Комбинированный катализатор и способ получения обогащённого триптаном экологически чистого высокооктанового бензина в его присутствии

Настоящее изобретение относится к получению высокооктанового бензина с низким содержанием ароматических соединений, но с высоким содержанием триптана (2,2,3-триметилбутана), и может применяться в области получения моторного топлива. Комбинированный катализатор получения обогащенного триптаном экологически чистого бензина включает модифицированные цеолиты HZSM-5 и HY при их массовом отношении 1:1-1:2, причем модифицированный цеолит HZSM-5 имеет следующий состав, мас.%: цеолит HZSM-5 с SiO2/Al2O3=37, содержащий не более 0,04 мас.% оксида натрия - 50-70, Mg - 0,1-2,0, оксид алюминия - остальное, а модифицированный цеолит HY имеет следующий состав, мас.%: цеолит HY с SiO2/Al2O3=2.73, содержащий не более 0,02 мас.% оксида натрия - 50-70, Pd - 0,1-1,0, оксид лантана - 0,5-3,5, оксид алюминия - остальное. Способ получения обогащенного триптаном экологически чистого бензина с октановым числом не менее 90 пунктов по исследовательскому методу включает превращение ДМЭ и/или метанола в присутствии указанного комбинированного катализатора. Технический результат заключается в получении обогащенного триптаном бензина, повышении селективности по высокоразветвленным C5+-углеводородам, снижении содержания в продуктах ароматических углеводородов, в частности дурола, экологическая чистота продукта. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 17 пр.

 

Настоящее изобретение относится к получению высокооктанового бензина с низким содержанием ароматических соединений, но с высоким содержанием триптана (2,2,3-триметилбутана), из диметилового эфира и/или метанола (продуктов конверсии синтез-газа, одним из источников которого является попутный нефтяной газ). По разным источникам октановое число (ИОЧ) триптана варьируется от 110 до 112 (МОЧ выше 100). Изобретение может применяться в области получения моторного топлива.

Известны катализатор на основе цеолита типа пентасилов, содержащего оксид цинка, оксид лантана и палладий, для получения смеси углеводородов, и способ получения смеси углеводородов с низким содержанием ароматических соединений по патенту РФ №2442650, С07С 1/20, 20.02.2012 г. Согласно способу в проточном изотермическом реакторе в циркуляционном режиме проводят синтез углеводородов при давлении 10 МПа и температуре 340-380°C. В качестве сырья используют модельную газовую смесь, составленную из паров диметилового эфира (ДМЭ) и синтез-газа состава (в об. %): N2 - 4,0; СО - 21,0; CO2 - 3,0; Н2 - 72,0.

Такой способ позволяет получать с высокой селективностью жидкий продукт с низким содержанием ароматических углеводородов (4,5-8,0%) и высоким содержанием алканов изо-строения (более 77%). Получаемый продукт содержит следовые количества триптанов.

Недостатком представленного способа является низкое октановое число (по исследовательскому методу не более 75 пунктов), обусловленное низким содержанием ароматических углеводородов в составе получаемого продукта, что не позволяет использовать его в качестве базового компонента автобензина.

Из уровня техники неизвестны способы получения бензина, обогащенного триптаном и гетерогенные катализаторы для таких способов.

Задачей предлагаемого изобретения является получение каталитических систем (катализаторов) для получения бензина повышенного качества, содержащего триптаны и другие высоко-разветвленные С5+-углеводороды, с пониженным содержанием ароматических углеводородов, в частности тетраметилбензола (дурол).

Поставленная задача решается тем, что предложен комбинированный катализатор получения обогащенного триптаном экологически чистого бензина, включающий модифицированные цеолиты HZSM-5 и HY при их массовом отношении 1:1-1:2, причем модифицированный цеолит HZSM-5 имеет следующий состав, % мас.:

цеолит HZSM-5 с SiO2/Al2O3=37, содержащий
не более 0,04 мас. % оксида натрия - 50-70
Mg - 0,1-2,0
оксид алюминия - остальное,

а модифицированный цеолит HY имеет следующий состав, % мас.:

цеолит HY с SiO2/Al2O3=2.73, содержащий
не более 0,02 мас. % оксида натрия - 50-70
Pd - 0,1-1,0
оксид лантана - 0,5-3,5
оксид алюминия - остальное.

