CATALIZADOR DE HIDROGENACIÓN SELECTIVA DISEÑADO PARA CORRIENTES DE ALIMENTACIÓN DE GAS SIN PROCESAR.

Un catalizador para hidrogenación selectiva de acetileno, que comprende un soporte que tiene un área superficial inferior a 20 m 2 /g;



paladio y;

plata, en el que el volumen de poros del soporte es superior a 0,4 ml/g, en el que al menos el 90 por ciento del volumen de poros de los poros está contenido en poros con diámetros de poro superiores a 500 Å, y en el que del 1 al 2 por ciento del volumen de poros está contenido en los poros con un diámetro de poro de 500 a 1.000 Å.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2005/024089.

Solicitante: SUD-CHEMIE, INC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: P.O. BOX 32370, 1600 WEST HILL STREET LOUISVILLE, KY 40232 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: GILDERT, GARY, R., BLANKENSHIP,Steven,A, BOYER,Jennifer,A.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 7 de Julio de 2005.

Clasificación PCT:

  • B01J23/44 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01J PROCEDIMIENTOS QUÍMICOS O FÍSICOS, p. ej. CATÁLISIS O QUÍMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS. › B01J 23/00 Catalizadores que contienen metales, óxidos o hidróxidos metálicos no previstos en el grupo B01J 21/00 (B01J 21/16 tiene prioridad). › Paladio.
  • B01J23/48 B01J 23/00 […] › Plata u oro.
  • B01J23/50 B01J 23/00 […] › Plata.
  • B01J23/66 B01J 23/00 […] › Plata u oro.
  • B01J35/10 B01J […] › B01J 35/00 Catalizadores en general, caracterizados por su forma o propiedades físicas. › caracterizados por sus propiedades de superficie o su porosidad.
  • C07C7/163 QUIMICA; METALURGIA.C07 QUIMICA ORGANICA.C07C COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos macromoleculares C08; producción de compuestos orgánicos por electrolisiso electroforesis C25B 3/00, C25B 7/00). › C07C 7/00 Purificación, separación oestabilización de hidrocarburos; Uso de aditivos. › por hidrogenación.
  • C07C7/167 C07C 7/00 […] › para eliminar los compuestos que tienen un enlace triple carbono-carbono.

Clasificación antigua:

  • B01J23/44 B01J 23/00 […] › Paladio.
  • B01J23/48 B01J 23/00 […] › Plata u oro.
  • B01J23/50 B01J 23/00 […] › Plata.
  • B01J23/66 B01J 23/00 […] › Plata u oro.
  • B01J35/10 B01J 35/00 […] › caracterizados por sus propiedades de superficie o su porosidad.
  • C07C71/63
  • C07C71/67

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia.

