烷烃脱氢催化剂及其制备方法技术

技术编号:11254705 阅读:83 留言:0更新日期:2015-04-02 03:23
本发明专利技术涉及一种催化剂组合物,包含(a)选自由铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)、铼(Re)、钌(Ru)和铱(Ir)组成的组中的金属M,(b)锡(Sn),(c)锌(Zn),(d)碱土金属和(e)多孔金属氧化物催化剂载体,其中,基于多孔金属氧化物催化剂载体,在0.1wt%至5wt%的范围内独立地选择元素(a)、(b)和(d)中的每一种的量,并且其中,基于多孔金属氧化物催化剂载体,在0.1wt%至2wt%的范围内选择元素(c)的量。进一步地,本发明专利技术还涉及用于制备所述催化剂组合物的方法及其在烷烃(优选丙烷)的非氧化脱氢中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适用于烷烃的非氧化脱氢的催化剂组合物,涉及用于制备其的方法,并且涉及使用所述催化剂组合物的非氧化脱氢的方法,以及涉及所述催化剂组合物在烷烃(优选丙烷)的非氧化脱氢中的用途。
技术介绍
烯烃如丙烯是用于如生产聚丙烯、丙烯酸、丙烯腈、枯烯和许多其他物质的工业方法的基本化学品。对烯烃如丙烯的需求逐年增加。因此,存在对于改进制备烯烃的产率的方法的持续需要。用于制备烯烃(如丙烯)的一种这样的方法是烷烃(如丙烷)的非氧化催化脱氢。例如,在EP0328507A1中描述了这种方法。EP0328507公开了在由包含至少一种铂族金属的氧化铝载体与助催化剂和促进剂共同组成的催化剂上面,在以0.05至0.5摩尔氢/摩尔丙烷的摩尔比的氢的存在下,催化脱氢丙烷的方法,其包括以下步骤:使进料在催化剂上脱氢,该催化剂包含按重量计0.2%至1%的铂、按重量计0.15%至1%作为助催化剂的锡和按重量计0.8%至2%作为促进剂的钾,通过投入包含助催化剂的氧化铝载体并且在包括在450℃和550℃之间的温度下煅烧得到所述催化剂,-用铂化合物一次处理,所述一次处理后是在空气中煅烧,以及在包括在450℃和550℃之间的温度、在氢存在下还原;-然后通过中间体处理以沉积钾,所述中间体处理后是在包括在380℃和550℃之间的温度煅烧,-以及最后用铂化合物二次处理,所述二次处理之后是在不超过525℃的温度煅烧,在所述催化剂存在下,在包括在530℃至650℃之间的温度,在包括在0.5至3个大气压之间的压力,以及在包括在1至10之间的重时空速下进行脱氢。另外JP10180101描述了在氢存在下非氧化催化脱氢烷烃的方法。使用的催化剂包括ZnO/Al2O3载体,其中,ZnO的量在5-50重量%的范围内。在实施例中,ZnO:Al2O3的重量比是30:70或44:55。进一步地,催化剂包含0.05wt%至1.5wt%的量的元素Pt、0.5wt%至10wt%的量的Sn和0.01wt%至10wt%的碱金属。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于烷烃的催化非氧化脱氢的改进方法。该目的由提供包含以下的催化剂组合物实现:(a)选自由铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)、铼(Re)、钌(Ru)和铱(Ir)组成的组的金属M,(b)锡(Sn),(c)锌(Zn),(d)碱土金属,和(e)多孔金属氧化物催化剂载体,其中,基于多孔金属氧化物催化剂载体,在0.1wt%至5wt%的范围内独立地选择每种元素(a)、(b)和(d)的量,并且其中,基于多孔金属氧化物催化剂载体,在0.1wt%至2wt%的范围内选择元素(c)的量。本专利技术的催化剂组合物适用于烷烃的非氧化脱氢,具体适用于丙烷至丙烯的非氧化脱氢,因为其可以高产率和高选择性地由丙烷形成丙烯。通过在烷烃以及具体地丙烷的非氧化脱氢中使用该催化剂组合物,还可以实现一个或多个以下附加的优势:1)可以减少形成在催化剂组合物上的焦炭的量,2)可以增加作为副产物得到的乙烯的量(与总的副产物相比),从而增加形成的有用的产物的量,和/或3)可以增加催化剂组合物中的催化剂的活性表面。应当将本文使用的术语“催化剂组合物”理解为是指由催化剂(活性相)和任何其他合适的组分(如催化剂粘合剂)组成的组合物。例如,本专利技术的催化剂组合物适用于烷烃的非氧化脱氢,并且例如,具体适用于丙烷的非氧化脱氢。在本专利技术的催化剂组合物中,金属M选自由铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)、铼(Re)、钌(Ru)和铱(Ir)组成的组。优选地,金属M是铂(Pt)。在本专利技术的催化剂组合物中,金属M优选地以基于多孔金属氧化物催化剂载体至少0.1wt%(例如至少0.5wt%)和/或基于多孔金属氧化物催化剂载体至多5wt%(例如,至多2wt%)的量存在。例如,金属M1的量在基于多孔金属氧化物催化剂载体的1wt%至5wt%的范围内或在基于多孔金属氧化物催化剂载体的0.5wt%至2wt%的范围内。在本专利技术的催化剂组合物中,锡(Sn)优选地以基于多孔金属氧化物催化剂载体至少0.1wt%(例如至少0.5wt%)和/或基于多孔金属氧化物催化剂载体至多5wt%(例如,至多2wt%)的量存在。例如,锡(Sn)的量在基于多孔金属氧化物催化剂载体的1wt%至5wt%的范围内或在基于多孔金属氧化物催化剂载体的0.5wt%至2wt%的范围内。