m2/g、200m2/g、250m2/g、300m2/g、350m2/g、400m2/g、450m2/g或500m2/g，或其间的任意值或范围。载体可以是氧化铝(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、沸石、或其混合物或其组合。沸石的非限制性实例包括ZSM-5、ZSM-11、Y、高硅Y、USY、EU-1、EU-2、β、L、镁碱沸石、CHA、SSZ-16、Nu-3、σ-1、Silicalite-1及其组合。在一些实施方案中，沸石是ZSM-5。在优选的实施方案中，载体是γ-Al2O3。催化性双金属组合物可以包括晶体催化性Mo-Ir、Ir-铂(Pt)和Ir/Ti组合物。在优选的实施方案中，可以使用晶体催化性Mo-Ir组合物。催化剂中Mo-Ir的总摩尔比可以为1:3至4:1，或1:3、2:3、2:1、3:1或4:1，或其间的任意范围或值。在优选的情况下，催化剂中Mo-Ir的总摩尔比为1:3。晶体催化性双金属组合物(例如，晶体Mo-Ir材料)的总量可以为0.1重量％至5重量％、或0.2重量％至1重量％、或0.1重量％、0.2重量％、0.3重量％、0.4重量％、0.5重量％、0.6重量％、0.7重量％、0.8重量％、0.9重量％、1.0重量％、1.5重量％、2.0重量％、2.5重量％、3.0重量％、3.5重量％、4.0重量％、4.5重量％、或5重量％或其间的任意范围或值。在优选的情况下，晶体催化性双金属组合物的总量可以为约0.55重量％至0.65重量％或约0.6重量％。晶体催化性双金属组合物的粒径可以为1nm至10nm、或1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm或其间的任意值或范围。当晶体催化性双金属组合物包括Mo-Ir晶体组合物时，它可以包括MoIr3晶体结构、Mo3Ir晶体结构或MoIr4晶体结构，或者MoIr3、Mo3Ir和MoIr4晶体结构的混合物。这些结构可以各自附着到载体上。晶体催化性双金属组合物(例如Mo-Ir晶体组合物)可以附着到金属氧化物表面或沸石表面或催化剂的部分晶格上。这种连接可以通过化学键来实现。在具体情况下，键可以是M-O键(其中M是来自催化剂的金属，O是来自载体的氧)。晶体催化性双金属组合物不含有机配体(例如，不可检测或0重量％至0.001重量％)。在一个实施方案中，晶体Mo-Ir催化剂不含环戊二烯配体。
催化剂可以使用浸渍法制备。在优选的方面，可以使用初湿润浸渍法。催化性金属前驱体可以溶解在去离子水中，形成单独的催化性金属前驱体溶液。催化性金属前驱体可以以金属硝酸盐、金属胺、金属氯化物、金属配位络合物、金属硫酸盐、金属磷酸盐水合物、金属络合物或其任意组合的形式获得。金属前驱体化合物的实例包括氯铱酸和七钼酸铵。这些金属或金属化合物可以从任何化学品供应商处购买，例如Sigma-Aldrich(美国密苏里州圣路易斯)、Alfa-Aeaser(美国马萨诸塞州沃德希尔)和Strem Chemicals(美国马萨诸塞州纽伯里波特)。这两种溶液可以混合形成组合的催化性金属前驱体溶液，或者单独使用。可以将催化性金属前驱体溶液或组合的催化性金属前驱体溶液添加到已知量的载体(例如，称重的氧化铝挤出物)中，并在环境温度(例如，20℃至35℃)下搅拌一段时间(例如，2小时至24小时)以形成催化性金属前驱体/载体组合物。可通过在80℃至100℃或约90℃的温度下干燥催化性金属前驱体/载体组合物来除去水。干燥后，催化性金属前驱体/载体组合物可以在275℃至350℃或275℃至285℃或其间的任意范围或值的空气中煅烧。催化性金属前驱体/载体组合物的煅烧形成催化性晶体双金属组合物，并将该组合物附着到载体上。
B.由丁烷制备乙烷的方法
