Катализатор для пиролиза углеводородной смеси c1-c4, способ его получения и способ каталитического пиролиза углеводородной смеси c1-c4 в низшие олефины c2-c4 на этом катализаторе

Изобретение относится к нефтехимии и касается катализатора для пиролиза углеводородной смеси C1-C4, сформированного в виде пленочного покрытия в проточном трубчатом реакторе. При этом катализатор получают в результате высокотемпературного разложения нитрата железа, или композиции нитрата железа с ортофосфорной кислотой, или нитрата кобальта, или композиции нитрата кобальта с ортофосфорной кислотой, или нитрата никеля, или композиции хлорида палладия с ортофосфорной кислотой. Изобретение также относится к способу получения вышеуказанного катализатора, который включает его формирование на стенках проточного трубчатого реактора в виде пленочного покрытия, путем их обработки водным раствором нитрата железа, или водным раствором композиции нитрата железа с ортофосфорной кислотой, или водным раствором нитрата кобальта, или водным раствором композиции нитрата кобальта с ортофосфорной кислотой, или водным раствором нитрата никеля, или водным раствором композиции хлорида палладия с ортофосфорной кислотой, прогреванием обработанного реактора сначала в течение 2 часов при t=200°C, затем в течение 2-2,5 часов при t=700-800°C. Кроме того, изобретение относится к способу каталитического пиролиза углеводородной смеси C1-C4 в низшие олефины C2-C4, проводимому в проточном трубчатом реакторе при температуре 710-830°C, при этом его осуществляют в присутствии заявленного катализатора при давлении, близком к атмосферному, скорости пропускания газовой смеси 25-100 мл/мин, времени контакта 0,67-17,0 с, значениях гетерогенного фактора 6,7-5,6·105 см-1. Технический результат от использования группы изобретений заключается в повышении термостабильности катализатора при высоких температурах, увеличении срока его использования, повышении выхода индивидуальных олефинов, таких как метан, этан и пропилен при низком коксообразовании, повышении безопасности процесса. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

 

Предлагаемая группа изобретений относится к нефтехимии, касается катализатора для пиролиза углеводородной смеси C1-C4, способа его получения, а также способа каталитического пиролиза углеводородной смеси C1-C4 в низшие олефины С24, которые могут быть использованы в процессах полимеризации, алкилирования и этерификации.

Важнейшей задачей нефте- и газоперерабатывающей промышленности является усовершенствование существующих способов каталитического пиролиза углеводородного сырья в низшие олефины С24 (Черных С.П., Адельсон С.В., Мухина Т.Н. // Нефтехимия. 1991. Т. 31. С. 688).

Современный способ производства этилена осуществляется путем высокотемпературного пиролиза углеводородного сырья при температурах выше 850°C, что приводит к глубокому крекингу алканов с образованием кокса и вызывает необходимость периодической чистки реакторов. Поэтому поиск новых эффективных способов переработки углеводородов нефти, позволяющих снизить температуру и повысить селективность процесса по этилену и пропилену, уменьшить коксообразование, продолжает оставаться актуальной задачей (Васильева Н.А., Буянов Р.А. // Химия в интересах устойчивого развития. 2004. №12. С. 661. Шикарев В.В., Ханаев В.М., Соловьев Е.А. // Кинетика и катализ. 2014. Т. 55. №1. С. 90).

Известны три типа каталитических систем пиролиза легких углеводородов С14 в проточной системе:

- защитные пленочные полифосфатные покрытия, нанесенные на внутреннюю поверхность стального реактора, содержащие металлы II-III групп Периодической системы (Александров Ю.А., Шекунова В.М., Диденкулова И.И., Пищурова И.А. // ЖОХ. 2008. Т. 78. №10. С. 1662. Александров Ю.А., Шекунова В.М., Пищурова И.А., Диденкулова И.И., Цыганова Е.И. // ЖОХ. 2009. Т. 79. Вып. 6. С. 945);

- композиционные высокодисперсные материалы, модифицированные цинк-, фосфор-, кремнийорганическими соединениями и размещенные внутри проточного реактора (Александров Ю.А., Цыганова Е.И., Шекунова В.М., Диденкулова И.И. Патент РФ №2345973 (2006) // БИ 2009. №4. Александров Ю.А., Цыганова Е.И., Шекунова В.М., Диденкулова И.И. // ЖОХ. 2010. Т. 80. Вып. 4. С. 581);

- ультрадисперсные частицы металлов размером 100-500 нм, сформированные электровзрывным диспергированием монометаллических (Ag, Al, Cu, Fe, Ni, Ti, Pt, W, Mo) и биметаллических (Mo, Cu, Fe, Al, W, Ni, W, Pt) проводников (Шекунова B.M., Синяпкин Ю.Т., Диденкулова И.И., Цыганова Е.И., Александров Ю.А., Синяпкин Д.Ю. // Нефтехимия. 2013. Т. 53. №2. С. 107. Шекунова В.М., Цыганова Е.И., Диденкулова И.И., Александров Ю.А. // Вестник ННГУ. 2014. Вып. 1. С. 92).

