在一種實施方式中，一種制備催化劑的方法可以包括使沸石與包含鋁化合物的鋁溶液在2至6的pH下接觸；煅燒沸石以形成催化劑；其中，基于將任何粘合劑或擠出助劑除外的催化劑的總重量，催化劑包含0.1至5wt％的鋁。在一種實施方式中，使甲烷芳構化的方法可以包括在芳構化條件下在催化劑存在下使包含甲烷的進料芳構化。
Process for treating zeolites with aluminum compounds to prepare catalysts for the production of aromatic compounds and catalysts prepared therefrom
In one embodiment, a method for preparing a catalyst can comprises contacting zeolite and containing aluminum compound solution of aluminum in the 2 to 6 pH; calcined zeolite to form catalyst; among them, based on the total weight of any binder or extruded catalyst except the catalyst containing 0.1 to 5wt% aluminum. In one embodiment, a method of aromatization of methane may include aromatization of a feed containing methane in the presence of a catalyst under aromatization conditions.
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用鋁化合物處理沸石以制備用于生產芳族化合物的催化劑的方法及由其制備的催化劑
本公開涉及用于制備用于由甲烷生產芳族化合物(aromatic)的催化劑的方法及由其制備的催化劑。
技術介紹
芳烴(芳族烴，aromatichydrocarbon)，例如，苯、甲苯、乙苯、二甲苯、和多環芳烴如萘，是石化行業中的重要的通用化學品。目前，通過各種方法，包括催化重整和催化裂化，芳族化合物通常產生自石油類原料。然而，隨著石油原料的供應減少，對于找到用于制備芳烴的替代方法存在不斷增長的需求。制備芳烴的替代方法是通過甲烷的脫氫環化，這是因為甲烷是地球上最豐富的有機化合物之一。例如，甲烷是天然氣的主要成分；大量的甲烷被截留在海洋沉積物中作為水合物以及被截留在煤矸石中作為煤層甲烷；并且它還可以源自生物質作為生物氣。因此，將有益的是，提供催化劑組合物，其具有對于將甲烷轉化成芳族化合物的改善的選擇性，例如，在生產中隨著時間增加。
技術實現思路
本文公開了用于制備用于將甲烷轉化成芳族化合物的催化劑的方法以及從其制備的催化劑。在一種實施方式中，制備催化劑的方法包括使沸石與包含鋁化合物的鋁溶液(aluminumsolution)在2至6的pH下接觸，煅燒沸石以形成催化劑；其中，基于將任何粘合劑或擠出助劑除外的催化劑的總重量，催化劑包含0.1至5wt％的鋁。在一種實施方式中，使甲烷芳構化(aromatize)的方法包括在芳構化條件下在催化劑的存在下，使包含甲烷的進料芳構化。通過以下詳細描述來舉例說明上述和其它特征。具體實施方式本公開涉及形成用于將甲烷轉化成芳族化合物的催化劑的方法。具體地，本申請人驚奇地發現，脫氫環化催化劑(在本文中還稱為催化劑)通過下述制備：首先使載體(其中載體可以是沸石)鋁化合物在例如2至6的pH下接觸，隨后與包含鎵化合物的金屬溶液接觸，產生對于芳族化合物具有改善的選擇性的催化劑。基于將任何粘合劑或擠出助劑除外的催化劑的總重量，最終催化劑可以包含1至5重量百分比(wt％)的鋁并且可以進一步包含0.1至3wt％的鎵。