Способ активации катализатора ароматизации углеводородов

 

Использование: нефтепереработка, в частности, активация катализаторов ароматизации. Сущность изобретения: катализатор, содержащии цеолит L, связующее и соединение платины. Термообрабатывают азотно-кислородной смесью, содержащей 20 - 50 об. % кислорода, в атмосфере, содержащей водяной пар, под давлением 0,4 - 0,5 МПа и температуре 400 - 500oС. 2 табл.

Изобретение относится к каталитическим процессам в нефтехимии и может быть использовано в нефтехимической промышленности для получения ароматических углеводородов, конкретно к способам повышения каталитической активности цеолитсодержащих катализаторов.

Катализатор представляет собой цеолит L в калиевой форме (KL) со связующим, на который наносят активный компонент, чаще всего платину. Цеолит L является кристаллическим алюмосиликатом, состав которого можно описать следующими молярными соотношениями оксидов M2/nO.Al2O3.xSiO2 где М один или несколько металлов, чаще всего К, но часть его может быть замещена другими катионами, в частности Na, Mg, Ca, Ba.

n валентность М х коэффициент, равный 5,0-7,5 (предпочтительнее 6,5-7,5).

Синтез цеолита L осуществляют известными способами. Процесс приготовления катализаторов ароматизации углеводородов обычно включает следующие основные стадии Синтез цеолита KL с последующей сушкой.

Гранулирование цеолита KL со связующим и сушка гранул.

Пропитка гранулированного цеолитсодержащего носителя соединением платины с последующей сушкой.

Восстановление водородом.

С целью улучшения каталитических характеристик цеолитсодержащего катализатора последний в процессе приготовления зачастую подвергается дополнительным операциям термообработки в различных средах.

Так известно, что для повышения стабильности катализатора проводят термообработку цеолита при 300-600оС в среде фреона (6).

Согласно способу (7) готовый катализатор подвергают обработке при 80-600оС галогенсодержащими газами.

Известен прием активации катализатора, заключающийся в том, что готовый катализатор после восстановления в среде водорода охлаждают, экспонируют на воздухе, после чего вновь подвергают термообработке в водородной среде. Данный способ позволяет повысить селективность ароматизации и увеличить стабильность работы катализатора (8).

Наиболее близким известным техническим решением и взятым в качестве прототипа является способ, предусматривающий дополнительную термообработку катализатора в воздухе, содержащем водяной пар (9). В соответствии с прототипом экструдаты цеолита KL со связующим сушат, прокаливают, пропитывают раствором [Pt(NН3)4] (NO3)2 из расчета содержания платины на катализаторе 0,64 мас. и сушат в течение 16 ч при 250оF (120оС). Высушенный катализатор прокаливают при атмосферном давлении при 500оF (260oС) в течение 2 ч в токе воздуха, содержащего 3 или 50% водяного пара. Полученный известным способом катализатор испытывает в процессе ароматизации бензиновой фракции С58, содержащей (мас.) 80,9 парафинов ( в основном С67), нафтенов и 1,7 ароматических углеводородов.

К недостаткам известного способа следует отнести сравнительно невысокие показатели активности и селективности катализатора в процессе ароматизации парафинов.

Целью изобретения является повышение активности катализатора ароматизации парафинов и повышение селективности его работы.

Указанная цель достигается проведением термопаровой обработки катализатора ароматизации под давлением 0,4-0,6 МПа и температуре 400-500оС азото-кислородной смесью, содержащей 20-50 об. кислорода.

В соответствии с предлагаемым способом активации термопаровой обработке подвергается высушенный при 130оС катализатор ароматизации состава (мас.): цеолит L в калиевой форме 75, платина 0,8, связующее остальное. Термопаровую обработку проводили азото-кислородной смесью с различным содержанием кислорода при объемной скорости 1000 ч-1 в широких интервалах давления и температуры в течение 2 ч. При этом концентрация водяного пара в газовой смеси составляла 25-35% Обработанные таким образом катализаторы испытывали в процессе ароматизации прямогонной бензиновой фракции 62-105оС.

Анализ уровня техники показывает, что технологический прием повышения активности цеолитсодержащих катализаторов термопаровой обработки последних в токе воздуха или азота хорошо известен (9-11). Однако все известные способы не предусматривают применение давления.

