EA004900B1 - Металлоалюмофосфатное молекулярное сито с кубической морфологией кристаллов и способ превращения метанола в олефины с использованием этого сита - Google Patents

Металлоалюмофосфатное молекулярное сито с кубической морфологией кристаллов и способ превращения метанола в олефины с использованием этого сита Download PDF

Info

Publication number
EA004900B1
EA004900B1 EA200301043A EA200301043A EA004900B1 EA 004900 B1 EA004900 B1 EA 004900B1 EA 200301043 A EA200301043 A EA 200301043A EA 200301043 A EA200301043 A EA 200301043A EA 004900 B1 EA004900 B1 EA 004900B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
catalyst
molecular sieve
metal
methanol
silicon
Prior art date
Application number
EA200301043A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200301043A1 (ru
Inventor
Пол Т. Баргер
Стивен Т. Уилсон
Томас М. Рейнолдс
Original Assignee
Юоп Ллк
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юоп Ллк filed Critical Юоп Ллк
Publication of EA200301043A1 publication Critical patent/EA200301043A1/ru
Publication of EA004900B1 publication Critical patent/EA004900B1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B37/00Compounds having molecular sieve properties but not having base-exchange properties
    • C01B37/06Aluminophosphates containing other elements, e.g. metals, boron
    • C01B37/08Silicoaluminophosphates [SAPO compounds], e.g. CoSAPO
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/82Phosphates
    • B01J29/84Aluminophosphates containing other elements, e.g. metals, boron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B37/00Compounds having molecular sieve properties but not having base-exchange properties
    • C01B37/06Aluminophosphates containing other elements, e.g. metals, boron
    • C01B37/065Aluminophosphates containing other elements, e.g. metals, boron the other elements being metals only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/20Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from organic compounds containing only oxygen atoms as heteroatoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2529/00Catalysts comprising molecular sieves
    • C07C2529/82Phosphates
    • C07C2529/84Aluminophosphates containing other elements, e.g. metals, boron
    • C07C2529/85Silicoaluminophosphates (SAPO compounds)
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/40Ethylene production

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к катализатору в способе для превращения метанола в легкие олефины. Катализатор представляет собой металлоалюмофосфатное молекулярное сито, имеющее эмпирическую формулу (ELAlP)O, в которой EL представляет собой металл, такой как кремний или магний, а х, у и z являются мольными долями EL, Al и Р соответственно. Молекулярное сито обладает преимущественно пластинчатой морфологией кристаллов, причем средний наименьший размер кристаллов составляет по меньшей мере 0,1 мкм и кристаллы имеют размерное отношение не больше 5. Применение этого катализатора дает продукт с повышенным содержанием этилена относительно пропилена.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Это изобретение относится к катализатору, содержащему ЕЬАРО, и к способу превращения метанола в легкие олефины с использованием этого катализатора.
Уровень техники
Ограниченное предложение и возрастающая стоимость сырой нефти инициировали поиск альтернативных способов получения углеводородных продуктов. Одним из таких способов является превращение метанола в углеводороды, особенно в легкие олефины (термин легкие олефины означает олефины С24). Интерес к способу превращения метанола в олефины вызван тем фактом, что метанол может быть получен из угля или природного газа с образованием синтез-газа, который затем перерабатывается с целью получения метанола.
Способы превращения метанола в легкие олефины хорошо известны из уровня техники. Первоначально в качестве катализаторов, необходимых для осуществления такого превращения, использовались алюмосиликаты или цеолиты. Например, см. патенты США 4238631, 4328384 и 4423274. В этих патентах также описано осаждение кокса на цеолитах с целью увеличения селективности в отношении легких олефинов и сведения к минимуму образования побочных продуктов С5+. Влияние кокса связано с уменьшением диаметра пор цеолита.
