加氫催化劑的製作方法
2023-10-20 14:41:57 2
專利名稱：加氫催化劑的製作方法
加氫催化劑相關申請的交叉引述本申請對美國臨時專利申請60/645431( 2005年1月20日提出申 請)擁有優先權，該專利公開內容已全文列入本文供參考。 技術領域本開發研究涉及用於加氫工藝的催化劑組合物及製備催化劑的方 法。該催化劑包含銥、鈀以及任選地包含選自銀、金、銅、鋅和錫的 元素中至少一種。根據本文所述，該催化劑可用於諸如乙炔的選擇性 氫化的加氫反應。
背景技術：
製備不飽和烴的方法通常涉及對多類烴進行裂解，因而常會形成 含有比所要求產物的不飽和程度更大的烴雜質的粗製品。這些不飽和 烴雜質常常難以與所要求的產品相分離。例如，聚合級乙烯中乙炔含 量低於約5份/百萬重量份是希望的。然而，當乙炔含量高於5份/百 分重量份時，就難以與乙烯相分離。已經採用的一種降低乙烯中乙炔含量的技術是採用包含負載在載 體(如氧化鋁)上的鈀的催化劑對乙炔進行選擇性加氫。在該加氫過 ,，希望除去不需要的高度不飽和乙炔而不會使乙烯氫化而形成乙 ^。然而，要開發研製一種能長期使用的、可進行這種選擇性加氫的 催化劑是很困難的。例如，據報導，負載在T氧化鋁上的鈀催化劑可 作為有效的選擇性加氫催化劑，但其選擇性會在運行100小時內迅速 下降(例如，參見英國專利916056; J.Mol. Catal. A173 (2001) 185-221; Catal.Today 24 (1997) 181-197 ; J. Catal. 158 (1996) 227-278; Appl.Catal.10 (1984) 369 )。由於目前已知負載的含鈀催化劑的活性在生產過程中會隨時間的 推移而下降，因而仍需要開發用於乙炔加氫的在整個生產過程中提供
改進的性能穩定性的催化劑和方法。特別重要的是對乙烯要有高的選 擇性而對不需要的乙烷的選擇性要比現有催化劑低。因此，本發明的目的是公開一種用於乙炔選擇性加氫工藝的催化 劑組合物，其中催化劑具有對乙炔加氫的選擇性，但不會促進乙烯加 氫，該催化劑比先有技術催化劑更有效。發明內容本發明涉及用於乙炔選擇性加氫的催化劑組合物及製備催化劑的 方法。與先有技術催化劑例如鈀/銀催化劑相比，本發明催化劑具有高 的選擇性並提高了催化劑長期使用過程中的性能穩定性。該催化劑包含約0. 001重量°/。-約1. 5重量°/。銥、約0. 005重量°/。-約0. 5重量％鈀及任選地包含至少一種選自銀、金、銅、鋅和錫的元素， 其濃度至多約0. 5重量％。在一個優選的實施方案中，催化劑的製備方 法應使鈀固定在催化劑載體的表面上的第一 250微米內。
具體實施方式
本發明是一種用於乙烯純化過程中的乙炔選擇性加氫催化劑。本 發明還包括製備適用於乙烯純化過程中的乙炔選擇性加氫催化劑的方 法，以及釆用本發明催化劑的乙炔加氫用於乙烯純化的方法。本發明催化劑主要用於乙烯物流中乙炔的選擇性加氫。乙烯原料 流中通常含有諸如氫、甲烷、乙烷、 一氧化碳和乙炔等雜質。選擇性 》口氫的目標是降低存在於乙烯原料流中乙炔雜質的含量而基本上不降 低乙烯含量。如技術上所已知，在乙炔選擇性加氫過程中可釆用催化劑。然而， 催化劑可能會發生失活。催化劑失活表示催化劑自身對所要的乙烯的 逸擇性下降，而對不希望有的乙烷的選擇性提高了。而且催化劑失活 還會降低工藝過程中所用催化劑的催化活性。本發明催化劑包含在無機載體上的銥("Ir")和鈀("Pd") ^及任選地包含催化促進劑("M")。催化劑載體可以是任何技術上 if常已知的用於加氫催化劑的栽體。例如，這種載體可以是金屬的鋁 酸鹽如鋁酸鈣、鋁酸鎂、六鋁酸鋇、鋁酸鎳和氧化鋁，二氧化矽，氧化矽-氧化鋁，活性炭，二氧化鈰，氧化鋯，氧化鉻-氧化鋁，二氧化 鈦，氧化鎂，以及它們的混合物。在一個例證性實施方案中，(但不受此限制)，載體是表面積為約30平方米/克至約50平方米/克的氧 牝鋁。在另一個實施方案中，載體是oc-氧化鋁。本發明催化劑的化學計量通式為IrxPdyM2，式中銥濃度為約0. 001重量 %-約1. 5重量％,鈀的濃度為約0. 005重量%-約0. 5重量％，催化促進劑濃 度為至多約0.5重量％。在一個例證性實施方案中(但不受此限制)，催 化劑包含的銥的濃度為約0. 01重量％-約0. 06重量％，鈀的濃度為約0. 01 重量%-約0. 06重量％，催化促進劑濃度為至多約0. 2重量％、 4巴催化劑是 技術上一般已知的有效的加氫催化劑。然而，銥顯然是使催化劑具有長期 穩定性和抑制催化劑失活的關鍵成分。技術上還知道，催化促進劑("M") 添加在催化劑中可降低失活作用並可減少綠油的形成。在本發明的開發研 究中，催化促進劑選自銀、金、銅、鋅、錫以及它們的結合。本發明催化劑可通過任何一種技術上已知的步驟製備。在一個例 證性實施方案中，除以AgN03用作銀的前體外，其餘都以金屬氯化物 的水溶液作為金屬的前體，可通過過量溶液浸漬或早期潤溼浸漬技術 將金屬進行沉積。