Supported solid superacid catalysts and method for making them

Details Supported solid superacid catalysts and method for making them Supported solid superacid catalysts and method for making them

B - Operations, Transporting

01

J

B01J 21/06 (2006.01) B01J 21/04 (2006.01) B01J 21/20 (2006.01) B01J 23/14 (2006.01) B01J 23/88 (2006.01) B01J 27/053 (2006.01) B01J 27/057 (2006.01) B01J 27/16 (2006.01) B01J 27/185 (2006.01) C07C 2/62 (2006.01) C07C 2/66 (2006.01) C07C 2/70 (2006.01) C07C 4/06 (2006.01) C07C 9/16 (2006.01) C08J 11/10 (2006.01) C10G 1/00 (2006.01) C10G 45/60 (2006.01) C10G 45/62 (2006.01)

Patent

CA 2238034

This invention provides supported solid superacid catalysts composed of anion- modified oxides/oxyhydroxides of Group IV metals such as hafnium (Hf), tin (Sn), titanium (Ti) or zirconium (Zr), precipitated onto a metal oxide support such as alumina, silica or mixtures thereof having initial surface area of 100- 500 m2/gm, and is anion modified by addition of molybdate (MoO4), phosphate (PO4), selenate (SeO4), sulfate (SO4), or tungstate (WO4). The catalyst further includes an active promoter base metal such as Co, Ni and Pd or a noble metal such as Pt, Rh, and Ru to improve the catalyst stability against deactivation. These supported solid superacid catalysts are prepared by precipitation of hydroxides of Group IV metal onto the support material, followed by the anion-treatment, addition of the stabilizing promoter metal, and calcination at 500-650 ~C temperature. Typical supported solid superacid catalysts have a composition of 70-90 wt.% support material, 5-20 wt.% active transition metal oxide, 4-8 wt.% of the anionic group, and 0.05-5 wt.% of the active stabilizing base or noble promoter metal additive. The resulting catalysts have high final surface areas of 100-450 m2/gm, and provide high catalytic activity for various alkylation and hydrocarbon conversion reactions, such as alkylation of refinery gas for producing high-octane gasoline, cracking and hydroisomerization of long chain paraffins, and conversion of waste plastics and low quality oils waxes to produce value-added lubricating oils and chemicals.

Cette invention concerne des catalyseurs solides du type superacide sur support, constitués par des oxydes/oxyhydroxydes modifiés par des anions et provenant de métaux du groupe IV, tels que le hafnium (Hf), l'étain (Sn), le titane (Ti) ou le zirconium (Zr). Ces oxydes/oxyhydroxydes sont formés par précipitation sur des supports d'oxydes métalliques tels que l'alumine, la silice ou leurs mélanges ayant une surface spécifique initiale de 100 - 500 m?2¿/gm et ensuite ils sont modifiés par des anions, par l'addition de molybdate (MoO¿4?), de phosphate (PO¿4?), de séléniate (SeO¿4?), de sulfate (SO¿4?) ou de tungstate (WO¿4?). Le catalyseur sur support contient en outre comme activateur, un métal courant tel que Co, Ni et Pd, ou un métal noble tel que Pt, Rh ou Ru, pour améliorer la résistance du catalyseur contre la désactivation. Ces catalyseurs solides du type superacide sur support sont préparés par la précipitation d'hydroxydes de métaux du groupe IV sur le support minéral, suivie du traitement anionique, de l'addition du métal activateur/stabilisant et de la calcination à 500 - 650 ·C. Un catalyseur solide de type superacide sur support contient normalement 70 - 90 % en poids de matériau de support, 5 - 20 % en poids d'oxyde de métal de transition actif, 4 - 8 % de groupes anioniques et 0,05 - 5 % en poids du métal additionnel commun ou noble servant d'activateur/stabilisant. Le catalyseur résultant possède une surface spécifique finale élevée de 100 - 450 m?2¿/gm, et une activité catalytique élevée pour différentes réactions d'alkylation et de conversion d'hydrocarbures, comme par exemple l'alkylation de gaz de raffinerie pour produire une essence à haut indice d'octane, le cracking et l'hydroisomérisation de paraffines à chaînes longues et la conversion de déchets de plastique et de cires/huiles de faible valeur en différents produits chimiques et en huiles lubrifiantes à forte valeur ajoutée.

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