CS263400B1 - Catalyst for selective hydrogenation of acetylates and dione - Google Patents
Catalyst for selective hydrogenation of acetylates and dione Download PDFInfo
- Publication number
- CS263400B1 CS263400B1 CS875990A CS599087A CS263400B1 CS 263400 B1 CS263400 B1 CS 263400B1 CS 875990 A CS875990 A CS 875990A CS 599087 A CS599087 A CS 599087A CS 263400 B1 CS263400 B1 CS 263400B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- catalyst
- zeolite
- hydrogenation
- crystalline
- selectivity
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Katalyzátor pre selektívnu hydrogenáciu acetylénov a diénov v uhlovodíkových frakciách C2 a C4 pracujúci s vysokou selektivitou hydrogenácie na alkény. Katalyzátor je výhodný pre hydrogenáciu metylacettylénu a propadiénu v pyrolýznych C3 frakciách alebo pre hydrogenáciu zbytkového butadiénu v n-buténoch, kde umožňuje 95 % konverziu diénov a acetylénov pri selektivitě 85 až 90 % na tvorbu alkénov. Katalyzátory na rozdiel od doteraz známých katalyzátorov pre selektívne hydrogenácie využívajú Specificky upravené zeolity neobsahujúce kyslé centrá, pričom majú vysoký Specifický povrch s min. obsahom drahého kovu.Catalyst for selective hydrogenation of acetylenes and dienes in hydrocarbon fractions C2 and C4 working with high selectivity of hydrogenation to alkenes. The catalyst is advantageous for the hydrogenation of methylacetylene and propadiene in pyrolysis C3 fractions or for the hydrogenation of residual butadiene in n-butenes, where it enables 95% conversion of dienes and acetylenes with a selectivity of 85 to 90% for the formation of alkenes. Unlike previously known catalysts for selective hydrogenation, the catalysts use specifically modified zeolites that do not contain acid centers, while they have a high specific surface area with min. precious metal content.
Description
(54) Katalyzátor pre selektlvnu hydrogenáciu acetylánov a diónov(54) Catalyst for the selective hydrogenation of acetylanes and dione
Katalyzátor pre selektívnu hydrogenáciu acetylénov a diénov v uhlovodíkových frakciách C2 a C4 pracujúci s vysokou selektivitou hydrogenácie na alkény. Katalyzátor je výhodný pre hydrogenáciu metylacettylénu a propadiénu v pyrolýznych C3 frakciách alebo pre hydrogenáciu zbytkového butadiénu v n-buténoch, kde umožňuje 95 % konverziu diénov a acetylénov pri selektivitě 85 až 90 % na tvorbu alkénov. Katalyzátory na rozdiel od doteraz známých katalyzátorov pre selektívne hydrogenácie využívajú Specificky upravené zeolity neobsahujúce kyslé centrá, pričom majú vysoký Specifický povrch s min. obsahom drahého kovu.Catalyst for the selective hydrogenation of acetylenes and dienes in C2 and C4 hydrocarbon fractions operating with high selectivity of hydrogenation to alkenes. The catalyst is advantageous for the hydrogenation of methylacettylene and propadiene in pyrolysis C3 fractions or for the hydrogenation of residual butadiene in n-butenes where it allows 95% conversion of dienes and acetylenes at a selectivity of 85 to 90% for the formation of alkenes. The catalysts, in contrast to the prior art selective hydrogenation catalysts, utilize specifically treated acid-free zeolites, having a high specific surface area of min. containing precious metal.
Vynález sa týká výroby katalyzátora pre selektívnu hydrogenáciu acetylénu, metylacetylénu, propadiénu, butadiénu a vinylacetylénu, divinylacetylénu v ich zmesiach s alkénmi a alkánmi Cg, a C^ uhlovodíkov. Katalyzátorové sústavy obsahujú prvky VIII. skupiny, prvky vzácných zemin, kryštalické zeolity a využívajú sa bud samotné alebo v zmesi s inertným materiálom.The invention relates to the production of a catalyst for the selective hydrogenation of acetylene, methylacetylene, propadiene, butadiene and vinylacetylene, divinylacetylene in mixtures thereof with alkenes and alkanes of C8, and C8 hydrocarbons. The catalyst systems comprise elements of VIII. groups, rare earth elements, crystalline zeolites and are used either alone or in admixture with an inert material.
Selektívna hydrogenácia acetylénových a dienických uhlovodíkov v zmesi s alkénmi a alkánmi prebieha za použitia katalyzátorov, ktoré podstatné rýchlejšie hydrogenujú acetylény a dlény ako alkény. Viacnenasýtené uhlovodíky, acetylény a diény je třeba plné odstraňovat a přitom ich hydrogenovat tým spósobom, aby z nich vznikali prevažne alkény.The selective hydrogenation of acetylene and dienic hydrocarbons in admixture with alkenes and alkanes takes place using catalysts that substantially hydrogenate acetylenes and dlenes more rapidly than alkenes. Polyunsaturated hydrocarbons, acetylenes and dienes need to be fully removed while hydrogenating them to produce predominantly alkenes.