然後，將催化劑乾燥並灼燒。在一個優選實施方案 中，製備催化劑以使鈀固定在催化劑載體表面上的第一 250微米內。 美國專利4484015和4404124已對這類方法作了介紹，該兩專利內容 已全文列入本文供參考。該催化劑可用於加氫反應，也可用於氧化反應。例如，該催化劑 可用於包括取代乙炔如(但不受此限制)甲基乙炔或曱基乙炔/丙二烯 乂MAPD)的各類乙炔的加氫。另一方面，該催化劑可用於氧化反應如 (不受此P艮制)醋酸乙烯酯的氧化。本發明催化劑由於包含銥、鈀與催化促進劑而不同於先有技術催 華劑，因而能製成比先有技術催化劑更穩定的催化劑。大家都知道， 在不超出本開發研究範圍的前提下，本發明催化劑還可通過除本文中 公開的方法以外的其它方法來製備，也可負載在本文所列載體以外的 其它載體上。
權利要求
1. 一種乙炔選擇性加氫的催化劑，該催化劑包含負載在無機栽體 上的銥和鈀以及催化促進劑，其中所述催化促進劑選自銀、金、銅、鋅、 錫以及它們的結合，其中無機載體選自氧化鋁、二氧化矽、氧化矽-氧 化鋁、活性炭、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鉻-氧化鋁、二氧化鈦、氧化 鎂、金屬鋁酸鹽、鋁酸鉤、鋁酸鎂、六鋁酸鋇、鋁酸鎳以及它們的混合 物。
2. 權利要求1的催化劑，其中所述銥的濃度為0.001重量％-1.5重量％。
3. 權利要求2的催化劑，其中所述銥的濃度為0.01重量％-0. 06 重量％。
4. 權利要求1的催化劑，其中所述鈀的濃度為0.005重量°/。-0. 5 重量％。
5. 權利要求4的催化劑，其中所述鈀的濃度為0.01重量％-0. 06 重量％。
6. 權利要求l的催化劑，其中所述催化促進劑的濃度為至多0.5 重量％。
7. 權利要求6的催化劑，其中所述催化促進劑的濃度為至多0.2 重量％。
8. 權利要求l的催化劑，其中所述載體是表面積為30平方米/克 -50平方米/克的氧化鋁。
9. 權利要求1的催化劑，其中所述載體為a-氧化鋁。
10. —種乙炔選擇性加氫的催化劑，該催化劑包含無機載體和 0, 001重量％-1. 5重量％銥、0. 005重量％-0. 5重量°/。鈀以及至多0. 5重量 %催化促進劑，其中所述催化促進劑選自銀、金、銅、鋅、錫及它們的 蜂合。
11. 權利要求IO的催化劑，其中所述栽體選自氧化鋁、二氧化矽、 辱化矽-氧化鋁、活性炭、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鉻-氧化鋁、二氧化 鈦、氧化鎂、金屬鋁酸鹽、鋁酸釣、鋁酸鎂、六鋁酸鋇、鋁酸鎳以及它 們的混合物。
12. 權利要求ll的催化劑，其中所述載體為表面積為30平方米/ 克-50平方米/克的氧化鋁。
13. 權利要求ll的催化劑，其中所述載體為a-氧化鋁。
14. 權利要求10的催化劑，其中所述銥、所述鈀和所述催化促進 劑通過過量溶液浸漬技術進行沉積。
15. 權利要求10的催化劑，其中所述銥、所述鈀和所述催化促進 劑通過早期潤溼浸漬技術進行沉積。
16. 權利要求10的催化劑，其中所述銥的濃度為0. 01重量％-0. 06 重量％，所述鈀的濃度為0. 01重量％-0. 06重量％。
17. —種乙炔選擇性加氫催化劑，該催化劑包含在無機載體上的 舉和鈀，其中所述鈀是固定在催化劑載體表面的第一 250微米內。
18. 權利要求17的催化劑，其中所述催化劑包含濃度為0. 001重 量％-1. 5重量°/。所述銥和濃度為0. 005重量％-0. 5重量％所述鈀。
19. 權利要求17的催化劑還包含至多0. 5重量％選自銀、金、銅、 鋅、錫以及它們的結合的催化促進劑。
20. 權利要求19的催化劑，其中所述催化劑包含濃度為0.01重 量％-0. 06重量°/。的銥，所述催化劑包含濃度為0. 01重量％-0. 06重量％ 的鈀，所述催化劑包含濃度為至多0. 2重量％的催化促進劑。
21. 權利要求17的催化劑，其中所述載體選自氧化鋁、二氧化矽、 攀化矽-氧化鋁、活性炭、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鉻-氧化鋁、二氧化 鈦、氧化鎂、金屬鋁酸鹽、鋁酸鉤、鋁酸鎂、六鋁酸鋇、鋁酸鎳以及它 甸的混合物。
全文摘要
本研究涉及乙炔選擇性加氫的催化劑組合物及製備該催化劑的方法。該催化劑包含銥、鈀和任選地包含選自銀、金、銅、鋅和錫的元素中至少一種。在優選的實施方案中，製備催化劑以使鈀固定在催化劑載體的表面上的第一250微米內。與先有技術催化劑例如鈀/銀催化劑相比，本發明催化劑具有高的選擇性並有改進的催化劑長期使用過程中的性能穩定性。
文檔編號B01J23/46GK101146614SQ200680005838
公開日2008年3月19日 申請日期2006年1月19日 優先權日2005年1月20日
發明者A·羅基克, D·林克, J·博耶, S·布蘭肯希普 申請人:蘇德-化學公司