脱氢催化剂及其使用方法技术

本公开内容涉及还包括额外金属组分的基于镓的脱氢催化剂，并涉及使用这样的催化剂将烃脱氢的方法。公开内容的一方面提供包括镓物质、铈物质、铂促进剂和氧化硅

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】脱氢催化剂及其使用方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年7月20日提交的美国临时专利申请序列号63/053,781的优先权，其通过引用以其全文并入本文。
[0003]公开内容背景
[0004]公开内容领域
[0005]本公开内容总体上涉及催化剂材料及其使用方法。更特别地，本公开内容涉及还包括额外金属组分的基于镓的脱氢催化剂，并涉及使用这样的催化剂将烃脱氢的方法。
技术背景
[0006]烷烃脱氢是用于生产各种可用烃产品的公认方法，例如丙烷的脱氢以制造用于在聚合物工业中使用的丙烯，正丁烷的脱氢以生产可用于轮胎生产的正丁烯或烷基化产物和丁二烯，和异丁烷的脱氢以制备适合于转化为甲基叔丁醚、异辛烷和烷基化产物的异丁烯以补充和充实汽油。目前可用于轻质烷烃的催化脱氢的商购催化剂包括CrO
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/Al2O3和Pt
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Sn/Al2O3催化剂，其已使用数十年。
[0007]CrO
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/Al2O3脱氢催化剂典型地含有在氧化铝表面上的大部分处于Cr(I I I)氧化态的铬。然而，典型地剩余少量的Cr(VI)，这是致癌的并因此在催化剂处理和操作过程中存在健康风险。它们还可引起显著的环境污染。
[0008]基于镓的脱氢催化剂已被知晓约二十年。它们通常不是有害的，并且它们的应用不存在显著的环境问题。然而，这些催化剂在活性、选择性和/或稳定性方面有局限性，尤其是对于商业上重要的丙烷脱氢而言。
[0009]因此，依然需要提供改进的活性、选择性和稳定性而不需要使用铬(尤其在丙烷脱氢中)的脱氢催化剂。
[0010]公开内容概述
[0011]本公开内容的范围在任何程度上都不受
技术实现思路
中的陈述影响。
[0012]在一方面，公开内容提供脱氢催化剂组合物，其包含
[0013]Ga，以在0.5重量％至20重量％(例如1
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20重量％或2
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20重量％)范围内的量存在于该组合物中，在煅烧基础上作为元素金属计算；
[0014]Ce，以在0.2重量％至20重量％范围内的量存在于该组合物中，在煅烧基础上作为元素金属计算；
[0015]Pt，以在1ppm至500ppm范围内的量存在于该组合物中，在煅烧基础上作为元素金属计算；
[0016]任选地，促进剂M2，选自碱金属、碱土金属和它们的任何混合物，以至多20重量％的量存在于该组合物中，在煅烧基础上作为元素金属计算；和
[0017]氧化硅
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氧化铝载体S1，以在50重量％至99重量％范围内的量存在于该组合物中，在煅烧基础上作为氧化物计算，二氧化硅以1重量％至30重量％范围内的量存在于S1中，在煅烧基础上作为SiO2计算。
[0018]在一些期望的实施方案中，Ga以2至10重量％的量存在，且Pt以5ppm至400ppm的量存在。
[0019]公开内容的另一方面是将烃脱氢的方法，该方法包括使烃进料与如本文描述的催化剂组合物接触。
[0020]鉴于本文公开内容，公开内容的其它方面对于本领域普通技术人员而言将是明显的。
[0021]详细描述
[0022]在各方面，公开内容涉及包括镓、铈、铂促进剂和氧化硅
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氧化铝载体的脱氢催化剂组合物。任选地，该组合物可包括选自碱金属和碱土金属的促进剂。公开内容说明这样的可以有利地不含有含铬材料的催化剂可表现出与常规的可商购得到的催化剂相当的或甚至比其更好的性能。公开内容此外说明这样的催化剂可表现出C3‑
C5烃脱氢的活性和/或选择性，以及长期稳定性，甚至比其它基于镓的脱氢催化剂更好。
[0023]因此，公开内容的一方面提供脱氢催化剂组合物。该催化剂组合物包括Ga，以在0.5重量％至20重量％范围内的量存在于该组合物中，在煅烧基础上作为元素金属计算。该催化剂组合物包括Ce，以在0.2重量％至20重量％范围内的量存在于该组合物中，在煅烧基础上作为元素金属计算。不意图受理论的束缚，专利技术人认为Ga是脱氢反应中主要的催化物质。该催化剂组合物还包括Pt，以在1ppm至500ppm范围内的量存在于该组合物中，在煅烧基础上作为元素金属计算。不意图受理论的束缚，专利技术人认为Pt充当催化物质(尤其是Ga)的促进剂，并且Ce帮助稳定催化剂以允许在脱氢反应中以高转化率长期使用。该催化剂组合物任选包括促进剂M2，选自碱金属、碱土金属和它们的任何混合物，以至多20重量％的量存在于该组合物中，在煅烧基础上作为元素金属计算。该催化剂组合物包括氧化硅