V anglickom patente 968 337 patentuje firma Bayer hydrogenáciu metylacetylénu a propadiénu v Cg frakcii. Hydrogenácia sa robí v tekutej fáze v rúrkovom reaktore za použitia katalyzátora pozostávajúceho z oxidu hlinitého impregnovaného paládiom. Používané katalyzátory majú nízký Specifický povrch max. 10 m /g.In English Patent 968,337, Bayer patented the hydrogenation of methylacetylene and propadiene in the Cg fraction. The hydrogenation is carried out in the liquid phase in a tubular reactor using a catalyst consisting of alumina impregnated with palladium. The catalysts used have a low specific surface area of max. 10 m / g.
Francúzsky patent 363 374 firmy Shell chráni spósob hydrogenácie C4 a Cg uhlovodíkových frakcii obsahujúcich acetylénické uhlovodíky za použitia katalyzátorov pozostávajúoich z Pd nanesenom na makroporéznom nosiči s nízkým povrchom.French Patent 363,374 claims a method of Shell hydrogenation of C 4 and C g of the hydrocarbon fraction comprising acetylenic hydrocarbons using catalysts pozostávajúoich of the applied Pd on a macroporous support having a low surface area.
Francúzsky patent 1 370 445 firmy Chemische Werke Htlls chráni spósob hydrogenácie acetylénových a diénových uhlovodíkov, za použitia chromanu médi.French Patent 1 370 445 from Chemische Werke Htlls protects a method of hydrogenating acetylene and diene hydrocarbons using chromate media.
V patente NSR 2 107 568 firmy IPP sa chráni selektívna hydrogenácia zmesi uhlovodíkov obsahujúcich 3 až 10 uhlíkov v molekule a obsahujúcich viacnenasýtené zlúčeniny dvojstupňovou hydrogenáciou. Zmes vstupujúca do prvého reaktora obsahuje 0,5 až 3 % nenasýtených dienických a acetyleniokých uhlovodíkov. V druhom stupni sa došisťujú diény na obsah niekolko desiatok ppm.IPP Patent No. 2,107,568 to IPP protects the selective hydrogenation of a mixture of hydrocarbons containing 3 to 10 carbons per molecule and containing polyunsaturated compounds by two-stage hydrogenation. The mixture entering the first reactor contains 0.5 to 3% unsaturated dienic and acetylenic hydrocarbons. In the second stage the dienes are adjusted to a content of several tens of ppm.
V NSR patente 2 319 812 chráni výskumný ústav syntetických alkoholov a organických produktov, spósob čistenia plynov obsahujúcich acetylén alebo jeho homológy a diény hydrogenáciou, přitom sa prúd uhlovodíkov obsahujúcich acetylény a diény prebubláva cez vrstvu alifatických alkoholov alebo karbonylových zlúčenín, alebo derivátov mastných kyselin takou rýchlosťou, aby sa katalyzátorové čiastočky udržali v suspenzii.In German Patent No. 2 319 812, the Research Institute for Synthetic Alcohols and Organic Products protects a method of purifying gases containing acetylene or homologues and dienes by hydrogenation, while a stream of acetylene and diene-containing hydrocarbons is bubbled through a layer of aliphatic alcohols or carbonyl compounds or fatty acid derivatives. to keep the catalyst particles in suspension.
Katalyzátor pozostáva z oxidu uhlinitého, oxidu zirkoničitého a kovov zo skupiny platiny.The catalyst consists of carbon dioxide, zirconia and platinum group metals.
Americký patent 3 804 916 chráni spósob hydrogenácie acetylénov, diénov v prúde alkénov a vyznačuje sa tým, že katalyzátor pozostáva z grafitu, na ktorom sú zakotvené kovy - Ni,U.S. Pat. No. 3,804,916 protects a process for the hydrogenation of acetylenes, dienes in an alkene stream and is characterized in that the catalyst consists of graphite on which Ni-metals are anchored,
Pd alebo Pt.Pd or Pt.
Československý patent 225 435 popisuje spósob hydrogenácie pyrolýznej Cg - frakcie v zmesi s pyrolýznym vodíkom, za použitia katalyzátora obsahujúceho ako aktivně zložky kovy VIII. skupiny, zvlášť PD nanesené na nosiči - aktívnom oxide hlinitom, pri teplotách 50 až 250 °C a tlaku 2 až 6 MPa, pričom sa kvapalné produkty zo selektívnej hydrogenácie čiastočne recirkulujú.Czechoslovakian patent 225 435 describes a process for the hydrogenation of a pyrolysis Cg fraction in a mixture with pyrolysis hydrogen using a catalyst containing metals VIII as active ingredients. groups, in particular PD deposited on an active alumina support, at temperatures of 50 to 250 ° C and a pressure of 2 to 6 MPa, the liquid products from selective hydrogenation being partially recirculated.