Поставленная задача также решается тем, что способ получения обогащенного триптаном экологически чистого бензина с октановым числом не менее 90 пунктов по исследовательскому методу включает превращение ДМЭ и/или метанола в присутствии указанного комбинированного катализатора.

В предлагаемом изобретении указанный технический результат достигается за счет использования на стадии синтеза углеводородов из ДМЭ и/или метанола комбинированного катализатора, состоящего из обменных форм цеолитов (модифицированных цеолитов) HZSM-5 и HY.

Предлагаемый способ получения высокооктанового бензина позволяет снизить содержание дурола от 1,0 до 0 мас. % и ароматических углеводородов в целом до ≤2,0 мас. %, при этом улучшается октановая характеристика получаемого жидкого продукта от 75 (в сравнительном примере 8) до 91,5. Предлагаемое изобретение иллюстрируется приведенными ниже примерами.

Пример 1

Катализатор готовят по методике, приведенной в патенте РФ №2248341 от 2005 г., на основе цеолита, представляющего собой отечественный аналог цеолита типа пентасил, ЦВМ с мольным отношением SiO2/Al2O3=30 (ТУ 38.102168-85). Катализатор содержит в своем составе оксид цинка в количестве 1,0 мас. %, палладий в количестве 0,5 мас. % и оксид алюминия в количестве 32,5 мас. %.

Пример 2 (сравнительный)

Катализатор готовят на основе цеолита типа HY с SiO2/Al2O3=2.73 и содержанием не более 0,02 мас. % оксида натрия. Перед смешением цеолита со связующим (оксид алюминия) в состав катализатора вводят лантан методом ионного обмена из водного раствора нитрата лантана, взятого в количестве, обеспечивающем содержание оксида лантана в конечном катализаторе 2 мас. %. Полученные гранулы катализатора сушат на воздухе, затем в сушильном шкафу при 100-110°C в течение 4 ч, затем, прокаливают при 500°C в течение 4 ч. Палладий наносят на гранулы катализатора из аммиаката палладия. Катализатор снова сушат при 120°C и прокаливают при 500°C в течение 3 часов. Катализатор имеет состав, % мас.: Pd - 0,5; оксид лантана - 2; цеолит - 65; оксид алюминия - остальное.

Пример 3 (сравнительный)

Катализатор готовят на основе цеолита типа ZSM-5 с мольным отношением SiO2/Al2O3=37 (производство ОАО «Ангарский завод катализаторов и органического синтеза», содержит не более 0,04 мас. % оксида натрия). Водородную форму цеолита с заданным остаточным содержанием в нем оксида натрия не более 0,04 мас. % получают при двукратном катионном обмене Na+ в 1N растворе азотнокислого аммония с последующей сушкой и прокаливанием в течение 4 ч при 500°C. Перед смешением цеолита со связующим (оксид алюминия) методом ионного обмена в состав катализатора вводят магний из водного раствора шестиводного нитрата магния. Полученные гранулы катализатора сушат на воздухе, затем в сушильном шкафу при 100-110°C в течение 4 ч, затем прокаливают при 500°C в течение 4 ч. Катализатор имеет состав, мас. %: Mg - 1,0; цеолит - 66,0; оксид алюминия - остальное.

Пример 4

Катализатор (комбинированный) готовят смешением катализатора по примеру 2 с катализатором по примеру 3, взятых в массовом соотношении 1/1.

Пример 5

Комбинированный катализатор приготовлен по примеру 4 с той разницей, что катализатор по примеру 2 и катализатор по примеру 3 взяты в массовом соотношении 2/1.

