用于转化合成气的催化剂的制作方法
【专利说明】用于转化合成气的催化剂
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年7月31日提交的美国临时申请号61/860,464的权益，所述临 时申请以引用的方式整体并入本文。
【背景技术】
[0003] 合成气包含氢气(H2)和一氧化碳(CO)，并且通过本领域众所周知以及广泛在全世 界商业实施的方法可以很容易地由煤或甲烷(天然气)来生产。合成气还可通过多种众所周 知的过程由生物质生产。
[0004] 用于从合成气催化产生烃类的费-托过程始于20世纪20年代。这在南非已使用多 年以提供汽油范围的烃类以在汽车中用作燃料。通常，所使用的催化剂由承载在氧化铝或 二氧化钛上的铁或钴以及将促进催化性能的促进剂诸如铼、锆或锰组成。反应条件通常产 生汽油范围的烃类和较重的烃产物。费-托反应的更多现代应用已专注于产生适用于作为 柴油燃料的较重烃类，和或适合于转化成清洁、有效润滑剂的含蜡烃分子。
[0005] 保持存在对展示高烯烃烃选择性同时具有低二氧化碳促进的催化剂和连同促进 剂和载体的需要。
[0006] 概述
[0007] 根据本发明的目的，如本文体现和广义地描述，在一个方面，本发明涉及一种催化 剂，其包含CoMnaSi bXcYdOx;其中X包含来自第11族的元素;Y包含来自第12族的元素;a在0.8 到1.2的范围；b在0.1到1的范围；c在0到0.05的范围；d在0到0.05的范围；X是由存在的其他 元素的化合价要求确定的数;并且其中催化剂将合成气转化为至少一种烯烃。公开了制备 和使用催化剂或催化剂组合物的方法。
[0008] 在另外方面，本发明涉及一种催化剂，其包含CoMnaSibCucZndO x;其中；a在0.8到1.2 的范围；b在0.1到1的范围；c在0.001到0.05的范围；d在0.001到0.05的范围；X是由存在的 其他元素的化合价要求确定的数;并且其中催化剂将合成气转化为至少一种烯烃。
[0009] 还公开了用于使用催化剂或催化剂组合物的方法，其包括:a)使催化剂或催化剂 组合物与合成气接触;和b)形成包含烯烃的产物混合物。
[0010] 虽然可以用特定的法定类别（如系统法定类别）对本发明的方面进行描述和要求 保护，但这仅是为了方便，并且本领域技术人员将理解到可以用任何的法定类别对本发明 的各方面进行描述和要求保护。除非另外明确说明，否则决不意图将本文陈述的任何方法 和方面解释为要求以特定顺序执行其步骤。因此，在方法权利要求项在权利要求书或说明 书中没有具体陈述各步骤限于特定顺序的情况下，绝非意图指在任何方面推断顺序。这适 用于任何可能的用于解释的非表达基础，包括相对于步骤安排或操作流程的逻辑事项、从 语法组织或标点符号得到的清晰含义或者在说明书中描述的方面的数量或类型。
[0011] 描述
[0012] 通过参考以下发明详述和其中包括的实施例可以更容易理解本发明。
[0013]在公开并描述本发明的化合物、组合物、制品、系统、设备和/或方法之前，应理解， 除非另外说明规定，否则它们不限于特定的合成方法，或者除非另外规定，否则它们不限于 特定的试剂，因此它们当然可以改变。还应理解，本文所使用的术语仅出于描述特定方面的 目的，且并不意图加以限制。尽管在实施或测试本发明中可使用与本文所述的那些方法和 材料类似或等效的任何方法和材料，但是现在描述示例性方法和材料。
[0014] 为了公开和描述公布在引用时所涉及的方法和/或材料，本文中提到的所有公布 均以引用方式并入本文。提供本文中讨论的公布仅仅是针对它们在本申请的提交日期之前 的公开。本文中的任何内容均不应被理解为承认由于先前发明而使本发明无权享有这些公 布的优先权。此外，本文中提供的公布日期可能不同于实际的公布日期，它们可能需要单独 确认。
[0015] A.定义
[0016] 本文使用的对于包括有机化合物的化合物的命名法可使用常见名称、IU P A C、 IUBMB或CAS关于命名法的推荐给出。当存在一个或多个立体化学特征时，可采用立体化学 的Cahn-Ingold-Prelog规则来指出立体化学优先项目、E/Z规格等。如果通过使用命名约定 系统降低化合物结构或通过市售软件如CHEMDRAW?(Cambridgesoft公司，U. S.A.)来给出名 称，那么所属领域的技术人员可容易地确定化合物的结构。
[0017] 如在说明书和所述权利要求中所使用，除上下文另外明确规定之外，单数形式"一 个(a)"、"一种(an)"和"所述(the)"包括复数指示物。因此，例如，提到"官能团"、"烷基"或 "残基"包括两个或更多个所述官能团、烷基或残基等的混合物。
[0018] 在本文中，范围可表达为从"约" 一个具体值和/或到"约"另一个具体值。当表示这 样一个范围时，另外的方面包括从一个具体值和/或至另一个具体值。类似地，当通过使用 先行词"约"将值表达为近似值时，将理解的是特定值形成了另外方面。应进一步理解，所述 范围的每个端点相对于另一个端点以及独立于另一个端点都是有意义的。还应理解，本文 公开了多个值，并且在本文中每个值除所述值本身之外也公开为"约"所述特定值。例如，如 果公开了值"10"，那么也公开了"约10"。还理解的是还公开了两个具体单位之间的每个单 位。例如，如果公开了10和15,则还公开了11、12、13和14。