可以利用電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)來測量最終催化劑中的金屬含量。載體可以包含硼、鋁、硅、磷、鈦、鈧、鉻、釩、鎂、錳、鐵、鋅、鎵、鍺、釔、鋯、鈮、鉬、銦、錫、鋇、鑭、鉿、鈰、鉭、鎢、鈾后元素(transuraniumelement)、或包含前述項的一種或多種的組合的氧化物、碳化物、和/或氮化物。載體可以包含多孔材料，包括但不限于微孔結晶材料或中孔材料。如在本文中所使用的，術語”微孔”是指直徑小于2納米的孔，而術語“中孔”是指直徑為2至50納米的孔。微孔結晶載體可以包含硅酸鹽、鋁硅酸鹽、鈦硅酸鹽、鋁磷酸鹽、金屬磷酸鹽、硅鋁磷酸鹽、或包含前述項的一種或多種的組合。具體來說，載體可以包含沸石，其可以是多種沸石中的任何沸石，其中沸石是具有包含硅石(SiO4)和礬土(AlO4)四面體的三維構架的結晶鋁硅酸鹽并且可以是天然存在或合成的。通常，沸石構架含有通道和互連空隙或孔，其可以由陽離子和水分子占據。取決于孔和通道的尺寸和幾何形狀，可以將沸石分類為小、中、或大孔沸石，以及還分類為一、二、或三維孔結構沸石。沸石可以包含ZSM-5、ZSM-22、ZSM-8、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-35、或包含前述項的一種或多種的組合。沸石可以包含ZSM-5。沸石可以來自一系列的五元環(pentasil)沸石，其在框架(構架，framework)結構中含有五個成員的環單元或五元環單元。這樣的沸石包括ZSM-5、ZSM-11、ZSM-23等。還可以包括硅質巖，其含有ZSM-5的同型框架。具體來說，沸石可以是五元環沸石，其在結構中含有10元環孔開口。沸石可以是ZSM-5，還被稱為MFI(ZSM-5的國際沸石協會命名)。ZSM-5沸石具有二維孔結構，其具有直通道(例如，5.4埃x5.6)，其通過正弦通道(例如，5.1x5.7)相交，在交叉處具有約9的最大直徑。ZSM-5沸石催化劑和它們的制備例如描述于美國專利號3,702,886。這樣的ZSM-5沸石是鋁硅酸鹽，其在結晶結構中含有硅和鋁。沸石可以具有，例如，25至1,000的SiO2/Al2O3摩爾比(SAR)，具體地，200至500，以及更具體地，200至400。沸石可以具有大于或等于40的SAR，例如，40至無限(∝)，具體地，50至300。沸石可以含有高達痕量級的其它陽離子(其中，基于沸石的總重量，痕量級是小于或等于0.5wt％)。沸石可以是鍺沸石，其在沸石結構的結晶框架中包括硅和鍺以及可選的鋁，例如，鍺沸石可以是在框架中具有鍺的鋁硅酸鹽沸石并且可以具體地是鍺ZSM-5(Ge-ZSM-5)沸石。鍺沸石可以包含中孔沸石，其具有5至的平均孔徑，40至無限(∝)的SAR，以及，基于將任何粘合劑或擠出助劑除外的最終催化劑的總重量，0.1至10wt％的鍺含量，具體地，3.5至6.0wt％。沸石可以是H+(氫形式)，至少一部分與其相關的原來的陽離子由氫取代。可以通過與酸的直接離子交換，堿交換，隨后煅燒，通過脫鋁(如通過酸瀝濾)，或通過制備SiO2/Al2O3比率為10至100、具體地15至80、更具體地20至60的沸石來制備H+沸石。沸石可以是NH4+形式，至少一部分與其相關的原來的陽離子由NH4+取代。沸石可以不含有或含有痕量的堿金屬如鈉(Na)作為Na+。例如，基于將任何粘合劑或擠出助劑除外的最終催化劑的總重量，最終催化劑可以含有小于或等于0.5wt％Na2O，具體地，小于或等于0.05wt％Na2O。可以利用結構導向劑(structuredirectingagent)來制備沸石，其在結晶過程中被并入晶體網絡的微孔空間，從而控制網絡的建造并有助于通過例如與硅和鋁的相互作用來穩定結構。結構導向劑(還被稱為結構模板劑)，如四乙基銨(TEA+)、四丙基銨(TPA+)、或其它陽離子可以存于合成沸石中。結構導向劑的實例是有機胺和季銨化合物及其它們的鹽和陽離子。