强催化剂及催化剂载体、其制备和其用途制造技术

本发明专利技术涉及催化剂或催化剂载体，包含以所述催化剂或催化剂载体的总重量计，35到99.9wt％的金属氧化物及0.1到50wt％的硅烷化二氧化硅颗粒。本发明专利技术进一步涉及制备所述催化剂或催化剂载体的方法。本发明专利技术还涉及所述催化剂或包含所述催化剂载体的催化剂在催化反应中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】强催化剂及催化剂载体、其制备和其用途
本专利技术涉及一种用于制备强催化剂或催化剂载体的方法。本专利技术进一步涉及制备催化剂或催化剂载体的方法。本专利技术还涉及催化剂或包含催化剂载体的催化剂在催化反应中的用途。
技术介绍
用于催化反应中的催化剂通常经历严格的条件，且因此需要具有充足强度。催化剂可包含或可不包含载体。如果催化剂包含不具有催化活性之载体，那么其还含有催化活性材料。催化活性材料可以由任何合适的方法(例如浸透)供应到载体。替代方法为挤压。包含载体的催化剂优选地包含具有充足强度的载体。在催化反应期间，催化剂可以经历高温和/或经历高压。或者或另外，催化剂可在催化反应之前和/或期间经历机械应力。催化剂可经历例如动态应力、静态应力、压缩应力、剪应力、冲击应力、磨损、摩擦和/或碰撞。一个实例为在流化床反应器中彼此碰撞和/或与反应器的壁或内部碰撞的催化剂颗粒。另一实例为催化剂颗粒的固定床的底部的催化剂颗粒上的催化剂床的重量。其它实例为在催化剂或催化剂载体的运输，处置及存储操作期间的冲击应力。本专利技术的目标是提供强催化剂或催化剂载体，制备催化剂或催化剂载体的方法，以及其用途，其中所述催化剂或包含催化剂载体的催化剂可适当地用于催化反应中，尤其用于烷烃氧化脱氢(烷烃ODH)和/或烯烃氧化反应中。
技术实现思路
本专利技术涉及一种催化剂或催化剂载体，包含：-以催化剂或催化剂载体的总量计，35到99.9wt％，优选地45到99.9wt％，更优选地75到99.9wt％的金属氧化物及-0.1到50wt％，优选地0.1到20wt％的硅烷化二氧化硅颗粒。上文所示量的金属氧化物不包括所述量的硅烷化二氧化硅颗粒。其中所述量的金属氧化物意指除硅烷化二氧化硅颗粒以外还存在的金属氧化物。此外，本专利技术涉及用于制备催化剂或催化剂载体的方法，其包含以下步骤：(a)接触-金属氧化物，-硅烷化二氧化硅，适当地硅烷化二氧化硅颗粒，更适当地硅烷化二氧化硅颗粒的分散液，甚至更适当地硅烷化胶态二氧化硅颗粒的分散液，-溶剂和/或一种或多种成形助剂；(b)成形或形成，适当地成形在在步骤(a)中获得的材料；(c)干燥和/或加热，适当地加热在步骤(b)中获得的材料：-在60到700℃，优选地60到450℃范围内的温度下，-优选地在空气中。再者，本专利技术涉及上文所描述的催化剂，由上文所描述的方法制备的催化剂，包含上文所描述的催化剂载体的催化剂或包含由上文所描述的方法制备的催化剂载体的催化剂在催化反应中的用途。又再者，本专利技术涉及一种含有2到6个碳原子的烷烃的氧化脱氢和/或含有2到6个碳原子的烯烃的氧化的方法，包含将氧气及含有2到6个碳原子的所述烷烃和/或含有2到6个碳原子的所述烯烃与上文所描述的催化剂、由上文所描述的方法制备的催化剂、包含上文所描述的催化剂载体的催化剂或包含由上文所描述的方法制备的催化剂载体的催化剂接触。附图说明图1展示由根据本专利技术的方法制备的根据本专利技术的催化剂在通过乙烷的氧化脱氢(乙烷ODH)将乙烷转化成乙烯中的性能数据。具体实施方式在本专利技术中，催化剂或催化剂载体可以是颗粒状催化剂或颗粒状载体。其可以是呈颗粒形式的非均相催化剂或非均相载体。颗粒可具有适合用于反应器中的任何尺寸。颗粒可足够小以用于例如三相浆化气泡塔的浆化床反应器中。颗粒可足够小以用于流化床反应器，例如夹带式流化床反应器或固定流化床反应器中。颗粒可具有用于沸腾床反应器中的充分小的尺寸。颗粒可足够大以布置于反应器中的催化剂床中。在这种情况下反应器可以是(多)管式固定床反应器。此类催化剂床可包含丸粒、挤出物或金属载体(类似金属导线或金属薄片)上的催化剂，优选地挤出物。已发现本专利技术将极为有利。根据本专利技术的催化剂或催化剂载体的一个优点是其为强性的。甚至包含可以粉末形式获得的沸石或金属氧化物(例如包含钼的金属氧化物)的催化剂或催化剂载体为强性的。本专利技术的方法的一个优点为其适合于制备强催化剂或催化剂载体。本专利技术的方法的另一优点是其适合于由例如金属氧化物粉末或沸石粉末的粉末来制备强催化剂或催化剂载剂。非常有利的是强形状(尤其挤出物)可由可以粉末形式获得的金属氧化物(例如包含钼的金属氧化物)及由沸石粉末制备。根据本专利技术的催化剂及催化剂载体或根据本专利技术的方法制备的催化剂及催化剂载体尤其展示高平板抗压强度和/或高抗磨损性。