Из уровня техники также известно, что силикоалюмофосфаты (8АРО) можно использовать для катализа превращения метанола в олефины. Так, в патенте США 4499327 сообщается, что многие молекулярные сита семейства 8АРО можно использовать для превращения метанола в олефины, при этом предпочтительными 8АРО являются те, размер пор которых позволяет адсорбировать ксенон (кинетический диаметр 4,0 А), но достаточно мал, чтобы исключить адсорбцию изобутана (кинетический диаметр 5,0 А). Особенно предпочтительным силикоалюмофосфатом является 8АРО-34.
В патенте США 4752651 описано применение нецеолитных молекулярных сит (НЦМС), включающих молекулярные сита ЕЬАРО и МеАРО, для катализа превращения метанола в олефины.
Влияние размера частиц молекулярного сита на активность также отмечено в патенте США 5126308. В этом документе сообщается, что молекулярные сита, в которых 50% частиц имеют размер меньше чем 1,0 мкм, и не более 10% частиц имеют размер больше чем 2,0 мкм, обладают повышенной активностью и/или долговечностью. Кроме того, в этом документе сообщается, что ограничение содержания кремния от 0,005 до 0,05 мольных долей также улучшает каталитические свойства молекулярного сита.
Заявители обнаружили, что молекулярные сита, имеющие эмпирическую формулу (ЕЬхА1уР22 (в последующем ЕЬАРО), в которой ЕЬ представляет собой металл, выбранный из группы, состоящей из кремния, магния, цинка, железа, кобальта, никеля, марганца, хрома и их смесей, и х, у и ζ представляют собой мольные доли соответственно ЕЬ, А1 и Р, и обладающие преимущественно пластинчатой морфологией кристаллов, причем средний наименьший размер кристаллов составляет по меньшей мере 0,1 мкм, а их размерное отношение (отношение длины к диаметру) меньше или равно 5, позволяют получить повышенное количество этилена относительно пропилена. Такая повышенная селективность представляет собой весьма желательную характеристику катализатора превращения метанола в олефины. Указанная морфология кристаллов достигается путем регулирования содержания металла (ЕЬ) в молекулярном сите и времени кристаллизации в ходе синтеза молекулярного сита.
Сущность изобретения
Как указано выше, настоящее изобретение относится к катализатору, содержащему ЕЬАРО, и к способу превращения метанола в легкие олефины с использованием этого катализатора. В соответствии с этим изобретение в одном из вариантов воплощения относится к способу превращения метанола в легкие олефины, включающему контактирование метанола с кристаллическим металлоалюмофосфатным молекулярным ситом, имеющим химический состав в безводном состоянии, выраженный эмпирической формулой (1Т,А1,Р,)О, в которой ЕЬ представляет собой металл, выбранный из группы, состоящей из кремния, магния, цинка, железа, кобальта, никеля, марганца, хрома и их смесей, х является мольной долей ЕЬ и имеет значение, равное по меньшей мере 0,005, у является мольной долей А1 и имеет значение, равное по меньшей мере 0,01, ζ является мольной долей Р и имеет значение, равное по меньшей мере 0,01, причем х+у+ζΜ, обладающим преимущественно пластинчатой морфологией кристаллов, причем средний наименьший размер кристаллов составляет по меньшей мере 0,1 мкм, а их размерное отношение меньше или равно 5.
В другом варианте воплощения изобретение относится к катализатору для превращения метанола в легкие олефины, содержащему кристаллическое металлоалюмофосфатное молекулярное сито, имеющее химический состав в безводном состоянии, выраженный формулой (ЕЬхА^)О2, в которой ЕЬ представляет собой металл, выбранный из группы, состоящей из кремния, магния, цинка, железа, кобальта, никеля, марганца, хрома и их смесей, х является мольной долей ЕЬ и имеет значение, равное по меньшей мере
0,005, у является мольной долей А1 и имеет значение, равное по меньшей мере 0,01, ζ является мольной долей Р и имеет значение, равное по меньшей мере 0,01, причем χ+γ+ζ=1, обладающее морфологией кристаллов, причем средний наименьший размер кристаллов составляет по меньшей мере 0,1 мкм.