Известен катализатор для пиролиза углеводородного сырья в низшие олефины, способ его получения и способ каталитического пиролиза углеводородного сырья в низшие олефины (RU 2238142 С2, кл. B01J 23/02, B01J 21/04, B01J 21/10, B01J 37/04, B01J 37/34, C10G 11/04, опубл. 20.10.2004 г. ). Катализатор пиролиза углеводородного сырья в низшие олефины представляет собой сформированные в процессе термообработки цементы структуры MeO·nAl2O3, где MeO - оксид Ca, Mg, Sr или их смеси, а n - число от 1,0 до 6,0; содержит модифицирующий компонент, выбранный из по крайней мере одного оксида металлов I-IV А, В, VI В подгрупп Периодической системы элементов, и в качестве упрочняющей добавки содержит оксиды бора или фосфора или их смеси и имеет следующий состав в пересчете на оксид, мас. %: оксид MeO или их смеси 10-40; модифицирующий компонент 0,1-10; оксид бора, фосфора или их смеси - 0,5-5,0; оксид алюминия остальное. Описан способ получения такого катализатора. Описан способ каталитического пиролиза углеводородного сырья в низшие олефины С24 на описанном катализаторе.

Недостатками данного способа получения олефиновых углеводородов являются невысокий выход олефинов С24, а также многокомпонентность и сложность воспроизведения цементного состава катализатора.

Известен катализатор для пиролиза углеводородного сырья в низшие олефины, способ его получения и способ каталитического пиролиза углеводородного сырья в низшие олефины (RU 2247599 C1, кл. B01J 21/04, B01J 21/10, B01J 23/02, B01J 23/16, B01J 37/04, B01J 37/08, C10G 11/04, опубл. 10.03.2005 г.). Катализатор представляет собой сформированные в процессе термообработки цементы структуры MeO·nAl2O3, где MeO - оксид II А группы Периодической системы элементов или их смеси, а n - число 1,0-6,0, содержит модифицирующий компонент, нанесенный на цементы методом пропитки, выбранный из по крайней мере одного оксида металла - магния, стронция, меди, цинка, индия, хрома, марганца или их смеси, упрочняющую добавку - оксид бора или фосфора или их смеси и имеет следующий состав, в пересчете на оксид, мас. %: оксид MeO или их смеси 10,0-40,0, модифицирующий компонент 1,0-15,0, оксид бора, фосфора или их смеси 0,5-5,0, оксид алюминия остальное. Катализатор получают сухим смешением соединений II А Периодической системы элементов или их смеси, соединений алюминия и упрочняющей добавки - соединений бора, фосфора или их смеси, с последующей механохимической обработкой в вибромельнице в течение 0,1-72 ч, формовкой катализаторной массы, сушкой и прокалкой 0,1-48 ч при 600-1200°C, с последующей пропиткой полученных цементов модифицирующим компонентом: соответствующими солями магния, стронция, меди, цинка, индия, хрома, марганца или их смеси в количестве 1,0-15,0 мас. %, с последующей сушкой и прокалкой при температуре 800-1000°C в течение 4-24 ч. Способ каталитического пиролиза углеводородного сырья в низшие олефины С24 ведут при 600-850°C, объемной скорости подачи углеводородного сырья 2-4 ч-1, массовом соотношении углеводородное сырье:водяной пар=1:0,5-1 на указанном катализаторе, а в качестве углеводородного сырья используют прямогонную бензиновую фракцию 25-195°C или пропан-бутановую фракцию.

Недостатками данного способа являются сложность приготовления катализатора, невысокий выход индивидуальных олефинов С24 и образование кокса.

