铬催化从烃生产醇制造技术

公开了将烃反应物转化为醇化合物和/或羰基化合物的工艺，这些工艺包括以下步骤：用UV

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铬催化从烃生产醇
[0001]相关申请的引用
[0002]本申请于2020年9月14日提交，并要求于2019年9月16日提交的美国临时专利申请第62/900,687号的优先权的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
专利

[0003]本公开总体上涉及用于将烃转化为醇和/或羰基化合物的方法，更具体地，涉及用负载型铬催化剂执行此类方法。
[0004]专利技术背景
[0005]醇化合物可以通过各种合成技术从烷烃制备，但此类技术常常需要卤素或苛刻的反应条件。因此需要替代的反应方案。因此，本专利技术总体上针对这些目的。

技术实现思路

[0006]提供了本
技术实现思路
以用简化形式介绍下面在具体实施方式中进一步描述的挑选出来的概念。本
技术实现思路
并非意图确定要求保护的主题的必需或基本特征。本
技术实现思路
也不意图用于限制要求保护的主题的范围。
[0007]本专利技术的方面涉及将烃反应物转化为醇化合物和/或羰基化合物的工艺，并且此类工艺可包括：(i)用UV
‑
可见光谱中的波长的光束照射烃反应物和包含六价氧化态的铬的负载型铬催化剂以还原负载型铬催化剂的至少一部分，以形成还原的铬催化剂，以及(ii)水解还原的铬催化剂以形成包含醇化合物和/或羰基化合物的反应产物。任选地，这些工艺可以进一步包括(iii)煅烧还原的铬催化剂的全部或部分以再生负载型铬催化剂的步骤。
[0008]在步骤(i)中，还原的铬催化剂上的至少一部分铬可具有至少一个与烃氧基(
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O
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烃基)的键合位点，其在步骤(ii)中的水解后可以使烃化合物的醇化合物和/或羰基化合物类似物释放出来。例如，如果烃是环己烷(或甲烷)，那么醇化合物可以是环己醇(或甲醇)。
[0009]前述
技术实现思路
和以下具体实施方式均提供实例并且仅是说明性的。因此，前述
技术实现思路
和以下具体实施方式不应被认为是限制性的。进一步地，除了本文中阐述的特征或变化之外，还可以提供其它特征或变化。例如，某些方面可涉及具体实施方式中描述的各种特征组合和子组合。
[0010]定义
[0011]为了更清楚地定义本文所用的术语，提供以下定义。除非另有说明，否则以下定义适用于本公开。如果一个术语在本公开中使用但在本文中没有具体定义，则可以应用IUPAC Compendium of Chemical Terminology，第2版(1997)中的定义，只要所述定义不与本文应用的任何其它公开或定义冲突，或使应用该定义的任何权利要求不明确或无效即可。如果以引用的方式并入本文的任何文件提供的任何定义或用法与本文提供的定义或用法相冲突，则以本文提供的定义或用法为准。
[0012]在本文中，主题的特征被描述为使得在特定方面内可以设想不同特征的组合。对于本文公开的每个方面和每个特征，在明确描述或未明确描述特定组合的情况下考虑了不
会不利地影响本文所述的催化剂、组合物、工艺或方法的所有组合。此外，除非另有明确说明，否则本文公开的任何方面或特征可以组合以描述与本公开一致的本专利技术的催化剂、组合物、工艺或方法。
[0013]一般地，元素族使用Chemical and Engineering News，63(5)，27，1985中公布的元素周期表版本中指示的编号方案指示。在一些情况下，一族的元素可使用分配给该族的通用名称来指示；例如，碱金属用第1族元素指示，碱土金属用第2族元素指示，过渡金属用第3
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12族元素指示，以及卤素或卤化物用第17族元素指示。
[0014]无论何时在本说明书和权利要求中使用，术语“烃”均是指仅包含碳和氢的化合物，无论是饱和的还是不饱和的。其它标识符可用于指示烃中特定基团的存在(例如，卤代烃指示存在一个或多个置换烃中的等量氢原子的卤素原子)。烃的非限制性实例包括烷烃(线性的、具支链的和环状的)、烯属烃(烯烃)和芳族化合物以及其它化合物。在本文中，环状的化合物和芳族化合物包括稠环化合物，如双环化合物和多环化合物。
[0015]对于本文公开的任何特定化合物或基团，除非另有说明，否则所呈现的任何名称或结构(一般或具体)旨在涵盖所有可由特定的一组取代基产生的构象异构体、位置异构体、立体异构体及其混合物。除非另有指明，否则名称或结构(一般或具体)还涵盖本领域技术人员将认识到的所有对映异构体、非对映异构体和其它处于对映异构形式或外消旋形式的光学异构体(如果有的话)，以及立体异构体的混合物。例如，对戊烷的一般提及包括正戊烷、2
