生产2,2,3-三甲基丁烷的方法技术

技术编号:5478175 阅读:254 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种在具有布朗斯泰德酸度的沸石催化剂存在下,在150-400℃的温度范围内,由甲醇和/或其一种或多种衍生物,和任选的一种或多种另外的醇和/或其衍生物来生产2,2,3-三甲基丁烷和/或2,3,3-三甲基丁-1-烯的方法,其中在该2,2,3-三甲基丁烷和/或2,3,3-三甲基丁-1-烯中全部的碳原子源自于甲醇和/或其一种或多种衍生物和任选的另外的醇和/或其衍生物,该沸石催化剂选自:i.具有包含硅和铝原子的骨架的沸石,Si∶Al摩尔比大于2,该沸石还具有通道结构,该通道结构在2或者3个维度上包含12个或者更多个非氧原子的环尺寸;和ii.具有包含硅和铝原子的骨架的沸石,并且该沸石具有骨架环,该环包含12个或者更多个在沸石外表面上可及的非氧原子,以及具有孔结构,在其中全部通道的环尺寸小于12个非氧原子。这里还描述了一种生产2,2,3-三甲基丁烷和/或2,3,3-三甲基丁-1-烯的方法,其中沸石催化剂是沸石X,反应组合物另外包含C3醇和/或其一种或多种衍生物,在其中存在于该反应组合物中或者可源自于存在于该反应组合物中的其一种或多种衍生物的C3醇∶甲醇的摩尔比大于0.23∶10,并且该方法的温度是大于200-400℃。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】,2,3-三甲基丁烷的方法,2,3-三甲基丁烷的方法本专利技术涉及2,2,3_三甲基丁烷的生产,更具体的,涉及由包含一种或多种含氧的 碳化合物的供料来,2,3-三甲基丁烷。在汽油配方中,支化的烃通常优于线性烃,这是因为它们产生了具有更高的丁烷 值的燃料。在汽油配方中令人期望的支链烃的一个例子是令人期望的2,2,3_三甲基丁烷, 这归因于它的高丁烷值,其能够用于无铅航空汽油和无铅发动机汽油中,如WO 98/22556 和W 99/49003中所述。支化链烃可以通过众多的路线来合成。具体的,支化链烃的混合物可以通过在 卤化锌催化剂的存在下,通过甲醇和/或二甲基醚的同系化来形成,如GB 1547955,US 2492984,US 3969427,US 4059646,US 4059647,US 4249031 和 WO 02/70440 中所述。例如,US 4249031描述了一种通过将一种或多种含氧的有机化合物例如甲醇与一 种或多种卤化锌类相接触来制备烃混合物的方法,而US 4059647描述了一种生产三甲基 丁烷(2,2,3_三甲基丁烷)的方法,包括将甲醇,二甲基醚或者其混合物与卤化锌相接触。烯烃也可以与醇类,特别是甲醇反应来产生烃。例如US 4151214描述了在甲醇或 者二甲基醚与烯烃的转化中使用溴化锌或者碘化锌催化剂。但是,与使用含卤化物的催化剂有关的一个共同的问题是卤化物会导致工厂装备 中的腐蚀问题。此外,来自催化剂的卤化物会污染2,2,3_三甲基丁烷产物,并因此在它能 够用作燃料之前需要除去。已经报道了在由甲醇来生产汽油成分中可以使用沸石,如US 3894102和US 3894107所述。但是,该产物主要是芳香族性质的,并且没有公开或者教导是否产生了 2,2, 3_三甲基丁烷。这里需要一种用于,2,3-三甲基丁烷的可选择的方法。根据本专利技术的第一方面,这里提供一种由甲醇和/或其一种或多种衍生物和任选 的一种或多种另外的醇和/或其衍生物来,2,3-三甲基丁烷和/或2,3,3-三甲基 丁-1-烯的方法,该方法包含在150-400°C的温度范围内,将反应组合物与具有布朗斯泰德 (Br0nsted)酸度的沸石催化剂接触来以大于0.05%的合并产率来,2,3-三甲基丁烷 和/或2,3,3-三甲基丁 -1-烯,所述的反应组合物包含甲醇和/或其一种或多种衍生物, 和任选的一种或多种另外的醇和/或其衍生物,其中在该2,2,3-三甲基丁烷和/或2,3, 3_三甲基丁-1-烯中全部的碳原子源自于甲醇和/或其一种或多种衍生物和任选的一种或 多种另外的醇和/或其衍生物,特征在于所述催化剂选自下面的一种或多种i.具有包含硅和铝原子的骨架的沸石,Si Al摩尔比大于2,该沸石还具有通道 结构,该通道结构在2或者3个维度上包含12个或者更多个非氧原子的环尺寸;和ii.具有包含硅和铝原子的骨架的沸石,并且该沸石具有骨架环,该环包含12个 或者更多个在沸石外表面上可及的非氧原子,以及具有孔结构,在其中全部通道的环尺寸 小于12个非氧原子。根据本专利技术的第二方面,该沸石催化剂是沸石X,该反应组合物另外包含C3醇和/或其一种或多种衍生物,其中并且存在于该反应组合物中或者源自于存在于该反应组合物 中的其一种或多种衍生物的C3醇甲醇的摩尔比大于0.23 10,和该方法的温度范围是 大于 200 0C -400 0C 。本专利技术人已经发现某些结晶铝硅酸盐沸石能够充当催化剂,用于由包含甲醇和/ 或其一种或多种衍生物的反应组合物来,2,3-三甲基丁烷(2,2,3_三甲基丁烷)和/ 或三甲基丁烯(2,3,3_三甲基丁-1-烯)中,在这里统称为三蝶烯基化合物。