具有最佳改性剂分布指数的脱氢催化剂制造技术

技术编号:30533167 阅读:5 留言:0更新日期:2021-10-30 12:43
本发明专利技术提供了用于选择性转化烃的催化剂和方法。所述催化剂包含:选自VIII族贵金属及其混合物的第一组分,选自碱金属或碱土金属及其混合物的改性剂,以及选自锡、锗、铅、铟、镓、铊及其混合物的第三组分;以及载体,所述载体形成包含多个孔的催化剂颗粒。所述催化剂在整个所述催化剂颗粒上具有在1至1.4范围内的改性剂分布指数。性剂分布指数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有最佳改性剂分布指数的脱氢催化剂

技术介绍

[0001]由于对用于制造各种化学产品诸如洗涤剂、高辛烷值汽油、充氧汽油调和组分、药物产品、塑料、合成橡胶以及本领域的技术人员熟知的其他产品的脱氢烃的现有日益增长的需求,烃脱氢是一种重要的商业烃转化方法。用于将链烷烃转化成烯烃的方法涉及使链烷烃流经过高选择性催化剂,其中链烷烃脱氢成相应的烯烃。脱氢反应在被选择成使原料损失最小化的操作条件下实现。典型的方法涉及使用其中链烷烃原料与脱氢催化剂在反应条件下接触的反应器(例如,径向流反应器、固定床反应器、流化床反应器等)。该方法的一个示例是使异丁烷脱氢产生异丁烯,异丁烯能够聚合以提供用于粘合剂的增粘剂、用于车用机油的粘度指数添加剂、以及用于塑料的耐冲击和抗氧化添加剂。对于异丁烯也存在着日益增长的需求,异丁烯用于生产政府所规定的含氧汽油调和组分,从而降低来自机动车排放的空气污染。
[0002]烃转化加工领域的技术人员熟知通过对链烷烃催化脱氢来生产烯烃。此外,已经公布了一般性地教导和讨论烃的脱氢的许多专利。例如,美国专利号4,430,517(Imai等人)、美国专利号4,438,288(Imai等人)和美国专利号6,756,340(Voskoboynikov等人)讨论了脱氢方法以及其中使用的催化剂。然而,仍然持续不断地需要用于选择性烃转化工艺的新催化材料,特别是可以改进已知催化组合物的一种或多种特征的那些催化材料。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种用于选择性转化烃的催化剂。所述催化剂包含:选自VIII族贵金属及其混合物的第一组分,选自碱金属或碱土金属及其混合物的改性剂,以及选自锡、锗、铅、铟、镓、铊及其混合物的第三组分;以及载体,所述载体形成包含多个孔的催化剂颗粒。所述催化剂在整个所述催化剂颗粒上具有在1至1.4范围内的改性剂分布指数。所述催化剂可具有在1至1.2范围内或在1至1.1范围内的改性剂分布指数。
[0004]所述催化剂可包含第一组分(其为铂),钾改性剂,以及锡(其作为第三组分)。所述载体可为二氧化硅、氧化铝、硅铝土、沸石、非沸石分子筛、二氧化钛、氧化锆或其混合物。所述催化剂颗粒可以是球形的。
[0005]本专利技术提供了一种用于选择性转化烃的方法,其中所述方法包括使烃在选择性转化条件下与催化复合材料接触,所述催化复合材料包含选自VIII族贵金属及其混合物的第一组分,选自碱金属或碱土金属及其混合物的改性剂,选自锡、锗、铅、铟、镓、铊及其混合物的第三组分;以及载体,所述载体形成催化剂颗粒,其中所述催化剂在整个所述催化剂颗粒上具有在1至1.4范围内的改性剂分布指数。所述方法可比使用改性剂分布指数大于1.4的催化剂的方法产生更多的异丁烯,并且在一些情况下,所述方法可比使用改性剂分布指数大于1.4的催化剂的方法产生多至少1%的异丁烯产物。所述方法可比使用改性剂分布指数大于1.4的催化剂的方法产生更少的正链烷烃和烯烃产物,并且在一些情况下,所述方法可比使用改性剂分布指数大于1.4的催化剂的方法产生少至少10%的正链烷烃和烯烃产物。所述催化剂的改性剂分布指数可在1至1.2或1至1.1的范围内。
[0006]在所述方法中,所述催化剂可具有第一组分(其为铂),改性剂(其为钾),以及第三组分(其为锡)。所述载体可选自二氧化硅、氧化铝、硅铝土、沸石、非沸石分子筛、二氧化钛、氧化锆及其混合物。所述催化剂颗粒可以是球形的。所述烃可包含至少一种具有2至30个碳原子的链烷烃。所述烃可包含至少一种具有2至6个碳原子的链烷烃。所述烃可包含至少一种具有3至4个碳原子的链烷烃。所述方法还可包括以下项中的至少一者:感测所述方法的至少一个参数并由所述感测生成信号或数据;生成并传输信号;或者生成并传输数据。
具体实施方式
[0007]令人惊讶地,已发现脱氢催化剂具有在1

