催化剂再生期间的排放物控制制造技术

描述了催化剂再生工艺，其包括用于控制再生期间产生的排放物的措施。本发明专利技术还涉及用于生产各种氯化芳族化合物的催化工艺，其包括用于控制催化剂再生期间的排放物的预备措施。

Emission Control during Catalyst Regeneration

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】催化剂再生期间的排放物控制专利
本专利技术涉及催化剂再生工艺，其包括用于控制再生期间产生的排放物的措施。本专利技术还涉及用于生产各种氯化芳族化合物的催化工艺，其包括用于控制催化剂再生期间的排放物的预备措施(provision)。专利技术背景氯化单芳族化合物是制备各种化学产品的有用中间体。例如，二氯苯酚用于生产某些除草剂。例如，2，4-二氯苯氧基乙酸(2，4-D)可由2，4-二氯苯酚制备。参见美国专利第2,480,817号和第2,651,659号。3，6-二氯-2-甲氧基苯甲酸(麦草畏)也可由2，5-二氯苯酚制备。参见例如美国专利第3,013,054号和第5,648,562号。一些用于生产氯化单芳族化合物的工艺包括非均相催化。例如，美国专利第4,568,777号描述了使用某些类型的沸石催化剂使包括2，4-二氯苯酚在内的单-或二氯苯酚异构化的工艺。随着运行时间的增加，催化剂可在一定程度上失活(例如，由碳质沉积物积聚或结焦所致)，这降低了催化剂性能。最终，当不能保持可接受的催化剂性能时，催化剂可能需要更换或再生。为了提高工艺经济性，催化剂的再生常常优于催化剂的更换。一般地，使催化剂再生涉及到除去碳质沉积物和/或其他吸附在催化剂上的组分。例如，一些用于使催化剂再生的工艺包括在氧气存在下将催化剂加热到相对高的温度，以除去碳沉积物和/或解吸结合的化合物。尽管催化剂再生通常有利于工艺经济性，但是其中一些工艺产生必须得到控制或管理的排放物，因为它们可能不适合释放到环境中。在用于生产氯化单芳族化合物的催化剂的情况下，再生可导致氯化芳族化合物的排放物。因此，仍然需要这些催化剂的再生工艺，其包括具有成本效益的、针对氯化芳族化合物的排放物控制。
技术实现思路
简而言之，在一些方面，本专利技术涉及用于使包含吸附在其上的氯化芳族化合物的非均相工艺催化剂再生的工艺，其中所述工艺包括用于控制再生期间产生的排放物的预备措施。该工艺包括将非均相工艺催化剂在氧气存在下在高温(例如，约400℃至约1000℃)下加热，以从非均相工艺催化剂中除去至少一部分氯化芳族化合物并产生再生的非均相工艺催化剂和再生流出物；以及使再生流出物与包含至少一种金属氧化物(例如，氧化钒)的氧化催化剂接触，以形成包含二氧化碳、水和盐酸的氧化流出物。在其他方面，本专利技术涉及用于生产诸如2，5-二氯苯酚的氯化苯酚的工艺，该工艺还包括用于控制催化剂再生期间的排放物的预备措施。一种工艺包括在反应器系统中使包含2，4-二氯苯酚的进料与包含沸石的异构化催化剂接触，以形成包含2，5-二氯苯酚的反应产物，其中反应器系统进一步包含含有至少一种金属氧化物的氧化催化剂。另一种工艺包括在反应器系统中在包含沸石的羟基化催化剂存在下使包含1，4-二氯苯的进料与氧化剂接触，以形成包含2，5-二氯苯酚的反应产物，其中反应器系统进一步包含含有至少一种金属氧化物的氧化催化剂。其他目的和特征将部分显而易见，部分在下文中指出。具体实施方式一般地，本专利技术涉及催化剂再生工艺，其包括一种或多种用于控制再生期间产生的排放物的措施。本专利技术还涉及用于生产各种氯化单芳族化合物的催化工艺，其包括用于控制催化剂再生期间的排放物的预备措施。这些工艺在控制催化剂再生期间的排放物方面即方便又高效，同时提高了工艺经济性并减少了废物。催化剂再生工艺根据本专利技术的各种工艺一般地涉及固体非均相工艺催化剂，特别是包含一种或多种在正常工艺操作期间吸附在其上的氯化芳族化合物的催化剂的再生。一种用于使包含吸附在其上的氯化芳族化合物的非均相工艺催化剂再生的工艺包括：将非均相工艺催化剂在氧气存在下在高温下加热，以使所述催化剂再生并形成再生流出物；使再生流出物与氧化催化剂接触，以形成氧化流出物。在再生工艺期间，非均相工艺催化剂被加热到足以基本上除去吸附在其上的化合物的温度，并产生再生的非均相工艺催化剂和再生流出物。再生流出物可含有一种或多种从非均相工艺催化剂中除去的氯化芳族化合物。再生所需的温度可取决于工艺催化剂的类型，但通常在约400℃至约1000℃、约500℃至约900℃、约500℃至约800℃，或约500℃至约700℃的温度范围内。一般地，氧化催化剂有效地将再生流出物的一种或多种组分转化为包括二氧化碳、水和盐酸的氧化产物。应该理解，与氧化催化剂接触的再生流出物不一定必须作为离散的流或排放物进行分离。