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使用包括含稀土元素的沸石和減少量的貴金屬的催化劑的烷基化工藝的制作方法

文檔序號:3574852閱讀:143來源:國知局

專利名稱::使用包括含稀土元素的沸石和減少量的貴金屬的催化劑的烷基化工藝的制作方法使用包括含稀土元素的沸石和減少量的貴金屬的催化劑的烷基化工藝術(shù)語烷基化指可烷基化的化合物如芳香烴或飽和烴與烷基化試劑如烯烴的反應(yīng)。該反應(yīng)是引人關(guān)注的因?yàn)樗沟媚軌蛲ㄟ^例如異丁烷與含有2-6個碳原子的烯烴的烷基化而獲得具有高辛烷數(shù)且在汽油沸程內(nèi)的烷基化物。不同于通過裂解重質(zhì)石油餾分所獲得的汽油,如減壓瓦斯油和常壓渣油,通過烷基化獲得的汽油本質(zhì)上不含諸如硫和氮的污染物并因此具有清潔的燃燒特性。其通過高辛烷數(shù)所表示的高抗震特性減少了添加對環(huán)境有害的抗震化合物如芳香劑或鉛的需要。另外,不同于通過重整石腦油或裂解重質(zhì)石油餾分所獲得的汽油,烷基化物即便含有芳香劑或烯烴也只含有少量,這進(jìn)一步對環(huán)境提供了益處。烷基化反應(yīng)是酸催化的。常規(guī)烷基化工藝設(shè)備利用液體酸催化劑如硫酸和氫氟酸。此種液體酸催化劑的使用伴生有大量問題。例如,硫酸和氫氟酸都是高腐蝕性的,以致所用設(shè)備必需滿足嚴(yán)格的維護(hù)要求。由于在生成的燃料中存在高腐蝕性材料是有害的,必須從該烷基化物中除去剩余的酸。另外,由于必須進(jìn)行液相分離,工藝是復(fù)雜且昂貴的。此夕卜,一直存在諸如氟化氫的毒性物質(zhì)將釋放到環(huán)境中的風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明提供一種改良的烷基化工藝,其利用包括含稀土元素的沸石的固態(tài)酸催化齊U,以及相比于現(xiàn)有技術(shù)的減少量的貴金屬。催化劑中的含水量在約1.5wt%至約6襯%的范圍,在一個實(shí)施方式中,其在約1.8wt%至約4wt%的范圍,和在另一實(shí)施方式中,其在約2wt%至約3wt%的范圍。催化劑的含水量被定義為當(dāng)在烷基化工藝中使用催化劑時該催化劑的含水量,通過測定將催化劑在600°C加熱2小時的重量損失(Lossonlgnition,或LOI600)來測量該催化劑的含水量。催化劑包括加氫金屬。適合的加氫金屬的實(shí)例是過渡金屬,例如周期表第VIII族的金屬和它們的混合物。在這些之中,尤其優(yōu)選周期表第VIII族的貴金屬,尤其是鉬、鈀和它們的混合物。然而,貴金屬由于它們高昂的成本而在經(jīng)濟(jì)方面具有劣勢。在催化劑中存在的加氫金屬的量將取決于其性質(zhì)。當(dāng)加氫金屬是周期表第VIII族的貴金屬時,催化劑可含有約0.01至約2襯%范圍的該金屬。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了通過利用稀土元素或稀土元素混合物來改變催化劑的固態(tài)酸組分,如下所述,可優(yōu)化貴金屬的量。在一個實(shí)施方式中,貴金屬的最佳量在約0.10%至約0.35wt%的范圍。在另一實(shí)施方式中,貴金屬的最佳量在約0.15%至約0.30wt%的范圍。在又另一實(shí)施方式中,貴金屬的最佳量在約0.15%至約0.25wt%的范圍。催化劑還包括固態(tài)酸。固態(tài)酸的實(shí)例是各種沸石如沸石β、MCM-22、MCM_36、發(fā)光沸石、八面沸石如X-沸石和Y-沸石,包括H-Y-沸石和USY-沸石,非沸石的固態(tài)酸例如二氧化硅-氧化鋁、硫酸鹽氧化物(sulfatedoxide)例如鋯、鈦或錫的硫酸鹽氧化物,鋯、鉬、鎢、磷等混合的氧化物,以及氯化的氧化鋁或粘土。