[发明专利]使用介孔二氧化硅泡沫复分解催化剂生产丙烯

说明书

本发明提供了用于生产丙烯的复分解方法的实施方案，所述实施方案包括提供复分解催化剂，所述复分解催化剂包含浸渍有金属氧化物的无定形介孔二氧化硅泡沫，其中所述复分解催化剂具有至少3nm至40nm的孔径分布和至少0.700cm³/g的总孔体积。所述方法还包括通过使包含丁烯的进料流与所述复分解催化剂接触来产生包含丙烯的产物流。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年7月2日提交的美国临时申请序列号62/188,129的优先权，该美国临时申请的全部内容在此以引用的方式并入本文。

技术领域

本公开的实施方案大体上涉及丙烯生产，并且更确切地说，涉及使用无定形介孔二氧化硅泡沫复分解催化剂经由复分解将包含丁烯的物流转化成丙烯。

背景技术

近年来，对丙烯的需求已经显著增加以满足聚丙烯、环氧丙烷以及丙烯酸的不断增长的市场。目前，世界范围内生产的大部分丙烯(7400万吨/年)是来自主要生产乙烯的蒸汽裂化单元的副产物(57％)、或来自主要生产汽油的流体催化裂化(FCC)单元的副产物(30％)。这些过程不能充分应对丙烯需求的快速增长。然而，由这些过程共同产生的更低成本的丁烯的加工为炼油厂或石化生产商提供机会根据下游整合和相对经济情况增加价值。所谓的专产丙烯工艺，如丙烷脱氢(PDH)、乙烯和丁烯的复分解、高苛刻度FCC、烯烃裂化以及甲醇制烯烃(MTO)占总丙烯产量的约12％。然而，丙烯需求增长已经超过乙烯和汽油/馏分油的需求增长，并且丙烯的供应并没有跟上需求的这一增长。

烯烃复分解被认为是一种有用的反应以转变低价值丁烯的池的组合物来满足丙烯的市场需求。在2010年，经由复分解进行的丙烯生产占全球丙烯供应的约5％。在过去的5年中，该部分已经成为最快增长的专产丙烯生产途径。随着在中东和亚洲新产能投入运行，经由复分解进行的丙烯生产预期将会增加。

催化烯烃复分解是一种有用的化学反应，它能够将简单和廉价的有机分子转化成复杂和有价值的分子。在烯烃复分解中，两个烯烃分子在催化剂存在下交换双键周围的基团。所述烯烃可以是结构和组成上不同的分子、或两个相同的分子。一般来说，用于烯烃复分解反应的反应温度可以低到室温或可以是高达约500℃或更大的温度，这取决于起始材料的类型、所使用的催化剂、以及其中进行反应的介质。

然而，烯烃复分解催化剂往往没有产生丙烯和其它产物所需的选择性。此外，烯烃复分解催化剂会由于因芳族产物所引起的结焦而遭受失活。

发明内容

因此，对用于使用丁烯复分解选择性生产丙烯的催化剂制备存在持续的需求。本公开的实施方案涉及使用复分解催化剂经由复分解生产丙烯，所述复分解催化剂包含浸渍有金属氧化物的无定形介孔二氧化硅泡沫。

根据一个实施方案，提供了一种用于生产丙烯的复分解方法。所述方法包括提供复分解催化剂，所述复分解催化剂包含浸渍有金属氧化物的无定形介孔二氧化硅泡沫。所述复分解催化剂具有至少3纳米(nm)至约40nm的孔径分布和至少0.700立方厘米/克(cm³/g)的总孔体积。所述复分解方法还包括通过使包含丁烯的进料流与所述复分解催化剂接触来产生包含丙烯的产物流。

根据另一个实施方案，提供了一种用于生产丙烯的复分解催化剂。所述复分解催化剂包含浸渍有金属氧化物的无定形介孔二氧化硅泡沫。所述复分解催化剂具有至少3nm至约40nm的孔径分布和至少0.700cm³/g的总孔体积。总孔体积指的是每单位重量的总孔体积。

本发明的实施方案的另外的特征和优势将在随后的详细说明中阐述，并且部分地对于本领域技术人员来说将从该说明中显而易见或将通过实施所述的实施方案来识别，包括随后的详细说明、权利要求书、以及附图。

附图说明