本发明专利技术提供以工业规模使用的烷基芳香族化合物脱氢用高铈含量氧化铁.氧化钾类催化剂颗粒的物理强度得到提高的脱氢催化剂及其制造方法，以及使用该脱氢催化剂的脱氢方法。在利用氧化铁.氧化钾类脱氢催化剂制造高铈含量颗粒时，通过全部使用氢氧化碳酸铈作为铈源，或将氢氧化碳酸铈和其它铈化合物混合使用作为铈源，从而制造物理强度高的颗粒。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及经物理强度改良的脱氢催化剂及其制造方法以及脱氢方 法，所述催化剂在水蒸气存在下将以乙苯为主的垸基芳香族化合物脱氢， 藉此制造以苯乙烯单体为主的乙烯基芳香族化合物。
技术介绍
苯乙烯单体通常通过将乙苯脱氢来制造，被用作合成橡胶、ABS树脂、聚苯乙烯等的原料单体，因此其生产量逐年增大。乙苯脱氢反应如下述反应式所示，是伴随容积膨胀的吸热反应。 C 6H5—C2H5 一 CeH5 —C2H3 + H2 +30kca 1/mo 1在1940年代的美国，为了应对社会对合成橡胶制造的需求，人们对该 脱氢反应进行了大量的研究，其中，如今在全世界范围内实施的将乙苯在 蒸汽稀释下接触脱氢的方式在技术上被确立，作为代表性的苯乙烯制造方法占据了一席之地。由于该反应中容积会膨胀，因此对反应物进行蒸汽稀释在化学平衡方 面有利。而且，蒸汽稀释具有以下优点。(I) 由于反应在55(TC 65CTC的高温下进行，因此可采用蒸汽作为乙苯 加热用的热源。(II) 虽然碳质物质会通过副反应而在催化剂上析出，但可利用其与蒸 汽的水煤气反应来将其除去，通过该方法使催化剂再生，从而使催化剂能 连续地使用。(in)作为稀释剂的蒸汽只需通过使生成物液化即可容易地与生成物分离。蒸汽存在下的脱氢反应方式如上所述，是能够在化学平衡方面有利的条件下连续地生产苯乙烯的在工业方面优良的制造方法，但该操作方法之 所以在技术上可行，是因为知道所使用的氧化铁 氧化钾类脱氢催化剂可 稳定地维持高性能。该催化剂在能够在工业上使用之前要求更多的性能改 善，其中，对多种催化剂组成和助催化剂添加进行了研究。例如，已知以06203计含量为11 50重量％的高铈含量氧化铁 氧化钾类脱氢催化剂表现 出高乙苯转化率和苯乙烯收率，作为主要成分的铈化合物的含量增加是提 高性能的有效方法(参照专利文献l)。此外，在以工业规模使用脱氢催化剂来制造苯乙烯时，大多采用固定 床反应器，作为催化剂形状，大多使用直径2.5 6mm左右的圆柱状或齿轮 状等各种形状的颗粒的挤出成形品。因此，如果催化剂颗粒没有足够的物 理强度，则在向反应器中填充催化剂时、以及在反应器的运转过程中，会 发生催化剂颗粒的粉化和崩解，发生由反应器的压力损耗上升导致的催化 活性、选择性的下降，不仅苯乙烯收量会下降，还可能会因反应器停止而 导致制造中止，催化剂颗粒的物理强度的提高与性能提高一样，都是工业 催化剂所要求的必要事项。另外，在以工业规模制造脱氢催化剂时，作为铈源，由于操作的简便 和成本方面等的原因，使用碳酸盐、氧化物、氢氧化物等。调制以Ce02计含 量为5 35重量％的高铈含量脱氢催化剂时，虽然表现出与期待相符的性能 提高，但其物理强度极低，无法承受工业规模的使用。因此，根据谢罗德(Sherrod)等的研究，对于以Ce2(U十含量为10 60 重量％的氧化铁 氧化钾类脱氢催化剂，作为提高催化剂颗粒的物理强度 的方法，已知使用3 20重量％的硅酸盐水泥(Portland cement)或铝酸盐 水泥等水泥结合剂的方法(参照专利文献2)。根据德林格尔(Dellinger)等的研究，作为提高高铈含量氧化铁'氧化钾类脱氢催化剂的物理强度的方法，除了水泥结合剂以外，还己知使用以 氧化钠计为0.2 10%的钠化合物和以氧化钙计为1.5 20%的钙化合物的方法(参照专利文献3)。然而，依然存在如果添加水泥结合剂或钠化合物、则催化活性与未添 加品相比大幅下降的问题。4因此，以现有的制造方法难以制造满足物理强度和性能的要求的高铈 含量脱氢催化剂。另一方面，已知氢氧化碳酸铈是具有优良的氧吸收/释放能力的氧化铈 的原料(参照专利文献4)。此外，已知氢氧化碳酸铈作为铈(III)化合物的 制造原料被广泛地使用(参照专利文献5)。