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CN107921425B - 使用介孔二氧化硅泡沫复分解催化剂生产丙烯 - Google Patents

使用介孔二氧化硅泡沫复分解催化剂生产丙烯 Download PDF

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CN107921425B CN201680038823.0A CN201680038823A CN107921425B CN 107921425 B CN107921425 B CN 107921425B CN 201680038823 A CN201680038823 A CN 201680038823A CN 107921425 B CN107921425 B CN 107921425B
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苏莱曼·萨利赫·阿尔-哈塔夫
阿鲁德拉·帕拉尼
阿布杜拉·M·埃塔尼
穆罕默德·纳西姆·阿赫塔尔
塔兹·伊斯兰·布延
穆罕默德·A·阿尔-雅美
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Saudi Arabian Oil Co
King Fahd University of Petroleum and Minerals
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Abstract

本发明提供了用于生产丙烯的复分解方法的实施方案，所述实施方案包括提供复分解催化剂，所述复分解催化剂包含浸渍有金属氧化物的无定形介孔二氧化硅泡沫，其中所述复分解催化剂具有至少3nm至40nm的孔径分布和至少0.700cm3/g的总孔体积。所述方法还包括通过使包含丁烯的进料流与所述复分解催化剂接触来产生包含丙烯的产物流。

Description

使用介孔二氧化硅泡沫复分解催化剂生产丙烯
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年7月2日提交的美国临时申请序列号62/188,129的优先权，该美国临时申请的全部内容在此以引用的方式并入本文。
技术领域
本公开的实施方案大体上涉及丙烯生产，并且更确切地说，涉及使用无定形介孔二氧化硅泡沫复分解催化剂经由复分解将包含丁烯的物流转化成丙烯。
背景技术
近年来，对丙烯的需求已经显著增加以满足聚丙烯、环氧丙烷以及丙烯酸的不断增长的市场。目前，世界范围内生产的大部分丙烯(7400万吨/年)是来自主要生产乙烯的蒸汽裂化单元的副产物(57％)、或来自主要生产汽油的流体催化裂化(FCC)单元的副产物(30％)。这些过程不能充分应对丙烯需求的快速增长。然而，由这些过程共同产生的更低成本的丁烯的加工为炼油厂或石化生产商提供机会根据下游整合和相对经济情况增加价值。所谓的专产丙烯工艺，如丙烷脱氢(PDH)、乙烯和丁烯的复分解、高苛刻度FCC、烯烃裂化以及甲醇制烯烃(MTO)占总丙烯产量的约12％。然而，丙烯需求增长已经超过乙烯和汽油/馏分油的需求增长，并且丙烯的供应并没有跟上需求的这一增长。
烯烃复分解被认为是一种有用的反应以转变低价值丁烯的池的组合物来满足丙烯的市场需求。在2010年，经由复分解进行的丙烯生产占全球丙烯供应的约5％。在过去的5年中，该部分已经成为最快增长的专产丙烯生产途径。随着在中东和亚洲新产能投入运行，经由复分解进行的丙烯生产预期将会增加。
