[发明专利]包含分散的金和钯的催化剂及其在选择性氢化中的用途

说明书

包含金、钯和至少一种粒料形式的多孔载体的催化剂，其中：‑相对于催化剂的总重量，所述催化剂中的金含量为0.5重量%‑3重量%；‑通过透射电子显微镜(TEM)估算的金的平均颗粒尺寸为0.5nm‑5nm；‑所述金均匀地分布在所述多孔载体中；‑至少80重量%的钯分布在所述多孔载体的外周处的蛋壳中；‑金/钯摩尔比大于2。

技术领域

本发明特别涉及多相催化剂领域，更具体地涉及包含钯和金的负载型催化剂。本发明的目的是提出一种催化剂，特别是用于选择性氢化的催化剂，以及制备该催化剂的方式。

现有技术

选择性氢化方法可用于通过将大部分不饱和化合物转化成相应的烯烃，避免完全饱和以及因此形成相应的烷烃来转化油馏分的多不饱和化合物。选择性氢化催化剂通常基于钯，其为沉积于可以是高熔点氧化物的载体上的小的金属颗粒的形式。钯含量和钯颗粒的尺寸构成了对于催化剂的活性和选择性而言重要的标准的一部分。

基于钯的催化剂广泛用于轻质C2-C4馏分的选择性氢化反应。通常，钯分布在催化剂的外周处的壳中(蛋壳型催化剂)。近年来已经看到引入双金属催化剂，其可以提供乙炔和二烯烃的氢化中的活性方面、但更特别是选择性方面的显著增益。通常，加入至钯的元素是银或金。

文献US2006/025302公开了用于乙炔和二烯烃的选择性氢化的催化剂，该催化剂包含相对于总催化剂重量的含量为0.01重量%-0.1重量%的钯和相对于总催化剂重量的含量为0.005重量%-0.06重量%的来自第IB族的金属。该金属优选为银。钯以使得引入该催化剂中的90%的钯在小于250μm的蛋壳中的方式分布。

文献US6 509 292公开了用于乙炔的选择性氢化的催化剂，该催化剂包含相对于催化剂的总重量的含量为0.001重量%-0.028重量%的钯和相对于催化剂的总重量的含量为0.18重量%-1重量%的金。金/钯之比为6:1-50:1。

钯以使得金属的90%在小于250μm的蛋壳中的方式分布。

文献US 6 350 717描述了一种催化剂，其包含由铝氧化物(氧化铝)形成的载体上的至少一种属于来自根据IUPAC分类的第10列的金属的金属(例如钯)和至少一种属于来自第11列的金属的金属(例如金)，属于第10列的金属基本上集中在该载体的表面处，属于第11列的金属基本上均匀地遍布催化剂的体积分布，来自第11族的金属和来自第10族的金属之间的重量比不超过1.95。

更具体地，这些类型的催化剂用于反应器的顶部(在前端（front end）配置中)的轻质C2-C4馏分的选择性氢化。该配置的特征在于进料中存在大量过量的氢和约100摩尔ppm-2000摩尔ppm的可变的量的一氧化碳。一氧化碳(CO)被部分地吸附在钯上。当C2-C4进料中的CO含量增加或降低时，选择性氢化催化剂、特别是含钯的催化剂的活性被改变。

本申请人已经确定，可以提供基于钯和金的负载型催化剂，金和钯主要为独立的颗粒形式(即钯-金合金的量很小)，金为以均匀的方式分布在载体中的小颗粒的形式，钯分布在载体的外周处的蛋壳中，以改善所述催化剂对进料中的CO浓度变化的稳定性。此外，对含有按重量计大量的金的催化剂获得的大量的金属金位点的存在有利于根据本发明的催化剂的稳定性；金以纳米级别分散在载体内。

发明目的

在第一方面，本发明涉及包含金、钯和至少一种粒料（grain）形式的多孔载体的催化剂，其中：

-相对于催化剂的总重量，所述催化剂中的金含量为0.5重量%-3重量%；

-通过透射电子显微镜(TEM)估算的金的平均颗粒尺寸为0.5nm-5nm；

-所述金均匀地分布在所述多孔载体中；

-至少80重量%的钯分布在所述多孔载体的外周处的蛋壳中；

-金/钯摩尔比大于2。