Экспериментально установлено, что термопаровая обработка катализатора ароматизации парафинов по предлагаемому способу при атмосферном давлении не приводит к улучшению каталитических характеристик катализатора. Более того, активность его резко снижается по сравнению с образцом катализатора не подвергнутого термопаровой обработке. Повышение же давления термопаровой обработки от атмосферного до 0,6 МПа приводит к росту активности катализатора в реакции ароматизации. При этом одновременно снижается выход газов С14, что свидетельствует об увеличении селективности ароматизации. Дальнейшее повышение давления термообработки с 0,6 МПа до 1,0 МПа практически не оказывает влияния на каталитические характеристики катализатора. Анализ результатов экспериментальных исследований показывает, что предпочтительное давление термообработки в этом случае 0,5-0,6 МПа.

Термопаровая обработка катализаторов при повышенном давлении требует более высоких температур, чем это принято в известных способах для обработки при атмосферном давлении. Так, согласно прототипу (9), паровоздушную обработку катализатора проводят при 500оС (260оС), в то время как по предлагаемому способу температура термообработки при давлении 0,5 МПа должна быть не ниже 750 (400оС).

Существенное влияние на каталитические характеристики катализатора при термопаровой обработке по предлагаемому способу оказывает и соотношение азот:кислород в парогазовой смеси. Лучшие результаты эксперимента были получены при термопаровой обработке катализаторов парогазовой смесью, содержащей 20-50 об. кислорода.

Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения со способом по прототипу (9) показывает, что предлагаемый способ отличается давлением термопаровой обработки, температурой, а также составом азото-кислородной смеси.

П р и м е р 1. (Приготовление катализатора).

Высушенный цеолит L в количестве 60 г (58 г в пересчете на сухое вещество) смешивают с 71,2 г пасты гидроксида алюминия (19,3 г в пересчете на оксид) и 1,3 мл 49%-ной азотной кислоты. Полученную массу тщательно перемешивают и формуют в шнековом экструдате через фильеру диаметром 3 мм. Экструдаты подсушивают при 130оС в течение 4 ч и прокаливают в муфеле при 500оС в течение 2 ч. Получают 73,4 г экструдатов размером 2х(3-5) мм.

73,4 г полученных экструдатов пропитывают 103 мл водного раствора, содержащего 0,587 г платины в виде [Pt(NH3)4]Cl2 и подсушивают в сушильном шкафу при 140оС в течение 6 ч.

Приготовленный таким образом катализатор содержит (мас.): 75 цеолита KL, 0,8 платины, оптимальное связующее.

П р и м е р 2. (Активация катализатора).

Приготовленную, как указано в примере 1, массу катализатора (100 см3) делят на 8 равных частей и каждую часть термообрабатывают газовым потоком, содержащим 30 мас. водяного пара и подаванием со скоростью 12 л/ч, варьируя при этом температуру обработки, давление и соотношение азот-кислород в газовом потоке. Ниже приведены условия активации катализаторов ароматизации.

П р и м е р 3. (Испытания катализаторов).

Образцы катализатора 1-8 примера 2 (табл. 1) испытывают в процессе ароматизации прямогонной бензиновой фракции 62-105оС при давлении 1,0 МПа, температуре 480оС, скорости подачи сырья 2 ч-1. и об. соотношении водород сырье 1500. Результаты испытаний через 100 ч работы катализатора представлены в табл. 2.

Анализ результатов испытаний показывает, что активация катализатора по предлагаемому способу позволяет существенно повысить активность последнего в процессе ароматизации.

Предлагаемый способ может быть успешно реализован в крупнотоннажных нефтехимических процессах, в частности, производстве ароматических углеводородов, бензинов, моторных топлив.

