可用于酸气变换反应的催化剂材料的制作方法_2

文档序号:8328843阅读:来源:国知局
到另一个特定值。同样地,当 值通过使用先行词"约"表示为近似值时,将理解,该特定值形成另一方面。将进一步理解, 每个范围的端点相对于另一个端点以及独立于另一个端点均是有效的。
[0054] 如本文使用的术语"接触(contacting) "包括至少一种物质与另一种物质的物理 接触。
[0055] 除非另外规定,否则本文所有的百分比、比率和比例是按重量计的。除非特别地规 定为相反的,否则组分的重量百分比(重量%,同样为wt% ),是基于包含该组分的制剂或 组合物的总重量(例如,基于变换催化剂的总量)。所有的mol %值是基于金属原子的摩尔。
[0056] 考虑到本公开内容,在本文中描述的方法和活性材料能够通过本领域的普通技术 人员配置以满足期望的需要。总的来说,公开的材料、方法和设备为在合成气的生产和使用 中以及在其他气化相关的技术中,特别地在酸气变换过程中利用的支持物(support)或载 体提供改进。例如,在某些方面,本公开内容的催化剂比商用材料更不活泼,具有低甲烷化 活性、高热稳定性和/或低生产成本。在某些方面,本公开内容的催化剂是非常稳定的,并 对温度、蒸汽/气体比和空速的改变是不敏感的。
[0057] -个实施方案为催化剂材料。该催化剂材料可例如用作为酸气变换反应中使用的 催化剂,如在下文更详细地描述。该催化剂材料包含载体材料。该催化剂材料还包含布置 在载体材料上的催化活性的钥化合物、催化活性的钨化合物或它们的组合,所述催化活性 的钥化合物、催化活性的钨化合物或它们的组合,以氧化物计算,在基于催化剂材料的总重 量的约1重量%到约9重量%的范围内存在。如本文更详细地描述,这样的催化剂材料能 够被制造为具有相对低的活性,且因此可用于在输入流中具有高水平的CO的酸气变换过 程中,而不引起过程温度的过度增加。因此,在某些方面,使用本文描述的催化剂的过程能 够享有相对低水平的甲烷化副反应和/或增加的催化剂寿命的优势。
[0058] 催化活性的钥化合物、催化活性的钨化合物或它们的组合,以氧化物计算,能够例 如在约2重量%到约8重量%的范围内存在。在另一个实施方案中,催化活性的钥化合物、 催化活性的钨化合物或它们的组合,以氧化物计算,能够在约3重量%到约7重量%的范围 内存在。
[0059] 在某些实施方案中,催化活性的钥化合物、催化活性的钨化合物或它们的组合是 钥化合物(即,不存在催化活性的钨化合物)。
[0060] 在其他的实施方案中,催化活性的钥化合物、催化活性的钨化合物或它们的组合 是钨化合物(即,不存在催化活性的钥化合物)。
[0061] 在还其他的实施方案中,催化活性的钥化合物和催化活性的钨化合物两者都是存 在的。在某些这样的实施方案中,催化活性的钥化合物比催化活性的钨化合物的比率为至 少约1:1 (例如,至少约2:1、至少约3:1、至少约5:1、至少约10:1)。在其他这样的实施方案 中,催化活性的钥化合物比催化活性的钨化合物的比率不大于约1:1 (例如,不大于约1:2、 不大于约1:3、不大于约1:5、不大于约1:10)。在还其他这样的实施方案中,催化活性的钥 化合物比催化活性的钨化合物的比率在约4:1到约1:4的范围内(例如,在约3:1到约1:3 的范围内、在约2:1到约1:2的范围内)。所有这样的比率以钥比钨的摩尔比率计算。 [0062] 如本领域的普通技术人员将理解,催化活性的钥化合物能够以多种形式提供。例 如,在某些实施方案中,催化活性的钥化合物可以是钥(VI)化合物或钥(V)化合物或钥 (IV)化合物。在某些实施方案中,催化活性的钥化合物作为氧化钥被提供;例如,氧化钥 (VI)(例如,MoO 3)。当然,本领域的普通技术人员将理解,多种催化活性的钥物质可以存在, 特别是在催化剂材料被硫化以用于酸气变换过程后。而且如本领域的技术人员将理解,钥 化合物能够作为钥化合物的混合物被提供。如本文使用,钥化合物的重量%值以MoO 3计算。