催化烯烃复分解是一种有用的化学反应，它能够将简单和廉价的有机分子转化成复杂和有价值的分子。在烯烃复分解中，两个烯烃分子在催化剂存在下交换双键周围的基团。所述烯烃可以是结构和组成上不同的分子、或两个相同的分子。一般来说，用于烯烃复分解反应的反应温度可以低到室温或可以是高达约500℃或更大的温度，这取决于起始材料的类型、所使用的催化剂、以及其中进行反应的介质。
然而，烯烃复分解催化剂往往没有产生丙烯和其它产物所需的选择性。此外，烯烃复分解催化剂会由于因芳族产物所引起的结焦而遭受失活。
发明内容
因此，对用于使用丁烯复分解选择性生产丙烯的催化剂制备存在持续的需求。本公开的实施方案涉及使用复分解催化剂经由复分解生产丙烯，所述复分解催化剂包含浸渍有金属氧化物的无定形介孔二氧化硅泡沫。
根据一个实施方案，提供了一种用于生产丙烯的复分解方法。所述方法包括提供复分解催化剂，所述复分解催化剂包含浸渍有金属氧化物的无定形介孔二氧化硅泡沫。所述复分解催化剂具有至少3纳米(nm)至约40nm的孔径分布和至少0.700立方厘米/克(cm3/g)的总孔体积。所述复分解方法还包括通过使包含丁烯的进料流与所述复分解催化剂接触来产生包含丙烯的产物流。
根据另一个实施方案，提供了一种用于生产丙烯的复分解催化剂。所述复分解催化剂包含浸渍有金属氧化物的无定形介孔二氧化硅泡沫。所述复分解催化剂具有至少3nm至约40nm的孔径分布和至少0.700cm3/g的总孔体积。总孔体积指的是每单位重量的总孔体积。
本发明的实施方案的另外的特征和优势将在随后的详细说明中阐述，并且部分地对于本领域技术人员来说将从该说明中显而易见或将通过实施所述的实施方案来识别，包括随后的详细说明、权利要求书、以及附图。
附图说明
图1是根据本公开的一个或多个实施方案的浸渍有10重量％的氧化钨(WO3)的无定形介孔二氧化硅泡沫的透射电子显微镜(TEM)图像。
图2是浸渍有WO3的SBA-15二氧化硅载体的TEM图像。
图3是浸渍有WO3的MCM-41载体的TEM图像。
图4是图示了根据本公开的一个或多个实施方案的来自图1-图3的催化剂的异构化活性和2-丁烯转化率的图表。
具体实施方式
本公开的实施方案涉及用于经由催化复分解将丁烯流转化成丙烯的体系和方法。如本申请中所用的“复分解”一般是两步过程：使用复分解催化剂的2-丁烯异构化，然后是交叉复分解，如以下式1和式2所示。
式1：2-丁烯异构化
Figure GDA0002859693820000031
式2：交叉复分解
Figure GDA0002859693820000032
如式1和式2中所示，“复分解”反应不限于这些反应物和产物；然而，这是反应方法的基本说明。如所示，复分解反应在两个烯烃分子之间发生。与双键的碳原子键合的基团在分子之间交换以产生具有交换基团的两个新的烯烃。被选用于烯烃复分解反应的特定催化剂有助于决定是形成顺式异构体还是反式异构体，这是因为烯烃分子与催化剂的配位起重要作用，取代基对新形成的分子的双键的空间影响也是如此。
在此，所述复分解催化剂可以包含浸渍有金属氧化物的无定形介孔二氧化硅泡沫。如本申请中所用的“无定形介孔二氧化硅泡沫”意指具有无序结构和窄的孔径分布的二氧化硅载体。该无序结构可以是无规的并且因此不同于所公开的常规二氧化硅载体的六角形结构或立方结构。确切地说，所述无定形介孔二氧化硅泡沫具有至少3nm至约40nm的窄的孔径分布和至少0.700cm3/g的总孔体积。不受理论所束缚，本发明的孔径分布和孔体积被尺寸设定成实现更好的催化活性和减少的孔被金属氧化物堵塞，而更小的孔体积和孔径复分解催化剂容易发生孔堵塞，从而使得催化活性降低。减少堵塞引起金属氧化物物质，如WO3在无定形介孔二氧化硅泡沫上的更高程度的分散。更高程度的WO3分散产生更高的复分解活性并且因此产生更高的丙烯产率。
