本发明专利技术的方面涉及氢化催化剂和使用这些催化剂的氢化方法，其在金属氢化组分（或催化成分）的量和类型以及载体或基底方面具有特定特征。催化剂组合物在基本无孔基底上包含贵金属和镧系元素，提供了如工业氢化和选择性氢化用途中所需的有利性能特征，包括转化率、选择性和活性稳定性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的方面涉及氢化催化剂和使用这些催化剂的氢化方法，其在金属氢化组分（或催化成分）的量和类型以及载体或基底方面具有特定特征。催化剂组合物在基本无孔基底上包含贵金属和镧系元素，提供了如工业氢化和选择性氢化用途中所需的有利性能特征，包括转化率、选择性和活性稳定性。【专利说明】基本无孔基底负载的含贵金属和镧系元素的催化剂优先权声明本申请要求2011年5月16日提交的美国申请N0.13/108，206的优先权，其内容全文经此引用并入本文。
本专利技术涉及催化剂和原料的氢化方法，所述原料包含具有可氢化位点的化合物。代表性的催化剂包含沉积在含基本无孔基底的载体上的贵金属和镧系元素。
技术介绍
氢化法是成熟的并广泛用于精炼、石油化学和化学工业。氢化是指在反应物的不饱和位点(“可氢化”位点)加入氢的一类化学还原。在有机化合物(例如烃，包括杂原子取代烃)的情况下，这种位点通常是碳-碳双键(例如在链烯的情况下)、碳-碳三键(例如在炔的情况下)或碳-杂原子键，典型的杂原子是氧(O)、氮(N)或硫(S)(例如在酮、羧酸、酯、醛、亚胺、腈、硫酮、硫代羧酸、硫酯或硫醛的情况下)。氢化通常在催化剂存在下进行，以活化分子氢并由此在有利的温度和压力条件下实现经济上有吸引力的反应动力学。例如，在商业上实施在芳环中具有三个碳-碳双键的苯的催化氢化，以将汽油调和料(和最终将汽油产品本身)中的苯浓度降至可接受的水平。酮和醛的催化氢化法有用，并实际上是作为许多工业(包括药业和农业化学)中的前体或有价值的最终产物的醇的合成所必需的。“选择性”氢化法是同样具有重大工业重要性的一部分氢化法。实例包括含乙烯的原料(例如作为热乙烷裂解产物获得)中的乙炔污染物的选择性氢化和含丁烯的原料(例如作为流体催化裂化或丁烷脱氢的产物获得)中的丁二烯的选择性氢化。因此，在这些实例中，希望选择性氢化原料中存在的化合物的相对较易反应的可氢化位点(例如乙炔或丁二烯中的可氢化位点)而不氢化原料的其它化合物(相当于选择性氢化的产物，例如乙烯或丁烯)的相对不易反应的可氢化位点。可用于氢化或选择性氢化的固体催化剂通常包含沉积在多孔载体材料上的金属氢化组分，通常是镍、钼、钯、铑或钌中的一种或多种。在US2009/0275788和US2010/0273645中描述了包含基本无孔载体材料并可用于包括氢化在内的许多催化法的其它催化剂。在任何催化氢化法中特别重要的是原材料的转化程度和转化产物-所需氢化产物的选择性。转化百分比和选择性百分比的乘积，即所需产物的理论收率百分比应尽可能高。其它基本考虑因素涉及催化剂的活性——基于在给定的一组反应条件(例如温度、压力和停留时间或空间速度)下的转化度或反应速率。活性稳定性也对给定氢化法的总体经济性具有显著影响，其涉及催化剂在转化率和选择性方面保持可接受的性能的投产运行时间。可以例如根据(i)在给定的一组反应条件下随时间经过的活性(例如测得的转化度)损失或(ii)在所有其它运行条件保持不变的情况下保持给定活性(例如测得的转化度)所需的催化剂床温的提高速率量化活性稳定性。活性稳定性决定氢化催化剂的更换和/或再生频率，因此这一参数显著影响催化氢化法所需的总材料和运行成本。催化剂的成本主要取决于所用金属氢化组分的量，尤其是当这一组分包括一种或多种通常昂贵的贵金属(例如钯)时。因此始终需要包括炔、二烯和芳族化合物在内的有机化合物的氢化催化剂和相关的有效氢化方法，这些方法以合意的反应速率、选择性和活性稳定性进行。专利技术概述本专利技术的实施方案涉及氢化催化剂和使用这些催化剂的氢化方法，所述催化剂在金属氢化组分(可包含一种或多种催化活性成分)的量和类型以及载体或基底方面具有特定特征。