優(yōu)選的固態(tài)酸是沸石,包括發(fā)光沸石、沸石β、八面沸石如X-沸石和Y-沸石,包括HY-沸石和USY-沸石。也可以使用固態(tài)酸的混合物。在一個實(shí)施方式中,固態(tài)酸是具有單胞尺寸(徹)為24.72至約25.00埃的八面沸石,在另一實(shí)施方式中,固態(tài)酸是具有單胞尺寸為24.34-24.72埃的Y-沸石,而在另一實(shí)施方式中,固態(tài)酸是具有單胞尺寸為24.42-24.56埃的Y-沸石。在又另一實(shí)施方式中,固態(tài)酸是具有單胞尺寸為24.56-24.72埃的Y-沸石。催化劑的固態(tài)酸組分包括稀土元素或稀土元素混合物,即選自鑭系的元素。在一個實(shí)施方式中,稀土元素在約0.5wt%至約32襯%的范圍。在另一實(shí)施方式中,稀土元素在約2wt%至約9襯%的范圍。在又另一實(shí)施方式中,稀土元素在約4wt%至約6襯%的范圍??赏ㄟ^常規(guī)手段將稀土元素交換到固態(tài)酸組分中。在一個實(shí)施方式中,固態(tài)酸組分是鑭系交換的Y-沸石。催化劑可另外包括基質(zhì)材料。適當(dāng)?shù)幕|(zhì)材料的實(shí)例是氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、粘土和它們的混合物。通常優(yōu)選包括氧化鋁的基質(zhì)材料。在一個實(shí)施方式中,基于催化劑中存在的固態(tài)酸和基質(zhì)材料的總重量,催化劑包括約至約98wt%的固態(tài)酸和約98wt%至約2wt%的基質(zhì)材料。在另一實(shí)施方式中,基于催化劑中所含的固態(tài)酸和基質(zhì)材料的總重量,催化劑包括約10wt%至約90wt%的固態(tài)酸和約90wt%至約10襯%的基質(zhì)材料。在另一實(shí)施方式中,催化劑包括約10wt%至約80襯%的基質(zhì)材料和余量固態(tài)酸。在又另一實(shí)施方式中,基于催化劑中所含的固態(tài)酸和基質(zhì)材料的總重量,催化劑包括約10wt%至約40wt%的基質(zhì)材料和余量固態(tài)酸。催化劑優(yōu)選地含有非鹵素組分。在一個實(shí)施方式中,催化劑包括催化劑顆粒,其中(i)具有直徑為約40至約8,OOOnm(在此定義為“大孔”)的催化劑的孔容和(ii)催化劑顆粒的特征長度之間的比率在約0.01至約0.90ml/(g*mm),并且其中該催化劑具有至少0.20ml/g的總孔容。催化劑顆粒的特征長度被定義為這一催化劑顆粒的固體部分的幾何體積和幾何表面積的比率。對于幾何體積和幾何表面積的測定是本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的并且可以例如按DE2354558所述來進(jìn)行。根據(jù)適用于3.6-8,OOOnm直徑的孔的Washburn等式,通過汞的注入來測定大孔容以及總孔容。在一個實(shí)施方式中,大孔容和特征長度之間的比率高于約0.20ml/(g*mm),和在另一實(shí)施方式中,高于約0.30ml/(g*mm)。在又另一實(shí)施方式中,該比率高于約0.40ml/(g*mm),但低于約0.80ml/(g*mm)。在一個實(shí)施方式中,催化劑具有至少約0.23ml/g的總孔容,而在另一實(shí)施方式中,至少約0.25ml/g。在一個實(shí)施方式中,催化劑顆粒具有至少約0.IOmm的特征長度,在另一實(shí)施方式中,至少約0.16mm,和在又另一實(shí)施方式中,至少約0.20mm。在一個實(shí)施方式中,特征長度的上限為約2.0mm,在另一實(shí)施方式中,為約1.0mm,和在又另一實(shí)施方式中,為約0.6mm。在催化劑的一個實(shí)施方式中,催化劑的大孔孔容至少約0.05ml/g,在另一實(shí)施方式中,至少約0.08ml/g。