该三蝶烯基 化合物中全部的碳原子来源于甲醇和/或其衍生物,并且另外的醇和/或其衍生物也可以 存在于该反应组合物中。本专利技术的沸石全部包含骨架硅和铝原子,具有至少一些布朗斯泰 德酸特性,以及还包含在2或者3个维度上具有12个或者更多个非氧原子的孔尺寸的孔结 构,或者可选择的,具有这样的骨架特征,其包含在沸石结构表面上的12个或者更多个非 氧原子的环,该孔结构在全部维度上具有小于12个非氧原子的孔尺寸。因为本专利技术的结晶 铝硅酸盐催化剂不包含卤化物离子,因此能够避免与卤化物有关的产物流污染和卤化物引 起的加工装置腐蚀的问题。结晶沸石典型的包含有序的无机氧化物骨架结构,其具有规则排列的孔,经常在 两个或多个孔交叉的地方具有放大的笼格。最通常的,该骨架原则上包含通过氧结合的铝 和硅原子。但是,通常沸石可以包含其他的骨架杂原子,例如磷,镓,钛,锗,钒,铁和钴,并且 它们也能够适用于本专利技术中。当存在骨架杂原子时,它们典型的处于高达10mol%的含量。环尺寸是用该环中所存在的非氧原子的数目来定义的。例如,在具有12元环的铝 硅酸盐沸石的情况中,该环包含总共12个硅和铝原子。如果该沸石是硅铝磷酸盐,则该环 包含总共12个硅,铝和磷原子。非骨架原子例如电荷平衡离子例如质子,碱金属离子或者 其他正电荷阳离子(其没有引入到沸石骨架中)不被认为是该12元环的一部分。这里有两种类型的沸石结构,其能够提供相组合的高三蝶烯基产率以及在C7烃 中高的三蝶烯基分数。它们在此称作沸石类型(i)和(ii)。类型(i)沸石包含2或者3维的孔网络,该孔的环尺寸在至少2个维度上是12个 或者更多个非氧骨架原子。这个种类的沸石包括FAU,BEA或者EMT结构的沸石。沸石结构 全部的细节可以在获自国际沸石联合会(International Zeolite Association)的Atlas of Zeolite Structure Types 中找至丨J。在本专利技术的一种实施方案中,该沸石具有八面沸石(FAU)结构,例如沸石Y,其包 含具有12元环通道开口的通道,并且直径是大约7.4入。该通道结构是3维的,并且笼格直 径是大约12.7人。沸石X典型的骨架Si/Al摩尔比是至高为2。对于沸石Y来说,该比例典 型的高于2。当对沸石Y进行脱铝化处理(典型的是使用高温蒸气处理)时,产生了沸石 USY(为“超稳定”Y的简写)或者沸石VUSY(为“非常超稳定”Y的简写)。这导致了将铝 从骨架中抽取出来,产生了所谓的外骨架氧化铝粒子,并且留下了破坏的沸石骨架结构。在 高度脱铝化时,例如在VUSY的情况中,沸石不是朝着形成三蝶烯基方向那样的活性的,并 且典型的仅仅在高于275°c,例如在350°C或者更高的温度时表现出显著的三蝶烯基产率 和分数。这可能归因于骨架中的酸位置的数目和密度被减少到过大的程度,以至于不能发 生反应。但是,据信较低程度的脱铝化会是有利的,因为破坏的骨架能够提高对沸石更多数 目的酸位置的达到。所以,在脱铝沸石中,必须在下面二者之间进行平衡,即,提高沸石酸位置的达到,和保持足够的骨架酸位置密度来使得能够发生三蝶烯基形成反应。沸石X具有FAU结构,但是Si/Al摩尔比为2或者更低。已经发现它在形成2,2, 3_三甲基丁烷中是具有活性的,但是处于不同于沸石Y的条件下,例如,其将在下面更详细 的进行描述。另外一种具有12元环通道开口的沸石结构是BEA结构,如沸石Beta所表现的那 样,其也具有3维通道结构。铝硅酸盐沸石Beta的Si本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由甲醇和/或其一种或多种衍生物和任选的一种或多种另外的醇和/或其衍生物来生产2,2,3-三甲基丁烷和/或2,3,3-三甲基丁-1-烯的方法,该方法包含在150-400℃的温度范围内,将反应组合物与具有布朗斯泰德酸度的催化剂接触来以大于0.05%的合并产率来生产2,2,3-三甲基丁烷和/或2,3,3-三甲基丁-1-烯,所述的反应组合物包含甲醇和/或其一种或多种衍生物,和任选的一种或多种另外的醇和/或其衍生物,其中在该2,2,3-三甲基丁烷和/或2,3,3-三甲基丁-1-烯中全部的碳原子源自于甲醇和/或其一种或多种衍生物和任选的一种或多种另外的醇和/或其衍生物,特征在于所述催化剂选自下面的一种或多种:  i.具有包含硅和铝原子的骨架的沸石,Si∶Al摩尔比大于2,该沸石还具有通道结构,该通道结构在2或者3个维度上包含12个或者更多个非氧原子的环尺寸;和  ii.具有包含硅和铝原子的骨架的沸石,并且该沸石具有骨架环,该环包含12个或者更多个在沸石外表面上可及的非氧原子,并且具有孔结构,在其中全部通道的环尺寸小于12个非氧原子。

【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:BJ丹尼尔DJ劳BM莫恩德斯JG森利JC范德瓦尔
申请(专利权)人:英国石油有限公司
类型:发明
国别省市:GB[英国]

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