TW400374B - A process for selectively hydrogenating diolefins - Google Patents
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Description
經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(i ) 發明背景 於一方面,本發明係關於一種於載體上之贵金屬觸媒组 合物。於另一方面,本發明係關於使用一種於載髏上之贵 金屬觸媒組合物以選择性地氳化二烯烴類(二烯屬烴)成爲 單缔烴類(缚屬烴)之一種方法β 包含釔及一種載髏物質之觸媒係用於二稀烴及/或炔烴氣 化作用之已知之觸媒。縱然此等觸媒係有效之氳化作用觸 媒,但是仍然具有進一步改良之永遠存在之需要(例如, 達成對於單烯烴類之增進之選擇性及/或延長之觸媒壽命) 。本發明係針對一種改良之於載碰上之鈀觸媒鈒合物及其 於二烯烴類(二烯屬烴)轉化成爲單烯烴類(烯屬烴)之選择 氟化作用之方法中之用途。本發明之觸媒組合物亦係遑合 於決烴類(炔屬烴)轉化成爲對應之單烯烴類(烯屬烴)之選 擇氳化作用。 發明摘述 於crc5二烯屬烴轉化成爲對應之c4-c5締屬烴,諸如環戊 二缔類轉化成爲環戍烯及二環戊二烯轉化成爲至少一種二 氩二環戊二烯,之選擇氩化作用中提供π種改良之觸媒组 合物係特別需要的β 根據本發明,提供一種觸媒組合物,其本質上係由(a)選 自包括鈀金屬及釔氧化物之至少一種含鈀之物質、(b)至少 一種錶金1碘化物及(c)至少一種無機載體物質组成。於一 種較隹具髏實施例中,婊金屬碘化物係碘化鉀及無截載體 係鋁氧。"本質上由....组成"係用以表示,不能包括將有害 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) ---------1^-----.-I,.1T------0 - - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(2 ) 地影響由此術語之後詳述之成分提供之性質之另外成分》 亦根據本發明,以氫氣選擇性地氬化每分子包含3-12個 碳原子之二缔烴類成爲每分子包含3-12個破原子之對應之 單烯烴類之一種改良方法係以本發明之觸媒組合物進行》 於一種較佳具髏實施例中,選自包括1,3-丁二烯、1,3_戍 二烯、1,4-戍二烯及異戊二缔之至少一種二烯烴係於本發 明之觸媒组合物之存在下以氫氣遵擇性地氳化成爲選自包 括丁烯類及戊烯類之至少一種烯屬烴》於另一種較佳具體 實施例中,1,3-環戊二烯係於本發明之觸媒组合物之存在 下以氣氧選擇性地氩化成爲環戊烯》於再另一種較佳具體 實施例中,二環戍二缔係於本發明之觸媒组合物之存在下 以氟氣選擇性地氬化成爲至少一種二氬二環戊二缔。 發明之詳細説明 本發明之觸媒組合物本質上係由(a) 金屬及/或至少一 種鈀氧化物、(b>至少一種蝰金屬碘化物(較佳地係碘化_ ) 、及(c>選自包括鋁氧、梦石、欽氧、鲒氧、鉬碎酸鹽類( 黏土類及/或沸石類)、鋁酸鋅、鈦酸鋅、及兩種或兩種以 上之此等化合物之混合物之一種無輾載體物質(較佳地係 銘氧、更佳地係阿伐-鋁氧)组成。通常,觸媒组合物包含 約〇·〇1·2(較佳地係約0.05-1)重量❶/〇Pd及約0·〇2-10(較佳地 係約0.05-5)重量%鹼金屬(較佳地係Κ)。觸媒粒子可具有任 何逋合之形狀(球形、圓柱形、三裂片形及其類似形狀), 及較佳地係球形丸粒或圓柱形擠製物。觸媒粒子可具有任 何適合之粒子尺寸(直徑/長度),及通常具有約1-1〇毫米(較 I:--------- 裝------—.-1T------線 , - -- (請先聞讀背面之注項再填寫本頁) -5- 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 ______B7 五、發明説明(3 ) 佳地係2-6毫米)之尺寸》觸媒粒子可具有任何逋合之表面 積(經由布魯播爾(Brunauer)、艾密特(Emmett)及泰勒 (Teller)之BET方法使用N2而測量),及通常具有約1-200( 較佳地係約10-100)平方米/克之表面積。 觸媒粒子可係經由任何適合之方法而製備。促進劑成分 (a)及(b)可係經由任何遑合之方法及於任何適合之次序而 沈積於無輾載體物質上及/或组合入無機載髗物質中。例 如,撿金屬碘化物可係經由漫潰、接著以至少一種Pd化合 物(諸如H2PdCl4)之浸溃含酸金屬碘化物之載濮物質、如此 經浸溃之組合物之乾燥然後加熱(後燒)(較佳地係於一種 還原氣體大氣諸如氫氣中,或於一種惰性氣體大氣諸如氮 、氦及其類似物中)而組合入載醴物質中。