[發明專利]烴轉化方法及其中使用的催化劑

無效

• 申請號: 00809222.2
• 申請日: 2000-05-20
• 公開（公告）號: CN1365300A
• 公開（公告）日: 2002-08-21
• 發明（設計）人: G·D·默爾;W·J·默蒂爾;X·馮;P·J·斯蒂爾特;L·B·托施瓦
• 申請（專利權）人: 埃克森美孚化學專利公司
• 主分類號: B01J37/00
• 分類號: B01J37/00;B01J29/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王杰

發明領域

本發明涉及使用中孔或微孔無機材料的宏觀結構體進行的烴轉化，所述中孔或微孔無機材料可具有受控的大小、形狀和/或孔隙率。

發明背景

中孔無機材料和微孔無機材料的特征均是孔隙的比表面積大，它們用于許多有重要商業意義的應用中。在多數這些應用中，固體多孔材料和其中使用的介質(液體或氣體)之間的相界面很大這樣一個事實是非常重要的。例如，這些多孔無機材料經常在烴轉化方法中用作催化劑和催化劑載體。同樣，這些多孔無機材料還經常在氣相或液相的選擇吸附或離子化合物的選擇分離中用作吸附劑。這里所用的術語“多孔無機材料”和“多孔材料”包括固體中孔無機材料、固體微孔無機材料及其混合物。

盡管對于多孔材料在不同應用中的使用來說，相界面很大通常是一個基本要求，但涉及到具體的應用領域，對這些材料提出了許多其它的要求。例如，在多孔無機材料的孔隙中可得的很大的相界面必須是可進入和可使用的。在許多應用中，含多孔無機材料的宏觀結構體的大小和形狀以及這些性能的變化程度具有決定性的重要意義。使用過程中，宏觀結構體的大小和形狀可影響例如結構內物質的移動、經材料粒子床層的壓力降、以及材料的機械和熱強度等性能。因此需要制備技術以獲得具有改進的比表面積、孔結構(孔徑大小/孔徑分布)、化學組成、機械和熱強度、以及改進和均勻的大小和形狀的材料，目的是針對不同的應用對多孔無機宏觀結構體進行設計。

中孔無機材料包括具有中孔和任選地部分微孔結構的無定形金屬氧化物(非晶體)材料。中孔無機材料的孔徑通常為約20～500埃。

微孔無機材料包括晶體分子篩。晶體微孔分子篩的孔徑通常為約2～20埃。晶體微孔分子篩，包括天然的和合成的，例如沸石，對于各種類型的烴轉化方法顯示出具有催化性能。此外，對于各種類型的烴轉化方法和其它應用來說，晶體微孔分子篩被用作吸附劑和催化劑載體。這些分子篩是有序、多孔的晶體材料，它們具有通過X-射線衍射測定的確定的晶體結構，在晶體結構中有大量的小空腔，這些小空腔又通過許多更小的通道或孔隙相互連接。這些通道或孔隙具有這樣的尺寸，以使得可以吸附特定尺寸大小的分子，同時排斥尺寸較大的那些分子。由晶體網絡形成的空隙空間或通道，使得分子篩在分離方法中被用作分子篩，并在許多烴轉化方法中被用作催化劑和催化劑載體。

分子篩可由其化學組成和結構分成不同的種類。分子篩中的一類通常稱為沸石。沸石的組成為二氧化硅晶格以及任選地結合有可交換的陽離子的氧化鋁，可交換的陽離子例如為堿金屬或堿土金屬離子。盡管術語“沸石”包括含二氧化硅以及任選地氧化鋁的材料，但二氧化硅和氧化鋁部分可全部或部分地被其它氧化物代替。例如，氧化鍺、氧化鈦、氧化錫、氧化磷以及其混合物可代替二氧化硅部分。氧化硼、氧化鐵、氧化鈦、氧化鎵、氧化銦以及其混合物可代替氧化鋁部分。因此這里所用的術語“沸石”、“沸石類”和“沸石材料”，應當指晶體微孔分子篩，包括在其晶體晶格結構中含硅以及任選地鋁原子的分子篩，含適宜的代替這些硅和鋁的原子的分子篩，含氧化鋁(AlO₂)、氧化磷(PO₂)、以及任選地二氧化硅(SiO₂)的骨架四面體單元的、基于ALPO的分子篩。基于ALPO的分子篩的實例包括SAPO、ALPO、MeAPO、MeAPSO、ELAPO和ELAPSO。這里所用的術語“硅鋁酸鹽沸石”應當指在其晶體晶格結構中基本上由硅和鋁原子組成的沸石。

很多時候需要使用小的粒子例如晶體來進行烴轉化方法。這里所用的術語“小晶體”是指直徑小于約1微米的晶體。例如，當在包括烴轉化的反應中用作催化劑或催化劑基體時，小晶體沸石與較大的晶體相比具有優勢，因為它們的表面積與質量之比較大，擴散速率和反應性較高，并且對由于孔隙堵塞和表面污染引起的去活化作用有抵抗力。由于類似的原因，它們在烴分離中也具有優勢。