催化剂再活化方法技术

公开了使用和再生用于由乙烷生产乙酸的催化剂的系统和方法。使包含乙烷和包括氧气的氧化剂的进料料流流向反应器，在该反应器中设置有包含MoVNbPd氧化物的催化剂。乙烷和氧化剂在催化剂存在下在足以产生乙酸的反应条件下反应。当催化剂催化乙烷和氧化剂之间反应的能力降低预定百分比时，停止进料料流向反应器的流动。使再生气体料流流经反应器，以在操作条件下使再生气体料流与催化剂接触，以增加催化剂催化乙烷和氧化剂之间反应的能力。化剂催化乙烷和氧化剂之间反应的能力。化剂催化乙烷和氧化剂之间反应的能力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】催化剂再活化方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年3月26日递交的美国临时专利申请No.62/823,930的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术总体上涉及使用和再生用于生产乙酸的催化剂的方法。更具体地，本专利技术涉及使用和再生适于催化乙烷氧化以生产乙酸的催化剂的方法。

技术介绍

[0004]乙酸是一种化学试剂，用于生产塑料瓶、照相胶片、聚乙酸乙烯酯(用于木材胶)以及合成纤维和织物。乙酸还常用作清洁剂、食品的酸度调节剂和调味品。
[0005]在化学工业中有多种生产乙酸的方法。其中一种方法是乙烷的氧化。在该工艺中，乙烷和氧化剂在催化剂存在下在升高的温度和压力下反应生成乙酸。然而，催化剂的性能在该工艺中随着时间的推移逐渐下降，导致各种问题，包括二氧化碳和水的形成增加、催化剂温度升高和乙酸生产率降低。
[0006]二氧化碳和水形成的增加可导致用于纯化乙酸的二氧化碳去除单元和水去除单元的能量消耗增加。催化剂操作温度的逐渐增加可以使催化剂达到一个温度，在该温度下，乙酸的生产速率明显低于使用新鲜催化剂时的速率。此外，增加的工作温度可导致更高的安全风险。当这种情况发生时，需要更换催化剂，这增加了乙酸的生产成本。
[0007]总体而言，尽管存在生产乙酸的方法，但至少鉴于常规方法的上述缺点，本领域仍然需要改进。

