[发明专利]使用非沸石分子筛催化剂的烃转化方法

说明书

本发明专利申请是申请日2002年5月1日，申请号02812697.1，发明名称“使用非沸石分子筛催化剂的烃转化方法”的发明专利申请的分案申请。 

本发明的领域 

本发明涉及除去非沸石分子筛催化剂中的卤素的方法，由该方法获得的催化剂，以及这些催化剂在烃转化方法中的用途。 

本发明的背景 

在流化床或提升管反应器中使用的分子筛催化剂一般具有40μm到300μm的平均颗粒直径。在该范围内的催化剂粒度需要适当流化以及需要在旋风分离器中从气体产物中有效分离催化剂。为了保持所需的催化剂直径，分子筛与其它物质一起配制。用这些材料稀释分子筛也用于控制反应速率，控制反应器和再生器的温度，以及稳定和保护分子筛。 

所配制的分子筛催化剂存在在其它类型的工业催化剂中没有发现的问题，即怎样保持分子筛催化剂在反应、分离和再生的流化循环过程中的外形(physical)完整性。反应、分离和再生的循环在高温和高流速下进行。在催化剂颗粒之间，在催化剂颗粒和反应器壁之间以及在催化剂颗粒和该装置的其它部件之间的碰撞和磨耗往往引起了初始催化剂的外形破坏，成为更小的催化剂颗粒，称之为微粒。该外形破坏被称为催化剂磨耗。微粒通常具有小于20微米的粒径-这比初始催化剂颗粒小得多。具有较高耐磨耗性的催化剂是理想的，尤其因为需要处理的微粒的产生较少，由不能回收的气载粒子引起的环境影响较小，保持了最佳的流化条件，操作成本降低，以及需要较少的补给催化剂。 

分子筛催化剂通过各种方法来形成，例如通过喷雾干燥或挤出含有分子筛和其它催化剂组分的淤浆来形成。催化剂通过混合沸石分子筛与一种或多种粘结剂，如氧化铝和/或二氧化硅的一种或多种来形成。还添加基质材料，一般为粘土，并用作控制催化反应速率的稀释 剂，和有利于在该方法的许多阶段过程中的热传递。在Wachter等人的U.S.专利No.5,346,875中，沸石-Y(21.8wt％)与高岭土(14.5wt％)，二氧化硅溶胶(48.3wt％)和Reheis水合氯化铝(chlorhydrol)(15.4wt％)混合，形成淤浆，然后喷雾干燥和煅烧。使用普通煅烧工序；加热在550℃于空气中进行2小时。 

非沸石分子筛催化剂已知用于将含氧化合物(oxygenate)，尤其甲醇转化为轻烯烃。含氧化合物-烯烃转化工艺包括用于进行催化反应，产物-催化剂分离和催化剂再生的独立处理区。所生产的烯烃和其它烃产物在分离器，适宜地是旋风分离器中与催化剂颗粒分离。从分离器中回收一部分催化剂，再进入再生器。在再生器中，非沸石分子筛催化剂与燃烧气体，例如空气，在足以烧掉在催化剂的表面和孔中积聚的碳沉积物(通常称为焦炭)的温度下接触。然后将再生催化剂返回到含氧化合物转化反应器中。 

在该方法中，让非沸石分子筛催化剂经受大的机械应力。当催化剂从反应区转移到旋风分离器、再生器，和最后返回到反应区时，催化剂往往崩解为催化剂微粒。这些催化剂微粒必须从反应器工艺中去除和丢弃。不管催化剂的耐磨耗性如何，最终，含氧化合物-烯烃转化工艺将破坏非沸石分子筛催化剂，因为催化剂在如此高的速度下通过系统。催化剂的耐磨耗性是催化剂的重要性能。 

在PCT出版物No.WO 99/21651(Wachter等人)和U.S.专利No.4,973,792(Lewis等人)中，通过制备含有SAPO-34，高岭土和Reheis水合氯化铝(chlorhydrol)的淤浆来生产硅铝磷酸盐(SAPO)分子筛催化剂。该淤浆然后进入喷雾干燥器，形成具有所需尺寸的催化剂颗粒。将喷雾干燥的催化剂煅烧，然而，煅烧的条件据说不是关键的。 

在Barger等人的U.S.专利No.5,248,647和5,095,163中，SAPO分子筛与含水硅溶胶混合，再喷雾干燥。喷雾干燥的催化剂与硫酸铵的水溶液在60℃下混合三次，然后用水洗涤和在100℃下干燥。该干燥的离子交换催化剂然后在空气中在550℃下煅烧3.3小时以上和然后温度经2小时降低到环境室温。该催化剂的一部分然后与蒸汽在725 ℃或750℃下接触10小时。在煅烧之后的蒸汽处理表明增加了催化剂寿命，增加了对乙烯和丙烯的选择性，以及降低了对丙烷的选择性。 

虽然SAPO分子筛催化剂将要在工业上用于将含氧化合物转化为烯烃，但仍需要具有更高耐磨耗性的催化剂。为此，申请人寻求开发具有相对高的耐磨耗性的SAPO催化剂。 

本发明的概述