在一个或多个实施方案中，所述孔径分布可以在以下范围内：至少3nm至约40nm、或约3nm至约20nm、或约4nm至约10nm、或约4nm至约8nm、或约4nm至约6nm。在另外的实施方案中，所述总孔体积可以是至少0.700cm3/g至约2.5cm3/g、或约0.800cm3/g至约2.5cm3/g、或约0.800cm3/g至约1.5cm3/g、或约0.800cm3/g至约1.25cm3/g、或约0.800cm3/g至约1.0cm3/g、或约0.850cm3/g至约1.0cm3/g。
此外，所述复分解催化剂具有约0.125毫摩尔/克(mmol/g)至约0.500mmol/g的总酸度。不受理论所束缚，如果所述材料超过0.500mmol/g，那么可能会导致其它有害的副反应，如裂化和氢转移反应。在另外的实施方案中，所述复分解催化剂可以具有约0.125mmol/g至约0.250mmol/g、或约0.125mmol/g至约0.150mmol/g的总酸度。虽然考虑了各种表面积，但是在一个或多个实施方案中，所述复分解催化剂可以具有以下表面积：至少约400平方米/克(m2/g)、或约400m2/g至约800m2/g、或约400m2/g至约500m2/g、或约400m2/g至约450m2/g、或约425m2/g至约450m2/g。
复分解反应的催化剂是所述二氧化硅泡沫的浸渍的金属氧化物。所述金属氧化物可以包含来自元素周期表IUPAC第6族-第10族的金属的一种或氧化物。在一个或多个实施方案中，所述金属氧化物可以是钼、铼、钨、或其组合的氧化物。在一个具体的实施方案中，所述金属氧化物是氧化钨(WO3)。预期可以将各种量的金属氧化物浸渍到所述无定形介孔二氧化硅泡沫中。举例来说而不是以限制的方式，二氧化硅与金属氧化物(例如WO3)的摩尔比是约1至约50、或约1至约40、或约5至约30、或约5至约15。此外，所述复分解催化剂可以包括约1重量％至约50重量％、或约2重量％至约25重量％、或约5重量％至约15重量％的金属氧化物，例如WO3。
此外，其它任选的组分可以被包括到所述浸渍的介孔二氧化硅泡沫催化剂中。举例来说，所述复分解催化剂可以包括结构化剂。在一个实施方案中，所述结构化剂是三嵌段共聚物结构化剂。在另一个实施方案中，所述三嵌段共聚物结构化剂是聚(乙二醇)-嵌段-聚(丙二醇)-嵌段-聚(乙二醇)结构，它也可以被称作泊洛沙姆结构。表面活性剂三嵌段共聚物结构化剂的一个合适的商业实施方案是
Figure GDA0002859693820000051
P123(巴斯夫公司(BASFCorporation))。
在操作中，通过接触所述复分解催化剂，经由复分解转化来从包含丁烯的物流产生包含丙烯的产物流。所述丁烯流包含2-丁烯，并且任选地包含一种或多种异构体，如1-丁烯、反式-2-丁烯、以及顺式-2-丁烯。本发明的论述集中在基于丁烯的进料流；然而，已知的是，其它C1-C6组分也可能存在于进料流中。如先前所示，复分解涉及2-丁烯异构化成1-丁烯，继而2-丁烯和1-丁烯进行交叉复分解成包含丙烯、和其它烯烃/烷烃(如戊烯)的复分解产物流。
考虑了包括所述复分解催化剂的各种系统。关于有关这样的系统的细节，名称为《生产丙烯的系统和方法(Systems and Methods of Producing Propylene)》的共同未决的沙特阿拉伯国家石油公司(Saudi Aramco)的美国申请号62/188,052以引用的方式整体并入本文。
