脱水-水解方法及其催化剂技术

技术编号:12392633 阅读:104 留言:0更新日期:2015-11-26 00:35
具有FER骨架类型的结晶沸石,其中微晶在c-轴具有约500纳米(nm)或更小的尺寸,用于它们的制备的方法和用于联产乙酸和二甲醚的方法,其包括使乙酸甲酯和甲醇在包含结晶沸石的催化剂存在下接触的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】脱水-水解方法及其催化剂 本专利技术涉及具有FER骨架类型的改进的沸石,制备它们的方法和在醇和酯的脱 水-水解反应中它们的用途。 由StructureCommissionoftheInternationalZeoliteAssociation根 据IUPACCommission对沸石命名法的规则将沸石分类。根据该分类,对于已经建立结构 的骨架类型沸石指定三个字母代码并描述在六1:133〇€26〇1;^6?抑1116¥0^15^68,(111. Baerlocher,L.B.Mccusker和D.H.Olson,第 6 修订版,Elsevier,Amsterdam,2007 中, 并且也可在C.H.Baerlocher,L.B.MccuskerDatabaseofZeoliteStructures:www. iza_online.org中得到。 -种已知的已经建立结构的沸石是称为FER的材料,其是结晶硅铝酸盐,其由与 C-轴平行的10元环的通道组成,所述10元环的通道由与b-轴平行的8元环通道和与a-轴 平行的6元通道互相连接。 已经合成了数种具有FER骨架类型的沸石,包括镁碱沸石和ZSM-35,例如US 4, 016, 245和US3, 992, 466、US4, 016, 245描述了沸石ZSM-35的制备和在烃的催化转化 中它的用途。沸石具有按照氧化物的摩尔比(0. 3-2. 5)R2O: (0-0. 8)M2O=Al2O3: >8SiO2表达 的组成,其中R是有机含氮阳离子,并且M是碱金属阳离子,并且所述沸石由指定的X-射线 粉末衍射图谱表征。US3, 992, 466描述了用于在包含ZSM-35结晶硅铝酸盐的催化剂存在 下转化烃的方法,所述ZSM-35结晶硅铝酸盐用于在烃转化反应期间延迟催化剂老化。 已经发现具有FER骨架类型的沸石可用于催化甲醇脱水成为二甲醚。以其氢形 式的镁碱沸石催化甲醇脱水的用途描述在例如出版物US20090326281A,"Influenceof catalyticfunctionalitiesofzeolitesonproductselectivitiesinmethanol conversion"Seung-ChanBaek等,Energy&Fuels,2009,23 (2),第 593-598 页和 "Determininganoptimumcatalystforliquid-phasedehydrationofmethanolto dimethylether"Khandan,N等,AppliedCatalysis:General,第349卷,第1-2 期,2008 年10月31日,第6-12页中。 US6, 740, 783描述了用于在沸石催化剂存在下通过含水甲醇进料的脱水制备二 甲醚的改进的方法,在所述沸石中氢阳离子部分地被元素周期表的第IA、IIA、IB和IIB族 的金属离子或铵离子替代。 韩国专利申请KR2009131560A描述了在200-350°C和1-50大气压下,在基于镁碱 沸石的催化剂或通过部分引入碱金属离子和/或碱土金属离子得到的催化剂存在下通过 使甲醇脱水制备二甲醚。 US6, 521,783描述了一种方法,其中将乙酸、乙酸甲酯、甲醇、二甲醚和水进料至 水解/脱水反应器,其含有可以相同或不同的酯水解催化剂和醇脱水催化剂。醇脱水催化 剂可以选自固体酸、杂多酸、酸性沸石、二氧化钛或二氧化硅促进的氧化铝、磷酸铝或负载 在二氧化硅-氧化铝上的氧化钨。酯水解催化剂可以选自酸性离子交换树脂、酸性Y氧化 铝、氟化氧化铝、硫酸盐或钨酸盐促进的氧化锆、二氧化钛或二氧化硅促进的氧化铝、磷酸 铝、负载在二氧化硅-氧化铝上的氧化钨、粘土、负载的无机酸、沸石或杂多酸。