经促进的氧化锆催化剂载体制造技术

本发明专利技术描述了一种多元酸促进的氧化锆催化剂或催化剂载体，其具有高压碎强度、表面积和孔体积。所述多元酸促进的氧化锆催化剂或催化剂载体可以通过将锆化合物与包括第６族金属（即铬（Ｃｒ）、钼（Ｍｏ）、钨（Ｗ））以及磷酸、硫酸和多有机酸的多元酸／促进剂材料混合而制得。可以在不存在任何粘合剂或助挤剂的情况下挤出氧锆基－促进剂前体。多元酸促进的氧化锆催化剂或催化剂载体在水相氢化或氢解反应中为水热稳定的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请包括与催化剂和/或催化剂载体有关的实施方案和权利要求。本专利技术的一个或多个实施方案涉及氧化锆催化剂或催化剂载体，其中所述氧化锆通过使用多元酸或其它促进剂材料而促进。其他实施方案针对制备催化剂或催化剂载体的方法，以及催化剂在将糖、糖醇或丙三醇转化为具有商业价值的化学品和中间体中的用途。
技术介绍
氧化锆(又称为二氧化锆)为一种已知的具有广泛工业应用的高温耐火材料。由于氧化锆的高物理和化学稳定性以及适度的酸性表面性能，它也是一种已知的催化剂载体材料。然而，由于氧化锆的相对高成本以及难以由该材料形成特定形状，因此将其用作非均相催化剂的载体材料具有有限的应用。此外，氧化锆经常经受导致表面积和孔体积损失的相转变。这降低了氧化锆的强度和耐久性。为了消除相转变的影响，使用稳定剂以抑制由优选的正方晶相向不太合意的单斜晶相的相转移。在WO 2007/092367(由Saint-Gobain提交)中描述了一个涉及制备氧化锆催化剂载体技术的非穷举性实例，其中公开了形成的陶瓷体包含正方晶相氧化锆作为初晶相， 其具有大于75m2/g的表面积和超过0. 30mL/g的孔体积。在本专利技术的一个方面，描述了一种制备氧化锆载体的方法，该方法通过使用无机或有机粘合剂和/或稳定剂进一步加以限定。稳定剂可以选自氧化硅、氧化钇、氧化镧、氧化钨、氧化镁、氧化钙和氧化铈。在美国专利No. 5，391，362 (授予 Reinalda 等人，并转让给 ShellOil Company)中描述了另一个非穷尽性实例，其中公开并要求保护一种用于制造高表面积氧化锆的方法。 公开内容指出优选表面积分别为125m2/g、150m2/g和200m2/g以上，并特别地要求保护一种使氧化锆具有的表面积为200m2/g以上的方法。如所要求保护的，该方法包括通过将锆化合物在水中的溶液与碱性化合物(例如氨、脲、六亚甲基四胺、乙醇胺、氢氧化钠和氢氧化钾) 混合而使氢氧化锆从锆化合物在水中的溶液中沉淀出来。接着，用水洗涤氢氧化锆沉淀物以除去碱性化合物，然后在多种形式的磷酸的存在下进行陈化，并在250-550°C的温度下进行煅烧。尽管Reinalda教导了氢氧化锆沉淀物可在第5或6族元素的含氧酸的存在下进行陈化，但是仅充分描述了磷酸的使用。而且，Reinalda没有教导氢氧化锆与第5或6族含氧酸的共沉淀。在美国专利申请2007/0036710(以Fenouil等人和Shell Oil Company的名义提交)中描述了又一非穷举性实例，其中公开了一种制备煅烧的氧化锆挤出物的方法。特别地，本申请记载了一种制备高级烯烃的方法，其中使氢和一氧化碳在具有钴作为催化活性金属的氧化锆挤出物的存在下，在Fischer Tropsch反应条件下接触。氧化锆挤出物通过混合微粒氧化锆而制得，所述微粒氧化锆具有不超过约15重量％的并非单斜晶相氧化锆的氧化锆。或者换言之，Fenouil教导了主要由单斜晶相(相当于约85重量％)组成的氧化锆优于正方晶相氧化锆，或者优于包含大于15重量％的非单斜晶相的单斜或正方晶相氧化锆的混合物。在!^nouil中，钴催化剂可通过浸渍而沉积在氧化锆挤出物上或者可将钴催化剂与微粒氧化锆和溶剂共研磨然后再挤出。氧化锆挤出物表现出特定的可测量特性，包括分别具有约0. 3mL/g或更高的孔体积、约100N/cm( 2. 5lb/mm)的压碎强度，以及 50m2/g或更大的表面积。在水相反应中应用非均相催化剂时，主要关注的是物理和化学稳定性。传统的基于SiO2或Al2O3的催化剂载体当用于水溶液中时容易碎裂或侵蚀，这通常导致旨在长期工业应用的催化剂主体的机械强度的损失。在实验室和工业应用中，非均相催化剂的机械强度通常通过压碎强度进行评价，其中压碎强度值增大通常表明载体的机械强度增强。已经发现，用多元酸或类似功能的促进剂材料促进的氧化锆使得基于氧化锆的载体或催化剂对于挤出和/或在含水环境中实施的工业应用中用作催化剂载体而言具有改进的物理性能。目前发现，使用多元酸促进的氧化锆载体或催化剂抑制了金属浸出至水溶液中，并改进了载体或催化剂的机械强度和稳定性。本专利技术的某些实施方案代表了用于催化剂的载体的改进，或者催化剂的改进。本专利技术的某些其他实施方案代表了其中使用改进的载体和/或催化剂的催化反应的改进。
技术实现思路
描述了一种包含锆化合物和多元酸/促进剂材料的水热稳定的挤出催化剂或催化剂载体，其中将锆化合物和多元酸/促进剂材料混合以形成摩尔比为2 1至20 1的锆-促进剂前体。多元酸/促进剂材料可以为多元酸如磷酸、硫酸或多有机酸。或者，多元酸/促进剂材料可以为第6族(第VIA族)金属(包括铬、钼或钨)的氧化物或酸形式。可以在不存在任何粘合剂、助挤剂或稳定剂的情况下挤出锆-促进剂前体。在另一实施方案中，水热稳定的挤出的催化剂或催化剂载体主要由锆化合物和多元酸/促进剂材料组成。多元酸/促进剂材料可以包括铬的氧化物或酸形式，锆与多元酸 /促进剂材料的摩尔比可以为4 1至16 1。类似地，可以在不存在任何粘合剂、助挤剂或稳定剂的情况下挤出锆-促进剂前体。在又一实施方案中，描述了一种制备催化剂或催化剂载体的方法，所述催化剂或催化剂载体包含锆化合物和多元酸/促进剂材料或主要由锆化合物和多元酸/促进剂材料组成。该方法包括提供锆化合物和多元酸/促进剂材料，所述多元酸/促进剂材料选自多元酸、包含铬(Cr)、钼(Mo)或钨(W)的氧化物或酸形式的多元酸、磷酸、硫酸、乙酸、柠檬酸及其组合。可以将锆化合物与多元酸/促进剂材料以一定的量混合，该量使得生成的溶液的锆与多元酸/促进剂材料的摩尔比为2 1至20 1。可以通过将碱性水溶液与锆-促进剂溶液混合而使锆-促进剂前体沉淀。或者，可以将锆化合物沉淀、洗涤并与多元酸/促进剂材料混合以形成锆-促进剂前体。可以将锆-促进剂前体干燥，并使其形成适合作为催化剂或催化剂载体的形状。优选地，通过挤出形成催化剂或催化剂载体，这可在不存在任何粘合剂、助挤剂或稳定剂的情况下完成。最后，可以将挤出的锆-促进剂前体煅烧以形成水热稳定的成品催化剂或催化剂载体，其可用于各种工业过程中，包括水相氢化或氢解反应。 具体实施例方式本专利技术的某些实施方案包括产品以及制备催化剂或催化剂载体的方法，所述催化剂或催化剂载体包含由多元酸或功能类似的促进剂材料(通常称为“多元酸/促进剂材料”)促进的氧化锆(Zr02)。多元酸/促进剂材料可以包含来自第6族(第VIA族)金属 (包括铬(Cr)、钼(Mo)和钨(W))的材料，以及磷酸、硫酸、乙酸、柠檬酸和其他多有机酸。除非另外限定，本文中使用的术语多元酸是指具有多于一个多供体质子的以酸形式的化学品或组合物。成品催化剂或催化剂载体的锆与促进剂(Zr 促进剂)的摩尔比可以为2 1 至 20 1。在另一实施方案中，制备包含锆化合物和促进剂或主要由锆化合物和促进剂组成的催化剂或催化剂载体的方法包括将多元酸/促进剂材料与锆化合物混合，所述多元酸 /促进剂材料选自多元酸、包含铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)的氧化物或酸形式的多元酸及其组合。锆化合物和多元酸/促进剂材料可以通过混合碱性水溶液而共沉淀以形成锆-促进剂前体。或者，可以首先沉淀锆化合物，然后将本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种水热稳定的挤出的催化剂或催化剂载体，其包含锆化合物和多元酸／促进剂材料，其中将所述锆化合物与多元酸／促进剂材料以２∶１至２０∶１的摩尔比结合以形成氧锆基促进剂前体；所述多元酸／促进剂材料选自多元酸、包含铬、钼或钨的氧化物或酸形式的多元酸及其组合；所述氧锆基促进剂前体在不存在任何粘合剂、助挤剂或稳定剂的情况下被挤出。

【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：刘爱国，
申请(专利权)人：苏德化学公司，
类型：发明
国别省市：US