各种操作条件被考虑用于使丁烯流与所述催化剂接触。举例来说，所述丁烯流可以按约10hr-1至约10,000hr-1、或约300hr-1至约1200hr-1的时空速度接触所述复分解催化剂。此外，所述丁烯流可以在约200℃至约600℃、或约300℃至约600℃的温度下接触所述复分解催化剂。此外，所述丁烯流可以在约1巴至约30巴、或约1巴至约10巴的压力下接触所述复分解催化剂。任选地，在复分解之前可以将所述复分解催化剂预处理。举例来说，可以在复分解之前在至少约400℃、或至少约500℃的温度下用N2将所述复分解催化剂预处理约1小时至约5小时。
在一个或多个实施方案中，所述产物流可以包含至少约35摩尔％的丙烯、和少于1摩尔％的芳族化合物。不受理论所束缚，期望芳族化合物的产率是低的，这是因为它会引起焦炭形成，这可能会导致催化剂失活。不受理论所束缚，提高的丙烯产率和减少的副反应部分地是因为从2-丁烯向1-丁烯的异构化的高选择性。举例来说，本发明的复分解催化剂可以使得至少90重量％、或至少95重量％的2-丁烯经由异构化转化成1-丁烯。此外，通过提高经由异构化获得的1-丁烯的产率，后续的2-丁烯和1-丁烯的交叉复分解能够在产物流中产生更多的丙烯。
如将在随后的实施例中所证实，与负载在有序二氧化硅载体，如MCM-41和SBA-15上的钨相比，负载在无定形介孔二氧化硅泡沫上的钨具有更高的2-丁烯转化率和更好的丙烯产率。重申先前的陈述，与MCM-41和SBA-15相比，2-丁烯选择性异构化成1-丁烯和更少的氢转移反应(更少的芳族化合物形成)是无定形介孔二氧化硅泡沫的另外的优势。与MCM-41和SBA-15相比，在无定形介孔二氧化硅泡沫中不期望的异丁烯的形成也减少。
虽然考虑了各种其它复分解催化剂，但是以下用于产生氧化钨浸渍的介孔二氧化硅催化剂的方法包括通过将三嵌段共聚物表面活性剂水溶液与硅酸钠溶液混合来制备前体二氧化硅泡沫溶液；经由干燥步骤使所述前体二氧化硅泡沫溶液凝固；煅烧所述固体前体二氧化硅泡沫；在煅烧后将氧化钨湿式浸渍到所述固体前体二氧化硅泡沫中；以及在湿式浸渍后干燥以产生所述氧化钨浸渍的介孔二氧化硅催化剂。所述三嵌段共聚物表面活性剂水溶液包括酸和盐。所述酸可以包括乙酸并且所述盐可以包括氟化铵。
实施例
实施例1：制备WO3/二氧化硅泡沫(催化剂-A)
使用以下方法合成具有超大孔的介孔二氧化硅泡沫。在典型的合成中，在40℃将3.0克(g)的中性三嵌段共聚物表面活性剂
Figure GDA0002859693820000061
P123溶解在乙酸(3.0g)、去离子(DI)水(52g)、以及氟化铵(0.3g)的混合物中。在搅拌2小时后，添加硅酸钠(2.35g)于水(40g)中的溶液并且在剧烈搅拌下使所得混合物反应5分钟。然后，将混合物在40℃在静止状态下保持24小时，继而在70℃老化过夜。将固体产物用去离子水洗涤并且通过过滤收集并且空气干燥。然后在560℃将所获得的固体煅烧6小时以去除模板。
遵循湿式浸渍法，将二氧化硅泡沫用10重量％的WO3浸渍。在典型的合成中，将2g的二氧化硅泡沫悬浮在60毫升(ml)的蒸馏水中并且添加0.2112g的偏钨酸铵。将所得混合物搅拌3小时并且在烘箱中在100℃干燥过夜。在550℃将材料煅烧5小时。
实施例2：制备WO3/SBA-15(催化剂B)
使用三嵌段共聚物，即聚(乙二醇)-嵌段-聚(丙二醇)-嵌段-聚(乙二醇)作为结构导向剂来合成SBA-15材料。在典型的合成中，将4g的Pluronic P123添加到30ml的水中。在搅拌几小时后，获得澄清溶液。将约70g的0.28摩尔/升(M)的盐酸添加到它当中并且将溶液再搅拌2小时。然后，添加9g的原硅酸四乙酯(TEOS)并且在40℃将所得混合物搅拌24小时并且最终加热到100℃，持续48小时。将固体产物通过过滤回收，用水洗涤几次，并且在100℃干燥过夜。最终，在550℃将产物煅烧6小时以去除模板。
