[發明專利]涂漬的整體底材和整體催化劑

無效

• 申請號: 02118020.2
• 申請日: 2002-04-19
• 公開（公告）號: CN1386583A
• 公開（公告）日: 2002-12-25
• 發明（設計）人: A·F·諾德奎斯特;F·C·威廉;F·J·沃勒;R·M·馬查多
• 申請（專利權）人: 氣體產品與化學公司
• 主分類號: B01J37/02
• 分類號: B01J37/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張元忠,郭廣迅

?????????????????相關申請的交叉引用

本申請是申請日為2001年5月30日，發明名稱為“載于整體載體的聚合體網絡/碳層和整體催化反應器”的美國系列申請No.09/867,959的延續部分，所述申請又是申請日為2001年4月20日，發明名稱為“在不混溶的液相條件下采用整體反應器氫化”的美國系列申請No.09/839,699的延續部分，此處將其說明書和 書合并引作參考，并構成本申請的一部分。

?????????關于聯邦資助的研究或發展計劃的說明

本申請的主題部分由美國能源部(DOE)合作協議No.DE-FC02-00CH11018資助。DOE可以擁有本發明權利要求中的特定權利。

技術領域

本發明涉及涂漬的整體底材和整體催化劑。

背景技術

工業上的氫化反應通常在攪拌釜反應器中通過使用磨碎的粉末狀淤漿催化劑而進行。這些淤漿相的反應體系在化學方法的安全性、可操作性和生產率方面有其固有的問題。磨碎的粉末狀催化劑通常是可自燃的，且在反應器進料和過濾中需要大量的操作人員進行操作。由于在開動和停車中所需的加熱周期的特性，淤漿體系促進了縮短催化劑壽命并導致所需產物收率降低的副產物的生成。

在攪拌反應器中使用磨碎的粉末狀催化劑的一個選擇是在固定床反應器中使用球狀催化劑。這種反應器技術確實消除了許多操作和浪費方面的問題，但許多工程技術問題限制了固定床反應器技術對于許多有機化合物的氫化的應用。控制反應過程中整體溫度的上升和溫度梯度就是一個問題。

整體催化反應器是固定床反應器的另一個選擇，并且與常規的固定床反應器相比具有許多優點。整體催化反應器在操作中顯示了較低的壓降，使其能夠在高于固定床反應器可達到的氣體和液體速度下操作。整體催化反應器所達到的更高的氣體和液體速度促進了高質量傳遞和混合，以及常規整體底材的平行溝槽設計抑制了液相中氣體的聚結。

在改進整體催化反應器以增強催化活性、選擇性和催化劑壽命中進行了連續研究。只有通過將整體催化反應器中的催化金屬充分暴露于反應物才能達到高反應速率。但是，增強催化金屬對反應物的暴露的效果通常與增強金屬對整個底材的粘附不一致。將催化金屬包埋了應用于整料表面的涂層中，將提高催化金屬的粘附，但也將降低催化活性。

Hatziantoniou等人在“The?Segmented?Two-Phase?Flow?Monolithcatalyst?Reactor.an??Alternative?for?Liqui-PhaseHydrogenations”Ind.Eng.Chem.Fundam.，Vol.23，No.1，82-88(1984)中公開了在固體鈀整體催化劑存在下將硝基苯甲酸(NBA)液相氫化為氨基苯甲酸(ABA)。整體催化劑由大量通過波狀平面形成的平行溝槽體系而互相分離的平行板組成，其中每個溝槽具有2mm²的截面積。整料組合物含有玻璃、硅石、氧化鋁和少量的其他氧化物的混合物，通過以2.5重量％鈀混入整料的鈀金屬和石棉絨得以增強。反應器體系以模擬的，等溫間歇法進行操作。濃度為50-100摩爾/m³的原料以每批小于10％的轉化率通過反應器循環，直至最終轉化率為50％-98％。

Hatziantoniou等人在“Mass?Transfer?and?Selectivity?inLiquid-Phase?Hydrogenation?of?Nitro?Compounds?in?a?Monolithcatalyst?Reactor?with?Segmented?Gas-Liquid?Flow”，Ind.Eng.Chem.Process?Des.Dev.，Vol.25，No.4,964-970(1986)中公開了使用浸漬了鈀的整體載體，溶于乙醇的硝基苯和間硝基甲苯的等溫氫化。作者報道了催化劑的活性較高，因此質量傳遞決定速率。氫化作用在590和980kPa以及73和103℃的溫度下進行，每批達到的轉化率小于10％。乙醇用作共溶劑以保持一個均相。

US?4,743,577公開了在多孔的燒結金屬底材上擴展為薄表面層的金屬催化劑，用于氫化和脫羰反應。在形成整料時，第一活性催化物質，例如鈀在以多孔的、燒結底材形式存在的第二金屬的表面擴展成薄金屬層。得到的催化劑用于氫化、脫氧和其他化學反應。整體金屬催化劑中摻入了催化物質，例如鈀、鎳和銠，以及鉑、銅、釕、鈷和混合物。載體物質包括鈦、鋯、鎢、鉻、鎳和合金。