PDF original: ES-2372399_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Catalizador de hidrogenación selectiva diseñado para corrientes de alimentación de gas sin procesar Antecedentes de la invención Campo de la invención Esta invención se refiere a catalizadores de hidrogenación selectiva, más particularmente a catalizadores de paladio promovidos por plata mejorados, con gran volumen de poro y distribución de volumen de poro única. Los catalizadores están diseñados para la hidrogenación selectiva de butadieno, acetilenos, diolefinas, y cantidades trazas de otros, tales como impurezas de hidrocarburos altamente insaturadas en una corriente de alimentación olefínica, particularmente en una corriente de alimentación de gas sin procesar que contiene C3, C4, C5 y cantidades traza de C6 e hidrocarburos superiores. Esta invención también se refiere a los procesos de preparación de estos catalizadores. Técnica anterior La fabricación de hidrocarburos insaturados, normalmente implica el craqueo de diversos tipos de hidrocarburos. Este proceso a menudo produce un producto sin procesar que contiene impurezas de hidrocarburos que están más insaturadas que el producto deseado. Esto supone particularmente un problema con corrientes de alimentación de gas sin procesar de instalaciones de craqueo que contienen C2, C3, C4, C5 y cantidades traza de C6 e hidrocarburos superiores, así como hidrógeno y metano. Estas corrientes de alimentación de gas sin procesar pueden contener impurezas significativas de hidrocarburos insaturados, tales como 1,3-butadieno, metil acetileno, propadieno, acetileno, isopreno, y cantidades traza de otros, tales como impurezas de hidrocarburos insaturados. Estas impurezas de hidrocarburos insaturados a menudo son muy difíciles de retirar por completo mediante el fraccionamiento a partir de una corriente de alimentación de hidrocarburos. Además, a menudo es difícil, a nivel industrial, hidrogenar estas impurezas de hidrocarburos altamente insaturados sin que también aparezca hidrogenación significativa de los hidrocarburos insaturados deseados. Normalmente se usan dos tipos generales de procesos de hidrogenación selectiva en fase gaseosa para retirar los hidrocarburos insaturados indeseados: hidrogenación "de extremo delantero" e hidrogenación "de extremo trasero". La hidrogenación "de extremo delantero" implica hacer pasar el gas sin procesar de la etapa inicial de craqueo, a menudo después de la retirada de vapor de agua y materiales orgánicos condensables, sobre un catalizador de hidrogenación. El gas sin procesar generalmente incluye un volumen relativamente grande de hidrógeno y una mezcla de hidrocarburos insaturados. Entre estos productos en corrientes de alimentación de gas sin procesar pueden estar C2, C3, C4, C5 y cantidades traza de C6 e hidrocarburos superiores y pueden estar en húmedo o en seco. Típicamente, la concentración de gas hidrógeno es mayor que la cantidad estequiométrica necesaria para la hidrogenación completa de las impurezas que están presentes en el gas sin procesar. Para minimizar el riesgo del exceso de gas hidrógeno hidrogenando etileno en la corriente de alimentación, el catalizador de hidrogenación debe ser muy selectivo. Además, los riesgos de que el catalizador sufra daños en reacciones de extremo delantero, porque la reacción de hidrogenación de etileno puede conducir a oscilación térmica, conocida como "fuga térmica", por lo cual se experimentan elevadas temperaturas. La fuga térmica también puede dar como resultado una severa pérdida de etileno. En la hidrogenación de "extremo trasero", el gas sin procesar se fracciona antes de la hidrogenación, dando como resultado corrientes de producto concentrado. Después se añade el hidrógeno a estas corrientes de productos, si fuera necesario, de tal manera que un ligero exceso de hidrógeno esté presente respecto a la cantidad necesaria para la hidrogenación completa de las impurezas. En los sistemas de extremo trasero, hay una mayor tendencia a la desactivación del catalizador y, consecuentemente, es necesaria la regeneración periódica del catalizador. Mientras que la cantidad de hidrógeno añadido puede ajustarse para mantener la selectividad, la formación de polímeros es un problema importante en este proceso. Un catalizador preferido para las reacciones de hidrogenación selectiva contiene paladio soportado en un soporte de área superficial pequeña, tal como una alúmina de área superficial pequeña. Sin embargo, uno de los problemas con los catalizadores de paladio soportado, en condiciones normales de funcionamiento, no sólo son las impurezas hidrogenadas, sino que una parte sustancial del etileno, se convierte también en etano. Además, estos catalizadores de paladio sobre alúmina a menudo tienen una estabilidad relativamente baja durante largos periodos de tiempo debido a la formación de grandes cantidades de oligómeros sobre la superficie del catalizador. La tasa de oligomerización es especialmente alta cuando está presente butadieno en la mezcla de la corriente de alimentación. Además, estos catalizadores de paladio no rinden a niveles aceptables cuando están presentes metil acetileno, butadieno, isopreno, y otros compuestos altamente insaturados. Por estas razones, estos compuestos más pesados normalmente se retiran por destilación antes de poner en contacto la mezcla de alimentación con el catalizador. A menudo se añaden potenciadores al paladio para mejorar las propiedades del catalizador. Se han propuesto 2 E05772277 22-11-2011   cobre, plata, oro, germanio, estaño, plomo, renio, galio, indio y talio como potenciadores o modificadores de tales catalizadores de hidrogenación de paladio. Los catalizadores de hidrogenación de acetileno para la purificación de etileno que comprenden paladio con un aditivo de plata sobre un material de soporte con área superficial pequeña, se describen en los documentos de Patente de Estados Unidos Nº 4.404.124, 4.409.410, 4.484.015, 5.488.024, 5.489.565, 5.648.576, 6.054.409 y en el documento CN 1.299.858. En concreto, la Patente de Estados Unidos Nº 6.054.409 describe un catalizador de hidrogenación selectiva en fase gaseosa de compuestos acetilénicos, que contienen dos o tres átomos de carbono, en los compuestos etilénicos correspondientes. El catalizador que comprende paladio, al menos un