在该美国专 利中报告的实例中没有确认催化剂的性质。 WO2011027105描述了在140-250°C的温度下,在沸石催化剂存在下由甲醇和乙 酸甲酯生产乙酸和二甲醚。沸石具有包含至少一个具有10元环的通道的2维通道体系。确 认为该类型的沸石包括镁碱沸石、ZSM-35和斜发沸石。 WO 9408920描述了用于含直链烯烃的有机进料的高度选择性的骨架异构化的方 法,其中直链烯烃与包含ZSM-35,优选它的最大晶体尺寸不大于0. 5微米的微晶ZSM-35的 催化剂在异构化条件下接触以生产具有相应碳数的异烯烃。 通常,沸石,包括具有FER骨架类型的那些,随着它们的使用的持续时间,经历催 化活性的下降,其通常导致所需产物的生产率的损失。催化剂的所述失活使昂贵和耗时的 再生过程成为必需以恢复催化剂的活性。因此,用于延长此类沸石催化剂的使用寿命的方 法是持续的商业目标。因此,在包含具有FER骨架类型的沸石的催化剂用于醇和酯的同时 的脱水_水解反应期间,并特别在它们用于通过脱水-水解转化乙酸甲酯和甲醇以联产乙 酸和二甲醚期间延迟它们的老化将是非常理想的。 现在已经发现使用具有FER骨架类型和在C-轴约500纳米(nm)或更小的微晶尺 寸的沸石用于改进催化性能和在脱水-水解反应例如在FER型沸石催化剂存在下进行的转 化甲醇和乙酸甲酯以联产乙酸和二甲醚期间延迟催化剂的老化。 因此,本专利技术提供具有FER骨架类型的结晶沸石,其中微晶在C-轴具有约500纳 米(nm)或更小的尺寸。 本专利技术的FER沸石具有非常小的晶体,微晶在C-轴具有约500nm或更小的尺寸。 对本领域技术人员而言将明显的是,就具有FER骨架类型的沸石的微晶而言,C-轴与10元 环的通道平行,b-轴与8元环的通道平行并且a-轴与6元环的通道平行。可以使用常规 技术,例如高分辨率扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)确定微晶尺寸。 本专利技术的FER型沸石的微晶在C-轴具有约500nm或更小,例如约50nm-约500 nm的尺寸。合适地,微晶在C-轴具有约350nm或更小,例如约50nm约350nm的尺寸。 优选地,微晶在C-轴具有约250nm或更小,例如约50nm至250nm的尺寸。 合适地,本专利技术的FER型沸石主要具有在C-轴维度小于350nm的微晶。 在一个实施方案中,FER型沸石的微晶在C-轴具有约350nm或更小,例如约50 nm-约350nm的尺寸,并且至少约50%,例如至少约70%的微晶在C-轴具有约250nm或更 小的尺寸。 在另一实施方案中,FER型沸石的微晶在C-轴具有约500nm或更小,例如约50 nm-约500nm的尺寸,并且至少约50%,例如至少约70%的微晶在C-轴具有约250nm或更 小,例如约50nm-约250nm的尺寸。 合适地,微晶具有这样的尺寸使得在C-轴的尺寸与在b-轴的尺寸的比率小于或 等于3:1,例如小于3:1,并合适地小于或等于2:1,例如小于2:1。然而,可以使用其它比率, 例如大于或等于4:1,例如大于或等于5:1,例如5:1至11:1。在本专利技术的一些或全部实施 方案中,在C-轴的尺寸与在b-轴的尺寸的比率为3:1至1:3,例如3:1至1:1。 在本专利技术的一个实施方案中,FER型沸石的微晶在C-轴具有约500nm或更小,例 如约50nm-约500nm的尺寸,并且C-轴的尺本文档来自技高网...
脱水-水解方法及其催化剂

【技术保护点】
结晶沸石,其具有FER骨架类型,其中微晶在c‑轴具有约500纳米(nm)或更小的尺寸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:TE克拉克EJ迪策尔DJ劳BL威廉斯
申请(专利权)人:英国石油化学品有限公司
类型:发明
国别省市:英国;GB

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