该催化剂组合物提供了如工业氢化和选择性氢化用途(例如苯氢化成环己烷或二烯选择性氢化成单烯烃)中所需的有利性能特征，包括转化率、选择性和活性稳定性。本专利技术的方面涉及发现使用沉积在基本无孔基底(例如含玻璃的基底)上的低含量金属氢化组分(包括贵金属和镧系元素)的表现出这样的性能特征的催化剂。不受制于理论，但据信，所观察到本文所述催化剂的氢化性能益处来自镧系元素的将贵金属改性或稳定的能力。本专利技术的更特别方面涉及发现将铕与钯结合提供这种催化剂中的金属氢化组分而获得的协同效应，由此实现高度氢化活性和/或稳定性。本专利技术的特别实施方案涉及包含沉积在载体上的贵金属和镧系元素的催化剂，所述载体包含基本无孔的基底、或由或基本上由基本无孔的基底构成。这种基底的特征通常在于具有0.01平方米/克至10平方米/克的通过S.A.N2_BET或S.A.Kr_BET测得的总表面积。下面更详细描述这些表面积测量。在一个优选实施方案中，贵金属是钯且镧系元素是铕。这些元素各自审慎使用，以使各自有利地以小于催化剂重量的百万分之1000重量份(ppm)的量存在。代表性的基本无孔基底包括各种类型的玻璃，尤其是纤维(或玻璃纤维)形式，例如AR-玻璃、稀土娃酸钠玻璃、娃硼招酸盐玻璃(silico boroaluminate glasses)、E_玻璃、无硼E-玻璃、S-玻璃、R-玻璃、稀土 -硅酸盐玻璃、Ba-T1-硅酸盐玻璃、氮化玻璃、A-玻璃、C-玻璃和CC-玻璃及其混合物。本专利技术的另一些具体实施方案涉及氢化或选择性氢化原料的方法，所述原料包含具有可氢化位点的化合物。该方法包括在如上所述的氢化催化剂存在下使该原料与氢接触。具有至少一个可氢化位点或不饱和位点的代表性化合物包括具有碳-杂原子键作为可氢化位点的杂原子取代的烃，其中该杂原子选自由0、N、S组成的组。其它化合物包括具有2至20个碳原子和至少一个碳-碳双键(例如至少两个碳-碳双键，如二烯的情况中那样)或至少一个碳-碳三键的烃，例如烯烃、炔或芳烃。可包含在原料中的并被氢化或选择性氢化的特定化合物类型包括炔(例如乙炔)、二烯(例如丁二烯)和芳烃(例如苯)。在代表性方法中，将包含可氢化位点的化合物以至少90%的收率转化成相应化合物——其中一个或多个可氢化位点被饱和(例如环己烷)。在选择性饱和法的情况中，在此程度上被饱和的可氢化位点与相对不易反应的另一类可氢化位点相比相对更易反应或易氢化。给定化合物的较不易反应的可氢化位点可以是指在较易反应的可氢化位点氢化后存留的可氢化位点(例如在乙炔的选择性氢化后存留的乙烯的碳-碳双键，或在丁二烯的选择性氢化后存留的丁烯的碳-碳双键)。因此，这些较易和较不易反应的可氢化位点可存在于原料的相同化合物(例如二烯)中或存在于原料的不同化合物(例如炔和烯烃)中。本专利技术的另一些具体实施方案涉及制备如上所述的氢化催化剂的方法。该方法包括(a)使基本无孔基底的纤维与酸(例如无机酸，例如硝酸、盐酸或硫酸)接触，以提供酸浸的基底，(b)使酸浸的基底与包含贵金属(例如钯)离子和镧系元素(例如铕)离子的一种或多种离子交换溶液进行离子交换，以提供具有沉积在其上的贵金属和镧系元素的经离子交换的基底；和(C)在氢存在下在还原条件下还原该经离子交换的基底，以提供催化剂。在一个优选实施方案中，用包含钯离子和铕离子的单一离子交换溶液(例如，钯离子作为四胺硝酸钯或四胺氢氧化钯存在，铕离子作为硝酸铕存在)进行酸浸基底的离子交换。优选地，还原条件包括100°C 本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：P·L·波格丹，V·内梅特，S·R·贝尔，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：
国别省市：
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