[發明專利]固體酸催化劑及其使用方法

無效

• 申請號: 201010108422.2
• 申請日: 2005-04-06
• 公開（公告）號: CN101797503A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 徐金鎖;葉春淵;菲利普·J·安杰文
• 申請（專利權）人: 路慕斯技術有限公司
• 主分類號: B01J23/652
• 分類號: B01J23/652;C10G11/04;C07C4/06;C07C5/27
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 劉慧;楊青

本申請是2005年4月6日提交的題目為“固體酸催化劑及其使用方法”的中國專利申請200580011065.5(對應國際申請PCT/US2005/011659)的分案申請。

發明領域

本發明涉及一種用于烴類轉化工藝的催化劑，更特別地涉及陰離子改性的固體酸催化劑的制備。

背景技術

固體酸催化劑廣泛用于石油煉制和石油化學工業中的化學轉化工藝。特別地，陰離子改性的氧化物，例如WO₃/ZrO₂、SO₄^-2/ZrO₂、MoO₃/ZrO₂、SO₄^-2/TiO₂和SO₄^-2/SnO₂，都是較強的固體酸，并表現出在烴類轉化工藝中值得期待的性能，所述工藝例如異構化、催化裂化、烷基化和烷基轉移化工藝，參見例如美國專利6,107,235和6,080,904。

美國專利申請公布號2003/0069131公開了一種包含摻雜有金屬離子的陰離子改性金屬氧化物的化合物的固體酸催化劑和一種使用該催化劑進行烷烴異構化的方法。

依照現有技術制備的催化劑為粉末狀，不適用于裝載到多數商業反應器中，商業反應器需要具有良好的機械強度且同時保持高活性的顆粒狀、球狀或擠出物狀的催化劑。

上述的固體酸催化劑可以混合有粘結劑，例如氧化鋁、粘土或二氧化硅，為成形的催化劑顆粒提供良好的機械強度。然而，粘結成形的催化劑與未粘結的粉末狀催化劑相比，對于烷烴異構化(特別是正庚烷的異構化)的反應活性明顯降低。因此，需要一種具有較高的機械強度和較好的催化性能的催化劑/粘結劑組合物。

發明概述

在此提供了一種催化劑組合物，包含一種選自元素周期表中IVB族或IVA族元素的氧化合物；一種選自元素周期表中VIB族或VIA族元素的氧化合物；和基于催化劑總重量至少約1wt.％的熱解法二氧化硅顆粒。

該催化劑組合物有利地用于烴類轉化工藝，例如異構化、催化裂化、烷烴化和烷基轉移化工藝。

優選實施方式詳述

本發明使用熱解法二氧化硅作為粘結劑組分，用于粉末狀混合氧化物催化劑的成形，以實現具有優良的物理強度和對于烷基異構化改進的催化性能的成形催化劑。催化劑的最終形狀可以是，例如擠出物、球狀或片狀。

更特別地，本發明的催化劑包含一種選自元素周期表中IVA或IVB族(CAS符號)的一種或多種元素的氧化合物。IVB族元素包括鈦(Ti)、鋯(Zr)和鉿(Hf)。IVA族元素包括碳(C)、硅(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)和鉛(Pb)。

該催化劑進一步包括一種選自元素周期表中VIB或VIA族的元素的氧化合物。VIB族元素包括鉻(Cr)、鉬(Mo)和鎢(W)。VIA族元素包括硫(S)、硒(Se)和碲(Te)。

IVB或IVA族化合物和VIB或VIA族化合物的質量比范圍通常為約0.001～1000，優選為0.12～約100，更優選為約1～約10。優選的催化劑組合物包括，例如WO₃/ZrO₂、SO₄^-2/ZrO₂、MoO₃/ZrO₂、SO₄^-2/TiO₂和SO₄^-2/SnO₂。

該催化劑可以通過加入摻雜劑進行改性，所述摻雜劑選自鋁、鎵、鈰、銻、鈧、鎂、鈷、鐵、鉻、釔和/或銦的化合物。在優選的實施方式中，該催化劑包含鋁摻雜的氧化鋯結合氧化鎢，表示為WO₃/Al-ZrO₂。

該催化劑也可包含VIII族貴金屬組分，例如鉑、鈀或銥。