技术实现思路

[0008]已经发现了与使用乙烷和氧化剂生产乙酸的方法相关的至少一些上述问题的解决方案。解决方案在于一种使用和再生用于生产乙酸的催化剂的方法。通常在连续运行3至6个月或长达24个月后，当催化剂催化乙烷和氧化剂之间反应的能力降低到预定值或低于预定值时，该方法涉及使含氧再生气体料流在一定温度下流经催化剂以增加催化剂催化乙烷和氧化剂之间反应的能力。然后将再生的催化剂用于生产更多的乙酸，例如另外3至6个月，之后再次进行催化剂的再生。应该注意的是，再生之间的时间段可以不同。因此，虽然催化剂通常可以每3至6个月再生一次，但有些催化剂可能每年只需要再生一次。以这种方式再生催化剂至少有利于延长该工艺的催化剂寿命，从而降低乙酸的生产成本。值得注意的是，该方法能够将部分失活的催化剂再活化至新鲜催化剂的活性和选择性的高于至少70％，从而与常规方法相比，在乙酸生产过程中形成更少的二氧化碳和水。此外，催化剂的再生可以防止催化剂工作温度的逐渐升高，从而改善催化剂寿命并改善生产系统的安全水平。因此，本专利技术的方法提供了一种技术方案，以解决与用于由乙烷生产乙酸的当前可用方法有关的至少一些问题。
[0009]本专利技术的实施方案包括使用和再生用于由乙烷生产乙酸的催化剂的方法。该方法包括使(1)包含乙烷的进料气体和(2)包含氧气的氧化剂流入反应器，在该反应器中设置有包含MoVNbPd氧化物的催化剂。该方法还包括在反应器中在催化剂存在下使乙烷与氧化剂反应以产生乙酸。该方法还包括当催化剂催化乙烷和氧化剂之间反应的能力降低30％或更多时，停止进料气体和氧化剂向反应器的流动。该方法进一步还包括使包含2至21mol％氧气的再生气体料流在200至375℃的温度和1000至10,000h
‑1的气时空速(GHSV)条件下流经反应器以使再生气体料流与催化剂接触，从而提高催化剂催化乙烷和氧化剂之间反应的能力。
[0010]本专利技术的实施方案包括使用和再生用于由乙烷生产乙酸的催化剂的方法。该方法包括使(1)包含乙烷的进料气体和(2)包含氧气的氧化剂流入反应器，在该反应器中设置有包含MoVNbPd氧化物的催化剂。该方法还包括在反应器中在催化剂存在下使乙烷与氧化剂反应以产生乙酸。该方法还包括当催化剂催化乙烷和氧化剂之间反应的能力降低30％或更多时，停止进料气体和氧化剂向反应器的流动。该方法还包括用惰性气体冲洗通向反应器的进料管线和反应器。该方法进一步还包括使包含2至21mol％氧气的再生气体料流在200至375℃的温度和1000至10,000h
‑1的GHSV条件下流经反应器以使再生气体料流与催化剂接触，从而提高催化剂催化乙烷和氧化剂之间反应的能力。该方法进一步包括通过去除包括二氧化碳和/或水的副产物来纯化在反应步骤中产生的乙酸。
[0011]以下包括在整个说明书中使用的各种术语和短语的定义。
[0012]术语“约”或“近似”被定义为接近于，如本领域普通技术人员所理解的。在一个非限制性实施方案中，这些术语被定义为在10％以内，优选在5％以内，更优选在1％以内，最优选在0.5％以内。
[0013]术语“重量％”、“体积％”或“摩尔％”分别是指基于包括组分的材料的总重量、总体积或总摩尔数计的组分的重量、体积或摩尔百分比。在非限制性实施例中，在100mol材料中的10mol组分为10mol％的组分。
[0014]术语“基本上”及其变体被定义为包括10％以内，5％以内，1％以内或0.5％以内的范围。
[0015]当用在权利要求和/或说明书中时，术语“抑制”或“减少”或“防止”或“避免”，或这些术语的任何变体包括任何可测量的减少量或完全抑制以实现所需的结果。
[0016]如在说明书和/或权利要求书中使用的术语“有效”是指足以实现期望的、预期的或打算的结果。
[0017]说明书和/或权利要求书中使用的术语“部分失活的催化剂”或“失活的催化剂”是指催化活性低于相同催化剂组成的新鲜催化剂的催化活性的70％的催化剂。
[0018]当在权利要求或说明书中与术语“包含”、“包括”、“含有”或“具有”一起使用时，词语“一(a)”或“一(an)”的使用可表示“一个(one)”，但其也具有“一个或多个”、“至少一个”和“一个或多于一个”的含义。
[0019]词语“包含(comprising)”(以及包含的任何形式，例如“包含(comprise)”和“包含(comprises)”)、“具有(having)”(以及具有的任何形式，例如“具有(have)”和“具有(has)”)、“包括(including)”(以及包括的任何形式，例如“包括(include)”和“包括(includes)”)或“含有(containing)”(以及含有的任何形式，例如“含有(contain)”和“含
有(contains)”)是包含的或开放的且不排除额外的、未列举的元素或方法步骤。
[0020]本专利技术的方法可以“包含”在整个说明书中公开的特定成分、组分、组合物等，“基本上由其组成”或“由其组成”。
[0021]术语“主要”，如在说明书和/或权利要求中使用的该术语，表示大于50重量％、50摩尔％和50体积％中的任一个。例如，“主要”可以包括50.1重量％至100重量％和其间的所有值和范围、50.1摩尔％至100摩尔％和其间的所有值和范围、或50.1体积％至100体积％和其间的所有值和范围。
[0022]本专利技术的其它目的、特征和优点将从以下附图、详细描述和实施例中变得显而易见。然而，应当理解，在指示本专利技术的具体实施方案的同时，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】1.一种使用和再生用于由乙烷生产乙酸的催化剂的方法，所述方法包括：使(1)包含乙烷的进料气体和(2)包含氧气的氧化剂流入反应器，在所述反应器中设置有包含MoVNbPd氧化物的催化剂；在反应器中在催化剂存在下使乙烷与氧化剂反应以产生乙酸；当催化剂催化乙烷和氧化剂之间反应的能力降低30％或更多时，停止进料气体和氧化剂向反应器的流动；和使包含2至21mol％氧气的再生气体料流在200至375℃的温度和1000至10,000h
‑1的GHSV条件下流经反应器以使再生气体料流与催化剂接触，从而提高催化剂催化乙烷和氧化剂之间反应的能力。2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述反应器运行至少3个月后使所述再生气体料流流经反应器。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在使所述再生气体料流流动之前用惰性气体冲洗通向反应器的进料管线和反应器。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述惰性气体选自由氮气、氩气、CO2及它们的组合组成的组。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其中所述再生气体料流流经反应器至少3至24小时。6.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其中将所述反应器保持在防止形成液态水的温度。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯里坎特，
申请(专利权)人：沙特基础全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：