Известен катализатор пиролиза пропан-бутанового углеводородного сырья в низшие олефины и способ его получения (RU 2331473 С2, кл. B01J 23/06, B01J 27/16, B01J 21/08, B01J 37/02, B01J 37/08, C10G 11/04, опубл. 20.08.2008 г.). Катализатор представляет собой сформированное на поверхности металлической стружки, которой наполнен кварцевый реактор, керамическое каталитическое пленочное покрытие весом 50-70 г/м2, имеющее брутто-состав, мол. %: смесь ZnO и CdO 20÷30, SiO2 20÷40, P2O5 40÷50 с неоднородным химическим составом по толщине покрытия. Катализатор получают путем обработки поверхности металлической стружки, которой наполнен кварцевый реактор, водными растворами или суспензиями соединений цинка, кадмия, кремния и фосфора или их смесями - золь-гель метод, сушки покрытия при 80-100°C и термообработки при 200-400°C для формирования керамического каталитического пленочного покрытия.

Известен способ пиролиза пропан-бутановой углеводородной смеси (RU 2325425 С2, кл. C10G 9/00, опубл. 27.05.2008 г.), который предполагает формирование в проточном трубчатом кварцевом реакторе на поверхности металлической стружки, которой наполнен реактор, защитного пленочного керамического покрытия весом до 70-100 г/м поверхности и брутто-состава, мол. %: P2O5 40-50, ZnO/CdO 50-40, и дополнительно примеси окислов железа, хрома и никеля, образующихся при термообработке покрытия. Формирование керамического пленочного покрытия осуществляют путем обработки поверхности металлической стружки, которой наполнен реактор, водными суспензиями или растворами соединений цинка, кадмия и фосфора ("золь-гель" метод), последующую сушку покрытия при 80-100°C и термообработку 250-450°C в течение 3-4 ч.

Способ пиролиза пропан-бутановой углеводородной смеси состава, мол. %: пропан 76.2, бутан 17.5, этан 4.1, метан 2.3, осуществляют в реакторе, изготовленном из кварца, наполненного металлической стружкой (сталь 45Х25Н35БС) в присутствии предложенного пленочного керамического покрытия, нанесенного на поверхность стружки, при температуре 730-810°C, времени контакта 0,03-0,04 с. Выход этилена при этом составляет 53-64 мол. %.

Недостатками известных способов являются:

- снижение безопасности процесса проведения пиролиза за счет использование реактора из хрупкого материала - кварца;

- сложность и многостадийность приготовления катализатора за счет необходимости использования металлической стружки, заполнения ею реактора на 60-70%, обработки ее поверхности;

- низкая термоустойчивость получаемого керамического катализатора, за счет использования предлагаемых соединений, а также неоднородного химического состава по толщине покрытия катализатора, не позволяет использовать его при высоких температурах, поскольку это способствует его рассыханию, осыпанию, не позволяет использовать его многократно;

- невысокий выход индивидуальных олефинов С24; таких как метан, этан и пропилен за счет образования жидких поликонденсированных ароматических продуктов.

В задачу группы изобретений положено создание нового катализатора для пиролиза углеводородной смеси C1-C4, нового способа его получения, а также нового способа каталитического пиролиза углеводородной смеси C14 в низшие олефины С24.

Техническим результатом от использования группы изобретений является повышение термостабильности катализатора при высоких температурах, увеличение срока его использования, повышение выхода индивидуальных олефинов, таких как метан, этан и пропилен при низком коксообразовании, повышение безопасности процесса.

Поставленная задача достигается тем, что катализатор пиролиза углеводородной смеси C1-C4, сформированный в виде пленочного покрытия в проточном трубчатом реакторе, имеет состав MexOy, или MexOy·zP2O5, где х=1,2, у=1,3, z=2,3, получаемый в результате высокотемпературного разложения соединения металла VIII группы Периодической системы элементов, такого как нитрат железа, или композиции нитрата железа с ортофосфорной кислотой, или нитрат кобальта, или композиции нитрата кобальта с ортофосфорной кислотой, или нитрат никеля, или композиции хлорида палладия с ортофосфорной кислотой.

Поставленная задача достигается также тем, что способ получения катализатора, сформированного в виде пленочного покрытия в проточном трубчатом реакторе, состава MexOy, или MexOy·zP2O5, где х=1,2, у=1,3, z=2,3, получаемого в результате высокотемпературного разложения соединения металла VIII группы Периодической системы элементов, такого как нитрат железа, или композиции нитрата железа с ортофосфорной кислотой, или нитрат кобальта, или композиции нитрата кобальта с ортофосфорной кислотой, или нитрат никеля, или композиции хлорида палладия с ортофосфорной кислотой, включает его формирование на стенках проточного трубчатого реактора в виде пленочного покрытия, путем их обработки водным раствором нитрата железа, или водным раствором композиции нитрата железа с ортофосфорной кислотой, или водным раствором нитрата кобальта, или водным раствором композиции нитрата кобальта с ортофосфорной кислотой, или водным раствором нитрата никеля, или водным раствором композиции хлорида палладия с ортофосфорной кислотой, прогреванием обработанного реактора сначала в течение 2 часов при t=200°C, затем в течение 2-2,5 часов при t=700-800°C.