NSR patent 1 919 336 firmy Engelhart chráni hydrogenáciu acetyleniokých zlúčenín z prúdu alkénov pri teplote 0 až 300 °C, tlaku 0,035 až 5,2 MPa, pričom sa pracuje s objemovou rýtchlosťou 50 000 až 4 000 000 za použitia katalyzátora na báze aluminy a obsahom Pd do 10 * hm.German patent 1,919,336 from Engelhart protects the hydrogenation of acetylenic compounds from an alkene stream at a temperature of 0-300 ° C, a pressure of 0.035-5.2 MPa, operating at a volumetric velocity of 50,000-4,000,000 using an alumina-based catalyst containing Pd up to 10% wt.
NSR patent 3 010 289 firmy VSB Otto Grotewol Bóhlen chráni spósob katalytickej hydrogenácie tekutej Cg - frakcie v rúrkovom reaktore, pričom katalyzátor pozostáva z dvoch vrstiev, z ktorých jedna obsahuje 0,5 až 5,% Pd a do 5 % Ag, Cu, Ei, Fe, Cr, W, Zn ako promotory na makroporéznom alumíniumoxidovom nosiči so Specifickým povrchom 50 m /g, druhá vrstva kataly2 zátora obsahuje 0,1 až 1 % Pd na nosiči so Specifickým povrchom 25 m /g, pričom viac ako 50 % objemov pórov připadá na póry vSČšie ako 50 nm.German patent 3 010 289 by VSB Otto Grotewol Bohlen protects a method of catalytic hydrogenation of a liquid Cg fraction in a tubular reactor, the catalyst consisting of two layers, one of which contains 0.5 to 5% Pd and up to 5% Ag, Cu, Ei , Fe, Cr, W, Zn as promoters on a macroporous aluminum oxide support with a specific surface area of 50 m / g, the second layer of the catalytic converter 2 contains 0.1 to 1% Pd on a support with a specific surface area of 25 m / g, more than 50% by volume the pores are greater than 50 nm.
Podlá předmětného vynálezu sa pripravujú katalyzátory nielen s vysokou aktivitou a produktivitou, ale aj selektivitou v širokom rozmedzí zataženia katalyzátora. Základným rysom prípravy katalyzátorov podlá tohto vynálezu je vypracovanie katalytického systému, na ktorom sa podstatné rýchlejšie a pevnejšie adsorbujú dienické a acetylenické látky a súčasne sa podstatné rýchlejšie hydrogenujú ako olefinické a parafinické uhlovodíky, a na ktorom nedochádza k vedlejším reakciám diénov a acetylénov, zvlášt polymerizačnými reakciami.The present invention provides catalysts not only of high activity and productivity, but also of selectivity over a wide catalyst loading range. An essential feature of the preparation of the catalysts of the present invention is the development of a catalytic system in which dienic and acetylenic substances adsorb substantially faster and more firmly while simultaneously hydrogenating substantially faster than olefinic and paraffinic hydrocarbons, and avoiding diene and acetylene side reactions, particularly polymerization reactions. .
Vynález uvádza katalyzátor pre selektívnu hydrogenáciu acetylénu, mtylacetylénu a propadiénu, butadiénu a acetylénov obsiahnutých v pyrolýznych frakciách c2, C3, a C^ uhlovodíkov, pričom katalyzátor obsahuje kryštalické zeolity s výhodou zeolit typuNaY pasivovaný prvkami alkalických kovov, prvok VIII. skupiny, najmá Pd a Ni s promótorom na báze vzácných zemin, s výhodou Ce. Vlastnosťou tohto katalyzátora je vysoká rýchlosť hydrogenácie acetylénových a dienických uhlovodíkov v porovnaní s alkénmi, nízká aktivita pre tvorbu polymérov, nízká tvorba uhlíkatých usadenín a dlhá životnost. Uvedené katalyzátory sú odolné tepelným nárazom a majú vysokú mechanickú pevnost. Zistilo sa Sálej, že pre selektívnu hydrogenáciu acetylénov a diénov z pyrolýznych C2~C4 frakcií alebo frakcií získaných z katalytického kraku alebo z frakcií získaných dehydrogenáciou etánu, propánu a butánu, je výhodné použiť katalyzátory připravené z vyššie uvedených komponent. Prvky VIII. skupiny a prvky vzácných zemin sa vnášajú impregnáciou, připadne iontovou výměnou na zeolity s výhodou na zeolit typ NaY pasivovaný alkalickým kovora do neutrálnej reakcie. Pre přípravu katalyzátorov používané zeolity, ako aj na ich báze připravené katalyzátory, majú na rozdiel od doteraz známých katalyzátorov pre selektívnu hydrogenáciu vysoký špecifický povrch řádové 300 až 600 m /g. Zeolity sa pripravujú pre impregnáciu alebo výměnu iontov, bud bez spojiva - pričom sa formujú zeolity v gélovitom stave do formy valčekov, guíóčiek a po kryštalizácii a žíhaní sa znova neutralizujú najlepšie s roztokmi alkalických kovov, alebo sa práškové vykrystalizované zeolity spájajú pojidlami ako sú halloyzit, bentonit, íly a po žíhaní sa znova neutralizujú alkalickými kovmi.