化学转化方法技术

一种使原料变成产品的催化转化方法包括：（ａ）使该原料与一种固体组合物相接触以在该固体组合物中生成碳质沉积物，该固体组合物含有一种有效量的在使该原料有效转化成产品的条件下能促进所说的化学转化的小孔径结晶微孔立体固体催化剂；（ｂ）在从该固体组合物中只有效除去一部分碳质沉积物的条件下，使含有碳质沉积物的固体组合物与再生介质相接触；（ｃ）用至少一部分预先经过了步骤（ｂ）的固体组合物重复步骤（ａ）。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用催化剂的。更具体地说，本专利技术涉及用产生显著效果的某些确定的催化剂的一种。用固体催化剂的化学转化通常是用一种含催化剂颗粒的固定沸腾床，移动床或流化床进行的。也可用催化剂/液体悬浮物反应体系。含一种或多种晶状微孔立体固体物质或CMSMS的催化剂，即具有选定大小，形状和/或过渡态的能促进分子化学反应的催化剂包括天然存在的无机分子筛和合成的分子筛(统称为“分子筛”)和层状粘土。含催化剂的颗粒通常包含一种或多种基料，如粘结料和填料，以使该颗粒具有理想的性能。这些基料往往能促进不希望有的化学反应或对催化剂的催化性能具有不利影响。当与具有筛分性能的相对高选择性催化剂一起使用时，这些基料特别麻烦。用众所周知的工业方法，很容易用煤和其它原料生产甲醇。例如，燃烧含碳物料(包括煤或任何有机物，如碳氢化合物，碳水化合物或类似物)可制得合成气。用众所周知的多相催化反应可将该合成气制成甲醇。ClarenceD.Chang的“由甲醇制烃”一书(由MarcelDekker，Inc.N.Y.(1983)出版)介绍了由甲醇制烃方法的综述和摘要。在该书的21-26页中，Chang对分子筛存在的情况下，由甲醇变成烯烃的转化进行了讨论。Chang所给出的用于甲醇转化成烯烃的合适分子筛的例子为菱沸石、毛沸石和合成沸石ZK-5。其孔道大小是由一种理想模型计算的。美国专利4238631、4328384和4423274公开了在有流动催化剂颗粒(含有一种入口孔径至少为5 的沸石)存在的情况下，由甲醇变成富含烯烃或汽油沸程烃的转化方法。根据处于小孔径林德A(LindeA)和大孔径林德X之间的中间有效孔径的大小来鉴别这些沸石，即，该结构的窗孔是氧原子连接的硅原子的10元环所具有的大小。这些沸石包括ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-23、ZSM-35、ZSM-38及ZSM-48。保持催化剂中的焦炭含量高达5-20%(重量)，可利用这些专利中公开的这种中间孔径沸石有效地生产烯烃。美国专利4079095公开了用ZSM-34，由甲醇生产轻质烯烃的方法，ZSM-34是一种沸石，其孔径稍小于上述其它专利中所述的沸石。但是，当用这种小孔径ZSM-34沸石时，发现了为保持焦炭高含量没有烯烃的选择性优点。能用于加速甲醇转变成烯烃的CMSM是美国专利4440871公开的非沸石分子筛或NZMS，如铝磷酸盐或ALPO，特别是硅铝磷酸盐或SAPO。1985年2月12日批准的美国专利4499327公开了在有效的操作条件下，用SAPO使甲醇变成轻质烯烃的催化转化方法，该美国专利已被全文列入参考文献中。现已发现将一种原料变成一种产品的一种催化转化方法，概括地说，该方法包括(a)在使原料有效转化成产品的条件下，使该原料与一种固体组合物相接触，以便在固体组合物上生成碳质沉积物，该固体组合物含有能加速所要化学转化的有效量的晶状微孔立体固体催化剂，一种CMSC，它具有小的孔径(即一种小孔径CMSC);(b)在能有效去除一部分沉积物的条件下，使含沉积物的固体组合物与再生介质相接触;(c)用至少一部分预先经过了步骤(b)的固体组合物来重复步骤(a)。若原料的每个分子含有1-10(左右)，较特别地为1-4(左右)个碳原子，更特别地说为甲醇，所要产品的每个分子含有2-10(左右)个碳原子，较特别地为选自乙烯、丙烯、丁烯及其混合物的烯烃时，本方法特别有用。本专利技术的催化转化方法具有很多优点。例如，步骤(b)中生成的部分再生的固体组合物与含更少的碳质沉积物的固体组合物(如，该固体组合物经再生介质作用后得到的实质上不含碳质沉积物的固体组合物)相比，具有改进的催化性能，如，对所要的一种产品或多种产品具有高选择性。