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氧化铝载体S1，其以50重量％至99重量％范围内的量存在于该组合物中，在煅烧基础上作为氧化物计算。并且二氧化硅以1重量％至30重量％范围内的量存在于S1中，在煅烧基础上作为SiO2计算。
[0024]如本文使用的，术语“氧化铝”和“氧化硅”分别包括铝氧化物和硅氧化物。如本文使用的，术语“氧化物”(包括例如“混合氧化物”、“铝氧化物”、“硅氧化物”等)包括处于所有形式和结晶相的氧化物。例如，“铝氧化物”包括Al2O3、Al2O
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，其中x在1至3的范围内等。除非另外表明，不论氧化物的实际化学计量，出于重量百分比确定的目的，氧化物作为最稳定的氧化物计算。例如，本领域普通技术人员将理解出于重量百分比确定的目的，铝的非化学计量氧化物或甚至铝的另外形式可以仍作为Al2O3计算。此外，除非另外表明，按煅烧基础描述组合物。
[0025]不意图受理论的束缚，本专利技术人认为Ga充当由本文描述的催化剂组合物作为媒介的脱氢反应中主要的催化物质。在如本文另外描述的一些实施方案中，Ga以在0.5重量％至17.5重量％、或0.5重量％至15重量％、或0.5重量％至12.5重量％、或0.5重量％至10重量％、0.5重量％至8.5重量％、或0.5重量％至7重量％、或0.5重量％至5重量％范围内的量存在于催化剂组合物中。在如本文另外描述的一些实施方案中，Ga以在0.5重量％至10重量％、例如0.5重量％至8.5重量％、或0.5重量％至7重量％、或0.5重量％至5重量％、或0.5重量％至3重量％范围内的量存在于催化剂组合物中。在如本文另外描述的一些实施方案中，Ga以在0.5重量％至10重量％、例如0.5重量％至8.5重量％、或0.5重量％至7重量％、或
0.5重量％至5重量％、或0.5重量％至3重量％范围内的量存在于催化剂组合物中。在如本文另外描述的一些实施方案中，Ga以在1重量％至10重量％、例如1重量％至8.5重量％、或1重量％至7重量％、或1重量％至5重量％、或1重量％至3重量％范围内的量存在于催化剂组合物中。在如本文另外描述的一些实施方案中，Ga以在1.5重量％至10重量％、例如1.5重量％至8.5重量％、或1.5重量％至7重量％、或1.5重量％至5重量％、或1.5重量％至3重量％范围内的量存在于催化剂组合物中。在如本文另外描述的一些实施方案中，Ga以在2重量％至10重量％、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.脱氢催化剂组合物，包含Ga，以在0.5重量％至20重量％范围内的量存在于该组合物中，在煅烧基础上作为元素金属计算；Ce，以在0.2重量％至20重量％范围内的量存在于该组合物中，在煅烧基础上作为元素金属计算；Pt，以在1ppm至500ppm范围内的量存在于该组合物中，在煅烧基础上作为元素金属计算；任选地，促进剂M2，选自碱金属、碱土金属和它们的任何混合物，以至多20重量％的量存在于该组合物中，在煅烧基础上作为元素金属计算；和氧化硅
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氧化铝载体S1，以在50重量％至99重量％范围内的量存在于该组合物中，在煅烧基础上作为氧化物计算，氧化硅以1重量％至30重量％范围内的量存在于S1中，在煅烧基础上作为SiO2计算。2.根据权利要求1所述的催化剂组合物，其中Ga，以在1.5重量％至10重量％、例如1.5重量％至8.5重量％、或1.5重量％至7重量％、或1.5重量％至5重量％、或1.5重量％至3重量％范围内的量存在于该组合物中，在煅烧基础上作为元素金属计算。3.根据权利要求1所述的催化剂组合物，其中Pt以在1ppm至400ppm、例如5ppm至400ppm、或25ppm至400ppm、或100ppm至400ppm范围内的量存在于该组合物中，在煅烧基础上作为元素金属计算。4.根据权利要求1所述的催化剂组合物，其中M2包括K。5.根据权利要求1所述的催化剂组合物，其中氧化硅以S1的2重量％至20重量％范围内的量存在于S1中。6.根据权利要求1所述的催化剂组合物，其中氧化铝以70重量％至99重量％范围内的量存在于S1中，在煅烧基础上作为Al2O3计算。7.根据权利要求1所述的催化剂组合物，其中载体S1以在50重量％至98重量％范围内的量存在于该组合物中。8.根据权利要求1所述的催化剂组合物，其中Ga以在1重量％至5重量％，例如2重量％至5重量％范围内的量存在于该组合物中；Ce以在1重量％至10重量％，例如1重量％至5重量％范围内的量存在于该...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：科莱恩国际有限公司，
类型：发明
国别省市：