烷烃氧化脱氢和/或烯烃氧化制造技术

本发明专利技术涉及含有2‑6个碳原子的烷烃的氧化脱氢和/或含有2‑6个碳原子的烯烃的氧化的方法，包括使包含甲烷、惰性气体或氧气或者这些的两种或更多种的任意组合的第一气流与含有钼、钒、铌和任选的碲的混合金属氧化物催化剂接触，其中第一气流包含0‑2体积％的含有2‑6个碳原子的烷烃和/或含有2‑6个碳原子的烯烃；之后使包含氧气和含有2‑6个碳原子的烷烃和/或含有2‑6个碳原子的烯烃的第二气流与催化剂接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】烷烃氧化脱氢和/或烯烃氧化
本专利技术涉及烷烃氧化性脱氢(氧化脱氢；ODH)和/或烯烃氧化的工艺。
技术介绍
已知在氧化性脱氢(氧化脱氢；ODH)工艺中对烷烃，例如含有2-6个碳原子的烷烃进行氧化脱氢，如对乙烷或丙烷进行氧化脱氢分别得到乙烯和丙烯。烷烃ODH工艺(包括催化剂和其它工艺条件)的实例例如公开于US7091377、WO2003064035、US20040147393、WO2010096909和US20100256432中。可以使用含有钼(Mo)、钒(V)、铌(Nb)和任选的碲(Te)作为金属的混合金属氧化物催化剂作为这种氧化脱氢催化剂。这种催化剂也可用于将烯烃直接氧化成羧酸，例如在含有2-6个碳原子的烯烃的氧化中，例如乙烯或丙烯的氧化分别得到乙酸和丙烯酸。本专利技术的目的是提供烷烃ODH和/或烯烃氧化的方法，其中使用含有Mo、V、Nb和任选的Te的混合金属氧化物催化剂，其中所述烷烃ODH和/或烯烃氧化的方法以使得所述混合金属氧化物催化剂的活性和/或选择性得以改善的方式启动。
技术实现思路
令人惊讶地发现，烷烃ODH和/或烯烃氧化的方法(其中如上所述，烷烃和/或烯烃含有2-6个碳原子，例如乙烷、丙烷、乙烯和/或丙烯)的这种启动可以通过以下实现：首先使包含甲烷、惰性气体或氧气或者这些的两种或更多种的任意组合的气流与催化剂接触，其中所述第一气流包含0-25体积％的含有2-6个碳原子的烷烃和/或含有2-6个碳原子的烯烃；之后使所述催化剂与包含氧气和所述烷烃和/或烯烃的气流接触。因此，本专利技术涉及含有2-6个碳原子的烷烃的氧化脱氢和/或含有2-6个碳原子的烯烃的氧化的方法，包括：使包含甲烷、惰性气体或氧气或者这些的两种或更多种的任意组合的第一气流与含有钼、钒、铌和任选的碲的混合金属氧化物催化剂接触，其中所述第一气流包含0-25体积％的含有2-6个碳原子的烷烃和/或含有2-6个碳原子的烯烃；然后使包含氧气和含有2-6个碳原子的烷烃和/或含有2-6个碳原子的烯烃的第二气流与所述催化剂接触。令人惊讶的是，已表明通过以这种方式启动烷烃ODH和/或烯烃氧化工艺，混合金属氧化物催化剂的活性和/或选择性可有利地提高。专利技术详述虽然本专利技术的方法和在所述方法中使用的一种或多种气流用“包含”、“含有”或“包括”分别描述一个或多个所述的各个不同步骤和组分，但它们也可分别“基本上由所述一个或多个所述的不同步骤各个和组分组成”或“由其组成”。本专利技术是含2-6个碳原子的烷烃的氧化脱氢和/或含2-6个碳原子的烯烃的氧化的工艺，包括启动该工艺的方法。首先，如下更详细地讨论了这种烷烃氧化脱氢和/或烯烃氧化工艺，之后更详细地讨论了启动方法。在本方法中，将包含氧气(O2)和含有2-6个碳原子的烷烃和/或含有2-6个碳原子的烯烃的气流与含有钼、钒、铌和任选的碲的混合金属氧化物催化剂接触。在本说明书中，包含氧气和含有2-6个碳原子的烷烃和/或含有2-6个碳原子的烯烃的所述气流也被称为“第二气流”。优选地，在所述烷烃氧化脱氢工艺和/或烯烃氧化工艺中，也即在使第二气流与所述催化剂接触期间，温度为300-500℃。更优选地，所述温度为310-450℃，更优选320-420℃，最优选330-420℃。优选地，所述温度为至少310℃，更优选至少320℃，更优选至少330℃，更优选至少340℃，更优选至少345℃，更优选至少350℃，更优选至少355℃，最优选至少360℃。此外，优选地，所述温度为至多480℃，更优选至多460℃，更优选至多450℃，更优选至多440℃，更优选至多430℃，更优选至多420℃，更优选至多410℃，最优选至多400℃。此外，在本专利技术的所述烷烃氧化脱氢工艺和/或烯烃氧化工艺中，也即在使第二气流与所述催化剂接触期间，典型的压力为0.1-20绝压巴(bara即“绝压巴”)。此外，在优选的实施方案中，所述压力为0.1-15绝压巴，更优选为0.5-10绝压巴，最优选为1-5绝压巴。在本专利技术中，优选地，将包含氧气和烷烃和/或烯烃的一个气流作为第二气流进料到反应器中。或者，可以将两个或更多个气流进料到反应器中，这些气流在反应器内形成组合气流。