Получение разветвленных алифатических спиртов с использованием технологического потока установки дегидрирования-изомеризации

Получение разветвленных алифатических спиртов с использованием технологического потока установки дегидрирования-изомеризации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предпосылки изобретения

Перекрестная ссылка на родственную заявку

Настоящая заявка заявляет преимущество предварительной заявки на патент США, регистрационный № 60/511524, направленной на рассмотрение 15 октября 2003.

Область техники

Настоящая заявка в целом относится к системам и способам получения алифатических спиртов. Более конкретно, варианты осуществления изобретения, описанные в работе, относятся к системам и способам получения разветвленных алифатических спиртов с использованием установки дегидрирования-изомеризации.

Описание уровня техники

Алифатические спирты являются важными соединениями, которые могут быть использованы в различных целях или могут быть превращены в другие химические соединения (например, в поверхностно-активные вещества, сульфаты). Поверхностно-активные вещества могут быть использованы в различных целях (например, в качестве детергентов, мыла, при регенерации масла).

Структурный состав алифатического спирта может влиять на свойства производимого из алифатического спирта поверхностно-активного вещества и/или детергента (например, на растворимость в воде, способность к биологическому разложению и моющую способность в холодной воде). Например, на растворимость в воде можно влиять линейностью алифатической части алифатического спирта. По мере того как линейность алифатической части растет, гидрофильность (то есть сродство к воде) поверхностно-активного вещества на основе алифатического спирта может падать. Таким образом, растворимость в воде и/или моющие свойства поверхностно-активного вещества на основе алифатического спирта могут уменьшаться. Введение разветвлений в алифатическую часть поверхностно-активного вещества на основе спирта может повышать растворимость в холодной воде и/или моющую способность поверхностно-активного вещества на основе спирта. Способность к биологическому разложению поверхностно-активных веществ на основе алифатических спиртов, однако, может уменьшаться, если разветвления в алифатической части спиртового поверхностно-активного вещества включают большое число четвертичных атомов углерода. Введение разветвлений с минимальным числом четвертичных атомов углерода в алифатическую часть поверхностно-активного вещества на основе алифатического спирта может повышать растворимость в холодной воде и/или моющую способность спиртовых поверхностно-активных веществ при сохранении способности к биологическому разложению детергентов.

Алифатическая часть алифатического спирта, используемого для производства поверхностно-активного вещества, может включать одну или несколько алифатических алкильных групп в качестве разветвлений. Алкильные группы, которые могут образовывать разветвления в алифатической части, могут представлять собой метильные, этильные, пропильные или высшие алкильные группы. Четвертичные и третичные атомы углерода могут присутствовать, если алифатическая часть разветвлена. Количество четвертичных и третичных атомов углерода определяется схемой разветвления в алифатической части. В данном изобретении выражение «алифатический четвертичный атом углерода» относится к атому углерода, который не связан ни с одним атомом водорода.

Способы получения композиций разветвленных первичных спиртов описаны в патенте США № 5849960 (Singleton et al.), под названием "Highly Branched Primary Alcohol Compositions and Biodegradable Detergents Made Therefrom", а также в патенте США № 6150322 (Singleton et al.), под названием "Highly Branched Primary Alcohol Compositions and Biodegradable Detergents Made Therefrom".

Сущность изобретения

В одном из вариантов осуществления изобретения алифатические спирты могут быть получены способом, включающим дегидрирование парафинов до олефинов и изомеризацию олефинов в установке дегидрирования-изомеризации. Технологический поток сырья, поступающий на установку дегидрирования-изомеризации, может включать линейные олефины и парафины, имеющие среднее число атомов углерода от 7 до 18. В одном из вариантов осуществления изобретения технологический поток сырья, поступающий на установку дегидрирования-изомеризации, включает линейные олефины и парафины, имеющие среднее число атомов углерода от 10 до 17. В данном изобретении выражение «углеродное число» (число атомов углерода) относится к общему числу атомов углерода в молекуле. Технологический поток сырья, поступающий на установку дегидрирования-изомеризации, в некоторых вариантах осуществления, получен по способу Фишера-Тропша.