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a catalyst for the selective hydrogenation of acetylene, methylacetylene and propadiene, butadiene and acetylenes contained in the pyrolysis fractions of C 2 , C 3 , and C 4 hydrocarbons, wherein the catalyst comprises crystalline zeolites, preferably Na-type Na-passivated. groups, especially Pd and Ni with a rare earth promoter, preferably Ce. The properties of this catalyst are the high hydrogenation rate of acetylene and dienic hydrocarbons as compared to alkenes, low polymer formation activity, low carbon build-up and long life. The catalysts are heat-resistant and have high mechanical strength. It has been found that for the selective hydrogenation of acetylenes and dienes from pyrolysis C 2 -C 4 fractions or fractions obtained from catalytic cracker or fractions obtained by dehydrogenation of ethane, propane and butane, it is preferable to use catalysts prepared from the above components. Elements VIII. Rare earth groups and elements are introduced into the neutral reaction by impregnation or by ion exchange to zeolites, preferably Na alkali-type passivated NaY zeolites. In contrast to the prior art selective hydrogenation catalysts, the zeolites used, as well as the catalysts prepared on the basis thereof, have a high specific surface area of the order of 300 to 600 m / g. Zeolites are prepared for impregnation or ion exchange, either binder-free - forming gel-shaped zeolites in the form of rollers, spheres and, after crystallization and annealing, neutralizing again best with alkali metal solutions, or powdered crystallized zeolites are bonded with binders such as halloyzite, bentonite, clays and, after annealing, are neutralized again with alkali metals.
Vynález sa týká procesu, pri ktorom sa vnášajúrsoli Pd, Ni, Cr a Pt, ako aj soli vzácných zemin na tvarovaný zeolit bez pojidla alebo s poj idiom neutralizovaným alkalickým kovom.The invention relates to a process in which salts of Pd, Ni, Cr and Pt as well as rare earth salts are introduced onto the shaped zeolite without a binder or with an alkali metal neutralized binder.
Pri vnášaní Ni s Cr na prlpravu katalyzátora, či už do štruktúry zeolitu, alebo nanesením na povrch, tento sa dostává do aktívnej formy vyhrievaním na teplotu do 450 až 500 °C v oxidačnej atmosféře a následnou reakciou v atmosféře vodíka. Obdobné sa aktivujú aj katalyzátory v kombinácii Pd s Ni alebo Ni s Cr. Pri vnášaní Pt alebo Pd sa tieto spracujú v atmosféře vodíka alebo redukciou hydrazínhydrátom. soli vzácných zemin sa ako aktivátory vnášajú do katalyzátora před nanášením prvku VIII. skupiny alebo spolu s prvkami VIII. skup.By introducing Ni with Cr to prepare the catalyst, either in the zeolite structure or by deposition on the surface, it is brought into the active form by heating to a temperature of up to 450-500 ° C in an oxidizing atmosphere and subsequent reaction in a hydrogen atmosphere. Similarly, catalysts in combination with Pd with Ni or Ni with Cr are activated. When introducing Pt or Pd, these are treated in a hydrogen atmosphere or by reduction with hydrazine hydrate. rare earth salts are introduced as activators into the catalyst prior to deposition of element VIII. groups or together with elements of VIII. gr.
Používaný kryštalický zeolit je charakterizovaný obecným vzorcom /Kat2Zn 0/x A12°3 /SÍ0/y v ktorom kat je ión alkalického kovu - sodíka, draslíka, rubidia, alebo cézia a/alebo dvojmocný katión horčíka, vápnika, zinku, niklu, paládia a/alebo trojmocný katión céru, lantánu, chrómu, n je celé Číslo 1-3, x je 0,6-1,8, y je 1-50.The crystalline zeolite used is characterized by the general formula (Cat 2 Z n 0 / x Al 2 ° 3 / SiO ) wherein the cat is an alkali metal ion - sodium, potassium, rubidium, or cesium and / or a divalent cation of magnesium, calcium, zinc, nickel , palladium and / or a trivalent cation of cerium, lanthanum, chromium, n is an integer of 1-3, x is 0.6-1.8, y is 1-50.
S výhodou sa používá zeolit typu NaY, v ktorom kat je sodíkový ión, x je 0,9-1,1 a ·. y je 4-6, alebo zeolity typu ZSM v ktorých kat je taktiež sodíkový ión, x je 0,9 až 1,1 a y je 20-30.Preferably, a NaY-type zeolite is used in which the cat is a sodium ion, x is 0.9-1.1 and. y is 4-6, or ZSM-type zeolites in which cat is also a sodium ion, x is 0.9 to 1.1 and y is 20-30.