Поставленная задача достигается также тем, что в способе каталитического пиролиза углеводородной смеси C1-C4 в низшие олефины C2-C4, проводимом в проточном трубчатом реакторе при температуре 710-830°C, его осуществляют в присутствии катализатора, сформированного в виде пленочного покрытия в проточном трубчатом реакторе, состава MexOy, или MexOy·zP2O5, где х=1,2, у=1,3, z=2,3, получаемого в результате высокотемпературного разложения соединения металла VIII группы Периодической системы элементов, такого как нитрат железа, или композиции нитрата железа с ортофосфорной кислотой, или нитрат кобальта, или композиции нитрата кобальта с ортофосфорной кислотой, или нитрат никеля, или композиции хлорида палладия с ортофосфорной кислотой, при давлении, близком к атмосферному, скорости пропускания газовой смеси 25-100 мл/мин, времени контакта 0,67-17,0 с, значениях гетерогенного фактора 6,7-5,6·105 см-1; используют углеводородную смесь следующего состава, мас.%: метан - 0-13,1, этан - 0-17,2, пропан - 56,3-79,3, бутан - 3,3-42,9, i-бутан - 0-16,2; используют реактор, выполненный из стали марки 12Х18Н10Т, диаметром 0,6 см; время контакта рассчитывают по формуле: τ=V/F, где V - свободный объем реактора, равный разности собственного объема реактора и объема катализатора, F - объемная скорость углеводородной смеси; значение гетерогенного фактора рассчитывают по формуле: S/V, где S - поверхность катализатора, V - свободный объем.

На фиг. 1 представлена Таблица 1 «Характеристики пиролиза углеводородной смеси при различной обработке стенок реактора (VC1-C4 50 мл/мин; τ 8.5 с; d 0.6 см; S/V 6.7 см-1)».

Предлагаемый способ получения предлагаемого катализатора, а также способ каталитического пиролиза углеводородной смеси C1-C4 в низшие олефины на предлагаемом катализаторе осуществляют следующим образом.

Катализатор формируют непосредственно на стенках стального трубчатого реактора проточного типа (сталь марки 12Х18Н10Т), диаметром 0.6 см, путем их обработки водным раствором нитрата железа, или водным раствором композиции нитрата железа с ортофосфорной кислотой, или водным раствором нитрата кобальта, или водным раствором композиции нитрата кобальта с ортофосфорной кислотой, или водным раствором нитрата никеля, или водным раствором композиции хлорида палладия с ортофосфорной кислотой. Для получения фосфатных покрытий в раствор соли добавляют расчетное количество ортофосфорной кислоты. Обработанные реакторы прогревают 2 часа при 200°C, затем 2-2.5 часа при 700-800°C. В результате термообработки получают оксиды состава MexOy или MexOy·zP2O5, где х=1,2; у=1,3; z=2,3.

Процесс каталитического пиролиза углеводородной смеси проводят при давлении, близком к атмосферному, в интервале температур 710-830°, скорости пропускания углеводородной смеси 25-100 мл/мин, времени контакта (τ) реагирующей смеси с катализатором 0.67-17.0 с. Время контакта рассчитывают по формуле τ=V/F, где V - свободный объем реактора, равный разности собственного объема реактора и объема катализатора, F - объемная скорость потока углеводородов. Значение гетерогенного фактора рассчитывают по формуле: S/V (где S - поверхность катализатора, V - свободный объем), оно варьировалось от 6.7 до 5.6·105 см-1. Используют углеводородную смесь следующего состава, мас.%: метан 0-13.1; этан 0-17.2; пропан 56.3-79.3; бутан 3.3 -42.9; i-бутан 0-16.2.

Количество углеродистых отложений, образующихся в процессе пиролиза, рассчитывают по привесу реактора, их анализ проводят на ИК-спектрометре (IR-Prestige-21) с преобразованием Фурье фирмы «Shimadzu» и на сканирующем зондовом микроскопе СЗМ Solver PRO.

Полученный катализатор представляет собой оксидную или фосфатную пленку, являющуюся продуктом высокотемпературного разложения предложенных соединений металла VIII группы Периодической системы элементов, которая имеет высокую температуру распада ≥2000°C, что способствует повышению термостабильности катализатора, увеличивает срок его использования, позволяет осуществлять с ним процесс пиролиза многократно.