По меньшей мере, часть парафинов в потоке сырья может быть дегидрирована с получением олефинов в установке дегидрирования-изомеризации. По меньшей мере, часть полученных олефинов и, по меньшей мере, часть олефинов, которые уже присутствуют в потоке сырья, также могут изомеризоваться на установке дегидрирования-изомеризации. Процесс изомеризации превращает линейные олефины (например, неразветвленные олефины) в разветвленные. Изомеризованные олефины могут быть подвергнуты гидроформилированию с получением алифатических спиртов. После гидроформилирования олефинов непрореагировавшие компоненты из процесса гидроформилирования могут быть отделены от полученных продуктов. Парафины и непрореагировавшие олефины в отделенном потоке могут быть возвращены на установку дегидрирования-изомеризации.

Технологические условия в установке дегидрирования-изомеризации могут быть такими, что полученные разветвленные олефины имеют среднее число разветвлений на молекулу олефина от 0,7 до 2,5. Разветвленные олефины могут представлять собой, но без ограничения, метил- и/или этил-разветвленные олефины. Процесс изомеризации может давать разветвленные олефины, которые содержат менее чем 0,5% четвертичных алифатических атомов углерода. Установка дегидрирования-изомеризации может содержать катализатор, который выполняет две функции: дегидрирование парафинов до олефинов и изомеризацию олефинов в разветвленные олефины.

В одном из вариантов осуществления изобретения установка дегидрирования-изомеризации может включать большое количество зон, а именно первую реакционную зону и вторую реакционную зону. Первая реакционная зона может представлять собой зону дегидрирования. Вторая реакционная зона может представлять собой зону изомеризации. Поток углеводородов, состоящий из олефинов и парафинов, может поступать в зону дегидрирования. По меньшей мере, часть парафинов в углеводородном потоке может дегидрироваться до олефинов с получением потока, обогащенного олефинами. Обогащенный олефинами поток может поступать в зону изомеризации. В зоне изомеризации, по меньшей мере, часть олефинов в потоке, обогащенном олефинами, может быть изомеризована до разветвленных олефинов. Разветвленные олефины могут быть превращены в алифатические спирты гидроформилированием. После гидроформилирования олефинов поток парафинов и непрореагировавших олефинов может быть отделен от полученных алифатических спиртовых продуктов. Поток парафинов и непрореагировавших олефинов может быть рециркулирован направлением, по меньшей мере, части потока парафинов и непрореагировавших олефинов на установку дегидрирования-изомеризации и/или в поток, поступающий на установку дегидрирования-изомеризации.

В одном из вариантов изобретения установка дегидрирования-изомеризации может иметь конфигурацию составного слоя. Составной слой может включать катализатор дегидрирования и катализатор изомеризации углеводородного потока. По меньшей мере, часть парафинов в углеводородном потоке может подвергаться дегидрированию до олефинов с получением потока, обогащенного ими. Обогащенный олефинами поток может поступать в зону изомеризации. В зоне изомеризации, по меньшей мере, часть олефинов в обогащенном олефинами потоке может подвергаться изомеризации до разветвленных олефинов. Разветвленные олефины могут быть превращены в алифатические спирты гидроформилированием. После гидроформилирования олефинов поток парафинов и непрореагировавших олефинов может быть отделен от полученных алифатических спиртовых продуктов. Поток парафинов и непрореагировавших олефинов может быть рециркулирован путем возврата, по меньшей мере, части потока парафинов и непрореагировавших олефинов на установку дегидрирования-изомеризации и/или в поток, поступающий на установку дегидрирования-изомеризации.

В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, часть алифатических спиртов может быть сульфатирована с образованием алифатических сульфатов. В некоторых вариантах осуществления алифатические сульфаты могут содержать разветвленные алкильные группы.

В некоторых вариантах изобретения, по меньшей мере, часть полученных алифатических спиртов может быть оксиалкилирована с получением оксиалкиловых спиртов. В некоторых вариантах осуществления изобретения, по меньшей мере, часть полученных алифатических спиртов может содержать разветвленные алкильные группы. В некоторых вариантах изобретения, по меньшей мере, часть полученных разветвленных алифатических спиртов может быть этоксилирована с образованием разветвленных этоксиалкиловых спиртов. По меньшей мере, часть оксилакиловых спиртов может быть сульфатирована с образованием оксиалкилсульфатов. В некоторых вариантах изобретения оксиалкилсульфаты могут содержать разветвленные алкильные группы.