1.4的相对宽范围内的最佳改性剂分布指数(MPI)。MPI=1

1.4的催化剂使得丙烷和异丁烷脱氢操作中的焦炭更少,对异丁烯更具选择性,并且使得异丁烷操作中的正链烷烃和烯烃产物不太讨厌。令人惊讶的是,似乎在1

1.4的相对宽范围内存在MPI的最佳范围,而不是最佳离散MPI值。令人惊讶地,对于MPI>1.4,似乎存在异丁烯选择性以及对正链烷烃和烯烃产物的异构化的阶跃变化。氧化铝载体具有对于异构化反应和酸裂解反应具有活性的路易斯酸位点。改性剂的作用是淬灭残余的酸度并且最小化和/或消除那些不期望的反应。不受理论的约束,似乎在1

1.4范围内的MPI为催化剂提供了在整个催化剂丸上的期望改性剂分布。当MPI小于1或大于1.4时,分别朝向催化剂丸的边缘或中心定位的残余氧化铝酸位点保持可用于异构化和裂化反应。
[0008]改性剂分布指数在1至1.4范围内的脱氢催化剂可使用几种配方来制造。从制造的角度来看,有利的是MPI在相对较宽的范围内是最佳的,而不是接近1的最佳离散值,因为这在催化剂制造中使用的浸渍和干燥时间方面提供了更大的灵活性。该催化剂可用于在异丁烷或混合的异丁烷、丙烷脱氢操作中,最大化异丁烯产生,并且最小化异构化成非期望的直链烷烃和烯烃产物。
[0009]本专利技术的一个方面是一种用于选择性转化烃的催化剂。在一个实施方案中,所述催化剂包含:选自VIII族贵金属及其混合物的第一组分,选自碱金属或碱土金属及其混合物的改性剂,以及选自锡、锗、铅、铟、镓、铊及其混合物的第三组分;以及载体,所述载体形成包含多个孔的催化剂颗粒。所述催化剂在整个所述催化剂颗粒上具有在1至1.4范围内的改性剂分布指数。
[0010]使用至少12个单独的催化剂丸的扫描电子显微镜(SEM)能量色散谱(EDS)分析来计算改性剂分布指数。在具有Oxford Aztec EDS系统的JEOL 7800上使用30kV加速电压收集SEM金属浓度分布。金属浓度分布中的每个点使用催化剂横截面中距丸边缘恒定距离处的分析点的平均值来计算。这针对一系列距离进行以产生浓度分布。然后由分析的所有催化剂丸的分布来计算MPI。例如,对于1.6mm催化剂丸,MPI为所有分析的催化剂丸的边缘(任意定义为0

200微米)处的平均改性剂浓度与所有分析的催化剂丸的中心(任意定义为500

700微米)处的平均改性剂浓度之比。
[0011]在一些实施方案中,改性剂分布指数在1至1.2的范围内。在一些实施方案中,改性剂分布指数在1至1.1的范围内。
[0012]在一些实施方案中,第一组分为铂,改性剂为钾,并且第三组分为锡。
[0013]在一些实施方案中,载体选自二氧化硅、氧化铝、硅铝土、沸石、非沸石分子筛、二氧化钛、氧化锆及其混合物。
[0014]在一些实施方案中,催化剂颗粒是球形的。
[0015]本专利技术的另一个方面是一种用于选择性转化烃的方法。在一个实施方案中,所述方法包括使烃在选择性转化条件下与催化复合材料接触,所述催化复合材料包含选自VIII族贵金属及其混合物的第一组分,选自碱金属或碱土金本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于选择性转化烃的催化剂,所述催化剂包含:选自VIII族贵金属及其混合物的第一组分,选自碱金属或碱土金属及其混合物的改性剂,以及选自锡、锗、铅、铟、镓、铊及其混合物的第三组分;以及载体,所述载体形成包含多个孔的催化剂颗粒,其中所述催化剂在整个所述催化剂颗粒上具有在1至1.4范围内的改性剂分布指数。2.根据权利要求1所述的催化剂,其中所述改性剂分布指数在1至1.1的范围内。3.根据权利要求1所述的催化剂,其中所述第一组分为铂,所述改性剂为钾,并且所述第三组分为锡。4.根据权利要求1所述的催化剂,其中所述载体选自二氧化硅、氧化铝、硅铝土、沸石、非沸石分子筛、二氧化钛、氧化锆及其混合物。5.一种用于选择性转化烃的方法,所述方法包括:使烃在选择性转化条件下与催化复合材料接触,所述催化复合材料包含选自VIII族贵金属及其混合物的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员:曼纽拉
申请(专利权)人:环球油品有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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