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甲基
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丁烷和2，2
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二甲基丙烷；并且对丁基的一般提及包括正丁基、仲丁基、异丁基和叔丁基。
[0016]除非另有说明，否则术语“(经)取代(的)”在被用于描述基团时，例如当提及特定基团的经取代的类似物时，旨在描述在形式上替代该基团中的氢的任何非氢部分，并且旨在是非限制性的。此外，除非另有说明，否则一个或多个基团在本文中也可称为“未经取代的”或等价术语如“未被取代的”，其是指其中非氢部分不置换该基团内的氢的原始基团。此外，除非另有说明，否则“(经)取代(的)”旨在是非限制性的并且包括如本领域普通技术人员所理解的无机取代基或有机取代基。
[0017]除非另有说明，否则术语“接触”和“组合”在本文中用于描述这样的催化剂、组合物、工艺和方法，其中材料或组分以任何顺序、以任何方式和任何时间长度接触或组合在一起。例如，材料或组分可以以某种其它方式或通过任何合适的方法或技术共混、混合、浆化、溶解、反应、处理、浸渍、复合或以其它方式接触或组合。
[0018]如本文所用的“BET表面积”是指如根据ASTM D1993
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91由氮吸附Brunauer，Emmett，and Teller(BET)方法测定，并且如在例如Brunauer，S.，Emmett，P.H.，和Teller，E.，“Adsorption of gases in multimolecular layers，”J.Am.Chem.Soc.，60，3，第309
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319页(其内容通过引用明确并入本文)中所描述的表面积。
[0019]在本公开中，虽然催化剂、组合物、工艺和方法以“包含”各种组分或步骤的形式描述，但除非另外说明，否则催化剂、组合物、工艺和方法也可“基本上由各种组分或步骤组成”或“由各种组分或步骤组成”。
[0020]术语“一(a/an)”、“该/所述(the)”意图包括多个替代物，例如至少一个(种)。例如，除非另有说明，否则“烃反应物”、“固体氧化物”等的公开内容意在涵盖一种烃反应物、固体氧化物等，或多于一种烃反应物、固体氧化物等的混合物或组合。
[0021]本专利技术公开了几种类型的范围。当公开或要求保护任何类型的范围时，意图是单独公开或要求保护此类范围可合理涵盖的每个可能的数字，包括所述范围的端点以及其中涵盖的任何子范围和子范围的组合。例如，当公开或要求保护具有一定数量碳原子的化学化合物时，其意图是单独公开或要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于将烃反应物转化为醇化合物和/或羰基化合物的工艺，所述工艺包括：(i)用UV
‑
可见光谱中的波长的光束照射所述烃反应物和包含六价氧化态的铬的负载型铬催化剂以还原所述负载型铬催化剂的至少一部分，以形成还原的铬催化剂；以及(ii)水解所述还原的铬催化剂以形成包含所述醇化合物和/或所述羰基化合物的反应产物。2.如权利要求1所述的工艺，其中所述烃反应物包含C1至C
36
线性的、具支链的或环状的烷烃化合物。3.如权利要求1所述的工艺，其中所述烃反应物包含C2至C
36
烯烃化合物、C6至C
36
芳族化合物或其任何组合。4.如权利要求1所述的工艺，其中所述烃反应物包含甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷、十七烷、十八烷、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、均三甲苯或其任何组合。5.如权利要求1所述的工艺，其中所述烃反应物包含甲烷，并且所述醇化合物包含甲醇。6.如前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述负载型铬催化剂和所述还原的铬催化剂含有以所述负载型铬催化剂或所述还原的铬催化剂的重量计约0.01至约50重量％的铬。7.如前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述还原的铬催化剂含有以所述还原的铬催化剂的重量计约0.01至约50重量％的平均氧化态为+5或更低的铬。8.如前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述还原的铬催化剂含有平均化合价小于或等于约5.25的铬。9.如前述权利要求中任一项所述的工艺，其中：所述负载型铬催化剂含有以铬的总量计至少约80重量％的铬(VI)；并且所述还原的铬催化剂含有以铬的总量计小于或等于约50重量％的铬(VI)。10.如前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述负载型铬催化剂的至少约40重量％被转化为所述还原的铬催化剂。11.如权利要求1