Краткое описание чертежей

Преимущества настоящего изобретения будут очевидны для специалиста в данной области техники при рассмотрении приведенного ниже подробного описания вариантов осуществления изобретения и при рассмотрении прилагаемых чертежей, где:

ФИГ.1 показывает принципиальную схему варианта осуществления системы для производства разветвленных алифатических спиртов с использованием установки дегидрирования-изомеризации;

ФИГ.2 показывает принципиальную схему варианта осуществления системы для производства разветвленных алифатических спиртов с использованием установки дегидрирования-изомеризации и установки разделения для отделения разветвленных олефинов от линейных олефинов и парафинов;

ФИГ.3 показывают принципиальные схемы вариантов осуществления системы для производства разветвленных алифатических спиртов с использованием установки дегидрирования-изомеризации с добавлением дополнительного углеводородного потока;

ФИГ.4А-В показывают принципиальную схему варианта осуществления системы для производства разветвленных алифатических спиртов с использованием установки дегидрирования-изомеризации с двумя зонами;

ФИГ.5 показывает принципиальную схему варианта осуществления системы для производства разветвленных алифатических спиртов с использованием установки дегидрирования-изомеризации, в которой катализатор находится в виде составного слоя.

Хотя настоящее изобретение допускает различные модификации и альтернативные формы, конкретные варианты осуществления изобретения представлены с помощью примера в чертежах и будут рассмотрены подробно. Следует понимать, что чертежи и подробное описание не предназначены для ограничения изобретения конкретной описанной формой, а напротив, изобретение должно охватывать все модификации, эквивалентные и альтернативные варианты, подпадающие под суть и объем настоящего изобретения, которое определено в прилагаемой формуле изобретения.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Углеводородные продукты могут быть синтезированы из синтез-газа (то есть смеси водорода и монооксида углерода) с использованием процесса Фишера-Тропша. Синтез-газ может быть получен путем частичного сжигания нефти (например, каменного угля, углеводородов), путем конверсии или частичным окислением природного газа. Процесс Фишера-Тропша каталитически превращает синтез-газ в смесь продуктов, которые включают насыщенные и ненасыщенные углеводороды и незначительное количество кислородсодержащих продуктов. Продукты процесса Фишера-Тропша могут быть использованы для производства топлива (например, бензина, дизельного топлива), смазочных масел и восков.

Технологические потоки синтеза Фишера-Тропша также могут быть использованы для получения продуктов широкого потребления, которые имеют экономическое значение. Например, линейные олефины представляют собой продукты широкого назначения, которые могут быть использованы для получения поверхностно-активных веществ. Использование части технологического потока для получения линейных олефинов может повысить экономическую эффективность технологического потока Фишера-Тропша.

Поверхностно-активные вещества, полученные из разветвленных олефинов, могут обладать другими свойствами, чем поверхностно-активные вещества, полученные из линейных олефинов. Например, поверхностно-активные вещества, полученные из разветвленных олефинов, имеют повышенную растворимость в воде и/или улучшенные моющие свойства в сравнении с поверхностно-активными веществами, полученными из линейных олефинов. На способность к биологическому разложению поверхностно-активного вещества, однако, может влиять наличие четвертичных атомов углерода в разветвленной части поверхностно-активного вещества. Поверхностно-активные вещества, произведенные из разветвленных олефинов с минимальным числом четвертичных атомов углерода, могут обладать аналогичной способностью к биологическому разложению, что и поверхностно-активные вещества, полученные из линейных олефинов. Производство разветвленных олефинов из технологического потока процесса Фишера-Тропша может повысить экономическую эффективность потока. В некоторых вариантах осуществления изобретения линейные олефины могут быть превращены в разветвленные олефины с минимальным числом четвертичных атомов углерода с использованием катализатора изомеризации. Увеличение количества разветвленных олефинов, полученных из технологического потока процесса Фишера-Тропша, может повысить экономическую эффективность технологических потоков.

Описаны способы повышения количества разветвленных олефинов, полученных из технологического потока, который содержит определенное количество олефинов, что в результате повышает экономическую эффективность технологического потока. Такие способы могут быть использованы как для технологических потоков Фишера-Тропша, так и потоков углеводородных продуктов из других источников.