在一個實(shí)施方式中,大孔孔容的上限低于約0.30ml/g,在另一實(shí)施方式中,低于約0.25ml/g。催化劑的顆??梢跃哂卸喾N不同形狀,包括球體、柱體、環(huán)、以及對稱或不對稱的多凸起(polylobe),例如三和四凸起。在一個實(shí)施方式中,催化劑顆粒具有平均粒徑為至少約0.5mm,在另一實(shí)施方式中,至少約0.8mm,和在又另一實(shí)施方式中,至少約1.0mm。在一個實(shí)施方式中,平均粒徑的上限為約10.0mm,在另一實(shí)施方式中為約5.0mm,和在又另一實(shí)施方式中為約3.Omm通過調(diào)節(jié)含水量來制備用于根據(jù)本發(fā)明的工藝的催化劑。例如,可將固態(tài)酸組分與基質(zhì)材料混合來形成載體顆粒,隨后煅燒該顆粒。例如可通過將加氫金屬組分的溶液注入該載體顆粒來使該催化劑組合物并入加氫功能。注入后,可煅燒該催化劑。在一個實(shí)施方式中,催化劑在諸如氫氣的還原氣體中,在約200至約500°C范圍的溫度下被還原。在另一實(shí)施方式中,催化劑在約250至約350°C范圍的溫度下被還原??梢栽谡{(diào)節(jié)含水量之前,向催化劑加入水后進(jìn)行該還原反應(yīng),和/或通過使用還原反應(yīng)作為調(diào)節(jié)含水量的一個方式。在一個實(shí)施方式中,在調(diào)節(jié)含水量之前進(jìn)行該還原反應(yīng)。在另一實(shí)施方式中,在干燥的非還原氣體(例如氮?dú)?、氦氣、空氣?中干燥催化劑以后,進(jìn)行該還原反應(yīng)??梢酝ㄟ^PCT/EP2005/000929中所述的多種方法來調(diào)節(jié)催化劑的含水量,該申請?jiān)诖送ㄟ^整體引用而被引入本文。這些方法以方法1、2和3被示例如下。方法1包括通過將催化劑暴露于水中來增加催化劑的L0I。這可以通過將催化劑暴露于含水氣氛,如環(huán)境條件下的空氣而實(shí)現(xiàn)。這一方法的實(shí)施方式包括將還原后的催化劑暴露于水中直到達(dá)到期望的水平,將未還原的催化劑暴露于水中直到達(dá)到高于該期望水平的L0I,隨后還原該催化劑,從而將該LOI減至該期望的水平,將該還原后的催化劑暴露于水中直到實(shí)現(xiàn)高于期望水平的L0I,隨后在惰性或還原氣氛下處理該催化劑,從而將該LOI降至該期望的水平,并且在氫氣和含水氣氛下還原該催化劑。方法2包括通過將LOI高于期望水平的未還原的催化劑還原而將現(xiàn)有催化劑的LOI降至期望的水平。方法3包括通過用LOI低于期望水平的催化劑開始烷基化工藝并在處理期間向烷基化單元添加水而進(jìn)行原位水添加,例如通過向烴供料添加水,通過在含水氣氛下再生該催化劑和/或通過將該再生的催化劑暴露于含水氣氛。也可使用兩種或更多種上述方法的組合。將在烷基化工藝中被烷基化的烴是分支的飽和烴,例如具有4-10個碳原子的異烷烴。實(shí)例是異丁烷、異戊烷、異己烷或它們的混合物。烷基化試劑是具有2-10個碳原子的烯烴或烯烴混合物。在一個實(shí)施方式中,烷基化工藝由異丁烷與丁烯的烷基化組成。如熟練技術(shù)人員顯而易見的,烷基化工藝可以采取任何適當(dāng)?shù)男问?,包括流床工藝、漿料工藝和固定床工藝。該工藝可以在許多床和/或反應(yīng)器中進(jìn)行,如果需要,各個床和/或反應(yīng)器單獨(dú)添加烷基化試劑。此種情況下,本發(fā)明的工藝可以在各個單獨(dú)的床或反應(yīng)器中進(jìn)行。如上所提及,可以在工藝期間加入水以便將催化劑的LOI增至期望的水平。這一水可以在烷基化反應(yīng)期間通過例如烴供料或烷基化試劑供料而被加入?;蛘?,可以通過在下面所述的任選的(溫和)再生步驟期間使用含水氣氛或者通過在單獨(dú)的中間水化步驟中將催化劑與水接觸來使該催化劑與水結(jié)合??梢栽诖呋瘎┑腖OI于處理期間(即烷基化反應(yīng)和/或再生期間)減小后應(yīng)用類似的方法來使催化劑再水化。