在一种实施方式中，一种制备催化剂的方法可以包括使沸石与包含铝化合物的铝溶液在2至6的pH下接触；煅烧沸石以形成催化剂；其中，基于将任何粘合剂或挤出助剂除外的催化剂的总重量，催化剂包含0.1至5wt％的铝。在一种实施方式中，使甲烷芳构化的方法可以包括在芳构化条件下在催化剂存在下使包含甲烷的进料芳构化。
Process for treating zeolites with aluminum compounds to prepare catalysts for the production of aromatic compounds and catalysts prepared therefrom
In one embodiment, a method for preparing a catalyst can comprises contacting zeolite and containing aluminum compound solution of aluminum in the 2 to 6 pH; calcined zeolite to form catalyst; among them, based on the total weight of any binder or extruded catalyst except the catalyst containing 0.1 to 5wt% aluminum. In one embodiment, a method of aromatization of methane may include aromatization of a feed containing methane in the presence of a catalyst under aromatization conditions.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用铝化合物处理沸石以制备用于生产芳族化合物的催化剂的方法及由其制备的催化剂
本公开涉及用于制备用于由甲烷生产芳族化合物(aromatic)的催化剂的方法及由其制备的催化剂。
技术介绍
芳烃(芳族烃，aromatichydrocarbon)，例如，苯、甲苯、乙苯、二甲苯、和多环芳烃如萘，是石化行业中的重要的通用化学品。目前，通过各种方法，包括催化重整和催化裂化，芳族化合物通常产生自石油类原料。然而，随着石油原料的供应减少，对于找到用于制备芳烃的替代方法存在不断增长的需求。制备芳烃的替代方法是通过甲烷的脱氢环化，这是因为甲烷是地球上最丰富的有机化合物之一。例如，甲烷是天然气的主要成分；大量的甲烷被截留在海洋沉积物中作为水合物以及被截留在煤矸石中作为煤层甲烷；并且它还可以源自生物质作为生物气。因此，将有益的是，提供催化剂组合物，其具有对于将甲烷转化成芳族化合物的改善的选择性，例如，在生产中随着时间增加。
技术实现思路
本文公开了用于制备用于将甲烷转化成芳族化合物的催化剂的方法以及从其制备的催化剂。在一种实施方式中，制备催化剂的方法包括使沸石与包含铝化合物的铝溶液(aluminumsolution)在2至6的pH下接触，煅烧沸石以形成催化剂；其中，基于将任何粘合剂或挤出助剂除外的催化剂的总重量，催化剂包含0.1至5wt％的铝。在一种实施方式中，使甲烷芳构化(aromatize)的方法包括在芳构化条件下在催化剂的存在下，使包含甲烷的进料芳构化。通过以下详细描述来举例说明上述和其它特征。具体实施方式本公开涉及形成用于将甲烷转化成芳族化合物的催化剂的方法。具体地，本申请人惊奇地发现，脱氢环化催化剂(在本文中还称为催化剂)通过下述制备：首先使载体(其中载体可以是沸石)铝化合物在例如2至6的pH下接触，随后与包含镓化合物的金属溶液接触，产生对于芳族化合物具有改善的选择性的催化剂。基于将任何粘合剂或挤出助剂除外的催化剂的总重量，最终催化剂可以包含1至5重量百分比(wt％)的铝并且可以进一步包含0.1至3wt％的镓。可以利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)来测量最终催化剂中的金属含量。载体可以包含硼、铝、硅、磷、钛、钪、铬、钒、镁、锰、铁、锌、镓、锗、钇、锆、铌、钼、铟、锡、钡、镧、铪、铈、钽、钨、铀后元素(transuraniumelement)、或包含前述项的一种或多种的组合的氧化物、碳化物、和/或氮化物。载体可以包含多孔材料，包括但不限于微孔结晶材料或中孔材料。如在本文中所使用的，术语”微孔”是指直径小于2纳米的孔，而术语“中孔”是指直径为2至50纳米的孔。微孔结晶载体可以包含硅酸盐、铝硅酸盐、钛硅酸盐、铝磷酸盐、金属磷酸盐、硅铝磷酸盐、或包含前述项的一种或多种的组合。具体来说，载体可以包含沸石，其可以是多种沸石中的任何沸石，其中沸石是具有包含硅石(SiO4)和矾土(AlO4)四面体的三维构架的结晶铝硅酸盐并且可以是天然存在或合成的。通常，沸石构架含有通道和互连空隙或孔，其可以由阳离子和水分子占据。取决于孔和通道的尺寸和几何形状，可以将沸石分类为小、中、或大孔沸石，以及还分类为一、二、或三维孔结构沸石。沸石可以包含ZSM-5、ZSM-22、ZSM-8、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-35、或包含前述项的一种或多种的组合。沸石可以包含ZSM-5。沸石可以来自一系列的五元环(pentasil)沸石，其在框架(构架，framework)结构中含有五个成员的环单元或五元环单元。这样的沸石包括ZSM-5、ZSM-11、ZSM-23等。还可以包括硅质岩，其含有ZSM-5的同型框架。具体来说，沸石可以是五元环沸石，其在结构中含有10元环孔开口。沸石可以是ZSM-5，还被称为MFI(ZSM-5的国际沸石协会命名)。ZSM-5沸石具有二维孔结构，其具有直通道(例如，5.4埃x5.6)，其通过正弦通道(例如，5.1x5.7)相交，在交叉处具有约9的最大直径。ZSM-5沸石催化剂和它们的制备例如描述于美国专利号3,702,886。