或者一種於載 濮上之鈀觸媒组合物,較佳地係一種Pd/Al203組合物(更隹 地係一種市販者,例如,來自瑪里克羅德替特用化學品公 司(Maliinckrodt Specialty Chemicals Company), 艾里爾(Erie),賓夕凡尼亞州(PA)),可係用一種錶金屬 碘化物漫溃、接著如此經浸溃之組合物之乾燥然後加熱( 較佳地係於一種還原或惰性氣髖大氣中)。或者於載體上 之钯觸媒組合物可係用至少一種鳋金屬碘酸壅浸溃、接著 乾燥然後於一種還原氣«大氣(較隹地係氬氣)中加熱經浸 溃之物質(於足夠以轉化撿金屬碘酸鹽成爲瘀金屬碘化物 之溫度)。 較佳之開始物質(亦稱爲"基礎觸媒"),其係根據本發明 經由蝰金屬碘化物之组合於其中而改良,可係任何於載饉 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21 Ox297公釐) l· 装----^---1T------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 _____B7 五、發明説明(4 ) 上之含鈀之組合物。基礎觸媒組合物可係一種新製造之氫 化作用觸媒或其可係一種經使用及其後經再生之氬化作用 觸媒组合物。概括地,基礎觸媒可包含約〇.〇1·2(較隹地係 約0.05-1)重量%Pd、及一種固體無機栽髏物質(於以上表列) ,較佳地係鉬氧(更佳地係阿伐-鋁氧)。於載體上之含Pd之 基礎觸媒粒子可具有任何遑合之形狀,及較佳地係球形丸 粒或国柱形擠製物。此等於载體上之基礎觸媒粒子之尺寸 通常係約1-10毫米,較佳地係約2-6毫米,及其之表面通常 係約1·200平方米/克》 於製備本發明之觸媒組合物之一種較隹方法中,一種含 Pd之基礎觸媒(於以上敘述),其更佳地係已用氫氣於室溫( 約10-40°C)預還原,係用至少一種螓金屬碘化物(較隹地係 KI)之一種溶液(較佳地係水性)於某些條件下接觸,以求獲· 得包含約0.02-10(較佳地係約0.05-5)重量%之婊金屬(較佳 地係鉀)之一種最後觸媒组合物《通常,於接觸(浸溃)溶液 (較佳地係水性)中鎗金屬碘化物之濃度係約0.02-10莫耳/井 (較佳地係約0.2·3莫耳/升)。較隹之接觸方法係”初期之潤 濕浸渍",即用狳金屬碘化物溶液本質上完全充填基蠛觸 媒之孔陈。通常,溶液比固髏基礎觸媒組合物之重量比係 於約0.2:1至約2:1,較佳地係約0.4:1至約1:1,之範固内( 梘浸溃溶液之驗金屬碘化物濃度及於本發明之觸媒组合物 中將得到之需要之驗金屬含量而定)。其後,將經浸溃之 觸媒组合物實質上乾燥(較佳地係於約50-1 50#C歷時約〇·5-20小時)及於一種非氧化之氣鳢大氣中(更佳地係於一種運 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ------—.tr------.^ -_ -- (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) A7 B7 5 五、發明説明( 原氣髗諸如Hr或一種惰性氣體請如n2、He及其麵似氣體 中)於約300_600°C (较佳地係約300-500eC >之溫度加熱歷時 約0_2-20小時(較佳地係約1-1〇小時)之時間期間。 於製備本發明之觸媒詛合物之另一種較隹方法中,一種 含Pd之基礎觸媒(於以上敘述)係用至少一種鎗金屬碘酸鹽 (較佳地係ΚΙ03)之一種溶液(較佳地係水性)於某些條件下 接觸,以獲得包含約0.02-10(較佳地係約0.05-5)重量% 鹼金屬(較佳地係K))之一種最後觸媒組合物,其中撿金屬 碘酸癀於漫溃溶液中之濃度係約0.02-10莫耳/升(較佳地 係約0.2-3莫耳/升)。浸潰程序本質上係根據以上敘述用 驗金屬碘化物浸溃之方法進行《其後,將經浸溃之觸媒组 合物實質上乾燥(如以上敘述)及於一種還原氣逋(較佳地 係H2)中於約200-600 eC (較佳地係約300-500 °C)之溫度 加熱歷時約0.2-20小時(較佳地係1-10小時)之時間期間 ,以求轉化該至少一種繚金屬碘酸*成爲至少一種缺金屬 碘化物。 本發明之觸媒組合物較佳地係使用於每分子包含3-12個 碳原子之二缔烴類(二烯屬烴類及/或環二烯屬烴類)轉化 成爲每分子包含3-12個破原子之對應之單烯烴類,諸如 1,3-丁二烯轉化成爲丁烯類及/或戍二烯類轉化成爲戊烯 類,之選擇氲化作用中。本發明之觸媒組合物可係直接地 使用於此種選擇氬化作用方法中。然而,由於選擇氬化作 用之最逋操作不閹始直到已具有钯成分之實質之遘原作用 爲止,因此最好首先用一種還原氣鳢諸如氳處理觸媒。通 -8- 表紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ^ _ 、-·ιτ------^ , * - - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印黎 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 A7 B7 五、發明説明(6 ) 常,還原作用係於約至約100°C之範國内之潘度進行 歷時至少ίο分嫂(較佳地係約1-1〇小時)。 