烯烃生产方法技术

一种由烃类如乙烷生产烯烃如乙烯的方法。该方法包括使烃类和含氧气体的混合物通过能够支持超过富燃料的可燃性极限燃烧的催化剂区域从而产生烯烃。该催化剂区域包含至少一个第一催化剂床和一个第二催化剂床。第二催化剂床置于第一催化剂床的下游，为与第一催化剂床不同的组成，包含至少一种选自Ｍｏ，Ｗ，以及周期表ⅠＢ，ⅡＢ，ⅢＢ，ⅣＢ，ⅤＢ，ⅦＢ和Ⅷ族的金属。适当地，第一催化剂床包含铂而第二催化剂床包含锡或铜促进的镍、钴或铱催化剂或单独的铜催化剂。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为01812577.8(PCT/GB01/02822)、申请日为2001年6月26日的专利技术专利申请的分案申请。本专利技术涉及一种生产烯烃的方法。烯烃如乙烯和丙烯可以通过烃类原料催化脱氢或裂解制备。本说明书中的术语“裂解”用于表示这两个化学反应。烃类裂解为吸热过程。因此，反应发生过程中必然耗费热量。在被称为自发热裂解的方法中，通过燃烧一部分原料产生裂解所需的热量。这可以在催化剂能够支持超过富燃料可燃性极限的燃烧的情况下，向催化剂上通入烃类原料和含氧气体的混和物而实现。该烃类原料部分燃烧，燃烧反应产生的热用来推动其余原料的裂解。自发热裂法的例子公开于EP-A-0332289。在已知的自发热裂法中，烃类和含氧气体的反应剂流通常通过单催化剂床产生烯烃产品。典型地，该催化剂床包括至少一种催化剂载体上的铂族金属，例如，铂。最近的研究已经在探索如何改进这些催化剂对烯烃产品的选择性。一种方法是用周期表IIIA，IVA，VA族金属和/或过渡金属的金属助催化剂对催化剂进行改性。例如，WO97/26987公开通过在铂催化剂上混合锡或铜可以增强铂催化剂的选择性。在WO 97/26987中，通过将催化剂载体浸渍在含铂溶液中，然后浸渍在含锡或铜助催化剂的溶液中来制备促进的铂催化剂。因此，铂和铜或锡助催化剂均匀地分布于所有载体。然而，长期使用后，载体上助催化剂的浓度通过蒸发降低，导致活性的损失。Journal of Catalysis 191，62-74(2000)报道，可以通过在线添加法在催化剂中加入锡解决助催化剂损失问题。更具体地说，SnCl2的水溶液可以被加到热运行催化剂载体以便在该载体前表面沉积金属薄镀层。这补偿了锡蒸发的损失，还原了催化剂的初始性能。该器内再生技术也公开于Catalysis Letters 63(1999)，113-120。载体上的Cr2O3催化剂的催化特性详细地公开于AppliedCatalysis A(1999)，187(1)，13-24。该参考文献提出的理论为Cr2O3催化剂在催化剂前面的氧化环境和催化剂后面的还原环境之间具有一条独特的界面。在接近催化剂正面的氧化环境中，催化剂的作用为氧化脱氢催化剂。然而，当在催化剂的前端大多数的氧已经消耗完毕时，Cr2O3可以用作脱氢催化剂，使用催化剂前面的氧化反应产生的热来裂解烃类原料。为了支持该假定，Pt涂敷的整体材料处于Cr2O3整体材料系列的前部。在高C2H6/O2比率时，该排列比单独的Pt整体材料显示更高的C2H4选择性，这证实Cr2O3可以利用发生在Pt整体材料上的放热氧化反应产生的热来裂解原料中的任何未反应的烃类。然而，Applied Catalysis A(1999)，187(1)，13-24公开的为很具体的Cr2O3。该参考文献并没有建议其他催化剂床可以相应的方式增加烯烃的选择性。我们现在已经发现包括催化剂床(第一催化剂床)的催化剂区域的选择性可以通过在第一催化剂床的下游配置包括至少一种选自Mo，W，以及周期表IB，IIB，IIIB，IVB，VB，VIIB和VIII族金属的第二催化剂床增强。特别是，现在已经意外地发现，使用的催化剂区域包括作为第二催化剂床的一种基本上不能够支持超过富燃料可燃性极限的燃烧的催化剂(即，在自发热力过程条件下基本上惰性的催化剂)，以及作为第一催化剂床的一种基本上能够支持超过富燃料可燃性极限的燃烧的催化剂，通常能够比单独使用第一催化剂床实现更大的烯烃选择性。因此，本专利技术提供一种生产烯烃的方法，该方法包括将烃类和含氧气体的混合物通过一个催化剂区域，该区域能够支持超过富燃料可燃性极限的燃烧产生烯烃，所述的催化剂区域包括至少一个第一催化剂床和一个第二催化剂床，并且其中第二催化剂床位于第一催化剂床的下游，为与第一催化剂床不同的组成并且包括至少一种选自Mo，W，以及周期表IB，IIB，IIIB，IVB，VB，VIIB和VIII族的金属。