BR112020025371A2 - Composição de catalisador, método para se preparar a composição de catalisador, método de preparação de propileno e método de isomerização de uma olefina - Google Patents

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Abstract

composição de catalisador, método para se preparar a composição de catalisador, método de preparação de propileno e método de isomerização de uma olefina”. trata-se de uma composição de catalisador que compreende mgo, al2o3 e um ou mais outros óxidos de metal alcalinoterroso, que fornece uma produção catalítica excelente de propileno quando empregada em conjunto com um catalisador de metátese.

Description

“COMPOSIÇÃO DE CATALISADOR, MÉTODO PARA SE PREPARAR A COMPOSIÇÃO DE CATALISADOR, MÉTODO DE PREPARAÇÃO DE PROPILENO E MÉTODO DE ISOMERIZAÇÃO DE UMA OLEFINA”
[0001] A presente invenção refere-se a catalisadores de isomerização de olefinas. Em algumas modalidades, os catalisadores compreendem magnésia, alumina e um ou mais outros óxidos de metal alcalinoterroso.
ANTECEDENTES
[0002] O propileno é um importante bloco de construção químico, empregado, por exemplo, para se produzir polipropileno, acrilato de metila, óxido de propileno, cumeno, oxoálcoois, álcool isopropílico, acetona etc. O propileno pode ser produzido como um subproduto do craqueamento a vapor ou craqueamento catalítico. O aumento da demanda por propileno gerou a necessidade de produção de propileno “proposital”. Métodos de produção de propileno proposital incluem uma reação de metátese de 2-buteno com etileno na presença de um catalisador de metátese. O 2-buteno pode ser preparado por meio da isomerização de 1-buteno na presença de um catalisador de isomerização de olefina.
[0003] A reação de metátese emprega um catalisador, como óxido de tungstênio com suporte em sílica. As formas de comprimidos de MgO são empregadas, de modo geral, como cocatalisador em um processo geral de isomerização-metátese de olefina para a produção de propileno a partir de 1- buteno. Os catalisadores de isomerização de olefinas com desempenho melhorado são desejados.
SUMÁRIO
[0004] Por conseguinte, é divulgada uma composição de catalisador que compreende MgO, Al2O3 e um ou mais outros óxidos de metal alcalinoterroso. Em algumas modalidades, a composição de catalisador está em um formato moldado.
[0005] Também é divulgado um método para se preparar uma composição de catalisador, em que o método compreende: preparar uma mistura compreendendo i) MgO e/ou Mg(OH)2, ii) alumina e iii) óxidos e/ou hidróxidos de um ou mais outros metais alcalinoterrosos; moldar a mistura em um formato moldado; secar o formato moldado; e calcinar o formato seco e moldado.
[0006] Também é divulgado um método de preparação de propileno, em que o método compreende o contato de uma corrente de alimentação contendo 1-buteno com etileno na presença de uma composição de catalisador que compreende MgO, Al2O3 e um ou mais outros óxidos de metal alcalinoterroso e um catalisador de metátese.
[0007] Também é divulgado um método de isomerização de 1- buteno a 2-buteno, em que o método compreende o contato de uma corrente de alimentação contendo 1-buteno com uma composição de catalisador que compreende MgO, Al2O3 e um ou mais outros óxidos de metal alcalinoterroso.
DIVULGAÇÃO DETALHADA
[0008] As presentes composições de catalisador compreendem MgO, Al2O3 e um ou mais outros óxidos de metal alcalinoterroso, em que “outros" significa além de MgO. Outros óxidos de metal alcalinoterroso incluem CaO, SrO e BaO. Em certas modalidades, o outro óxido de metal alcalinoterroso é CaO.
[0009] Verificou-se que as presentes composições de catalisador têm resistência ao esmagamento melhorada. Em algumas modalidades, a composição de catalisador exibe uma resistência ao esmagamento de ≥ 0,91 kg/mm (quilograma por milímetro) (2,0 lbs/mm (libras por milímetro)), ≥ 1,00 kg/mm (2,2 lbs/mm), ≥ 1,09 kg/mm (2,4 lbs/mm), ≥ 1,18 kg/mm (2,6 lbs/mm), ≥ 1,27 kg/mm (2,8 lbs/mm), ≥ 1,36 kg/mm (3,0 lbs/mm), ≥ 1,45 kg/mm (3,2 lbs/mm), ≥ 1,54 kg/mm (3,4 lbs/mm), ≥ 1,63 kg/mm (3,6 lbs/mm), ≥ 1,72 kg/mm (3,8 lbs/mm) ou ≥ 1,81 kg/mm (4,0 lbs/mm).
