[發明專利]制備二氧化硅成形體的方法

有效

• 申請號: 201410069533.5
• 申請日: 2007-01-12
• 公開（公告）號: CN103894167B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 瓊·W·貝克曼;賈森·吳;西奧多·E·達茨;拉爾夫·德哈斯
• 申請（專利權）人: 埃克森美孚研究工程公司
• 主分類號: B01J21/08
• 分類號: B01J21/08
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 張爽,郭國清

本專利申請是申請日為2007年1月12日，發明名稱為“制備二氧化硅成形體的方法”的中國專利申請200780003256.6（對應于PCT國際申請PCT/US2007/000999）的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種用于制備成形體的方法，涉及由這種方法制得的成形體，涉及包括由這種方法制得的成形體的催化劑組合物和利用包括由這種方法制得的成形體的催化劑組合物的催化轉化工藝。

背景技術

許多工業過程使用需要負載于成形體上或需要結合在成形體內的活性材料，從而它們可被處理并被裝填在反應器中。這種催化劑的例子包括負載型金屬、負載型金屬配合物、負載型有機金屬、結合沸石和結合沸石型材料。成形體通常由二氧化硅、氧化鋁、鋁硅酸鹽和其它類型的無機難熔氧化物制成。通常通過在適當媒介物內形成一種或若干種來源的無機氧化物的混合物而制得無機氧化物催化劑成形體，所述媒介物通常是水、有機溶劑或其混合物。所述混合物形成為各種形狀的顆粒，干燥并煅燒。

為被用作催化劑載體，這些成形體必須具有適當的表面性質、尺寸、形狀和孔隙率，以載帶所需量的活性材料并使得可進行催化劑的處理，尤其是在反應器加載和卸載的過程中。所述成形體還必須足夠堅固以經受催化條件，且它們還必須具有適當的孔隙率和形狀以避免整個反應器的高壓降并允許發生所需的催化反應。

催化劑載體的選擇將取決于各種因素，如舉例為使用的催化材料的類型，所需的催化劑強度和所需的整個催化劑顆粒的擴散能力。

盡管二氧化硅成形體是已知很長時間的并可以各種形式商購得到，由于技術和經濟的原因，不容易以大工業規模得到具有大孔的二氧化硅成形體。形成微粒無機材料如二氧化硅的一個技術問題在于，難以形成可在常規顆粒形成設備例如擠出機中被加工的、適當的增塑混合物。

美國專利6,576,120和6,709,570公開了一種用于制備包括ZSM-5和二氧化硅的催化劑的方法，其包括：(a)通過如下步驟制備可擠出的物質，即首先將ZSM-5、無定形的沉淀二氧化硅和酸性硅溶膠混合成為pH低于7的第一均勻混合物，隨后將氨加入所述第一均勻混合物內使得到的第二混合物的pH值高于8，(b)擠出得自步驟(a),(c)的可擠出物質，干燥得自步驟(b)的擠出物；并且，(d)煅燒得自步驟(c)的干燥擠出物。

國際公開號WO2006/026067-A1描述了用于生產結構化體的方法，該工藝包括(a)制備不含有機溶劑的批次組合物，其包括(i)至少一種顆粒無機材料，(ii)至少一種平均粒徑為700微米或更小的顆粒硅樹脂，和(iii)水，和(b)將批次組合物形成為結構化體。盡管該方法提供了具有優異性能的成形體，如果在非常大的規模上使用，它要求使用昂貴的硅樹脂。

現在，我們已經發現了一種用于制備二氧化硅成形體的新方法，其使用可容易制得并可在大工業規模的顆粒形成設備中加工的增塑混合物。此外，本發明的方法使得可制備不同孔徑大小的二氧化硅成形體，以滿足通過這種工藝制得的成形體的廣泛應用的需要。

發明概述

本發明涉及一種制備二氧化硅含量至少為85wt%的成形體的方法，該方法包括如下步驟：a)由如下混合物形成成形體，所述混合物得自至少一種無定形二氧化硅粉末、至少一種pH低于7的硅溶膠、和至少一種聚合有機助擠劑、和任選的補充液體介質（優選為水）；b)干燥在步驟a)中得到的成形體；和c)加熱所述成形體至約500℃～約800℃的溫度范圍。便利地，所述硅溶膠構成步驟a)中使用的混合物中的二氧化硅總量的約4wt%～約40wt%的量。任選地，在步驟a)中成形的所述混合物還包括沸石或沸石型材料的微晶，優選其量不超出混合物中二氧化硅的量。

步驟c)優選在一種或若干種如下條件下進行：

-在水蒸氣存在下；

-在水蒸氣和空氣存在下；

-在含有至少5vol.%空氣的氣氛內；

-在含有至少10vol.%水蒸氣的氣氛內；

優選，所述聚合助擠劑選自聚乙烯醇、纖維素、纖維素醚（如甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素聚合物）、膠態氧化硅、活性白土、碳粉、石墨、聚環氧乙烷、混合胡桃殼及其兩種或多種的混合物。同樣優選，所述聚合助擠劑的用量為約0.5～約10重量份每100重量份在步驟a）中使用的混合物中存在的全部二氧化硅。

本發明還涉及一種催化劑，其包括通過本發明方法制備的成形體，并涉及利用這種催化劑轉化烴進料的方法。

發明詳述