適合的工藝條件是熟練技術(shù)人員已知的。優(yōu)選地,應(yīng)用WO98/23560中公開的烷基化工藝。本發(fā)明工藝中應(yīng)用的工藝條件概括于下表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>任選地,可將催化劑與在氣相下的氫進(jìn)行高溫再生。這一高溫再生可在至少約150°C的溫度下進(jìn)行,在一個實(shí)施方式中,在約150°至約600°C進(jìn)行再生,在另一實(shí)施方式中,在約200°至約400°C進(jìn)行再生。對于這一再生方法的細(xì)節(jié),參考WO98/23560,并且尤其是第4頁第12-19行,其在此通過整體引用被引入本文??梢栽谕榛に嚻陂g周期性地應(yīng)用高溫再生。如果由于高溫再生的結(jié)果,催化劑的含水量降至低于期望的水平,那么可在工藝期間以上述方式使催化劑再水化。除了高溫再生處理,可以在烷基化工藝期間應(yīng)用較溫和的再生,例如W098/23560所述,尤其是第9頁第13行至第13頁第2行,其在此通過整體引用被引入本文。在烷基化工藝期間,通過將催化劑與含有烴和氫氣的供料接觸而可對該催化劑間歇地進(jìn)行再生步驟,在一個實(shí)施方式中,所述再生在約90%或更少的催化劑活性周期下進(jìn)行,在另一實(shí)施方式中,在60%或更小,在又另一實(shí)施方式中,在20%或更小,和在另一實(shí)施方式中,在10%或更小。催化劑的活性周期在此定義為從烷基化試劑供料開始到相比于加至含催化劑的反應(yīng)器部分的烷基化試劑,有20%的烷基化試劑離開該含催化劑的反應(yīng)器部分而沒有被轉(zhuǎn)化(不算分子內(nèi)的異構(gòu)化)那一刻的時間。本發(fā)明的催化劑可通過包括下述步驟的工藝來制備a)在約400至約575°C范圍的溫度下煅燒含固態(tài)酸的顆粒;b)將VIII族貴金屬加入煅燒后的顆粒中以形成含有貴金屬的顆粒;和C)在約350至約600°C范圍的溫度下煅燒該含貴金屬的顆粒。如果在加入加氫組分之前和之后的煅燒步驟在特定溫度窗內(nèi)進(jìn)行,那么可以進(jìn)一步改善本發(fā)明催化劑的烷基化反應(yīng)性能。在步驟a)中,在約400至約575°C范圍的溫度下煅燒含固態(tài)酸的顆粒,在另一實(shí)施方式中,在約450至約550°C的范圍,和在又另一實(shí)施方式中,在約460至約500°C的范圍。加熱速率在約0.1至約100°C/min的范圍,并且在一個實(shí)施方式中,從約0.5°C至約50°C/min,和在另一實(shí)施方式中,從約1°C至約30°C/min。進(jìn)行煅燒約0.01至約10hr,和在一個實(shí)施方式中,約0.1至約5hr,和在另一實(shí)施方式中,約0.5至約2hr。煅燒可在空氣和/或惰性氣體(例如氮?dú)?流下進(jìn)行。在一個實(shí)施方式中,這一氣流是干燥的。在另一實(shí)施方式中,該含固態(tài)酸的顆粒在煅燒前被干燥。這一干燥過程可在約110至約150°C的溫度下進(jìn)行。煅燒可以在任何設(shè)備中進(jìn)行,例如固定床反應(yīng)器,流床煅燒爐和旋轉(zhuǎn)管煅燒爐。然后在步驟b)將一種或多種VIII族貴金屬加入煅燒后的含固態(tài)酸顆粒中。在一個實(shí)施方式中,這通過使用包括VIII族貴金屬離子和/或它們的復(fù)合物和(任選地)NH4+離子的溶液進(jìn)行注入或含固態(tài)酸的顆粒的競爭性離子交換而進(jìn)行。在另一實(shí)施方式中,VIII族貴金屬是鉬、鈀和它們的組合。在又另一實(shí)施方式中,至少一種VIII族貴金屬是鉬。適合的VIII族貴金屬鹽包括硝酸鹽、氯化物和貴金屬的硝酸銨或它們的復(fù)合物(例如NH3復(fù)合物)。