催化剂体系和用于使用该催化剂体系转化烃进料的方法技术

本发明专利技术涉及一种催化剂体系和使用这种催化剂体系转化烃进料的方法，该催化剂体系包含：i.烃转化催化剂的第一层，烃转化催化剂包含：第一组合物，其包含固体载体上的铂族金属；和第二组合物，其包含无机载体上的过渡金属；ii.包含裂化催化剂的第二层。

Catalyst system and method for conversion of hydrocarbon feed using this catalyst system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】催化剂体系和用于使用该催化剂体系转化烃进料的方法
本专利技术涉及催化剂体系，以及将包含饱和烃化合物的烃进料转化为烯烃产物的方法。
技术介绍
烯烃，尤其是包括乙烯和丙烯的轻质烯烃，是有价值的烃产物。它们可用于制备各种最终产品，包括环氧乙烷、环氧丙烷、乙苯、丙酮、苯酚、聚乙烯、聚丙烯、其他聚合物以及其他石化产品。尽管它们的价格随着时间的推移而波动，工业上的需求仍在不断增长。为了满足工业需要，已经使用许多方法来生产烯烃。然而，使用较低价值的原料如链烷烃来生产烯烃通常更具经济吸引力。将饱和链烷烃转化为烯烃的常规方法是热裂化。这是一种高能耗的方法，并且产品选择性难以调节和控制。催化裂化是后来开发的方法。采用合适的催化材料，通常是基于沸石的材料，烃裂化可以在不太苛刻的操作条件下发生。在本领域中，还已知使用适当的催化剂，通过脱氢将饱和链烷烃转化为烯烃的方法。脱氢之后可以进行适当的复分解步骤，以便最终提供满足最高工业需求的烯烃分布。这种加氢转化方法的缺点是它倾向于产生大量的高级烯烃(例如丁烯)，但是低级烯烃(例如乙烯)往往更具商业吸引力。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种催化剂体系和利用它来转化烃的方法，其中作为产物的高级烯烃的量减少，但低级烯烃，尤其是乙烯的量增加。该目的通过催化剂体系实现，该催化剂体系包含:i.烃转化催化剂的第一层，该烃转化催化剂包含:含有固体载体上的脱氢活性金属的第一组合物；以及含有无机载体上的过渡金属的第二组合物；以及ii.包含裂化催化剂的第二层。在烃转化催化剂中，可以提供与第二组合物不同的第一组合物。同样地，包含在第一组合物中的固体载体可以与包含在第二组合物中的无机载体不同。类似地，包含在第一组合物中的脱氢活性金属优选不同于包含在第二组合物中的过渡金属。可以提供不包含脱氢活性金属的第二组合物，特别是第二组合物不包含铂、钯、铑、铬或它们的混合物。在另一个实施方式中，包含在第二组合物中的无机载体包含SiO2、HY-沸石或它们的混合物，并且包含在第一组合物中的固体载体包含二氧化硅与氧化锆的混合物。在一个实施方式中，裂化催化剂用于裂化烯烃，优选用于将丁烯裂化成乙烯。在一个实施方式中，裂化催化剂包含分子筛，优选沸石和/或硅沸石。在另一个实施方式中，裂化催化剂由分子筛优选沸石和/或硅沸石组成。分子筛是本领域公知的材料，其具有非常小的精确和均匀尺寸的孔，其会选择性地吸收可以通过孔的分子。一些实施例包括活性炭、硅胶、硅沸石和天然或合成沸石。沸石是众所周知的天然或合成的水合铝硅酸盐化合物，其具有完全确定的晶体结构和笼状空腔。沸石的结构基于二氧化硅和氧化铝四面体的三维框架。在一个实施方式中，沸石选自ZSM-5、ZSM-11、SAPO-11和它们的混合物，优选ZSM-5。在另一个实施方式中，ZSM-5具有20-1500，更优选200-800范围内的二氧化硅与氧化铝之比(Si/Al)。硅沸石是二氧化硅的多晶型物，具有类似于沸石的结构。根据本专利技术的催化剂体系可以改变烃转化方法的产物分布，特别是减少高级烯烃和增加低级烯烃，即使存在非常小部分的第二层也是如此。然而，由于平衡限制，催化剂体系中的第二层的更大部分并不总是导致高级烯烃的更多的减少。在一个实施方式中，催化剂体系中第一层与第二层的重量比为50:1至1:20，优选为40:1至1:1。脱氢活性金属是指对烃的脱氢有效的一组金属。脱氢是氢从分子中脱离出来的反应。在一个实施方式中，脱氢活性金属选自铂、钯、铱、铬和它们的混合物，优选为铂。在一个实施方式中，固体载体选自氧化铝、二氧化硅、二氧化锆、二氧化钛、氧化镁、氧化钙和它们的混合物。在另一个实施方式中，固体载体包含混合的镁-铝氧化物和/或钙-铝氧化物。用于增强该第一组合物的催化活性的另外的活性金属，例如钾、锡、镧、铟、钇、镱、铼和它们的混合物，也可存在于第一组合物中，优选锡、铟和它们的混合物。在一个实施方式中，基于第一组合物的总重量，第一组合物含有0.01至25wt％的脱氢活性金属，优选为0.05至20wt％的脱氢活性金属，更优选为0.1至5wt％的脱氢活性金属。