於本發明之方法中可氫化之每分子包含3·12個破原子之 迷合之二烯烴類之非限制之贲例包括丙二烯、1,2-丁二烯 、1,3·丁二烯、異戊二缔、I2·戌二味、I3-戊二蟑、I4· 戊二烯、1,2-己二烯、1,3-己二烯、1,4·己二烯、1,5-己二 烯、2· T -1,2-戊二烯、2,3-二甲-1,3-丁二烯、庚二晞類、 f基己二烯類、辛二烯類、甲基庚二烯類、二甲基己二烯 類、乙基己二烯類、三T基戊二缔類、f基辛二蝉類、二 甲基庚二烯類、6基辛二烯類、三甲基己二烯類、壬二烯 類、癸二烯類、十一破二烯類、十二碳二烯類、環戊二烯 類、環己二烯類、▼基環戊二烯類、環庚二燁類、甲基環 己二烯類、二甲基環戊二烯類、乙基環戊二烯環、二環戊 二烯、及一種或二種之此等二烯烴類之混合物*目前較佳 之二烯烴類係1,3· 丁二烯、戊二烯類(諸如1,3-戊二烯、 1,4-戊二烯、異戊二烯)、環戊二烯類(諸如1,3-環戌二缔) 及二環戊二烯(亦以三環[5.2.1]2,6癸-3,8-二晞知曉)。此等 二烯烴類係選擇性地氩化成爲每分子包含相同於二烯烴類 之破原子之單烯烴類,例如,1,3-丁二缔轉化成爲1-丁烯 及2-丁烯、1,3-戊二烯及1,4-戍二烯轉化成爲1-戍烯及2-戍 烯、異戊二晞轉化成爲甲基_1_戊烯類及f基-2-戊烯類、 1,3·環戊二烯轉化成環戊烯、二環戊二埽轉化成爲二氳環 戊二烯類(特定言之,三環[5.2.1.]2,6癸_3·烯)、及其類似情 況。 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ' -裝-----^-Iir------^ - - · (請先閲讀背面之注^^項再填寫本頁) 經濟部中央襟準局員工消費合作社印聚 A7 B7 五、發明説明(7 ) 用於本發明之氩化作用方法之含二晞烴之進料亦可包含 其他烴類,特定言之,單烯烴類及芳族烴類。於進料中可 以至少30«!積%之含量存在之此等其他烴類之#限制之實 例包括乙烯、丙烯、1-丁缔、2-丁烯、異丁烯、1-戊烯、 2-戌烯、甲基-1· 丁烯類(諸如2-甲-1-丁晞)、甲基-2-丁 燁類(諸如2-甲-2-丁烯)、1-己烯、2-己烯、3-己烯、甲 基-1-戌烯類、2,3-二甲·1· 丁缔、1·庚烯、2-庚烯、3-庚 烯、甲基-1-己烯類、甲基-2 -己烯類、甲基-3 -己烯類、 二甲基戊烯類、乙基戊缔類、辛缔類、甲基庚烯類、二甲 基己烯類、乙基己烯類、壬缔類、甲基辛烯類、二甲基庚 缔類、乙基庚烯類、三甲基己烯類、環戊蟑、環己烯、甲 基環戊燁、環庚埽、甲基環己烯、二甲基環戊埽類、乙基 環戊烯類、環辛烯類、甲基環庚烯類、二甲基環己烯類、 乙基環己烯類、三甲基環己烯類、甲基環辛烯類、二甲基 環辛烯類、乙基環辛烯類、苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、二 甲苯類及其類似物、及兩種或兩種以上之此等烴類之混合 物。 流雄進料(其於本方法之氫化條件下可係液髖或氣體)通 常包含約0.1-99.9重量%之至少一種二烯烴。流饉進料可 另外包含其他之烴麵(於約0.1-99.9重量%之含量),特定 言之係芳族烴類,諸如苯、甲苯、苯乙缔及乙笨,其可係 以約50-99重量%之含量存在。然而,使用包含約ι〇〇% 之至少一種二烯烴,諸如實質上纯粹之二環戊二埽,係於 本發明之範固之内。而且,進料可包含小數量(通常係低 I--------1^----1--4Τ------^ - -- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -10- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(8 ) 於約0.05重量%,特定言之約ίο-400 ppm硫)之硫化合 物(諸如I^S、硫化碳醯、二硫化破、硫醇類、有域硫化物 類諸如嘍吩、有機之二-、三·及四硫化物類、及其類似物) 作爲雄質β —氧化碳及/或水(通常每種低於約〇.〇5莫耳%) 亦可係以雜質存在。 本發明之選擇二烯烴氫化作用方法通常係經由用本發明 之觸媒(通常包含於一種固定床中)接觸包含至少一種二缔 烴之一種進料流及分子氫而進行。通常,舞於在進料中存 在之每莫耳之二烯烴,使用約1-10(較佳地係約1-2)莫耳 之氫。對於本發明之選擇氳化作用方法所需要之温度主要 係視觸媒之活性及二烯烴氫化作用之需要之程度而定0通 常,使用於約30°C至約20 0°C之範國内之反應溫度。適合 之反應壓力通常係於約15至2,000表讀磅每平方吋(psig) 之範困内。烴進料之液髏每小時空間速度(LHSV)可於廣 泛範面之内變動。