Катализатор окисления и его приготовление - RU2005126960A

Реферат

1. Способ приготовления нанесенной на носитель каталитической композиции, приемлемой для окисления этана до этилена и/или уксусной кислоты и/или окисления этилена до уксусной кислоты, причем упомянутая нанесенная на носитель каталитическая композиция включает катализатор, включающий один или несколько металлических компонентов, нанесенных на носитель, включающий альфа-оксид алюминия, и этот способ включает следующие стадии: а) приготовление суспензии одного или нескольких металлических компонентов и частиц носителя из альфа-оксида алюминия или предшественника носителя из альфа-оксида алюминия и (б) распылительная сушка суспензии.

2. Способ по п.1, который далее включает: (в) кальцинирование высушенной распылением суспензии.

3. Способ по п.1 или 2, в котором альфа-оксид алюминия, используемый для приготовления носителя, обладает удельной площадью поверхности, как это определяют по БЭТ, меньше 15 м²/г, в частности меньше 10 м²/г, например меньше 5 м²/г.

4. Способ по п.1 или 2, в котором альфа-оксид алюминия, используемый для приготовления носителя, обладает удельной площадью поверхности, как это определяют по БЭТ, по меньшей мере 0,1 м²/г, наиболее предпочтительно по меньшей мере 0,5 м²/г, в частности в интервале от 0,5 до меньше 10 м²/г, более предпочтительно в интервале от 0,5 до меньше 5 м²/г.

5. Способ по п.1 или 2, в котором альфа-оксид алюминия, используемый для приготовления носителя, обладает плотностью в пределах 0,5 и 5 г/см³, предпочтительно в пределах 0,8 и 2 г/см³.

6. Способ по п.1 или 2, в котором носитель представляет собой альфа-оксид алюминия.

7. Способ по п.1 или 2, в котором носитель включает смесь альфа-оксида алюминия с одним или несколькими материалами не из альфа-оксида алюминия.

8. Способ по п.7, в котором носитель включает один или несколько альфа-оксидов алюминия в сочетании с одним или несколькими диоксидами кремния и в котором один или несколько диоксидов кремния представляют собой диоксиды кремния с низким содержанием натрия.

9. Способ по п.8, в котором альфа-оксид алюминия составляет по меньшей мере 10 мас.% всего носителя, предпочтительно по меньшей мере 20%, в частности 40% или больше, а наиболее предпочтительно 50 мас.% или большее от общей массы носителя.

10. Способ по п.1 или 2, в котором нанесенная на носитель каталитическая композиция обладает удельной площадью поверхности, как это определяют по БЭТ, в пределах 0,1 и 20 м²/г, более предпочтительно в пределах 1 и 5 м²/г.

11. Способ по п.1 или 2, в котором нанесенная на носитель каталитическая композиция обладает плотностью в пределах 0,5 и 5 г/см³, более предпочтительно в пределах 0,8 и 2 г/см³.

12. Способ по п.1 или 2, в котором один или несколько металлических компонентов содержатся в нанесенной на носитель каталитической композиции в общем количестве, эквивалентном пределам 5 и 60% от массы всей нанесенной на носитель каталитической композиции, предпочтительно в пределах 20 и 50 мас.% включительно.

13. Способ по п.1 или 2, в котором катализатор в качестве металлического компонента включает палладий.

14. Способ по п.13, в котором катализатор представлен формулой Mo_aPd_bX_cY_d, в которой Х обозначает один или несколько из Cr, Mn, Nb, Та, Ti, V, Те и W; Y обозначает один или несколько из В, Al, Ga, In, Pt, Zn, Cd, Bi, Ce, Co, Rh, Ir, Cu, Ag, Au, Fe, Ru, Os, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba, Nb, Zr, Hf, Ni, P, Pb, Sb, Si, Sn, Tl и U, а обозначает 1, b обозначает число от 0,0001 до 0,01, с обозначает число от 0,4 до 1, a d обозначает число от 0,005 до 1.

15. Способ по п.1 или 2, в котором катализатор включает металлы молибден, ванадий и ниобий.

16. Способ по п.1 или 2, в котором катализатор включает металлы молибден, ванадий, ниобий и золото в отсутствии палладия в соответствии с эмпирической формулой

в которой Y обозначает один или несколько атомов металлов, выбранных из группы, включающей Cr, Mn, Та, Ti, В, Al, Ga, In, Pt, Zn, Cd, Bi, Се, Со, Rh, Ir, Cu, Ag, Fe, Ru, Os, К, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba, Zr, Hf, Ni, P, Pb, Sb, Si, Sn, Tl, U, Re, Те и La;

а, b, с, d, е и f обозначают такие грамм-атомные соотношения металлов, при которых

0<а≤1; 0≤b<1 и а+b=1;

10^-5< с≤0,02;

0

0<е≤1 и

0≤f≤2.

17. Способ по п.16, в котором а>0,01, d>0,1 и е>0,01.

18. Способ по п.17, в котором е≤0,5 и 0,01≤f≤ 0,5.

19. Способ по п.18, в котором 0,4≤d≤0,865; 0,135≤е≤0,23 и 0,55≤d+е≤1.