‑
10中任一项所述的工艺，其中所述负载型铬催化剂和所述还原的铬催化剂包含固体氧化物。12.如权利要求1
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10中任一项所述的工艺，其中所述负载型铬催化剂和所述还原的铬催化剂包含经化学处理的固体氧化物。13.如权利要求1
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10中任一项所述的工艺，其中所述负载型铬催化剂和所述还原的铬催化剂包含铬/二氧化硅、铬/二氧化硅
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二氧化钛、铬/二氧化硅
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二氧化钛
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氧化镁、铬/二氧化硅
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氧化铝、铬/二氧化硅包覆的氧化铝、铬/磷酸铝、铬/氧化铝、铬/氧化铝硼酸盐或其任何组合。14.如权利要求1
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10中任一项所述的工艺，其中所述负载型铬催化剂和所述还原的铬催化剂包含铬/二氧化硅
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二氧化钛，并且所述负载型铬催化剂和所述还原的铬催化剂含有以所述负载型铬催化剂或所述还原的铬催化剂的重量计约0.5至约15重量％的钛。15.如权利要求1
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10中任一项所述的工艺，其中所述负载型铬催化剂和所述还原的铬催化剂包含铬/硫酸化的氧化铝、铬/氟化的氧化铝、铬/氟化的二氧化硅
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氧化铝、铬/氟化
的二氧化硅包覆的氧化铝或其任何组合。16.如权利要求1
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10中任一项所述的工艺，其中所述负载型铬催化剂和所述还原的铬催化剂包含沸石。17.如权利要求1
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10中任一项所述的工艺，其中所述负载型铬催化剂和所述还原的铬催化剂包含沸石和以所述负载型铬催化剂或所述还原的铬催化剂的重量计约3重量％至约35重量％的粘合剂。18.如前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述负载型铬催化剂和所述还原的铬催化剂具有：约0.1至约5mL/g的孔隙体积；和约50至约2000m2/g的BET表面积。19.如前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述波长包括在约200nm至约750nm范围内的单一波长或波长范围。20.如前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述波长包括低于约500nm的单一波长或波长范围。21.如前述权利要求中任一项所述的工艺，其中：所述光束具有至少约500流明的强度；所述光束具有至少约50瓦的功率；用至少约2000勒克斯的照度照射所述烃反应物和所述负载型铬催化剂；或这些的任何组合。22.如前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述照射步骤在约0℃至约100℃的温度下进行。23.如前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述照射步骤被执行约15秒至约48小时的暴露时间。24.如权利要求1
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23中任一项所述的工艺，其中所述烃反应物在所述照射步骤期间处于气相。25.如权利要求1
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：切弗朗菲利浦化学公司，
类型：发明
国别省市：