然后在步驟c)中在350-600°C范圍的溫度下煅燒得到的含貴金屬的顆粒。在一個實(shí)施方式中,在約400至約550°C下煅燒該顆粒,在另一實(shí)施方式中,從約450至約500°C??赏ㄟ^將該顆粒以0.1至約100°C/min加熱至介于約350和約600°C之間的期望終值來達(dá)到這一溫度。在一個實(shí)施方式中,將它們以約0.5至約50°C/min加熱,在另一實(shí)施方式中,以約1至約30°C/min。煅燒可進(jìn)行約0.01至約10hr,并且在一個實(shí)施方式中,約0.1至約5hr,和在另一實(shí)施方式中,約0.5至約2hr。煅燒可在空氣和/或惰性氣體(例如氮?dú)?流下進(jìn)行。在一個實(shí)施方式中,這一氣流是干燥的。任選地,在步驟b)和C)之間應(yīng)用單獨(dú)的干燥步驟?;蛘?,在煅燒步驟期間干燥該含貴金屬的顆粒。還任選地,在約200至約250°C的溫度下引入15-120分鐘的滯留。在煅燒步驟c)后,可在諸如氫氣的還原氣體中,約200至約500°C的溫度范圍還原得到的催化劑顆粒,在一個實(shí)施方式中,從約250至約350°C。實(shí)施例包括稀土元素離子和減少的貴金屬濃度的催化劑的件能通過常規(guī)途徑制備沒有稀土元素離子的參考標(biāo)準(zhǔn)Y-沸石,即制備Y-沸石_鈉(NaY)(SAR5.5,Na2O約13wt%),隨后用NH4+-離子進(jìn)行離子交換(剩余的Na2O通常約4.2wt%),在約575至約625°C蒸汽化得到aQ為約24.53-24.57入,用NH4+-離子進(jìn)行第二次離子交換(剩余的Na2O通常約1.Owt%),進(jìn)一步在約500至約550°C蒸汽化得到aQ為約24.44-24.52人,在沒有NH4+-離子下,在約80°C的溫度用H2SO4或HCl進(jìn)行酸浸以增加總-SAR(SAR定義為在沸石材料中存在的SiO2和Al2O3的比率(mol/mol))從約6至約12(Na2O降至約0.2wt%),并干燥。根據(jù)相似的工序來制備本發(fā)明的沸石,然而在第一交換步驟中使用NH4+-以及稀土元素離子并將蒸汽化溫度降至約400至約50(TC。在這一低蒸汽化溫度下,形成較少的非骨架氧化鋁并且不需要酸浸。所以在第一次蒸汽處理后,只需要與NH4+-離子進(jìn)行交換然后干燥該沸石。然而,如果需要實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)腟AR,a(l和Na2O含量,可使用多個蒸汽化和與NH4+-離子的離子交換的步驟。在一個實(shí)施方式中,Na2O范圍為約0.2至約0.9wt%,SAR范圍為約6至約8,a0范圍為約24.58-24.72埃以及稀土元素范圍為約2至約9wt%。在其它實(shí)施方式中,Na2O范圍為約0.3至約0.5wt%,SAR范圍為約6至約7,aQ范圍為約24.62-24.70埃以及稀土元素范圍為約4至約6wt%。被檢測的烷基化催化劑具有下面的組成和特性約60至約80%的上述沸石,約20至約40%的氧化鋁,約0.05至約0.35%的鉬,平均顆粒長度在約2至約6mm的范圍,平均長度/直徑比在約1至約7.5的范圍,顆粒直徑在約0.5至約3mm的范圍,以及側(cè)壓強(qiáng)度在約1.5至約101bs/mm的范圍。一般檢測工序向WO9823560(其在此通過整體引用被引入本文)中所述的具有2cm直徑的固定床循環(huán)式反應(yīng)器中裝入38.6克催化劑擠出物(基于干重,即對含水量校正的實(shí)際重量)和碳化硅顆粒(60目)的11體積/體積混合物。在反應(yīng)器管的中心,設(shè)置直徑6mm的熱電偶。用干燥氮?dú)鉀_洗反應(yīng)器30分鐘(21N1/小時)。接下來,在升高壓力下檢測體系的泄漏,這之后將壓力設(shè)定為21巴并且氮?dú)饬魉贋?1N1/小時。