通常，氧化催化剂包含至少一种金属氧化物。在各种实施方案中，氧化催化剂包含至少一种选自由氧化钒、氧化铬、氧化锰及其混合物组成的组的金属氧化物。在某些实施方案中，氧化催化剂包含氧化钒。本文提及的金属氧化物可包括一种或多种不同氧化态的氧化物。氧化催化剂是非均相催化剂，并且在各种实施方案中，氧化催化剂在载体上包含至少一种金属氧化物(例如，氧化钒)。可以使用各种各样的载体。例如，氧化催化剂可包含至少一种选自由氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、氧化锆、碳、沸石及其组合组成的组的材料。在一些实施方案中，氧化催化剂的载体包含二氧化钛。在其他实施方案中，氧化催化剂的载体包含氧化铝。一种优选的氧化催化剂在包含二氧化钛的载体上包含氧化钒。含金属氧化物的非均相催化剂的具体实例包括可从HaldorTopsoe获得的CK-305(氧化铝上的氧化铬)、CK-306(氧化铝上的氧化铬/钯)和CK-395(氧化铝上的氧化锰)和可从CRICatalyst获得的金属氧化物催化剂(例如，在二氧化钛上的氧化钒)。氧化催化剂可以多种不同方式相对于非均相工艺催化剂安设。在各种实施方案中，氧化催化剂与非均相工艺催化剂混合(即，不同催化剂组合物的物理混合物)。氧化催化剂也可以掺入或负载在非均相工艺催化剂上(即，作为共催化剂)。氧化催化剂和非均相工艺催化剂可以安置在堆叠或分阶段式反应器系统配置中。因此，在一些实施方案中，第一阶段包含非均相工艺催化剂，第二阶段包含氧化催化剂，其中相对于通过反应器系统的流动方向，第二阶段在第一阶段的下游。非均相工艺催化剂可以是任何适合于在高温下氧化再生的催化剂，并且包含一种或多种吸附在其上的氯化芳族化合物。如所述的，一些用于生产氯化单芳族化合物的工艺使用包含沸石的催化剂。因此，在各种实施方案中，非均相工艺催化剂包含沸石，如下文所更详细描述的。本专利技术的催化剂再生工艺包括用于控制再生期间产生的排放物的措施，适用于控制在正常工艺操作期间可吸附在非均相工艺催化剂上的各种类型的氯化芳族化合物排放物。例如，在各种实施方案中，氯化芳族化合物包含至少一种选自由以下组成的组的化合物：2，3，4-三氯苯酚、2，3，5-三氯苯酚、2，3，6-三氯苯酚、2，4，5-三氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚、3，4，5-三氯苯酚、2，3-二氯苯酚、2，4-二氯苯酚、2，5-二氯苯酚、2，6-二氯苯酚、3，4-二氯苯酚、3，5-二氯苯酚、2-氯苯酚、3-氯苯酚、4-氯苯酚、1，2，3-三氯苯、1，2，4-三氯苯、1，3，5-三氯苯、1，2-二氯苯、1，3-二氯苯、1，4-二氯苯，及其氧化和氯化产物，以及它们的混合物。除了控制最初吸附在非均相工艺催化剂上的化合物排放物外，本专利技术的工艺在控制氧化再生期间由这些化合物产生的产物排放物方面也是有效的。本专利技术的工艺可以进一步包括一个或多个从非均相工艺催化剂中解吸至少一部分氯化芳族化合物的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于使包含吸附在其上的氯化芳族化合物的非均相工艺催化剂再生的工艺，所述工艺包括：将所述非均相工艺催化剂在氧气存在下在约400℃至约1000℃的温度下加热，以从所述非均相工艺催化剂中除去至少一部分氯化芳族化合物，并产生再生的非均相工艺催化剂和再生流出物；以及使所述再生流出物与包含至少一种金属氧化物的氧化催化剂接触，以形成包含二氧化碳、水和盐酸的氧化流出物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.05 US 62/404,5371.一种用于使包含吸附在其上的氯化芳族化合物的非均相工艺催化剂再生的工艺，所述工艺包括：将所述非均相工艺催化剂在氧气存在下在约400℃至约1000℃的温度下加热，以从所述非均相工艺催化剂中除去至少一部分氯化芳族化合物，并产生再生的非均相工艺催化剂和再生流出物；以及使所述再生流出物与包含至少一种金属氧化物的氧化催化剂接触，以形成包含二氧化碳、水和盐酸的氧化流出物。2.如权利要求1所述的工艺，其中所述至少一种金属氧化物选自由氧化钒、氧化铬、氧化锰及其混合物组成的组。3.如权利要求1或2所述的工艺，其中所述至少一种金属氧化物包含氧化钒。4.如权利要求1至3中任一项所述的工艺，其中所述氧化催化剂在载体上包含所述至少一种金属氧化物。5.如权利要求4所述的工艺，其中所述氧化催化剂的载体包含至少一种选自由氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、氧化锆、碳、沸石及其组合组成的组的材料。