[0010] O termo “resistência ao esmagamento” refere-se à resistência ao esmagamento de uma única peça ou à resistência ao esmagamento da peça. A resistência ao esmagamento pode ser definida como a resistência de um catalisador formado às forças compressivas. As medições de resistência ao esmagamento têm como objetivo fornecer uma indicação da capacidade de um catalisador manter sua integridade física durante o manuseio e o uso. A resistência ao esmagamento da peça pode ser medida colocando-se um catalisador individual, seja na forma de um extrudado, comprimido ou outro, entre duas superfícies planas e aplicando-se uma carga compressiva ao catalisador ou através das duas superfícies planas ao catalisador e medindo-se a força necessária para esmagar a peça. As superfícies planas podem ser matrizes com largura de área de cerca de 3 mm (0,125 pol). A força necessária para se esmagar a peça entre as superfícies planas pode ser medida por um transdutor de força. A resistência ao esmagamento pode ser determinada de acordo com a ASTM D4179-11.
[0011] As composições de catalisador presentes, quando em uso, podem estar em um “formato moldado", por exemplo, em um formato moldado selecionado a partir de um grupo que consiste em aglomerados, comprimidos, anéis, estrelas, rodas de vagão, extrudados, hastes, esferas, esferoides, cilindros, briquetes e péletes. As composições de catalisador com resistência ao esmagamento melhorada permitem a formação de extrudados de alta área de superfície que podem suportar a pressão do fluxo de hidrocarbonetos e tensão em um reator.
[0012] Extrudados, em algumas modalidades, incluem formas moldadas similares a um cilindro. As formas moldadas similares a um cilindro incluem cilindros, trilobos, quadralobos, formatos de estrela e cilindros ocos. Em outras modalidades, os extrudados incluem formas em formato similar a uma estrela.
[0013] Os formatos similares a uma estrela podem incluir formatos de estrela de 3, 4, 5, 6, 7 ou 8 pontas. Em algumas modalidades, um formato de estrela pode ter uma distância mais longa entre quaisquer dois pontos dentre cerca de 1 mm, cerca de 2 mm, cerca de 3 mm ou cerca de 4 mm a qualquer um dentre cerca de 5 mm, cerca de 6 mm, cerca de 7 mm ou cerca de 8 mm; e pode ter um comprimento médio de qualquer um dentre cerca de 2 mm, cerca de 3 mm, cerca de 4 mm, cerca de 5 mm, cerca de 6 mm, cerca de 7 mm ou cerca de 8 mm a qualquer um dentre cerca de 9 mm, cerca de 10 mm, cerca de 12 mm, cerca de 14 mm, cerca de 16 mm, cerca de 18 mm ou cerca de 20 mm.
[0014] Em algumas modalidades, as formas moldadas são preparadas por um processo que compreende a preparação de uma mistura compreendendo i) MgO e/ou Mg(OH)2, ii) alumina e iii) óxidos e/ou hidróxidos de um ou mais outros metais alcalinoterrosos; moldar a mistura em uma forma moldada; secar a forma moldada; e calcinar a forma seca e moldada.
[0015] Em algumas modalidades, a modelagem inclui compressão, extrusão ou compressão. Em algumas modalidades, a secagem é realizada a uma temperatura e por um tempo suficiente para se remover substancialmente toda a água e/ou outros voláteis. Em algumas modalidades, a secagem pode ser realizada antes da etapa de moldagem. A secagem pode ser realizada, por exemplo, a partir de qualquer uma dentre cerca de 50 °C, cerca de 60 °C, cerca de 70 °C ou cerca de 80 °C a qualquer uma dentre cerca de 90 °C, cerca de 100 °C, cerca de 110 °C, cerca de 120 °C ou cerca de 130 °C por um período de cerca de qualquer um dentre 1 h (hora), cerca de 2 h, cerca de 4 h, cerca de 6 h ou cerca de 8 h a qualquer um dentre cerca de 10 h, cerca de 12 h, cerca de 15 h, cerca de 18 h, cerca de 21 h ou cerca de 24 h. A calcinação pode ser realizada a uma temperatura de qualquer uma dentre cerca de 300 °C, cerca de 325 °C, cerca de 350 °C, cerca de 375 °C, cerca de 400 °C ou cerca de
425 °C a qualquer uma dentre cerca de 450 °C, cerca de 475 °C, cerca de 500 °C, cerca de 525 °C, cerca de 550 °C, cerca de 575 °C ou cerca de 600 °C, por um período de tempo de qualquer uma dentre cerca de 0,5 h, cerca de 1,0 h, cerca de 1,5 h, cerca de 2,0 h, cerca de 2,5 h a qualquer uma dentre cerca de 3,0 h, cerca de 3,5 h, cerca de 4,0 h, cerca de 4,5 h, cerca de 5,0 h ou cerca de 5,5 h.