然后將反應(yīng)器溫度以1°C/min的速率升至275°C,在275°C,用干燥氫氣代替氮?dú)獠⑶以?75°C還原催化劑?;蛘撸谝幌盗?rim)間的以相同催化劑樣品進(jìn)行高溫再生的情況下,在為除去烴而用氫氣排出并沖洗反應(yīng)器同時維持烷基化反應(yīng)溫度后,將氫氣流設(shè)定為21N1/小時并且然后將反應(yīng)器溫度以1°C/min的速率升至275°C,并在275°C再生催化劑。2小時后,將反應(yīng)器溫度降至反應(yīng)溫度。在冷卻期間,將水加入氫氣流以獲得約2-3襯%的催化劑LOI(催化劑的LOI定義為在600°C加熱2小時后的催化劑重量損失)。隨著反應(yīng)溫度的達(dá)到而中止氫蒸汽。將含有約2.5_3wt%烷基化物的異丁烷(添加烷基化物以加速失活速率,被添加的烷基化物的組成類似于所述條件下的工藝生產(chǎn)的烷基化物)以及約lmol%溶解的氫以約4,000克/小時供應(yīng)反應(yīng)器。(注意在沒有稀土金屬的催化劑的情形下,檢測條件不是很嚴(yán)苛,因?yàn)闆]有將烷基化物加入異丁烷)。將約95-98%的異丁烷/烷基化物混合物供料回反應(yīng)器。將約2-5%排出用于分析。將此數(shù)量的異丁烷/烷基化物混合物供應(yīng)反應(yīng)器以確保體系中恒定量的液體。當(dāng)體系穩(wěn)定后,停止氫氣的添加并且加入如此數(shù)量的順式-2-丁烯以在含有稀土金屬的樣品的情形下得到約0.2的順式-2-丁烯-WHSV而在沒有稀土金屬的樣品的情形下得到約0.13。體系中的液體流動的總速率維持在約4,000g/ho反應(yīng)器入口處的異丁烷與順式-2-丁烯的重量比在具有稀土金屬的樣品的情形下為約500-600,而在沒有稀土金屬的樣品的情形下為約700-800。反應(yīng)器中的壓力達(dá)到約21巴。在檢測期間,通過控制用于分析的排出流,將烴再循環(huán)流的總烷基化物(來自添加的和生產(chǎn)的烷基化物)濃度維持在約6.5-7.5wt%。注意在沒有稀土金屬的樣品的情形下,烷基化物的濃度為約2.5-3.5wt%。每反應(yīng)1小時后,對該催化劑進(jìn)行再生是通過用異丁烷/烷基化物混合物沖洗催化劑5分鐘,隨后通過將催化劑與1摩爾%的H2的異丁烷/烷基化物混合物溶液接觸而進(jìn)行50分鐘的再生,然后再用異丁烷/烷基化物混合物沖洗催化劑5分鐘(總沖洗和再生時間為1小時)。這一沖洗步驟后,再次開始烷基化反應(yīng)。在沖洗步驟、再生步驟和反應(yīng)步驟期間的溫度是相同的。按上面進(jìn)行該工藝并且將催化性能作為時間的函數(shù)來測量。該性能用每個反應(yīng)器途徑的烯烴轉(zhuǎn)化率以及研究法辛烷值(RON)來表征。按照WO9823560的第13和14頁所述測定RON,只是除了將總C9+(除去2,2,5_三甲基己烷)的RON貢獻(xiàn)估測為84而非90。每個反應(yīng)器途徑的烯烴轉(zhuǎn)化率是在催化劑床的入口和出口之間轉(zhuǎn)化的烯烴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(作為百分?jǐn)?shù)),不計(jì)算烯烴分子內(nèi)的異構(gòu)化。期望高的烯烴轉(zhuǎn)化率以降低導(dǎo)致催化劑失活的二級反應(yīng)。因此,將所有催化劑在高于95%的初始轉(zhuǎn)化率水平進(jìn)行比較。在具有稀土金屬的催化劑的檢測條件的情形下,必須將溫度控制在約75°C以獲得這些轉(zhuǎn)化率水平。在沒有稀土金屬的催化劑的較不嚴(yán)苛的檢測條件的情形下,將溫度控制在約55°C。圖1示出了對于本發(fā)明催化劑配方的RON的影響。鉬含量在0.05襯%至0.35wt%之間變化。所有被檢測的催化劑都包括約70襯%的沸石。催化劑還有約5襯%的稀土金屬。所計(jì)算重量時空速度為約0.2和所計(jì)算的供料到反應(yīng)器中的異丁烷和烯烴的異丁烷與烯烴比為約24。