Пример 6

Комбинированный катализатор приготовлен по примеру 4 с той разницей, что катализатор по примеру 2 и катализатора по примеру 3, взяты в массовом соотношении 1/2.

Пример 7

Катализатор приготовлен по примеру 2 с той разницей, что проведено дополнительное модифицирование магнием в количестве 1 мас. %.

Пример 8 (сравнительный).

Катализатор, полученный по примеру 1, используют для получения смеси углеводородов бензинового ряда с низким содержанием ароматических соединений из сырья, содержащего диметиловый эфир, оксиды углерода и водород в циркуляционном режиме в проточном изотермическом реакторе высокого давления.

Процесс осуществляют согласно патенту РФ №2442650 по следующей схеме: перед опытом проводят активацию катализатора в потоке водорода (Р=0,1 МПа, V=5 л/ч) при подъеме температуры 50° в час. По достижении рабочей температуры образец катализатора выдерживают в этом режиме в течение 3 часов. Затем подачу водорода прекращают и при давлении 10 МПа и температуре 340°C начинают подачу исходного сырья. В качестве сырья используют модельную газовую смесь, составленную из паров диметилового эфира и синтез-газа состава (в об. %): N2 - 4,0; СО - 21,0; CO2 - 3,0; Н2 - 72,0.

Контактная смесь из реактора поступает в сепаратор, где происходит разделение ее на водную, жидкую органическую и газовую фазу. Газовая фаза (содержит непрореагировавшие компоненты синтез-газа и легкие углеводородные газы С1-С4) разделяется на два потока и поступает в реактор синтеза углеводородов и часть потока сбрасывается в атмосферу (газ сдувки).

Пример 9

Катализатор, полученный по примеру 2, используют для получения обогащенного триптаном экологически чистого бензина в условиях, приведенных в примере 8.

Примеры 10-17

Катализаторы, полученные по примерам 2-7, используют для получения обогащенного триптаном экологически чистого бензина в условиях, приведенных в примере 8, с той разницей, что в качестве сопутствующего газа используют водород.

Условия проведения описанного способа и характеристики получаемой смеси углеводородов приведены в табл. 1.

Таблица 1. Основные показатели процесса получения из ДМЭ обогащенного триптаном экологически чистого бензина

*в расчете на массу катализатора по примеру 2

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получать из газовой смеси, содержащей диметиловый эфир, бензин повышенного качества с октановым числом не менее 90 пунктов по исследовательскому методу, содержащий триптаны и другие высоко-разветвленные С5+-углеводороды, с пониженным содержанием ароматических углеводородов, в частности тетраметилбензола (дурол).

Следует отметить экологическое значение предлагаемого способа: высокая степень чистоты получаемого продукта едва ли может быть достигнута при использовании нефтяного сырья.

Необходимо также подчеркнуть, что аналогов подобного способа получения экологически чистого высокооктанового бензина нет ни в зарубежной, ни в отечественной промышленности.

1. Комбинированный катализатор получения обогащенного триптаном экологически чистого бензина с октановым числом не менее 90 пунктов по исследовательскому методу, включающий модифицированные цеолиты HZSM-5 и HY при их массовом отношении 1:1-1:2, причем модифицированный цеолит HZSM-5 имеет следующий состав, мас.%:

цеолит HZSM-5 с SiO2/Al2O3=37, содержащий
не более 0,04 мас.% оксида натрия 50-70
Mg 0,1-2,0
оксид алюминия остальное,

а модифицированный цеолит HY имеет следующий состав, мас.%:

цеолит HY с SiO2/Al2O3=2.73, содержащий

не более 0,02 мас.% оксида натрия 50-70
Pd 0,1-1,0
оксид лантана 0,5-3,5
оксид алюминия остальное

2. Способ получения обогащенного триптаном экологически чистого бензина с октановым числом не менее 90 пунктов по исследовательскому методу, включающий превращение ДМЭ в присутствии комбинированного катализатора по п. 1.