[0016] Em algumas modalidades, a forma moldada pode ter um diâmetro maior médio de qualquer um dentre cerca de 1 mm, cerca de 2 mm, cerca de 3 mm, cerca de 4 mm, cerca de 5 mm, cerca de 6 mm, cerca de 7 mm, cerca de 8 mm, cerca de 9 mm ou cerca de 10 mm a qualquer um dentre cerca de 12 mm, cerca de 14 mm, cerca de 16 mm, cerca de 18 mm, cerca de 20 mm, cerca de 22 mm, cerca de 24 mm ou cerca de 25 mm. Maior diâmetro significa a maior medida de qualquer forma.
[0017] Em algumas modalidades, a composição de catalisador está na forma moldada similar a cilindro. Uma forma moldada similar a cilindro terá um diâmetro médio e um comprimento médio. Em algumas modalidades, uma forma moldada similar a cilindro pode ter um diâmetro médio de cerca de 1 mm, cerca de 2 mm, cerca de 3 mm ou cerca de 4 mm a qualquer um dentre cerca de 5 mm, cerca de 6 mm, cerca de 7 mm ou cerca de 8 mm; e pode ter um comprimento médio de qualquer um dentre cerca de 2 mm, cerca de 3 mm, cerca de 4 mm, cerca de 5 mm, cerca de 6 mm, cerca de 7 mm ou cerca de 8 mm a qualquer um dentre cerca de 9 mm, cerca de 10 mm, cerca de 12 mm, cerca de 14 mm, cerca de 16 mm, cerca de 18 mm ou cerca de 20 mm. Em algumas modalidades, uma forma moldada similar a cilindro terá um comprimento médio que é maior ou igual a um diâmetro médio. Em outras modalidades, uma forma moldada similar a cilindro pode ter um comprimento médio que é menor ou igual a um diâmetro médio.
[0018] Em certas modalidades, a composição de catalisador também pode compreender um ou mais dentre Mg(OH)2, Al(OH)3 ou hidróxidos de um ou mais outros metais alcalinoterrosos. Em algumas modalidades, a composição de catalisador pode compreender qualquer um dentre cerca de 0,1% em peso, cerca de 0,2% em peso, cerca de 0,5% em peso, cerca de 1% em peso, cerca de 2% em peso, cerca de 3% em peso, cerca de 4% em peso, cerca de 5% em peso, cerca de 6% em peso, cerca de 7% em peso, cerca de 8% em peso, cerca de 9% em peso ou cerca de 10% em peso a qualquer um dentre cerca de 11% em peso, cerca de 12% em peso, cerca de 15% em peso, cerca de 20% em peso, cerca de 25% em peso, cerca de 30% em peso, cerca de 35% em peso ou cerca de 40% em peso de um ou mais dentre Mg(OH)2, Al(OH)3 ou hidróxidos de um ou mais outros metais alcalinoterrosos, no total, com base no peso total da composição.
[0019] Em algumas modalidades, a composição de catalisador pode compreender qualquer um dentre cerca de 25% em peso (porcento em peso), cerca de 30% em peso, cerca de 35% em peso, cerca de 40% em peso ou cerca de 45% em peso a qualquer um dentre cerca de 50% em peso, cerca de 55% em peso, cerca de 60% em peso, cerca de 65% em peso, cerca de 70% em peso ou cerca de 75% em peso de MgO, com base no peso total da composição.
[0020] Em algumas modalidades, a composição de catalisador pode compreender qualquer um dentre cerca de 20% em peso, cerca de 25% em peso, cerca de 30% em peso ou cerca de 40% em peso a qualquer um dentre cerca de 45% em peso, cerca de 50% em peso, cerca de 55% em peso ou cerca de 60% em peso de Al2O3, com base no peso total da composição.
[0021] Em algumas modalidades, a composição de catalisador pode compreender qualquer um dentre cerca de 3% em peso, cerca de 4% em peso, cerca de 5% em peso, cerca de 6% em peso, cerca de 7% em peso, cerca de 8% em peso, cerca de 9% em peso ou cerca de 10% em peso a qualquer um dentre cerca de 11% em peso, cerca de 12% em peso, cerca de 13% em peso, cerca de 14% em peso, cerca de 15% em peso, cerca de 16% em peso, cerca de 17% em peso, cerca de 18% em peso, cerca de 19% em peso ou cerca de 20% em peso de um ou mais outros óxidos de metal alcalinoterroso, no total, com base no peso total da composição.