結(jié)果顯示RON在Pt含量約0.15-0.20襯%之上變化很少。在約0.15wt%Pt含量之下,觀察到更顯著的RON降低。圖2示出當(dāng)包括不含稀土金屬的沸石的催化劑的貴金屬含量改變時,隨著貴金屬含量減小而催化劑性能惡化更快,并且導(dǎo)致最佳貴金屬含量為約0.35wt%,這比在沸石包括稀土金屬時所需的更高。所計(jì)算重量時空速度為約0.13和所計(jì)算的供料到反應(yīng)器中的異丁烷和烯烴的異丁烷與烯烴比為約30。權(quán)利要求一種使烴烷基化的工藝,其中在催化劑存在下,將可烷基化的有機(jī)化合物與烷基化試劑反應(yīng)以形成烷基化物,該催化劑包括在約0.15wt%和0.25wt%之間的至少一種貴金屬和含有稀土金屬的固態(tài)酸組分,將催化劑與含有飽和烴和氫的供料接觸而對該催化劑間歇地進(jìn)行再生步驟,所述再生在約90%或更少的催化劑活性周期下進(jìn)行,催化劑的活性周期定義為從烷基化試劑供料開始到相比于進(jìn)入含催化劑的反應(yīng)器部分的烷基化試劑,有20%的烷基化試劑離開該含催化劑的反應(yīng)器部分而沒有被轉(zhuǎn)化,不算分子內(nèi)的異構(gòu)化那一刻的時間,其中在所述催化劑的活性沒有任何實(shí)質(zhì)性降低之前對所述催化劑進(jìn)行再生。2.如權(quán)利要求1的工藝,其中可烷基化的有機(jī)化合物是異丁烷而烷基化試劑包括C3-C5烯烴。3.如權(quán)利要求2的工藝,其中烷基化試劑是丁烯或丁烯的混合物。4.如權(quán)利要求1的工藝,其中至少一種貴金屬放在載體上,該載體包括約2至約98襯%的含氧化鋁的基質(zhì)材料,和其余是含有稀土金屬的固態(tài)酸組分。5.如權(quán)利要求1的工藝,其中固態(tài)酸組分是八面沸石。6.如權(quán)利要求5的工藝,其中固態(tài)酸組分通過包括下述步驟的方法來制備制備鈉沸石,用NH4+和稀土金屬離子將鈉沸石進(jìn)行離子交換以將Na2O減至約4至約5wt%,使該沸石在約400至約50下蒸汽化以致aQ在約24.62至約24.70人的范圍,用NH4+離子進(jìn)行離子交換以將Na2O減至約0.3至約0.9wt%,并干燥。7.如權(quán)利要求6的工藝,其中產(chǎn)物沸石的總SAR在約6至約12的范圍。8.如權(quán)利要求1的工藝,其中貴金屬是鉬、鈀或它們的混合物。9.如權(quán)利要求1的工藝,其中稀土金屬是鑭系。10.如權(quán)利要求1的工藝,其中催化劑周期性地用氣相氫進(jìn)行高溫再生。11.如權(quán)利要求1的工藝,其中催化劑是通過下述步驟來制備的a)在約400至約575°C范圍的溫度下煅燒含固態(tài)酸的顆粒;b)將VIII族貴金屬加入煅燒后的顆粒中以形成含有貴金屬的顆粒;和c)在約350至約600°C范圍的溫度下煅燒該含貴金屬的顆粒。12.如權(quán)利要求11的工藝,其中催化劑還包括約1.5至約6wt%的水,該含量以在600°C燃燒時的重量損失而被測量得到。13.如權(quán)利要求12的工藝,其中通過在用于烷基化工藝前,向包括固態(tài)酸和至少一種貴金屬的干燥催化劑中加入水來制備該催化劑。14.如權(quán)利要求1的工藝,其中使用包括少于約1.5wt%水的催化劑來開始烷基化工藝,并且其中在烷基化工藝期間將水加入該催化劑中。全文摘要本發(fā)明公開了一種利用包括含稀土元素的沸石的固態(tài)酸催化劑和加氫金屬的改良的烷基化工藝。文檔編號C07C2/58GK101827802SQ200880112226公開日2010年9月8日申請日期2008年10月7日優(yōu)先權(quán)日2007年10月17日發(fā)明者伊曼紐爾·赫曼紐斯·范布羅科文,馬克·亨德里克斯·哈特申請人:雅寶荷蘭有限責(zé)任公司
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