用于2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷脱氯化氢的催化剂的制作方法_2

文档序号:9290687阅读:来源:国知局
之上或之内的至少一种单质金属组成,所述单质金属是周期表第7、8、9、10或11族的元 素,如Pd、Ru、Pt、Rh、Ir、Fe、Co、Ni、Cu、Ag、Re、0s、Au或其任意组合。存在于所有这些实 施方案中的单质金属的量在本文中所述范围内。
[0032] 在另一实施方案中,布置在该固体载体之上的单质金属是周期表第8、9、10或11 族中的金属或其组合。在再一实施方案中,所用单质金属是周期表的第9或10或11族的 金属或其组合。在本发明的另一方面中,该单质金属是Pd、Ru、Pt、Rh、Ir、Fe、Co、Ni、Cu、 Ag、Re、Os、Au或其任意组合。在本发明的再一方面中,该单质金属是贵金属,其为舒、铼、 钯、铑、银、锇、铱、铂或金或其组合。在另一实施方案中,该单质金属是钌、铑、钯、锇、铱或铂 或其组合。在再一实施方案中,该单质金属是(:〇、他、1^附、?(1、或?丨或1?11或其组合。在 再一实施方案中,该单质金属是Ru、Rh、Pd、Pt或Ir或其组合。在再一实施方案中,该单质 金属是Pd、Pt、Rh或Ir或其组合。在所有实施方案中,存在于该载体之上或布置在该载体 之内的单质金属的量在本文中所述范围内。
[0033] 在该载体上的单质金属载量为基于该单质金属与该载体的总重量的大约0. 01重 量%至大约10重量%。由此,例如,该单质元素以下列重量%的任一种存在:〇. 〇1、〇. 02、 0· 03、0· 04、0· 05、0· 06、0· 07、0· 08、0· 09、0· 1、0· 2、0· 3、0· 4、0· 5、0· 6、0· 7、0· 8、0· 9、1· 0、 1. 1、1· 2、1· 3、1· 4、1· 5、1· 6、1· 7、1· 8、1· 9、2· 0、2· 1、2· 2、2· 3、2· 4、2· 5、2· 6、2· 7、2· 8、2· 9、 3· 0、3· 1、3· 2、3· 3、3· 4、3· 5、3· 6、3· 7、3· 8、3· 9、4· 0、4· 1、4· 2、4· 3、4· 4、4· 5、4· 6、4· 7、4· 8、 4. 9、5. 0、5. 1、5. 2、5. 3、5. 4、5. 5、5. 6、5. 7、5. 8、5. 9、6. 0、6. 1、6. 2、6. 3、6. 4、6. 5、6. 6、6. 7、 6. 8、6. 9、7. 0、7. 1、7. 2、7. 3、7. 4、7. 5、7. 6、7. 7、7. 8、7. 9、8. 0、8. 1、8. 2、8. 3、8. 4、8. 5、8. 6、 8· 7、8· 8、8· 9、9· 0、9· 1、9· 2、9· 3、9· 4、9· 5、9· 6、9· 7、9· 8、9· 9 或 10. 0。但是,对于贵金属如 Ru、Ph、Pd、Pt、Ir等等,该金属载量在一个实施方案中为小于5重量%,例如0. 1、0. 2、0. 3、 0· 4、0· 5、0· 6、0· 7、0· 8、0· 9、1· 0、1· 1、1· 2、1· 3、1· 4、1· 5、1· 6、1· 7、1· 8、1· 9、2· 0、2· 1、2· 2、 2. 3、2. 4、2. 5、2. 6、2. 7、2. 8、2. 9、3. 0、3. 1、3. 2、3. 3、3. 4、3. 5、3. 6、3. 7、3. 8、3· 9、4· 0、4· 1、 4. 2、4. 3、4. 4、4. 5、4. 6、4. 7、4. 8、4. 9重量%,而在另一实施方案中,前述贵金属以小于1重 量%存在,例如〇.1、〇.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8或0.9重量%。