图1描述了使用本发明催化剂用一个反应器进行丁烷氢解的过程示意图。反应器100可以包括用于H2反应物进料的入口102、用于丁烷反应物进料的入口104、被配置为与入口102和104流体连通的反应区106(例如，固定床反应器)、以及被配置为与反应区106流体连通并被配置为从反应区移除氢解产物蒸汽的出口108。反应区106可以包括本发明的氢解催化剂。H2反应物进料可以通过入口102进入反应区106。反应物进料可以是丁烷(例如，异丁烷和正丁烷)的混合物。在一些实施方案中，H2反应物进料和/或丁烷反应物进料可用于维持反应区106内的压力。在一些实施方案中，反应物进料蒸汽包括丙烷或微量C5(例如，含有5个碳原子的烃)。在一些实施方案中，同时提供和预混合反应物进料。在一些实施方案中，反应物进料可以从富含H2到理想的H2/烃比分阶段提供。产物蒸汽可以通过产物出口108从反应区106中移除。产物蒸汽可以被送到其他处理单元(例如，分离单元、异构化单元等)、储存和/或运输。
反应器100可以包括一个或多于一个用来控制反应混合物的反应温度和压力的加热和/或冷却装置(例如，绝缘体、电加热器、壁上的夹套式换热器)或控制器(例如，计算机、流量阀、自动阀等)。虽然只示出了一个反应器，但应理解，多个反应器可以被容纳在一个单元中，或者多个反应器容纳在一个传热单元中。在一些实施方案中，可以使用一系列具有级间的冷却/加热装置的物理分离的反应器，包括热交换器、熔炉、明火加热器等。
温度、压力和WHSV可以根据要进行的反应而变化，并且在执行该反应的人员(例如，工程师或化学家)的技能范围内。温度可以为240℃至约325℃、250℃至300℃、270℃至290℃，或者其间的任意范围或值。压力可以为约0.35MPa至1.4MPa或0.35MPa、0.40MPa、0.45MPa、0.50MPa、0.55MPa、0.60MPa、0.65MPa、0.70MPa、0.75MPa、0.8MPa、0.85MPa、0.9MPa、0.95MPa、1.0MPa、1.1MPa、1.2MPa、1.3MPa、1.4MPa或其间的任意范围或值。丁烷的WHSV可以为1h-1至10h-1、或1h-1、2h-1、3h-1、4h-1、5h-1、6h-1、7h-1、8h-1、9h-1、10h-1或其间的任意范围或值。
产物蒸汽可以包括甲烷、丙烷、乙烷和未反应的反应物。产物可以使用已知的分离方法进行分离。产生的甲烷可以用作系统的燃料，也可以与蒸汽反应生成氢气。产生的乙烷可以被送到其他处理单元，例如被送到蒸汽裂解单元来制备乙烯。产生的丙烷可以被送到其他处理单元，例如，与乙烷一起被送到裂解单元，或通过丙烷脱氢专用于丙烯的制备。未反应的丁烷和/或氢气可以回收到反应器中。在一些实施方案中，包括异丁烷的未反应的丁烷可被送至反向异构化单元以增加未反应进料蒸汽中正丁烷的量。
使用本发明的催化剂，乙烷选择性可为至少70％、50％至90％、70％至80％、或70％、75％、80％、85％、90％或其间的任意值或范围。在优选实施方案中，乙烷选择性为至少约75％。在一些实施方案中，在240℃至290℃的反应温度下，丁烷转化率可以为至少50％、50％至95％、70％至90％，或至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％或90％，或其间的任意值或范围。
实施例
本发明将通过具体实施例更详细地描述。下面的实施例仅为说明目的而提供，不意味着以任何方式限制本发明。本领域技术人员来说很容易识别出各种非关键参数，这些参数可以通过改变或修改来产生基本上相同的结果。
实施例1
(Mo-Ir/氧化铝催化剂的合成)