通常,進料之空間速度將係於約0.5至 約100升之烴進料每升之觸媒每小時之範園内,更佳地係 約2至約60升/升/小時》氫化作用方法絛件應係如此,以 求避免單烯烴類(經由於進料中最初存在之二烯烴類之氫 化作用而生成)轉化成爲飽和烴類(烷屬烴類、環烷烴類) 之有意義之氬化作用。 於本發明之二烯烴氫化作用方法之一種之較佳具體實施 例中,用觸媒(通常包含於一種固定床中)接觸包含至少一 種戊二烯(1,3-戊二烯及/或1,4·戊二燁及/或異戊二燁)之 一種進料流及分子氳。通常,烴進料包含其他之烴類,諸 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4规格(210Χ297公釐) l·--------1^----'--·ΐτ------^ - ' ' * (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 _B7_ 五、發明説明(9 ) 如〇4+坑屬烴類(丁燒類、戊沈類、己坑類)、c4+烯屬烴類 (丁烯類、戊烯類、己烯類)及芳族烴類(苯、甲苯、乙苯 、苯乙烯及其類似物)。此種較佳之氳化作用方法每莫耳 戊二烯(類)通常使用約1-2莫耳H2。對於戊二烯之選择氩 化作用所需要之反應溫度主要係視觸媒之活性及戊二晞氬 化作用之需要之程度而定,及通常係約35°C至約1006€之 範圍内。通常,總靨力係於約50至1,000表讀磅每平方吋 (psig)之範園内。烴進料之液礅每小時空間速度(LHSV) 亦可於廣泛範園之内變動。通常,液髗每小時空間速度將 係約1至約50升/升/小時。氩化作用方法條件應係如此,以 求避免戊烯類轉化成爲戊坑之有意義之氫化作用。 於另一種較佳具體實施例中,二環戍二烯係選擇性地氫 化成爲二氲二環戊二烯類,主要地係包含於"3”位置中之 雙鍵之二環戊烯(即,三環[5.2.112·6癸-3-烯)。於再另一種 較佳具體實施例中,1,3-丁二烯係選擇性地氳化成爲丁缔 類。此等具體實施例之操作條件實質上係相同於以上對於 戊二烯(類)轉化成爲戊烯類之選擇氣化作用所敘述者。 使用根據本發明之觸媒组合物於包含2-12個破原子之炔 烴類(炔屬烴類)轉化成爲對應之單烯烴類(烯屬烴類,每 分子亦包含2-12個碳原子)之選擇氟化作用,係於本發明 之範國之内》逋合之炔屬烴類包括(但不受限於)乙炔 (C2H2)、丙炔、1-丁块、2-丁炔、戊炔類、己炔麵、苯基 乙炔及其之混合物。用於選擇炔屬烴氩化作用之反應條件 係約相同於以上對於二烯烴類轉化成爲單晞烴類之選擇氳 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) K--------l· 裝----^_|-1T------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 __B7_ 五、發明説明(10 ) 化作用所敘述者。 倘若於一種氳化作用方法中於長期之使用之後需要再生 本發明之觸媒,則此可係經由用水瀝濾廢觸媒(以求溶解 錶金屬碘化物)、於一種氧化之大氣中烺燒經潘濾之觸媒( 例如,於空氣中;於約500-6〇b°C)以燒掉含碳之沈積物 、用溶解之鳋金屬碘化物再浸溃經烺燒之觸媒、及加熱其 (如係對於本發明之新製造之觸媒所敘述)而達成。 提供下列實例以進一步舉例説明本發明,及其等不應解 釋爲不適當地限制本發明之範園。
實例I 本實例舉例説明各種含靶之斶媒之製備及彼等於1,3· 丁 二烯轉化成爲丁烯類之選擇氬化作用中之用途。 觸媒A(對照)係球形形狀之一種Pd/ΑΙ,Ο,觸媒,其係已由 瑪里克羅德替特用化學品公句之卡爾西卡特觸媒部門 (Calsicat catalyst Division),艾里爾,寶夕凡尼亞州,以 產品名稱"E-143 SDU"供應。此種觸媒具有35平方米/克之 BET/N2表面積、及1/16吋之粒子尺寸。觸媒A包含0.3重量 % Pd » 觸媒B(對照)係一種Pd/Ag/KF/Al203觸媒》其係如下製備 :將80.23克之觸媒A浸溃於4.05克之AgN03於72.7克之蒸 餾之H20之一種水溶液中歷時約1.5小時。自Ag—經浸溃 之觸媒排洩過量之液鱧,然後將其於1806F乾燥過夜及於 370eC於空氣中烺燒歷時3小時》然後用0.47克氟化鉀於 14.1毫升之H20中之一種溶液浸溃20.18克之此種經烺燒之 -13- 本紙張尺度適财關家標準(CNS ) ( 21GX297公釐) ~ 卜-------------1--'-ΤΓ------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(Μ )