[0022] Em algumas modalidades, a composição de catalisador pode compreender MgO para Al2O3 em uma razão peso/peso (MgO/Al2O3) de qualquer uma dentre cerca de 1/9, cerca de 1/8, cerca de 1/7, cerca de 1/6, cerca de 1/5, cerca de 1/4, cerca de 1/3, cerca de 1/2 ou cerca de 1/1 a qualquer uma dentre cerca de 2/1, cerca de 3/1, cerca de 4/1, cerca de 5/1, cerca de 6/1, cerca de 7/1, cerca de 8/1 ou cerca de 9/1. Em algumas modalidades, a composição de catalisador pode compreender uma razão peso/peso de MgO/Al 2O3 de cerca de 0,50/1,00, cerca de 0,75/1,00, cerca de 1,00/1,00 ou cerca de 1,25/1,00 a qualquer uma de cerca de 1,50/1,00, cerca de 1,75/1,00, cerca de 2,00/1,00 ou cerca de 2,25/1,00.
[0023] Em algumas modalidades, a composição de catalisador pode compreender MgO para um ou mais outros óxidos de metal alcalinoterroso, no total, em uma razão peso/peso (MgO/um ou mais outros óxidos de metal alcalinoterroso, no total) de qualquer um dentre cerca de 20/1, cerca de 18/1, cerca de 16/1, cerca de 14/1, cerca de 12/1, cerca de 10/1, cerca de 8/1, cerca de 6/1 ou cerca de 5/1 a qualquer um dentre cerca de 4/1, cerca de 3/1, cerca de 2/1 ou cerca de 1/1. Em algumas modalidades, a composição de catalisador pode compreender uma razão peso/peso de MgO/um ou mais outros óxidos de metal alcalinoterroso, no total, de qualquer um dentre cerca de 6,50/1,00, cerca de 6,25/1,00, cerca de 6,00/1,00, cerca de 5,75/1,00, cerca de 5,50/1,00, cerca de 5,25/1/00 ou cerca de 5,00/1,00 a qualquer um dentre cerca de 4,75/1,00, cerca de 4,50/1,00, cerca de 4,25/1,00, cerca de 4,00/1,00, cerca de 3,75/1,00 ou cerca de 3,50/1,00.
[0024] Em certas modalidades, a composição de catalisador compreende qualquer uma dentre cerca de 40% em peso, cerca de 41% em peso, cerca de 42% em peso, cerca de 43% em peso, cerca de 44% em peso, cerca de 45% em peso, cerca de 46% em peso, cerca de 47% em peso ou cerca de 48% em peso a qualquer uma dentre cerca de 49% em peso, cerca de 50% em peso, cerca de 51% em peso, cerca de 52% em peso, cerca de 53% em peso, cerca de 54% em peso, cerca de 55% em peso, cerca de 56% em peso, cerca de 57% em peso, cerca de 58% em peso, cerca de 59% em peso ou cerca de 60% em peso de MgO, com base no peso total da composição. Em algumas modalidades, a composição de catalisador compreende de cerca de 35% em peso, cerca de 36% em peso, cerca de 37% em peso, cerca de 38% em peso, cerca de 39% em peso, cerca de 40% em peso a qualquer um dentre cerca de 41% em peso, cerca de 42% em peso, cerca de 43% em peso, cerca de 44% em peso, cerca de 45% em peso, cerca de 46% em peso, cerca de 47% em peso, cerca de 48% em peso, cerca de 49% em peso ou cerca de 50% em peso de Al2O3, com base no peso total da composição. Em algumas modalidades, a composição de catalisador compreende qualquer um dentre cerca de 5% em peso, cerca de 6% em peso, cerca de 7% em peso, cerca de 8% em peso ou cerca de 9% em peso a qualquer um dentre cerca de 10% em peso, cerca de 11% em peso, cerca de 12% em peso, cerca de 13% em peso, cerca de 14% em peso ou cerca de 15% em peso de um ou mais outros óxidos de metal alcalino, no total, com base no peso total da composição de catalisador.
[0025] Em certas modalidades, a composição de catalisador compreende cerca de 49% em peso, cerca de 50% em peso ou cerca de 51% em peso de MgO, cerca de 39% em peso, cerca de 40% em peso ou cerca de 41% em peso de Al2O3 e cerca de 9% em peso, cerca de 10% em peso ou cerca de 11% em peso de um ou mais dentre CaO, SrO ou BaO, no total, com base no peso total da composição de catalisador.
