由乙烯和丁烯生产丙烯的催化剂和方法技术

本发明专利技术公开了可用于烯烃的生产和/或相互转化的化学催化剂和方法。在一些实施方案中，由乙烯和丁烯生产丙烯的方法包括：(a)获得包含异构化催化剂和歧化催化剂的催化剂组合物，其中异构化催化剂与歧化催化剂的重量比为10∶1至1∶10；以及(b)在催化剂组合物存在下，在足以生产丙烯的条件下，在约500°F(260℃)至约650°F(350℃)的温度下使丁烯与乙烯反应。

Catalyst and method for producing propylene from ethylene and butene

The invention discloses a chemical catalyst and method that can be used for the production and / or conversion of olefins. In some implementations, the process of propylene production from ethylene and butene includes: (a) obtaining a catalyst composition comprising an isomerization catalyst and a disproportionation catalyst, in which the weight ratio of the isomerization catalyst to the disproportionation catalyst is 10:1 to 1:10; and (b) in the presence of a catalyst composition, in conditions sufficient to produce propylene. Under the temperature of about 500 degrees F (260 degrees) to about 650 degrees F (350 C), butene reacts with ethylene.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由乙烯和丁烯生产丙烯的催化剂和方法相关申请的交叉引用本申请根据专利合作条约提交，要求2016年1月29日提交的美国临时申请第62/288,954号的优先权，该临时申请以引用方式整体并入本文。
本专利技术涉及可用于烯烃的生产和/或相互转化的化学催化剂和方法。
技术介绍
丙烯(丙烯)是商业上重要的烯烃产物，是炼油和天然气加工的副产物。丙烯也通过专用生产方法生产，例如与烯烃复分解化学结合的丁烯异构化(参见，例如，图1)。烯烃复分解，也称为歧化，是可逆反应，其中例如乙烯和2-丁烯(B2)的双键被破坏然后作为丙烯重新形成。在SiO2上负载的WO3是已经使用的一种歧化催化剂，并且MgO是已经使用的一种异构化催化剂。该化学反应涉及歧化(DP)反应器中的许多副反应(图2错误！未找到引用源。)，包括例如丙烯通过丁烯(B)自复分解的半生产途径并且不希望地用1-丁烯(B1)消耗产物丙烯以产生更高级的烯烃(C5+烯烃)和乙烯。目前的方法是能量密集的，依赖于高热(例如650°F)和显著量的异构化催化剂，即高异构化催化剂与歧化催化剂的重量比(参见例如图3)。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术提供的方法包括：(a)获得包含异构化催化剂和歧化催化剂的催化剂组合物，其中异构化催化剂与歧化催化剂的重量比为10∶1至1∶10；以及(b)在催化剂组合物存在下，在足以生产丙烯的条件下，在约500°F(260℃)至约650°F(350℃)的温度下使丁烯与乙烯反应。在一些实施方案中，乙烯和丁烯在约500°F(260℃)至约550°F(288℃)的温度下反应。