使用氧化催化剂再生的酮化方法技术

用于脂肪酸酮化和醇脱水的方法，其中放置在反应区中或从反应区除去的氧化铝催化剂可以通过在焦炭氧化步骤期间或之后使所述催化剂与水蒸气接触来再生。在一个实施方案中，这样的方法可以提供C2‑C43烯烃。在另一个实施方案中，这样的方法可以提供C11‑C43酮，其可以被脱氧以得到饱和烃、不饱和烃及其混合物。基础油和运输燃料可以通过这些方法生产。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用氧化催化剂再生的酮化方法
本公开涉及使用氧化催化剂再生的酮化方法。
技术介绍
需要使用氧化催化剂再生的酮化方法，以从生物质、脂肪酸或其衍生物有效地生产烃类基础油。概述在一个实施方案中，提供了一种方法，包括在反应条件下在反应区使反应物与催化剂接触以提供产物；在中断该前一步骤之后，使所述催化剂与冲洗气体接触以从所述催化剂中除去所述反应物和所述产物；使所述催化剂与氧化气体接触以从所述催化剂中除去焦炭；并使所述催化剂与水蒸气接触以提供再生催化剂，其中所述反应区选自酮化区和醇脱水区。在另一个实施方案中，提供了一种方法，包括在选自酮化区和醇脱水区的反应区使催化剂与冲洗气体接触；使所述催化剂与氧化气体接触以从所述催化剂中除去焦炭；并使所述催化剂与水蒸气接触以提供再生催化剂，其中所述催化剂基本上由氧化铝组成。在另一个实施方案中，提供了一种方法，包括在酮化条件下在酮化区使反应物与催化剂接触以提供产物；在中断该前一步骤之后，使所述催化剂与冲洗气体接触以从所述催化剂中除去所述反应物和所述产物；在使所述催化剂与所述冲洗气体接触的步骤之后，使所述催化剂与氧化气体接触以从所述催化剂中除去焦炭；在使催化剂与氧化气体接触的步骤之后或期间，使所述催化剂与水蒸气接触以提供再生催化剂；以及从所述再生催化剂中清除水蒸气，其中所述催化剂包括氧化铝，所述反应物选自C6-C22脂肪酸、C6-C22脂肪酸衍生物及其组合，并且所述产物包含C11-C43酮。详细说明已经被钝化的氧化铝催化剂，例如由于将脂肪酸加工成酮，可根据本文公开的方法通过水蒸气处理与氧化煅烧再生，以提供再生催化剂。在一个实施方案中，这种再生氧化铝催化剂可以具有通过脂肪酸至酮转化测量的催化活性水平，甚至大于未进行水蒸气处理的新鲜氧化铝催化剂的催化活性。在一个实施方案中，本文公开的方法可以包括在将进料引入所述再生催化剂之前从水蒸气处理的催化剂中清除水蒸气。用于酮化和醇脱水的催化剂在一个实施方案中，用于酮化或醇脱水的合适的催化剂可以包含氧化铝。在一个实施方案中，催化剂可以包含至少95重量％、至少99重量％、或至少99.5重量％的氧化铝。在一个实施方案中，新鲜催化剂可以在催化剂与反应物接触之前，在700至1100°F范围的温度下煅烧0.5至24小时的时间。在一个实施方案中，新鲜催化剂可以在水蒸气存在下煅烧。在一个实施方案中，催化剂可以包含γ氧化铝。在一个实施方案中，催化剂可以主要由氧化铝组成。在一个实施方案中，用于酮化或醇脱水的氧化铝催化剂的表面积可以在15至500m2/g催化剂、或50至400m2/g的催化剂、或100至250m2/g的催化剂的范围内。在一个实施方案中，可用于本文公开的方法的氧化铝催化剂可以具有各种形状，包括例如颗粒、丸粒、球体、挤出物等。氧化铝催化剂可以设置在酮化区或醇脱水区内。酮化区或醇脱水区不限于任何特定的反应器类型。例如，酮化区或醇脱水区可以使用固定床反应器、流化床反应器、或移动床反应器。随着时间的推移，催化剂可能会钝化和失去活性。钝化速率可以根据包含反应物的原料的性质和操作条件而变化。在一个实施方案中，使用基本上纯的脂肪酸原料，在50至80％范围内的转化水平下，钝化速率可以在每天1至5°F的范围内(对于较高的转化水平和更具挑战性的原料，钝化速率可能高于所述范围)。氧化铝催化剂是热稳定的，因此可以通过增加反应器温度来补偿催化剂钝化；然而，在非常高的温度下，产物可能经历裂化反应，因此在不损失选择性的情况下可以提高多少温度是受限的。因此，需要钝化催化剂的有效再生以允许如本文公开的氧化铝催化方法的有效操作。已经变得钝化到不同程度的氧化铝催化剂可以再生，例如，如下所述。催化剂再生本文公开的方法可包括在反应条件下在反应区使反应物与氧化铝催化剂接触以提供至少一种产物。应当理解，术语“反应物”和“产物”各自可用于本文中以包括包含多于一种化学物质，例如具有不同数目的碳原子的混合物。在一个实施方案中，反应物可以进料到反应区以提供产物，其中所述反应区可以包含酮化区。进料到所述酮化区的反应物可以包含C6-C22脂肪酸、C6-C22脂肪酸衍生物及其组合。所述反应物可以在酮化条件下进料到所述酮化区，并且来自酮化区的产物可以包含C11-C43酮及其组合。在一个实施方案中，由本文公开的酮化方法提供的产物可以包含饱和脂肪酮、不饱和脂肪酮及其组合。在一个子实施方案中，根据以下方案1，进料到酮化区以提供酮产物的反应物可以包含第一脂肪酸和第二脂肪酸：其中R和R'可以相同或不同，并且其中R和R'独立地选自C5-C21烷基和C5-C21烯基。用于酮化的合适的催化剂描述于例如上文。用于酮化的合适条件如下文所述。在另一个实施方案中，反应区可以包含醇脱水区。在一个实施方案中，进料到醇脱水区的反应物可以包含C2-C43醇及其组合。反应物可以在醇脱水条件下进料到醇脱水区，并且来自醇脱水区的产物可以包含C2-C43烯烃及其组合。