本发明专利技术涉及适用于使具有2至8个碳原子的烷烃脱氢的催化剂组合物，其包含锌的和/或锰的铝酸盐，任选地还包含钠(Na)、钾(K)、铯(Cs)、铷(Rb)、锶(Sr)、钡(Ba)、镁(Mg)、钙(Ca)、镓(Ga)、锗(Ge)、锡(Sn)、铜(Cu)、锆(Zr)、钴(Co)、钨(W)或其混合物，其中所述催化剂组合物优选地基本上不含铂。此外，提供了用于制备所述催化剂组合物的方法以及用于使具有2至8个碳原子的烷烃，优选异丁烷脱氢的方法，所述脱氢方法包括使所述催化剂组合物与所述烷烃接触。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可用于烷烃脱氢的锌的和/或锰的铝酸盐催化剂本专利技术涉及适用于使具有2至8个碳原子的烷烃脱氢的催化剂组合物，其包含锌的和/或猛的招酸盐(zinc and/or manganese aluminate),任选地还包含钠(Na)、钾(K)、铯(Cs)、铷(Rb)、锶(Sr)、钡(Ba)、镁(Mg)、钙(Ca)、镓(Ga)、锗(Ge)、锡(Sn)J^ (Cu)、锆(Zr)、钴(Co)、钨(W)或其混合物，其中所述催化剂组合物优选地基本上不含钼。此外，提供了一种用于制备所述催化剂组合物的方法以及一种用于使具有2至8个碳原子的烷烃(优选异丁烷)脱氢的方法，所述脱氢方法包括使所述催化剂组合物与所述烷烃接触。烯族低级烃例如丙烯、丁烯和异丁烯是石化工业中非常重要的中间体。这样的烯烃主要作为催化和蒸汽裂化工艺中的副产物产生。或者，低级烯烃在商业上可通过使相应的低级烷烃催化脱氢产生。例如，US3763255描述了使用催化剂使C4至C30烃脱氢的方法，所述催化剂包含钼组分、铱组分和碱金属或碱土金属组分以及多孔载体材料。然而，对低级烷烃进行常规吸热脱氢的适用性受热力学约束限制和由焦炭形成所引起的快速催化剂失活限制。之前已描述了基于铝酸锌的催化剂组合物可用作使低级烷烃脱氢的方法中的催化剂。US5，344，805、US5, 430, 220和EPO 557 982 A2描述了在蒸汽和催化剂组合物存在下使至少一种包含2至8个碳原子的烷烃脱氢为烯烃的方法，所述催化剂组合物包含铝酸锌、至少一种锡氧化物(即，SnO和/或SnO2)和钼。铝酸锌通过包括煅烧水合氧化铝和氧化锌的固态方法来制备。可用作烷烃脱氢催化剂的已知的基于铝酸锌的催化剂组合物的一个主要缺点在于，其需要另外的金属如钼作为催化剂组合物的一部分才能有效。没有这种另外的活性金属，烷烃的转化率大大降低。除此之外，描述了常规脱氢催化剂的进料流还包含蒸汽。本专利技术的一个目的是提供具有改善活性的适用于使烷烃脱氢的催化剂。此外，本专利技术的一个目的是提供不需要在进料中存在蒸汽的烷烃脱氢方法。通过提供如下文所述的以及以权利要求为特征的实施方案实现了上述问题的解决方案。因此，本专利技术提供了适用于使具有2至8个碳原子的烷烃脱氢的催化剂组合物，其包含锌的和/或锰的铝酸盐，其中所述组合物中包含的元素的相对摩尔比由下式表示MZZrvyMnyAl2O4其中:在催化剂组合物中存在基于锌的和/或锰的铝酸盐O重量％至5重量％的M并且M选自钠(Na)、钾(K)、铯(Cs)、铷(Rb)、锶(Sr)、钡(Ba)、镁(Mg)、钙(Ca)、镓(Ga)、锗(Ge)、或锡(Sn)、铜(Cu)、锆(Zr)、钴(Co)、钨(W)及其混合物，并且y在O至I的范围中。 在本专利技术的上下文中，出乎意料地发现，本专利技术包含锌的和/或锰的铝酸盐的催化剂组合物为低级烷烃脱氢为烯烃提供了非常高的活性(如较高的转化率和产率所示出的)和良好的选择性。