Syntetické zeolity sa dajú pripraviť reakciou vodorozpustných silikátov, sólu SiO2 s vodným roztokom aluminátov alkalických kovov. Zrážaním připravené alkalické aluminosilikáty vo vodnéj suspenzií sa můžu odfiltrovat, vysušit a formovat, potom vo formovanom tvare kryštalizovať, buS v odfiltrovanom matečnom roztoku, alebo vo vodnom roztoku hydroxidom alkalického kovu o koncentrácii 2-10 % hmot. pri teplote 50-200 °C, alebo sa zrážaním připravená vodná suspenzia aluminosilikátov krystalizuje priamo ohriatim na teplotu 50-200 °C a po odfiltrovaní a sušení sa získává práškový kryštalický aluminosilikát. V obidvoch prípadoch sa kryštalické aluminosilikáty premývajú vodou najvýhodnéjšie do pH=9.Synthetic zeolites can be prepared by reacting water-soluble silicates, a SiO 2 sol, with an aqueous solution of alkali metal aluminates. Precipitated alkali aluminosilicates in an aqueous suspension can be filtered, dried and formed, then crystallized in the formed form, either in the filtered mother liquor or in aqueous solution with an alkali metal hydroxide at a concentration of 2-10% by weight. at 50-200 ° C, or an aqueous suspension of aluminosilicates prepared by precipitation is crystallized directly by heating to 50-200 ° C and, after filtration and drying, a crystalline aluminosilicate powder is obtained. In both cases, the crystalline aluminosilicates are washed most preferably with water to pH = 9.
Práškový aluminosilikát je nutné formovat přidáním pojivá ako je halloysit, bentonit a pod. Premyté zeolity sa sušia a žíhajú pri teplote 50-70 °C, s výhodou pri 100-650 °C, pričom obsah viazanej vody sa v zeolite pohybuje od 2-30 % po vysušení a vyčíhaní.The aluminosilicate powder must be formed by adding a binder such as halloysite, bentonite and the like. The washed zeolites are dried and calcined at 50-70 ° C, preferably at 100-650 ° C, wherein the bound water content of the zeolite ranges from 2-30% after drying and calcining.
Zeolity před nanášaním aktívnych kovov je výhodné neutralizovat a blokovat všetky kyslé centrá opracováním vodnými roztokmi sol-í a hydroxidov alkalických kovov pri teplote 20-150 °C. Ak sa používá zeolit, ktorý sa formuje za použitia pojidla ako je bentonit, halloysit, kaolín a iné íly, potom sa pasiváoia robí vždy po žíhaní, aby sa neutralizovali aj kyslé centrá vznikájúce pri kryštalizácii pojidiel.Zeolites prior to deposition of the active metals are preferably neutralized and blocked all acid centers by treatment with aqueous solutions of alkali metal salts and hydroxides at a temperature of 20-150 ° C. If a zeolite is used which is formed using a binder such as bentonite, halloysite, kaolin and other clays, then the passivation is always carried out after annealing to neutralize the acidic centers resulting from the crystallization of the binders.
Vynález sa vztahuje na přípravu katalyzátora pre selektívnu hydrogenáciu za použitia solí kovov VIII. skupiny a vzácných zemin, ktoré sa vnášajú na formované zeolity alebo práškové zeolity spájené halloysitom, bentonitom alebo kaolínom a ktoré sa přednostně po žíhaní neutralizujú solou alkalického kovu a nakoniec formujú. Tiež sa týká procesu pri ktorom sa nanášajú soli Ni, Cr, Pd a Pt na vytvarovaný zeolit bez pojivá alebo s pojivom, neutralizovaný alkalickým kovom. Přednostně sa v procese využívá spůsob pri ktorom sa po nanesení roztokov solí prvkov VIII. skupiny a solí vzácných zemin katalyzátor vyhrieva na teploty 100 až 150 °C, aby sa odstránilo rozpúšťadlo a připadne sa soli previedli na oxidy. Množstvo Pt alebo Pd v katalyzátorovéj sústave sa může pohybovat v rozmedzí 0,001-2 % hmot. Množstvo Ni a Cr sa může měnit od 1 do 50 % hmot., množstvo vzácných zemin sa pohybuje od 0,001 do 5 % hmot.The invention relates to the preparation of a catalyst for selective hydrogenation using metal salts VIII. groups and rare earths which are introduced into the formed zeolites or powdered zeolites associated with halloysite, bentonite or kaolin and which are preferably neutralized after alkali annealing and finally formed. It also relates to a process in which the salts of Ni, Cr, Pd and Pt are applied to the formed zeolite without or with an alkali metal neutralized binder. Preferably, the process utilizes a process in which, after application of the salt solutions of the elements VIII. of the rare earth groups and salts, the catalyst is heated to a temperature of 100 to 150 ° C to remove the solvent and optionally convert the salts to oxides. The amount of Pt or Pd in the catalyst system may be in the range of 0.001-2% by weight. The amount of Ni and Cr may vary from 1 to 50 wt%, the amount of rare earths varies from 0.001 to 5 wt%.
