[发明专利]将无环C5化合物转化成环状C5化合物的方法及用于其中的催化剂组合物

说明书

本发明公开了将无环C₅原料转化成包含环状C₅化合物(例如环戊二烯)的产物的方法，以及用于该方法的催化剂组合物。该方法包括在本发明的催化剂组合物存在下在无环C₅转化条件下使所述原料和任选的氢气接触以形成所述产物的步骤。该催化剂组合物包含微孔结晶硅铁酸盐、第10族金属，和/或任选的第11族金属连同任选的第1族碱金属和/或任选的第2族碱土金属。

发明人：Larry L.Iaccino,Jeremy W.Bedard,Wenyih F.Lai, ChristopherM.Evans,和Jane Chi-ya Cheng

相关申请的交叉引用

本发明要求2015年11月4日提交的USSN 62/250,688和2016年2 月2日提交的EP申请16153722.0的优先权和权益。

发明领域

本发明涉及将无环C₅原料转化成包含环状C₅化合物(例如环戊二烯)的产物的方法，以及用于这样的方法中的催化剂组合物。

发明背景

环戊二烯(CPD)及其二聚体二环戊二烯(DCPD)是在广泛的产品 (如聚合物材料，聚酯树脂，合成橡胶，溶剂，燃料，燃料添加剂等) 中在整个化学工业中使用的高度理想的原料。另外，环戊烷和环戊烯可用作溶剂，并且环戊烯可用作制备聚合物的单体和用作其他高价值化学品的原料。

目前环戊二烯(CPD)是液体进料(例如石脑油和较重质的进料) 蒸汽裂化的次要的副产品。随着现有的和新的蒸汽裂化设备转向较轻质的进料，产生更少的CPD而对CPD的需求上升。由于供给限制导致的高成本影响CPD在聚合物中的潜在最终产品用途。如果能够以不受限的速率并且优选以低于从蒸汽裂化回收的成本生产另外的CPD，则可以生产更多的基于CPD的聚合物产品和其他高价值的产品。环戊烷和环戊烯作为溶剂也具有高价值，而环戊烯可用作共聚单体以生产聚合物和用作其他高价值化学品的起始材料。

能够使用催化剂体系从丰富的C₅原料生产环状C₅化合物(例如 CPD)作为主要产物，以生产CPD同时最小化轻质(C_4-)副产物的产生，将是有利的。尽管较低的氢含量的原料(例如环状物，烯烃，二烯烃) 可能是优选的，因为反应吸热降低并且转化的热力学约束得到改善，但是非饱和物比饱和物原料更昂贵。直链C₅骨架结构优于支链C₅骨架结构，这是由于反应化学和直链C₅相对于支链C₅的较低值(由于辛烷值差异)二者。丰富的C₅可以获自非常规天然气和页岩油以及由于严格的燃料规定而减少的汽车燃料的使用。C₅原料也可以来源于生物原料。

目前，脱氢技术用于从C₃和C₄烷烃生产单烯烃和二烯烃，但不是环状单烯烃或环状二烯烃。通常的方法使用负载在氧化铝上的Pt/Sn 作为活性催化剂。另一种有用的方法使用在氧化铝上的氧化铬。参见 B.V.Vora，“Development of Dehydrogenation Catalystsand Processes，”Topics in Catalysis，第55卷，第1297-1308页， 2012；和J.C.Bricker，“Advanced Catalytic Dehydrogenation Technologies for Production of Olefins，”Topics in Catalysis，第55卷，第1309-1314页，2012。