Pd/Ag/A1?0,觸媒(揉記"觸媒X")之一種棬本,同時有時地 攪拌混合物。如此獲得之KF—經浸渍之Pd/Ag/Al203觸媒 係於180T乾燥歷時數小時及於空氣中於370Ό烺燒歷時4 小時。觸媒B包含約0.28重量% Pd、約1.6重量% Ag、及约 1.5重量% K(如 KF)。 觸媒C(對照)係一種Pd/Ag/KI/Al203觸媒。其係經由用H2 氣體於室溫預還原20.15克之觸媒X(於以上敘述)歷時約1 小時而製備。其後,用0.89克碘化鉀於約12.0克蒸餡水中 之一種溶液於室溫浸溃H2-經處理之觸媒物質》KI-經浸 溃之觸媒物質係於室溫乾燥及於氮氣中於400eC加熱歷時5 小時。觸媒C包含約0.28重量。/〇 Pd、約2.6重量。/〇 Ag及约 10重量% K(如KI) » 觸媒D(本發明)係一種Pd/KI/Al203觸媒。其係經由於一 種氫氣流中於室溫預還原20.6克之觸媒A歷時約0.5小時、 然後用0.87克碘化_於12.8克之水中之一種溶液浸溃經預 還原之物質而製備〇 KI-經浸渍之觸媒物質係於室溫乾燥 過夜然後於氮氣中於400°C加熱歷時約24小時。觸媒D包含 約0.3重量% Pd及約1.0重量(如KI)。其不包含Ag。 實例Π 觸媒A-D(於以上救述)係於1,3-丁二烯之選擇氳化作用中 以下列程序試驗。將約20立方厘米之每種觸媒置入具有 0.5吋之内徑及約18吋之長度之一種不銹鋼反應器管中。 將熱電偶插入觸媒床之頂部及底部區域中,觸媒床係由一 種外部壚加熱。烴進料係液饉及包含約79重量% 1,3-丁二 -14- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) f— ,· -- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -ΪΤ -線· A7 _______B7 五、發明説明(12 ) 蟑、約13重童%各種丁烯類、約6重量%丁坑類(主要係正 丁烷)、約0.3重量% 1,2·丁二烯、約0.2重量% 1-丁炔及約 1.5重量%乙缔乙決。於所有試粉中液鱧進料速率係約1立 方厘米/分鐘。氳氣係隨同液髏烴進料而進料,以求供應 約1:1之H2/丁二烯莫耳比。於反應器中之總廛力係維持於 約500 psig,及平均反應溫度係於約ΐοοΤ至約120T之範 面内。通常,將一部分之反應產物循環至反應器之入口以 求供應約33:1之循環流比新進料流之體積比。於各種時間 間隔(通常於約1-3小時之間隔)以一種氣謹層析儀分析#循 環之產物氣體β相關之試脍結果(於得到毯定狀態之反應 之後獲得)係摘述於表I中。 —r--------— 裝----^---1T------線 • · - - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 五 明説 明發 3
A B 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 於進料中之化合物之平均重量百分比 c6+烴類 0.06 0.14 正丁烯 \0 3 反·2· 丁歸 00 ri 卜 cA 堠-2-丁烯 <N ri 1-丁烯丨 VO 卜· 寸 1,3-丁二烯 | 78.8 79.1 觸媒 進料I(用於運轉1-4) 進料Π(用於運轉5-6) | 進料 於產物中之化合物之平均重量百分比 c6+烴類 0.32 030 0.28 0.17 0.40 0.20 獎 正丁烯 00 ^0 寸 00 寸 SO 〇\ 00 VD 卜· 反-2-丁烯 27.2 1 25.4 1_ 寸 cK 29.3 28.6 30.5 順-2-丁烯 寸 SO SO cn <f5 ON VC v〇 NO 1-丁烯 53.2 1_ 51.7 19.8 50.9 52.4 50.9 1,3· 丁二烯 〇 «η 60.4 〇 ON rn 觸媒 A (Pd/Al203) B (Pd/Ag/KF/Al2〇3) C (Pd/Ag^a/Al2〇3) D (Pd/KI/Al203) A (Pd/Al203) D (Pd/K3/Al203) |試驗I 運轉 運轉1 (對照) 運轉2 (對照) 運轉3* (封照) 運#4 (本發明) 運轉5 (對照) 運轉6 (本發明) MS; * 6 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 釘 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(14 ) 於表I中之試螓數據類示,本發明觸媒D比對照觸媒A-C 一致地作用較佳,如由"重鉬分(heavies)"(C6+烴類,即, 每分子包含至少6個瓖原子之烴類)之較低產率證實,重麵 分趨於積聚於觸媒表面上及促成觸媒之逐漸之去活化作用 〇