优选地，本专利技术催化剂对于异丁烯具有良好的选择性。此外，该高活性和/或选择性甚至可在进料中不存在蒸汽的情况下存在。此外，所述催化剂可具有改善的稳定性；即，其可使其活性保持更长的使用期和/或更多个催化剂再生循环。[0011 ] 优选地，本专利技术的催化剂组合物基本上不含钼。如本文所使用的术语“基本上不含”在涉及某一元素或元素组(优选钼)时意在描述这样的催化剂组合物，其中所包含的所述元素或元素(组)的量太低而对催化剂性能没有影响。在一个实施方案中，本专利技术的催化剂组合物包含小于0.05重量％的所述元素或元素(组)，优选小于0.01重量％的所述元素或元素(组)，更优选小于0.005重量％的所述元素或元素(组)并且甚至更优选小于0.001重量％的所述元素或元素(组)。特别优选地，当使用原子吸收光谱法时，所述某一元素或元素(组)的含量低于检测限，例如对于钼为60ppm。最优选地，所述催化剂组合物不包含钼。在一个实施方案中，所述催化剂组合物基本上不含选自元素周期表(2007年6月22日的IUPAC版本)第10族的一种或更多种元素。锌的和/或锰的铝酸盐可具有尖晶石结构。术语“尖晶石结构”在本领域中是公知的并且在本文中定义为通式为Ζ2+Α123+042_的含铝混合氧化物，其以立方(等轴)晶系结晶，其中氧化物阴离子排列在立方体密集晶格中，并且其中阳离子“Z”和Al占据晶格中的一些或所有八面体和四面体位置。存在于锌的和/或锰的铝酸盐中的锌和/或锰的量由锌和/或锰相对于铝的摩尔比决定。因此，锌的和/或锰的铝酸盐中锌和锰与铝的摩尔比([Zn+Mn]: Al)为1: 2(也描述为ZrvyMnyAl2)。这意味着当y = O时，催化剂组合物包含铝酸锌，并且当y = I时，催化剂组合物包含铝酸锰。然而，优选的是催化剂组合物包含铝酸锌锰，其是包含锌和锰两者的混合氧化物(也描述为ZrvyMnyAl2，其中O < y < I)。更优选地，铝酸锌锰(铝酸锌-锰)中锌和锰与铝的摩尔比为ZrvyMnyAl2，其中y在0.01至0.99的范围中(或者“y = 0.01至0.99 ”)，甚至更优选地y = 0.1至0.9并且最优选地y = 0.4至0.6。包含在本专利技术催化剂组合物中的锌的和/或锰的铝酸盐可用镓(Ga)或锡(Sn)进行改性。改性的锌的和/或锰的铝酸盐中存在的镓或锡的量可为基于锌的和/或锰的铝酸盐O重量％至5重量％的镓(Ga)或锡(Sn)。优选地，锌的和/或锰的铝酸盐包含基于锌的和/或锰的铝酸盐大于0.001重量％的Ga或Sn，甚至更优选地大于0.01重量％的6&或Sn并且最优选地大于0.05重量％的Ga或Sn。优选地，锌的和/或锰的铝酸盐包含基于锌的和/或锰的铝酸盐小于I重量％的Ga或Sn，甚至更优选地小于0.5重量％的Ga或Sn并且最优选地小于0.1重量％的Ga或Sn。例如，M可为基于锌的和/或锰的铝酸盐0.01重量％至0.1重量％的镓(Ga)或锡(Sn)。在本专利技术的一个特定实施方案中，y表示O。优选地，在所述实施方案中，M以基于催化剂组合物中存在的铝酸锌的0.01重量％至1.5重量％的量存在，因此然后催化剂组合物可为低级烷烃(例如具有2至8个碳原子的烷烃)脱氢为烯烃提供甚至更高的活性(如由更高的转化率和产率所示出的)和/或选择性。此外，该高活性和/或选择性甚至可在进料中不存在蒸汽的情况下存在。此外，该催化剂可具有进一步改善的稳定性；即:其可使其活性保持甚至更长的使用期和/或更多个催化剂再生循环。