[0019] 说明书和最后的权利要求书中提及的组合物中的特定元素或组分的重量份表示 组合物或制品中的所述元素或组分与任何其它元素或组分之间的重量关系，用重量份表 示。因此，在包含2重量份的组分X和5重量份的组分Y的化合物中，X和Y以2:5的重量比存在， 并且以这个比例存在而不管所述化合物中是否包含另外的组分。
[0020] 除非特意相反地陈述，否则组分的重量百分比（重量％)是基于其中包含所述组分 的制剂或组合物的总重量。
[0021] 如本文使用的术语"任选的"或"任选地"意指随后描述的事件或情况可以发生或 可以不发生，并且这种描述包括其中所述事件或情况发生的实例和其中不发生的情况。
[0022] 本文中使用的术语"取代的"预期包括有机化合物的所有可允许的取代基。在一个 广泛的方面，可允许的取代基包括有机化合物的非环状和环状、支链和非支链、碳环和杂环 以及芳族和非芳族取代基。说明性的取代基包括例如下面描述的取代基。对于适当的有机 化合物，可允许的取代基可以是一个或多个以及相同或不同的。出于本发明的目的，诸如氮 的杂原子可具有氢取代基和/或满足杂原子的化合价的本文所述有机化合物的任何容许的 取代基。本公开不希望以任何方式受有机化合物的可允许的取代基的限制。此外，术语"取 代"或"被...取代"包括隐含条件，即这种取代符合被取代原子和取代基的允许化合价，并 且取代产生稳定化合物，例如不会自发地如通过重排、环化、消除等进行转化的化合物。在 某些方面，还可以预期，除非清楚地指示相反，单个取代基可进一步任选地被取代（即，进一 步被取代或不被取代）。
[0023] 本文所公开的某些材料、化合物、组合物以及组分可以商购获得或者使用本领域 技术人员通常已知的技术容易地合成。例如，在制备公开的化合物和组合物中使用的起始 材料和试剂可从商业供应商处获得，所述供应商如奥尔德里奇化工有限公司（Aldrich Chemical Co.)(密尔沃基(MiIwaukee)，威斯康星州(Wis ·))、Acros Organics(莫里斯平原 市（Morris Plains )，新泽西州（N.J.))、飞世尔科技（Fisher Sci entific)(匹兹堡 (Pittsburgh)，宾夕法尼亚州(Pa.))或者西格马公司（Sigma)(圣路易斯(St .Louis)，密苏 里州(Mo.));或者通过本领域技术人员已知的方法根据以下参考文献所陈述的程序来制 备：如Fieser and Fieser's Reagents for Organic Synthesis，第1 至 17卷（约翰威利父 子出版社（John Wiley and Sons)，1991);Rodd's Chemistry of Carbon Compounds，第1 至5卷和增刊（塞维尔科学出版社（Elsevier Science Publishers)，1989);Organic Reactions，第I至40卷（约翰威利父子出版社，1991);March's Advanced Organic Chemistry(约翰威利父子出版社，第4版）；以及Larock' s Comprehensive Organic Transformations(VCH 出版有限公司（VCH Publishers Inc.)，1989)。
[0024] 除非另外明确说明，否则决不意图将本文陈述的任何方法解释为要求以特定顺序 执行其步骤。因此，在方法权利要求项没有实际叙述其步骤所遵循的顺序或在权利要求书 或描述中没有另外具体陈述各步骤将限于特定顺序的情况下，决不意图在任何方面推断顺 序。这适用于任何可能的用于解释的非表达基础，包括:相对于步骤安排或操作流程的逻辑 事项;从语法组织或标点符号得到的清晰含义；以及在本说明书中描述的实施方案的数量 或类型。
[0025] 本文公开了待用于制备本发明的组合物的组分以及待用于本文所公开的方法的 组合物本身。本文公开了这些材料和其它材料，并且应理解，当公开这些材料的组合、子集、 相互作用、组等而不能确切公开这些化合物的各种不同的单独和集体组合和排列的具体指 代时，本文明确涵盖并描述了其中每一个。例如，如果公开并讨论了特定的化合物并且讨论 了可对包括所述化合物的多个分子进行的多种修改，则明确涵盖了所述化合物的每一个组 合和排列以及可能的修改，除非明确相反地规定。因此，如果公开了一类分子A、B和C以及一 类分子D、E和F并且公开了组合分子A-D的实例，那么即使没有单独列举每一个，也单独和集 体地涵盖每一个，这意味着组合A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E和C-F被视为得到公开。同 样地，也公开这些分子的任何子集或组合。因此，例如，认为公开了子组A-E、B-F和C-E。此概 念适用于本申请的所有方面，包括但不限于制备和使用本发明的组合物的方法中的步骤。 因此，如果存在可执行的多种另外的步骤，则应理解这些另外的步骤中的每一个可与本发 明的方法的任何特定实施方案或实施方案的组合一起执行。
[0026] 应理解，本文公开的组合物具有某些功能。本文公开了用于进行所公开功能的某 些结构需求，且应理解存在可进行与所公开结构有关的同一功能的多种结构，且这些结构 通常实现相同结果。
[0027] B.催化剂和催化剂组合物
[0028] 1.催化