[0034] 在某些实施方案中,该催化剂载体是碱土金属的氧化物,例如氧化镁。该碱土金属 氧化物通过本领域普通技术人员已知的技术来制备。在一个实施方案中,碱土金属氧化物 通过在有效地将碱土金属碳酸盐转化为相应氧化物的条件下分解碱土金属碳酸盐来制备。 例如,氧化镁通过70 (2000) 15-21中描述的方法来制备。
[0035] 在某些实施方案中,该催化剂载体是碱土金属的氟化物,例如氟化镁。该碱土金属 氟化物通过本领域普通技术人员已知的技术来制备。在一个实施方案中,碱土金属氟化物 通过使碱土金属氧化物与氟化氢源如酸式氟化铵反应来制备。例如,氟化镁可以通过使氧 化镁与酸式氟化铵按照化学方程式MgO + (NH4)HF2 - MgF2 + NH3 + H2O反应来制备。
[0036] 在某些实施方案中,该催化剂载体是碱土金属的氧氟化物,例如氧氟化镁。该碱土 金属氧氟化物通过本领域普通技术人员已知的技术来制备。在一个实施方案中,碱土金属 氧氟化物通过在有效地将一部分碱土金属氧化物转化为相应氟化物的条件下用HF氟化相 应的碱土金属氧化物并由此形成氧氟化物来制备。例如,氧氟化镁可以通过在气相反应器 中在300至600°C的温度下使MgO与无水氟化氢反应0. 5至20小时(对于不同的氟化度) 来制备。
[0037] 本发明的催化剂通过本领域普通技术人员已知的技术来制备。以下描述对制备本 发明的催化剂而言是示例性的,并且不应解释为限制性的。例如,本发明的催化剂首先通过 将单质金属的盐(例如对于Pd为Pd (NO3)2或PdCl 2)添加到足以基本溶解或溶剂化该金属 盐的一定量溶剂中。优选的溶剂是该金属盐容易溶于其中的溶剂。该溶剂的选择可以根据 特定金属盐而不同。可用于制备本发明的催化剂组合物的溶剂的实例包括水、醇、醚及其混 合物。可用的醇包括一元醇和多元醇,例如该醇可以含有两个或三个羟基,并含有1-10个 碳原子的烷基。此外,该醚可以含有一个醚基团或含有超过一个醚基团,并含有1至10个 碳原子。
[0038] 本文中单独或与其它基团结合使用的烷基指的是含有1至10个碳原子的饱和烷 基链。该烷基可以是直链或支链的。烷基的实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异 丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、正庚基、 正辛基、正壬基、正癸基等等。
[0039] 在一个实施方案中,该醇是一元醇,并且该醚含有一个烷氧基,并且在该醚或醇中 的碳原子数量为1-6个碳原子。在一个实施方案中,该醇是一元醇,并且该醚含有一个烷氧 基,并且该醇和醚各自含有具有1至5个碳原子的烷基。或者,水可以是该溶剂。在一个实 施方案中,使用蒸馏水,而在另一实施方案中,使用去离子水。
[0040] 随后将碱土金属氧化物(例如MgO)、氟化物(例如MgF2)或氧氟化物(例如MgO xFy) 添加到该单质金属盐的溶液中,随后将所得混合物彻底混合以形成浆料。在形成浆料后,除 去基本所有溶剂以形成所述金属盐与所述碱土金属氧化物(或氟化物或氧氟化物)的混合 物的固体物料,其基本不含溶剂。尽管该溶剂可以在一个步骤中除去,本发明的一个方面是 从该浆料中驱除一部分溶剂以形成糊料(可模塑物料),接着干燥该糊料以形成固体物料, 即粉末。任何常规技术可用于除去该溶剂。此类技术的实例包括在室温或提高的温度下的 剧烈搅拌、蒸发、沉降和滗析、离心、以及过滤。在一个实施方案中,使用本领域已知的技术 蒸发所需量的溶剂以形成糊料。