遵循湿式浸渍法，将SBA-15用10重量％的WO3浸渍。在典型的合成中，将2克二氧化硅泡沫悬浮在60ml的蒸馏水中并且添加0.2112g的偏钨酸铵。将所得混合物搅拌3小时并且在烘箱中在100℃干燥过夜。在550℃将材料煅烧5小时。
实施例3：制备WO3/MCM-41(催化剂-C)
遵循Beck等[J.S.Beck,J.C.Vartuli,W.J.Roth,M.E.Leonowicz,C.T.Kresge,K.D.Schmitt,C.T.-U.Chu,D.H.Olsen,E.W.Sheppard,S.B.McCullen,J.B.Higgins,J.L.Schlenker,J.Am.Chem.Soc.114,10834(1992)]的程序合成MCM-41。
遵循湿式浸渍法，将MCM-41用10重量％的WO3浸渍。在典型的合成中，将2克二氧化硅泡沫悬浮在60ml的蒸馏水中并且添加0.2112g的偏钨酸铵。将所得混合物搅拌3小时并且在烘箱中在100℃干燥过夜。在550℃将材料煅烧5小时。
实施例4：催化剂评价
测试所制备的催化剂在固定床连续流动反应器(ID：0.25英寸，AutoclaveEngineers有限公司)中在大气压下对丁烯复分解反应的活性和选择性。将固定量的催化剂样品(2ml)填充到反应器管中，在所述反应器的顶部和底部上具有碳化硅。将所述催化剂在N2下在550℃预处理1小时。所有反应均是在550℃、900h-1的GHSV(气体时空速度)、大气压下，使用2-丁烯(5ml/min)作为进料，使用氮气作为稀释剂(25ml/min)来进行的。使用配备有CP-Al2O3/Na2SO4毛细管柱(50米(m)长度×0.32毫米(mm)I.D.×膜厚度(df)＝5微米(μm))的具有火焰离子化检测器(FID)的Varian气相色谱仪(Varian 450-GC)在线进行反应产物的定量分析。
对于催化剂A-C所观测到的物理化学参数呈现于表1中。催化剂A与催化剂B和催化剂C相比具有更高的孔径和孔体积。这表明WO3的浸渍没有堵塞催化剂A的孔。催化剂A的总酸度也高于催化剂B和催化剂C，这表明在所述载体中氧化钨的更高分散。
表1
Figure GDA0002859693820000081
在以200千伏特(kV)操作的JEOL JEM 3010电子显微镜上拍摄所述催化剂的透射电子显微镜(TEM)图像。通过超声处理将催化剂分散在甲醇中。将几滴分散液滴落到涂有碳的铜载网上，继而在空气中在室温下蒸发溶剂。图1-图3呈现了三种样品的TEM图像。与如图2中所示的10W/SBA-15和如图3中所示的10W/MCM-41相比，图1说明了10W/二氧化硅泡沫表现出钨是良好分散的。10W/二氧化硅泡沫的钨物质的附聚低于10W/SBA-15和10W/MCM-41。这表明与其它催化剂相比，10W/二氧化硅泡沫具有更多的可用于复分解反应的活性物质。
实施例5：异构化性能
图4的图表说明了在大气压下以900h-1的GHSV(气体时空速度)使用2-丁烯(5ml/min)作为进料，使用氮气作为稀释剂(25ml/min)，来自图1-图3的催化剂的异构化活性和2-丁烯转化率。如所示，虽然催化剂A-C的2-丁烯转化率(在左侧Y轴上示出)产生相似的结果；然而，在催化剂A-C之间，2-丁烯向1-丁烯的异构化大不相同。确切地说，二氧化硅泡沫催化剂A在450℃具有95重量％的选择率值，而其它催化剂B和C是90％或更小。如所述，更高的异构化选择性增加了在交叉复分解步骤中产生的丙烯的量。此外，更高的异构化选择性还减少了副反应，所述副反应可能导致结焦和催化剂失活。
实施例6：复分解性能
