[發明專利]烴脫氫的催化劑和方法

無效

• 申請號: 01804051.9
• 申請日: 2001-01-17
• 公開（公告）號: CN1395506A
• 公開（公告）日: 2003-02-05
• 發明（設計）人: 布魯斯·D·亞歷山大;喬治·A·赫夫
• 申請（專利權）人: BP北美公司
• 主分類號: B01J29/04
• 分類號: B01J29/04;B01J23/60;C07C5/333
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 王維玉,丁業平

發明背景

本發明涉及烴脫氫的方法和催化劑。更具體地說，本發明涉及一種催化劑和使用該催化劑的烷烴脫氫方法，所述的催化劑包括在含有ZSM或硼硅酸鹽載體組分上的鉑族金屬組分、鋅組分和鎂組分，所述的方法用來生產化工原料。

丙烯(propylene)也稱propene，是應用于聚丙烯、丙烯腈和環氧丙烷工業生產中有商業價值的原料。現在95％以上的丙烯是烯烴裂解回收的副產物。丙烷脫氫(以下稱為PDH)是生產丙烯的另外一種方法。但由于相對低的丙烷轉化率，以前熟知的PDH方法在應用時受到了限制。

在氫和催化劑存在下烷烴脫氫的生產方法已在本領域中公開，所述的催化劑包括在無定型氧化鋁載體上的鉑族金屬。

例如，Atons的美國專利4190521、4374046和4458098中公開了一種烷烴脫氫的催化劑，其包括在多孔載體材料比如氧化鋁上的鉑族金屬組份、鎳和鋅。

Imai等的美國專利4438288中公開了一種用催化劑脫氫的方法，聽述催化劑包括在多孔載體材料比如氧化鋁上的鉑族金屬組分、堿金屬或堿土金屬組分和任選含有IV族組分如錫。催化劑的性能和特征是通常需要周期性的在鹵素存在下進行催化劑再生。

在氫和催化劑存在下烷烴脫氫的生產方法也已在本領域中公開，所述的催化劑包括硅鋁酸鹽或硅酸鹽分子篩載體上的鉑族金屬。

例如Barn的美國專利4665267和4795732和Barn等的美國專利5,208,201和5126502中公開了采用催化劑使2～30個碳的烷烴脫氫的方法，所用的催化劑包括在具有硅酸鹽結構載體上的鋅和鉑族金屬，其中載體的結構骨架基本上由硅和氧原子或硅、鋅和氧原子組成。通常形成該催化劑要使其基本上不含所有的堿金屬或堿土金屬。

Miller的美國專利4727216中公開了在含硫氣體和脫氫催化劑存在下異丁烷脫氫的方法。該脫氫催化劑包括硫化的L沸石，其含有8-10％(重量)的鋇、0.6-1.0％的鉑和與鉑的原子比約為1∶1的錫。該脫氫催化劑進一步包括無機粘合劑，其選自硅石、氧化鋁和硅鋁酸鹽。

在氫和催化劑存在下烷烴脫氫的生產方法已在本領域中公開，所述的催化劑包括在含有非沸石型硼硅酸鹽載體上的鉑族金屬。

Sikkenga等的美國專利4433190中公開了使用脫氫催化劑使基本上線性的烷烴脫氫和異構化的方法，所述催化劑包括含有貴金屬的AMS-1B結晶硼硅酸鹽基的催化劑組合物。

Alexander等的美國專利6103103中公開了脫氫方法和催化劑，所述催化劑包括硼硅酸鹽和堿金屬載體上的鉑族金屬和鋅，從烷烴的轉化率、烯烴的選擇性和烯烴的產率來看，該催化劑具有優異的脫氫性能，所述的烯烴產率高于現有技術中脫氫催化劑的烯烴產率，而且可長時間地保持這樣優異的性能。

如上所述，雖然以前的研究已取得了許多重要的進展，但仍須改進PDH催化劑和方法。化工生產商非常需要改進的PDH催化劑和方法，所述的改進方法與先前已知的生產方法和催化劑相比，其具有相對更高的丙烷化學轉化率和改進的穩定。

為了便于理解本發明，以摩爾計算的烷烴轉化率和烯烴選擇性具有如下式的含義：烷烴轉化率＝(100-Mol％H_2產品-Mol％烷烴_產品))/(100-Mol％H_2進料)×100烯烴選擇性＝Mol％烯烴_產品/(100-Mol％氫氣_產品-Mol％烷烴_產品)×100

因此本發明的目的是提供一種脫氫方法和可使烷烴高效脫氫的催化劑。

本發明的另一個目的是提供一種脫氫催化劑，所述催化劑在脫氫條件下可抗失活并具有延長的催化劑操作周期。

本發明還有其它目的。

發明概述

通過提供脫氫催化劑和使用這樣的脫氫催化劑的方法可實現上述目的，所述方法使用的催化劑可使每個分子中含有2～約20個碳原子的烴脫氫生產烯烴產品，其中催化劑含有約0.01％(重量)～約2.0％(重量)的含有鉑族金屬的組分，約0.01％(重量)～約15.0％(重量)的含鋅組分，約0.01％(重量)～約5.0％(重量)的含鎂組分和含有ZSM或含有ZMS型結構的硼硅酸鹽載體。所述的方法包括使前述的烴與前述的催化劑在脫氫條件下接觸。

本發明的脫氫催化劑和方法提供了優異的總的脫氫性能，特別是接近熱力學平衡的高烷烴轉化率，同時在脫氫條件下可抗失活，因此延長了催化劑的壽命。發明簡述