例如，可以将包含氧气的一个气流和包含烷烃(例如乙烷)的另一气流单独进料到反应器。优选地，在本专利技术的烷烃氧化脱氢工艺中，含有2-6个碳原子的烷烃是直链烷烃，在这种情况下所述烷烃可以选自乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和己烷。此外，优选地，所述烷烃含有2-4个碳原子并且选自乙烷、丙烷和丁烷。更优选地，所述烷烃为乙烷或丙烷。最优选地，所述烷烃是乙烷。此外，优选地，在本专利技术的烯烃氧化工艺中，含有2-6个碳原子的烯烃是直链烯烃，在这种情况下所述烯烃可以选自乙烯、丙烯、丁烯、戊烯和己烯。此外，优选地，所述烯烃含有2-4个碳原子并且选自乙烯、丙烯和丁烯。更优选地，所述烯烃是乙烯或丙烯。所述烷烃氧化脱氢工艺的产物可以包含烷烃的脱氢对应物，即相应的烯烃。例如，在乙烷的情况下，这种产物可以包含乙烯，在丙烷的情况下，这种产物可以包含丙烯，依此类推。烷烃的这种脱氢对应物最初在所述烷烃氧化脱氢工艺中形成。然而，在所述相同的工艺中，所述脱氢对应物可以在相同条件下进一步被氧化成相应的羧酸，其可以含有或不含一个或多个不饱和碳-碳双键。如上所述，优选含有2-6个碳原子的烷烃是乙烷或丙烷。在乙烷的情况下，所述烷烃氧化脱氢工艺的产物可以包含乙烯和/或乙酸，优选乙烯。此外，在丙烷的情况下，所述烷烃氧化脱氢工艺的产物可以包含丙烯和/或丙烯酸，优选丙烯酸。所述烯烃氧化工艺的产物包含烯烃的氧化对应物。优选地，所述烯烃的氧化对应物是相应的羧酸。所述羧酸可以含有或不含一个或多个不饱和碳-碳双键。如上所述，优选含有2-6个碳原子的烯烃是乙烯或丙烯。在乙烯的情况下，所述烯烃氧化工艺的产物可以包含乙酸。此外，在丙烯的情况下，所述烯烃氧化工艺的产物可以包含丙烯酸。另外，包含氧气和烷烃和/或烯烃的第二气流可以包含惰性气体。所述惰性气体可以选自稀有气体和氮气(N2)。优选地，惰性气体是氮气或氩气，更优选氮气。所述氧气是氧化剂，从而导致烷烃的氧化脱氢和/或烯烃的氧化。所述氧气可以源自任何来源，例如空气。第二气流中氧气与烷烃和/或烯烃的摩尔比的合适的范围为0.01-1，更合适地为0.05-0.5。所述气流可以包含大于25体积％的烷烃和/或烯烃，合适地至少30体积％，更合适地至少40体积％，最合适地至少50体积％。此外，所述气流可以包含至多90体积％的烷烃和/或烯烃，合适地至多80体积％，更合适地至多70体积％。此外，在优选的实施方案中，所述气流包含5-35体积％的氧气，更合适地15-30体积％的氧气，和40-80体积％的烷烃和/或烯烃，更合适地50-70体积％的烷烃和/或烯烃，以及小于80(0-80)体积％的上述惰性气体，更合适地小于50(0-50)体积％的所述惰性气体，更合适地5-35体积％的所述惰性气体，最合适地10-20体积％的所述惰性气体。在本专利技术的上下文中，在气流包含两种或更多种组分的情况下，这些组分的总量选择为不超过100体积％。氧气与烷烃和/或烯烃的所述比例及氧气、烷烃和/或烯烃和所述惰性气体的所述体积百分比分别为在气流与催化剂接触之前的比例和体积百分比。显然，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
含有2‑6个碳原子的烷烃的氧化脱氢和/或含有2‑6个碳原子的烯烃的氧化的方法，包括：使包含甲烷、惰性气体或氧气或者这些的两种或更多种的任意组合的第一气流与含有钼、钒、铌和任选的碲的混合金属氧化物催化剂接触，其中所述第一气流包含0‑25体积％的含有2‑6个碳原子的烷烃和/或含有2‑6个碳原子的烯烃；然后使包含氧气和含有2‑6个碳原子的烷烃和/或含有2‑6个碳原子的烯烃的第二气流与所述催化剂接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.30 EP 14174923.41.含有2-6个碳原子的烷烃的氧化脱氢和/或含有2-6个碳原子的烯烃的氧化的方法，包括：使包含甲烷、惰性气体或氧气或者这些的两种或更多种的任意组合的第一气流与含有钼、钒、铌和任选的碲的混合金属氧化物催化剂接触，其中所述第一气流包含0-25体积％的含有2-6个碳原子的烷烃和/或含有2-6个碳原子的烯烃；然后使包含氧气和含有2-6个碳原子的烷烃和/或含有2-6个碳原子的烯烃的第二气流与所述催化剂接触。2.根据权利要求1的方法，其中在整个方法期间的温度为200-500℃，优选300-50...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·J·舒内比克，M·J·F·M·弗哈克，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL