具有高可及性指数的层状球形催化剂制造技术

提供一种用于将乙炔选择性加氢成乙烯的方法和催化剂。催化剂包含层状结构，其中催化剂具有内芯和具有活性材料的外层。催化剂还包括沉积在外层上的金属，且形成催化剂使得催化剂具有３－５００的可及性指数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及层状催化剂组合物，制备该组合物的方法和使用该组合物的烃转化方法。层状组合物包含内芯和结合在内芯上且包含无机氧化物的外层。
技术介绍
钯基催化剂用于大量烃转化方法中。在许多应用中，还使用促进剂和改性剂。一种这种烃转化方法为烃，特别是烷烃如异丁烷的脱氢，将异丁烷转化成异丁烯。例如US 3，878，131(和相关的US 3，632，503和US 3，755，481)公开了一种包含钼金属、氧化锡组分和氧化锗组分的催化剂。所有组分均勻地分散在整个氧化铝载体上。US 3，761，531(和相关的US 3，682，838)公开了包含都分散在氧化铝载体材料上的钼族组分，族IVA金属组分如锗，族VA金属组分如砷、锑和碱或碱土组分的催化复合材料。所有组分也均勻地分布在载体上。US 3，558，477,US 3，562，147,US 3，584，060 和 US 3，649，566 都公开了包含在耐熔氧化物载体上的钼族组分和铼组分的催化复合材料。然而，如前，这些参考文献公开了当钼族组分和铼组分均勻分布在整个催化剂上时实现的最好结果。已知对所需产物的某些方法选择性受到进料或产物在催化剂活性部位的过多停留时间抑制。因此，US 4，716，143描述了一种催化剂，其中钼族金属沉积在载体外层αΟΟμπι)中。没有参考文献给出改性剂金属在整个载体上应如何分布。类似地，US 4，786，625公开了一种催化剂，其中钼沉积在载体的表面上，而改性剂金属均勻地分布在整个载体上。US 3，897，368描述了一种生产贵金属催化剂的方法，其中贵金属为钼，钼选择性地沉积在催化剂的外表面上。然而，该公开内容描述了仅将钼浸渍在外层上的优点和使用具体类型的表面活性剂实现贵金属的表面浸渍。本领域还公开了几个参考文献，其中催化剂含有内芯和外层或壳。例如US 3，145，183公开了具有不透性中心和多孔壳的球。尽管它公开了不透性中心可以为小的， 但总直径为1/8"或更大。据说对于更小直径的球(小于1/8")，均勻性难以控制。US 5，516，740公开了结合在催化惰性材料内芯上的薄催化材料外壳。外壳可具有沉积在它上面的催化金属如钼。‘740专利还公开了该催化剂用于异构方法中。最后，在将它涂覆在内芯上以前，外层材料含有催化金属。US 4，077，912和US 4，255，253公开了具有基础载体的催化剂，其具有沉积在其上的催化金属氧化物或催化金属氧化物和氧化物载体组合的层。W098/14274公开了一种催化剂，其包含催化惰性芯材料，含活性部位的薄材料壳沉积和结合在其上。本专利技术提供关于乙炔化合物选择性加氢的改善的活性和选择性。专利技术概述本专利技术提供用于将乙炔选择性加氢成乙烯的新催化剂。该方法是提高用于聚合物原料的乙烯料流的纯度。催化剂包含具有由惰性材料构成的内芯的层状催化剂。外层结合在内芯上，其中外层包含金属氧化物。第一催化金属和第二催化金属沉积在外层上，其中第一金属选自IUPAC族8-10金属，且第二金属选自IUPAC族11或族14金属。选择用于层状催化剂的材料并配置在催化剂上，其中催化剂的可及性指数为3-500。在另一实施方案中，新催化剂还可具有低空隙空间指数。催化剂包含具有由惰性材料构成的内芯的层状催化剂。外层结合在内芯上，其中外层包含金属氧化物。第一催化金属和第二催化金属沉积在外层上，其中第一金属选自IUPAC族8-10金属，且第二金属选自IUPAC族11或族14金属。选择用于层状催化剂的材料并配置在催化剂上，其中催化剂的空隙空间指数为0-1。本专利技术的其他目的、优点和应用将由以下详述和图变得为本领域技术人员所了解。附图简述附图说明图1为催化剂在乙炔加氢中的前端使用的图；和图2为催化剂在乙炔加氢中的尾端使用的图。