6.如权利要求4所述的工艺，其中所述氧化催化剂的载体包含二氧化钛。7.如权利要求1至6中任一项所述的工艺，其中将所述氧化催化剂与所述非均相工艺催化剂混合。8.如权利要求1至7中任一项所述的工艺，其中将所述氧化催化剂负载在所述非均相工艺催化剂上。9.如权利要求1至8中任一项所述的工艺，其中第一阶段包含所述非均相工艺催化剂，第二阶段包含含有所述至少一种金属氧化物的氧化催化剂，并且其中所述第二阶段在所述第一阶段的下游。10.如权利要求1至9中任一项所述的工艺，其进一步包括在不高于约350℃的温度下从所述非均相工艺催化剂中解吸至少一部分氯化芳族化合物，这一步在将所述非均相工艺催化剂在氧气存在下在约400℃至约1000℃温度下加热的步骤之前进行。11.如权利要求10所述的工艺，其中从所述非均相工艺催化剂中解吸至少一部分氯化芳族化合物包括下列中的一种或多种：(a)对所述非均相工艺催化剂施加真空；(b)使所述非均相工艺催化剂与蒸汽接触；和/或(c)使所述非均相工艺催化剂与非氯化有机化合物接触。12.如权利要求11所述的工艺，其中所述蒸汽的温度不高于约300℃。13.如权利要求11或12所述的工艺，其中所述非氯化有机化合物选自由芳族化合物、胺及其混合物组成的组。14.如权利要求11至13中任一项所述的工艺，其中从所述非均相工艺催化剂中解吸至少一部分氯化芳族化合物是在惰性或非氧化气氛中进行的。15.如权利要求14所述的工艺，其中所述惰性气氛是含氮气氛。16.如权利要求1至15中任一项所述的工艺，其中所述氯化芳族化合物包含至少一种选自由以下组成的组的化合物：2，3，4-三氯苯酚、2，3，5-三氯苯酚、2，3，6-三氯苯酚、2，4，5-三氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚、3，4，5-三氯苯酚、2，3-二氯苯酚、2，4-二氯苯酚、2，5-二氯苯酚、2，6-二氯苯酚、3，4-二氯苯酚、3，5-二氯苯酚、2-氯苯酚、3-氯苯酚、4-氯苯酚、1，2，3-三氯苯、1，2，4-三氯苯、1，3，5-三氯苯、1，2-二氯苯、1，3-二氯苯、1，4-二氯苯，及其氧化和氯化产物，以及它们的混合物。17.一种用于生产2，5-二氯苯酚的工艺，所述工艺包括：在包含异构化区的反应器系统中使包含2，4-二氯苯酚的进料与包含沸石的异构化催化剂接触，以形成包含2，5-二氯苯酚的反应产物，其中所述反应器系统进一步包含含有至少一种金属氧化物的氧化催化剂。18.如权利要求17所述的工艺，其中所述至少一种金属氧化物选自由氧化钒、氧化铬、氧化锰及其混合物组成的组。19.如权利要求17或18所述的工艺，其中所述至少一种金属氧化物包含氧化钒。20.如权利要求17至19中任一项所述的工艺，其中所述氧化催化剂在载体上包含所述至少一种金属氧化物。21.如权利要求20所述的工艺，其中所述氧化催化剂的载体包含至少一种选自由氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、氧化锆、碳、沸石及其组合组成的组的材料。22.如权利要求20所述的工艺，其中所述氧化催化剂的载体包含二氧化钛。23.如权利要求17至22中任一项所述的工艺，其中所述的包含所述至少一种金属氧化物的氧化催化剂负载在所述异构化催化剂上。24.如权利要求17至23中任一项所述的工艺，其中将所述氧化催化剂与所述异构化催化剂混合。25.如权利要求17至24中任一项所述的工艺，其中所述异构化区包括包含所述异构化催化剂的第一阶段和包含所述氧化催化剂的第二阶段，并且其中相对于通过所述反应器系统的流动方向，所述第二阶段在所述第一阶段的下游。26.如权利要求25所述的工艺，其中所述第一阶段和第二阶段被配置成使得所述的包含2，5-二氯苯酚的反应产物可任选地绕过所述第二阶段。27.如权利要求17至26中任一项所述的工艺，其中所述反应器系统进一步包括催化剂再生区，并且其中所述催化剂再生区包含所述氧化催化剂。28.如权利要求27所述的工艺，其中所述工艺进一步包括将所述异构化催化剂从所述异构化区转移到所述催化剂再生区。29.如权利要求17至28中任一项所述的工艺，所述工艺进一步包括使所述异构化催化剂再生，其中所述异构化催化剂包含吸附在其上的氯化芳族化合物。30.如权利要求29所述的工艺，其中使所述异构化催化剂再生包括：将所述异构化催化剂在氧气存在下在约400℃至约1000℃的温度下加热，以从所述异构化催化剂中除去至少一部分氯化芳族化合物，并产生再生的异构化催化剂和再生流出...

【专利技术属性】
技术研发人员：KT·万，
申请(专利权)人：孟山都技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US