 

Похожие патенты:

Заявлен способ получения каталитической присадки в форме микрогранул и каталитическая присадка, полученная этим способом. Способ включает обработку ZSM-5 цеолита фосфоросодержащим соединением таким образом, чтобы включить в него от 2 масс.

Предложен цеолитсодержащий катализатор для превращения смеси низкомолекулярных парафиновых и олефиновых углеводородов в концентрат ароматических углеводородов или высокооктановый компонент бензина, содержащий цеолит ZSM-5 с силикатным модулем SiO2/Al2O3=30-100 моль/моль и остаточным содержанием оксида натрия 0,03 - 0,07 мас.%, элементы структуры цеолита и связующий компонент, а в качестве элементов структуры цеолита катализатор содержит оксид циркония, оксид скандия, оксид церия, оксид олова, оксид цинка, оксид свинца или смесь оксидов этих металлов.

Изобретение относится к способу получения пиридинового основания или его алкильных производных с высоким выходом. Способ включает взаимодействие C2–C5 альдегида, C3–C5 кетона или их комбинации с аммиаком и необязательно с формальдегидом в газовой фазе и в присутствии эффективного количества катализатора в форме твердых частиц, который содержит цеолит, выбранный из группы, состоящей из ZSM-5, ZSM-11 и их комбинаций, цинк, связующее вещество и глину, причем отношение кислот Льюиса и Бренстеда (L/B) указанного катализатора составляет от 1,5 до 4,0.

Изобретение относится к способу получения пиридинового основания или его алкильных производных с высоким выходом. Способ включает взаимодействие C2–C5 альдегида, C3–C5 кетона или их комбинации с аммиаком и необязательно с формальдегидом в газовой фазе и в присутствии эффективного количества катализатора в форме твердых частиц, который содержит цеолит, выбранный из группы, состоящей из ZSM-5, ZSM-11 и их комбинаций, цинк, связующее вещество и глину, причем отношение кислот Льюиса и Бренстеда (L/B) указанного катализатора составляет от 1,5 до 4,0.
Настоящее изобретение касается катализаторов, систем и способов, которые пригодны для очистки выхлопного газа, происходящего от сгорания углеводородного топлива, и, в частности, выхлопного газа, содержащего оксиды азота, такого как выхлопной газ, производимый дизельными двигателями.

Изобретение относится к получению гранулированного катализатора из синтетического цеолита структурного типа пентасил с высоким содержанием цеолитной фазы. Полученный катализатор может быть использован в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, в частности в процессах селективной гидродепарафинизации, алкилирования, изомеризации алкилароматических углеводородов и других.

Изобретение относится к катализатору для обработки выхлопных газов при селективном каталитическом восстановлении оксидов азота, содержащему: (a) от 1 до 99 масс.% октаэдрического молекулярного сита (OMS), содержащего оксид марганца; и (b) от 1 до 99 масс.% молекулярного сита (молекулярных сит) со средними порами и/или с крупными порами, где катализатор представляет собой композитный катализатор и октаэдрическое молекулярное сито (OMS) сформировано в присутствии молекулярного сита.

Изобретение относится к способу получения пара-ксилола. Способ включает: (a) получение катализатора, включающего ZSM-5, фосфор или его соединение и связующее, где катализатор содержит от 5 до 15 мас.% ZSM-5 и был пропарен при температуре, равной не ниже 900°C, где указанный пропаренный катализатор обладает параметром диффузии для 2,2-диметилбутана, равным примерно 0,1-15 с-1 по данным измерения при температуре, равной 120°C, и давлении 2,2-диметилбутана, равном 60 Торр (8 кПа); и (b) алкилирование бензола и/или толуола алкилирующим реагентом, выбранным из группы, включающей метанол, диметиловый эфир и их смеси, в присутствии указанного пропаренного катализатора при условиях, включающих температуру, равную не ниже 500°C, и парциальное давление Н2О, составляющее 15-15,7 фунт-сила/дюйм2 абс.

