烃氢化催化剂和方法技术

本发明专利技术公开了一种催化剂组合物和制备该催化剂组合物的方法，该催化剂组合物可用于在氢的存在下，将包含高度不饱和烃如１，３－丁二烯的含烃流体与所述催化剂组合物在氢化区中，在能够有效氢化该高度不饱和烃至较少不饱和烃如正丁烯的氢化条件下接触。这种用于制备催化剂组合物的方法包括：（１）将沸石、ⅥＢ族金属、和无机载体结合形成一种改性沸石；（２）在煅烧条件下煅烧该改性沸石，生产出一种煅烧改性沸石；和（３）将所述煅烧改性沸石在渗碳条件下接触渗碳剂，得到该催化剂组合物。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
烃氢化催化剂和方法本专利技术的背景本专利技术涉及一种催化剂组合物、催化剂组合物的制备、以及一种使用催化剂组合物氢化高度不饱和烃的方法。本领域熟练技术人员熟知，不饱和烃可通过热裂解法制成。例如，可将包含饱和烃如乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、石脑油或其混合物的流体物流加料到热(或热解)裂解炉中。在该炉内，饱和烃转化成较少不饱和烃，例如乙烯和丙烯。较少不饱和烃是一种重要的具有各种工业用途的化学品。例如，乙烯和丙烯可用作单体或共聚单体以生产聚烯烃。较少不饱和烃的其它用途是本领域熟练技术人员熟知的。但由热裂解法生产的较少不饱和烃一般包含显著量的高度不饱和烃如不太所需的炔烃、二烯烃、多烯、或其混合物。例如，由乙烷热裂解生产的乙烯一般被一些必须在氢化反应中选择性氢化成乙烯而非乙烷的乙炔所污染。类似在用于生产丁烯的热裂解法中，一般副产出必须选择性氢化成丁烯而不是进一步氢化成丁烷的丁炔和丁二烯。上述这些高度不饱和烃因几个原因而不理想。一般来说，这些高度不饱和烃非常活性并往往在留在产物流中时通过形成树胶而聚合。另外，这些非所需产物可影响其它工艺，如烷基化。即，优选去除这些高度不饱和烃。一种用于去除这些高度不饱和烃的优选工艺是选择氢化工艺。该工艺不仅使所需不饱和烃的损失最小化，而且还有助于避免一种在前端和总裂解气体工艺中难以控制的“失控”反应，这样提高了相对非所需产物生产所需产物的选择性。包含钯和无机载体的催化剂是已知用于氢化高度不饱和烃如炔烃和/或二烯烃的催化剂。包含选自钼、钴、和镍及其混合物的金属的硫化催化剂也已用作氢化催化剂。但这些催化剂制备昂贵且有可能引入会毒化并减活化用于氢化工艺的催化剂的污染物。-->因此，开发出一种成本有效且比已知催化剂容易制备的催化剂以及将其用于选择氢化高度不饱和烃如二烯烃至较少不饱和烃如单烯烃的工艺是对本领域和对经济的一种显著贡献，其中选择性得到提高并避免非所需地引入污染物。                      本专利技术的综述需要提供一种可在选择氢化高度不饱和烃如二烯烃至较少不饱和烃如单烯烃时用作催化剂的催化剂组合物。还需要提供一种生产这种可在选择氢化高度不饱和烃如二烯烃至较少不饱和烃如单烯烃时用作催化剂的催化剂组合物的方法。同样需要在一种选择氢化高度不饱和烃如二烯烃至较少不饱和烃如单烯烃的工艺中采用该催化剂组合物。本专利技术的优点包括一种避免不必要地引入会使氢化工艺用的催化剂中毒或减活的污染物的催化剂组合物。本专利技术的另一优点在于，制备该催化剂的工艺是成本有效的而且比已知催化剂容易制备。本专利技术的另一优点是增加或增强对所需产物如较少不饱和烃的选择性。本专利技术涉及一种包含其中引入了元素周期表VIB族金属(即，VIB族金属)如铬、钼、钨及其组合的渗碳的、煅烧的、改性沸石的催化剂组合物。该组合物还包括一种无机载体。该无机载体可选自硅石、矾土、二氧化钛、氧化锆、尖晶石如铝酸锌、钛酸锌、铝酸镁、铝酸钙和类似物及其混合物。本专利技术还涉及一种生产可在选择氢化高度不饱和烃如二烯烃至较少不饱和烃如单烯烃时用作催化剂的催化剂组合物的方法。该方法包括：(1)将沸石、元素周期表VIB族金属(即，VIB族金属)、和无机载体结合形成一种改性沸石；(2)在煅烧条件下煅烧该改性沸石，生产出一种煅烧的改性沸石；和(3)将该煅烧的改性沸石在渗碳条件下接触一种渗碳剂，得到一种渗碳的、煅烧的、改性沸石的催化剂组合物。本专利技术还涉及一种可用于在选择氢化高度不饱和烃如二烯烃至较少不饱和烃如单烯烃时采用本专利技术催化剂组合物的工艺。