分别将H2IrCl6·(6H2O)(0.14g，0.51％，MilliporeSigma，美国)和(NH4)6Mo7O24·(4H2O)(0.02g，0.07％，MilliporeSigma)溶解于去离子水(5mL)中。每种溶液都经过充分搅拌，然后混合在一起。将混合溶液滴加到称重的γ-氧化铝挤出物(10.0g，Sasol，SG 6173，南非)中，并在室温(25℃)下搅拌3小时。然后将挤出物在烘箱中于90℃干燥3小时，随后在280℃下煅烧，得到MoIr3(0.6重量％)/Al2O3催化剂。
实施例2
(Ir/氧化铝对比催化剂的合成)
将H2IrCl6·(6H2O)(0.161g，0.80％)溶于去离子水(5mL)中。将溶液滴加到称重的γ-氧化铝挤出物(10g)中，并在室温(30℃)下搅拌3小时。然后将挤出物在烘箱中于90℃干燥3小时，随后在280℃下煅烧，得到MoIr3(0.6重量％)/Al2O3催化剂。
实施例3
(通过丁烷氢解制备乙烷的方法)
本发明的催化剂(实施例1，MoIr3(0.6重量％)/Al2O3)和对比催化剂(实施例2，Ir(0.6重量％)/Al2O3)在相同的条件下进行了试验。试验在等温条件下,在21英寸三区应用测试系统(ATS)蛤壳式炉加热的1/2英寸外径(壁厚0.049英寸)×20英寸长的无缝316不锈钢反应器管中完成。反应器管装有一个内部1/8英寸七点式热电偶探头(ω)以控制炉子加热和监测催化剂床层的温度。通过低流量小型科里奥利质量流量计(Bronkhors，M12型，0g/h至50g/h)将烃进料(美国空气公司(Airgas)研究级)作为液体引入系统，同时通过热质量流量控制器(布鲁克斯(Brooks)，5850E型，0sccm至1000sccm)引入氢(美国普莱克斯公司(Praxair)UHP)。烃被蒸发，进料于140℃至150℃下在反应器上游混合。位于反应器下游的背压调节器(0psig至700psig)控制系统的压力。反应器床由三个4英寸层组成：中心催化剂床层用碳化硅(Greystar，30目)稀释，两侧是碳化硅层。用大约1/8英寸的硅烷化玻璃纤维(色谱科(Supelco)20410)分隔并支撑每一层。装填反应器床层，使得催化剂床层完全位于炉子的中心区等温区内。五个内部热电偶点中的三个位于催化剂床的顶部、中部和底部。一般而言，这三个点的ΔT<1℃。反应条件为WHSV＝4h-1、H2/HC＝2.5、丁烷进料比i-C4H10:n-C4H10为3:7。反应温度为250℃至300℃。
试验结果列于表1中，在250℃的温度下，与对比催化剂(Ir/Al2O3)相比，本发明的催化剂(MoIr3/Al2O)显示出几乎高10倍的催化活性，对比催化剂在该温度下仅显示出1％的正丁烷转化率。在250℃的温度下，本发明催化剂的乙烷选择性比Ir/Al2O3催化剂高了7％。
表1
实施例4
(密度泛函理论(DFT)计算)
密度泛函理论(DFT)计算表明，丁烷氢解反应速率的决定步骤(RDS)是中间体[CH3C-CCH3]中的C-C裂解，描述符值为碳结合能。根据此相关性，预测该催化剂的碳结合能类似于金属Ir上的碳结合能。
****
尽管已经详细描述了本申请的实施方案和它们的优点，但应理解，在不脱离由所附权利要求限定的实施方案的精神和范围的情况下，可以在此进行各种改变、替换和变更。此外，本申请的范围不旨在限于说明书中描述的工艺、机器、制造、物质组合物、装置、方法和步骤的特定实施方案。如本领域普通技术人员将从上述公开内容中容易理解的，可以利用目前存在的或以后将要开发的与执行本文所述的相应实施方案基本相同的功能或实现基本相同的结果的工艺、机器、制造、物质组合物、装置、方法或步骤。因此，所附权利要求旨在将这样的工艺、机器、制造、物质组合物、装置、方法或步骤包括在其范围内。

Claims (20)

1.一种用于丁烷氢解生成乙烷的负载型催化剂，所述负载型催化剂包含：
载体；和
晶体催化性双金属材料，其包含附着到载体上的晶体催化性钼-铱(Mo-Ir)组合物，
其中，负载型催化剂的BET比表面积至少为100m2/g，优选100m2/g至500m2/g。