Данное изобретение относится к одностадийному каталитическому процессу конверсии н-парафинов и нафты в углеводороды дизельного интервала (дизельное топливо). Описан одностадийный каталитический способ конверсии н-парафинов и нафты (90-140°С) в углеводороды дизельного интервала с использованием твердого кислотного катализатора Pt-Sn-ZSM-5, в котором указанный способ включает загрузку катализатора Pt-Sn-ZSM-5 в реактор, восстановление катализатора водородом при температуре от 500 до 600°С в течение от 6 до 10 ч потоком газа водорода при 6-16 л/ч, с последующим введением непрерывного потока сырья с весовой часовой объемной скоростью (ВЧОС) от 2 до 10 ч-1 при температуре в диапазоне от 400 до 450°C с газом носителем при объемной скорости потока от 5 до 50 л/ч и давлении в реакторе от 2 до 30 бар, с получением жидких продуктов и газовых продуктов, в котором жидкими продуктами являются углеводороды дизельного интервала и бензин, при этом в катализаторе Pt-Sn-ZSM-5 процентное содержание Pt и Sn находится в интервале от 0,1 до 1,0 вес.% и от 0,2 до 1,6 вес.% соответственно.

Группа изобретений относится к цеолитсодержащим материалам и их использованию в качестве катализаторов. Предложен катализатор безводородной депарафинизации углеводородного сырья, в частности дизельного топлива, на основе гранулированной смеси алюмосиликатного цеолита ZSM-5 с мольным отношением SiO2/Al2O3, равным 23-80, со связующим (Al2O3 или SiO2), модифицированной фторидом цинка до 1,5-5,0%-ного содержания цинка, характеризующийся остаточным содержанием ионов натрия менее 0,1%.

Изобретение относится к способу производства катализаторов и может быть использовано для процесса алкилирования изопарафиновых углеводородов олефинами в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.
Изобретение относится к технологии производства катализаторов и может быть использовано для процесса алкилирования изопарафиновых углеводородов олефинами в нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности.

Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к получению катализатора на основе цеолитов для алкилирования изобутана олефинами, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к способу ароматизации неароматических углеводородов, содержащихся в гидрированной фракции C6 -C8 пироконденсата. .

Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к получению катализатора на основе цеолитов для алкилирования изобутана олефинами, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к получению катализатора на основе цеолитов для алкилирования изобутана олефинами, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к способу производства жидкого топлива. .

Изобретение относится к нефтепереработке. .

Изобретение относится к катализатору для очистки выхлопного газа от дизельного двигателя, содержащему: (а) 0,1-10% мас. переходного металла групп 8-11; и (b) 90-99,9% мас.

Настоящее изобретение относится к получению высокооктанового бензина с низким содержанием ароматических соединений, но с высоким содержанием триптана, и может применяться в области получения моторного топлива. Комбинированный катализатор получения обогащенного триптаном экологически чистого бензина включает модифицированные цеолиты HZSM-5 и HY при их массовом отношении 1:1-1:2, причем модифицированный цеолит HZSM-5 имеет следующий состав, мас.: цеолит HZSM-5 с SiO2Al2O337, содержащий не более 0,04 мас. оксида натрия - 50-70, Mg - 0,1-2,0, оксид алюминия - остальное, а модифицированный цеолит HY имеет следующий состав, мас.: цеолит HY с SiO2Al2O32.73, содержащий не более 0,02 мас. оксида натрия - 50-70, Pd - 0,1-1,0, оксид лантана - 0,5-3,5, оксид алюминия - остальное. Способ получения обогащенного триптаном экологически чистого бензина с октановым числом не менее 90 пунктов по исследовательскому методу включает превращение ДМЭ иили метанола в присутствии указанного комбинированного катализатора. Технический результат заключается в получении обогащенного триптаном бензина, повышении селективности по высокоразветвленным C5+-углеводородам, снижении содержания в продуктах ароматических углеводородов, в частности дурола, экологическая чистота продукта. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 17 пр.

Наверх