Эти и другие цели и воплощения изобретения станут очевидными после подробного описания изобретения.
Подробное описание изобретения
Существенным признаком способа в соответствии с изобретением является молекулярное сито ЕЬАРО. Это металлоалюмофосфатное молекулярное сито имеет структуру трехмерного микропористого каркаса из тетраэдрических блоков А1О2, РО2 и ЕЬО2. Обычно ЕЬЛРО имеет эмпирическую формулу (ЕЬхА^)О2, в которой ЕЬ представляет собой металл, выбранный из группы, состоящей из кремния, магния, цинка, железа, кобальта, никеля, марганца, хрома и их смесей, х является мольной долей ЕЬ и имеет значение, равное по меньшей мере 0,005, у является мольной долей А1 и имеет значение, равное по меньшей мере 0,01, ζ является мольной долей Р и имеет значение, равное по меньшей мере 0,01, причем х+у+ζΜ. Когда ЕЬ является смесью металлов, х представляет собой общее количество присутствующей смеси металлов. Предпочтительными металлами (ЕЬ) являются кремний, магний и кобальт, наиболее предпочтительным является кремний.
Получение различных ЕЬЛРО хорошо известно из уровня техники и может быть найдено в патентах США: 4554143 (ЕеАРО), 4440871 (8АРО), 4853197 (МАРО, МпАРО, ΖηАРО, СоАРО), 4793984 (САРО), 4752651 и 4310440. Обычно молекулярные сита ЕЬЛРО синтезируют путем гидротермальной кристаллизации из реакционной смеси, содержащей источники реакционноспособных металлов ЕЬ, алюминия, фосфора и матричного агента. Источниками реакционноспособных ЕЬ являются соли металлов, такие как хлориды и нитраты. Когда ЕЬ является кремнием, предпочтительным источником является дымящий, коллоидный или осажденный диоксид кремния. Предпочтительными реакционноспособными источниками алюминия и фосфора являются псевдобемитный оксид алюминия и фосфорная кислота. Предпочтительными матричными агентами являются амины и четвертичные аммониевые соединения. Особенно предпочтительным матричным агентом является гидроксид тетраэтиламмония (ТЕАОН).
Реакционную смесь помещают в герметичный сосуд под давлением, который необязательно облицован инертным пластичным материалом, таким как политетрафторэтилен, и нагревают под аутогенным давлением при температуре между 50 и 250°С, предпочтительно между 100 и 200°С, в течение времени, достаточного для получения кристаллов молекулярного сита ЕЬАРО. Обычно это время изменяется от 1 до 120 ч, предпочтительно от 24 до 48 ч. Целевой продукт выделяют любым удобным способом, таким как центрифугирование или фильтрация.
Молекулярные сита ЕЬАРО согласно настоящему изобретению преимущественно обладают пластинчатой морфологией кристаллов. Термин преимущественно означает больше, чем 50% кристаллов. Предпочтительно по меньшей мере 70% кристаллов, наиболее предпочтительно по меньшей мере 90% кристаллов имеют пластинчатую морфологию. Термин «пластинчатая морфология» означает, что кристаллы имеют внешний вид прямоугольных пластин. Важно, чтобы размерное отношение было меньше или равно 5. Термин «размерное отношение» определяется как отношение наибольшего размера кристалла к наименьшему его размеру. Предпочтительной морфологией, которая входит в состав при определении пластин, является кубическая морфология. Термин «кубическая морфология» означает не только те кристаллы, в которых все размеры одинаковы, но также те, в которых размерное отношение меньше или равно 2. Кроме того, необходимо, чтобы средний наименьший размер кристаллов составлял по меньшей мере 0,1 мкм, предпочтительно по меньшей мере 0,2 мкм.
Как показано в примерах, морфология кристаллов и средний размер наименьших кристаллов определяются при исследовании молекулярных сит ЕЬАРО методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) с измерениями кристаллов, для того чтобы определить среднюю величину наименьшего размера кристаллов.
