【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于含烯烃的烃料流的完全氢化的催化剂。该催化剂包含载体材料和作为唯一催化活性金属的铂。本专利技术的另一主题是在至少一个反应器中在加入氢气和使用本专利技术的催化剂的情况下使含烯烃的烃料流完全氢化的方法。
技术介绍
1、如已知，在氢化中，具有至少一个双键的分子，例如烯烃，通过氢气加成发生反应以提供少至少一个双键的分子。相应的方法在石油化学工业中多年来为人所知。含钯的多相催化剂通常用于这一用途，其可以实现相当好的氢化结果。钯(pd)在此通常是催化实际氢化反应的活性金属。
2、近年来，钯的价格持续上升。这种持续上升导致用于氢化的含钯催化剂的价格也持续上升。这些催化剂因此从经济角度看变得越来越缺乏吸引力。作为钯的替代物，各种具有氢化活性的金属是已知的，例如镍。此处的问题在于镍催化剂在烯烃氢化中只能相当困难地处理。
技术实现思路
1、因此，本专利技术的目的是提供没有已知问题的用于含烯烃的烃料流的完全氢化的催化剂。该催化剂应该具有经济利益，但同时具有高的质量比活性。
2、令人惊讶的是，已经发现，通过使用铂作为唯一具有氢化活性的金属，可以显著提高质量比活性。这使得在烯烃的氢化中能够使用更具成本效益的催化剂。
3、本专利技术的主题因此是用于含烯烃的烃料流的完全氢化的多相催化剂，
4、其中所述催化剂包含选自氧化铝、二氧化硅如硅石或硅胶、硅藻土、铝硅酸盐包括沸石、二氧化钛、活性炭及其混合物的载体材料，和
5、基于催化剂总重量计0.
6、其中所述催化活性金属是铂。
7、本专利技术因此涉及包含仅一种唯一催化活性金属，在这种情况下为铂的催化剂。铂因此是本专利技术的催化剂中唯一具有氢化活性的金属。因此，该催化剂不是双金属的催化剂，而是单金属的催化剂。特别地，本专利技术的催化剂因此不含钯或其它金属，如锡、铅和镍。“不含”在本文中是指这些金属不包含在该催化剂中。
8、如果催化剂以粒料形式存在，粒料的颗粒尺寸(最长边的长度)优选在0.5至5mm的范围内，优选在1至4mm的范围内。如果催化剂以挤出物的形式存在，挤出物的颗粒的尺寸(最长边的长度)优选在0.5至2.5mm的范围内，优选在1至2mm的范围内。粒度可以使用已知方法测定。颗粒也可以具有球形，即球体形状。在这种情况下，直径优选为0.5至5mm，更优选2至4mm。
9、作为具有氢化活性的金属的铂在本专利技术的催化剂的催化剂颗粒中优选存在于外部边缘区域中，其中该边缘区域厚度小于500μm，优选小于250μm。该金属在外部边缘区域中的沉积可以通过热方式或通过化学沉淀到载体材料上来进行。所述边缘区域可以通过切开的催化剂颗粒的显微图像分析来测定。在此，可以使用集成到显微镜中的软件来测量边缘区域的厚度。
10、对于应当使少量(例如<3重量％)的二烯或含乙炔组分氢化产生烯烃的催化剂，优选使用具有高bet表面积的载体，即优选具有>100m2/g的bet表面积的载体，更优选具有>150m2/g的bet表面积的载体，以实现贵金属组分的尽可能高分散。在二烯或含乙炔组分的较高浓度下，优选使用具有小bet表面积的载体，即优选具有<100m2/g的bet表面积的载体。当bet表面积低时，载体材料通常具有低酸度，以使得在载体上形成聚合物的倾向降低。
11、本专利技术的另一主题是使含烯烃的烃料流完全氢化的方法，其中所述方法在反应器中在加入氢气的情况下进行，其特征在于在所述方法中使用多相催化剂，所述多相催化剂包含选自氧化铝、二氧化硅如硅石或硅胶、硅藻土、铝硅酸盐包括沸石、二氧化钛、活性炭或其混合物的载体材料和在每种情况下基于催化剂的总重量计0.05重量％至1重量％，优选0.1重量％至0.3重量％的量的作为催化活性金属的铂。
12、对本专利技术而言，完全氢化是指其中所有单不饱和或多不饱和化合物(烯烃、二烯、乙炔等)氢化产生饱和化合物，即相应烷烃的方法。与其相反，选择性氢化是指个别分子或一组分子的氢化，同时获得具有双键的其它分子或几组分子。存在的烯烃中仅一部分的选择性氢化不是本专利技术的主题。完全氢化的目的是将所用含烯烃的烃料流中的尽可能所有具有双键的分子氢化，该氢化因此定量进行。由于技术原因，完全氢化几乎无法实现或只能非常费力地实现。根据本专利技术，术语含烯烃的烃料流的完全氢化因此是指其中含烯烃的烃料流中的所有烯烃的至少99％，优选所有烯烃的大于99.5％发生氢化的方法。
13、根据一个优选实施方案，该方法是含烯烃的烃料流的氢化，所述烃料流包含直链或支化丁烯(c4料流)、包含直链或支化二丁烯(c8料流)、包含直链或支化三丁烯(c12料流)或包含直链或支化四丁烯(c16料流)。对于这些分子的氢化，通常不使用纯料流，而是工业可得的混合物(例如裂化c4料流、萃余液等，以及来自低聚方法的混合物)，其中除了待氢化的物质外还存在另外的烃。
14、在根据本专利技术的完全氢化中，可以以化学计算量或略微过量加入氢气。在根据本专利技术的完全氢化中，氢气优选以1.0至1.5摩尔氢气/摩尔烯烃的量，更优选以1.0至1.3摩尔氢气/摩尔烯烃的量计量加入。理想地，氢气以1.0至1.1摩尔氢气/摩尔烯烃的量加入。通过最多略微过量的氢气，应当防止由于过分供大于求而发生副反应和/或其它烃的反应。