在一些实施方案中，异构化催化剂与歧化催化剂的重量比为约4∶1至约1∶4。在这些实施方案的一些中，异构化催化剂与歧化催化剂的重量比为约1∶1。在一些实施方案中，异构化催化剂是沸石、氧化铝或选自由碱金属氧化物、碱土金属氧化物和稀土金属氧化物的碱性金属氧化物。在这些实施方案的一些中，异构化催化剂是MgO。在一些实施方案中，歧化催化剂包含：(a)过渡金属氧化物；和(b)固体载体；其中过渡金属氧化物沉积在固体载体上。在一些实施方案中，过渡金属氧化物是钼、钨、钴、钌、铼的氧化物或这些中的两种或更多种的混合物。例如，在一些实施方案中，过渡金属氧化物是WO3。在一些实施方案中，固体载体是氧化铝或二氧化硅。在一些实施方案中，乙烯和丁烯在约5psig(0.14MPa)至约600psig(4.24MPa)的压力下反应。在一些实施方案中，乙烯与丁烯的摩尔比为约0.5∶1至约5∶1。在一些实施方案中，反应的重时空速为约1hr-1至100hr-1。在一些实施方案中，该方法导致：(a)丁烯转化百分比相对于丁烯的量大于55％；(b)丙烯选择性百分比相对于总反应产物大于85％；或(c)基于丁烯的量，丙烯产率大于50％。另一方面，本专利技术提供了方法，包括：(a)获得包含异构化催化剂和歧化催化剂的催化剂组合物，其中异构化催化剂与歧化催化剂的重量比为10∶1至1∶10；以及(b)在催化剂组合物存在下，在足以生产烯烃(C5+)的条件下，在约500°F(260℃)至约600°F(316℃)的温度下使丁烯与乙烯反应。在一些实施方案中，歧化催化剂是固体载体上的过渡金属氧化物，并且其中过渡金属氧化物的量为歧化催化剂的约1wt.％至约30wt.％。在一些实施方案中，固体载体是氧化铝或二氧化硅。在一些实施方案中，反应在连续反应器中进行。在一些实施方案中，烯烃(C5+)是五碳和/或更多碳烯烃的混合物，包括戊烯异构体。在一些实施方案中，烯烃(C5+)包含2-戊烯和/或3-己烯。另一方面，本专利技术提供的方法包括：(a)获得催化剂组合物，其中催化剂组合物是异构化催化剂和歧化催化剂，并且异构化催化剂和歧化催化剂的重量比为10∶1至1∶10；以及(b)在催化剂组合物存在下，在约500°F(260℃)至约600°F(316℃)的温度下使烯烃(C2-12)与乙烯、丙烯或丁烯反应，生成烯烃(C2-8)。虽然公开了多个实施方案，但是根据以下详细描述，其他实施例对于本领域技术人员将变得显而易见。显而易见的是，如本文所公开的某些实施方案能够在各个方面进行修改，所有这些都不脱离本文呈现的权利要求的精神和范围。因此，附图和详述本质上被认为是说明性的而非限制性的。附图说明以下附图示出了本文公开的主题的各种实施方案。通过参考以下结合附图的描述可以理解所要求保护的主题，其中相同的附图标记表示相同的要素，并且其中：图1显示了由乙烯和丁烯(2-丁烯包括反式和顺式-2-丁烯两者)的专用生产丙烯的实例的简化示意图。图2显示了歧化反应器中可能发生的潜在副反应。虽然其中描述了反式-2-丁烯，但顺式-2-丁烯通常以类似的方式反应。图3显示了用于由乙烯和丁烯中的专用生产丙烯的反应器中催化剂现有负载构型的非限制性实例。图4显示了对丁烯异构化平衡的一些温度影响。图5显示了对丙烯生产的三个参数的一些温度影响(C2＝∶C4＝＝1∶1摩尔比)。图6显示了在275℃和316℃的温度下的MgO异构化性能。图7显示了温度对基于两种丁烯原料B1和B2的C3产率的影响，其中“B1”是指1-丁烯，“B2”是指2-丁烯。每个点是在40个小时内采样得到的平均值。利用纯B1和B2进料研究了温度对现有催化剂负载下丙烯产率的影响。图8显示温度对利用B2进料的实验室规模反应的影响，其中B2是指2-丁烯。图9显示乙烯/丁烯比率对C3产量的一些影响。具体实施方式在一个方面，本专利技术提供制备丙烯的方法，包括：(a)获得包含异构化催化剂和歧化催化剂的催化剂组合物，其中异构化催化剂与歧化催化剂的重量比为10∶1至1∶10；以及(b)在催化剂组合物存在下，在足以生产丙烯的条件下，在约500°F(260℃)至约650°F(350℃)的温度下使丁烯与乙烯反应。