Состав потока углеводородного сырья может включать парафины и олефины. По меньшей мере, часть углеводородного потока может состоять из линейных парафинов и олефинов, содержащих, по меньшей мере, 4 атома углерода и до 18 атомов углерода. Поток углеводородного сырья может быть получен из процесса Фишера-Тропша или из процесса олигомеризации этилена. Катализаторы Фишера-Тропша и реакционные условия могут быть выбраны так, чтобы получить определенную смесь продуктов в потоке. Например, катализатор Фишера-Тропша и условия реакции могут быть выбраны так, чтобы увеличить количество олефинов и уменьшить количество парафинов и окисленных соединений в потоке. С другой стороны, катализатор и условия реакции могут быть выбраны так, чтобы увеличить количество парафинов и уменьшить количество олефинов и окисленных соединений в потоке.

Катализатор, используемый в процессе Фишера-Тропша, может представлять собой соединения Mo, W, элементов VIII группы или их комбинации. Соединения VIII группы включают, но не ограничиваются только ими, соединения железа, кобальта, рутения, родия, платины, палладия, иридия и осмия. Катализаторы и комбинации для производства различных углеводородов с помощью процесса Фишера-Тропша в целом известны.

Хотя упоминается поток процесса Фишера-Тропша, может быть использован любой поток олефинов и насыщенных углеводородов. В основном потоки Фишера-Тропша содержат от 5 до 80% олефинов, причем остальное количество составляют насыщенные углеводороды, включающие парафин и другие соединения.

В некоторых вариантах осуществления изобретения потоки сырья, содержащие олефины и парафины, могут быть получены через крекинг высокомолекулярных парафинов или олигомеризацию олефинов. Промышленные олефиновые продукты, полученные олигомеризацией этилена, продаются в Соединенных Штатах компаниями Chevron Phillips Chemical Company, Shell Chemical Company (как NEODENE^®) и British Petroleum. Крекинг высокомолекулярного парафина с получением потоков α-олефинового и парафинового сырья описан в патенте США № 4579986 (Sie) под названием "Process for The Preparation of Hydrocarbons" и в патентной заявке США № 10/153955 (Ansorge et al.) под названием "Process for the Preparation of Linear Olefins and Use Thereof to Prepare Linear Alcohols". Конкретные методики получения линейных олефинов из этилена описаны в патенте США № 3676523 (Mason) под названием "Alpha-Olefin Production", патенте США № 3686351 (Mason) под названием "Alpha-Olefin Production"; в патенте США № 3737475 (Mason) под названием "Alpha-Olefin Production" и в патенте США № 4020121 (Kister et al.) под названием "Oligomerization Reaction System". Большинство упомянутых выше процессов дают α-олефины. Высшие линейные внутренние олефины могут производиться промышленным способом (например, хлорированием-дегидрохлорированием парафинов, дегидрированием парафина, изомеризацией α-олефинов).

В одном из вариантов осуществления изобретения получают поток сырья, который содержит разветвленные олефины. Такие разветвленные олефины могут быть превращены в разветвленные алифатические спирты с использованием различных методик. Поток сырья может иметь содержание парафина в интервале от 50 до 90% масс. в расчете на поток сырья. В некоторых вариантах осуществления изобретения поток сырья может иметь содержание парафина больше чем 90% масс. парафина. Поток сырья также может включать олефины. Содержание олефина в потоке сырья может составлять от 10 до 50% масс.

Состав потока сырья может включать углеводороды, имеющие среднее число атомов углерода от 4 до 30. В некоторых вариантах осуществления изобретения среднее число атомов углерода в потоке сырья может находиться от 4 до 24. В других вариантах среднее число атомов углерода потока сырья может составлять от 4 до 18. Среднее число атомов углерода в потоке сырья может составлять от 7 до 18. В некоторых вариантах осуществления изобретения среднее число атомов углерода в сырьевом потоке может составлять от 10 до 17. В некоторых вариантах осуществления изобретения среднее число атомов углерода в сырьевом потоке может составлять от 10 до 13. В других вариантах изобретения среднее число атомов углерода в сырьевом потоке может составлять от 14 до 17. Поток сырья может включать незначительные количества углеводородов, имеющих число атомов углерода, которое выше или ниже, чем желаемый интервал. В некоторых вариантах изобретения сырьевой поток может быть получен при перегонке технологического потока, который включает более широкий интервал углеродных чисел.

