應可以是非氧化脫氫反應,其中,在不含氧或基本上不含氧(即,無氧氣或 〇2)的環(huán)境中進行反應。此外,如在一些脫氫反應中使用的,在無任何氫氣(H2)共進料的情 況下進行反應。也可以將可以是惰性稀釋劑(如氦)的稀釋劑用于反應。
[0037] 可以預加熱進料流股并可以在200°C至300°C范圍的溫度下將其引入至反應器。 可以在2100hf1至4500hr Λ更具體地3000hf1至3500hr η的GHSV下將烴、蒸汽和稀釋劑 進料引入至反應器。
[0038] 因為脫氫反應是吸熱的,所以一般需要熱輸入來維持反應。可以在設置有熱源來 維持合適的反應溫度的管型固定床反應器中進行脫氫反應。然而,可以使用其他合適的反 應器。一般將反應溫度維持在525 °C至6 KTC,更具體地545 °C至595 °C。
[0039] 本發(fā)明的催化劑組合物不傾向于如現(xiàn)有脫氫催化劑組合物一樣容易地結焦,并且 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當用于脫氫反應時其提供高轉(zhuǎn)化率和選擇性。這產(chǎn)生低級烷烴再循環(huán)和較高的反 應通過量。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在丙烷脫氫中提供高轉(zhuǎn)化率和選擇性中,該催化劑組合物是特別有用 的。在任何必要的再生之間的氫化循環(huán)過程中,較少結焦的催化劑還允許反應運行較長的 時間段。這延長催化劑的壽命并減少整體的催化劑和產(chǎn)物成本。
[0040] 以下列出的是催化劑組合物、制作催化劑組合物的方法和轉(zhuǎn)化烴的方法的一些實 施方式。
[0041] 實施方式1 :一種用于烴化合物脫氫的催化劑組合物,包含:組分(A)-(G),其中: (A)是催化劑基質(zhì);(B)是0.2wt. %至2wt. %水平的鉑;(C)是鍺、錫、鉛、鎵、銦和鈦中的至 少一種,組分(C)的總量在0. 2wt. %至5wt. %的水平;(D)是Iwt. %至3wt. %水平的磷; (E)是鎂、鈣、鍶、鋇、鐳和鑭系元素中的至少一種,組分(E)的總量在0.1 wt. %至5wt. %的 水平;(F)是0.1 wt. %至2wt. %水平的氯化物;以及(G)是錳。
[0042] 實施方式2 :根據(jù)實施方式1的催化劑組合物,其中,(G)是0. 05wt. %至5wt. %水 平的錳。
[0043] 實施方式3 :根據(jù)實施方式1-2中任一項的催化劑組合物,其中,(G)是0.1 wt. % 至2. 5wt. %水平的錳。
[0044] 實施方式4 :根據(jù)實施方式1-3中任一項的催化劑組合物,其中,(A)是氧化鋁基 質(zhì)。
[0045] 實施方式5 :根據(jù)實施方式1-4中任一項的催化劑組合物,其中,(C)是錫。
[0046] 實施方式6 :根據(jù)實施方式1-5中任一項的催化劑組合物,其中,(A)是晶體氧化鋁 基質(zhì)。
[0047] 實施方式7 :根據(jù)實施方式1-6中任一項的催化劑組合物,其中,(E)鈣。
[0048] 實施方式8 :根據(jù)實施方式1-7中任一項的催化劑組合物,其中:(B)是0. 5wt. % 至I. 5wt. %水平的鉬;組分(C)的總量在lwt. %至4wt. %的水平;(D)是lwt. %至3wt. % 水平的磷;組分(E)的總量在1 %至5%的水平;以及(F)是0. 15wt. %至1.0 wt. %水平的 氯化物。
[0049] 實施方式9 :一種轉(zhuǎn)化烴的方法,包括在烴轉(zhuǎn)化反應條件下使烴進料在反應器內(nèi) 與實施方式1-8中任一項的催化劑組合物接觸,以形成烴轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。
[0050] 實施方式10 :根據(jù)實施方式9的方法,其中,烴進料是石蠟烴進料。
[0051] 實施方式11 :根據(jù)實施方式9-10中任一項的方法,其中,烴進料是丙烷且烴轉(zhuǎn)化 產(chǎn)物包括丙烯。