Не основываясь на какой-либо конкретной теории, авторы считают, что минимальная толщина кристаллов требуется для того, чтобы путь диффузии для десорбированных молекул этилена и пропилена был достаточно длинным, чтобы обеспечить различное поведение этих двух молекул. Поскольку этилен является более ценным продуктом, регулируя размеры кристаллов, можно добиться максимального образования этилена. Как будет показано в примерах, когда наименьший размер кристаллов меньше, чем 0,1 мкм, отношение этилена к пропилену (С2=/С3=) составляет около 1,2, в то время как при наименьшем размере кристаллов больше, чем 0,1 мкм, отношение С2=/С3= составляет 1,4. Это обеспечивает повышенную производительность по этилену.
Обычно ЕЬАРО, синтезированные с использованием описанного выше способа, могут содержать некоторое количество органического матричного агента в порах. С целью обеспечения каталитической активности ЕЬАРО необходимо удалить матричный агент из пор путем нагревания порошка ЕЬАРО в кислородсодержащей атмосфере при температуре приблизи тельно от 200 до 700°С для удаления матричного агента, что требует обычно несколько часов.
В одном из предпочтительных вариантов воплощения изобретения содержание металла ЕЬ изменяется от 0,005 до 0,05 мольных долей. Если ЕЬ представляет собой больше одного металла, тогда общая концентрация всех металлов составляет от 0,005 до 0,05 мольных долей. Особенно предпочтительным воплощением является вариант, в котором ЕЬ представляет собой кремний (обычно обозначается 8ΑΡΟ). В настоящем изобретении можно использовать любые 8ΆΡΟ, которые описаны в патенте США 4440871. Из конкретных кристаллографических структур, описанных в этом патенте, предпочтительной является структура типа 34, т.е. 8ΆΡΟ-34. Структура 8ΆΡΟ-34 отличается тем, что она адсорбирует ксенон, но не адсорбирует изобутан, откуда следует, что устье поры составляет около 4,2 А.
Молекулярное сито ΕΕΑΡΟ согласно изобретению можно использовать в чистом виде, или его можно смешивать со связующим агентом и формовать, придавая такую форму, как экструдаты, лепешки, сферы и др. Примеры связующих, которые можно использовать, включают оксид алюминия, диоксид кремния, алюмофосфат, алюмосиликат и др. При использовании связующего агента количество ΕΕΑΡΟ, которое содержится в конечном продукте, изменяется от 10 до 90 вес.% и предпочтительно от 30 до 70 вес.%.
Превращение метанола в легкие олефины осуществляется в результате контактирования метанола с катализатором ΕΕΑΡΟ в условиях превращения, в результате чего образуются желаемые легкие олефины. Метанол может находиться в жидкой или паровой фазе, предпочтительной является паровая фаза. Контакт метано ла с катализатором может быть осуществлен в непрерывном или периодическом режиме, непрерывный режим является предпочтительным. Величина времени контакта метанола с катализатором должна быть достаточной для превращения метанола в желаемые продукты - легкие олефины. Когда способ осуществляется в периодическом режиме, время контакта изменяется приблизительно от 0,001 до 1 ч, предпочтительно, приблизительно от 0,01 до 1,0 ч. При понижении температуры используется более длительное время контакта, тогда как при повышении температуры используется более короткое время контакта. Кроме того, при проведении способа в непрерывном режиме весовая объемная скорость подачи (ВОСП) в расчете на метанол может изменяться приблизительно от 1 до 1000 ч-1, предпочтительно приблизительно от 1 до 100 ч-1.
С целью получения легких олефинов с достаточно высокой скоростью обычно процесс надо осуществлять при повышенной температуре. Таким образом, процесс следует проводить при температуре от 300 до 600°С, предпочтительно от 400 до 550°С и наиболее предпочтительно от 450 до 525°С. Процесс может быть осуществлен в весьма широком интервале давлений, включая аутогенное давление. Таким образом, давление может изменяться приблизительно от 0 до 1724 кПа и предпочтительно от 34 до 345 кПа.
