本發(fā)明涉及用于含烯烴的烴料流的完全氫化的催化劑。該催化劑包含載體材料和作為唯一催化活性金屬的鉑。本發(fā)明的另一主題是在至少一個反應(yīng)器中在加入氫氣和使用本發(fā)明的催化劑的情況下使含烯烴的烴料流完全氫化的方法。

背景技術(shù)：

1、如已知，在氫化中，具有至少一個雙鍵的分子，例如烯烴，通過氫氣加成發(fā)生反應(yīng)以提供少至少一個雙鍵的分子。相應(yīng)的方法在石油化學(xué)工業(yè)中多年來為人所知。含鈀的多相催化劑通常用于這一用途，其可以實(shí)現(xiàn)相當(dāng)好的氫化結(jié)果。鈀(pd)在此通常是催化實(shí)際氫化反應(yīng)的活性金屬。

2、近年來，鈀的價格持續(xù)上升。這種持續(xù)上升導(dǎo)致用于氫化的含鈀催化劑的價格也持續(xù)上升。這些催化劑因此從經(jīng)濟(jì)角度看變得越來越缺乏吸引力。作為鈀的替代物，各種具有氫化活性的金屬是已知的，例如鎳。此處的問題在于鎳催化劑在烯烴氫化中只能相當(dāng)困難地處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明的目的是提供沒有已知問題的用于含烯烴的烴料流的完全氫化的催化劑。該催化劑應(yīng)該具有經(jīng)濟(jì)利益，但同時具有高的質(zhì)量比活性。

2、令人驚訝的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過使用鉑作為唯一具有氫化活性的金屬，可以顯著提高質(zhì)量比活性。這使得在烯烴的氫化中能夠使用更具成本效益的催化劑。

3、本發(fā)明的主題因此是用于含烯烴的烴料流的完全氫化的多相催化劑，

4、其中所述催化劑包含選自氧化鋁、二氧化硅如硅石或硅膠、硅藻土、鋁硅酸鹽包括沸石、二氧化鈦、活性炭及其混合物的載體材料，和

5、基于催化劑總重量計(jì)0.05重量％至1重量％的量的唯一催化活性金屬，

6、其中所述催化活性金屬是鉑。

7、本發(fā)明因此涉及包含僅一種唯一催化活性金屬，在這種情況下為鉑的催化劑。鉑因此是本發(fā)明的催化劑中唯一具有氫化活性的金屬。因此，該催化劑不是雙金屬的催化劑，而是單金屬的催化劑。特別地，本發(fā)明的催化劑因此不含鈀或其它金屬，如錫、鉛和鎳?！安缓痹诒疚闹惺侵高@些金屬不包含在該催化劑中。

8、如果催化劑以粒料形式存在，粒料的顆粒尺寸(最長邊的長度)優(yōu)選在0.5至5mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選在1至4mm的范圍內(nèi)。如果催化劑以擠出物的形式存在，擠出物的顆粒的尺寸(最長邊的長度)優(yōu)選在0.5至2.5mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選在1至2mm的范圍內(nèi)。粒度可以使用已知方法測定。顆粒也可以具有球形，即球體形狀。在這種情況下，直徑優(yōu)選為0.5至5mm，更優(yōu)選2至4mm。

9、作為具有氫化活性的金屬的鉑在本發(fā)明的催化劑的催化劑顆粒中優(yōu)選存在于外部邊緣區(qū)域中，其中該邊緣區(qū)域厚度小于500μm，優(yōu)選小于250μm。該金屬在外部邊緣區(qū)域中的沉積可以通過熱方式或通過化學(xué)沉淀到載體材料上來進(jìn)行。所述邊緣區(qū)域可以通過切開的催化劑顆粒的顯微圖像分析來測定。在此，可以使用集成到顯微鏡中的軟件來測量邊緣區(qū)域的厚度。

10、對于應(yīng)當(dāng)使少量(例如<3重量％)的二烯或含乙炔組分氫化產(chǎn)生烯烴的催化劑，優(yōu)選使用具有高bet表面積的載體，即優(yōu)選具有>100m2/g的bet表面積的載體，更優(yōu)選具有>150m2/g的bet表面積的載體，以實(shí)現(xiàn)貴金屬組分的盡可能高分散。在二烯或含乙炔組分的較高濃度下，優(yōu)選使用具有小bet表面積的載體，即優(yōu)選具有<100m2/g的bet表面積的載體。當(dāng)bet表面積低時，載體材料通常具有低酸度，以使得在載體上形成聚合物的傾向降低。