优选地，第一催化剂床包括一种能够支持超过富燃料可燃性极限燃烧的催化剂。适当地，第一催化剂床可以包含VIII族金属。适当的VIII族金属包括铂，钯，钌，铑，锇和铱。优选地，VIII族金属选自铑，铂，钯或其混合物。特别优选铂，钯或其混合物。典型的VIII族金属载荷范围为0.01至100wt％，优选0.01至20wt％，更优选0.01至10wt％，例如1-5wt％，如3-5wt％。适当地，第一催化剂床为铂或钯，特别是铂。或者，第一催化剂床可以包含促进催化剂如促进的VIII族金属催化剂。该助催化剂可以选自周期表IIIA、IVA和VA族元素及其混合物。或者，该助催化剂可以是过渡金属；该过渡金属为与作为催化组分使用的金属如VIII族金属不同的金属。优选的IIIA族金属包括Al，Ga，In和Tl。其中优选Ga和In。优选的IVA族金属包括Ge，Sn和Pb。其中优选Ge和Sn，特别是Sn。优选的VA族金属为Sb。VIII族金属与IIIA，IVA或VA族金属的原子比可以是1∶0.1-50.0，优选1∶0.1-12.0，如1∶0.3-5。适当的过渡金属助催化剂可以选自周期表IB到VIII族的任何一种或多种元素。特别地，优选的过渡金属选自周期表IB，IIB，VIB，VIIB和VIII族。上述过渡金属助催化剂的例子包括Cr，Mo，W，Fe，Ru，Os，Co，Rh，Ir，Ni，Pt，Cu，Ag，Au，Zn，Cd和Hg。优选的过渡金属助催化剂为Mo，Rh，Ru，Ir，Pt，Cu和Zn，特别是铜。VIII族金属与过渡金属助催化剂的原子比可以是1∶0.1-50.0，优选1∶0.1-12.0。用作第一催化剂床的促进的VIII族催化剂的具体的例子包括Pt/Ga，Pt/In，Pt/Sn，Pt/Ge，Pt/Cu，Pd/Sn，Pd/Ge，Pd/Cu和Rh/Sn。当VIII族金属为Rh、Pt或Pd时，包含的Rh、Pt或Pd可为该催化剂总重量的0.01到5.0wt％，优选0.01到2.0wt％，更优选0.05到1.0wt％。Rh、Pt或Pd与IIIA、IVA、VA族或过渡金属助催化剂的原子比可以是1∶0.1-50.0，优选1∶0.1-12.0。例如，Rh、Pt或Pd与Sn的原子比可以是1∶0.1到50，优选1∶0.1-12.0，更优选1∶0.2-3.0，以及最优选1∶0.5-1.5。Pt或Pd与Ge的原子比可以是1∶0.1到50，优选1∶0.1-12.0，更优选1∶0.5-8.0。Pt或Pd与Cu的原子比可以是1∶0.1-3.0，优选1∶0.2-2.0，更优选1∶0.5-1.5。第二催化剂床包括至少一种选自Mo，W，以及周期表IB，IIB，IIIB，IVB，VB，VIIB和VIII族的金属。特别地，第二催化剂床可以包含作为催化剂的VIII族金属。适当的VIII族金属包括铂，钯，钌，铑，锇，铱，钴和镍。优选地，VIII族金属选自铑，铂，钯或其混合物。特别优选铂，钯或其混合物，特别是铂。典型的VIII族金属载荷范围为0.01至100wt％，优选0.01至20wt％，更优选0.01至10wt％，例如1-5wt％，如3-5wt％。优选地，第二催化剂床包括促进催化剂如促进的VIII族金属催化剂。该助催化剂可以选自周期表IIIA，I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产烯烃的方法，该方法包括使烃和含氧气体的混合物通过一个催化剂区域，该区域能够支持超过富燃料可燃性极限的燃烧，以产生所述烯烃，所述的催化剂区域至少包括第一催化剂床和第二催化剂床，其中第一催化剂床包含Ⅷ族金属催化剂，该催化剂为铑、铂和钯中至少两种的混合物和／或促进的Ⅷ族金属催化剂，并且其中第二催化剂床位于第一催化剂床的下游，具有与第一催化剂床不同的组成并且包含Ⅷ族金属。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BE梅森格尔，
申请(专利权)人：英国石油化学品有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]