Метанольное сырье необязательно может быть разбавлено инертным разбавителем, для того чтобы более эффективно осуществить превращение метанола в олефины. Примерами разбавителей, которые могут быть использованы, являются гелий, аргон, азот, монооксид углерода, диоксид углерода, водород, водяной пар, парафиновые углеводороды, например, метан, ароматические углеводороды, например, бензол, толуол, и их смеси. Количество применяемого разбавителя может изменяться в широком диапазоне и обычно составляет от 5 до 90 мол.% в расчете на сырье, предпочтительно от 25 до 75 мол.%.
Фактическая конфигурация реакционной зоны может быть любой, которая хорошо известна из уровня техники для каталитической реакционной камеры. Можно использовать единственную реакционную зону или несколько зон, расположенных последовательно или параллельно. В таких реакционных зонах метанольное сырье проходит через слой, содержащий катализатор ΕΕΑΡΟ. При использовании множества реакционных зон можно последовательно применять один или несколько катализаторов ΕΕΑΡΟ, чтобы получить желаемую смесь продуктов. Вместо неподвижного слоя можно использовать динамичную систему слоя, например, псевдоожиженный или движущийся слой. В такой динамичной системе можно легче осуществлять в случае необходимости регенерацию катализатора ΕΕΑΡΟ. Если потребуется регенерация, катализатор ΕΕΑΡΟ можно непрерывно вводить в виде движущегося слоя в зону регенерации, где он может регенерироваться с использованием такого приема, как окисление в кислородсодержащей атмосфере, для того чтобы удалить углеродные материалы.
Следующие ниже примеры представлены лишь для иллюстрации изобретения, и они не предназначены для нежелательного ограничения общего широкого объема изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения.
Пример 1. Ряд молекулярных сит 8ΑΡΟ готовят по следующей методике. В емкости смешивают 85%-ную ортофосфорную кислоту с водой. К этой смеси добавляют силиказоль и водный раствор (35 вес.%) гидроксида тетраэтиламмония (ГТЭА). В конце добавляют оксид алюминия в виде псевдобемита вместе с водой и затравкой цеолита 8ΑΡΟ-34, и все компоненты перемешивают. Полученные смеси имеют состав, приведенный ниже в табл. 1, в виде молярных отношений оксидов.
Ί
Таблица 1
Состав реакционной смеси для цеолитов 8АРО
Наименование образца Время реакции, ч ТЕАОН 2 αι2ο2 РгО5 Н2О
А 48 1,0 0,10 1,0 1,0 35
В 48 1,0 0,10 1,0 1,0 35
С 48 1,0 0,10 1,0 1.0 45
Б 24 1,0 0,10 1,0 1.0 45
Е 36 1,0 0,15 1,0 1,0 40
Р 48 1,0 0,20 1.0 1,0 45
Затем смесь помещают в стальной реактор под давлением, который оборудован турбинной мешалкой. Смесь перемешивают и нагревают до 100°С в течение 6 ч, выдерживают при 100°С в течение 6 ч, затем нагревают до 175°С в течение 3 ч и выдерживают при этой температуре в течение времени реакции - 24, 36 и 48 ч. Окончательно реакционную смесь охлаждают до температуры окружающей среды, твердый продукт выделяют центрифугированием и промывают водой. Все продукты были проанализированы и было установлено, что они представляют собой молекулярное сито 8АРО-34.