该方法可包括，将包含高度不饱和烃的含烃流体在氢的存在下与一种催化剂组合物在-->氢化区中在能够有效选择氢化高度不饱和烃至较少不饱和烃的氢化条件下接触。该催化剂组合物可以是本专利技术的一种催化剂组合物。本专利技术的其它目的和优点在本专利技术的详细描述和所附权利要求书看来是显然的。                      本专利技术的详细描述除非另有所指，本文所用的术语“烃”一般是指一种或多种具有约1个碳原子/分子至约50个碳原子/分子，优选约2个碳原子/分子至约40个碳原子/分子，更优选约2个碳原子/分子至约30个碳原子/分子，最优选约2个碳原子/分子至约20个碳原子/分子的饱和或不饱和烃。优选地，烃是一种饱和烃、饱和烃的混合物、或饱和烃与较少不饱和烃的混合物。另外，本文所用的术语“流体”是指气体、液体、蒸气、或其组合。术语“饱和烃”是指不含任何碳碳双键或碳碳三键的任何烃。饱和烃的例子包括(但不限于)乙烷、丙烷、丁烷、己烷、辛烷、葵烷、石脑油、和类似物及其混合物。术语“高度不饱和烃”是指具有碳碳三键或两个或多个碳碳双键的烃。高度不饱和烃的例子包括(但不限于)芳族化合物如苯和萘；炔烃如乙炔、丙炔(也称作甲基乙炔)、和丁炔；二烯烃如丙二烯、丁二烯、戊二烯(包括异戊二烯)、己二烯、辛二烯、和癸二烯；和类似物及其混合物。术语“较少不饱和烃”是指其中高度不饱和烃中的碳碳三键被氢化成碳碳双键的烃，或其中碳碳双键数比高度不饱和烃少一个或少至少一个的烃，或具有至少一个碳碳双键的烃。较少不饱和烃的例子包括(但不限于)单烯烃如乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯、癸烯、和类似物及其混合物。术语“氢化工艺”是指一种将高度不饱和烃如炔烃或二烯烃氢化成较少不饱和烃如单烯烃或饱和烃如烷烃的工艺。术语“选择性”是指其中高度不饱和烃如炔烃或二烯烃被氢化成较少不饱和烃如单烯烃而没有进一步将这些较少不饱和烃氢化成饱和烃如烷烃的氢化工艺。即，例-->如，与该高度不饱和烃被氢化至较少不饱和烃并进一步氢化至饱和烃时相比，当高度不饱和烃转化成较少不饱和烃而没有进一步将该较少不饱和烃氢化成饱和烃时，该氢化工艺“更具选择性”。术语“正丁烯”是指1-丁烯、顺-2-丁烯、和反-2-丁烯。按照本专利技术，提供了一种可在选择氢化高度不饱和烃如二烯烃至较少不饱和烃如单烯烃时用作催化剂的催化剂组合物。该催化剂组合物可包含一种渗碳的、煅烧的、改性沸石，其中所述改性沸石包含沸石、选自铬、钼、钨及其组合的VIB族金属、和无机载体。合适的无机载体的例子包括(但不限于)硅石、矾土、二氧化钛、氧化锆、尖晶石如铝酸锌、钛酸锌、铝酸镁、铝酸钙和类似物及其混合物。目前优选的无机载体是选自α-矾土、β-矾土、δ-矾土、η-矾土、γ-矾土、和类似物及其混合物的矾土。更优选的无机载体是γ-矾土。该组合物还可包含一种渗碳的、煅烧的、改性沸石，其中所述改性沸石包含沸石、VIB族金属、和无机载体的混合物或挤出混合物。任何市售沸石可用于本专利技术，只要该沸石在按照本专利技术使用时有效地选择氢化高度不饱和烃至较少不饱和烃。目前优选的沸石是β-沸石、沸石X、沸石Y、沸石L、和类似物及其混合物。更优选的沸石是沸石L。一般来说，该催化剂组合物可包含任何重量百分数的元素周期表VIB族的金属(即，VIB族金属)，只要该重量百分数的有效地选择氢化高度不饱和烃如二烯烃至较少不饱和烃如单烯烃。该催化剂组合物的VIB族金属含量的范围为基于催化剂组合物总重的约1％重量VIB族金属至约95％重量VIB族金属，优选约5％重量VIB族金属至约80％重量VIB族金属，更优选约10％重量VIB族金属至约60％重量VIB族金属。一般来说，该催化剂组合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备催化剂组合物的方法，该催化剂组合物可用于在氢的存在下，将包含高度不饱和烃的含烃流体与所述催化剂组合物在氢化区中，在能够有效氢化所述高度不饱和烃至较少不饱和烃的氢化条件下接触，其中所述用于制备所述催化剂组合物的方法包括：（１）将沸 石、ⅥＢ族金属、和无机载体结合形成一种改性沸石；（２）在煅烧条件下煅烧该改性沸石，生产出一种煅烧改性沸石；和（３）将所述煅烧改性沸石在渗碳条件下接触一种渗碳剂，得到所述催化剂组合物。