В варианте изобретения сырьевой поток для установки дегидрирования-изомеризации включает моноолефины и/или парафины. Моноолефины могут быть линейной или разветвленной структуры. Моноолефины могут иметь двойную связь в α-положении или внутреннюю двойную связь. Сырьевой поток может включать олефины, в которых 50% или более присутствующих молекул олефинов могут представлять собой α-олефины с линейной (прямая цепь) структурой углеродного скелета. В некоторых вариантах изобретения, по меньшей мере, 70% масс. олефинов представляют собой олефины с линейной структурой. Углеводородный поток, в котором более чем 70% от общего количествва олефинов представляют собой α-олефины с линейной структурой углеродного скелета, может быть использован в некоторых вариантах изобретения для превращения олефинов в алифатические спирты. Такой поток может быть получен из процесса Фишера-Тропша. В некоторых вариантах изобретения сырьевой поток включает олефины, в которых, по меньшей мере, 50% присутствующих молекул олефинов представляют собой внутренние олефины.

Олефины с разветвленными цепочками могут быть превращены в разветвленные алифатические спирты (например, разветвленные первичные спирты) гидроформилированием. Определение «гидроформилирование», используемое в данном случае, относится к производству спиртов из олефинов через процесс карбонилирования и гидрирования. Для производства алифатических спиртов из олефинов могут быть использованы другие процессы. Примерами других процессов получения алифатических спиртов из олефинов являются, но не ограничиваются только ими, гидратация, окисление и гидролиз, сульфатирование и гидратация, и эпоксидирование и гидратация. Состав потока спиртового продукта может включать алифатические спирты, имеющие среднее число атомов углерода от 5 до 31. В варианте осуществления изобретения среднее число атомов углерода в алифатических спиртах в потоке спиртового продукта может составлять от 7 до 19. В некоторых вариантах осуществления изобретения среднее число атомов углерода в алифатических спиртах в потоке спиртового продукта составлять от 11 до 18. В некоторых вариантах изобретения среднее число атомов углерода в алифатических спиртах в потоке спиртового продукта может составлять от 11 до 14. В других вариантах изобретения среднее число атомов углерода в алифатических спиртах в потоке спиртового продукта может составлять от 15 до 18.

В некоторых вариантах изобретения первый углеводородный поток, который содержит парафины и олефины, может быть введен в установку дегидрирования-изомеризации. Установка дегидрирования-изомеризации может совмещать две независимые установки (например, установку изомеризации и установку дегидрирования). Установка дегидрирования-изомеризации может дегидрировать парафины до олефинов и изомеризовать полученные олефины и/или исходные олефины, присутствующие в углеводородном потоке, до разветвленных олефинов. В варианте осуществления изобретения катализатор может осуществлять дегидрирование-изомеризацию углеводородов в первом углеводородном потоке. В некоторых вариантах осуществления катализатор может быть единственным. В некоторых вариантах изобретения катализатор может представлять собой смесь двух катализаторов (например, катализатор дегидрирования и катализатор изомеризации). В других вариантах осуществления изобретения два отдельных катализатора, расположенных в различных зонах или в конфигурации составного слоя в одной установке дегидрирования-изомеризации, могут осуществлять процесс дегидрирования-изомеризации. В данном случае определение «катализатор дегидрирования-изомеризации» может представлять собой один или несколько катализаторов.

В некоторых вариантах осуществления изобретения установка дегидрирования-изомеризации может иметь несколько точек ввода, чтобы обеспечивать снабжение различными технологическими потоками. Технологические потоки могут быть получены из других технологических установок и/или с установок-хранилищ. Примерами технологических потоков являются, но не ограничиваются только ими, разбавленный углеводородный поток и/или другие углеводородные потоки, которые включают олефины и парафины, полученные из других процессов. Используемое в данном случае определение «ввод на установку дегидрирования-изомеризации» относится к вводу технологических потоков на установку дегидрирования-изомеризации через одну или несколько точек ввода.