[0026] As presentes composições de catalisador podem ter um volume de poro de qualquer um dentre cerca de 0,30 cm³/g, cerca de 0,33 cm³/g, cerca de 0,36 cm³/g, cerca de 0,39 cm³/g ou cerca de 0,42 cm³/g a qualquer um dentre cerca de 0,45 cm³/g, cerca de 0,48 cm³/g, cerca de 0,51 cm³/g, cerca de 0,54 cm³/g, cerca de 0,57 cm³/g, cerca de 0,60 cm³/g, cerca de 0,63 cm³/g, cerca de 0,66 cm³/g, cerca de 0,69 cm³/g ou cerca de 0,72 cm³/g. O volume de poro pode ser medido por porosimetria de intrusão de mercúrio, por exemplo, de acordo com a ASTM D4284. Em outra modalidade, o volume do poro pode ser determinado por fisissorção de nitrogênio.
[0027] As composições de catalisador podem ter um tamanho de poro médio, relatado como raio de poro, de qualquer um dentre cerca de 3 nm (nanômetros), cerca de 4 nm, cerca de 5 nm, cerca de 6 nm, cerca de 7 nm, cerca de 8 nm, cerca de 9 nm ou cerca de 10 nm a qualquer um dentre cerca de 11 nm, cerca de 12 nm, cerca de 13 nm, cerca de 14 nm, cerca de 15 nm, cerca de 16 nm, cerca de 17 nm, cerca de 18 nm, cerca de 19 nm, cerca de 20 nm ou cerca de 21 nm.
[0028] Em certas modalidades, a composição de catalisador pode ter uma distribuição de tamanho de poro bimodal, por exemplo, em que um primeiro raio de poro é de qualquer um dentre cerca de 3 nm, cerca de 4 nm ou cerca de 5 nm a qualquer um dentre cerca de 6 nm, cerca de 7 nm, cerca de 8 nm ou cerca de 9 nm; e em que um segundo raio de poro é de qualquer um dentre cerca de 10 nm, cerca de 11 nm, cerca de 12 nm, cerca de 13 nm, cerca de 14 nm ou cerca de 15 nm a qualquer um dentre cerca de 16 nm, cerca de 17 nm, cerca de 18 nm, cerca de 19 nm, cerca de 20 nm ou cerca de 21 nm. O raio dos poros pode ser determinado por ASTM D4641-17.
[0029] As composições de catalisador presentes podem ter uma área de superfície de qualquer uma dentre cerca de 50 m 2/g, cerca de 60 m2/g, cerca de 70 m2/g, cerca de 80 m2/g cerca de 90 m2/g ou cerca de 100 m2/g a qualquer um dentre cerca de 110 m2/g, cerca de 120 m2/g, cerca de 130 m2/g, cerca de 140 m2/g, cerca de 150 m2/g, cerca de 160 m²/g ou cerca de 170 m2/g.
A área de superfície pode ser definida como área de superfície específica de Brunauer-Emmett-Teller (BET). A superfície específica de BET pode ser determinada por ASTM D3663.
[0030] Em algumas modalidades, a forma moldada pode ter uma densidade de cerca de 1,0 g/cm³, cerca de 1,5 g/cm³, cerca de 2,0 g/cm³, cerca de 2,5 g/cm³ ou cerca de 3,0 g/cm³ a qualquer dentre cerca de 3,5 g/cm³, cerca de 4,0 g/cm³, cerca de 4,5 g/cm³ ou cerca de 5,0 g/cm³.
[0031] Em uma ou mais modalidades, a composição de catalisador pode incluir um ou mais ligantes (por exemplo, sílica, alumina, sílica/alumina ou argilas). Em outra modalidade, a composição de catalisador pode incluir um ou mais estabilizadores (por exemplo, zircônia). Em outras modalidades, a composição de catalisador pode ser substancialmente livre de ligantes ou estabilizadores. Conforme usado no presente documento, “substancialmente livre” ou “substancialmente sem” pode significar “não adicionado propositalmente”, por exemplo ≤ 5%, ≤ 4%, ≤ 3%, ≤ 2%, ≤ 1%, ≤ 0,5% ou ≤ 0,25% em peso de tais materiais pode estar presente.