2.根据权利要求1所述的负载型丁烷氢解催化剂，其中载体包括氧化铝(Al2O3)、沸石、二氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)或其组合。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的负载型丁烷氢解催化剂，其中晶体催化性Mo-Ir组合物不含有机配体，优选环戊二烯配体。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的负载型丁烷氢解催化剂，其包含0.1重量％至5重量％、优选0.1重量％至3重量％、最优选0.5重量％至0.7重量％的全晶体催化性MoIr组合物。
5.根据权利要求1至2中任一项所述的负载型丁烷氢解催化剂，其中Mo-Ir组合物中Mo-Ir的摩尔比为1:3至4:1，优选1:3。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的负载型丁烷氢解催化剂，其中晶体催化性Mo-Ir组合物包括MoIr3晶体结构、Mo3Ir晶体结构或MoIr4晶体结构或其混合物。
7.根据权利要求6所述的负载型丁烷氢解催化剂，其包含0.1重量％至5重量％的MoIr3。
8.根据权利要求7所述的负载型丁烷氢解催化剂，其包含0.4重量％至0.8重量％的负载在Al2O3载体上的MoIr3。
9.根据权利要求8所述的负载型丁烷氢解催化剂，其中催化剂是0.6重量％的负载在Al2O3载体上的MoIr3催化剂。
10.根据权利要求1至2中任一项所述的负载型丁烷氢解催化剂，其中催化剂的碳结合能近似于金属Ir上的碳结合能。
11.根据权利要求1至2中任一项所述的负载型丁烷氢解催化剂，其中在240℃至325℃的反应温度下，负载型催化剂的丁烷氢解生成乙烷的选择性至少为50％、优选70％、最优选75％。
12.根据权利要求1至2中任一项所述的负载型丁烷氢解催化剂，其中负载型催化剂的丁烷转化率为至少50％，优选90％。
13.一种制备乙烷的方法，所述方法包括在足以使丁烷氢解并产生乙烷的条件下，使权利要求1至2中任一项所述的负载型丁烷氢解催化剂与丁烷接触。
14.根据权利要求13所述的方法，其中接触条件包括240℃至325℃、优选260℃至300℃的温度，0.35MPa至1.4MPa的压力，1h-1至10h-1的丁烷重时空速或其组合。
15.根据权利要求13所述的方法，其中负载型催化剂的乙烷选择性至少为70％、优选50％至90％、更优选70％至80％、或最优选至少75％。
16.根据权利要求13所述的方法，其中在240℃至290℃的反应温度下，丁烷转化率至少为50％，优选50％至95％，更优选70％至90％。
17.根据权利要求13所述的方法，其中丁烷包括正丁烷、异丁烷或其混合物。
18.一种制备权利要求1至2中任一项所述的负载型催化剂的方法，所述方法包括：
(a)用催化性Mo/Ir前驱体组合物浸渍载体以形成浸渍的载体/Mo-Ir前驱体组合物材料；和
(b)热处理浸渍的载体/Mo-Ir前驱体组合物材料以形成负载型丁烷氢解催化剂。
19.根据权利要求18所述的方法，其中载体包括γ-氧化铝挤出物、沸石、二氧化钛挤出物、二氧化硅挤出物或其混合物。
20.根据权利要求18所述的方法，其中：
浸渍包括将催化性Mo/Ir前驱体组合物滴加到载体上，并搅拌浸渍的载体/催化性Mo/Ir前驱体组合物2小时至24小时；和
热处理包括：
在85℃至100℃的温度下干燥浸渍的载体/催化性Mo/Ir前驱体组合物2小时至24小时；和
在275℃至350℃的温度下煅烧干燥的浸渍的载体/催化性Mo/Ir前驱体。
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