[0063] 同样地,催化活性的钨化合物能够以多种形式提供。例如,催化活性的钨化合物可 以是钨(VI)化合物或钨(V)化合物或钨(IV)化合物。在某些实施方案中,催化活性的钨化 合物作为氧化钨被提供;例如,氧化钨(VI)(例如,WO 3)。当然,本领域的普通技术人员将理 解,多种催化活性的钨物质可以存在,特别是在催化剂材料被硫化以用于酸气变换过程后。 而且如本领域的技术人员将理解,钨化合物能够作为钨化合物的混合物被提供。如本文使 用,钨化合物的重量%值以WO 3计算。
[0064] 上述的催化剂材料在一些实施方案中能够包括一种或多种额外的催化活性的金 属化合物。这样的额外的催化活性的金属化合物能够例如在至多约3重量%、至多约2重 量%、至多约1重量%、至多约0. 5重量%、至多约0. 2重量%或至多约0. 1重量%的范围 内存在,全部以氧化物计算。在某些这样的实施方案中,催化活性的金属化合物(包括钥化 合物和鹤化合物)的总量在约1重量%到约10重量% (例如,约2重量%到约8重量%或 甚至约3重量%到约7重量%)的范围内存在。如下文中更详细地描述,期望地,所述额外 的催化活性金属化合物以不引起催化剂材料的活性增加到不期望的高水平的量被提供。 [0065] 例如,在某些实施方案中,如本文中描述的催化剂材料还包含催化活性的钴化合 物、催化活性的镍化合物或它们的组合。如本领域的普通技术人员将理解,催化活性的钴化 合物可以作为钴(II)化合物或钴(III)化合物或钴(II、III)化合物被提供;例如,作为钴 氧化物或钴钥酸盐被提供。同样地,本领域的普通技术人员将理解,催化活性的镍化合物也 可以作为镍(II)化合物或镍(III)化合物或镍(II、III)化合物被提供;例如,作为氧化 镍被提供。如本文使用,钴化合物的重量%值以CoO计算,且镍化合物的重量%值以NiO计 算。
[0066] 催化活性的钴化合物、催化活性的镍化合物或它们的组合,以CoO或NiO计算,能 够例如在至多约1重量%的范围内存在。在某些实施方案中,催化活性的钴化合物、催化活 性的镍化合物或它们的组合以至多约0. 5重量%、至多约0. 2重量%或至多约0. 1重量% 的量存在。
[0067] 在某些实施方案中,催化活性的钴化合物、催化活性的镍化合物或它们的组合是 催化活性的钴化合物(即,不存在催化活性的镍化合物)。
[0068] 在某些实施方案中,催化活性的钴化合物、催化活性的镍化合物或它们的组合是 催化活性的镍化合物(即,不存在催化活性的钴化合物)。
[0069] 在还其他的实施方案中,催化活性的钴化合物和催化活性的镍化合物两者都是存 在的。在某些这样的实施方案中,催化活性的钴化合物比催化活性的镍化合物的比率为至 少约1:1 (例如,至少约2:1、至少约3:1、至少约5:1、至少约10:1)。在其他这样的实施方案 中,催化活性的钴化合物比催化活性的镍化合物的比率不大于约1:1 (例如,不大于约1:2、 不大于约1:3、不大于约1:5、不大于约1:10)。在还其他这样的实施方案中,催化活性的钴 化合物比催化活性的镍化合物的比率在约4:1到约1:4的范围内(例如,在约3:1到约1:3 的范围内、在约2:1到约1:2的范围内)。所有这样的比率以钴比镍的摩尔比率计算。
