[其他]组合物和C3和C4烃类转化的方法

说明书

本发明涉及经改进的组合物。更具体地说本发明涉及C₃和C₄烃类转化成饱和程度较低烃类所用的经改进的催化剂。更具体地说，本发明涉及C₃和C₄烷烃转化成饱和程度较低烃类，特别是乙烯和丙烯（优选是乙烯）所需的经改进的催化剂。

烯烃诸如乙烯和丙烯已成为有机化学工业和石油化学工业的主要原料。在烯烃中，乙烯是远为重要得多的原料，因为对乙烯原料的需求量大约相当于对丙烯原料需求量的两倍。因此，经过改进的、能把价值较低烃类转化成乙烯和丙烯，特别是乙烯的方法是人们所向往的。

对于从不同原料和用各种各样的工艺方法来生产乙烯和丙烯，特别是乙烯，已经提出过许多建议。

目前，乙烯几乎毫无例外地都是靠乙烷和和丙烷、石脑油和在一些场合下用瓦斯油经脱氢或热裂解来生产的。目前美国所产乙烯的约75%是用乙烷和天然气中分子量更高，在正需状态下呈气态的烃组分经蒸汽裂解生产的，因为天然气含有约5%（体）到约60%（体）的非甲烷烃类。但是，在大多数场合下，天然气中乙烷和分子量更高，在正常状态下呈气态的烃类物质的含量低于25%左右，往往低于约15%左右。因此，对这些可供生产乙烯和丙烯特别是乙烯的有限数量的原料，必须有效地加以利用。不幸的是，上述工艺方法的结果是生成烯烃的转化率低，而且与丙烯相比，生成乙烯的选择性差。此外，需要比较苛刻的操作条件，特别是超过约1000℃的温度，而且这些方法都是能源高度密集型的。

为降低操作条件的苛刻度，更重要的是为改进在正常状态下呈气态的烃类转化成乙烯和丙烯的转化率以及生成乙烯的选择性，已经建议了许多包括使用固体接触物质的工艺方法。其中一些建议利用惰性固体接触物质来改进原料烃类和水蒸汽之间的接触，并使整个反应的温度保持更加均匀。在另一些场合下，所用的接触物质具有催化物质。这种使用固体接触物质，特别是催化剂，已经使对乙烯和丙烯的转化率得到了有限的改进，但是，对生成乙烯的选择性的改进却很小。因此，人们渴望开发出经改进的催化工艺方法，特别是能够提高生成乙烯（与丙烯相比）的选择性的工艺方法。然而，对于这样的催化剂起作用的方式，为什么某些组分有效而相似组分却无效，或者为什么组分的一些组合有效而另一些组合无效等问题了解甚少。很明显，本技术领域里的工作者已经提出了一些理论，但这只会增加混乱，因为每种理论看来能够解释为什么一种特定催化物质能良好地起作用，但不能解释为什么相似的催化物质不起作用和为什么其它不相似的物质能够有效。结果，烃类转化成烯烃的催化转化技术仍然是高度无法预测的。

因此，本发明的一个目的是提供经改进的组合物，以及利用这些组合物能克服现有技术的上述缺点和其它缺点的方法。本发明的另一个目的是提供经改进的组合物。本发明还有另一个目的，就是提供能使C₃和C₄烃类转化成饱和程度较低烃类所需的、经过改进的催化组合物。本发明的第四个目的，是提供使C₃和C₄烃类在水蒸汽存在下转化成饱和程度较低烃类、经过改进的方法。本发明的第五个目的是提供一种经过改进的使C₃和C₄烃类在水蒸汽存在下转化成饱和程度较低的烃类，以选择性地生产乙烯、乙烷和丙烯，特别是乙烯的工艺方法。本发明的第六个目的是提供能使C₃和C₄烃类转化成饱和程度较低烃类特别是乙烯、乙烷和丙烯，最好是乙烯，并在需要再生之前具有延长了的有效寿命的催化组合物。

本发明提供经过改进的组合物，包括：由氧化铁和氧化镁组成的组合物;包括氧化铁、氧化锰和氧化镁的组合物;以及包括氧化铁和镧系金属特别是镧、铈和铌中的至少一种氧化物的组合物。业已发现，这些组合物对于包括C₃和C₄烃类中至少一种的原料烃类在水蒸汽存在下转化成饱和程度较低烃类来说，是高度有效的催化组合物。还提供了使包括C₃和C₄烃类的原料烃类与上述催化组合物接触，并在水蒸汽存在和足以使原料烃类转化成饱和程度较低烃类产品的条件下，转化成饱和程度较低烃类，特别是乙烯和丙烯（最好是乙烯）的方法。限制硫含量还可以改进上述催化组合物的效果。