双金属烷基化催化剂制造技术

本发明专利技术描述了用于烷基化方法的固态酸催化剂。所述固态酸催化剂包括执行氢化功能的多金属（例如双金属，三金属或四金属）组分，用于在氢的存在下再活化（或再生）催化剂。该多金属催化剂包括贵金属，如铂或钯。本发明专利技术还涉及使用多金属固态酸催化剂的烷基化方法，所述催化剂具有用于氢化的多金属组分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请依照35 U.S.C.§119(e)要求2006年10月17日提交的美国临时申请No.60/852,380的优先权，该申请的全部内容合并在此引为参考。专利
本专利技术涉及用于烷基化方法的固态酸催化剂。该固态酸催化剂包含执行氢化功能的多金属(例如，双金属，三金属或四金属)组分，用于在氢的存在下使催化剂再活化(或再生)。本专利技术还涉及烷基化方法，所述方法使用的固体酸催化剂具有供氢化用的多金属组分。背景“烷基化”一般是指烃例如芳香烃或饱和烃与烯烃的反应。例如，在一种特别受关注的反应类型中，支链饱和烃，如异丁烷，可以与含有2-6个碳原子的烯烃，如2-丁烯进行烷基化，以产生具有较高辛烷值并在汽油范围(gasoline range)内沸腾的烷基化物。涉及链烷烃与烯烃烷基化的方法产生用于汽油组分的支链烃分子，例如辛烷的异构体，如三甲基戊烷(“TMPs”)，其具有高辛烷值。具有高辛烷值的汽油，常表示为研究法辛烷值(″RON″)，能够减少汽油机爆震(engine knock)，这减少了添加对环境有害的抗爆震化合物例如四乙基铅的需求。第二种辛烷测定，发动机法辛烷值(″MON″)，也描述了汽油的抗爆震性质。MON在所检验的发动机于重负载(较高rpm)下运行时进行测量，而RON则在较低负载下(较低rpm)进行测量。以烷基化方法生产的汽油基本没有污染物，诸如通过其它方法例如裂化重石油馏分如减压瓦斯油(vacuum gas oil)和常压渣油(atmospheric residue)而得到的汽油中可能存在的硫和氮。氧化硫-->(″SOx″)，一种燃烧产物，是污染物的主要成因。除了SOx的直接排放之外，SOx还能显著降低催化转化器的效率，从而不利地影响SOx、NOx和CO的排放。SOx还形成间接微粒-水和SOx组合形成亚硫酸和硫酸。这些间接微粒通常以1-10微米的范围存在，是导致健康问题的“可吸入微粒”，特别是对患有哮喘或肺气肿的人来说。还有，与通过石脑油重整或裂化重石油馏分而获得的汽油不同，烷基化物含有的芳香烃或烯烃即便有的话也很少。芳香烃，特别是苯，是有毒的，而烯烃在光化学反应中具有反应性，产生臭氧和烟雾。烷基化反应由酸催化。液态酸催化剂例如硫酸或氢氟酸已经普遍用于烷基化方法中。使用液态酸催化剂有几个缺点。所用的液态酸具有高度腐蚀性，需要专门品质的更为昂贵的设备。由于在生成的燃料中存在这些酸是不合乎需要的，残留在烷基化物中的任何酸必须被去除。该方法复杂而昂贵。此外，液态酸，特别是氢氟酸，如果释放到环境中是危险的。为了解决液态酸催化剂的这些和其它缺陷，开发了用于烷基化方法中的固态酸催化剂。该固态催化剂通常采用固态酸催化剂和提供氢化功能的金属。例如，美国专利No.6,855,856描述了一种包括固态酸如沸石和氢化官能物的催化剂。所述的固态酸对于催化剂孔的体积与催化剂颗粒的特定长度之比具有限定的范围。之前的固态酸催化剂的缺点在于该催化剂可由于聚烷基化物(例如，C12+产物)的形成而迅速失活，所述聚烷基化物抑制烷基化反应——有点像很软的焦质。一旦催化剂形成某种水平的聚烷基化物，则该催化剂基本停止烷基化反应。在一种通常优选的构造——固定床反应器中，可以观察到失活随逐带老化发生，失活区作为遍布床的带移动，直至大部分床无活性。这种催化剂失活需要催化剂周期性再生，以确保该方法生产足够产量的所需产物。催化剂的再生通常需要烷基化方法停止一段时间。这降低了生产，并增加了烷基化方法的成本，-->特别是因降低该方法的“流程中”因素。催化剂再生的优选方法是氢化。氢化官能物通常是由元素周期表的VIII族金属提供的，特别是贵金属，如铂(Pt)或钯(Pd)。与经典的双功能(金属/酸)催化剂不同，氢化官能物对烷基化反应本身起到的直接作用很少或没有。而是它在失活催化剂的有效H2再活化“(本文也称作再生)生中发挥着关键的作用。氢化官能物在所谓低温(″低T″)和高温(″高T″)再生中都很重要，这在下文描述。为了开发改进的固态酸催化剂，已进行了多种尝试。例如，美国公布No.2004/0162454描述了一种包含纳米晶沸石Y和氢化金属的烷基化催化剂。纳米晶沸石Y的孔径提供了具有更高RON/MON的烷基化物，以及更长的催化剂作用时间。