这样的ZSM-5沸石是铝硅酸盐，其在结晶结构中含有硅和铝。沸石可以具有，例如，25至1,000的SiO2/Al2O3摩尔比(SAR)，具体地，200至500，以及更具体地，200至400。沸石可以具有大于或等于40的SAR，例如，40至无限(∝)，具体地，50至300。沸石可以含有高达痕量级的其它阳离子(其中，基于沸石的总重量，痕量级是小于或等于0.5wt％)。沸石可以是锗沸石，其在沸石结构的结晶框架中包括硅和锗以及可选的铝，例如，锗沸石可以是在框架中具有锗的铝硅酸盐沸石并且可以具体地是锗ZSM-5(Ge-ZSM-5)沸石。锗沸石可以包含中孔沸石，其具有5至的平均孔径，40至无限(∝)的SAR，以及，基于将任何粘合剂或挤出助剂除外的最终催化剂的总重量，0.1至10wt％的锗含量，具体地，3.5至6.0wt％。沸石可以是H+(氢形式)，至少一部分与其相关的原来的阳离子由氢取代。可以通过与酸的直接离子交换，碱交换，随后煅烧，通过脱铝(如通过酸沥滤)，或通过制备SiO2/Al2O3比率为10至100、具体地15至80、更具体地20至60的沸石来制备H+沸石。沸石可以是NH4+形式，至少一部分与其相关的原来的阳离子由NH4+取代。沸石可以不含有或含有痕量的碱金属如钠(Na)作为Na+。例如，基于将任何粘合剂或挤出助剂除外的最终催化剂的总重量，最终催化剂可以含有小于或等于0.5wt％Na2O，具体地，小于或等于0.05wt％Na2O。可以利用结构导向剂(structuredirectingagent)来制备沸石，其在结晶过程中被并入晶体网络的微孔空间，从而控制网络的建造并有助于通过例如与硅和铝的相互作用来稳定结构。结构导向剂(还被称为结构模板剂)，如四乙基铵(TEA+)、四丙基铵(TPA+)、或其它阳离子可以存于合成沸石中。结构导向剂的实例是有机胺和季铵化合物及其它们的盐和阳离子。结构导向剂可以包含氢氧化四正丙基铵、溴化四正丙基铵、氯化四正丙基铵、氢氧化四乙基铵、溴化四乙铵、氯化四甲铵、六亚甲基亚胺、1,4-二(1'4'-二氮杂双环[2.2.2]辛烷)丁烷氢氧化物、吗啉、环己胺、二乙基乙醇胺、N,N'-二异丙基咪唑鎓阳离子、四丁基铵化合物、二正丙胺(DPA)、三丙胺、三乙胺(TEA)、三乙醇胺、哌啶、2-甲基吡啶、N,N-二甲基苄胺、N,N-二乙基乙醇胺、二环己胺、N,N-二甲基乙醇胺、胆碱阳离子、N,N'-二甲基哌嗪、1,4-二氮杂双环(2,2,2)辛烷、1,6-己二胺、N',N',N,N-四甲基-(1,6)己二胺、N-甲基二乙醇胺、N-甲基-乙醇胺、N-甲基哌啶、3-甲基-哌啶、N-甲基环己胺、3-甲基吡啶、4-甲基-吡啶、奎宁环、N,N'-二甲基-1,4-二氮杂双环(2,2,2)辛烷离子、二正丁胺、新戊胺、二正戊胺、异丙胺、叔丁基胺、乙二胺、吡咯烷、2-咪唑烷酮、N-苄基-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷阳离子、1-[1-(4-氯苯基)-环丙基甲基]-1-乙基-吡咯烷鎓阳离子、1-乙基-1-(1-苯基-环丙基甲基)-吡咯烷鎓阳离子、1,8-二氨基辛烷、或包含前述项的一种或多种的组合。结构导向剂可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备催化剂的方法，包括：使沸石与包含铝化合物的铝溶液在2至6的pH下接触；在所述接触之后煅烧所述沸石以形成所述催化剂；其中，基于将任何粘合剂或挤出助剂除外的所述催化剂的总重量，所述催化剂包含0.1至5wt％的铝。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.03 US 62/045,2291.一种制备催化剂的方法，包括：使沸石与包含铝化合物的铝溶液在2至6的pH下接触；在所述接触之后煅烧所述沸石以形成所述催化剂；其中，基于将任何粘合剂或挤出助剂除外的所述催化剂的总重量，所述催化剂包含0.1至5wt％的铝。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接触进一步包括使所述沸石与镓化合物接触。3.根据权利要求2所述的方法，其中，与所述镓化合物的所述接触进一步包括在与所述铝溶液的所述接触之后，使所述沸石与所述镓化合物接触；并且其中，基于将任何粘合剂或挤出助剂除外的所述催化剂的总重量，所述催化剂包含0.1至3wt％的镓。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述铝化合物包括硝酸铝。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述铝溶液进一步包含缓冲剂。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述pH是2至4、或2.2至3.2。7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述催化剂包含0.5至3wt％、或0.5至1.5wt％的镓。8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，进一步包括在一个或多个接触步骤中，使所述沸石与镍化合物、锌化合物、以及钼化合物中的一种或多种接触。9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，进一步包括使所述沸石与另外的金属接触，其中所述另外的金属包括钒、铬、锰、铜、锗、铌、钽、钨、铅、钛、银、镧、钕、钐、铁、钴、钇、锆、铪、铼、硅、铈、锶、镱、锡、或包含上述...
【专利技术属性】
技术研发人员：萨米·穆特贝·阿尔穆泰瑞，拉比伯·A·乔杜里，马吉德·穆罕默德·穆萨，马扬克·哈里什布哈·维亚斯，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL
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