Кроме этого, проведение процесса пиролиза углеводородной смеси C1-C4 в низшие олефины C2-C4 с предлагаемым катализатором обеспечивает повышение выхода олефинов, таких как этилен и пропилен при низком коксообразовании.

Проведение процесса пиролиза в проточном трубчатом реакторе из стали повышает его безопасность.

Заявленное изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в Таблице 1.

Основными газофазными продуктами пиролиза углеводородной смеси в реакторе, внутренние стенки которого были обработаны продуктами высокотемпературного разложения нитрата железа, или композиции нитрата железа с ортофосфорной кислотой, или нитрата кобальта, или композиции нитрата кобальта с ортофосфорной кислотой, или нитрата никеля, или композиции хлорида палладия с ортофосфорной кислотой, были метан, этан, этилен и пропилен, количество которых увеличивалось с температурой.

При низких температурах 700-740°C (в гетерогенной области пиролиза) выход этилена и пропилена зависит от природы металла, нанесенного на внутренние стенки реактора, при температурах выше 800-830°C эта зависимость уменьшается (гомогенная область пиролиза). По выходу этилена и его селективности лучшие результаты наблюдались у полифосфатного Со-содержащего пленочного покрытия. Однако при повышении температуры от 710 до 800°C наблюдалось снижение селективности по этилену с 64.0 до 41.2%. По выходу пропилена при 800°C лучшие результаты наблюдались у Fe- и Со-содержащих катализаторов (15.9 мас.%). При этой же температуре у Pd-фосфатного покрытия отмечен самый высокий выход метана (16.1 мас.%) при наивысшей конверсии (55.6%).

Количество углеродистых отложений на стенках стального реактора было самым низким на полифосфатных Со- и Fe-содержащих пленочных покрытиях (0.01 и 0.14 мас.% соответственно), что в 8-100 раз ниже, чем в необработанном реакторе. Самое высокое - на Ni-содержащем катализаторе (4,54 мас.%), что в 4 раза превышало образование сажи в необработанном реакторе. Известно, что при термическом пиролизе из-за высокой каталитической активности пирозмеевиков, изготовленных в основном из хромоникелевых сплавов, на внутренней поверхности идет интенсивное коксоотложение с образованием карбидов металлов, о чем свидетельствуют данные ИК спектрального анализа, а именно, широкая полоса поглощения с максимумом при 914 см-1. Такой кокс трудно поддается удалению. В ИК спектрах коксовых отложений, образующихся при пиролизе в присутствии Fe-, Co-, Ni-, Pd-фосфатных покрытий, вышеназванная полоса отсутствует, отмечается наличие углерода с неупорядоченной структурой в области 1350-1500 см-1. Образующийся аморфный кокс сравнительно легко удаляется с поверхности реактора выжиганием в потоке воздуха в течение трех часов при температуре 500-600°C. Электронно-микроскопический анализ на сканирующем зондовом микроскопе СЗМ Solver PRO подтвердил данные ИК спектроскопии образующейся сажи.

Таким образом, по выходу этилена, суммарному выходу алкенов, селективности по этилену и сажеобразованию лучшие результаты показало полифосфатное Co-содержащее пленочное покрытие, которое по выходу алкенов не уступает Zn-фосфатному покрытию, а по сажеобразованию значительно ниже. Необходимо отметить, что на каталитических системах, содержащих металлы VIII группы, при высоких температурах не наблюдалось образования жидких темно-красных продуктов, содержащих конденсированные циклы.

По величине константы скорости образования CH4 в интервале температур 710-800°C катализаторы располагаются в ряд: Pd>Co+Н3РО4>Ni>Fe>Co>без обработки, т.е. с самой большой скоростью СН4 образуется на Pd-содержащем катализаторе, а с самой низкой - в необработанном металлическом реакторе, при этом самое низкое значение энергии активации по образованию метана у Ni-содержащего катализатора, а самое высокое - у реактора без обработки.

По величине константы скорости образования C2H4 при 800°C катализаторы располагаются в ряд: Co+Н3РО4>без обработки>Pd>Fe>Co>Ni, что согласуется с экспериментальными данными по выходу этилена. Самые низкие значения энергии активации по образованию этилена были при проведении процесса в реакторе без обработки и у Co-фосфатного покрытия, а самое высокое - у Pd-содержащего катализатора.

По величине константы скорости распада пропана при 800°C катализаторы располагаются в ряд: Pd>без обработки>Co+H3PO4>Ni>Fe>Co, что хорошо согласуется с полученными экспериментальными данными по величине конверсии углеводородной смеси, которая выше всего была на Pd-содержащем катализаторе.