實例III 本實例舉例説明於各種於鋁氧載體上之钯觸媒(於實例I 中敘述)之存在下,二環戊二烯轉化成爲二氬二環戊二締 之選擇氬化作用。 氳化作用試驗係如以下進行。用約20-30立方厘米之"36-粗砂"Alundum1®(具有低於1平方厘米/克之表面積之鉬氧) 之一底部層、約20立方厘米之一種特殊之含Pd之觸媒之一 中間層、及約20-30立方厘米之H36-粗砂H Alundum®之一頂 部層充填一種不銹鋼反應器管(總長度:約18吋;内徑: 0.5吋)》於每層之兩Alundiim气f及觸媒層之下放置玻璃絨 。每種使用之觸媒係經由將氬氣以100°F之溫度流動通過 反應器(流率:100立方厘米H2每分錢)歷時2小時而活化。 其後,將10重量%二環戊二烯(DCP)於環己垅中之一種溶 液以约1立方厘米每分鐘之速率,連同作爲共同進料之氩 氣,引進(以一種向下流動方式)入反應器中。112流率通常 係於約10立方厘米/分嫌至約50立方厘米/分接之範固内, 及反應溫度通常係於約100T至約150T之範圃内。不進行 產物循環。於各種時間間隔(通常地於0.5-1小時間隔)以一 種氣體層析儀分析液體產物流出物(即,經環己烷稀釋之 產物)。相關之試聆數據係摘述於查II中。 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) --------II-------·ΐτ------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) · 明 發 五 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 於反應器洗出物中化合物之平均含量(重量%> 四氳二環戊二烯 Ο 寸 Os ON (N r-H Γ^} fO r0 r^5 ro ΓΟ CO 〇 〇 〇 ο ί ·» \〇 5 Μ 乂 舍 Ψ I ¥\ ¥ 隳 餐 二氫二環戊二烯 d c> ra p rn ^ ^ d V〇 fO fO 00 00 oo 二環戊二烯 0.05 0.15 0.06 On os On oo o o 0.03 ON O <S 攀 _ o —。 H2流率 (立方厘米/分鏡) 寸寸 o 〇 <n v> ΓΛ 寸寸寸 <N o 的。 ⑺ 寸 《π 反應湛度 寸 二 卜卜 fS fS ο o m 寸 ro O cs 寸 ^ 觭媒 A (Pd/Al2〇3) B (Pd/Ag/KF/Al2〇3) D (Pd/KI/Al2〇3) A* (Pd/Ai2o3) Ό* (Pd/KI/Al203) 運轉 7 (對照) 8 (對照) 9 (本發明) 10 (對照) 11 (本發明> -18- l·---------^----^--·ΐτ------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29*7公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _B7_ 五、發明説明(16 ) 於表II中之試驗數據類示,於使用本發明觸媒D之運轉9 中,需要之二氬二環戊二烯之產率係比於使用對照觸媒A 及B之運轉7及8中遠爲較高。當本發明觸媒D於使用於二 環戍二埽之氧化作用之前係己用硫化合物處理時,轉化成 爲二氬二環戊二烯之選擇性係比用未經處理之觸媒D而達 成者更加較高(運轉11比運轉9),而經硫處理之觸媒A於轉 化成爲二氫二環戊二烯之選擇性方面係再遠爲較劣(運轉 10) »
實例IV 於本實例中,敘述另外之含μ/ai2o3之觸媒之製造。 觸媒A1(對照),除了觸媒A1包含约〇.5重量% Pd(代替 0.3重量%?<1)以外,本質上係相同於觸媒八(?(1/入12〇3,於 實例I中敘述)。其係由瑪里克羅德替特用化學品公司之卡 爾西卡特觸媒部門,艾里爾,賓夕凡尼亞州,以產品名稱 "E-144 SDU"供應。 解媒B 1 (對照),除了其包含約0.5重量% Pd(代替約0.3重 量% Pd)以外,本質上係相同於觸媒B( Pd/Ag/KF/Al203,於 實例I中敘述)。除了使用觸媒A1作爲作開始物質(代替觸媒 A)以外,其實質上係根據對於觸媒B敘述之方法製備。觸
媒B1包含約0.5重量% Pd、約2.6重量% Ag及約2.6重量。/〇 K 0 觸媒B2(對照)係包含約0·5重量% Pd及約2.5重量%尺之 一種Pd/KF/A丨203觸媒。除了銀係不存在以外,其本質上係 相同於觸媒B1。其係經由用0.75克之氟化_於12.0克之水 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) ----------------訂------線 - - • « -. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ____B7_ 五、發明説明(17 ) 中之一種溶液浸溃20.6克之觸媒八1(?<1/八丨2〇3;於以上敘迷) 、接著於71eC(16〇T)乾燥過夜及於380eC烺燒歷時2小時 而製備。 觸媒C1(對照),除了觸媒C1包含約0.5重量% Pd(代替0_3 ff%Pd)以外,本質上係相同於觸媒C(於實例It敘述之 Pd/Ag/KI/Al203)。除了使用觸媒A1(代替觸媒A)以製備開 始物質(稱爲"觸媒XI")、然後使用其以製造觸媒C1以外, 其本質上係根據用於觸媒C之製備方法製備。觸媒C1包含 約0.5重量% Pd、約2.6重量% Ag及約1.6重量% K。