[0070] 在某些实施方案中,如上文描述的催化剂材料除了催化活性的钥化合物、催化活 性的钨化合物或它们的组合之外,不包含其他催化活性的材料。例如,在一个实施方案中, 催化剂材料只包含催化活性的钥物质。在其他的实施方案中,催化剂材料只包含催化活性 的钨物质。在还其他的实施方案中,催化剂材料只包含催化活性的钥物质和催化活性的钨 物质的组合。
[0071] 如本领域的普通技术人员将理解,金属促进剂物质常常被用于改变催化活性的化 合物的催化活性。因此在如本文描述的催化剂材料的某些实施方案中,一种或多种金属促 进剂化合物可选择地存在。这样的金属促进剂化合物,全部以氧化物计算,能够例如在至多 约1. 5重量%、至多约1重量%、至多约0. 5重量%、至多约0. 2重量%、至多约0. 1重量% 或至多约0. 05重量%的范围内存在。在某些这样的实施方案中,催化活性的金属化合物 (包括钥化合物、钨化合物和存在的任何其他的催化活性的化合物)连同金属促进剂化合 物的总量在约1重量%到约10重量% (例如,约2重量%到约8重量%或甚至约3重量% 到约7重量%)的范围内。如下文更加详细地描述,期望地,金属促进剂化合物以不引起催 化剂材料的活性增加到不期望的高水平的量被提供。在本文描述的催化剂材料的某些实施 方案中,所述一种或多种金属促进剂化合物中的每种是例如作为氧化物或碳酸盐被提供的 碱金属化合物。
[0072] 在本文描述的催化剂材料的其他实施方案中,没有金属促进剂化合物存在于催化 剂材料中。在本文描述的催化剂材料的某些实施方案中,没有碱金属促进剂化合物存在于 催化剂材料中。
[0073] 如本领域的普通技术人员将理解,多种多样的载体材料能够用于本文描述的催化 剂材料中。例如,在某些实施方案中,载体材料包含选自由氧化铝、二氧化硅、氧化镁、氧化 锰、氧化锌、二氧化钛、铝酸镁(MgAl 2O4)、氧化锆和它们的混合物组成的组的一种或多种材 料。在某些这样的实施方案中,载体材料为至少约70重量%、至少约80重量%、至少约90 重量%、至少约95重量%、至少约98重量%或甚至至少约99重量%的选自由氧化铝、二氧 化硅、氧化镁、氧化锰、氧化锌、二氧化钛、铝酸镁和它们的混合物组成的组的材料。在某些 这样的实施方案中,载体材料选自由氧化铝、二氧化硅、氧化镁、氧化锰、氧化锌、二氧化钛、 铝酸镁和它们的混合物组成的组。
[0074] 在某些实施方案中,载体材料包含选自由氧化铝、二氧化硅、氧化镁、氧化锌、二氧 化钛、铝酸镁和它们的混合物组成的组的一种或多种材料。在某些这样的实施方案中,载体 材料为至少约70重量%、至少约80重量%、至少约90重量%、至少约95重量%、至少约98 重量%或甚至至少约99重量%的选自由氧化铝、二氧化硅、氧化镁、氧化锌、二氧化钛、铝 酸镁和它们的混合物组成的组的材料。在某些这样的实施方案中,载体材料选自由氧化铝、 二氧化硅、氧化镁、氧化锌、二氧化钛、铝酸镁和它们的混合物组成的组。
[0075] 在某些实施方案中,载体材料包含选自由氧化铝、氧化镁、铝酸镁和它们的混合物 组成的组的一种或多种材料。在某些这样的实施方案中,载体材料为至少约70重量%、至 少约80重量%、至少约90重量%、至少约95重量%、至少约98重量%或甚至至少约99重 量%的选自由氧化铝、氧化镁、铝酸镁和它们的混合物组成的组的材料。在某些这样的实
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