По величине отношения константы скорости образования метана к константе скорости образования этилена (kCH4/kC2H4) при 800°C катализаторы располагаются в ряд: Pd(2.0)>Ni(1.9)>Со(1.6)>Fe(1.4)>без обработки (1.2)>Со+H3PO4(1.1). Это свидетельствует о том, что на Pd- и Ni-содержащих катализаторах, показавших худшие результаты по выходу этилена и сажеобразованию, скорость образования метана в два раза больше скорости образования этилена, в то время как на Со-фосфатном покрытии и в реакторе без обработки эти скорости практически равны.

По основным параметрам пиролиза углеводородной смеси (выходу низших алкенов и сажеобразованию) лучшие результаты получены для Со-фосфатного покрытия.

1. Катализатор пиролиза углеводородной смеси C1-C4, сформированный в виде пленочного покрытия в проточном трубчатом реакторе, отличающийся тем, что катализатор получают в результате высокотемпературного разложения нитрата железа, или композиции нитрата железа с ортофосфорной кислотой, или нитрата кобальта, или композиции нитрата кобальта с ортофосфорной кислотой, или нитрата никеля, или композиции хлорида палладия с ортофосфорной кислотой.

2. Способ получения катализатора по п. 1 включает его формирование на стенках проточного трубчатого реактора в виде пленочного покрытия, путем их обработки водным раствором нитрата железа, или водным раствором композиции нитрата железа с ортофосфорной кислотой, или водным раствором нитрата кобальта, или водным раствором композиции нитрата кобальта с ортофосфорной кислотой, или водным раствором нитрата никеля, или водным раствором композиции хлорида палладия с ортофосфорной кислотой, прогреванием обработанного реактора сначала в течение 2 часов при t=200°C, затем в течение 2-2,5 часов при t=700-800°C.

3. Способ каталитического пиролиза углеводородной смеси C1-C4 в низшие олефины C2-C4, проводимый в проточном трубчатом реакторе при температуре 710-830°C, отличающийся тем, что его осуществляют в присутствии катализатора по п. 1 при давлении, близком к атмосферному, скорости пропускания газовой смеси 25-100 мл/мин, времени контакта 0,67-17,0 с, значениях гетерогенного фактора 6,7-5,6·105 см-1.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что используют углеводородную смесь следующего состава, мас.%:
метан - 0-13,1,
этан - 0-17,2,
пропан - 56,3-79,3,
бутан - 3,3-42,9,
i-бутан - 016,2.

5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что используют реактор, выполненный из стали марки 12X18H10T, диаметром 0,6 см.

6. Способ по п. 3, отличающийся тем, что время контакта рассчитывают по формуле: τ=V/F, где V - свободный объем реактора, равный разности собственного объема реактора и объема катализатора, F - объемная скорость потока углеводородной смеси.

7. Способ по п. 3, отличающийся тем, что значение гетерогенного фактора рассчитывают по формуле: S/V, где S - поверхность катализатора, V - свободный объем.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу повышения выхода пропилена в установке флюид каталитического крекинга. Способ включает следующие стадии: (a) крекинг углеводородного сырья в стояке, работающем в температурном диапазоне от 500°C до 625°C в присутствии псевдоожиженного твердого микросферического крекирующего катализатора для получения углеводородных продуктов; (b) отделение загруженного коксом отработанного катализатора от углеводородных продуктов и его отпаривание в отпарной колонне для удаления углеводородов, захваченных внутри пор катализатора; (c) выжигание отложений кокса на отработанном катализаторе в регенераторе; (d) рециркуляция части горячего регенерированного катализатора в отпарную колонну с поддержанием температуры в отпарной колонне в диапазоне от 550 до 650°C и рециркуляция оставшейся части горячего регенерированного катализатора в нижнюю часть стояка; (e) закачка углеводородной фракции С4, отделенной от продуктов крекинга, по выбору с внешним потоком углеводорода С4 в отпарную колонну, причем кокс на циркулирующем катализаторе в отпарной колонне составляет от 0,3 до 1% мас., а величина WHSV лежит в диапазоне от 5 до 50 час-1.

Изобретение относится к способу получения ароматических углеводородов из сырья на основе талового масла. Способ характеризуется тем, что газообразный водород и биоасло, которое состоит на 2-90% из жирных кислот талового масла, на 2-98% из смоляных кислот талового масла и необязательно других растительных масел, направляют в неподвижный слой катализатора, образованный из твердого материала; биомасло подвергают каталитической деоксигенации и крекингу в слое под действием водорода с использованием катализатора деоксигенации и катализатора крекинга, которые отличаются друг от друга и расположены последовательно на расстоянии друг от друга в слое катализатора.