在酮化或醇脱水区中使用之后，催化剂可能被钝化并失去活性，此时可以再生催化剂，例如，如下文所述。在中断反应物进料到反应区/催化剂之后，本文公开的方法还可以包括使所述催化剂与冲洗气体接触以从所述催化剂中除去任何未转化的反应物、产物、副产物等。在一个实施方案中，冲洗气体可以包括选自氮气、水蒸气、二氧化碳及其组合的气体。在另一个实施例中，冲洗气体可以包括惰性气体，例如氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)及其组合。在如上所述冲洗催化剂之后，催化剂可以与氧化气体接触以从催化剂中除去焦炭。例如，催化剂可以在适于控制催化剂中焦炭燃烧的条件下与氧化气体接触。在一个实施方案中，氧化气体可以包含0.5至21体积％的氧。氧化气体还可以包含稀释气体，例如氮气、水蒸气、二氧化碳及其组合。本文公开的方法还可以进一步包括使催化剂与水蒸气接触以提供再生催化剂。在一个实施方案中，使催化剂与用于催化剂再生的水蒸气接触的步骤可以在至少一部分焦炭从催化剂中除去之后进行，例如在催化剂与氧化气体接触或在催化剂接触步骤之后或期间。在一个实施方案中，使催化剂与水蒸气接触的步骤可以在300至1000°F(149至538℃)、或500至850°F(260至454℃)范围的温度下进行。不受理论的约束，使催化剂与水蒸气接触可以恢复氧化铝上的表面羟基。在一个实施方案中，使催化剂与氧化气体接触的步骤和使催化剂与水蒸气接触的步骤可以在反应区域中原位进行。在一个实施方案中，催化剂再生可以在基本环境压力下进行。本文公开的方法还可以包括从再生催化剂中清除水蒸气。在一个实施方案中，水蒸气的至少一部分可以从再生催化剂中清除。在另一个实施方案中，水蒸气可以从再生催化剂中完全除去，使得催化剂至少基本上不含水分。尽管在反应区域的反应期间形成水，并且不受理论束缚，但是申请人已经观察到在酮化区域中存在甚至少量到中等量的水可能会会对反应速率并且因此对脂肪酸至酮类产品的转化率产生负面影响。在一个实施方案中，可以使用干燥气体流(例如氮气)从再生催化剂中清除水蒸气。在另一个实施方案中，可以通过将反应物送入反应区，从再生催化剂中清除水蒸气。在一个子实施方案中，反应物可以是原料的脂肪酸组分。在一个实施方案中，原料可以包含至少95重量％的脂肪酸或至少99重量％的脂肪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：a)在反应条件下在反应区使反应物与催化剂接触以提供产物；b)在中断步骤a)之后，将所述催化剂与冲洗气体接触以从所述催化剂中除去所述反应物和所述产物；c)使所述催化剂与氧化气体接触以从所述催化剂中除去焦炭；和d)使所述催化剂与水蒸气接触以提供再生催化剂，其中所述反应区选自酮化区和醇脱水区。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.13 US 14/540,7231.一种方法，包括：a)在反应条件下在反应区使反应物与催化剂接触以提供产物；b)在中断步骤a)之后，将所述催化剂与冲洗气体接触以从所述催化剂中除去所述反应物和所述产物；c)使所述催化剂与氧化气体接触以从所述催化剂中除去焦炭；和d)使所述催化剂与水蒸气接触以提供再生催化剂，其中所述反应区选自酮化区和醇脱水区。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：e)从所述再生催化剂中清除水蒸气。3.根据权利要求2的方法，其中步骤e)包括将所述反应物进料到所述反应区。4.根据权利要求1所述的方法，其中：所述反应区包含所述醇脱水区，和所述反应物选自C2-C43醇及其组合。5.根据权利要求1所述的方法，其中：所述反应区包含所述酮化区，和所述反应物选自C6-C22脂肪酸、C6-C22脂肪酸衍生物及其组合。6.根据权利要求1所述的方法，其中：所述反应物包含第一脂肪酸和第二脂肪酸，和所述产物包含根据以下方案1形成的酮：其中R和R'相同或不同，并且R和R'独立地选自C5-C21烷基和C5-C21烯基。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述催化剂基本上由氧化铝组成。8.根据权利要求1所述的方法，其中：所述冲洗气体包括选自氮气、水蒸气、二氧化碳及其组合的气体，和所述氧化气体包含0.5至21体积％的氧气。9.根据权利要求8所述的方法，其中：所述冲洗气体包括水蒸气，所述氧化气体还包括水蒸气，和步骤d)在步骤c)期间进行。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法在所述反应区中原位进行。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应区包括所述催化剂的流化床或所述催化剂的移动床，并且所述方法还包括：f)在步骤b)之前，将所述催化剂注入到根据步骤b)-d)再生所述催化剂的再生器容器中，其中步骤f)连续地或间歇地进行。12.一种方法，包括：a...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·I·霍梅尔托夫特，
申请(专利权)人：雪佛龙美国公司，
类型：发明
国别省市：美国,US