表2显示了在550℃(GHSV 900h-1)催化剂A-C的复分解活性。在2-丁烯的复分解反应(反应温度：550℃，大气压，GHSV 900h-1)中催化剂A-C的催化性能。与催化剂B和催化剂C相比，使用二氧化硅泡沫作为载体制备的催化剂A显示出更高的2-丁烯转化率和更好的丙烯产率。催化剂A的更高产率涉及2-丁烯向1-丁烯的选择性异构化，所述1-丁烯进行进一步的交叉复分解反应以产生丙烯。催化剂A具有大的孔径，这提供了WO3物质的更高分散，从而产生高复分解活性。材料的酸度在2-丁烯向1-丁烯的异构化中起重要作用，这增强了2-丁烯与1-丁烯之间的复分解反应的活性。与其它催化剂相比，对于催化剂A发现芳族化合物和高级化合物的产率更低，从而证实催化剂A的复分解活性更高。
表2
Figure GDA0002859693820000091
计算方法
使用AUTOSORB-1(康塔公司(Quanta Chrome))在77K通过氮吸附测量样品的表面积。在吸附测量之前，在氮气流下将样品(约0.1g)在220℃加热2小时。在液氮温度(77K)下测量催化剂的氮吸附等温线。分别通过布鲁诺尔-埃米特-特勒(Brunauer Emmett-Teller，BET)法和巴雷特-乔伊纳-汉伦达(Barrett-Joyner-Halenda，BJH)法计算表面积和孔径分布。从在P/P0＝0.99下吸附的N2量估算总孔体积。Barret EP,Joyner LJ,Halenda PH,J.Am.Chem.Soc.73(1951)373-380。
通过使用Rigaku Mini-flex II系统，使用镍过滤的CuKα辐射(
Figure GDA0002859693820000101
30kV以及15mA)进行X射线粉末衍射(XRD)来对沸石样品进行表征。以静态扫描模式，从1.2°-50°(2θ)，以2°min-1的检测器角速度，使用0.02°的步长记录XRD图谱。
现在应当了解的是，在本申请中描述了使用复分解催化剂制备丙烯的方法的各个方面并且这些方面可以结合各个其它方面使用。
在第一个方面，本公开提供了一种用于生产丙烯的复分解方法，所述方法包括提供复分解催化剂，所述复分解催化剂包含浸渍有金属氧化物的无定形介孔二氧化硅泡沫，其中所述复分解催化剂具有至少3nm至约40nm的孔径分布和至少0.700cm3/g的总孔体积，所述方法还包括通过使包含丁烯的进料流与所述复分解催化剂接触来产生包含丙烯的产物流。
在第二个方面，本公开提供了第一个方面的方法，其中所述方法还包括三嵌段共聚物结构化剂，其中所述三嵌段共聚物结构化剂是聚(乙二醇)-嵌段-聚(丙二醇)-嵌段-聚(乙二醇)结构。
在第三个方面，本公开提供了第一个方面或第二个方面的方法，其中所述金属氧化物是经由湿式浸渍来浸渍的。
在第四个方面，本公开提供了第一个方面至第三个方面中的任一个的方法，其中所述进料流包含2-丁烯、以及任选的1-丁烯、反式-2-丁烯、和顺式-2-丁烯中的一种或多种。
在第五个方面，本公开提供了第一个方面至第四个方面中的任一个的方法，其中所述复分解催化剂催化2-丁烯异构化成1-丁烯，继而2-丁烯和1-丁烯进行交叉复分解成包含丙烯的复分解产物流，其中至少90％的2-丁烯经由异构化转化成1-丁烯。
在第六个方面，本公开提供了第一个方面至第五个方面中的任一个的方法，其中所述孔径分布是至少4nm至约10nm。
在第七个方面，本公开提供了第一个方面至第六个方面中的任一个的方法，其中所述总孔体积是至少0.800cm3/g至约1.5cm3/g。
在第八个方面，本公开提供了第一个方面至第七个方面中的任一个的方法，其中所述复分解催化剂具有约0.125mmol/g至约0.500mmol/g的总酸度。