Изобретение относится к способу получения ароматических соединений из углеводородного сырьевого потока. Способ включает стадии, на которых: направляют углеводородный сырьевой поток в установку разделения и таким образом получают легкий технологический поток, имеющий пониженную концентрацию эндотермических углеводородных компонентов, и тяжелый технологический поток, имеющий более высокую концентрацию эндотермических компонентов.

Изобретение относится к мультитоннажному нефтехимическому кластеру по переработке нефтезаводского углеводородного газа в продукцию нефтехимии с помощью процесса пиролиза, объединяющему, по крайней мере, более двух нефтеперерабатывающих заводов.

Изобретение относится к способу получения легких олефинов. При этом способ включает: (a) пропускание оксигенатного сырья в реактор превращения оксигенатов в олефины, чтобы оксигенатное сырье контактировало с молекулярно-ситовым катализатором и превращалось в легкие олефины, которые выгружаются из реактора превращения оксигенатов в олефины в виде исходящего потока; (b) разделение исходящего потока на первый поток легких олефинов, отделенный от первого потока, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды; (c) селективное гидрирование и последующий крекинг первого потока, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды, во втором реакторе крекинга олефинов, используя катализатор крекинга олефинов, с образованием первого исходящего потока газов крекинга, содержащего легкие олефины; (d) отдельный крекинг углеводородного потока с образованием второго исходящего потока газов крекинга, содержащего легкие олефины, и отдельного потока пиролизного газа, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды; (e) совместное фракционирование первого и второго исходящих потоков газов крекинга, чтобы получить второй поток, содержащий легкие олефины, отделенный от второго потока, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды; (f) совместное кондиционирование первого потока и второго потока, содержащего легкие олефины, с целью удаления кислых газов и получения кондиционированного потока; и (g) разделение кондиционированного потока на поток этиленового продукта, поток пропиленового продукта и поток, содержащий углеводороды С4.
Предложен новый катализатор крекинга олефинов. Катализатор содержит цеолит, характеризующийся отношением диоксида кремния к оксиду алюминия, равным 400 или больше; который подвергнут ионному обмену для уменьшения содержания щелочных и щелочноземельных металлов до величины ниже 100 ч./млн масс.; и затем подвергнут обработке паром и промывке кислотой.

Изобретение относится к способу получения легких олефинов, включающему: (a) пропускание кислородсодержащего сырья в реактор превращения кислородсодержащих соединений в олефины, так чтобы кислородсодержащее сырье контактировало с катализатором на основе молекулярных сит и превращалось в легкие олефины, которые выходят из реактора превращения кислородсодержащих соединений в олефины в виде вытекающего потока; (b) разделение вытекающего потока на первый поток легких олефинов и отделенный от него первый поток, содержащий С4 и более тяжелые углеводороды; (c) селективное гидрирование и последующий крекинг первого потока, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды, с получением первого вытекающего потока газов крекинга, содержащего легкие олефины; (d) отдельный крекинг углеводородного потока с получением второго вытекающего потока газов крекинга, содержащего легкие олефины; (e) совместное фракционирование первого и второго вытекающих потоков газов крекинга с получением второго потока, содержащего легкие олефины, отделенного от второго потока, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды; (f) совместную обработку первого и второго потоков, содержащих легкие олефины, для удаления кислых газов и получения обработанного потока; (g) разделение обработанного потока на поток этиленового продукта, поток пропиленового продукта и поток, содержащий углеводороды С4; и (h) необязательное селективное гидрирование потока, содержащего углеводороды С4, и последующее фракционирование необязательно селективно гидрированного потока для того, чтобы отделить 2-бутеновый поток от первого потока 1-бутена.
Изобретение относится к области химии и может быть использовано в нефтепереработке с целью утилизации наиболее широко распространенных полимерных отходов и с получением из них ценных продуктов нефтепереработки.

Изобретение относится к способу конверсии тяжелого углеводородного сырья. Изобретение касается способа совместного получения бензина и пропилена из тяжелого углеводородного сырья с начальной точкой кипения выше 340°C на установке каталитического крекинга (FCC), за которой следует установка олигомеризации, которые могут работать в двух режимах, называемых "максимум пропилена" и "максимум бензина", причем для режима "максимум пропилена" сырье, подаваемое на установку олигомеризации, состоит из олефиновой фракции C4 или C4/C5, для режима "максимум бензина" сырье, подаваемое на установку олигомеризации, состоит из олефиновой фракции C3/C4, каталитический крекинг проводится в единственном реакторе или в двух разных реакторах, причем каждый реактор может функционировать в восходящем потоке.

