[發(fā)明專利]用于烯烴生產(chǎn)的改進催化劑床配置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480041424.0
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN105408013A
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 埃伯哈德·恩斯特;瑪麗安娜·斯托亞諾娃;葉夫根尼·孔德拉堅科;大衛(wèi)·林克
• 申請（專利權(quán)）人: 博里利斯股份有限公司
• 主分類號: B01J8/04
• 分類號: B01J8/04;C07C6/04
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;趙丹

本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的催化劑床配置，根據(jù)權(quán)利要求8和9的所述催化劑床的用途，根據(jù)權(quán)利要求10的包括所述催化劑床的反應(yīng)器以及根據(jù)權(quán)利要求11的獲得烯烴的方法。

丁烯是C₄H₈單烯烴異構(gòu)體如1-丁烯、順-2-丁烯、反-2-丁烯和異丁烯(2-甲基丙烯)。如果沒有特別提及，則在本發(fā)明的框架內(nèi)，順-2-丁烯、反-2-丁烯也稱作2-丁烯。順-2-丁烯、反-2-丁烯和1-丁烯的總和表示為正丁烯。丁烯在商業(yè)上通常作為石油精煉廠中通過裂解工藝或通過催化乙烯二聚反應(yīng)的副產(chǎn)品產(chǎn)生。丁烯可以用于多種目的，如用于制造聚合物和其他化學(xué)品如殺蟲劑、抗氧化劑、粘合劑、密封劑或彈性體。

在過去的幾十年中，使用正丁烯來生產(chǎn)丙烯已具有工業(yè)重要性。使用正丁烯作為起始材料合成丙烯是基于復(fù)分解反應(yīng)。由此，根據(jù)以下總反應(yīng)方案，在乙烯的存在下2-丁烯轉(zhuǎn)化為丙烯：

乙烯+2-丁烯2-丙烯

該反應(yīng)通常在包含元素周期系(PSE)第6族或第7族金屬氧化物的催化劑存在下發(fā)生。用于烯烴復(fù)分解的催化劑的典型活性組分為負(fù)載在二氧化硅上的氧化鎢(US3,365,513)或者負(fù)載在氧化鋁或二氧化硅氧化鋁上的氧化錸和氧化鉬(US4,547,617；US6,281,402)。

已描述了復(fù)分解催化劑的各種修改和改進。已證明復(fù)分解催化劑與用于使1-丁烯中雙鍵轉(zhuǎn)移為2-丁烯的異構(gòu)化催化劑的物理混合提高了總生產(chǎn)率(US3,865,751；US3,915,897；US4,575,575)。典型的雙鍵異構(gòu)化催化劑包括可以與復(fù)分解催化劑共混的堿性金屬氧化物，例如氧化鎂或氧化鈣。使用氧化鎂(MgO)作為助催化劑使得反應(yīng)溫度能夠從約400℃(對于純的二氧化硅負(fù)載的氧化鎢(WO₃/SiO₂))降低至250℃至300℃。氧化鎂與WO₃/SiO₂的重量比在0.1至20的范圍內(nèi)。氧化鎂的功能是使1-丁烯異構(gòu)化為2-丁烯，由于兩種烯烴均存在于工業(yè)進料中。重要的是強調(diào)單獨的氧化鎂顯示出可忽略不計的復(fù)分解活性。

除了其充當(dāng)異構(gòu)化催化劑的能力之外，還已知氧化鎂從烯烴進料中去除或消除對復(fù)分解催化劑有害的痕量污染物的能力，特別是在用作“防護床”時(J.Mol.Cat，1985，28:117-131)。氧化鎂可以例如布置在包含復(fù)分解催化劑和異構(gòu)化催化劑的組合物頂部(US2010/0056839A1，US2010/167911A1)。此處，最佳的催化劑活化與防護預(yù)床的去除毒物的功能和1-丁烯至2-丁烯的異構(gòu)化相結(jié)合。當(dāng)應(yīng)用該方法時，工業(yè)復(fù)分解反應(yīng)器通常填充有MgO與WO₃/SiO₂的混合物以及在主床上游的MgO預(yù)床。

然而，已知的用于丙烯生產(chǎn)的工業(yè)復(fù)分解催化劑具有其活性隨著運轉(zhuǎn)時間而降低(失活)的缺點。焦炭形成是催化劑失活的起因之一。因此，如果在生產(chǎn)周期中催化活性降低到低于一定水平，則催化劑的再生是必要的。再生通常在高達(dá)650℃的溫度下進行。這樣的高溫處理另外縮短了催化劑的壽命。因此，高度期望通過減少再生步驟的次數(shù)和增加催化劑的壽命來延長周期時間以改善工藝經(jīng)濟性。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種催化劑床配置，其延長了催化劑壽命而對活性和選擇性沒有負(fù)面影響，并因此在催化劑必須再生之前允許更長的反應(yīng)器周期。

本發(fā)明的這個目的和其他目的通過具有權(quán)利要求的特征的催化劑床配置來解決。

因此，提供了一種催化劑床配置，其特別適合于通過復(fù)分解進行烯烴轉(zhuǎn)化，包括：至少一個主催化劑床，所述主催化劑床包含a)含有復(fù)分解催化劑的至少一種第一催化劑組分，以及b)含有用于雙鍵異構(gòu)化的催化劑的至少一種第二催化劑組分，其中所述第一催化劑與所述第二催化劑彼此物理地混合；以及設(shè)置在所述至少一個主催化劑床上游的至少一個催化劑預(yù)床，其包含至少一種堿土金屬氧化物。所述催化劑預(yù)床特別地位于與主催化劑床緊鄰的上游和/或直接位于主催化劑床的上表面上。

根據(jù)本發(fā)明的催化劑組合物的特征在于，所述至少一個催化劑預(yù)床與所述至少一個主催化劑床的質(zhì)量比為1:2至2.5:1，優(yōu)選地1:1.5至2.5:1，更優(yōu)選地1:1至2.5:1，最優(yōu)選地1:1至2:1。該比例也可以為1:1至1.5:1。應(yīng)理解，催化劑預(yù)床與催化劑主床的比例對于恒定或固定的反應(yīng)器體積(即對于下文進一步限定的具有恒定長度/直徑比的反應(yīng)器)是有效的。