Первый углеводородный поток, включающий смесь олефинов и парафинов, может быть введен на установку дегидрирования-изомеризации 110 через первый трубопровод 112, как это показано для системы 100 на ФИГ.1. Углеводороды в первом углеводородном потоке могут иметь среднее число атомов углерода от 7 до 18. В некоторых вариантах осуществления углеводороды в первом углеводородном потоке могут иметь среднее число атомов углерода от 10 до 17. В некоторых вариантах осуществления углеводороды в первом углеводородном потоке могут иметь среднее число атомов углерода от 10 до 13. В других вариантах изобретения углеводороды в первом углеводородном потоке могут иметь среднее число атомов углерода от 14 до 17. В некоторых вариантах первый углеводородный поток содержит α-олефины. Содержание α-олефинов в первом углеводородном потоке может составлять более чем 70% от их общего числа. В некоторых вариантах первый углеводородный поток может быть получен в процессе Фишера-Тропша.

В установке дегидрирования-изомеризации 110, по меньшей мере, часть парафинов в первом углеводородном потоке может дегидрироваться до олефинов. По меньшей мере, часть полученных олефинов и, по меньшей мере, часть олефинов, которая уже присутствовала в сырьевом потоке, может изомеризоваться с получением второго углеводородного потока. Процесс изомеризации превращает линейные олефины (то есть неразветвленные олефины) в разветвленные олефины.

Катализатор, используемый для дегидрирования-изомеризации первого углеводородного потока, может быть получен на основе цеолитного катализатора, модифицированного одним или несколькими металлами или соединениями металлов. Катализатор, используемый в установке дегидрирования-изомеризации 110 для переработки олефинов в первом углеводородном потоке, может быть эффективен для скелетной изомеризации линейных олефинов в технологическом потоке в олефины, имеющие среднее число разветвлений на цепочку молекулы олефина больше чем 0,7. В некоторых вариантах осуществления изобретения среднее число разветвлений на цепочку молекулы олефина составляет от 0,7 до 2,5. В некоторых вариантах осуществления среднее число разветвлений на цепочку молекулы олефина может составлять от 1,0 до 2,2.

Катализатор дегидрирования-изомеризации может содержать цеолит, имеющий, по меньшей мере, один канал с кристаллографически свободным диаметром канала больше чем 4,2 Å или меньше чем 7 Å, измеренный при комнатной температуре. Как используется в данном случае, определение «диаметр канала или размер» относится к диаметру канала или размеру, эффективному для диффузии. Цеолит может не иметь каналов, которые имеют свободный диаметр канала больше чем 7 Å. Катализатор может содержать, по меньшей мере, один канал, имеющий кристаллографически свободный диаметр на входе больше чем 4,2 Å или меньше чем 7 Å. Катализатор может не иметь канал с диаметром на входе, который превышает 7 Å верхней границы интервала. Цеолиты, обладающие диаметрами каналов больше чем 7 Å, могут быть чувствительны к образованию нежелательных олефиновых побочных продуктов (например, к ароматизации, олигомеризации, алкилированию, коксованию). В некоторых вариантах осуществления цеолит может не содержать канал, имеющий свободный диаметр вдоль или х или y плоскостей больше чем 4,2 Å. Небольшой размер каналов может предупреждать диффузию олефина в и/или из каналов пор, если олефины становятся разветвленными. Цеолит может иметь, по меньшей мере, один канал со свободным диаметром больше чем 4,2 Å и меньше чем 7 Å.

В варианте осуществления изобретения молекула олефина из-за длинной углеродной цепочки может не входить в канал цеолита, не диффундировать через него и не выходить через противоположный конец канала. Степень разветвления при прохождении олефина через цеолит может не соответствовать теоретической степени разветвления при условии, что каждая молекула олефина прошла через каналы. Большинство олефинов может частично проникать в канал на расстояние, эффективное для разветвления части цепи внутри канала, и затем выходить из него после изомеризации. В одном из вариантов способа, чтобы получить алифатические спирты, молекулы олефина в углеводородном потоке могут преимущественно иметь структуру, которая разветвлена на концах главной углеродной цепочки олефина и по существу является линейной относительно центра молекулы (например, по меньшей мере, 25% атомов углерода в центральной части являются неразветвленными).

В некоторых вариантах осуществления изобретения структура цеолитного катализатора может содержать каналы, имеющие свободные диаметры больше чем 4,2 Å и меньше чем 7 Å вдоль обеих плоскостей х и y в виде [001]. Цеолиты с конкретными размерами канала могут быть названы цеолитами со средними или промежуточными каналами и обычно имеют 10-Т элемент (или составной 12-Т элемент) кольцевой структуры канала на одном из видов и 9-Т элемент или меньше (небольшая пора) на другом виде, если он есть. В цеолите нет ограничений по числу каналов или по ориентации (например, параллельные, взаимно несвязанные пересечения или взаимосвязанные при любом угле).

