用小微晶沸石催化剂进行的烯烃异构化制造技术

描述了一种用于异构化烯烃的骨架异构化工艺。该工艺包括以下步骤：将含烯烃的进料进料至具有异构化催化剂的反应器，该异构化催化剂在所有方向上具有小于1μm的小微晶大小。与使用微晶大小为1μm或更大的常规催化剂的工艺相比，小微晶大小增加了催化剂的寿命和骨架异构体产物的产率，以及减少了重质C5+烯烃副产物的形成。产物的形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用小微晶沸石催化剂进行的烯烃异构化
[0001]在先相关申请
[0002]本申请根据专利合作条约提交，要求2020年11月5日提交的美国临时专利申请第63/110,178号的优先权的权益，其以全文引用的方式并入本文。
[0003]联邦资助研究声明
[0004]不适用。


[0005]本公开总体上涉及骨架异构化工艺，并且更具体地涉及一种改善烯烃骨架异构化工艺的性能的方法。

技术介绍

[0006]已知天然和合成的沸石材料对于许多工业上相关的化学反应都具有催化特性。沸石是具有确定结构的有序多孔结晶硅铝酸盐，其具有通过通道互连的空腔。贯穿结晶材料的空腔和通道可以具有这种允许烃选择性反应的大小。结晶硅铝酸盐的此类烃反应基本上取决于分子尺寸之间的区别。因此，这些材料在许多情况下在本领域中称为“分子筛”，并且除了催化特性外，还用于某些选择性吸附工艺。
[0007]在许多情况下，期望通过诸如骨架异构化的机理将甲基支链烯烃诸如异丁烯转化成线性烯烃，诸如1
‑
丁烯。根据专利EP 0523838(利安德化学公司(Lyondell))的要求，已知可以使用线性烯烃或异烯烃的骨架异构化工艺，用沸石型催化剂将线性烯烃转化成异烯烃，或反之亦然。
[0008]直到现在，用于烯烃，特别是从异丁烯到丁烯或从丁烯到异丁烯的骨架异构化的催化剂已经使用大晶体沸石(≥1微米)以及相关联的催化金属诸如铂、钯、硼或镓。此类沸石由于焦化导致的失活而遭受短的循环长度(约7至10天)，这需要频繁的再生或改变性能的条件诸如稀释或低的温度/压力操作。
[0009]因此，需要改进骨架异构化工艺和/或异构化催化剂以增加再生之前的催化剂循环。理想地，此类改进还将导致所需产物的产率增加。