Изобретение относится к устройству для инжектирования сырья в дисперсию перемещающихся частиц катализатора в реакторе. Устройство содержит: множество внешних трубопроводов, каждый из которых на выходном и входном концах имеет наконечники, находящиеся в жидкостной связи с первым жидким сырьем, причем каждый из наконечников имеет множество отверстий для инжектирования сырья в реактор и наконечники образуют совокупность наконечников; и множество внутренних трубопроводов, каждый из которых имеет входной конец, входящий в соответствующий один из внешних трубопроводов, и выходной конец которого находится в жидкостной связи со вторым жидким сырьем.

Изобретение относится к способу получения носителя на основе активного оксида алюминия для катализаторов гидроочистки. Данный способ включает осаждение гидроксида алюминия из раствора алюмината натрия азотной кислотой, его стабилизацию, обработку кислотой, формовку, сушку и прокаливание.

Изобретение относится к тройному катализатору для обработки выбросов отработанных газов из двигателей внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, установленных на транспортных средствах, фильтру для сажи с тройным катализатором, способу получения катализатора, способу обработки выбросов отработанных газов, выхлопной системе для двигателя внутреннего сгорания и транспортному средству.

Изобретение относится к катализатору гидрообработки углеводородного сырья. Данный катализатор содержит аморфную подложку на основе оксида алюминия или алюмосиликата, по меньшей мере один С1-С4-диалкилсукцинат, лимонную кислоту, фосфор и гидрирующую-дегидрирующую группу, содержащую по меньшей мере один элемент из неблагородных элементов группы VIII и по меньшей мере один элемент группы VIB.

Изобретение относится к способам изготовления оксидных композитных катализаторов на металлическом носителе-подложке, которые могут быть использованы в реакциях конверсии СО в СO2, при очистке технологических и выхлопных газов, в частности, в двигателях внутреннего сгорания.

Изобретение относится к композиции на основе оксида циркония и по меньшей мере одного оксида редкоземельного элемента, отличного от церия, для обработки выхлопных газов от двигателей внутреннего сгорания при массовой доле оксида циркония по меньшей мере 50%.

Изобретение относится к катализатору получения синтез-газа каталитической паро-углекислотной конверсией углеводородов, содержащему оксид никеля и оксид магния, нанесенные на пористый никель при следующем содержании компонентов, мас.%: оксид никеля - 3,5-5,1, оксид магния - 8,6-10,4, металлический пористый никель - остальное.
Изобретение относится к способу создания каталитического слоя на поверхности пористого носителя. Данный способ включает нанесение наночастиц катализатора, содержащих оксид церия или гомогенный смешанный оксид церия и циркония, на внутреннюю поверхность пористого носителя из оксида алюминия посредством погружения пористого носителя в предварительно приготовленную стабильную водную суспензию, содержащую наночастицы катализатора, и запекание носителя с нанесенными на него наночастицами катализатора.

Изобретение относится к подложке катализатора, содержащей пористый оксид алюминия. Данная подложка обладает высокой удельной поверхностью и высоким объемом пор.
Изобретение относится к способу получения модифицированного диоксидом кремния носителя катализатора. Данный способ включает: (i) нанесение алкилсиликата формулы Si(OR)4, где R представляет собой С1-С4-алкильную группу, на поверхность материала пористого носителя в количестве, обеспечивающем получение содержания диоксида кремния в модифицированном диоксидом кремния носителе катализатора, выраженного как Si, в интервале 0,25-15 мас.%, (ii) обработку модифицированного диоксидом кремния носителя водой для усиления гидролиза алкилсиликата на носителе, вызывая его сшивку, тем самым увеличивая его молекулярную массу и снижая его летучесть, (iii) сушку полученного обработанного водой носителя и (iv) прокаливание высушенного материала с образованием модифицированного диоксидом кремния носителя катализатора.

Изобретение относится к способу приготовления мезопористого катализатора для получения высокоиндексных синтетических деценовых базовых масел. Способ заключается в том, что смешивают тетраэтилортосиликат и наногидрат нитрата хрома с последующим добавлением смеси к 0,28 Μ раствору HCl с рН 5,2-5,5.
Изобретение относится к способу получения циановодорода при каталитическом окислении в аммиачной среде исходных веществ. .
Наверх