11、本發(fā)明的另一主題是使含烯烴的烴料流完全氫化的方法，其中所述方法在反應(yīng)器中在加入氫氣的情況下進(jìn)行，其特征在于在所述方法中使用多相催化劑，所述多相催化劑包含選自氧化鋁、二氧化硅如硅石或硅膠、硅藻土、鋁硅酸鹽包括沸石、二氧化鈦、活性炭或其混合物的載體材料和在每種情況下基于催化劑的總重量計(jì)0.05重量％至1重量％，優(yōu)選0.1重量％至0.3重量％的量的作為催化活性金屬的鉑。

12、對本發(fā)明而言，完全氫化是指其中所有單不飽和或多不飽和化合物(烯烴、二烯、乙炔等)氫化產(chǎn)生飽和化合物，即相應(yīng)烷烴的方法。與其相反，選擇性氫化是指個別分子或一組分子的氫化，同時獲得具有雙鍵的其它分子或幾組分子。存在的烯烴中僅一部分的選擇性氫化不是本發(fā)明的主題。完全氫化的目的是將所用含烯烴的烴料流中的盡可能所有具有雙鍵的分子氫化，該氫化因此定量進(jìn)行。由于技術(shù)原因，完全氫化幾乎無法實(shí)現(xiàn)或只能非常費(fèi)力地實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語含烯烴的烴料流的完全氫化因此是指其中含烯烴的烴料流中的所有烯烴的至少99％，優(yōu)選所有烯烴的大于99.5％發(fā)生氫化的方法。

13、根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施方案，該方法是含烯烴的烴料流的氫化，所述烴料流包含直鏈或支化丁烯(c4料流)、包含直鏈或支化二丁烯(c8料流)、包含直鏈或支化三丁烯(c12料流)或包含直鏈或支化四丁烯(c16料流)。對于這些分子的氫化，通常不使用純料流，而是工業(yè)可得的混合物(例如裂化c4料流、萃余液等，以及來自低聚方法的混合物)，其中除了待氫化的物質(zhì)外還存在另外的烴。

14、在根據(jù)本發(fā)明的完全氫化中，可以以化學(xué)計(jì)算量或略微過量加入氫氣。在根據(jù)本發(fā)明的完全氫化中，氫氣優(yōu)選以1.0至1.5摩爾氫氣/摩爾烯烴的量，更優(yōu)選以1.0至1.3摩爾氫氣/摩爾烯烴的量計(jì)量加入。理想地，氫氣以1.0至1.1摩爾氫氣/摩爾烯烴的量加入。通過最多略微過量的氫氣，應(yīng)當(dāng)防止由于過分供大于求而發(fā)生副反應(yīng)和/或其它烴的反應(yīng)。

15、完全氫化可以在寬溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，并且取決于例如分子的長度。本發(fā)明的氫化優(yōu)選在20至300℃之間，更優(yōu)選25至250℃之間，特別優(yōu)選30至200℃之間的溫度下進(jìn)行。

16、在完全氫化中，優(yōu)選至少存在輕微超壓，以促進(jìn)氫氣在液相中的溶解度。如果氫氣在液相中的溶解度低，(非常)高的壓力也可能是有用的。根據(jù)本發(fā)明的完全氫化可以在氣相、液相或混合相中進(jìn)行?；旌舷嘣诒厩闆r中是指氫氣并非完全溶解，而是除了液相外還存在氣相。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施方案中，所選反應(yīng)器直徑應(yīng)當(dāng)使得流量足夠低，以使得液體不會將氣體推到其前面，而是氣體和液體在橫截面上一起存在。液體的弗勞德數(shù)在此應(yīng)當(dāng)小于0.3。

17、本方法的氫化可以在各種合適的反應(yīng)器中進(jìn)行，例如在滴流床反應(yīng)器中、在具有下游精制反應(yīng)器(finisherreaktor)的環(huán)流反應(yīng)器中或在脈沖流反應(yīng)器中進(jìn)行。相應(yīng)的反應(yīng)器是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施方案中，氫化在至少兩個反應(yīng)器中進(jìn)行，更優(yōu)選在至少一個環(huán)流反應(yīng)器和至少一個直通運(yùn)行的反應(yīng)器中進(jìn)行。在此優(yōu)選地，環(huán)流反應(yīng)器是第一反應(yīng)器，且直通運(yùn)行的反應(yīng)器是第二反應(yīng)器。

18、氫化是一種放熱反應(yīng)，其中放出熱量。通過簡單冷卻破壞這種熱能。因此根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的是將反應(yīng)熱用于該方法內(nèi)的熱集成。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施方案中，通過將循環(huán)冷卻器的溫度設(shè)定為高于100℃，優(yōu)選高于140℃，更優(yōu)選高于160℃以生成可用于熱集成的熱水或合適壓力水平的加熱蒸汽，利用氫化反應(yīng)熱來預(yù)熱所用的反應(yīng)物料流。

19、通過完全氫化獲得的反應(yīng)混合物隨后可以通過熱分離，特別是通過蒸餾進(jìn)行后處理。這些方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的。