[0032] Em uma modalidade, um composto orgânico pode estar presente na composição de catalisador. Em algumas modalidades, um composto orgânico pode estar presente na composição de catalisador de qualquer um dentre cerca de 0,5% em peso, cerca de 1,0% em peso, cerca de 1,5% em peso, cerca de 2,0% em peso, cerca de 2,5% em peso ou cerca de 3,0% em peso a qualquer um dentre cerca de 3,5% em peso, cerca de 4,0% em peso, cerca de 4,5% em peso ou cerca de 5,0% em peso. Em outra modalidade, o composto orgânico está presente na formulação de catalisador com até cerca de 2,0% em peso. Em uma modalidade, o composto orgânico pode ser selecionado a partir de um grupo que consiste em celulose, gel de celulose, celulose microcristalina,
metilcelulose, farinhas, amidos (por exemplo, amido de batata), amidos modificados, grafite, polímeros, carbonatos, bicarbonatos, cera microcristalina, sais de metais orgânicos, ácido palmítico, ácido esteárico, álcoois de açúcar (por exemplo, sorbitol) e misturas dos mesmos. Em outra modalidade, um composto orgânico pode ser selecionado a partir de um grupo que consiste em palmitato de Mg, estearato de Mg e misturas dos mesmos. Um composto orgânico pode servir como um auxiliar de extrusão em um método de preparação.
[0033] As modalidades da invenção também incluem um método para preparar uma composição de catalisador, em que o método compreende a preparação de uma mistura que compreende i) MgO e/ou Mg(OH)2, ii) alumina e iii) óxidos e/ou hidróxidos de um ou mais outros metais alcalinoterrosos; moldar a mistura em uma forma moldada; secar a forma moldada; e calcinar a forma seca e moldada. Em algumas modalidades, a secagem pode ser realizada antes de uma etapa de moldagem. A forma moldada, neste caso, pode ou não ser posteriormente submetida a uma etapa de secagem. Em algumas modalidades, o método compreende adicionar um composto orgânico à mistura.
[0034] As modalidades da invenção incluem um método de isomerização de uma olefina, em que o método compreende o contato da olefina com a composição de catalisador, conforme descrito neste documento. Olefinas incluem buteno, penteno e hexeno. “Isomerização de olefina” pode significar que uma ligação insaturada de uma olefina sofrerá uma mudança de um local de carbono-carbono para outro, por exemplo, de uma posição 1 para uma posição 2, por exemplo, isomerização de 1-hexeno para 2-hexeno.
[0035] Uma determinada modalidade inclui um método de isomerização de 1-buteno em 2-buteno, em que o método compreende o contato de 1-buteno com uma composição de catalisador que compreende MgO, Al2O3 e um ou mais outros óxidos de metais alcalinoterrosos.
[0036] Outra modalidade inclui um método de isomerização de olefina, em que o método compreende o contato de 1-buteno, 1-penteno ou uma mistura dos mesmos com a composição de catalisador aqui descrita para fornecer 2-buteno, 2-penteno ou uma mistura dos mesmos.
[0037] As modalidades da invenção incluem um método de preparação de propileno, em que o método compreende o contato de uma corrente de alimentação contendo 1-buteno com etileno na presença de uma composição de catalisador compreendendo MgO, Al2O3 e um ou mais outros óxidos de metal alcalinoterroso e um catalisador de metátese.
[0038] Outra modalidade inclui um método de preparação de propileno, em que o método compreende:
[0039] colocar uma corrente de alimentação que contém 1-buteno, 1-penteno ou uma mistura dos mesmos em contato com etileno na presença da composição de catalisador aqui descrita e um catalisador de metátese.
[0040] Os artigos “um” e “uma” neste documento se referem a um ou mais de um (por exemplo, pelo menos um) do objeto gramatical. Quaisquer faixas mencionadas no presente documento são inclusivas. O termo “cerca de” é usado para descrever e explicar pequenas flutuações. Por exemplo, “cerca de” pode significar que o valor numérico pode ser modificado por ± 5%, ± 4%, ± 3%, ± 2%, ± 1%, ± 0,5%, ± 0,4%, ± 0,3%, ± 0,2%, ± 0,1% ou ± 0,05%. Todos os valores numéricos são modificados pelo termo “cerca de”, independentemente de ser ou não indicado explicitamente. Os valores numéricos modificados pelo termo “cerca de” incluem o valor específico identificado. Por exemplo, “cerca de 5,0” inclui 5,0.
[0041] Patentes dos E.U.A., pedidos de patentes dos E.U.A. e pedidos de patentes dos E.U.A. publicados, discutidos neste documento, são incorporados ao presente documento a título de referência.
