制备二氧化硅成形体的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备具有至少８５ｗｔ％的二氧化硅含量的成形体的方法，涉及由这种方法制得的成形体，涉及包括由这种方法制得的成形体的催化剂组合物和利用包括由这种方法制得的成形体的催化剂组合物的催化转化工艺。所述制备成形体的方法包括以下步骤：ａ）由从至少一种无定形二氧化硅粉末、至少一种ｐＨ低于７的硅溶胶、和至少一种聚合有机助挤剂、任选的补充液体介质和任选的沸石或沸石型材料的微晶得到的混合物形成成形体；ｂ）干燥在步骤ａ）中得到的成形体；和ｃ）加热所述成形体至约５００℃～约８００℃范围的温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制备成形体的方法，涉及由这种方法制得的 成形体，涉及包括由这种方法制得的成形体的催化剂组合物和利用包 括由这种方法制得的成形体的催化剂组合物的催化转化工艺。
技术介绍
许多工业过程使用需要负载于成形体上或需要结合在成形体内的 活性材料，从而它们可被处理并被装填在反应器中。这种催化剂的例 子包括负载型金属、负载型金属配合物、负载型有机金属、结合沸石 和结合沸石型材料。成形体通常由二氧化硅、氧化铝、铝硅酸盐和其 它类型的无机难熔氧化物制成。通常通过在适当媒介物内形成一种或 若干种来源的无机氧化物的混合物而制得无机氧化物催化剂成形体， 所述媒介物通常是水、有机溶剂或其混合物。所述混合物形成为各种 形状的颗粒，干燥并煅烧。为被用作催化剂载体，这些成形体必须具有适当的表面性质、尺 寸、形状和孔隙率，以载带所需量的活性材料并使得可进行催化剂的 处理，尤其是在反应器加载和卸载的过程中。所述成形体还必须足够 坚固以经受催化条件，且它们还必须具有适当的孔隙率和形状以避免 整个反应器的高压降并允许发生所需的催化反应。催化剂载体的选择将取决于各种因素，如举例为使用的催化材料 的类型，所需的催化剂强度和所需的整个催化剂颗粒的扩散能力。尽管二氧化硅成形体是已知很长时间的并可以各种形式商购得 到，由于技术和经济的原因，不容易以大工业规模得到具有大孔的二氧化硅成形体。形成微粒无机材料如二氧化硅的一个技术问题在于， 难以形成可在常规颗粒形成设备例如挤出机中被加工的、适当的增塑 混合物。美国专利6,576,120和6,709,570公开了一种用于制备包括ZSM-5 和二氧化硅的催化剂的方法，其包括(a)通过如下步骤制备可挤出的 物质，即首先将ZSM-5、无定形的沉淀二氧化硅和酸性硅溶胶混合成 为pH低于7的第一均匀混合物，随后将氨加入所述第一均匀混合物内 使得到的第二混合物的pH值高于8， (b)挤出得自步骤(a)， (c)的可挤出 物质，干燥得自步骤(b)的挤出物；并且，(d)煅烧得自步骤(c)的干燥挤 出物。国际公开号WO 2006/026067-A1描述了用于生产结构化体的方 法，该工艺包括(a)制备不含有机溶剂的批次组合物，其包括W至少一 种颗粒无机材料，(ii)至少一种平均粒径为700微米或更小的颗粒硅树 脂，和(iii)水，和(b)将批次组合物形成为结构化体。尽管该方法提供 了具有优异性能的成形体，如果在非常大的规模上使用，它要求使用 昂贵的硅树脂。现在，我们己经发现了一种用于制备二氧化硅成形体的新方法， 其使用可容易制得并可在大工业规模的颗粒形成设备中加工的增塑混 合物。此外，本专利技术的方法使得可制备不同孔径大小的二氧化硅成形 体，以满足通过这种工艺制得的成形体的广泛应用的需要。专利技术概述本专利技术涉及一种制备二氧化硅含量至少为85 wt。/。的成形体的方 法，该方法包括如下步骤a)由如下混合物形成成形体，所述混合物 得自至少一种无定形二氧化硅粉末、至少一种pH低于7的硅溶胶、和 至少一种聚合有机助挤剂、和任选的补充液体介质(优选为水)；b)干 燥在步骤a)中得到的成形体；和c)加热所述成形体至约50(TC 约800 t:的温度范围。便利地，所述硅溶胶构成步骤a)中使用的混合物中的 二氧化硅总量的约4 wt。/。 约40 wt。/。的量。任选地，在步骤a)中成形 的所述混合物还包括沸石或沸石型材料的微晶，优选其量不超出混合 物中二氧化硅的量。