在第九个方面，本公开提供了第一个方面至第八个方面中的任一个的方法，其中所述金属氧化物包含来自元素周期表IUPAC第6族-第10族的金属的一种或氧化物。
在第十个方面，本公开提供了第一个方面至第九个方面中的任一个的方法，其中所述金属氧化物是钼、铼、钨、或其组合的氧化物。
在第十一个方面，本公开提供了第一个方面至第十个方面中的任一个的方法，其中所述金属氧化物是氧化钨。
在第十二个方面，本公开提供了第一个方面至第十一个方面中的任一个的方法，其中所述复分解催化剂包含约5重量％至约15重量％的金属氧化物。
在第十三个方面，本公开提供了第一个方面至第十二个方面中的任一个的方法，其中所述复分解催化剂具有约400m2/g至约500m2/g的表面积。
在第十四个方面，本公开提供了第一个方面至第十三个方面中的任一个的方法，所述方法还包括在复分解之前在至少约500℃的温度下用N2将所述复分解催化剂预处理约1小时至约5小时。
在第十五个方面，本公开提供了第一个方面至第十四个方面中的任一个的方法，其中所述丁烯与所述复分解催化剂之间的接触在约10hr-1至约10,000hr-1的时空速度、约300℃至约600℃的温度、以及约1巴至约10巴的压力下发生。
在第十六个方面，本公开提供了第一个方面至第十五个方面中的任一个的方法，其中所述产物流包含至少约35摩尔％的丙烯。
在第十七个方面，本公开提供了第一个方面至第十六个方面中的任一个的方法，其中所述产物流包含至少约10摩尔％的乙烯。
在第十八个方面，本公开提供了第一个方面至第十七个方面中的任一个的方法，其中所述产物流包含少于1摩尔％的芳族化合物。
在第十九个方面，本公开提供了一种适用于第一个方面至第十八个方面的方法中的任一种中的用于生产丙烯的复分解催化剂，其中复分解催化剂包含浸渍有金属氧化物的无定形介孔二氧化硅泡沫，其中所述复分解催化剂具有至少3nm至约40nm的孔径分布和至少0.700cm3/g的总孔体积。
在第二十个方面，本公开提供了第十九个方面的复分解催化剂，所述复分解催化剂还包含三嵌段共聚物结构化剂，其中所述三嵌段共聚物结构化剂是聚(乙二醇)-嵌段-聚(丙二醇)-嵌段-聚(乙二醇)结构。
在第二十一个方面，本公开提供了第十九个方面或第二十个方面的复分解催化剂，其中所述孔径分布是至少4nm至约10nm。
在第二十二个方面，本公开提供了第十九个方面至第二十一个方面中的任一个的复分解催化剂，其中所述总孔体积是至少0.800cm3/g至约1.5cm3/g。
在第二十三个方面，本公开提供了第十九个方面至第二十二个方面中的任一个的复分解催化剂，其中所述复分解催化剂具有约0.125mmol/g至约0.500mmol/g的总酸度。
在第二十四个方面，本公开提供了第十九个方面至第二十三个方面中的任一个的复分解催化剂，其中所述金属氧化物是钼、铼、钨、或其组合的氧化物。
在第二十五个方面，本公开提供了第十九个方面至第二十四个方面中的任一个的复分解催化剂，其中所述金属氧化物是氧化钨。
在第二十六个方面，本公开提供了第十九个方面至第二十五个方面中的任一个的复分解催化剂，其中所述无定形介孔二氧化硅泡沫具有约1至约50的二氧化硅与氧化钨的摩尔比。
在第二十七个方面，本公开提供了第十九个方面至第二十六个方面中的任一个的复分解催化剂，其中所述复分解催化剂包含约5重量％至约15重量％的金属氧化物。
在第二十八个方面，本公开提供了第十九个方面至第二十七个方面中的任一个的复分解催化剂，其中所述复分解催化剂具有约2nm至约4nm范围内的孔径。
在第二十九个方面，本公开提供了第十九个方面至第二十八个方面中的任一个的复分解催化剂，其中复分解催化剂具有约400m2/g至约500m2/g的表面积。