在一个实施方式中，铂是脱氢活性金属，Al2O3是固体载体，并且锡和/或钾是第一组合物中的另外的活性金属。在另一个实施方式中，铂是脱氢活性金属，SiO2和ZrO2是固体载体，并且钇和/或镱是第一组合物中的另外的活性金属。在又一个实施方式中，铂是脱氢活性金属，混合的镁-铝氧化物和/或混合的钙-铝氧化物是固体载体，并且铟和/或锡是第一组合物中的另外的活性金属。在一个实施方式中，第一组合物中的混合的镁-铝氧化物和混合的钙-铝氧化物来源于镁-铝或钙-铝层状双氢氧化物，其可优选通过使镁-铝或钙-铝层状双氢氧化物经受600-700℃范围内的温度，更优选600-650℃超过2小时而获得，更优选3-10小时。优选地，基于第一组合物的总重量，第一组合物包含0.005至2wt％的另外的活性金属。还优选地，另外的活性金属负载在固体载体上。优选地，第一组合物中存在的脱氢活性金属、固体载体和另外的活性金属的总量为第一组合物重量的至少90％，更优选至少95％。在一个具体的实施方式中，第一组合物由脱氢活性金属、固体载体和任选的另外的活性金属组成。在一个实施方式中，第二组合物的过渡金属选自钼、钨、铼和它们的混合物。过渡金属优选为钨，更优选为氧化钨的形式。在一个实施方式中，无机载体选自氧化铝、二氧化硅、二氧化锆、二氧化钛、沸石和它们的混合物，优选二氧化硅或二氧化硅和沸石的混合物。在一个实施方式中，第二组合物包含在无机载体上的钨，无机载体包含二氧化硅和沸石的混合物。优选地，沸石选自ZSM-5、X-沸石、Y-沸石、β-沸石、MCM-22、镁碱沸石和它们的混合物，更优选Y-沸石。在另一个优选的实施方式中，第二组合物还包含混合的金属氧化物，更优选混合的镁-铝氧化物、混合的钙-铝氧化物或它们的混合物，其中混合的金属氧化物优选与无机载体上的过渡金属物理混合。在特别优选的实施方式中，第二组合物含有在无机载体上的氧化钨，无机载体包含与混合的镁-铝氧化物物理混合的二氧化硅和Y-沸石的混合物。甚至更优选的是来源于镁-铝层状双氢氧化物前体的混合的镁-铝氧化物。在一个实施方式中，基于第二组合物的总重量，第二组合物包含1至15wt％的过渡金属，甚至更优选5至10wt％的过渡金属。在一个实施方式中，第二组合物还包含选自锌、镓、铟、镧和它们的混合物的掺杂剂。优选地，掺杂剂负载在无机载体上。优选地，基于第二组合物的总重量，掺杂剂在第二组合物中以0.1-10wt％的量存在，更优选为1-5wt％的量。优选地，存在于第二组合物中的过渡金属、无机载体、混合的金属氧化物和任选的掺杂剂的总量为第二组合物重量的至少90％，更优选至少95％。在一个具体的实施方式中，第二组合物由过渡金属、无机载体、混合的金属氧化物和任选的掺杂剂组成。优选通过在固体载体上负载脱氢活性金属和任选的另外的活性金属的所有元素前体，然后进行适当的热处理来制备第一组合物。类似地，优选通过在无机载体上负载过渡金属和任选的掺杂剂的所有元素前体，然后进行适当的热处理来制备第二组合物。元素前体是含有所需元素的起始化合物，其可通过适当的热处理转化成最终的烃转化催化剂中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.催化剂体系，包含：i.烃转化催化剂的第一层，所述烃转化催化剂包含：含有在固体载体上的脱氢活性金属的第一组合物；以及含有在无机载体上的过渡金属的第二组合物；以及ii.包含裂化催化剂的第二层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.13 EP 16203692.51.催化剂体系，包含：i.烃转化催化剂的第一层，所述烃转化催化剂包含：含有在固体载体上的脱氢活性金属的第一组合物；以及含有在无机载体上的过渡金属的第二组合物；以及ii.包含裂化催化剂的第二层。2.根据权利要求1所述的催化剂体系，其中所述裂化催化剂包含分子筛。3.根据权利要求2所述的催化剂体系，其中所述分子筛是沸石和/或硅沸石。4.根据权利要求3所述的催化剂体系，其中所述沸石选自ZSM-5、ZSM-11、SAPO-11和它们的混合物。5.根据前述权利要求中任一项所述的催化剂体系，其中所述第一层与所述第二层的重量比为50:1至1:20。6.根据前述权利要求中任一项所述的催化剂体系，其中所述脱氢活性金属选自铂、钯、铱、铬和它们的混合物。7.根据前述权利要求中任一项所述的催化剂体系，其中所述固体载体选自氧化铝、二氧化硅、二氧化锆、二氧化钛、氧化镁、氧化钙和它们的混合物。8.根据前述权利要求中任一项所述的催化剂体系，其中所述过渡金属选自钼...

【专利技术属性】
技术研发人员：安纳·詹他拉苏克，孔吉·苏里耶，
申请(专利权)人：SMH有限公司，
类型：发明
国别省市：泰国,TH