步骤C)优选在一种或若干种如下条件下进行-在水蒸气存在下； -在水蒸气和空气存在下； -在含有至少5 vol. %空气的气氛内； -在含有至少10 vol. %水蒸气的气氛内；优选，所述聚合助挤剂选自聚乙烯醇、纤维素、纤维素醚(如甲 基纤维素和羟丙基甲基纤维素聚合物)、胶态氧化硅、活性白土、碳 粉、石墨、聚环氧乙烷、混合胡桃壳及其两种或多种的混合物。同样 优选，所述聚合助挤剂的用量为约0.5 约10重量份每100重量份在 步骤a)中使用的混合物中存在的全部二氧化硅。本专利技术还涉及一种催化剂，其包括通过本专利技术方法制备的成形体， 并涉及利用这种催化剂转化烃进料的方法。专利技术详述本专利技术涉及一种用于制备二氧化硅含量至少为85 wt。/。的二氧化硅 成形体的方法，其使用至少一种无定形二氧化硅粉末、至少一种pH低 于7的硅溶胶、和至少一种助挤剂、和任选的补充液体介质。本专利技术 的方法使用容易以大规模得到的原料。其提供了由增塑的制剂混合物 形成成形体的便利方法。本专利技术的方法还采用在高温下加热形成的颗 粒的步骤，优选在水蒸气存在下，最优选在水蒸气和空气的混合物存 在下。这使得可制备具有大孔和良好压碎强度的二氧化硅成形体。为本专利技术的目的，硅溶胶是无定形二氧化硅颗粒在水或有机液体介质(优选水)内的稳定胶态分散体。商购可得的硅溶胶的非限制性例子包括以商品名Nyacol销售的那些(可得自Nyacol Nano Technologies, Inc.或 PQ Corp.), Nalco (可得自 Nalco Chemical Company), Ultra-Sol (可得自RESI Inc)， Ludox (可得自W.R.Grace Davison), NexSil (可得自NNTI)。许多硅溶胶是由硅酸钠制得的，所述 硅酸钠不可避免地含有钠。然而，优选避免在本专利技术的成形体内存在 碱金属，因为钠离子的存在会引起催化剂在高温下的烧结和/或影响催 化性能。从而，如果使用含钠的硅溶胶，为除去钠，在形成所述颗粒 之后将要求进行离子交换的步骤。为避免进行离子交换步骤，优选使 用含极少或者理想地不含可检出的痕量钠、且pH值小于7的硅溶胶。 最优选地，在所述工艺中使用的硅溶胶略呈酸性。不含可检出的痕量 钠的优选硅溶胶的非限制性例子包括Nyacol 2034DI, Nalco 1034A, Ultra-Sol 7H或NexSil 20A。可使用任意无定形二氧化硅粉末以形成步骤a)中使用的混合物， 条件是它与步骤a)中使用的其它成分形成可被挤出的混合物。我们已 经发现Ultrasil VN3SP (可从Degussa商购得到)是方便的，因为它非常 便宜并容易以大工业规模量获得。适当的固体二氧化硅源的另一个非 限制性例子是HiSil 233 EP (得自PPG Industries)。在步骤a)中成形的混合物还可任选包括至少一种沸石或类沸石材 料的微晶。可使用的沸石或类沸石材料的非限制性例子包括微孔和中 孔晶态硅酸盐、铝硅酸盐、金属硅酸盐、磷铝酸盐、硅磷酸铝、金属 磷酸铝和其共生形式及其混合物，如举例有，ZSM-5，ZSM-11,ZSM-12, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-48, ZSM-57, MCM-22, MCM-41, M-41S， MCM-48,菱沸石，八面沸石，沸石Y,沸石/3，镁碱沸石，SAPO-5, SAPO-ll， SAPO-18, SAPO-34, SAPO-56, ITQ- 1 ， ITQ-2, ITQ-3, ITQ-13, ITQ-21, ITQ-22, ITQ-24,其含金属的形式，其共生晶体形式及其混合 物。由于本专利技术的方法采用在水蒸气存在下的热处理步骤，在水蒸气 处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备具有至少８５ｗｔ％的二氧化硅含量的成形体的方法，所述方法包括以下步骤：　ａ）由从至少一种无定形二氧化硅粉末、至少一种ｐＨ低于７的硅溶胶、和至少一种聚合有机助挤剂、和任选的补充液体介质得到的混合物形成成形体；　ｂ）干燥在步骤ａ）中得到的成形体；和　ｃ）加热所述成形体至约５００℃～约８００℃范围的温度。

【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：琼W贝克曼，贾森吴，西奥多E达茨，拉尔夫德哈斯，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]