该糊料随后通过任何合适的方法干燥以形成自由流动的、 基本不含溶剂的粉末。一种干燥方法包括烘箱干燥,例如在大约100至大约130°C的温度 下,并在另一实施方案中,在大约110°C至大约120Γ的温度下。干燥糊料的另一技术是通 过喷雾干燥。基本不含溶剂指的是在溶剂去除/干燥后在该粉末中将残留小于1重量%的 溶剂。在另一实施方案中,在溶剂去除/干燥后在该粉末中将残留大约〇. 5重量%或更少 的溶剂。在另一实施方案中,在溶剂去除/干燥后在该粉末中将不残留溶剂。在去除溶剂 后,该粉末将采取单质金属盐与碱土金属氧化物(或氟化物或氧氟化物)的颗粒的混合物的 固体物料(或粉末)形式。
[0041] 任选地,该单质金属盐与碱土金属氧化物(或氟化物或氧氟化物)的混合物的固体 物料随后煅烧大约2至大约8小时。煅烧通常在大约KKTC至大约750°C的温度下,在另一 实施方案中,在大约200°C至大约600°C的温度下,和在再一实施方案中,在大约300°C至大 约500°C的温度下进行。煅烧可以进一步任选在惰性气体,如氮气或氩气的存在下,或在空 气或稀释空气的存在下进行。该煅烧可以在多种压力下进行,如超大气压、大气压和低于大 气压。
[0042] 在煅烧后,该粉末任选进一步研磨以使其变得更为细碎。该粉末任选进一步造粒 以形成丸粒。如果需要的话,可以在造粒前向该粉末中添加赋形剂,如润滑剂和粘合剂。
[0043] 在某些实施方案中,碱土金属氧化物、氟化物或氧氟化物颗粒、丸粒或片剂随后加 入到单质金属盐溶液中以便浸渍。在浸渍后,浸渍过的载体通过任何合适的方法干燥,其包 括但不限于烘箱干燥,直到浸渍过的载体基本干燥,例如在大约110°c至大约120°C的温度 下。其随后在氮气下或在用氮气稀释的氧气(例如空气中)下在大约100°c至大约750°C的 温度下在该催化剂上煅烧大约2至大约8小时,或者在另一实施方案中,在大约200°C至大 约600°C的温度下,和在另一实施方案中,在大约300°C至大约500°C的温度下。
[0044] 该催化剂丸粒随后装载到反应器中并在使用前预处理。例如,在大约50°C至大约 500°C的温度下对它们施以氢气还原或稀释的氢气流大约2至大约8小时,在另一实施方案 中在大约100°C至大约400°C的温度下,并在再一实施方案中在大约200°C至大约300°C的 温度下。
[0045] 同样有利的是在长期使用后在反应器中原位周期性再生该催化剂。催化剂的再生 可以通过本领域中已知的任何手段来实现。一种方法是在大约200°C至大约600°C的温度 下(或在另一实施方案中,大约350°C至大约450°C)使氧气或用氮气稀释的氧气流经该催 化剂大约0. 5小时至大约3天,并随后在大约50°C至大约500°C的温度下(或在另一实施方 案中,大约200°C至大约300°C)在氢气或稀释的氢气流中进行还原处理大约2至大约8小 时。
[0046] 如上所述制得的催化剂催化在相邻碳原子上具有至少一个氢原子和至少一个氯 原子的氢氯氟烃的脱氯化氢。表1列举了氢氯氟烃和它们相应的氢氟烯烃产物。
[0047] 本发明的催化剂催化在相邻碳原子上具有至少一个氢原子和至少一个氯原子的 氢氯氟烃的脱氯化氢。表2列举了氢氯氟烃和它们相应的氢氯氟烃产物。
[0048] 在某些实施方案中,在本发明的催化剂的存在下经由244bb的脱氯化氢制造 1234yf。在某些实施方案中,该催化剂包含负载在氧化镁上的钯。
[0049] 采用本文中所述催化剂的在相邻碳原子上具有至少一个氢原子和至少一个氯原 子的氢氯氟烃的脱氯化
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