[0052] 實施方式12 :根據(jù)實施方式9-11中任一項的方法,其中,將蒸汽與烴進料一起引 入至反應器。
[0053] 實施方式13 :根據(jù)實施方式12的方法,其中,引入至反應器的蒸汽與烴進料的摩 爾比是1:1至10:1。
[0054] 實施方式14 :根據(jù)實施方式9-13中任一項的方法,其中,在基本上不含氧氣(O2) 下進行徑轉(zhuǎn)化反應轉(zhuǎn)化。
[0055] 實施方式15 :根據(jù)實施方式9-14中任一項的方法,其中,在不存在氧氣下進行烴 轉(zhuǎn)化反應轉(zhuǎn)化。
[0056] 實施方式16 :根據(jù)實施方式9-15中任一項的方法,其中,在500°C至600°C的溫度 下進行徑轉(zhuǎn)化反應。
[0057] 實施方式17 :根據(jù)實施方式9-16中任一項的方法,其中,在2100hr<至4500hr< 的GHSV下將烴進料引入至反應器。
[0058] 實施方式18 :-種形成用于烴化合物脫氫的實施方式1-8中任一項的催化劑組合 物的方法,該方法包括:結合以下組分:(1)催化劑基質(zhì);(2)鉑源;(3)鍺源、錫源、鉛源、鎵 源、銦源和鈦源中的至少一種;(4)磷源;(5)鎂源、鈣源、鍶源、鋇源、鐳源和鑭系元素源中 的至少一種;(6)氯化物源;和(7)錳源;以形成催化劑組合物。
[0059] 以下實施例更好地用于說明本發(fā)明。
[0060] 實施例
[0061] 實施例1
[0062] 制備兩種用于丙烷脫氫的催化劑組合物。根據(jù)本發(fā)明使用錳制備一種催化劑組合 物(催化劑A)。另一種催化劑組合物(比較催化劑B)利用鐵。使用Tl-氧化鋁載體各自 制備催化劑組合物。用以下表1中對于催化劑A和比較催化劑B列出的處理溶液中的多種 化合物各自處理催化劑組合物,以提供多種催化劑組分?;|(zhì)是η-氧化鋁擠出物。在該 情況中將基質(zhì)形成為具有1/8"直徑的圓柱形擠出物。
[0063]
[0064] 煅燒氧化鋁基質(zhì),然后用提前制備的處理溶液浸漬。在浸漬之前,在約120°C下干 燥氧化鋁2小時。通過一起添加金屬鹽、磷酸、氫氯酸和水制作處理溶液。然后一次性將處 理溶液添加至氧化鋁基質(zhì),在容器中搖晃幾分鐘直到溶液被吸收至氧化鋁基質(zhì)中。然后在 約120°C的空氣中干燥潮濕的氧化鋁基質(zhì)1小時或更多小時,以確保蒸發(fā)所有水分。
[0065] 然后在空氣中煅燒干燥的催化劑顆粒。一般的煅燒曲線包括以5°C /分鐘增加催 化劑床溫度至l〇〇°C并浸泡在空氣中5小時;以5°C /分鐘增加催化劑床溫度至150°C并浸 泡在空氣中5小時;以5°C /分鐘增加催化劑床溫度至340°C;以1°C /分鐘增加催化劑床溫 度至350°C并浸泡在空氣中2小時;以10°C /分鐘增加催化劑床溫度至540°C ;以1°C /分 鐘增加催化劑床溫度至550°C并浸泡在空氣中2小時。一旦煅燒后,將催化劑冷卻至室溫。
[0066] 表2示出處理提供的每種組分的百分比。
[0067]
[0068]
[0069] 實施例2
[0070] 在基本相同的反應條件下,將催化劑A和比較催化劑B各自用于丙烷脫氫反應以 產(chǎn)生丙烯。通過一起共混單獨的進料氣體,預加熱氣體混合物,然后使該混合物穿過反應器 管中的催化劑樣品,在微反應器中測試催化劑樣品。進料氣體由丙烷、蒸汽組成,具有或不 具有氦稀釋劑,當使用氦時,其流速一般是5sccm、20sccm和2sccm。包括丙烷和稀釋氣體 (如氦)的每種氣體是+99%的高純度,并用氣體質(zhì)量流量計將其計量至反應器中。通過使 用ISCO牌泵將水計量至200°C的預加熱器中以將其轉(zhuǎn)化為蒸汽,將蒸汽引入至反應器。然 后將蒸汽進料至含丙烷和氦的管混合器中。微反應器是內(nèi)部用二氧化硅氣相涂層涂覆的 316不銹鋼固定床反應器,以最小化可能發(fā)生在反應器壁表面的脫氫和副反應。反應器具有 0.5英寸的內(nèi)徑,0.5g催化劑負載。烴/H2O摩爾進料比在約1:3-1:4的范圍。
[0071] 將進料流股預加熱至200°C至300°C