[0042] Salvo indicação em contrário, todas as partes e porcentagens são em peso. O percentual em peso (% em peso), se não indicado de outra forma, é baseado em uma composição inteira livre de quaisquer voláteis, ou seja, com base em teor de sólidos secos.
EXEMPLOS
[0043] As composições de catalisador são preparadas como se segue. O hidróxido de alumínio é peptizado com ácido nítrico com um nível de peso de líquido para sólidos de cerca de 0,5 a cerca de 0,8. O óxido/hidróxido de magnésio hidratado é triturado até um tamanho de partícula inferior a cerca de 250 mícrons e adicionado à mistura de alumina. Um outro hidróxido de metal alcalino é adicionado. A mistura resultante é misturada em um reômetro de torque e extrudada através de uma abertura de 3 mm. Os extrudados cilíndricos de 3 mm são cortados em seções de 5 mm a 15 mm e são secos a 120 °C durante 16 horas. Os cilindros são calcinados a 550 °C durante 2 horas. Os cilindros calcinados são deixados esfriar e são posteriormente cortados em seções de 2 mm a 10 mm.
[0044] As seguintes composições de catalisador são preparadas e as propriedades, relatadas. Os metais são óxidos percentuais em peso de Mg, Al e outros alcalinoterrosos (AE), com base na composição total. O alcalinoterroso é Ca nas amostras 3 a 5 e 12 a 17; é Sr na amostra 10 e é Ba na amostra 11. A amostra 1 está na forma de comprimidos. Todos os outros são cilindros extrudados. A resistência ao esmagamento é relatada em kg/mm (lbs/mm). A área superficial é relatada em m²/g. O volume de poro é relatado em cm³/g.
esmagamento superfície poro amostra Mg / Al / AE resistência área volume 1 100/0/0 ---- 193 0,34 2 0/100/0 6,80 (15) 189 0,74 3 0/0/100 4,31 (9,5) 8 0,03 4 67/0/33 4,40 (9,7) 17 0,06
5 0/40/60 2,99 (6,6) 17 0,09 6 50/50/0 1,18 (2,6) 120 0,48 7 67/33/0 0,68 (1,5) 135 0,67 8 60/40/0 0,91 (2,0) 145 0,65 9 20/80/0 1,54 (3,4) 245 0,69 10 56/40/4 1,54 (3,4) 118 0,57 11 50/40/10 0,95 (2,1) 113 0,50 12 70/15/15 1,91 (4,2) 41 0,27 13 40/30/30 1,95 (4,3) 29 0,17 14 44/17/39 4,17 (9,2) 101 0,49 15 44/40/16 2,40 (5,3) 130 0,61 16 56/40/4 0,91 (2,0) 160 0,61 17 50/40/10 1,77 (3,9) 113 0,58
[0045] As amostras são testadas quanto à conversão de 1-buteno em propileno na presença de etileno e um catalisador de metátese. A entrada do reator de tubo de aço inoxidável (leito superior) contém 3 g de uma das amostras 1 a 17. A saída do reagente (leito inferior) contém uma mistura de 9 g de uma das amostras 1 a 17 e 3 g de um catalisador de metátese que compreende WO 3 em sílica.
[0046] A velocidade espacial horária em peso (WHSV) é 26,66 com base no catalisador de metátese e 6,67 com base nas amostras 1 a 17.
Condições: temperatura = 300 °C; pressão = 2,76 MPa (400 psi); razão de alimentação etileno/1-buteno = 1,8; Carboneto de silício de 250 a 355 mícrons embalado em espaços vazios. O desempenho das amostras 1 a 17 para produtividade de propileno, seletividade de propileno e razão de isomerização de 2-buteno/1-buteno são encontradas abaixo. propileno propileno 2-buteno/ amostra produtividade seletividade razão de 1-buteno
1 24,5 95,1 2,31
2 12,0 88,0 0,52
3 15,2 88,0 0,60
4 17,2 90,6 0,67
5 16,0 90,6 0,73
6 24,5 94,5 2,65
7 24,0 94,6 2,79
8 24,0 94,7 2,72
9 12,4 93,4 0,80
10 25,1 95,7 3,00
11 23,5 94,5 2,87
12 21,0 93,0 1,58
13 18,5 91,0 1,01
14 23,9 95,1 2,42
15 24,3 95,2 2,55
16 26,5 96,0 3,10
17 27,0 96,3 3,00

Claims (24)

REIVINDICAÇÕES
1. COMPOSIÇÃO DE CATALISADOR caracterizada pelo fato de que compreende MgO, Al2O3 e um ou mais outros óxidos de metal alcalinoterroso, em que a composição de catalisador está sob uma forma moldada.
