戊烯的氧化脱氢制造技术

使Ｃ－［５］脂肪烃氧化脱氢的方法，包括在氧和蒸汽存在下使Ｃ－［５］脂肪烃和１５－９５％Ｃ－［４］烃（以Ｃ－［４］和Ｃ－［５］烃的总量计）的混合物与氧化脱氢催化剂接触。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种烃类脱氢方法。更具体地说，本专利技术涉及在金属铁酸盐催化剂组合物存在下使戊烯、特别是异戊烯氧化脱氢。 本
已经知道氧化脱氢法，在这类方法中，用金属铁酸盐催化剂组合物，通过从这类烃中脱除氢使饱和和/或不饱和烃转化为更不饱和烃。例如参见美国专利3，303，235。美国专利3，660，513((Division)公开了制备异戊二烯的方法，即在磷酸铁催化剂、蒸汽和氧存在下，在含97%C5烯烃、1%以的C4烯烃和约2%的其它烃的C5精制馏分中氧化脱氢C5烯烃。一般来说，戊烯的转化不如象丁烯转化为丁二烯那样便利。本专利技术的一个优点正是大大提高了戊烯转化率。另一优点是采用本方法能在生产丁二烯用的工业设备中生产异戊二烯。概括地讲，本专利技术是一种氧化脱氢C5脂肪烃的方法，该方法包括在氧和蒸气，如与戊烯一起进料的丁烯存在下，使C5脂肪烃和15-95%(摩尔)C4烃、最好至少20%(摩尔)-80%(摩尔)C4烃(以C4和C5烃的总量计)的混合物与一种氧化脱氢催化剂接触，催化氧化脱氢反应大大提高了戊烯的转化率。按照本专利技术，提供了一种戊烯和丁烯混合物的氧化脱氢方法，该方法包括在氧化脱氢催化剂组合物存在下使混合物和氧接触。按照本专利技术的方法，是在高温及氧和合适的催化剂存在下，使某类有机化合物脱氢成为相同碳数的更不饱和的化合物，通过C4和C5脂肪烃的混合物(如含有至少15%摩尔的丁烯、最好至少20%摩尔的丁烯的戊烯/丁烯)氧化脱氢使C5转化率得到提高(在丁烯含量低于20%(摩尔)时戊烯的转化率仅稍有改善)。已发现，通过氧化脱氢反应，戊烯转化为异戊二烯的转化率因存在丁烯而得到很大提高。一般来说，戊烯/丁烯反应进料中的丁烯是在30-95%(摩尔)之间，最好是40-80%(摩尔)。在此范围内，可观察到随着反应混合物中丁烯含量的提高，戊烯的转化率得到改进，但是当丁烯含量超过95%(摩尔)时，反应混合物中的戊烯含量很低，因此，从含有低于20%(摩尔)戊烯(即丁烯含量高达80%摩尔)物流中回收到的异戊二烯实际量不可能提供工业上所需的方法。尽管随着丁烯含量提高对异戊二烯的选择性下降，但在丁烯存在下戊烯转化率的提高使异戊二烯的产率得到改进。尽管如此，某些数据表明，在丁烯含量高于80%(摩尔)时异戊二烯的选择性更迅速地下降。丁二烯在反应混合物中最优选的含量范围是约30-70%(摩尔)，例如50-70%(摩尔)。在优选的方法中，所述戊烯类包括异戊烯，即3-甲基-1-丁烯、3-甲基-2-丁烯和2-甲基-1-丁烯和产品异戊二烯(2-甲基-1，3-丁二烯)。在本方法中，在氧存在下使有机化合物脱氢。氧可以纯氧气、空气、富氧空气、与稀释体混合的氧等等的形式加入到反应区。可将所需用量的氧随进料一起加到脱氢区，也可将氧以追加的形式加到脱氢区。还可将氧以例如美国专利3，420，191介绍的循环方式加入。一般来说，本专利技术中的催化剂含有铁、氧和至少一种其它金属元素，是铁、氧和至少一种其它金属的晶体组合物。该催化剂可以是铁酸盐和/或尖晶石。可以很宽范围变化催化剂中的金属元素(除铁之外)。第二种金属成份的总原子数最好应为每铁原子约0.05-2.0总原子数，更好约0.20-1.0、最佳为0.35-0.6。这类优选的催化剂是具有面心立方形式晶体结构。这类催化剂的例子是通式MeO·Fe2O3的铁酸盐，其中Me是二价金属阳离子，如Mg++或Ni++。但是如果阳离子较大，如Sr++(1.35A.u.)，不会出现尖晶石结构，可能会形成具有六方晶型SrO·6Fe2O3的其它类铁酸盐。六方铁酸盐的另一例子是PbO·6Fe2O3。这些六方铁酸盐是在本专利技术的催化剂定义范围内。合适的催化剂也可以是其中其它金属部分代替了铁的铁酸盐。例如，Al+++或Cr+++或具有+3价的其它原子可部分取代一些Fe+++原子。