[发明专利]化学转化方法

说明书

本发明涉及一种用催化剂的化学转化方法。更具体地说，本发明涉及用产生显著效果的某些确定的催化剂的一种化学转化方法。

用固体催化剂的化学转化通常是用一种含催化剂颗粒的固定沸腾床，移动床或流化床进行的。也可用催化剂/液体悬浮物反应体系。

含一种或多种晶状微孔立体固体物质或CMSMS的催化剂，即具有选定大小，形状和/或过渡态的能促进分子化学反应的催化剂包括天然存在的无机分子筛和合成的分子筛（统称为“分子筛”）和层状粘土。

含催化剂的颗粒通常包含一种或多种基料，如粘结料和填料，以使该颗粒具有理想的性能。这些基料往往能促进不希望有的化学反应或对催化剂的催化性能具有不利影响。当与具有筛分性能的相对高选择性催化剂一起使用时，这些基料特别麻烦。

用众所周知的工业方法，很容易用煤和其它原料生产甲醇。例如，燃烧含碳物料（包括煤或任何有机物，如碳氢化合物，碳水化合物或类似物）可制得合成气。用众所周知的多相催化反应可将该合成气制成甲醇。

Clarence    D.Chang的“由甲醇制烃”一书（由Marcel    Dekker，Inc.N.Y.（1983）出版）介绍了由甲醇制烃方法的综述和摘要。在该书的21-26页中，Chang对分子筛存在的情况下，由甲醇变成烯烃的转化进行了讨论。Chang所给出的用于甲醇转化成烯烃的合适分子筛的例子为菱沸石、毛沸石和合成沸石ZK -5。其孔道大小是由一种理想模型计算的。

美国专利4238631、4328384和4423274公开了在有流动催化剂颗粒（含有一种入口孔径至少为5的沸石）存在的情况下，由甲醇变成富含烯烃或汽油沸程烃的转化方法。根据处于小孔径林德A（LindeA）和大孔径林德X之间的中间有效孔径的大小来鉴别这些沸石，即，该结构的窗孔是氧原子连接的硅原子的10元环所具有的大小。这些沸石包括ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-23、ZSM-35、ZSM-38及ZSM-48。保持催化剂中的焦炭含量高达5-20%（重量），可利用这些专利中公开的这种中间孔径沸石有效地生产烯烃。美国专利4079095公开了用ZSM-34，由甲醇生产轻质烯烃的方法，ZSM-34是一种沸石，其孔径稍小于上述其它专利中所述的沸石。但是，当用这种小孔径ZSM-34沸石时，发现了为保持焦炭高含量没有烯烃的选择性优点。

能用于加速甲醇转变成烯烃的CMSM是美国专利4440871公开的非沸石分子筛或NZMS，如铝磷酸盐或ALPO，特别是硅铝磷酸盐或SAPO。1985年2月12日批准的美国专利4499327公开了在有效的操作条件下，用SAPO使甲醇变成轻质烯烃的催化转化方法，该美国专利已被全文列入参考文献中。

现已发现将一种原料变成一种产品的一种催化转化方法，概括地说，该方法包括：（a）在使原料有效转化成产品的条件下，使该原料与一种固体组合物相接触，以便在固体组合物上生成碳质沉积物，该固体组合物含有能加速所要化学转化的有效量的晶状微孔立体固体催化剂，一种CMSC，它具有小的孔径（即一种小孔径CMSC）;（b）在能有效去除一部分沉积物的条件下，使含沉积物的固体组合 物与再生介质相接触;（c）用至少一部分预先经过了步骤（b）的固体组合物来重复步骤（a）。若原料的每个分子含有1-10（左右），较特别地为1-4（左右）个碳原子，更特别地说为甲醇，所要产品的每个分子含有2-10（左右）个碳原子，较特别地为选自乙烯、丙烯、丁烯及其混合物的烯烃时，本方法特别有用。

本发明的催化转化方法具有很多优点。例如，步骤（b）中生成的部分再生的固体组合物与含更少的碳质沉积物的固体组合物（如，该固体组合物经再生介质作用后得到的实质上不含碳质沉积物的固体组合物）相比，具有改进的催化性能，如，对所要的一种产品或多种产品具有高选择性。特别令人惊奇的是先前的研究工作（如上所述）至少暗示了含小孔径分子筛的催化剂是不利的（由于其最初存在碳质沉积物）。尽管如此，已发现采用这类相对小孔径CMSC有很多好处，它能提高总生产效率，如降低原料和操作成本，增加所要的一种或多种产品的产量。用这类小孔径CMSC能控制催化活性，以得到明显改进效果。