2. COMPOSIÇÃO DE CATALISADOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a forma moldada é selecionada a partir de um grupo que consiste em aglomerados, comprimidos, anéis, estrelas, rodas de vagão, extrudados, hastes, cilindros, esferas, esferoides, briquetes e péletes.
3. COMPOSIÇÃO DE CATALISADOR, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que tem um maior diâmetro médio de cerca de 1 mm a cerca de 25 mm.
4. COMPOSIÇÃO DE CATALISADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a forma moldada é semelhante a um cilindro, com um diâmetro médio de cerca de 1 mm a cerca de 8 mm e um comprimento médio de cerca de 2 mm a cerca de 20 mm.
5. COMPOSIÇÃO DE CATALISADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a forma moldada é semelhante a uma estrela.
6. COMPOSIÇÃO DE CATALISADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que compreende um ou mais hidróxidos de metal selecionados a partir do grupo que consiste em Mg(OH)2, Al(OH)3 e hidróxidos de um ou mais outros metais alcalinoterrosos.
7. COMPOSIÇÃO DE CATALISADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que compreende de cerca de 2% em peso a cerca de 10% em peso de um ou mais hidróxidos de metal selecionados a partir do grupo que consiste em Mg(OH)2, Al(OH)3 e hidróxidos de um ou mais metais alcalinoterrosos, com base no peso total da composição.
8. COMPOSIÇÃO DE CATALISADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a composição de catalisador é caracterizada pelo fato de que está sob a forma de um extrudado.
9. COMPOSIÇÃO DE CATALISADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que compreende MgO, Al2O3 e um ou mais óxidos de metal alcalinoterroso selecionados a partir de CaO, SrO e BaO.
10. COMPOSIÇÃO DE CATALISADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que compreende MgO, Al2O3 e CaO.
11. COMPOSIÇÃO DE CATALISADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que compreende de cerca de 25% em peso a cerca de 75% em peso de MgO, com base no peso total da composição.
12. COMPOSIÇÃO DE CATALISADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que compreende de cerca de 20% em peso a cerca de 60% em peso de Al2O3, com base no peso total da composição.
13. COMPOSIÇÃO DE CATALISADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que compreende de cerca de 3% em peso a cerca de 20% em peso de um ou mais outros óxidos de metal alcalinoterroso, no total, com base no peso total da composição.
14. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que uma razão de peso/peso de MgO para Al2O3 é de cerca de 1/9 a cerca de 9/1.
15. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que uma razão de peso/peso de MgO para Al2O3 é de cerca de 0,50/1,00 a cerca de 2,25/1,00.
16. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que uma razão de peso/peso de MgO para um ou mais outros óxidos de metal alcalinoterroso, no total, é de cerca de 20/1 a cerca de 1/1.
17. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que uma razão de peso/peso de MgO para um ou mais outros óxidos de metal alcalinoterroso, no total, é de cerca de 6,50/1,00 a cerca de 3,50/1,00.
18. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que exibe uma resistência ao esmagamento de ≥ 0,91 kg/mm (2,0 lbs/mm).
19. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que tem um volume de poro de cerca de 0,30 cm³/g a cerca de 0,72 cm³/g.
20. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que tem uma área de superfície de cerca de 50 m²/g a cerca de 170 m²/g.
21. MÉTODO PARA SE PREPARAR A COMPOSIÇÃO DE CATALISADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende: preparar uma mistura que compreende i) MgO e/ou Mg(OH)2, ii) alumina e iii) óxidos e/ou hidróxidos de um ou mais outros metais alcalinoterrosos; moldar a mistura em uma forma moldada; secar a forma moldada; e calcinar a forma seca e moldada.
22. MÉTODO DE PREPARAÇÃO DE PROPILENO, caracterizado pelo fato de que compreende: colocar uma corrente de alimentação que contém 1-buteno, 1- penteno ou uma mistura dos mesmos em contato com etileno na presença da composição de catalisador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20, e um catalisador de metátese.
23. MÉTODO DE ISOMERIZAÇÃO DE UMA OLEFINA, caracterizado pelo fato de que compreende o contato da olefina com a composição de catalisador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a
20.
24. MÉTODO DE ISOMERIZAÇÃO DE OLEFINA, caracterizado pelo fato de que compreende colocar 1-buteno, 1-penteno ou uma mistura dos mesmos em contato com a composição de catalisador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20, para fornecer 2-buteno, 2-penteno ou uma mistura dos mesmos.
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