Формула изобретения

СПОСОБ АКТИВАЦИИ КАТАЛИЗАТОРА АРОМАТИЗАЦИИ УГЛЕВОДОРОДОВ, состоящего из цеолита L, связующего и соединения платины, путем его термообработки в атмосфере, содержащей водяной пар, отличающийся тем, что термообработку проводят под давлением 0,4 - 0,5 МПа и температуре 400-500oС азотокислородной смесью, содержащей 20-50 об.% кислорода.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к получению углеродного носителя для катализатора

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к получению углеродных носителей (УН) для катализатора (КТ) гидрирования бензойной кислоты в циклогексанкарбоновую кислоту

Изобретение относится к чувствительному к сере катализатору риформинга, который превращается в существенно менее чувствительному к сере за счет использования каталитической системы, включающей физическую смесь такого катализатора и поглотитель серы, выбранный для того, чтобы улавливать малые количества серы из углеводородного сырья

Изобретение относится к области получения катализатора, используемого при производстве ароматических углеводородов

Изобретение относится к вариантам способа ароматизации углеводородов
Группа изобретений относится к катализаторам циклизации нормальных парафиновых углеводородов. Катализатор содержит носитель, который готовят с использованием высококремнеземного цеолита KL и бемита, а каталитически активное вещество представляет собой как иммобилизованные на поверхности катализатора кристаллиты платины, так и локализованные внутри канала цеолита частицы платины, характеризующиеся размером 0,6-1,2 нм. Размер частиц бемита не более 45 мк. Размер частиц цеолита не более 0,2 мм. Соотношение ингредиентов находится в следующих пределах (мас.%): платина - 0,3-0,8; бемит - 19,9-59,5; цеолит KL - 79,8-39,7. Катализатор может дополнительно содержать оксидный и/или металлический промотор, выбранный из металлов: Sn, In, Ir, Re, Ba. Группа изобретений также включает способы получения катализаторов, включающие приготовление гранулированного носителя на основе цеолита и гидроксида алюминия и нанесение платины на носитель. 4 н.п. ф-лы, 1 табл., 6 пр.

Изобретение относится к платиновому катализатору получения аренов из синтетических углеводородов. Данный катализатор содержит носитель из пористого цеолита KL и связующего и каталитически активное вещество - платину. При этом носитель дополнительно содержит нанопорошок олова четыреххлористого 5-водного, а в качестве связующего - смесь порошков гиббсита и рутила в равных пропорциях, размер частиц каждого из которых не превышает 40 мкм. Причем соотношение ингредиентов находится в следующих пределах, мас.%: платина - 0,3-0,8, смесь гиббсита и рутила - 25-70, цеолит KL - 29,12-74,69, олово четыреххлористое 5-водное - 0,01-0,08. Предлагаемый катализатор характеризуется высокой активностью в реакциях ароматизации синтетических углеводородов. Изобретение также относится к способу получения такого катализатора. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 4 пр.

Изобретение относится к катализатору ароматизации синтетических нормальных жидких парафиновых углеводородов. Данный катализатор содержит носитель из пористого цеолита и связующего и каталитически активное вещество - платину. При этом носитель дополнительно содержит нанопорошок оксида галлия, в качестве связующего используют порошок гиббсита с размером частиц не более 40 мкм, а в качестве цеолита - цеолит KL с размером частиц не более 0,10 мм. Причем соотношение ингредиентов находится в следующих пределах, мас.%: платина - 0,3-0,8, гиббсит - 16-60, цеолит KL - 39,12-83,68, оксид галлия - 0,02-0,08. Предлагаемый катализатор обладает повышенной активностью и селективностью в отношении образования ароматических углеводородов. Изобретение также относится к способу получения такого катализатора. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к способу селективного получения параксилола, который включает взаимодействие толуола с метанолом в присутствии катализатора, содержащего пористый кристаллический алюмосиликатный цеолит, имеющий параметр диффузии по 2,2-диметилбутану примерно 0,1-15 с-1, измеренный при температуре 120oС и давлении 2,2-диметилбутана (8 кПа)

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и посвящено созданию катализаторов, используемых в переработке алифатических углеводородов в концентрат ароматических углеводородов или высокооктановый компонент бензина

Изобретение относится к области технической химии, а именно к носителям для катализаторов и может найти применение в производстве катализаторов для различных отраслей химической и нефтехимической промышленности

Изобретение относится к области каталитического сжигания топлива, а именно к способам приготовления катализаторов для использования их в каталитических источниках тепла (обогреватели), работающих на бензине, керосине, дизельном топливе, сжиженном газе, необходимых для ряда отраслей народного хозяйства, а также в быту
Наверх