Kryštalické zeolity, přednostně typu Y obsahujú 9 mól vody, pričom nie je na závadu aj vyšší obsah vody. Molárny poměr A^O^zSiO? sa může pohybovat v rozmedzí 1:50, výhodné sa používajú zeolity s obsahom A^O^SiC^ molárne 1:4-6. Množstvo pojidla v zeolite pre formovanie, t.j. halloysitu, bentonitu, kaolínu alebo ílu sa počítá na hmotnost zeolitu a pohybuje sa v rozmedzí 10-30 % hmot.The crystalline zeolites, preferably of the Y type, contain 9 moles of water, with no higher water content. The molar ratio of A? O? may be in the range of 1:50, preferably zeolites having an A? O? SiC? molar content of 1: 4-6 are used. The amount of binder in the zeolite for molding, i. halloysite, bentonite, kaolin or clay is calculated on the weight of zeolite and is in the range of 10-30% by weight.
Pre přípravu katalyzátorov sú zvlášt vhodné zeolity bez pojidiel vo formě gulůčiek o velkosti 1-3 mm alebo vo formě extrudátov o priemere 1-3 mm a dlžke 2-3 mm. Katalyticky aktivně kovy sa nanášajú na tvarovaný a neutralizovaný zeolit vo formě rozpustných solí, ktoré sa rozstrekujú alebo do ktorých sa zeolit ponoří. Nastrekovanie alebo ponáranie nosiča je kontrolované, takže žiadané množstvo aktívneho kovu sa dostane na nosič.Binder-free zeolites in the form of beads having a size of 1-3 mm or extrudates having a diameter of 1-3 mm and a length of 2-3 mm are particularly suitable for preparing the catalysts. The catalytically active metals are deposited on the shaped and neutralized zeolite in the form of soluble salts which are sprayed or immersed in the zeolite. Injection or immersion of the carrier is controlled so that the desired amount of active metal is delivered to the carrier.
Aj ked katalytická sústava sa označuje ako zmes kovov prvkov VIII. skupiny a kysličníkov Ni, Cr a vzácných zemin v kombinácii so zeolitmi s výhodou typu NaY, je třeba konštatovať, že chemická vazba může byť různá. Ni a Pd alebo vzácné zeminy Ce, Na můžu byť viazané v mriežke zeolitu, alebo můžu byt len nanesené na zeolit. Můžu sa vyzrážať z mriežky zeolitu vo formě oxidov alebo oxidy můžu vznikat rozpadem solí.Although the catalyst system is referred to as a mixture of metals of elements VIII. groups and oxides of Ni, Cr and rare earths in combination with zeolites preferably of the NaY type, it should be noted that the chemical bond may be different. Ni and Pd or rare earths Ce, Na may be bound in the zeolite lattice, or may only be deposited on the zeolite. They may precipitate from the zeolite lattice in the form of oxides or oxides may be formed by the disintegration of salts.
Množstvo aktívnych kovov na zeolite sa volí v určitých rozmedziach, pričom sa mění aktivita a selektivita katalyzátorov. Všeobecne množstvo aktívneho kovu Pd alebo Pt sa mění v rozsahu 0,001-2 % v závislosti od reakčných podmienok, zloženia a množstva acetylénov alebo diénov, ktoré sa majú v C2, C^ alebo C^ frakcii hydrogenovat. Použitie zeolitov umožňuje získat aktivně katalyzátory i s obsahom paládia alebo platiny v množstve 10 ppm.The amount of active metals on the zeolite is selected within certain ranges, changing the activity and selectivity of the catalysts. In general, the amount of active metal Pd or Pt varies in the range of 0.001-2% depending on the reaction conditions, the composition and the amount of acetylenes or dienes to be hydrogenated in the C2, C1-4 or C2 fraction. The use of zeolites makes it possible to actively obtain catalysts with a palladium or platinum content of 10 ppm.
Zloženie zeolitu ako nosiča je velmi důležité. Jeho kvalita určuje nielen aktivitu a selektivitu, ale aj dobu medzi jednotlivými regeneráoiami, ako aj možnost zaohovania katalytických vlastností po regenerácii uhlíkatých látok. Tieto £a odítránia z lůžka katalyzátora pri teplote do 650 °C oxidačnou regeneráciou po ktorej je nutné katalyzátor znova redukovat.The composition of the zeolite carrier is very important. Its quality determines not only activity and selectivity, but also the time between regenerations, as well as the possibility of healing the catalytic properties after regeneration of the carbonaceous substances. These are read off from the catalyst bed at a temperature of up to 650 ° C by oxidative regeneration after which the catalyst must be reduced again.