在本专利技术的催化剂组合物中,锌(Zn)优选地以基于多孔金属氧化物催化剂载体至少0.1wt%(例如至少0.5wt%)和/或基于多孔金属氧化物催化剂载体至多2wt%的量存在。例如,锌(Zn)的量在基于多孔金属氧化物催化剂载体的0.1wt%至2wt%的范围内或在基于多孔金属氧化物催化剂载体的0.5wt%至2wt%的范围内。在本专利技术的催化剂组合物中,碱土金属优选地以基于多孔金属氧化物催化剂载体至少0.1wt%(例如至少0.5wt%)和/或基于多孔金属氧化物催化剂载体至多5wt%(例如,至多2wt%)的量存在。例如,碱土金属的量在基于多孔金属氧化物催化剂载体的1wt%至5wt%的范围内或在基于多孔金属氧化物催化剂载体的0.5wt%至2wt%的范围内。优选地,碱土金属选自由镁(Mg)、钙(Ca)和锶(Sr)组成的组。更优选地,碱土金属是钙(Ca)。多孔金属氧化物催化剂载体的实例是本领域技术人员已知的,以及包括但不限于γ-氧化铝(γ-Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、二氧化铈(CeO2)、二氧化锆(ZrO2)和它们的混合物。优选地,本专利技术的催化剂组合物包含γ-氧化铝(γ-Al2O3)。多孔金属氧化物催化剂载体不包括沸石载体。多孔金属氧化物催化剂载体优选地具有50m2/g-500m2/g的BET表面积,例如至少50m2/g,例如至少100m2/g,例如至少150m2/g和/或至多350m2/g,例如至多250m2/g的BET表面积,例如150m2/g至250m2/g的BET表面积。本文使用的BET表面积由N2吸附技术(ASTM D-3663-03、ASTM国际、2003年10月)确定。在第一个具体的实施方式中,本专利技术涉及包含以下的催化剂组合物:(a)铂(Pt),(b)锡(Sn),(c)锌(Zn),(d)镁(Mg)、钙(Ca)或锶(Sr),和(e)多孔金属氧化物催化剂载体,其中,基于多孔金属氧化物本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种催化剂组合物,包含:(a)选自由铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)、铼(Re)、钌(Ru)和铱(Ir)组成的组中的金属M;(b)锡(Sn);(c)锌(Zn);(d)碱土金属;和(e)多孔金属氧化物催化剂载体;其中,基于所述多孔金属氧化物催化剂载体,在0.1wt%至5wt%的范围内独立地选择元素(a)、(b)和(d)中的每一种的量,并且其中,基于所述多孔金属氧化物催化剂载体,在0.1wt%至2wt%的范围内选择元素(c)的量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.26 EP 12005440.81.一种催化剂组合物,包含:
(a)选自由铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)、铼(Re)、钌(Ru)
和铱(Ir)组成的组中的金属M;
(b)锡(Sn);
(c)锌(Zn);
(d)碱土金属;和
(e)多孔金属氧化物催化剂载体;
其中,基于所述多孔金属氧化物催化剂载体,在0.1wt%至5
wt%的范围内独立地选择元素(a)、(b)和(d)中的每一种的量,
并且其中,基于所述多孔金属氧化物催化剂载体,在0.1wt%至2
wt%的范围内选择元素(c)的量。
2.根据权利要求1所述的催化剂组合物,其中,所述碱土金属选自由
镁(Mg)、钙(Ca)和锶(Sr)组成的组,优选为钙(Ca)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的催化剂组合物,其中,所述金
属M是铂(Pt)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的催化剂组合物,其中,所述多孔
金属氧化物催化剂载体选自γ-氧化铝(γ-Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、
二氧化铈(CeO2)、二氧化锆(ZrO2)和它们的混合物的组,优选为
γ-氧化铝(γ-Al2O3)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的催化剂组合物,其中,所述多孔
金属氧化物催化剂载体具有50-500m2/g的BET表面积。
6.用于制备根据权利要求1-5中任一项所述的催化剂组合物的方法,
包括:
(a)将金属M、Sn、Zn和碱土金属沉积在多孔金属氧化物催
化剂载体上,以得到催化剂前体;以及
(b)将所述催化剂前体在含氧环境中进行煅烧,以得到催化
剂。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,步骤(a)包括:
(a1)使所述多孔金属氧化物催化剂载体与包含所述金属M的
盐、锡(Sn)的盐、锌(Zn)的盐和所述碱土金属的盐的溶液接触,
以及随后,
(a2)蒸发所述溶液中的液体以制备改性浆料;以及
(a3)...

【专利技术属性】
技术研发人员:阿卜杜勒拉希姆·艾尔查拉尼皮特罗夫·拉徹查尔穆罕默德·导乌斯穆罕默德·乌马尔穆罕默德·艾尔哈兹米叶海亚·艾尔哈米德
申请(专利权)人:沙特基础工业公司
类型:发明
国别省市:沙特阿拉伯;SA

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1