对于本领域技术人员应当显而易见的是，可以对所述的实施方案作出各种修改和变化而不脱离要求保护的主题的精神和范围。因此，本说明书旨在涵盖各种所述的实施方案的修改和变化，前提条件是这样的修改和变化落入所附权利要求和它们的等同方案的范围内。

Claims (16)

1.一种用于生产丙烯的复分解方法，所述复分解方法包括：
提供浸渍有金属氧化物的无定形介孔二氧化硅泡沫作为复分解催化剂，其中所述复分解催化剂具有3 nm至40 nm的孔径分布和至少0.700 cm3/g的总孔体积；以及
通过使包含丁烯的进料流与所述复分解催化剂接触来产生包含丙烯的产物流，其中所述复分解催化剂具有0.125 mmol/g至0.500 mmol/g的总酸度、和400 m2/g至500 m2/g的表面积。
2.如权利要求1所述的方法，所述复分解催化剂还包括三嵌段共聚物结构化剂，其中所述三嵌段共聚物结构化剂是聚(乙二醇)-嵌段-聚(丙二醇)-嵌段-聚(乙二醇)结构。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述复分解催化剂催化2-丁烯异构化成1-丁烯，继而2-丁烯和1-丁烯进行交叉复分解成包含丙烯的复分解产物流。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述2-丁烯的至少90%经由异构化转化成1-丁烯。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述孔径分布是4 nm至10 nm并且所述总孔体积是0.800 cm3/g至1.5 cm3/g。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述金属氧化物是钼、铼、钨、或其组合的氧化物。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述金属氧化物是氧化钨。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述复分解催化剂具有1至50的二氧化硅与氧化钨的摩尔比。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述复分解催化剂包含5重量%至15重量%的氧化钨。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述进料流由丁烯组成。
11.一种用于生产丙烯的复分解催化剂，所述复分解催化剂是浸渍有金属氧化物的无定形介孔二氧化硅泡沫，其中所述复分解催化剂具有3 nm至40 nm的孔径分布和至少0.700cm3/g的总孔体积、0.125 mmol/g至0.500 mmol/g的总酸度和400 m2/g至500 m2/g的表面积。
12.如权利要求11所述的复分解催化剂，所述复分解催化剂还包含三嵌段共聚物结构化剂，其中所述三嵌段共聚物结构化剂是聚(乙二醇)-嵌段-聚(丙二醇)-嵌段-聚(乙二醇)结构。
13.如权利要求11所述的复分解催化剂，其中所述孔径分布是4 nm至10 nm，并且所述总孔体积是0.800 cm3/g至1.5 cm3/g。
14.如权利要求11所述的复分解催化剂，其中所述金属氧化物是钼、铼、钨、或其组合的氧化物。
15.如权利要求11所述的复分解催化剂，其中所述金属氧化物是氧化钨，二氧化硅与氧化钨的摩尔比是1至50。
16.如权利要求11所述的复分解催化剂，其中所述复分解催化剂包含5重量%至15重量%的金属氧化物。
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