20. Способ по п.19, в котором а>0,01, 0,0001<с≤0,002, 0,425≤d≤0,8, 0,14≤е≤0,20, 0,6≤d+е≤0,95 и f≤0,2.

21. Способ по п.20, в котором 0,0005<с≤0,001, 0,45≤d≤0,7, е≥0,15, d+е≤0,9 и f≤0,02.

22. Способ по п.21, в котором d≥0,5, e≤0,18 и d+e≥0,7.

23. Способ по п.22, в котором d+е≥0,8.

24. Способ по одному из пп. с 17-23, в котором а обозначает 1.

25. Способ по одному из пп.с 17-23, в котором Y выбирают из группы, включающей Sn, Sb, Cu, Pt, Ag, Fe и Re.

26. Способ по п.1 или 2, в котором стадия (а) включает (I) приготовление отдельных растворов, включающих каждый металлический компонент, растворением достаточных количеств растворимых соединений и/или диспергирование всех нерастворимых соединений или таких количеств указанных соединений, при которых обеспечивается достижение целевого грамм-атомного соотношения металлических компонентов в каталитической композиции, (II) когда катализатор включает больше одного металлического компонента, смешение соответствующих растворов с получением одного раствора, включающего целевые количества металлических компонентов, и (III) смешение образовавшегося раствора с частицами носителя из альфа-оксида алюминия или предшественником альфа-оксида алюминия и, если требуется, с другими материалами носителей или предшественниками с получением суспензии.

27. Способ по п.26, в котором один или несколько растворов, включающих металлические компоненты, представляют собой водные растворы, значения рН которых находятся в интервале от 1 до 12, предпочтительно от 2 до 8, при температуре от 20 до 100°С.

28. Способ по п.1 или 2, в котором распылительную сушку проводят при температуре на выходе по меньшей мере 100°С, предпочтительно в пределах 120 и 180°С, например в пределах 130 и 150°С.

29. Способ по п.1 или 2, в котором распылительную сушку проводят при температуре на входе в пределах 250 и 350°С, например в пределах 280 и 300°С.

30. Нанесенная на носитель каталитическая композиция, приемлемая для окисления этана до этилена и/или уксусной кислоты и/или окисления этилена до уксусной кислоты, отличающаяся тем, что нанесенная на носитель каталитическая композиция приготовлена в соответствии со способом по одному из пп.1-29.

31. Способ селективного окисления этана до этилена и/или уксусной кислоты и/или селективного окисления этилена до уксусной кислоты, где этот способ окисления включает контактирование этана и/или этилена с содержащим молекулярный кислород газом при повышенной температуре в присутствии высушенной распылением нанесенной на носитель каталитической композиции по п.30.

32. Способ по п.31, в котором нанесенная на носитель каталитическая композиция кальцинирована выдержкой при температуре в интервале от 250 до 500°С в присутствии кислородсодержащего газа, например воздуха.

33. Способ по п.31 или 32, который осуществляют в процессе в псевдоожиженном слое.

34. Способ по п.33, в котором размер частиц нанесенной на носитель каталитической композиции такой, при котором размер по меньшей мере 50% частиц составляет меньше 300 мкм, а предпочтительно такой, при котором по меньшей мере 90% частиц обладают размером меньше 300 мкм.

35. Способ по п.34, в котором нанесенная на носитель каталитическая композиция находится в форме микросфероидальных частиц.

36. Способ по одному из п.31 или 32, в котором содержащий молекулярный кислород газ представляет собой кислород или кислород, разбавленный подходящим разбавителем, таким как азот.

37. Способ по одному из п.31 или 32, в котором в дополнение к этану и/или этилену и содержащему молекулярный кислород газу, подают воду (водяной пар).

38. Способ по одному из п.31 или 32, в котором в процесс направляют композицию исходных материалов, включающую (в мол.%) от 40 до 80% этана, от 0 до 10% этилена, от 0 до 20% воды, от 2 до 10% кислорода, а остальное - инертный газ, предпочтительно азот.

39. Способ по одному из п.31 или 32, в котором повышенная температура находится в интервале от 200 до 500°С, предпочтительно от 200 до 400°С, а наиболее предпочтительно в интервале от 260 до 360°С.

40. Способ по одному из п.31 или 32, в котором процесс проводят под давлением в интервале от 1 по 50 бар, предпочтительно от 1 по 30 бар.

41. Способ по одному из п.31 или 32, в котором процесс проводят при среднечасовой скоростью подачи газа (ССПГ) в пределах 100 и 10000 ч^-1, предпочтительно от 1000 до 5000 ч^-1.

42. Способ по п.24, в котором Y выбирают из группы, включающей Sn, Sb, Cu, Pt, Ag, Fe и Re.

43. Способ по п.16, в котором а обозначает 1.

44. Способ по п.16, в котором Y выбирают из группы, включающей Sn, Sb, Cu, Pt, Ag, Fe и Re.

45. Способ по п.43, в котором Y выбирают из группы, включающей Sn, Sb, Cu, Pt, Ag, Fe и Re.