Примерами цеолитов с размером канала от 4,2 до 7 Å являются молекулярные сита, ферриерит, А1РО-31, SAPO-11, SAPO-31, SAPO-41, FU-9, NU-10, NU-23, ZSM-12, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-48, ZSM-50, ZSM-57, SUZ-4A, MeAPO-11, MeAPO-31, MeAPO-41, MeAPSO-11, MeAPSO-31 и MeAPSO-41, MeAPSO-46, ELAPO-11, ELAPO-31, ELAPO-41, ELAPSO-11, ELAPSO-31 и ELAPSO-41, лаумонтит, канкринит, оффретит, водородная форма стильбита, магниевая или кальциевая форма морденита и партхеита. Изотипические структуры цеолитных решеток, известные под другими названиями, также могут рассматриваться как эквивалентные. Решетка цеолита, описанная Flanigen et al. в публикации "Aluminophospate Molecular Sieves and the Periodic Table", New Developments in Zeolite Science Technology, 1986, Kodansha Ltd., Tokyo, Japan.

Большое число природных цеолитов, таких как ферриерит, гейландит и стильбит, могут быть похожими на одномерные пористые структуры с размером пор около или немного меньше чем 4,2 Å в диаметре. В патенте США № 4795623 (Evans) под названием "Time Effective Method for Preparing Ferrierite" и в патенте США № 4942027 (Evans) под названием "Method for Preparing Ferrierite", описано превращение каналов природных цеолитов в более крупные каналы. Каналы в природных цеолитах могут быть превращены в цеолиты с требуемыми более крупными каналами удалением связанного щелочного металла или щелочно-земельного металла обычными известными способами (например, обменом с аммониевым ионом, необязательно с последующим прокаливанием, с получением цеолита по существу в водородной форме). Заменяя связанный щелочной или щелочно-земельный металл водородной формой, можно увеличить диаметр канала. В некоторых вариантах осуществления природные цеолиты (например, некоторые формы морденита) могут иметь размер канала больше чем 7 Å. Размер канала может быть уменьшен за счет замещения щелочного металла более крупными ионами (например, более объемным щелочно-земельным металлом).

В некоторых вариантах осуществления изобретения цеолиты могут иметь изотипическую (или гомеотипическую) структуру ферриерита. Существенными структурными признаками ферриерита, обнаруженными с помощью рентгенокристаллографии, могут быть параллельные каналы в алюмосиликатной решетке. Параллельные каналы могут иметь эллиптическое поперечное сечение. Цеолиты, имеющие изотипическую структуру решетки ферриерита, описаны в европейском патенте № 55529 (Seddon et al.) под названием "Zeolites" и в европейском патенте № 103981 (Whittam) под названием "Zeolites". Цеолиты, имеющие изотипическую решетку ферриерита, также описаны в патенте США № 4016245 (Plank et al.), патенте США № 4578259 (Morimoto et al.) под названиями "Process for Preparing a Crystalline Aluminosilicate", "Crystalline Zeolite and Method of Preparing Same" и в патенте США № 4375573 (Young et al.) под названием "Selective Production and Reaction of P-Disubstituted Aromatics Over Zeolite ZSM-48".

В варианте осуществления изобретения водородную форму ферриерита (Н-ферриерит) можно рассматривать по существу как одномерную. Н-Ферриерит может иметь параллельные рабочие каналы. Н-Ферриерит может иметь эллиптические каналы, которые имеют свободные диаметры от 4,2 до 5,4 Е вдоль плоскостей х и y на виде [001]. Каналы могут быть достаточно большими, чтобы позволять входить линейным олефинам и диффундировать через канал метил-разветвленным изоолефинам. Каналы могут быть достаточно маленькими, чтобы замедлять коксообразование. Способы получения различных Н-ферриеритов описаны в патенте США № 5985238 (Pasquale et al.) под названием "Process for Preparing Ferrierite", в патенте США № 4251499 (Nanne et al.) под названием "Process for The Preparation of Ferrierite", в патенте США № 4795623 (Evans) под названием "Time Effective Methods for Preparing Ferrierite" и в патенте США № 4942027 (Evans) под названием "Methods for Preparing Ferrierite".

