[發明專利]多功能復合催化劑材料和合成催化材料的方法

在審

• 申請號: 201980013449.2
• 申請日: 2019-02-19
• 公開（公告）號: CN112105456A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 米歇爾·L·奧斯特拉特;布萊恩·漢納;馬克西姆·布霍夫科;提摩西·J·庫查爾斯基;張科;賽爾吉奧·費爾南德斯
• 申請（專利權）人: 沙特阿拉伯石油公司
• 主分類號: B01J29/06
• 分類號: B01J29/06;B01J29/076;B01J29/40;B01J29/48;B01J37/00;B01J35/02;B01J35/10;C07C6/04
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 許媛媛;胡少青

一種多功能復合催化劑包含催化劑載體材料、至少部分地固定在所述催化劑載體中的預成型催化劑材料以及由所述催化劑載體、所述預成型催化劑材料或兩者支撐的至少一種催化活性化合物。所述催化劑載體材料可以包含氣相二氧化硅、氧化鋁、氣相氧化鋁、氣相二氧化鈦或這些的組合。所述催化活性化合物的催化活性可以不同于所述預成型催化劑材料的催化活性。所述復合催化劑可以是用于由2?丁烯產生丙烯的催化劑并且可以包含作為所述預成型催化劑材料的沸石和作為所述催化活性材料的如氧化鎢等金屬氧化物。一種制造所述復合催化劑的方法可以包含使包含預成型催化劑材料、催化劑載體前體和催化活性化合物前體的催化劑前體混合物霧化，以及使經霧化的催化劑前體混合物干燥。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2018年2月21日提交的美國專利申請序列號15/901,442的權益。

技術領域

本公開的實施例總體上涉及催化材料和合成催化材料的方法。

背景技術

近年來，對丙烯的需求急劇增加，以供應不斷增長的聚丙烯、環氧丙烷和丙烯酸市場。目前，全球生產的丙烯(7400萬噸/年)中大多數是來自主要生產乙烯的蒸汽裂化裝置的副產物(57％)，或是來自主要生產汽油的流化催化裂化(FCC)裝置的副產物(30％)。這些方法無法充分應對丙烯需求的快速增長。

萃余液是從石腦油裂化工藝或氣體裂化工藝中去除組分后的殘留C4流(C4流通常含有作為其主要組分的正丁烷、1-丁烯、2-丁烯、異丁烯和1,3-丁二烯以及與所述主要組分一起形成高達99％或更多的C4流的任選地一些異丁烷)。具體地，萃余液-2是從C4萃余液流中分離1,3-丁二烯和異丁烯后獲得的C4殘留物并且主要由順式或反式-2-丁烯、1-丁烯和正丁烷組成。類似地，萃余液-3是從C4萃余液流中分離1,3-丁二烯、異丁烯和1-丁烯后獲得的C4殘留物并且主要由順式或反式-2-丁烯、正丁烷和未分離的1-丁烯組成。期望利用萃余液-2和萃余液-3流轉化為丙烯來增加丙烯的可用供應量。

由含有丁烯的料流生產丙烯可以通過將丁烯復分解成丙烯和其它化合物并且組合裂化、異構化或兩者來完成。一些丙烯工藝包含復分解、異構化和裂化，以增加反應系統的總產率和丙烯選擇性。這些類型的反應中的每一種反應均需要不同的催化劑，如用于裂化反應的裂化催化劑、用于復分解反應的復分解催化劑和用于進行異構化的異構化催化劑。在用于將丁烯轉化為丙烯的常規反應系統中，可以如通過將單獨的催化劑中的每種催化劑裝入單獨的反應器中或通過將催化劑裝入單個反應器中并且用如石英棉等惰性間隔物分離每種催化劑來在單獨的催化劑區中分離單獨的催化劑。將催化劑分離到單獨的反應器容器中顯著增加了反應系統的初始資本成本。另外地，用惰性間隔物分離催化劑會在反應器中產生死體積，這可能降低反應器的效率。

為了降低成本并且消除死區，可以使用兩種或更多種單獨的固體顆粒催化劑材料的物理催化劑混合物。然而，由于隨著持續使用和處理而發生沉降，因此不同固體催化劑材料的這些物理催化劑混合物可能會隨著時間推移而逐漸在反應器中分離。因此，隨著單獨的催化劑通過沉降而分離，固體催化劑顆粒的物理催化劑混合物的有效性可能隨著時間推移而減小。

發明內容

因此，存在對多功能復合催化劑和合成多功能復合催化劑的方法的持續需要。本公開的實施例涉及包含多個催化劑顆粒的多功能復合催化劑，所述催化劑顆粒中的每一個均包含多種不同的催化活性物種。復合催化劑中的多種催化活性物種中的每一種均為催化劑顆粒提供不同的催化功能。因此，多功能復合催化劑將多個催化功能合并成單個顆粒。多功能復合催化劑可以使得能夠將單個顆粒催化劑裝入反應器中以進行多種不同的化學反應，如例如用于由2-丁烯產生丙烯的異構化、復分解和裂化的組合。