Zloženie katalyzátora podlá tohto vynálezu je efektívne vo velmi širokom rozsahu koncentrácií pre selektívnu hydrogenáciu acetylénu na etylén, metylacetylénu a propadlénu na propylén, butadiénu a C^ acetylénov na fi-butény a můžu sa výhodné použit aj pri obsahu acetylénov a diénov 35-40 % hmot. vo frakcii, ale tiež pri obsahu nižšom ako 10 ppm. Teplota pri selektívnej hydrogenácii nad týmito katalyzátormi sa může měnit od -20 do 300 °C, tlak od 0,1 do 4 MPa a koncentrácia acetylénov a diénov vo vstupnéj surovině od 0,001 do 60 % hmot.The catalyst composition of the present invention is effective over a very wide concentration range for the selective hydrogenation of acetylene to ethylene, methylacetylene and propene to propylene, butadiene and C1-acetylenes to .beta.-butenes and may also be advantageously used with an acetylene and diene content of 35-40% by weight. . in the fraction but also below 10 ppm. The selective hydrogenation temperature over these catalysts can vary from -20 to 300 ° C, the pressure from 0.1 to 4 MPa, and the concentration of acetylenes and dienes in the feedstock from 0.001 to 60% by weight.
Proces selektívnej hydrogenácie za použitia katalyzátorov podlá tohto vynálezu sa robí v kvapalnej, plynnej alebo zmiešanej fáze, bud v reaktoroch rúrkových, z ktorých sa reakčná teplo pri selektívnej hydrogenácii odvádza róznymi médiami ako je voda, vodná para, uhlovodíky alebo iné látky, alebo v adiabaticky pracujúcich reaktoroch, z ktorých sa reakčné teplo odvádza vlastnou reakčnou zmesou.The selective hydrogenation process using the catalysts of the present invention is carried out in liquid, gaseous or mixed phase, either in tubular reactors, from which the heat of reaction during selective hydrogenation is removed by various media such as water, steam, hydrocarbons or other substances, or adiabatically operating reactors from which the heat of reaction is removed by the reaction mixture itself.
Zistilo sa, že katalyzátory podlá tohto vynálezu je možné pre zlepšenie odvodu tepla miešat výhodné s inertným materiálom, ako je napr. korund a v reakciách s vysokým vývinom tepla využívat tohto nového spósobu selektívnej hydrogenácie.It has been found that the catalysts of the present invention can be advantageously mixed with an inert material such as e.g. corundum and use this novel method of selective hydrogenation in high heat generation reactions.
V nasledujúcich príkladoch sa uvádza příprava katalyzátorov pre selektívnu hydrogenáciu acetylénov a diénov na alkény. Tieto příklady ilustrujú přípravu katalyzátorov, ale neobmedzujú tento vynález.The following examples show the preparation of catalysts for the selective hydrogenation of acetylenes and dienes to alkenes. These examples illustrate the preparation of catalysts, but do not limit the invention.
Příklad 1Example 1
Vodný roztok hlinitanu sodného, ktorý sa připraví rozpúšťaním 582 kg hydroxidu hlinitého v 2 142 g vodného roztoku hydroxidu sodného o koncentrácií 40,1 % pri teplote 95 °C, sa po oohladení dávkoval čerpadlom nepretržite do zmenšovacej nádoby opatrenej miešadlom, do ktorej sa druhým čerpadlom dávkoval roztok sólu kysličníka křemičitého o koncentrácií SiO2 25,4 % v množstve 8 732,0 g. Reakčná zmes sa viedla do zásobníka, odtial sa čerpala získaná gélovitá zrazenina na filter. Filtračný koláč sa sušil na obsah cca 40 % vody a formoval sa pretláčaním na valčeky o 0 1,5 mm a dlžke 2-3 mm. Formovaný gél sa spravovával s 5 %-ným hydroxidom sodným, ktorý cirkuloval oez formované valčeky pri teplote 90 °C po dobu 24 h. Po vypuštění lúhu a premytí destilovanou vodou sa získaný kryštalický aluminosilikát sušil pri teplote 100-120 °C a žíhal pri teplote 600 °C. Získaný aluminosilikát mal zloženie:An aqueous sodium aluminate solution, prepared by dissolving 582 kg of aluminum hydroxide in 2142 g of an aqueous sodium hydroxide solution at a concentration of 40.1% at 95 ° C, was after dosing continuously dosed by a pump into a reducing vessel equipped with a stirrer into which dosed a 25.4% SiO 2 sol solution of 8,732.0 g. The reaction mixture was transferred to a reservoir from where the obtained gel-like precipitate was pumped onto the filter. The filter cake was dried to a content of about 40% water and formed by extrusion to rollers of 1,51.5 mm and a length of 2-3 mm. The formed gel was treated with 5% sodium hydroxide, which circulated through the formed rollers at 90 ° C for 24 h. After the liquor was drained and washed with distilled water, the obtained crystalline aluminosilicate was dried at 100-120 ° C and calcined at 600 ° C. The obtained aluminosilicate had the following composition:
Na2O.A12O3.4,9 Si02.9H20 a svojou kryštalickou štruktúrou odpovedal zeolitu typu NaY. Získalo sa 2 300 g aluminosilikátu, ktorý sa 3alej napájal vodným roztokom chloridu paládnatého. Časť - 1 150 g (la) sa napojilo vodným roztokom obsahujúcim 33,3 g PdCl2. Ďalšia časť katalyzátora 1 150 g (lb) sa napojila vodným roztokom PdCl2, ktorý obsahoval 0,191 g PdCl2< Na 2 O.Al 2 O 3 .4,9 SiO 2 .9H 2 O and its crystalline structure corresponded to NaY-type zeolite. 2300 g of aluminosilicate were obtained, which was further fed with an aqueous solution of palladium chloride. A portion - 1150 g (1a) was treated with an aqueous solution containing 33.3 g of PdCl 2 . Another portion of the 1150 g catalyst (1b) was charged with an aqueous solution of PdCl 2 containing 0.191 g of PdCl 2 <
Po napojeni s PdCl2 sa katalyzátor (la) aktivoval v reaktore opatřeným elektrickým ohrevom, v ktorom sa postupné pri stúpaní teploty o 70-100 °C za h vyhríal v prúde vodíka na teplotu 400 °C. Po oohladení sa umiestnil katalyzátor do rúrkového reaktora temperovaného 2 vodou. (Katalyzátor mal špec. povrch 450 m (g).After connecting a PdCl2 catalyst (Ia) activated in a reactor provided with electric heating, in which a gradual temperature rise of 70-100 ° C for hours, heated in a stream of hydrogen at 400 ° C. After cooling, the catalyst was placed in a tubular reactor tempered with 2 water. (The catalyst had a specific surface of 450 m (g)).