而且，具有+4价的金属原子，如Ti++++或Ge++++也可代替一些Fe+++离子。但是，催化剂仍适宜含有相对于第二种金属成份总原子数的上述含量的铁。因此，如果晶体含有例如Fe+++、Cr+++和Mg++，铁最好应与Cr+++一起按上述比例存在，在此情况下， Mg++是第二种金属成份。在晶体结构中，催化剂不必含有全部的铁或第二种金属成份。催化剂可含有过量的铁或过量的第二种金属成份。例如含有铁镁或与Fe2O3和MgO结合的情况。如上所述，催化剂可含有在晶体结构中与氧结合的铁和一种以上的其它金属元素。例如，优选的铁酸盐类是大体上或近似于式MeFe2O4的铁酸盐，其中Me代表离子半径约0.5-1.1A.u，、最好约0.6-1.1A.u，的二价金属。在简单铁酸盐的情况下，Me可以是例如过渡元素的二价离子之一，如Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Mg和Cd。但是，这些离子的混合物也可形成铁酸盐，如Ni0.5Mg0.5Fe2O4或Ni0.25Mg0.75Fe2O4。不仅如此，符号Me可代表平均价数为2的离子组合，如Li0.5Fe2.5O4。而且，晶体结构须含有铁之外的一种金属元素。催化剂的例子是例如铁酸镁、铁酸钴、铁酸镍、铁酸铜、铁酸亚铜、铁酸锌、铁酸钡、铁酸锶、铁酸锰、铁酸锂、铁酸钙、铁酸镉、铁酸钾、铁酸钠、铁酸铅、铁酸银、铁酸锘，以及稀土金属铁酸盐，如铁酸铯或铁酸盐的混合物，如铁与下述至少一种元素结合铁酸盐，所述至少一种元素选自Mg，Zn，Ni，Co，Mn，Cu，Cd，Ca，Ba，Sr，Al，Cr，Ti，V，Mo，W，Na，Li，K，Sn，Pb，Sb，Bi，Ga，Ce，Th，其它稀土元素及其混合物。混合的铁酸盐的例子是铁酸镁加铁酸锌，铁酸镁加铁酸镍，铁酸镁加铁酸钴，铁酸镁加铁酸镍加铁酸锌，铁酸镁加铁酸锰。虽然催化剂可概括地定义为含有铁、氧和第二种金属成份的晶体结构，但推荐一定种类的催化剂。制得的有价催化剂在其暴露在反应气体中的表面上含有下述主要活性成份铁、氧和至少一种周期表ⅡA族、ⅡB族或Ⅷ族的元素，例如选自镁、锰、钙、镉、钴、锌、镍、钡、锶以及它们的混合物。所指的周期表是化学和物理手册(第39版，1957-8，ChemicalRubberPublishingCo，Cleveland，Ohio)400-401页上的周期表。优选的催化剂是铁酸盐。优选的催化剂在其表面中含有以铁和第二种金属成份的总重计20-95%最好30-90%(重量)的铁。但是，对特殊催化剂来说，铁与ⅡA族、ⅡB族和Ⅷ族的其它元素之比最好在特定的范围内。例如，对镁催化剂来说(包括铁酸镁在内)，以铁和镁的总重计，催化剂最好具有75-97%(重量)的铁。类似地，对于含有铁和选自钙、镉和钴的一种元素的催化剂来说，铁的重量百分比最好为30-90%(重量)(以铁和钙、镉和/或钴的总重计)。对于锌催化剂来说(包括铁酸锌在内)，以铁和锌的总重计，铁的重量百分比最好在20-95%(重量)，而以约51-80%(重量)的铁为更佳。对于含锶和/或钡的催化剂来说(包括铁酸锶和含钡的铁酸锶和铁酸钡及其混合物在内)，以铁和锶和/或钡的总重计，优选的铁的重量百分比为55-70%(重量)。优选的铁酸盐是具有面心立方构型的铁酸盐，如尖晶石。通常，铁酸盐将不存在于高度取向的晶体结构中，因为已发现用相对无序的铁酸盐结构的催化剂得到了优异的结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使具有五个碳原子的脂肪烃氧化脱氢的方法，该方法包括：使Ｃ↓［５］脂肪烃和以Ｃ↓［４］和Ｃ↓［５］脂肪烃总量计１５－９５％（摩尔）Ｃ↓［４］脂肪烃的混合物与一种氧化脱氢催化剂在氧和蒸汽存在下进行接触。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：塞萨尔G姆法兰德，
申请(专利权)人：得克萨斯石油化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]