觸媒Dl(本發明)係一種Pd/KI/Al203觸媒(相似於觸媒D ,於實例I中敘述)。觸媒D1係經由於一種氬流中於室溫預 還原40.3克之觸媒A1歷時約40分鐘、用1.50克之碘化鉀於 24.0克蒸餾之H20中之一種溶液浸溃經預還原之物質、於 室溫乾燥KI 一經浸渍之物質、及於一種氮流中於38〇*C加 熱其歷時約4小時而製備。觸媒D1包含約0·5重量% Pd、約 〇·7重量%K、及约2.1重量%1。 觸媒D2(本發明),除了使用0·67克KI(代替1.50克KI)及 Pd/KI/A丨203物質之最後加熱係於氳氣令於4〇〇°C (而非於1^2 中於38(TC)進行歷時3小時以外,本質上係相同於觸媒D1 〇 觸媒D3(本發明)係使用ΚΙ03代替KI而製備之一種 Pd/KI/Al2〇3。用〇_45克碘酸鉀於21.7克水中之一種溶液漫 溃40.3克之觸媒A1之一種樣本歷時約45分鐘。於180T乾 燥KIO3—經浸溃之pd/Al203物質歷時數日、然後於一種氳 ___ -20- 本紙張从適用中國國家標準(CNS ) A4^ (21()χ297公瘦) ------------^---ΪΤ------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明(18 ) 氣流中於404°C處理歷時4小時(以求實質上還原ΚΙ03成爲 ΚΙ)。觸媒D3包含約0.5重量%Pd及約0.2重量% Κ。
實例V 本實例舉例説明使用於實例IV中敘述之觸媒,C 5+二缔 烴類(包含於富含芳族烴之熱解汽油中作爲次要成分)之選 擇氫化作用。 於下列氫化作用試驗中使用之進料係稱爲"去丁烷之芳族 烴濃縮物"(DAC)之石油精煉廠流(來自一種乙坑熱解反應 器)。三種進料之近似组成係表列於表III中。 l·---------1----^---ΪΤ------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) A7 B7 五、發明説明(19 表 化合物 化合物之重量百分比 - 進科 III 進料 IV WW IV i-戊烯 0.9 1.2 - 2:戊缔' 0.2 0.3 ~〇T7 異戊二烯 0.9 2.0 ~Τ7Γ~- 1 ’ 3 -戊二婦 ~~ 0.9 1 · $ 3.1 ' 1,4-戊 β~~ 0.3 ό. 6 τπ- ϊ,3-環戊二I 1.4 2.1 ~ 277- 環戍_ 0.9 1.4 Τ78 - 73.3 67.7 5~4~5- 甲苯 4.4 1-4 ΓΤ7Ι ~ 0.3 <0.1 〇?7- 笨乙烯 1.7 2.1 ττο—— 二環戊二緙 7.6 9.0 07Τ-- WWlf 1.3 1.7 硫 -0.00 1 0.0 1 桂:進料V係一 輕(頂部)DAC餾分,賞質上飞 除二環戊二烯及重餾分(經由分餾)。 *未測定(估計爲約0.002-0.005重量%8) l·—————— n.^ n I I n I I T U3 、-T -· -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 除了未進行產物再循環以外,實質上根據於資例II中敘 述之程序氫化以上欽述之進料。調節溫度及氩流量以氳化 於進料中包含之約80%之苯乙蝉(大部分轉化成爲乙苯), 以求於可比較之氫化作用漱烈度(severity)之條件下使用不 同之觸媒以操作試驗。通常,反應溫度係約120-250T, 反應壓力係約350-500 psig,及H2流量係約25-125立方厘米 /分鐘。經冷卻之液體反應器流出物係以一種氣體層析儀 分析。相關於試轮數據係摘述於表IV中。 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 五、發明説明(20 ΛΙ< <s. d ΕΓ
S ΓΙ 寸Ό ΓΟ οτ ? τ οοό τ ΓΟ <Ν 66 ΙΌ> τ ΙΌ>
7 7 A B 本«/ 曰 曰 曰 經濟部中央標準扃員工消費合作社印製 雄霣
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Claims (1)
