[发明专利]环状C5

说明书

公开了将无环C5原料转化成包含环状C5化合物(包括环戊二烯)的产物的方法，和用于此种方法的催化剂组合物。所述方法包括使所述原料和，非必要地，氢气在无环C5转化条件下在催化剂组合物存在下接触以形成所述产物。所述催化剂组合物包含微孔结晶金属硅酸盐、第10族金属或其化合物和第11族金属或其化合物。

相关申请的交叉引用

本发明要求于2015年11月4日提交的USSN 62/250,689和于2016 年2月2日提交的EP申请16153726.1的优先权和利益。

技术领域

本发明涉及由无环原料制备环状C₅化合物，特别是环戊二烯的方法，和用于此种方法的催化剂组合物。

背景技术

环戊二烯(CPD)和其二聚物双环戊二烯(DCPD)是整个化学工业中在很宽的产品例如聚合物材料、聚酯树脂、合成橡胶、溶剂、燃料、燃料添加剂等范围内使用的高度期望的原材料。另外，环戊烷和环戊烯可用作溶剂，并且环戊烯可以用作制备聚合物的单体和用作其它高价值化学品的起始材料。

环戊二烯(CPD)和其二聚物双环戊二烯(DCPD)是整个化学工业中在很宽的产品例如聚合物材料、聚酯树脂、合成橡胶、溶剂、燃料、燃料添加剂等范围内使用的高度期望的原材料。环戊二烯(CPD)目前是液体进料蒸汽裂化(例如，石脑油和更重质原料)中的次要副产物。作为现有的且新的转移到更轻质进料的蒸汽裂化设施，产生/将产生更少CPD，而对 CPD的需求日益上升。由于供应限制引起的高成本影响CPD在聚合物中的潜在最终产品应用。如果可能按无约束的速率和优选以低于从蒸汽裂化回收的成本产生附加的CPD，则可能产生更多基于CPD的聚合物产品及其它高价值产品。其它环状C₅化合物的共产出也是合乎需要的。环戊烷和环戊烯可以具有作为溶剂的高价值，而环戊烯可以用作制备聚合物的共聚单体和用作其它高价值化学品的起始材料。

特别地，开发从丰富的C₅原料生产环状C₅化合物(包括CPD)作为主要产物同时使轻质(C_4-)副产物的产生最小化的催化方法可能是有利的。虽然较低氢含量的原料(例如，环状、烯烃、二烯烃)可能是优选的，但是因为减少反应吸热和改进对转化的热力学约束，所以不饱和物比饱和原料更加昂贵。线性C₅骨架结构优于支化C₅骨架结构，这归因于反应化学和线性C₅相对于支化C₅的更低价值(归因于辛烷值差异)。除由于严格的燃料规章而在车用燃料中的减少使用之外，丰富的C₅烃原料可以从非常规气体和页岩油中获得。C₅原料还可以源自于生物原料。

各种催化脱氢技术目前用来从C₃和C₄烷烃，而不是环状单烯烃或环状二烯烃生产单和二烯。一种典型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 DehydrogenationCatalysts and Processes,Topics in Catalysis,vol.55,pp.1297-1308,2012和J.C.Bricker,Advanced Catalytic Dehydrogenation Technologies for Productionof Olefins,Topics in Catalysis,vol.55,pp. 1309-1314,2012。

还有一种常用的方法使用负载在Zn和/或Ca铝酸盐上的Pt/Sn来将丙烷脱氢。虽然这些方法成功将烷烃脱氢，但是它们不进行环化，这对生产CPD是关键的。Pt-Sn/氧化铝和Pt-Sn/铝酸盐催化剂显示正戊烷的适中转化，但是此种催化剂对环状C₅产物具有差的选择性和产率。