Пример 2. Для катализаторов, полученных в примере 1, оценивают степень превращения метанола в олефины в пилотной установке с неподвижным слоем катализатора. Для испытания используют 4 г образца в виде агломератов размером 20-40 меш. До испытания каждый образец прокаливают на воздухе в муфельной печи при 650°С в течение 2 ч и затем предварительно обрабатывают в реакторе, нагревая до 400°С в течение 1 ч в атмосфере азота. Затем предварительно обработанный образец контактируют с сырьем, содержащим метанол и воду в молярном отношении 1/0,44 при 435°С, избыточном давлении 35 кПа (5 фунт/кв. дюйм) и ОВСП метанола 2,5 ч-1. Состав отходящего потока определяют с помощью встроенного газового хроматографа после 30 мин работы в потоке для того, чтобы определить начальную степень превращения и селективность. Сначала на всех катализаторах наблюдается полное превращение метанола, затем степень превращения уменьшается с увеличением времени работы в потоке, поскольку катализатор дезактивируется. В табл. 2 приведены значения селективности по этилену и пропилену и отношение продуктов этилен/пропилен при степени превращения сырья 99% для каждого катализатора.
Таблица 2 Влияние размера кристаллов на образование этилена и пропилена
Наименование образца Средний наименьший размер, мкм Морфология кристаллов Селективность по С2°+С3=, % С2=/С3=
А 0,07 Тонкие пластины 82,4 1,17
В 0,08 Пластины 79,2 1,18
С 0,09 Тонкие пластины 82,2 1,25
Б 0,13 Пластины 80,8 1,40
Е 0,17 Пластины 81,2 1,41
Р 0,58 Кубическая 78,7 1,48
Средний наименьший размер кристаллитов определяют, измеряя 20 типичных кристаллитов на одной или нескольких микрофотографиях, выполненных с использованием сканирующего электронного микроскопа при кратности увеличения 30000. Эти данные указывают на то, что когда наименьший размер кристаллов превышает 0,1 мкм и морфология кристаллов является пластинчатой, образуются повышенные количе ства этилена. Кроме того, отмечено, что когда морфология кристаллов является кубической и наименьший размер кристаллов превышает 0,2 мкм, можно получить самый высокий выход этилена. Отмечено, что когда наименьший размер кристаллов меньше 0,1 мкм, получаются плохие результаты (увеличивается выход пропилена) несмотря на то, что морфология кристаллов является пластинчатой.

Claims (8)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Катализатор для превращения метанола в легкие олефины, который содержит кристаллическое металлоалюмофосфатное молекулярное сито, имеющее эмпирический химический состав в безводном состоянии, выраженный формулой (Е1„Л1..Р.)О;.
    в которой ЕЬ представляет собой металл, выбранный из группы, состоящей из кремния, магния, цинка, железа, кобальта, никеля, марганца, хрома и их смесей, х является мольной долей ЕЬ и имеет значение, равное по меньшей мере 0,005, у является мольной долей А1 и имеет значение, равное по меньшей мере 0,01, ζ является мольной долей Р и имеет значение, равное по меньшей мере 0,01, и х+у+ζ^Σ, и обладающее преимущественно пластинчатой морфологией кристаллов, причем средний наименьший размер кристаллов составляет по меньшей мере 0,1 мкм и кристаллы имеют размерное отношение не больше 5.
  2. 2. Катализатор по п.1, в котором металл ЕЬ выбирают из группы, состоящей из кремния, магния, кобальта и их смесей.
  3. 3. Катализатор по п.2, в котором металл ЕЬ представляет собой кремний и молекулярное сито имеет кристаллическую структуру 8АРО-34.
  4. 4. Катализатор по любому из пп.1-3, в котором катализатор содержит металлоалюмофосфатное молекулярное сито и связующий агент, представляющий собой неорганический оксид, выбранный из группы, состоящей из оксида алюминия, диоксида кремния, алюмофосфата, алюмосиликата и их смесей.
  5. 5. Катализатор по любому из пп.1-4, в котором молекулярное сито присутствует в количестве около 10-90 вес.% в расчете на катализатор.
  6. 6. Катализатор по любому из пп.1-5, в котором алюмофосфат имеет содержание металла ЕЬ около 0,005-0,05 мольных долей.
  7. 7. Способ превращения метанола в легкие олефины, включающий контактирование метанола с катализатором по любому из пп.1-6 в условиях превращения.
