[发明专利]具有高可及性指数的层状球形催化剂

说明书

发明领域

本发明涉及层状催化剂组合物，制备该组合物的方法和使用该组合物的烃转化方法。层状组合物包含内芯和结合在内芯上且包含无机氧化物的外层。

发明背景

钯基催化剂用于大量烃转化方法中。在许多应用中，还使用促进剂和改性剂。一种这种烃转化方法为烃，特别是烷烃如异丁烷的脱氢，将异丁烷转化成异丁烯。例如US 3,878,131(和相关的US 3,632,503和US 3,755,481)公开了一种包含铂金属、氧化锡组分和氧化锗组分的催化剂。所有组分均匀地分散在整个氧化铝载体上。US 3,761,531(和相关的US 3,682,838)公开了包含都分散在氧化铝载体材料上的铂族组分，族IVA金属组分如锗，族VA金属组分如砷、锑和碱或碱土组分的催化复合材料。所有组分也均匀地分布在载体上。

US 3,558,477、US 3,562,147、US 3,584,060和US 3,649,566都公开了包含在耐熔氧化物载体上的铂族组分和铼组分的催化复合材料。然而，如前，这些参考文献公开了当铂族组分和铼组分均匀分布在整个催化剂上时实现的最好结果。

已知对所需产物的某些方法选择性受到进料或产物在催化剂活性部位的过多停留时间抑制。因此，US 4,716,143描述了一种催化剂，其中铂族金属沉积在载体外层(400μm)中。没有参考文献给出改性剂金属在整个载体上应如何分布。类似地，US 4,786,625公开了一种催化剂，其中铂沉积在载体的表面上，而改性剂金属均匀地分布在整个载体上。

US 3,897,368描述了一种生产贵金属催化剂的方法，其中贵金属为铂，铂选择性地沉积在催化剂的外表面上。然而，该公开内容描述了仅将铂浸渍在外层上的优点和使用具体类型的表面活性剂实现贵金属的表面浸渍。

本领域还公开了几个参考文献，其中催化剂含有内芯和外层或壳。例如US 3,145,183公开了具有不透性中心和多孔壳的球。尽管它公开了不透性中心可以为小的，但总直径为1/8″或更大。据说对于更小直径的球(小于1/8″)，均匀性难以控制。US 5,516,740公开了结合在催化惰性材料内芯上的薄催化材料外壳。外壳可具有沉积在它上面的催化金属如铂。′740专利还公开了该催化剂用于异构方法中。最后，在将它涂覆在内芯上以前，外层材料含有催化金属。

US 4,077,912和US 4,255,253公开了具有基础载体的催化剂，其具有沉积在其上的催化金属氧化物或催化金属氧化物和氧化物载体组合的层。WO98/14274公开了一种催化剂，其包含催化惰性芯材料，含活性部位的薄材料壳沉积和结合在其上。

本发明提供关于乙炔化合物选择性加氢的改善的活性和选择性。

发明概述

本发明提供用于将乙炔选择性加氢成乙烯的新催化剂。该方法是提高用于聚合物原料的乙烯料流的纯度。催化剂包含具有由惰性材料构成的内芯的层状催化剂。外层结合在内芯上，其中外层包含金属氧化物。第一催化金属和第二催化金属沉积在外层上，其中第一金属选自IUPAC族8-10金属，且第二金属选自IUPAC族11或族14金属。选择用于层状催化剂的材料并配置在催化剂上，其中催化剂的可及性指数为3-500。

在另一实施方案中，新催化剂还可具有低空隙空间指数。催化剂包含具有由惰性材料构成的内芯的层状催化剂。外层结合在内芯上，其中外层包含金属氧化物。第一催化金属和第二催化金属沉积在外层上，其中第一金属选自IUPAC族8-10金属，且第二金属选自IUPAC族11或族14金属。选择用于层状催化剂的材料并配置在催化剂上，其中催化剂的空隙空间指数为0-1。

本发明的其他目的、优点和应用将由以下详述和图变得为本领域技术人员所了解。

附图简述

图1为催化剂在乙炔加氢中的前端使用的图；和

图2为催化剂在乙炔加氢中的尾端使用的图。

发明详述

乙烯和丙烯、每分子具有2或3个碳原子的轻质烯烃分别为用于生产其它有用材料如聚乙烯和聚丙烯中的重要化学品。聚乙烯和聚丙烯是目前发现的两种最常用塑料，具有作为材料制造和包装材料的宽范围用途。乙烯和丙烯的其它用途包括生产氯乙烯、氧化乙烯、乙苯和醇。烃的蒸汽裂化或热解产生大多数乙烯和一些丙烯。乙烯通过几种方式如烃蒸汽裂化、烃催化裂化，或较大烯烃原料的烯烃裂化生产。然而，用于聚乙烯生产中的乙烯需要为基本纯的。生产乙烯的方法产生具有基本量乙炔的产物料流，所述量可高达乙烯/乙烷料流的2-3体积％。