另一方面，本专利技术提供制备丙烯的方法，包括：(a)获得包含异构化催化剂和歧化催化剂的催化剂组合物，其中异构化催化剂与歧化催化剂的重量比为10∶1至1∶10；以及(b)在催化剂组合物存在下，在足以产生烯烃(C5+)的条件下，在约500°F(260℃)至约600°F(316℃)的温度下使丁烯与乙烯反应。另一方面，本专利技术提供制备丙烯的方法，包括：(a)获得催化剂组合物，其中催化剂组合物是异构化催化剂和歧化催化剂，并且异构化催化剂和歧化催化剂的重量比为10∶1至1∶10；以及(b)在催化剂组合物存在下，在约500°F(260℃)至约600°F(316℃)的温度下使烯烃(C2-12)与乙烯、丙烯或丁烯反应，生产烯烃(C2-8)。在一些实施方案中，由于2-丁烯浓度增加，这些方法可用于以更高的选择性制备更多的丙烯。I.歧化催化剂在一些实施方案中，歧化催化剂包含：(a)过渡金属氧化物；和(b)固体载体；其中过渡金属氧化物沉积在固体载体上。在一些实施方案中，固体载体是氧化铝、二氧化硅、沸石、粘土、氧化锆、二氧化钛和/或其组合。在一些实施方案中，固体载体是这些中的一种或多种的混合物。在一些实施方案中，过渡金属氧化物是钼、钨、钴、钌、铼的氧化物或这些中的两种或更多种的混合物。例如，在一些实施方案中，过渡金属氧化物是WO3。在一些实施方案中，歧化催化剂是固体载体上的过渡金属氧化物，并且其中过渡金属氧化物的量为歧化催本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生产丙烯的方法，其包括：(a)获得包含异构化催化剂和歧化催化剂的催化剂组合物，其中所述异构化催化剂与所述歧化催化剂的重量比为10∶1至1∶10；以及(b)在所述催化剂组合物存在下，在足以生产丙烯的条件下，在约500°F(260℃)至约650°F(350℃)的温度下使丁烯与乙烯反应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.29 US 62/2889541.一种用于生产丙烯的方法，其包括：(a)获得包含异构化催化剂和歧化催化剂的催化剂组合物，其中所述异构化催化剂与所述歧化催化剂的重量比为10∶1至1∶10；以及(b)在所述催化剂组合物存在下，在足以生产丙烯的条件下，在约500°F(260℃)至约650°F(350℃)的温度下使丁烯与乙烯反应。2.如权利要求1所述的方法，其中所述乙烯和所述丁烯在约500°F(260℃)至约550°F(288℃)的温度下反应。3.如权利要求1所述的方法，其中所述异构化催化剂与所述歧化催化剂的重量比为约4∶1至约1∶4。4.如权利要求1所述的方法，其中所述异构化催化剂与所述歧化催化剂的重量比为约1∶1。5.如权利要求1所述的方法，其中所述异构化催化剂是沸石、氧化铝或选自由碱金属氧化物、碱土金属氧化物和稀土金属氧化物组成的组的碱性金属氧化物。6.如权利要求5所述的方法，其中所述异构化催化剂是MgO。7.如权利要求1所述的方法，其中所述歧化催化剂包含：a)过渡金属氧化物；和b)固体载体；其中所述过渡金属氧化物沉积在所述固体载体上。8.如权利要求7所述的方法，其中所述过渡金属氧化物是钼、钨、钴、钌、铼的氧化物或其混合物。9.如权利要求8所述的方法，其中所述过渡金属氧化物是WO3。10.如权利要求7所述的方法，其中所述固体载体是二氧化硅。11.如权利要求1所述的方法，其中所述乙烯和所述丁烯在约5psig(0.14MPa)至约600psig(4.24MPa)的压力下反应。12.如权利要求1所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·张，D·F·怀特，
申请(专利权)人：利安德化学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US