另外，氢氧化碳酸铈仅被作为铈 类研磨剂使用，其使用方法几乎仅限于作为高功能铈化合物的原料等使用(参照专利文献6)。即，以往几乎没有将氢氧化碳酸铈积极地用作脱氢催化剂的铈源的例子，而为了改善脱氢催化剂的物理强度而使用氢氧化碳酸铈 的例子更是完全没有。专利文献l:日本专利特公平3—11812号公报 专利文献2:美国专利4758543号说明书 专利文献3:美国专利5376613号说明书 专利文献4:日本专利特开平5—105428号公报 专利文献5:日本专利特开2000—159521号公报 专利文献6:日本专利特开2003 —238948号公报专利技术的揭示—本专利技术是为了解决上述现有技术的问题点而完成的专利技术，其目的是提 供以工业规模使用的垸基芳香族化合物脱氢用高铈含量氧化铁 氧化钟类 催化剂颗粒的物理强度得到提高的脱氢催化剂及其制造方法，以及使用该 脱氢催化剂的脱氢方法。因此，本专利技术人为了解决上述问题进行了反复认真的研究，结果发现， 对于铈化合物，在使其所含的水分减少、并且使其粒径达到数wm左右、然 后用于催化剂制造时，操作容易，而且还发现，氢氧化碳酸铈适合作为在 作为铈源用于脱氢催化剂时表现出高性能的铈化合物。通过将氢氧化碳酸铈作为铈源使用，成功地调制出了可同时满足物理 强度和催化性能的要求的、以"02计含量为5 35重量％的高铈含量脱氢催 化剂。而且，氢氧化碳酸铈在制造脱氢催化剂时可与一直以来所使用的铈 化合物同样地操作，因此也可将成本控制在相同的程度。利用本专利技术，通过将氢氧化碳酸铈单独作为铈源、或者将氢氧化碳酸 铈和其它铈化合物混合作为铈源在高铈含量氧化铁 氧化钾类催化剂中使 用，可制造出具有能够以工业规模使用的物理强度的脱氢催化剂颗粒。.实施专利技术的最佳方式下面，对本专利技术进行更详细的说明。本专利技术中使用的氢氧化碳酸铈的特征在于，以氧化物为基准的含量为60%以上，较好为65%以上，粒径为O. 1 30u m，较好为O. 5 5um。作为本专利技术中使用的氢氧化碳酸铈(氢氧化碳酸铈(Cerium Carbonate Hydroxide), CeC030H， 或7夂合氢氧化碳酸钸(Cerium Carbonate Hydroxide Hydrate), Ce2 (C03) 2 (OH) 2 H20)的其它名称，有碱式碳酸铈(Basic Cerium Carbonate)和羟基碳酸钸(Cerium Hydroxycarbonate)等。此外，有时也用 水合氧化碳酸铈(Cerium Oxide Carbonate Hydrate),(Ce (C03) 20 仏0或 Ce20(C03)2 ，H20或Ce0(C03)2 xH20)等名称或化学式表示，只要与上述特征类 似，则名称或化学式无特别限定。本专利技术中的催化剂成分的含量如果以催化剂的总重量为基准换算成氧 化物来表示，则为如下所述的范围。Fe203 35. 0 85.0重量％K20 5. 0 30. 0重量％Ce02 5.0 35. 0重量％此外，还含有作为助催化剂的以催化剂的总重量为基准分别为 0.0001 6. 0重量％的选自镁、钙、钛、锆、钒、铌、铬、钼、钨、锰、铼、 钌、锇、钴、铑、铱、镍、钯、铂、铜、银、金、锌、铝、镓、铟、硅、 锗、锡、磷、锑、铋、镧、镨、钕、钐的至少l种金属的氧化物。本专利技术中使用的氧化铁可使用红色、黄色、褐色、黑色的不同形态本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种烷基芳香族化合物脱氢催化剂，该催化剂的最终催化剂组成由以Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］计算为３５．０～８５．０重量％的氧化铁、以Ｋ↓［２］Ｏ计算为５．０～３０．０重量％的钾化合物、以及以ＣｅＯ↓［２］计算为５．０～３５．０重量％的铈化合物构成，其特征在于，铈化合物由氢氧化碳酸铈或氢氧化碳酸铈和其它铈化合物的混合物构成。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：三岛雄二，
申请(专利权)人：南方化学触媒株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。