技术实现思路

[0010]本公开涉及使含有一种或多种烯烃的烃流结构异构化的新方法。特别地，公开了一种骨架异构化工艺，其包括具有比常规异构化催化剂更小微晶大小的沸石催化剂，和增加的进料流速和/或降低的反应器温度。
[0011]当使用相同的进料速率时，发现与常规催化剂(直径为≥1μm)相比，较小的微晶大小(在所有方向上<1μm)是更具活性的催化剂。这意味着与常规大小的沸石催化剂相比，需要更少的较小的微晶大小的催化剂，这降低了骨架异构化工艺的成本。
[0012]由于活性的增加，进料流可以增加，或者进料流的增加和反应器温度的降低的组合可以在不降低所需产物的产率的情况下发生。反应物烯烃至产物烯烃的转化率的增加，
以及重质副产物，在本文中称为“C5+重质物”，的产生的减少在较高的进料流下单独地或与较低的反应器温度组合地获得。此外，与使用常规大小的沸石催化剂的工艺相比，还发生更长的催化剂循环。
[0013]本公开的方法的一些方面包括以下步骤：将包括一种或多种烯烃的进料提供至含有具有小微晶的沸石催化剂的反应器，其中反应器维持在第一温度。在反应器中进料中的一种或多种烯烃在结构上异构化成至少一种骨架异构体。与使用具有常规大小的微晶的催化剂的工艺相比，使用小微晶催化剂将催化剂循环延长至少30％。
[0014]在本公开方法的其他方面，该方法包括以下步骤：将包括一种或多种烯烃的进料提供至含有具有小微晶的沸石催化剂的反应器，其中该反应器维持在第一温度。以重量时空速度(WHSV)提供进料，该重量时空速度是使用常规大小的沸石催化剂的WHSV的至少三倍。通过改变催化剂晶粒大小和增加进料流，与使用具有常规大小的微晶的催化剂的工艺相比，催化剂循环延长了至少30％，并且重质C5+烯烃产生的量减少了至少10％。在反应器中进料中的一种或多种烯烃在结构上异构化成至少一种骨架异构体。
[0015]在本公开方法的其他方面，该方法包括以下步骤：将包括一种或多种烯烃的进料提供至含有具有小微晶的沸石催化剂的反应器，其中该反应器维持在一定温度。以重量时空速度(WHSV)提供进料，该重量时空速度是使用常规大小的沸石催化剂的WHSV的至少三倍，并且该温度比使用常规大小的催化剂的反应器温度低至少10℃。通过改变催化剂晶粒大小、降低反应器温度和增加进料流，与使用具有常规大小的微晶的催化剂的工艺相比，催化剂循环延长了至少30％，并且重质C5+烯烃产生的量减少了至少10％。在反应器中进料中的一种或多种烯烃在结构上异构化成至少一种骨架异构体。
[0016]在本公开的方法的其他方面，该方法包括以下步骤：将包括一种或多种烯烃的进料提供至含有具有小微晶的沸石催化剂的反应器，其中将该反应器维持在比使用常规大小的催化剂的类似工艺的温度低至少20℃的第一温度。以重量时空速度(WHSV)提供进料，该重量时空速度是使用常规大小的沸石催化剂的WHSV的至少3倍。通过改变沸石催化剂晶粒大小和增加进料流，与使用具有常规大小的微晶的催化剂的工艺相比，催化剂循环延长了至少30％，并且重质C5+烯烃产生的量减少了至少10％。在反应器中进料中的一种或多种烯烃在结构上异构化成至少一种骨架异构体。
[0017]在本方法的一些方面，与使用具有更大常规大小的微晶的催化剂的方法相比，通过异构化工艺产生的重质C5+烯烃的量减少至少10％、至少20％、至少30％或至少40％。
[0018]使用较小的微晶大小和/或较快的进料速率和/或较低的反应器温度，异构化可以在需要沸石催化剂除焦，也称为催化剂再生，之前进行较长的时间段。在本方法的一些方面，与使用具有更大常规大小的微晶的沸石的方法相比，在再生之前可以使用催化剂的时间长度，也称为催化剂循环，延长至少30％、至少40％、至少50％或至少60％。替代地，与使用具有更大常规大小的微晶的沸石的方法相比，催化剂循环延长至少3天、4天、5天、6天、7天或8天。
[0019]在本方法的一些方面，当WHSV为至少7hr
‑1时，催化剂循环为至少17天(约2.5周)、至少21天(3周)或至少25天(约3.5周)。
[0020]在本方法的一些方面，骨架异构体产物的产率可以比使用具有更大常规大小的微晶的沸石高5至20％。
[0021]在本方法的一些方面，烯烃进料包括支链异烯烃，其中骨架异构化工艺将支链异烯烃转化成无支链的线性烯烃，其也称为正烯烃。在本方法的其他方面，烯烃进料包括线性烯烃，其然后在新骨架异构化工艺期间转化成支链异烯烃。任一进料中的烯烃可以具有2至10个碳。进料还可以包括其他烃，诸如烷烃、其他烯烃、芳族化合物、氢气和惰性气体。
[0022]在本方法的其他方面，用于异构化工艺的催化剂可以单独使用或与作为粘合剂的耐高温氧化物组合使用。可以用于本公开的粘合剂包括二氧化硅、二氧化硅
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氧化铝、膨润土、高岭土、具有氧化铝的膨润土、蒙脱石、绿坡缕石、二氧化钛和氧化锆。粘合剂材料和沸石的重量比可以在从1:10至10:1的范围内。在实施例中，粘合剂材料和沸石的重量比为1:5至5:1。
[0023]本方法和系统包括以下实施例中的任何一个或多个的任何组合：
[0024]一种骨架异构化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种骨架异构化工艺，包括以下步骤：a)以重量时空速度(WHSV)将包括至少一种烯烃的烃进料进料至含有异构化沸石催化剂的反应器，其中所述异构化沸石催化剂在所有方向上具有直径小于1μm的微晶大小；以及b)在所述反应器中将所述至少一种烯烃异构化成至少一种骨架异构体产物，进行至少一个催化剂循环，其中所述WHSV在约7至约30hr
‑1之间。2.根据权利要求1所述的骨架异构化工艺，还包括从所述反应器回收所述至少一种骨架异构体产物的步骤。3.根据权利要求1所述的骨架异构化工艺，其中所述异构化沸石催化剂在所有方向上具有直径为约0.2μm的微晶大小。4.根据权利要求1所述的骨架异构化工艺，其中所述异构化沸石催化剂具有从10:1至60:1的二氧化硅与氧化铝比率。5.根据权利要求1所述的骨架异构化工艺，其中所述异构化沸石催化剂另外包括选自由以下组成的组的粘合剂材料：二氧化硅、二氧化硅
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氧化铝、膨润土、高岭土、具有氧化铝的膨润土、蒙脱石、绿坡缕石、二氧化钛和氧化锆。6.根据权利要求1所述的骨架异构化工艺，其中所述反应器的温度为从约340℃至约500℃。7.根据权利要求6所述的骨架异构化工艺，其中所述反应器的温度为从380℃至425℃。8.根据权利要求1所述的骨架异构化工艺，其中所述至少一种烯烃是异烯烃。9.根据权利要求1所述的骨架异构化工艺，其中所述至少一种烯烃是线性烯烃。10.根据权利要求1所述的骨架异构化工艺，其中所述至少一种烯烃是异丁烯并且所述至少一种骨架异构体产物是1
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丁烯和2
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丁烯。11.根据权利要求1所述的骨架异构化工艺，其中所述至少一种烯烃包括1
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丁烯和2
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丁烯，并且所述至少一种骨架异构体产物是异丁烯。12.根据权利要求1所述的骨架异构化工艺，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：利安德化学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：