纳米晶沸石Y催化剂还包括元素周期表的VIII族金属，例如Pt或Pd，以提供氢化官能物。为了增加使用固态酸催化剂的烷基化方法的效率和产率，开发了多种方法来改善再生固态酸催化剂的方法。例如，美国专利No.7,176,340描述了一种连续的烷基化方法，使用总共至少四种含有催化剂的反应器。但是，使用多个反应器增加了方法的成本，这种成本增加可以通过增加整体方法的效率而被抵消，起码是部分抵消。美国专利No.5,986,158描述了一种烷基化方法，其中催化剂通过与含有饱和烃和氢的进料接触，间歇经历再生步骤，再生占催化剂活动周期的90％以下。虽然这些再生方法改进了烷基化方法的总体效率，但是所需的相对大量固态酸催化剂和相关的贵金属可能成为影响烷基化方法的商业生存能力的问题。拥有一种在失活之前提供较长作用时间的供烷基化方法用的固态酸催化剂，将是合乎需要的。同样合乎需要的是拥有一种利用金属进行氢化功能的固态酸催化剂，该金属提供与Pt或Pd相比等同或者改进的性能，并且该金属可以较低的价格提供。本专利技术克服了用于烷基化-->方法的现有固态酸催化剂的一个或多个这些和其它缺陷或不利之处。专利技术概述本专利技术涉及用于烯烃/链烷烃烷基化的固态酸催化剂，以及该固态酸催化剂在烷基化方法中的用途。该固态酸催化剂包括沸石和氢化官能物。沸石可以是本领域技术人员所知的任何用于烷基化方法的固态酸催化剂中的沸石。在一种优选实施方案中，具有八面沸石结构的沸石可以用于固态酸催化剂。扩大的八面沸石家族可以包括X、Y、ZSM-20和EMT。出于说明本专利技术的意图，优选实施方案的描述将集中在沸石Y(包括超稳定Y——″USY″，即具有以下的晶胞)、沸石X和沸石X与Y的组合上。氢化官能物(hydrogenating function)通常优选由双金属或三金属组分提供。惯常而言，双金属或三金属组分包括多种贵金属，例如Pt或Pd，以例如PtNi、PtCo、PtAg、PtAu、PtPdNi、PtPdAg、PtPdAu、PdNi、PdAg和PdAu形式的组合。Pt或Pd与Ru、Ir、Rh、Cu和Re本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于烯烃／链烷烃烷基化方法的固态酸催化剂，包括：　（ａ）沸石；　（ｂ）与沸石结合的多金属材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-10-17 60/852,3801.用于烯烃/链烷烃烷基化方法的固态酸催化剂，包括：
(a)沸石；
(b)与沸石结合的多金属材料。
2.权利要求1的固态酸催化剂，还包含粘合剂材料。
3.权利要求1的固态酸催化剂，其中沸石具有八面沸石结构。
4.权利要求1的固态酸催化剂，其中多金属材料选自PtNi，PtCo，
PtMn，PtCr，PtV，PtTi，PtFe，PtCu，PtNiAg，PtNiAu，PtNiRu，PtNiIr，
PNiRh，PtNiRe，PdNi，PdCo，PdCu，PdMn，PdCr，PdV，PdTi，PdFe，
PtPdCo，PtPdNi，PtPdMn，PtPdCr，PtPdV，PtPdTi，PtPdFe，PtPdCu，
PdNiAg，PdNiAu，PdNiRu，PdNiIr，PdNiRh，PdNiRe，PtNiCo，PdNiCo，
PtPdNiCo，PtNiCoFe，及其组合。
5.权利要求4的固态酸催化剂，其中多金属材料占固态酸催化剂
的大约0.01重量％到大约2.0重量％。
6.权利要求2的固态酸催化剂，其中粘合剂材料占固态酸催化剂
的大约5重量％到大约70重量％。
7.权利要求6的固态酸催化剂，其中粘合剂材料选自氧化铝，二
氧化硅，二氧化硅-氧化铝，氧化锆，粘土，及其组合。
8.权利要求3的固态酸催化剂，其中沸石选自沸石X，沸石Y，
ZSM-20，EMT，及其组合。
9.权利要求8的固态酸催化剂，其中沸石是纳米晶沸石Y。
10.权利要求8的固态酸催化剂，其中沸石是超稳定Y(“USY”)。
11.用于烯烃/链烷烃烷基化方法的固态酸催化剂，包括
(a)纳米晶沸石Y；
(b)结合在沸石中的一种或多种多金属材料，选自PtNi、PtCo、
PtMn、PtCr、PtV、PtTi、PtFe、PtCu、PtNiAg、PtNiAu、PtNiRu、PtNiIr、
PNiRh、PtNiRe、P...

【专利技术属性】
技术研发人员：安娜梅加夫尼，菲利普杰伊安杰文，叶春渊，约翰尼斯亨德里克克格尔，陈经广，埃莫艾勒万布诺科文，
申请(专利权)人：路慕斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]