[发明专利]脱氢催化剂和方法

说明书

优先权要求

本申请要求2010年2月5日提交的美国申请序列号61/301,799(律师档案号2010EM044)和2010年3月23日提交的欧洲申请序列号101573713.5的优先权，它们都通过引用全部引入本文。

相关申请的交叉引用

本申请与2009年11月5日公布的美国公布号WO2009/134514；2010年3月4日公布的美国公布号WO2010/024975；2010年2月5日提交的美国申请序列号61/301,780；2010年2月5日提交的美国申请号61/301,786；2010年2月5日提交的美国申请号61/301,794；2010年2月5日提交的美国申请号61/301,799；2010年10月11日提交的美国申请号61/391,832；___________提交的美国申请号__________(律师档案号2010EM305)；和___________提交的美国申请号__________(律师档案号2010EM333)有关。

发明领域

本发明涉及脱氢催化剂，其合成及其在环己酮脱氢生产苯酚中的用途。

背景技术

目前，生产苯酚的最常见的路线是Hock方法。这是一种三步方法，其中第一步骤涉及用丙烯将苯烷基化以生产枯烯，接着氧化枯烯成相应的氢过氧化物，然后裂解所述氢过氧化物以生产等摩尔量的苯酚和丙酮。

另一方法包括将苯加氢烷基化以生产环己基苯，接着氧化环己基苯成环己基苯氢过氧化物，然后使所述环己基苯氢过氧化物裂解以生产基本上等摩尔量的苯酚和环己酮。这样的方法被公开于例如美国专利号6,037,513中。

在一些实施方案中，环己酮被通过脱氢转化成额外的苯酚(参见国际专利公布号WO2010/024975)。这样的脱氢步骤通常通过使环己酮与负载的贵金属催化剂在约250℃－约500℃的温度下接触来实现。

例如，美国专利号3,534,110公开了在包含在二氧化硅载体上的铂和优选铱的催化剂上环己酮和/或环己醇催化脱氢成苯酚的方法。所述催化剂还含有0.5－3wt%的碱金属或碱土金属化合物，根据第3栏第43－49行，在添加铂之后，应当引入所述碱金属或碱土金属化合物，因为否则所得的催化剂组合物具有差的活性、选择性和寿命。

另外，美国专利号3,580,970公开了在包含第VIII族金属（特别是镍）和锡的催化剂存在下脂环族醇和酮脱氢成相应的羟基芳族醇的方法，所述催化剂中第VIII族金属的摩尔量为约1.7－约15摩尔/摩尔锡。该催化剂可以进一步包含碱金属稳定剂，其量为约0.3－约10重量份碱金属硫酸盐/重量份第VIII族金属。

美国专利号4,933,507公开了将环己酮脱氢成苯酚的方法，该方法包括使用固相催化剂使氢气和环己酮在气相中，在0.5－4.0摩尔氢气/摩尔环己酮的摩尔比下，在至少一个大气压的压力和300℃－500℃的反应温度下反应，所述固相催化剂含有量在催化剂加载体之和的0.2－10wt%范围内的铂和量以K₂CO₃与铂的重量比计算在0.2－3.0范围内的碱金属，所述铂和所述碱金属二者都被负载在载体上。

美国专利号7,285,685公开了饱和羰基化合物如环己酮在气相中在非均相脱氢催化剂上脱氢的方法，所述脱氢催化剂包含在氧化物载体如二氧化锆和/或二氧化硅上的铂和/或钯以及锡。一般地，所述脱氢催化剂含有0.01－2wt%，优选0.1－1wt%，特别优选0.2－0.6wt%的钯和/或铂，和0.01－10wt%，优选0.2－2wt%，特别优选0.4－1wt%的锡，基于所述脱氢催化剂的总重量计。另外，所述脱氢催化剂可进一步包含第I和/或II族中的一种或多种元素，优选钾和/或铯，其量为0－20wt%，优选0.1－10wt%，特别优选0.2－1.0wt%，基于催化剂的总重量计。

对含金属的环己酮脱氢催化剂的研究显示，尽管钾在改进脱氢金属的稳定性方面发挥积极的作用，但取决于所存在的钾的量，钾也可能通过增加不想要的副产物的形成而对催化剂的苯酚选择性具有负面影响。然而，令人惊奇地，现已发现，通过控制钾含量在非常窄的极限内，即在0.15wt%和0.6wt%之间，可以实现最佳的苯酚选择率，同时保持脱氢金属提高的稳定性。

发明概述