[发明专利]非均相催化剂及其用途

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是非临时申请，要求2011年2月11日提交的题为“HETEROGENEOUS CATALYST AND ITS USE”的美国临时专利申请61/441,679的优先权，其教导在此以引用方式并入本申请，以下如同全文复制。

技术领域

本发明涉及非均相催化剂，所述催化剂包括在催化剂载体上的铑(Rh)，锌(Zn)，铁(Fe)和选自金(Au)、铈(Ce)、钴(Co)、铜(Cu)、镧(La)、铬(Cr)、锰(Mn)、铌(Nb)的至少一种另外的金属，碱金属和碱土金属的改进组合，并且涉及这样的非均相催化剂在将烯烃(例如乙烯)和合成气体(“合成气”，一氧化碳(CO)和氢气(H₂)的混合物)的进料流转化为产物流方面的用途，所述产物流包括具有比进料流中烯烃多一个碳原子的氧化产物(即当烯烃是乙烯时，为至少一种三碳(C₃)氧化产物(例如丙醛或丙醇))。

背景技术

美国专利(US)4,361,711(Blaskie等人)公开了单步骤方法，其使用Rh催化剂将烯烃(18碳原子(C₁₈)或更少)、CO和H₂的混合物催化转化为醇。由式A_aRhO_x表示的催化剂是含Rh的氧化物络合物，其包含至少一种另外的元素(A)，所述另外的元素选自Fe，Zn，铱(Ir)，钌(Ru)，Nb，Cr，Mn和铂(Pt)。在该式中，a是0.001至10，x大于0但是小于下述数值，该数值足以满足以完全氧化态存在的其它元素的价键要求。对于优选的催化剂，A是Zn、Fe和/或Mn，a是0.6至2.0。氧化物络合物在使用时处于还原态，使得它们包含的氧数目小于满足以完全氧化态存在的金属的所有价键要求所必需的氧的数目。所述氧化物络合物可以作为纯物质使用，但是优选地置于常规催化剂载体材料上使用，所述载体材料例如为二氧化硅，氧化铝，氧化锆，硅藻土，二氧化钛和分子筛。

W.M.H.Sachtler等人在“Catalytic Site Requirements for Elementary Steps in Syngas Conversion to Oxygenates over Promoted Rhodium“，Journal of Physical Chemistry，volume90(1986)，pages4752-4758中陈述了不同促进剂金属的效果的信息，所述促进剂金属对含Rh的催化剂在合成(合成气)转化中的性能进行改性。所述促进剂金属包括Mn，锆(Zr)，钛(Ti)，钒(V)和Nb。催化剂载体包括以下元素的氧化物：Zn，镁(Mg)，钙(Ca)，La，钕(Nd)，Zr，Ti，Nb，Mn，硅(Si)和铝(Al)。

US4,492,773(Ball等人)教导了，通过将温度范围为150摄氏度(℃)至450℃、压力范围为1巴(100千帕(KPa)至700巴(70,000KPa)的合成气与包含Rh组分和银(Ag)组分的担载混合物的催化剂接触，生产一至四个碳(C₁至C₄)的氧化产物。可以包含的其它金属组分包括Fe，Mn，钼(Mo)，钨(W)，Ru，Cr，钍(Th)和Zr。载体材料包括二氧化硅，氧化铝，二氧化硅/氧化铝，氧化镁，氧化钍，二氧化钛，氧化铬，氧化锆，和活性炭，其中二氧化硅(SiO₂)是优选的。

发明内容