专利技术详述乙烯和丙烯、每分子具有2或3个碳原子的轻质烯烃分别为用于生产其它有用材料如聚乙烯和聚丙烯中的重要化学品。聚乙烯和聚丙烯是目前发现的两种最常用塑料，具有作为材料制造和包装材料的宽范围用途。乙烯和丙烯的其它用途包括生产氯乙烯、氧化乙烯、乙苯和醇。烃的蒸汽裂化或热解产生大多数乙烯和一些丙烯。乙烯通过几种方式如烃蒸汽裂化、烃催化裂化，或较大烯烃原料的烯烃裂化生产。然而，用于聚乙烯生产中的乙烯需要为基本纯的。生产乙烯的方法产生具有基本量乙炔的产物料流，所述量可高达乙烯 /乙烷料流的2-3体积％。乙炔选择性加氢改善乙烯产物料流的质量，同时通过使用更具选择性的催化剂实现乙烯量的提高。本专利技术中的催化剂包含具有使它区别于现有商业催化剂的性能。这些性能可由活性指数确定以选择在该方法中具有良好选择性的催化剂。催化剂将乙炔选择性加氢至小于乙烯产物料流的5ppm的量，优选将乙炔降低至小于lppm。催化剂为具有包含惰性材料的内芯的层状催化剂。外层结合在内芯上，其中外层包含金属氧化物。催化剂包括沉积在外层上的选自IUPAC族8-10金属的第一金属和沉积在外层上的选自IUPAC族11或族14金属的第二金属。催化剂还具有3-500的可及性指数 (Al)，优选可及性指数为3-20，更优选可及性指数为4-20。可及性指数等于外层表面积乘粒径乘100除以以微米表示的层的有效厚度，或cm2/ (g)，但其中表面积仅来自外层，考虑整个颗粒重量。沉积在外层上的第一金属优选为钼或钯或其混合物，并以催化剂的100-50,000 重量PPm的浓度沉积。优选第一金属以催化剂的200-20，000重量ppm的浓度沉积。沉积在外层上的第二金属优选为包括铜、银、金、锡、锗和铅在内的一种或多种金属。第二金属以一定量沉积在外层上使得第一金属与第二金属的原子比为0.1-10。催化剂内芯包含由一种或多种如下材料构成的惰性材料堇青石、莫来石、橄榄石、氧化锆、尖晶石、蓝晶石、氧化铝、硅石、铝酸盐、硅酸盐、二氧化钛、氮化物、碳化物、硼硅酸盐、氧化硼、硅酸铝、氧化镁、镁橄榄石、高岭土、高岭石、蒙脱石、皂石、膨润土、具有小或低酸活性的粘土、Y-氧化铝、S-氧化铝、η-氧化铝和Θ-氧化铝。内芯的有效直径为 0. 05-10mm,优选0. 8_5mm，更优选0. 8_3mm。对于非球形形状，有效直径意指如果将它模制成球，成型颗粒的直径。在优选实施方案中，干燥的成型颗粒在形状上是基本球形的。外层沉积并结合在内芯上至1_200μπι的有效厚度。优选的外层厚度为 20-100 μ m，更优选的外层厚度为20-70 μ m。实际厚度将在颗粒周围稍微变化。术语有效厚度意欲意指如果材料均勻地分布在内芯的表面上，基于层的厚度。内芯具有不规则表面， 这可导致外层材料分布的不规则性。外层材料选自以下一种或多种Y-氧化铝、S-氧化铝、氧化铝、θ -氧化铝、硅石-氧化铝、沸石、非沸石分子筛、二氧化钛和氧化锆。在可选择的实施方案中，催化剂为具有包含惰性材料的内芯的层状催化剂。外层结合在内芯上，其中外层包含金属氧化物。催化剂包括沉积在外层上的选自IUPAC族8-10 金属的第一金属和沉积在外层上的选自IUPAC族11或族14金属的第二金属。催化剂还具有0-1的空隙空间指数(VSI)，优选的空隙空间指数为0. 0001-0. 5，更优选的空隙空间指数为0. 001-0. 3。空隙空间指数等于孔体积乘外层平均孔半径乘粒径并除本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于将乙炔选择性加氢成乙烯的催化剂，其包含：层状催化剂，其具有包含惰性材料的内芯；结合在内芯上的外层，其中所述外层包含金属氧化物；沉积在外层上的第一金属，其中所述第一金属为ＩＵＰＡＣ族８－１０金属；和沉积在外层上的第二金属，其中所述第二金属为ＩＵＰＡＣ族１１或族１４金属；其中所述催化剂具有３－５００的可及性指数（ＡＩ）。

【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：G·J·加吉达，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：US