metal del grupo IB, opcionalmente al menos un metal alcalino o metal alcalinotérreo y alúmina, en el que al menos 80% del elemento del grupo IB está presente en la periferia del catalizador y, en el que la relación metal IB/paladio es de 0,4 a 3 en peso. Además, la Patente de Estados Unidos Nº 6.797.669 describe un catalizador de hidrogenación selectiva que comprende paladio y un promotor metálico del grupo IB sobre un soporte óxido inorgánico, en el que los componentes activos se distribuyen uniformemente entre la superficie y una profundidad mayor de 300 m. El catalizador es particularmente aplicable a corrientes de alimentación que contienen fracciones de C2-C3, hidrógeno y CO. Además, la Patente de Estados Unidos Nº 5.648.576 describe un catalizador de hidrogenación selectiva para compuestos de acetileno que comprende de aproximadamente el 0,01 al 0,5 por ciento en peso de paladio y de aproximadamente el 0,001 al 0,02 por ciento en peso de plata. Se pone un ochenta por ciento (80%) o más de la plata dentro de una fina capa cerca de la superficie del cuerpo del soporte. Los catalizadores que contienen paladio y metales del grupo IB (Cu, Ag, Au) sobre alúmina que se usan para la hidrogenación de acetilenos y diolefinas también se han sugerido en el documento GB 802.100 y en la Patente de Estados Unidos Nº 2.802.889. El documento GB 1 596 959 describe catalizadores para su uso en un proceso de hidrogenación selectiva de fracciones menores de C2, que contienen etileno, etano y metano, así como acetileno, hidrógeno y monóxido de carbono. Los catalizadores que se enseñan en el documento GB 1 596 959 son esencialmente catalizadores macroporosos de paladio soportado, tratado opcionalmente con un promotor de cobre, níquel, plata y/o hierro o compuestos de estos elementos. El documento U.S. 4.126.645 se refiere a un catalizador para la hidrogenación selectiva de hidrocarburos insaturados en presencia hidrocarburos menos insaturados, comprendiendo dicho catalizador paladio soportado sobre alúmina, que tiene una combinación definida de propiedades micromeríticas. En tal catalizador el paladio está presente principalmente en las regiones de las partículas de catalizador que no están a más de 150 m por debajo de su superficie geométrica. El documento U.S. 4.329.530 describe un catalizador para la hidrogenación selectiva de hidrocarburos altamente insaturados en presencia de hidrocarburos menos insaturados, comprendiendo el catalizador paladio soportado sobre un material refractario calcinado. El documento U.S. 5.648.576 describe un proceso para la hidrogenación... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un catalizador para hidrogenación selectiva de acetileno, que comprende un soporte que tiene un área superficial inferior a 20 m 2 /g; paladio y; plata, en el que el volumen de poros del soporte es superior a 0,4 ml/g, en el que al menos el 90 por ciento del volumen de poros de los poros está contenido en poros con diámetros de poro superiores a 500 Å, y en el que del 1 al 2 por ciento del volumen de poros está contenido en los poros con un diámetro de poro de 500 a 1.000 Å. 2. El catalizador de la reivindicación 1 en el que el soporte tiene un área superficial de 2 m 2 /g a 20 m 2 /g. 3. El catalizador de las reivindicaciones 1-2 en el que el paladio comprende del 0,01 al 0,1 por ciento en peso del catalizador, y en el que la plata comprende del 0,005 al 0,6 por ciento en peso del catalizador, y en el que la relación de la plata respecto al paladio es de 0,5:1 a 6:1. 4. El catalizador de las reivindicaciones 1-3 en el que la profundidad de penetración del paladio en el soporte es tal que al menos 90 por ciento del paladio se encuentra a menos de 250 m de la superficie del material catalítico, estando basados los porcentajes en peso en el peso total del catalizador. 5. El catalizador de cualquiera de las reivindicaciones 1-4 en el que la composición del soporte se selecciona a partir del grupo que consiste de alúmina, sílice-alúmina, óxido de cinc, espinela de níquel, titania, zirconia, ceria, cromiaalúmina, óxido de magnesio, óxido de cerio y mezclas de los mismos, preferentemente alúmina. 6. El catalizador de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 formado en una forma seleccionada a partir del grupo que consiste en una esfera, trilóbulo, monolito, gránulo y pastilla. 7. El catalizador de la reivindicación 6, en el que la forma es una esfera con un diámetro de 1 milímetro a 5 milímetros. 8. Un método para la fabricación de un catalizador para la hidrogenación selectiva de acetileno que comprende preparar un soporte que tiene un área superficial inferior a 20 m 2 /g, en el que el volumen de poros del soporte es superior a 0,4 ml/g, en el que al menos el 90 por ciento del volumen de poros de los poros está contenido en poros que tienen un diámetro de poro mayor de 500 Å y del 1 al 2 por ciento del volumen de los poros está contenido en poros que tienen un diámetro de poro de los poros de 500 Å 1.000 Å, impregnar el soporte con una fuente metálica de paladio, reduciendo el paladio, lavar y secar el material catalítico de paladio reducido, impregnar el material catalítico con una fuente de aditivo de plata, reducir la fuente de aditivo de plata, y lavar y secar el catalizador reducido para producir el catalizador. 9. El método de la reivindicación 8 en el que el soporte tiene un área superficial de 2 m 2 /g a 20 m 2 /g. 10. El método de las reivindicaciones 8 a 9 en el que la fuente metálica de paladio comprende del 0,01 al 0,1 por ciento en peso del catalizador y en el que la concentración del aditivo de plata en el catalizador es del 0,005 al 0,6 por ciento en peso, y la relación de plata respecto al paladio es de 0,5:1 a 6:1. 11. El método de las reivindicaciones 8 a 10 en el que la profundidad de penetración del paladio en el soporte del catalizador es tal que el 90 por ciento del paladio se encuentra a 250 m de la superficie del material catalítico. 12. Un proceso para hidrogenación selectiva de acetilenos y diolefinas que comprende hacer pasar una corriente de alimentación de gas sin procesar sobre el catalizador de cualquiera de las reivindicaciones 1-7 o catalizadores producidos mediante el proceso de las reivindicaciones 8-11. 8 E05772277 22-11-2011

 

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