- 第851136G9號專利中請案4_ Μ中文申請專利範園修正本(89年4月) ---- 申請專利範圍 1. 種以氫氣選擇性氫化每分子中含3-12個碳原子之二烯 烴類為每分子中含3-12個碳原子之單烯烴類之方法,其 包括於30-200°C之反應溫度、及15_2〇〇〇 psig之反應壓力 下,及一種觸媒组合物之存在下,進行該氫化作用,該 觸媒組合物基本上係由(&)選自包括鈀金屬及鈀氧化物之 至少一種含鈀之物質、(b)至少一種鹼金屬碘化物、及(c) 至少一種無機載體物質所組成,其中對應於每莫耳二烯 烴係使用1-10莫耳之氫,且其中該鈀係以〇 〇12重量% 之量存在於該觸媒組合物中,及鹼金屬係以0 02_10重量 %之量存在於該觸媒组合物中。 2. 根據申請專利範圍第i項之方法,其中該至少—種二烯 烴係1,3-丁二烯、ι,3_戊二烯、14_戊二烯、異戊二缔、 1,3-環戊二烯或二環戊二烯。 3. 根據申請專利範園第丨項之方法,其中該二烯烴係包含 於另外包含50-99重量%芳族烴類之一種進料中。 4. 根據申請專利範圍第丨項之方法’其中對應於每莫耳二 烯烴係使用1 - 2莫耳之氫。 5. 根據申請專利範園第丨至4項中任—項之方法,其中該至 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 少一種無機載體物質係氧化鋁、氧化矽、氧鈦化、氧化 锆、矽酸鋁、鋁酸鋅、鈦酸鋅、或任二種或多種該載體 物質之混合物。 6. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法,其中咳至 少一種鹼金屬碘化物係碘化鉀,且該至少一種無= 物質係氧化鋁。 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4g ( 210X297公釐) 第851136G9號專利中請案4_ Μ中文申請專利範園修正本(89年4月) ---- 申請專利範圍 1. 種以氫氣選擇性氫化每分子中含3-12個碳原子之二烯 烴類為每分子中含3-12個碳原子之單烯烴類之方法,其 包括於30-200°C之反應溫度、及15_2〇〇〇 psig之反應壓力 下,及一種觸媒组合物之存在下,進行該氫化作用,該 觸媒組合物基本上係由(&)選自包括鈀金屬及鈀氧化物之 至少一種含鈀之物質、(b)至少一種鹼金屬碘化物、及(c) 至少一種無機載體物質所組成,其中對應於每莫耳二烯 烴係使用1-10莫耳之氫,且其中該鈀係以〇 〇12重量% 之量存在於該觸媒組合物中,及鹼金屬係以0 02_10重量 %之量存在於該觸媒组合物中。 2. 根據申請專利範圍第i項之方法,其中該至少—種二烯 烴係1,3-丁二烯、ι,3_戊二烯、14_戊二烯、異戊二缔、 1,3-環戊二烯或二環戊二烯。 3. 根據申請專利範園第丨項之方法,其中該二烯烴係包含 於另外包含50-99重量%芳族烴類之一種進料中。 4. 根據申請專利範圍第丨項之方法’其中對應於每莫耳二 烯烴係使用1 - 2莫耳之氫。 5. 根據申請專利範園第丨至4項中任—項之方法,其中該至 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 少一種無機載體物質係氧化鋁、氧化矽、氧鈦化、氧化 锆、矽酸鋁、鋁酸鋅、鈦酸鋅、或任二種或多種該載體 物質之混合物。 6. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法,其中咳至 少一種鹼金屬碘化物係碘化鉀,且該至少一種無= 物質係氧化鋁。 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4g ( 210X297公釐) A8 B8 C8 D8 9 4GG374 申請專利範圍 7. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法,其中該觸 媒組合物包含0.05-1重量%之鈀及0 05-5重量%之鉀,且 具有1-200平方米/克之表面積。 8. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法,其中該觸 媒組合物係已經由以至少一種鹼金屬碘化物之—種溶液 接觸基本上由成分(a)及成分(c)組成之一種物質,乾燥以 該鹼金屬碘化物經如此浸潰之物質,及於一種非氧化之 氣體大氣中、於300-600°C之溫度下,加熱所獲得之乾燥 物質歷時0.2-20小時之期間而製備。 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法,其中該觸 媒組合物係已經由以至少一種鹼金屬碘酸鹽之一種溶液 接觸基本上由成分(a)及成分(c)組成之一種物質,乾燥以 鹼金屬碘酸鹽經如此浸潰之物質,及於一種還原之氣體 中、於200-600°C之溫度下’加熱所獲得之乾燥物質歷時 0.2-20小時之時間期間,以求轉化該至少一種驗金屬琪 酸鹽成為至少一種鹼金屬碘化物而製備。 1〇·根據申請專利範圍第9項之方法,其中該至少一種驗金 屬碘酸鹽係碘酸鉀。 VI 11 III II I I < 111 訂 11 線 • I · (請先Η讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標牟局負工消f合作社印裝 I -2 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210X297公釐)
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