結構導向劑可以包含氫氧化四正丙基銨、溴化四正丙基銨、氯化四正丙基銨、氫氧化四乙基銨、溴化四乙銨、氯化四甲銨、六亞甲基亞胺、1,4-二(1'4'-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷)丁烷氫氧化物、嗎啉、環己胺、二乙基乙醇胺、N,N'-二異丙基咪唑鎓陽離子、四丁基銨化合物、二正丙胺(DPA)、三丙胺、三乙胺(TEA)、三乙醇胺、哌啶、2-甲基吡啶、N,N-二甲基芐胺、N,N-二乙基乙醇胺、二環己胺、N,N-二甲基乙醇胺、膽堿陽離子、N,N'-二甲基哌嗪、1,4-二氮雜雙環(2,2,2)辛烷、1,6-己二胺、N',N',N,N-四甲基-(1,6)己二胺、N-甲基二乙醇胺、N-甲基-乙醇胺、N-甲基哌啶、3-甲基-哌啶、N-甲基環己胺、3-甲基吡啶、4-甲基-吡啶、奎寧環、N,N'-二甲基-1,4-二氮雜雙環(2,2,2)辛烷離子、二正丁胺、新戊胺、二正戊胺、異丙胺、叔丁基胺、乙二胺、吡咯烷、2-咪唑烷酮、N-芐基-1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷陽離子、1-[1-(4-氯苯基)-環丙基甲基]-1-乙基-吡咯烷鎓陽離子、1-乙基-1-(1-苯基-環丙基甲基)-吡咯烷鎓陽離子、1,8-二氨基辛烷、或包含前述項的一種或多種的組合。結構導向劑可本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種制備催化劑的方法，包括：使沸石與包含鋁化合物的鋁溶液在2至6的pH下接觸；在所述接觸之后煅燒所述沸石以形成所述催化劑；其中，基于將任何粘合劑或擠出助劑除外的所述催化劑的總重量，所述催化劑包含0.1至5wt％的鋁。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.09.03 US 62/045,2291.一種制備催化劑的方法，包括：使沸石與包含鋁化合物的鋁溶液在2至6的pH下接觸；在所述接觸之后煅燒所述沸石以形成所述催化劑；其中，基于將任何粘合劑或擠出助劑除外的所述催化劑的總重量，所述催化劑包含0.1至5wt％的鋁。2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述接觸進一步包括使所述沸石與鎵化合物接觸。3.根據權利要求2所述的方法，其中，與所述鎵化合物的所述接觸進一步包括在與所述鋁溶液的所述接觸之后，使所述沸石與所述鎵化合物接觸；并且其中，基于將任何粘合劑或擠出助劑除外的所述催化劑的總重量，所述催化劑包含0.1至3wt％的鎵。4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其中，所述鋁化合物包括硝酸鋁。5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其中，所述鋁溶液進一步包含緩沖劑。6.根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其中，所述pH是2至4、或2.2至3.2。7.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其中，所述催化劑包含0.5至3wt％、或0.5至1.5wt％的鎵。8.根據權利要求1-7中任一項所述的方法，進一步包括在一個或多個接觸步驟中，使所述沸石與鎳化合物、鋅化合物、以及鉬化合物中的一種或多種接觸。9.根據權利要求1-8中任一項所述的方法，進一步包括使所述沸石與另外的金屬接觸，其中所述另外的金屬包括釩、鉻、錳、銅、鍺、鈮、鉭、鎢、鉛、鈦、銀、鑭、釹、釤、鐵、鈷、釔、鋯、鉿、錸、硅、鈰、鍶、鐿、錫、或包含上述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：薩米·穆特貝·阿爾穆泰瑞，拉比伯·A·喬杜里，馬吉德·穆罕默德·穆薩，馬揚克·哈里什布哈·維亞斯，
申請(專利權)人：沙特基礎工業全球技術有限公司，
類型：發明
國別省市：荷蘭,NL
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