特别令人惊奇的是先前的研究工作(如上所述)至少暗示了含小孔径分子筛的催化剂是不利的(由于其最初存在碳质沉积物)。尽管如此，已发现采用这类相对小孔径CMSC有很多好处，它能提高总生产效率，如降低原料和操作成本，增加所要的一种或多种产品的产量。用这类小孔径CMSC能控制催化活性，以得到明显改进效果。本方法步骤(a)导致了固体组合物如固体颗粒上碳质沉积物的生成。这种碳质沉积物类似焦碳(通常称为焦碳)，往往含有数量明显减少的氢(相对于原料来说)。这些沉积物可使CMSC至少失去一部分需要的(至少一种)性能，如催化活性。在步骤(b)中，使该催化剂与再生介质相接触，以从固体组合物或颗粒中仅除去一部分碳质沉积物。例如，在一种含氧气氛中，通过氧化，除去一部分碳质沉积物。控制步骤(b)，以从固体组合物或固体颗粒中只除去一部分碳质沉积物。最好控制步骤(b)，以便从该固体组合物中除去的碳质沉积物约少于90%，约少于70%更好，约少于60%最好。最好将步骤(a)中得到的含碳质沉积物的固体组合物与步骤(b)中的再生介质相接触，以从该固体组合物的各种组分，如催化剂和基料中除去的碳质沉积物的相对量大致相同。本专利技术对操作的特定原理或机制没有限定，步骤(b)留下的固体组合物上的碳质沉积物会降低基料的催化活性，该基料对所要的产品往往是无选择性的。在一种实施方案中，最好降低步骤(b)中碳质沉积物的去除率(相对于从固体组合物中除去所有含碳物的去除率而言)。降低去除率可改进碳质沉积物的去除均匀度。为降低去除率，一种方法是在任一时刻都减少所用再生介质的量，例如，若氧是再生介质，在所有其它条件，如步骤(b)的条件均相同的情况下，最好在步骤(b)中降低与固体组合物相接触的氧的平均分压(相对于从固体组合物中除去所有碳质沉积物所需的氧平均分压而言)。更好地，在相同条件如时间、温度、压力等下，步骤(b)中的氧平均分压约小于从等量的固体组合物(具有相同的化学和结构组成)中完全去除碳质沉积物所需的氧平均分压的90%，约小于其70%更好，约小于其60%最好。虽然步骤(b)仅从固体组合物中除去一部分碳质沉积物，但由于这部分碳质沉积物的去除，使步骤(b)以后的固体组合物的催化活性至少足以保持在原有水平，更好地有所提高。在一种实施方案中，经步骤(b)后，最好该固体组合物所含的碳质沉积物约为2～30%(重量)，约3-25%更好，约4-20%最好。如上所述，目前所用的CMSC具有相对小的孔径。现用的小孔径CMSC被限定为至少一部分，最好大部分孔径具有平均有效直径的特征，这样其吸附能力(用所给定的被吸附物分子，按标准的MCBain-Bakr重量吸附方法测定)可表示氧的吸附(平均动态直径约为0.346nm)和少量异丁烷的吸附(平均动态直径约为0.5nm)。用氙的吸附(平均动态直径约为0.4nm)和少量异丁烷的吸附表征平均有效直径更好，最好用正己烷的吸附(平均动态直径约为0.43nm)和少量异丁烷的吸附表征平均有效直径。一种给定的被吸附物的少量吸附是指按CMSC的重量计，吸附量少于CMSC重量的3%，而被吸附物的吸附量大于被吸附物重量基于CMSC重量的3%。本专利技术所用的某些CMSC，其孔隙的平均有效直径小于5 。现用催化剂孔隙的平均有效直径是用Donald W.Breck所著的“沸石分子筛”一书(于1974年由John Wiley & Sons，New York出版)所述的测量方法测定的。该小孔径CMSC最好具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使原料变成产品的催化转化方法，包括：（ａ）使该原料与一种固体组合物相接触以在该固体组合物中生成碳质沉积物，该固体组合物含有一种有效量的、在使该原料有效转化成产品的条件下能促进所说的化学转化的小孔径结晶微孔立体固体催化剂；（ｂ）在 从该固体组合物中只有效除去一部分碳质沉积物的条件下，使含有碳质沉积物的固体组合物与再生介质相接触，该部分再生的固体组合物对该产品的选择性要比含更少量碳质沉积物的固体组合物为好；（ｃ）用至少一部分予先经过了步骤（ｂ）的该固体组合物重复步骤 （ａ）。

【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：杰弗里迈克尔奥文路易斯，乔鲍勃普赖斯，
申请(专利权)人：联合碳化公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]