【技术特征摘要】
US 1999-9-29 09/408,8241.一种制备催化剂组合物的方法，该催化剂组合物可用于在氢的存在下，将包含高度不饱和烃的含烃流体与所述催化剂组合物在氢化区中，在能够有效氢化所述高度不饱和烃至较少不饱和烃的氢化条件下接触，其中所述用于制备所述催化剂组合物的方法包括：(1)将沸石、VIB族金属、和无机载体结合形成一种改性沸石；(2)在煅烧条件下煅烧该改性沸石，生产出一种煅烧改性沸石；和(3)将所述煅烧改性沸石在渗碳条件下接触一种渗碳剂，得到所述催化剂组合物。2.根据权利要求1的方法，其中所述结合步骤(1)的所述结合包括，将所述沸石、所述VIB族金属、和所述无机载体混合形成一种混合物并随后将所述混合物挤出形成所述改性沸石。3.根据权利要求2的方法，其中所述混合包括将所述沸石、所述VIB族金属、和所述无机载体进行混合装置处理以得到所述混合物。4.根据权利要求3的方法，其中所述混合装置选自滚筒、固定壳或槽、研磨混合器、冲击混合器、及其组合。5.根据权利要求2的方法，其中所述挤出包括将所述混合物进行挤出装置处理以得到挤出混合物。6.根据权利要求5的方法，其中所述挤出装置选自螺杆挤出机、螺旋挤出机、螺旋型挤出机、及其组合。7.根据权利要求6的方法，其中所述挤出装置包括螺杆挤出机。8.根据权利要求1的方法，其中所述催化剂组合物包括基于所述催化剂组合物约1％重量至约95％重量的所述沸石，所述催化剂组合物包括基于所述催化剂组合物约1％重量至约95％重量的所述VIB族金属，且所述催化剂组合物包括基于所述催化剂组合物约1％重量至约90％重量的所述无机载体。9.根据权利要求1的方法，其中所述煅烧条件包括：约100-1500℃的温度；约1-30小时的时间段；和约48.2kPa至约5167kPa(约7磅/平方英寸绝对值(psia)至约750psia)的压力。10.根据权利要求1的方法，其中所述渗碳剂包括烃。11.根据权利要求10的方法，其中所述烃包含约1个碳原子/分子 至约20个碳原子/分子。12.根据权利要求11的方法，其中所述烃选自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、苯、甲苯、及其混合物。13.根据权利要求1的方法，其中所述渗碳条件包括：存在以约200-1200毫升/分钟的氢气流速传送的氢气；温度为约150-1500℃；时间为约1-40小时；且所述渗碳剂以约25-500毫升/分钟的流速传送。14.根据权利要求1的方法，其中所述沸石选自β-沸石、沸石X、沸石Y、沸石L、及其混合物。15.根据权利要求1的方法，其中所述VIB族金属选自铬、钼、钨、及其组合。16.根据权利要求15的方法，其中所述VIB族金属是钼。17.根据权利要求16的方法，其中所述钼存在于选自以下的钼化合物：氯化钼、乙酸钼、氟化钼、六羰基钼、硫化钼、钼酸钠、钼酸钾、氯氧化钼、硫化钼、四硫代钼酸铵、钼酸铵、二钼酸铵、七钼酸铵、氧化钼、及其混合物。18.根据权利要求1的方法，其中所述无机载体选自硅石、矾土、二氧化钛、氧化锆、尖晶石及其混合物。19.根据权利要求18的方法，其中所述无机载体是选自α-矾土、β-矾土、δ-矾土、η-矾土、γ-矾土、及其混合物的矾土。20.一种催化剂组合物，包括一种包含沸石、VIB族金属、和无机载体的改性沸石，其中所述改性沸石已在煅烧条件下煅烧并在渗碳条件下接触渗碳剂以得到渗碳的、煅烧的、改性沸石。21.根据权利要求20的催化剂组合物，其中所述改性沸石是一种包含所述沸石、所述VIB族金属、和所述无机载体的混合物。22.根据权利要求21的催化剂组合物，其中所述改性沸石是一种包含所述沸石、所述VIB族金属、和所述无机载体的挤出混合物。23.根据权利要求20的催化剂组合物，其中所述催化剂组合物包括基于所述催化剂组合物约1％重量至约95％重量的所述沸石，所述催化剂组合物包括基于所述催化剂组合物约1％重量至约95％重量的所述VIB族金属，且所述催...

【专利技术属性】
技术研发人员：A吴，CA德拉克，
申请(专利权)人：菲利浦石油公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]