  8. 8. Способ по п.7, в котором условиями превращения являются температура около 300600°С, давление около 0-1724 кПа и весовая объемная скорость подачи около 1-100 ч-1.
EA200301043A 2001-03-22 2001-03-22 Металлоалюмофосфатное молекулярное сито с кубической морфологией кристаллов и способ превращения метанола в олефины с использованием этого сита EA004900B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2001/009263 WO2002076612A1 (en) 2001-03-22 2001-03-22 Metallo aluminophosphate molecular sieve with cubic crystal morphology and methanol to olefin process using the sieve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200301043A1 EA200301043A1 (ru) 2004-04-29
EA004900B1 true EA004900B1 (ru) 2004-08-26

Family

ID=21742429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200301043A EA004900B1 (ru) 2001-03-22 2001-03-22 Металлоалюмофосфатное молекулярное сито с кубической морфологией кристаллов и способ превращения метанола в олефины с использованием этого сита

Country Status (8)

Country Link
KR (1) KR100793508B1 (ru)
AU (1) AU2001249363B2 (ru)
BR (1) BR0116944B1 (ru)
CA (1) CA2442399A1 (ru)
EA (1) EA004900B1 (ru)
MX (1) MXPA03008541A (ru)
NO (1) NO324491B1 (ru)
WO (1) WO2002076612A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2694829C2 (ru) * 2016-09-06 2019-07-17 Общество с ограниченной ответственностью ОКСО Способ каталитического окисления н-гексана

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NZ566812A (en) 2002-09-18 2009-07-31 Ortho Mcneil Pharm Inc Methods of increasing platelet and hematopoietic stem cell production
US7009086B2 (en) 2002-10-29 2006-03-07 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Use of molecular sieves for the conversion of oxygenates to olefins
US7547812B2 (en) 2005-06-30 2009-06-16 Uop Llc Enhancement of molecular sieve performance
KR100991012B1 (ko) 2008-07-14 2010-10-29 한국화학연구원 저온영역에서 탄소섬유 제조가 가능한코발트/알루미늄포스페이트 촉매 및 이의 제조방법
KR100996976B1 (ko) 2008-08-27 2010-11-29 현대엔지니어링 주식회사 장수명 mto 반응용 촉매 및 이의 제조방법
CN105585022B (zh) * 2014-10-20 2017-12-05 中国科学院大连化学物理研究所 一种片状纳米sapo‑34分子筛的合成方法
CN106315616B (zh) * 2015-07-10 2018-08-14 中国石油天然气股份有限公司 片状sapo-34分子筛的合成方法
EP3703857B1 (en) * 2017-10-30 2024-06-12 Dow Global Technologies LLC Selective and stable olefin production over a hybrid catalyst

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4238631A (en) * 1979-10-30 1980-12-09 Mobil Oil Corporation Fluid zeolite catalyzed conversion of alcohols and oxygenated derivatives to hydrocarbons by controlling exothermic reaction heat
US4328384A (en) * 1979-10-30 1982-05-04 Mobil Oil Corporation Fluid zeolite catalyst conversion of alcohols and oxygenated derivatives to hydrocarbons by controlling exothermic reaction heat
US4310440A (en) * 1980-07-07 1982-01-12 Union Carbide Corporation Crystalline metallophosphate compositions
US4423274A (en) * 1980-10-03 1983-12-27 Mobil Oil Corporation Method for converting alcohols to hydrocarbons
US4440871A (en) * 1982-07-26 1984-04-03 Union Carbide Corporation Crystalline silicoaluminophosphates
US4499327A (en) * 1982-10-04 1985-02-12 Union Carbide Corporation Production of light olefins
US4512875A (en) * 1983-05-02 1985-04-23 Union Carbide Corporation Cracking of crude oils with carbon-hydrogen fragmentation compounds over non-zeolitic catalysts
US4554143A (en) * 1983-07-15 1985-11-19 Union Carbide Corporation Crystalline ferroaluminophosphates
US4793984A (en) * 1984-04-13 1988-12-27 Union Carbide Corporation Molecular sieve compositions
US4752651A (en) * 1986-06-16 1988-06-21 Union Carbide Corporation Production of light olefins
