Способ активации цеолитсодержащего катализатора для ароматизации парафинов c3-c4

 

Сущность изобретения: катализатор, содержащий 2% галлия и цеолит ZSM-5 со связующим оксидом алюминия - в массовом соотношении 3:1, помещают в проточный реактор. Продувают при 500-600°С азотом, содержащим не менее 0,2 об. % оксида или диоксида углерода или алканов C₁-C₄ или оксидом или диоксидом углеродаили алканом C₁-C₄ в течение 4-70 ч. Затем продувают систему азотокислородной смесью с содержанием 0,2-20% от кислорода в течение 4-35 ч. 1 табл.

Изобретение относится к способам повышения активности цеолитсодержащего катализатора и может быть использовано в нефтехимической промышленности для получения ароматических углеводородов из С₃-С₄-парафинов. Целью изобретения является повышение активности и селективности катализатора по ароматическим углеводородам. Указанная цель достигается описываемым способом активации катализатора путем предварительной специальной обработки катализатора, на первой стадии которой его прокаливают при 500-600^оС в токе азота, содержащем не менее 0,2 об. оксида или диоксида углерода, или алканов С₁-С_4, или в токе оксида или диоксида углерода, или алканов С₁-С₄ в течение 4-70 ч, а затем в токе азота, содержащем 0,2-20 об. кислорода в течение 4-35 ч. Отличительным признаком является проведение прокалки катализатора в специальной газовой среде. П р и м е р 1 (без предварительной обработки катализатора, для сравнения). Порошок цеолита NH₄-ZSM-5, имеющий силикатный модуль 75, (SiO₂:Al₂O₃), смешивают со связующим (Al₂O₃) в соотношении 3:1 (массовое) и формуют в гранулы размером 2 мм. На гранулы методом пропитки водным раствором Ca(NO₃)₃ наносят 2% галлия, гранулы катализатора высушивают при 130^оС в течение 10 ч и прокаливают в муфельной печи при 600^оС в течение 2 ч. 50 см³ полученного катализатора помещают в проточный реактор, систему продувают азотом, нагревают реактор до 550^оС и при атмосферном давлении пропускают пропан с объемной скоростью 800 ч^-1 по газу. Газовый и жидкий продукты анализируют методом газожидкостной хроматографии. Селективность по ароматическим углеводородам составляет 55,7% при конверсии пропана 58,7% П р и м е р 2 (без предварительной обработки, для сравнения). В условиях примера 1 в качестве сырья ароматизации используют н-бутан. Селективность по ароматическим углеводородам составляет 62,2% при конверсии н-бутана 72,5% П р и м е р 3-20. 50 см³ полученного катализатора, как указано в примере 1, помещают в проточный реактор, систему продувают азотом, реактор нагревают до 500^оС и пропускают в течение 4 ч оксид углерода с объемной скоростью 800 ч^-1 по газу. Затем систему продувают азотом и при 500^оС пропускают в течение 4 ч воздух с объемной скоростью 800 ч^-1 по газу. Систему вновь продувают азотом и при температуре реактора 550^оС и атмосферном давлении пропускают н-бутан с объемной скоростью 800 ч^-1. Селективность по ароматическим углеводородам составляет 68,4% при конверсии 78,7% Условия предварительной обработки катализатора ароматизации варьируют в широких пределах. При этом повышение концентрации углеродных соединений в газовом потоке позволяет уменьшить продолжительность первой стадии обработки катализатора. Аналогично, повышение содержания кислорода в газовой смеси на второй стадии обработки катализатора до 20 об. (т.е. обработка воздухом) сопровождается уменьшением длительности прокалки до 4 ч. Показатели, характеризующие свойства полученных катализаторов приведены в таблице. Как видно из приведенных в таблице данных, использование настоящего способа активации цеолитного катализатора ароматизации типа ZSM-5, модифицированного галлием, позволяет получать более высокую селективность процесса по ароматическим углеводородам при использовании в качестве сырья пропана, бутана или их смеси (1:1).

Формула изобретения

СПОСОБ АКТИВАЦИИ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩЕГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ АРОМАТИЗАЦИИ ПАРАФИНОВ C₃ - C₄, промотированного галлием, путем прокаливания катализатора в газовой среде при 500 600^oС, отличающийся тем, что, с целью повышения активности и селективности катализатора по ароматическим углеводородам, прокаливание осуществляют сначала в среде азота, содержащего не менее 0,2 об. оксида или диоксида углерода, или алканов С₁ С₄, или в среде оксида или диоксида углерода, или алканов С₁ С₄ в течение 4 70 ч, а затем в азотокислородной смеси с содержанием кислорода 0,2 20 об. в течение 4 35 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2