因此，在另一个方面中，本专利技术涉及本专利技术的催化剂组合物，其中在y表示O的情况下，M以基于催化剂组合物中存在的铝酸锌的0.01重量％至1.5重量％的量存在。例如，在本专利技术的这个特定实施方案中，M可以以基于催化剂组合物中存在的铝酸锌的至少0.02重量％、例如至少0.03重量％、例如至少0.04重量％、例如至少0.05重量％、例如至少0.1重量％、例如至少0.2重量％、例如至少0.3重量％和/或例如至多1.4重量％、例如至多1.3重量％、例如至多1.2重量％、例如至多1.1重量％、例如至多I重量％的量存在。例如M可以以基于催化剂组合物中存在的铝酸锌的0.05重量％至1.2重量％的量存在。优选地，在所述特定实施方案中，M选自铯(Cs)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于使具有2至8个碳原子的烷烃脱氢的催化剂组合物，包含锌的和/或锰的铝酸盐，其中所述组合物中包含的元素的相对摩尔比由下式表示：M/Zn1‑yMnyAl2O4其中：在所述催化剂组合物中存在基于所述锌的和/或锰的铝酸盐0重量％至5重量％的M并且M选自钠(Na)、钾(K)、铯(Cs)、铷(Rb)、锶(Sr)、钡(Ba)、镁(Mg)、钙(Ca)、镓(Ga)、锗(Ge)、或锡(Sn)、铜(Cu)、锆(Zr)、钴(Co)、钨(W)及其混合物，并且y在0至1的范围中。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.22 EP 11010141.71.一种适用于使具有2至8个碳原子的烷烃脱氢的催化剂组合物，包含锌的和/或锰的铝酸盐，其中所述组合物中包含的元素的相对摩尔比由下式表示:MZZn1^MnyAl2O4其中: 在所述催化剂组合物中存在基于所述锌的和/或锰的铝酸盐O重量％至5重量％的M并且M选自钠(Na)、钾(K)、铯(Cs)、铷(Rb)、锶(Sr)、钡(Ba)、镁(Mg)、钙(Ca)、镓(Ga)、锗(Ge)、或锡(Sn)、铜(Cu)、锆(Zr)、钴(Co)、钨(W)及其混合物，并且y在O至I的范围中。2.根据权利要求1所述的催化剂组合物，其中所述催化剂组合物基本上不含钼。3.根据权利要求1或2所述的催化剂组合物，其中所述锌的和/或锰的铝酸盐具有尖晶石结构。4.根据权利要求1至3中任一项所述的催化剂组合物，其中y= 0.01至0.99、优选y=0.1至0.9、并且最优选y = 0.4至0.6。5.根据权利要求1至4中任一项所述的催化剂组合物，其中M为0.01重量％至0.1重量％的镓(Ga)或锡(Sn)。6.根据权利要求1至3中任一项所述的催化剂组合物，其中在I表示O的情况下，M以基于所述催化剂组合物中存在的铝酸锌的0.01重量％至1.5重量％的量存在。7.根据权利要求6所述的催化剂组合物，其中M选自铯(Cs)、钾⑷、铜(Cu)、钠(Na)、镁(Mg)、钙(Ca)、锆(Zr)及其混合物。8.一种用于制备如权利要求1至7中任一项所限定的催化剂组合物的方法，包括以下步骤: (a)制备含锌盐和/或含锰盐的溶液和含铝盐的溶液以形成含锌和/或锰和铝...
【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼萨米·塞尔瓦纳坦，钱德拉·拉哈·苏布哈希，
申请(专利权)人：沙特基础工业公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA
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