15、完全氢化可以在宽温度范围内进行，并且取决于例如分子的长度。本专利技术的氢化优选在20至300℃之间，更优选25至250℃之间，特别优选30至200℃之间的温度下进行。
16、在完全氢化中，优选至少存在轻微超压，以促进氢气在液相中的溶解度。如果氢气在液相中的溶解度低，(非常)高的压力也可能是有用的。根据本专利技术的完全氢化可以在气相、液相或混合相中进行。混合相在本情况中是指氢气并非完全溶解，而是除了液相外还存在气相。在本专利技术的一个优选实施方案中，所选反应器直径应当使得流量足够低，以使得液体不会将气体推到其前面，而是气体和液体在横截面上一起存在。液体的弗劳德数在此应当小于0.3。
17、本方法的氢化可以在各种合适的反应器中进行，例如在滴流床反应器中、在具有下游精制反应器(finisherreaktor)的环流反应器中或在脉冲流反应器中进行。相应的反应器是本领域技术人员已知的。在本专利技术的一个优选实施方案中，氢化在至少两个反应器中进行，更优选在至少一个环流反应器和至少一个直通运行的反应器中进行。在此优选地，环流反应器是第一反应器，且直通运行的反应器是第二反应器。
18、氢化是一种放热反应，其中放出热量。通过简单冷却破坏这种热能。因此根据本专利技术优选的是将反应热用于该方法内的热集成。在本专利技术的一个优选实施方案中，通过将循环冷却器的温度设定为高于100℃，优选高于140℃，更优选高于160℃以生成可用于热集成的热水或合适压力水平的加热蒸汽，利用氢化反应热来预热所用的反应物料流。
19、通过完全氢化获得的反应混合物随后可以通过热分离，特别是本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于含烯烃的烃料流的完全氢化的多相催化剂，
2.根据权利要求1的多相催化剂，其中所述催化剂包含基于催化剂总重量计0.1重量％至0.3重量％的量的铂。
3.根据权利要求1或2的多相催化剂，其中所述载体材料选自二氧化硅、氧化铝、二氧化钛及其混合物。
4.根据权利要求1至3任一项的多相催化剂，其中铂在所述催化剂颗粒中存在于外部边缘区域中，所述边缘区域的厚度小于500μm，优选小于250μm。
5.使含烯烃的烃料流完全氢化的方法，其中所述含烯烃的烃料流中的所有烯烃的至少99％发生氢化，其中所述方法在反应器中在加入氢气的情况下进行，其特征在于所述方法使用根据权利要求1至4任一项的多相催化剂。
6.根据权利要求5的方法，其中所述氢化在滴流床反应器中、在具有下游精制反应器的环流反应器中或在脉冲流反应器中进行。
7.根据权利要求5或6的方法，其中通过将循环冷却器的温度设定为高于100℃，优选高于140℃，更优选高于160℃以生成可用于热集成的热水或合适压力水平的加热蒸汽，利用氢化反应热来预热反应物。
8.根据
9.根据权利要求5至8任一项的方法，其中在完全氢化中，氢气优选以1.0至1.3摩尔氢气/摩尔烯烃的量计量加入。
10.根据权利要求5至8任一项的方法，其中在完全氢化中，氢气优选以1.0至1.1摩尔氢气/摩尔烯烃的量计量加入。
11.根据权利要求5至10任一项的方法，其中所述含烯烃的烃料流是包含直链或支化丁烯(C4料流)、包含直链或支化二丁烯(C8料流)、包含直链或支化三丁烯(C12料流)或包含直链或支化四丁烯(C16料流)的含烯烃的烃料流。
12.根据权利要求5至11任一项的方法，其中所述完全氢化在20至300℃之间的温度下进行。
13.根据权利要求5至12任一项的方法，其中在完全氢化中，所述含烯烃的烃料流中的所有烯烃的多于99.5％发生氢化。
...【技术特征摘要】
1.用于含烯烃的烃料流的完全氢化的多相催化剂，
2.根据权利要求1的多相催化剂，其中所述催化剂包含基于催化剂总重量计0.1重量％至0.3重量％的量的铂。
3.根据权利要求1或2的多相催化剂，其中所述载体材料选自二氧化硅、氧化铝、二氧化钛及其混合物。
4.根据权利要求1至3任一项的多相催化剂，其中铂在所述催化剂颗粒中存在于外部边缘区域中，所述边缘区域的厚度小于500μm，优选小于250μm。
5.使含烯烃的烃料流完全氢化的方法，其中所述含烯烃的烃料流中的所有烯烃的至少99％发生氢化，其中所述方法在反应器中在加入氢气的情况下进行，其特征在于所述方法使用根据权利要求1至4任一项的多相催化剂。
6.根据权利要求5的方法，其中所述氢化在滴流床反应器中、在具有下游精制反应器的环流反应器中或在脉冲流反应器中进行。
7.根据权利要求5或6的方法，其中通过将循环冷却器的温度设定为高于100℃，优选高于140℃，更优选高于160℃以生成可用于热集成...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·迈尔，G·施托赫尼奥尔，S·佩茨，A·M·里克斯，
申请(专利权)人：赢创奥克森诺有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：
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