В некоторых вариантах изобретения катализатор дегидрирования-изомеризации может быть смешан с высокоплавким оксидом, который служит в качестве связующего материала. Подходящими высокоплавкими оксидами являются, но не ограничиваются только ими, природные глины (например, бентонит, монтмориллонит, аттапульгит и каолин), оксид алюминия, диоксид кремния, алюмосиликат, гидратированный оксид алюминия, оксид титана, оксид циркония или их смеси.

Примерами связующих веществ на основе оксида алюминия являются, но не ограничиваются только ими, псевдобемит, гамма-оксид алюминия и байерит. Связующие вещества на основе оксида алюминия коммерчески доступны (например, LaRoche Chemicals производит оксиды алюминия VERSAL^® и Sasol производит оксиды алюминия CATAPAL^®). В варианте осуществления изобретения высокодисперсные порошки оксида алюминия могут быть использованы в качестве связующих веществ на основе оксида алюминия, если катализатор получают экструзией. Высокодисперсные порошки оксида алюминия могут иметь степень дисперсности более чем 50% в водной дисперсии кислоты, имеющей содержание кислоты 0,4 миллиграмм-эквивалента кислоты (уксусной) на грамм порошка. Такие высокодисперсные оксиды алюминия могут быть представлены примером оксида алюминия CATAPAL^®, производимого Sasol.

Массовое отношение цеолита к связующему материалу может составлять от 10:90 до 99,5:0,5. В некоторых вариантах изобретения массовое отношение может составлять от 75:25 до 99:1. В других вариантах изобретения массовое отношение цеолита к связующему материалу может составлять от 80:20 до 98:2. В некоторых вариантах массовое отношение цеолита к связующему материалу может составлять от 85:15 до 95:5 в расчете на безводную основу.

В некоторых вариантах изобретения катализатор дегидрирования-изомеризации может быть получен с одной или несколькими монокарбоновыми кислотами и/или неорганическими кислотами. Помимо монокарбоновых и/или неорганических кислот может быть использована, по меньшей мере, одна органическая кислота, по меньшей мере, с двумя карбоксильными группами («поликарбоновая кислота»). Монокарбоновые кислоты могут иметь замещенные или незамещенные углеводородные группы, содержащие от 1 до 20 атомов углерода. Углеводородные группы могут быть алифатическими, циклическими или ароматическими. Примерами монокарбоновых кислот, содержащих от 1 до 20 атомов углерода, являются, но не ограничиваются только ими, уксусная кислота, муравьиная кислота, пропионовая кислота, масляная кислота, капроновая кислота, гликолевая кислота, молочная кислота, гидроксимасляная кислота, гидроксициклопентановая кислота, салициловая кислота, миндальная кислота, бензойная кислота и жирные кислоты. Примерами неорганических кислот являются, но не ограничиваются только ими, азотная кислота, фосфорная кислота, серная кислота и соляная кислота.

Поликарбоновая кислота в некоторых вариантах изобретения может представлять собой органическую кислоту с двумя или более карбоксильными группами, присоединенными посредством углерод-углеродной связи к углеводородному сегменту. Соединение может находиться в любом положении углеводородного сегмента. Поликарбоновая кислота может иметь углеводородный сегмент с менее чем 10 атомами углерода. Углеводородный сегмент может быть алифатическим, циклическим или ароматическим. Углеводородный сегмент может не иметь атомов углерода в случае щавелевой кислоты с двумя карбоксильными группами, прикрепленными посредством связи углерод-углерод. Примерами поликарбоновых кислот являются, но не ограничиваются только ими, винная кислота, лимонная кислота, малеиновая кислота, щавелевая кислота, адипиновая кислота, малоновая кислота, галактаровая кислота, 1,2-циклопентан-дикарбоновая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота, итаконовая кислота, фталевая кислота, терефталевая кислота, фенилмалоновая кислота, гидроксифталевая кислота, дигидроксифумаровая кислота, трикарбаллиловая кислота, бензол-1,3,5-трикарбоновая кислота, изолимонная кислота, слизевая кислота и глюкаровая кислота. Поликарбоновые кислоты могут представлять собой любые изомеры перечисленных кислот. В некоторых вариантах осуществления поликарбоновые кислоты могут представлять собой любые стереоизомеры приве