Катализатор и способ конверсии оксигенатов в олефины - RU2016129499A
Код документа: RU2016129499A
Формула
1. Катализатор конверсии оксигенатов в олефины, причем катализатор содержит один или более цеолитов с типом структуры MFI, MEL и/или MWW и частицы одного или более оксидов металлов,
где указанные один или более цеолиты с типом структуры MFI, MEL и/или MWW содержат один или более щелочноземельных металлов, выбранных из группы, состоящей из Mg, Са, Sr, Ва и комбинаций двух или более из них,
причем катализатор проявляет водопоглощение 9,0 масс. % или менее.
2. Катализатор по п. 1, в котором указанные частицы одного или более оксидов металлов содержат фосфор, причем фосфор находится, по меньшей мере, частично в оксидной форме.
3. Катализатор по п. 1, в котором указанные один или более цеолиты с типом структуры MFI, MEL и/или MWW содержат фосфор, причем фосфор находится, по меньшей мере, частично в оксидной форме.
4. Катализатор по п. 1, в котором указанные один или более цеолиты имеют тип структуры MFI.
5. Катализатор по п. 1, в котором указанные щелочноземельные металлы выбраны из группы, состоящей из Mg, Са, Sr и комбинаций двух или более из них.
6. Катализатор по п. 1, в котором указанные один или более цеолиты с типом структуры MFI, MEL и/или MWW содержат указанные один или более щелочноземельные металлы в общем количестве в диапазоне от 0,1 до 20 масс. % в расчете на общее количество указанных одного или более цеолитов с типом структуры MFI, MEL и/или MWW и в пересчете на металл.
7. Катализатор по п. 1, в котором указанные один или более оксиды металлов выбраны из группы, состоящей из диоксида кремния, оксида алюминия, диоксида титана, диоксида циркония, смешанных оксидов алюминия-титана, смешанных оксидов алюминия-циркония, смешанных оксидов алюминия-лантана, смешанных оксидов алюминия-циркония-лантана, смешанных оксидов титана-циркония и смесей двух или более из них.
8. Катализатор по п. 1, в котором массовое соотношение цеолит : оксид металла в катализаторе находится в диапазоне от 10:90 до 95:5.
9. Катализатор по п. 2, в котором общее количество фосфора в расчете на сумму общей массы цеолитов с типом структуры MFI, MEL и/или MWW и общей массы частиц одного или более оксидов металлов и в пересчете на элемент находится в диапазоне от 0,1 до 20 масс. %.
10. Катализатор по любому из пп. 1-9 в виде формованного изделия, содержащего смесь указанных одного или более цеолитов с типом структуры MFI, MEL и/или MWW и указанных частиц одного или более оксидов металлов.
11. Способ получения катализатора по любому из пп. 1-10, включающий
(I) предоставление катализатора, содержащего один или более цеолитов с типом структуры MFI, MEL и/или MWW и частицы одного или более оксидов металлов,
где указанные один или более цеолиты с типом структуры MFI, MEL и/или MWW содержат один или более щелочноземельных металлов, выбранных из группы, состоящей из Mg, Са, Sr, Ва и комбинаций двух или более из них; и
(II) обработку катализатора одним или более силилирующими агентами;
(III) необязательно прокаливание силилированного катализатора, полученного на (II).
12. Способ по п. 11, в котором стадия (I) включает
(I.a) предоставление одного или более цеолитов с типом структуры MFI, MEL и/или MWW;
(I.b) пропитку указанных одного или более цеолитов с типом структуры MFI, MEL и/или MWW раствором, содержащим указанные один или более щелочноземельные металлы;
(I.c) необязательно сушку одного или более пропитанных цеолитов, полученных на (I.b);
(I.d) необязательно прокаливание одного или более пропитанных цеолитов, полученных на (I.b) или (I.c);
(I.e) получение смеси, содержащей указанные один или более пропитанные и необязательно высушенные и/или прокаленные цеолиты с типом структуры MFI, MEL и/или MWW, один или более растворителей и частицы указанных одного или более оксидов металлов и/или соединения-предшественники указанных одной или более частиц одного или более оксидов металлов;
(I.f) гомогенизацию смеси, полученной на (I.e);
(I.g) экструзию гомогенизированной смеси, полученной на (I.f);
(I.h) необязательно сушку экструдата, полученного на (I.g);
(I.i) необязательно прокаливание экструдата, полученного на (I.g) или (I.h).