再者，根据本专利技术的催化剂或根据本专利技术的方法制备的催化剂可有利地用于催化反应，例如烷烃氧化脱氢(ODH)和/或烯烃氧化中，适当地通过氧化脱氢将乙烷转化成乙烯(乙烷ODH)。平板抗压强度平板抗压强度通常被看作是测量催化剂颗粒破裂时的强度(以N/cm为单位)的测试方法。强度可与以类似测试方法测试的混凝土(即，板之间的10cm立方样本)的抗压强度相关，但随后在更大比例内。当前，不存在用于平板抗压强度的国家或国际标准测试或ASTM。但是，用于测量抗压强度的混凝土的“压缩测试”在此项技术中为熟知的。此外，催化剂或催化剂载体的一般形状(例如喷雾型干燥颗粒的形状)及例如圆柱形或三叶形的挤出物为熟知的。平板抗压测试强度在催化反应的性能方面与产品质量无关。自然地，平板抗压强度的任何比较必须在等效地成形的颗粒之间作出。通常，在颗粒的“顶部”侧与“底部”侧之间作出所述比较。在颗粒有规律地成形为例如方形的情况下，相对容易的是实施强度测试及作出直接比较。如何在形状不如此规则的情况下作出比较在此项技术中为已知的，例如通过使用平板抗压强度测试。抗磨损性磨损指数为用于对磨损的抗性的测量。小催化剂颗粒的磨损指数足够小以用于流化床反应器、浆化床反应器或沸腾床反应器中的颗粒的磨损指数可确定如下。对催化剂颗粒的浆液(例如固体催化剂颗粒在液体中的稀薄混合物)进行所述测试。用于界定对磨损的抗性的两个参数为平均粒径(APD)及fr<10。APD测量为体积加权平均的颗粒直径、D(4,3)或DeBroucker平均值。Fr<10为具有<10μm直径的颗粒的体积分率。如本文所使用的磨损被定义为在测试期间APD减小的百分比。另外，磨损率进一步被定义为具有小于10μm直径的颗粒的量的绝对增大，其中‘fr<10’。后一参数给出可在测试期间形成的所谓的“细粒”的量的额外及重要信息。细粒对于在浆液中处理操作为不利的，因为其可堵塞在浆化操作中用于催化剂/产物分离的过滤器。APD被定义为：△(APD)＝APDt＝0-APDt＝30*100(％)APDt＝0fr<10的增大被定义为△(fr<10)＝[fr<10]t＝30-[fr<10]t＝0为了确定测试的可重复性，需要进行的一系列测试。可重复性定义为：在低于所述值下在相同条件下对相同测试材料使用相同方法获得的两个测试结果之间的绝对差可预期具有指定概率的值。在不存在其它信息下，置信水平为95％。两个参数的相对标准差小于5％。测试还需要更长时间段的可靠度，即设备应不展示磨损的任何迹象，且磨损率应保持恒定。为了验证这为正常情况，可有规律地测试参考催化剂，例如在参考测试前可进行各(一系列的)测试。催化剂可以低体积浓度测试。举例来说，催化剂颗粒可以5％v/v浓度测试，即使用下式计算的基于体积的浓度：其中Mcat为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化剂或催化剂载体，包含：以所述催化剂或催化剂载体的总重量计，35到99.9wt％，优选地45到99.9wt％，更优选地75到99.9wt％的金属氧化物及0.1到50wt％的硅烷化二氧化硅颗粒，其中所述量的金属氧化物不包括所述量的硅烷化二氧化硅颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.26 EP 15191399.31.一种催化剂或催化剂载体，包含：以所述催化剂或催化剂载体的总重量计，35到99.9wt％，优选地45到99.9wt％，更优选地75到99.9wt％的金属氧化物及0.1到50wt％的硅烷化二氧化硅颗粒，其中所述量的金属氧化物不包括所述量的硅烷化二氧化硅颗粒。2.根据权利要求1所述的催化剂或催化剂载体，其为挤出物。3.根据权利要求1或2所述的催化剂或催化剂载体，其中所述硅烷化二氧化硅颗粒具有1到1,000nm，优选地2到100nm，更优选地2到40nm，最优选地2到10nm的平均粒径。4.根据以上权利要求中任一项所述的催化剂或催化剂载体，包含：硅烷化二氧化硅颗粒，以及二氧化硅和/或氧化铈，以及以下中的一种或多种：氧化钼、钼-钒氧化物、钼-钒-铌氧化物、钼-钒-铌-碲氧化物、钼-钒-铌-碲-锑氧化物、钼-钒-锑氧化物、二氧化钛、硅铝氧化物以及沸石。5.一种用于制备催化剂或催化剂载体的方法，包含以下步骤：(a)接触金属氧化物，硅烷化二氧化硅，适当地硅烷化二氧化硅颗粒，更适当地硅烷化二氧化硅颗粒的分散液，甚至更适当地硅烷化胶态二氧化硅颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·A·科莱恩，
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