US4853197A (en) * 1987-06-04 1989-08-01 Uop Crystalline metal aluminophosphates
DE4009459A1 (de) * 1990-03-23 1991-09-26 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur erzeugung von niederen olefinen
US5126308A (en) * 1991-11-13 1992-06-30 Uop Metal aluminophosphate catalyst for converting methanol to light olefins
RO114524B1 (ro) * 1997-10-02 1999-05-28 Sc Zecasin Sa Procedeu de fabricare a oleofinelor cu greutate moleculara mica prin conversia catalitica in strat fluidizat a metanolului

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2694829C2 (ru) * 2016-09-06 2019-07-17 Общество с ограниченной ответственностью ОКСО Способ каталитического окисления н-гексана

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002076612A1 (en) 2002-10-03
KR20040011481A (ko) 2004-02-05
AU2001249363B2 (en) 2006-08-17
NO324491B1 (no) 2007-10-29
BR0116944A (pt) 2004-03-09
BR0116944B1 (pt) 2011-11-16
KR100793508B1 (ko) 2008-01-14
MXPA03008541A (es) 2003-12-08
EA200301043A1 (ru) 2004-04-29
NO20034173L (no) 2003-09-19
NO20034173D0 (no) 2003-09-19
CA2442399A1 (en) 2002-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5912393A (en) Metallo aluminophosphate molecular sieve with novel crystal morphology and methanol to olefin process using the sieve
US5191141A (en) Process for converting methanol to olefins using an improved metal aluminophosphate catalyst
US5126308A (en) Metal aluminophosphate catalyst for converting methanol to light olefins
US6207872B1 (en) Metallo aluminophosphate molecular sieve with cubic crystal morphology and methanol to olefin process using the sieve
EP0558839B1 (en) Methanol conversion process with catalyst containing a hydrothermally treated sapo molecular sieve
US5248647A (en) Sapo catalysts and use thereof in methanol conversion processes
AU2008274582B2 (en) Process for preparing silicoaluminoposphate (SAPO) molecular sieves, catalysts containing said sieves and catalytic dehydration processes using said catalysts
RU2365410C1 (ru) Способ получения силикоалюмофосфатных молекулярных сит для конверсии кислородсодержащих соединений в олефины и катализатор на их основе
US6534692B1 (en) Methanol to olefin process with increased selectivity to ethylene and propylene
EA010038B1 (ru) Молекулярно-ситовая каталитическая композиция, её получение и применение в процессах конверсии
US5233117A (en) Methanol conversion processes using syocatalysts
EA004900B1 (ru) Металлоалюмофосфатное молекулярное сито с кубической морфологией кристаллов и способ превращения метанола в олефины с использованием этого сита
Zubowa et al. Synthesis and catalytic properties of substituted AlPO 4-31 molecular sieves
US9550178B2 (en) Stable silicoaluminophosphate catalysts for conversion of alkyl halides to olefins
EP0463673B1 (en) Process for oligomerizing light olefins
WO2009117186A1 (en) Synthesis and use of aei structure-type molecular sieves
AU2001249363A1 (en) Metallo aluminophosphate molecular sieve with cubic crystal morphology and methanol to olefin process using the sieve
EP1214974B1 (en) Metallo aluminophosphate molecular sieve with cubic crystal morphology and methanol to olefin process using the sieve
NZ528421A (en) Metallo aluminophosphate molecular sieve with cubic crystal morphology and methanol to olefin process using the sieve
JP2024040713A (ja) 耐水熱性亜鉛含有mfi型ゼオライト成形体
JP2002191980A (ja) 立方晶形態を有する金属アルミノリン酸塩モレキュラーシーブ及び同モレキュラーシーブ用いるメタノールからオレフィンへの転化方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM BY KZ KG MD TJ

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AZ TM RU