13. Способ по п. 12, в котором стадия (I.e) включает
(I.е.1) получение смеси, содержащей указанные один или более пропитанные и необязательно высушенные и/или прокаленные цеолиты с типом структуры MFI, MEL и/или MWW и частицы указанных одного или более оксидов металлов и/или соединения-предшественники указанных одной или более частиц одного или более оксидов металлов;
(I.e.2) смешивание смеси, полученной на (I.e.1), с фосфорсодержащим раствором;
(I.e.3) перемешивание смеси, полученной на (I.e.2), с одним или более растворителями.
14. Способ по п. 12, в котором стадия (I) дополнительно включает
(I.j) пропитку указанного необязательно высушенного и/или прокаленного экструдата фосфорсодержащим раствором;
(I.k) необязательно сушку пропитанного экструдата, полученного на (I.j);
(I.l) необязательно прокаливание экструдата, полученного на (I.j) или (I.k).
15. Способ по п. 12, в котором за пропиткой на (I.b), или сушкой на (I.c), или прокаливанием на (I.d) следует приведение указанных одного или более пропитанных цеолитов с типом структуры MFI, MEL и/или MWW к размеру частиц D50 в диапазоне от 5 до 1000 мкм.
16. Способ по п. 12 или 14, в котором сушку на (I.c), (I.h) и/или (I.k) проводят при температуре в диапазоне от 50 до 220°C.
17. Способ по любому из пп. 11, 12 или 14, в котором прокаливание на (I.d), (I.i), (I.l) и/или (III) проводят при температуре в диапазоне от 300 до 850°C.
18. Способ по любому из пп. 12-14, в котором раствор, используемый на (I.b) и/или (I.j) или (I.e.2), и/или смесь, полученная на (I.e) или (I.e.3), содержит один или более растворителей, выбранных из группы, состоящей из спиртов, воды, смесей двух или более спиртов и смесей воды и одного или более спиртов.
19. Способ по п. 11, в котором указанные один или более силилирующие агенты выбирают из группы, состоящей из алкилдисилазанов, алкилалкоксисиланов, галогеналкилсиланов и смесей двух или более из них.
20. Способ по п. 19, в котором алкилдисилазаны выбирают из группы, состоящей из гексаалкилдисилазанов.
21. Способ по п. 19, в котором алкилалкоксисиланы выбирают из группы, состоящей из триалкилалкоксисиланов, алкилтриалкоксисиланов и смесей двух или более из них.
22. Способ по п. 19, в котором галогеналкилсиланы выбирают из группы, состоящей из дигалогендиалкилсиланов, и
причем независимо друг от друга галогеновые группы выбирают из группы, состоящей из галогенов и псевдогалогенов.
23. Способ по п. 11, в котором стадию (II) проводят при нагревании.
24. Катализатор конверсии оксигенатов в олефины, получаемый способом по любому из пп. 11-23.
25. Способ конверсии оксигенатов в олефины, включающий:
(1) предоставление газового потока, содержащего один или более оксигенатов;
(2) приведение в контакт газового потока с катализатором согласно любому из п.п. 1-10 и 24.
26. Способ по п. 25, в котором газовый поток согласно (1) содержит один или более оксигенатов, выбранных из группы, состоящей из алифатических спиртов, простых эфиров, карбонильных соединений и смесей двух или более из них.
27. Способ по п. 25, в котором содержание оксигенатов в газовом потоке согласно (1) находится в диапазоне от 5 об. % до 100 об. % на основании общего объема.
28. Способ по п. 25, в котором содержание воды в газовом потоке согласно (1) находится в диапазоне от 5 до 60 об. % на основании общего объема.
29. Способ по п. 25, в котором приведение в контакт согласно (2) проводят при температуре в диапазоне от 200 до 700°C.
30. Способ по п. 25, в котором приведение в контакт согласно (2) проводят под давлением в диапазоне от 0,1 до 10 бар.
31. Способ по любому из пп. 25-30, причем способ представляет собой непрерывный способ.
32. Способ по п. 31, в котором объемная скорость при контакте согласно (2) находится в диапазоне от 0,5 до 50 ч-1.
33. Способ по п. 32, в котором срок службы катализатора, в течение которого проводят непрерывный способ без остановки, находится в диапазоне от 50 до 450 часов.
34. Применение катализатора по любому из пп. 1-10 и 24 при конверсии оксигенатов в олефины, в способе конверсии метанола в олефины, в способе конверсии диметилового эфира в олефины, в способе конверсии метанола в бензин, в способе конверсии метанола в углеводороды, в способе конверсии биомассы в олефины и/или биомассы в ароматические соединения, в способе конверсии метана в бензол, для алкилирования ароматических соединений или в способе каталитического крекинга с псевдоожиженным катализатором.