Pre testovanie hydrogenačnej aktivity a selektivity sa použila surovina obsahujúca hmotnostně 35,9 % C3H3, 38,2 % CjHg, 14,4 % propadiénu, 12,8 % metylacetylénu a 0,7 % C4 uhlovodíkov.A raw material containing 35.9% C 3 H 3 , 38.2% C 11 H 8, 14.4% propadiene, 12.8% methylacetylene and 0.7% C 4 hydrocarbons was used to test hydrogenation activity and selectivity.
Testy sa robili za atmosférického tlaku, dávkovaní suroviny 6 000-24 000 obj. suroviny (počítané ako plyn pri 20 °C a tlaku 0,1 MPa) na objem katalyzátora za hodinu, molárnom pomere H2:C3H4=1,1-1,2 a teplote 60 °C. Za uvedených podmienok sa dosiahla konverzia metylacetylénu 83-90 % hmot. k propadiénu 83-89 % hmot., pričom selektivita na tvorbu propylénu bola 80-85 % mol.Tests were performed at atmospheric pressure, feedstock feed 6,000-24,000 vol. raw material (calculated as gas at 20 ° C and 0.1 MPa) per catalyst volume per hour, H 2 : C 3 H 4 molar ratio = 1.1-1.2 and 60 ° C. Under these conditions, the conversion of methylacetylene was 83-90 wt. to propadiene 83-89 wt%, the selectivity for propylene formation was 80-85 mol%.
Aktiváoia katalyzátora (lb) sa robila obdobným spósobom. Katalyzátor po oohladení mal 2Catalyst activation (1b) was done in a similar manner. After cooling, the catalyst had 2
Specifický povrch 500 m /g. Testy aktivity sa urobili pri zatažení 6 000 obj. suroviny/objem katalyzátora za h, teplote 60 °C mol. pomere H2:C3H4=1,1 a tlaku 0,6 MPa.Specific surface 500 m / g. Activity tests were performed at 6,000 vol. at 60 ° C mol. ratio H 2 : C 3 H 4 = 1.1 and a pressure of 0.6 MPa.
Používaná surovina mala rovnaké zloženie ako je uvedené u katalyzátora (la). Za uvedených podmienok sa získali konverzie propadiénu 95,8 % a metylacetylénu 96 %, pri selektivitě tvorby propylénu 87 %.The raw material used had the same composition as described for catalyst (1a). Under the above conditions, conversions of propadiene of 95.8% and methylacetylene of 96% were obtained, with a selectivity of propylene formation of 87%.
iand
Příklad 2Example 2
Příprava zeolitu bola obdobná ako je uvedená v příklade lb vrátane nanášania PdCl2 v množstve 0,191 g na 1 150 g zeolitu. Po nanesení PdCl2 a vysušení sa nanášalo 700 ml vodného roztoku dusičnanu ceričito-amonného obsahujúceho 3,5 g (NH^)2Ca(NO^)4. Aktivácia sa urobila rovnakým spůsobom ako je uvedené v příklade 1. Katalyzátor po aktivácli mal Specifický .The preparation of zeolite was similar to that described in Example 1b, including the deposition of PdCl 2 in an amount of 0.191 g per 1150 g of zeolite. After application and drying of PdCl2 were applied 700 ml of an aqueous solution of ceric ammonium nitrate containing 3.5 g (NH) 2 Ca (NO ^) 4th Activation was performed in the same manner as in Example 1. The catalyst after activation had a specific.
povrch 520 m /g. Testoval sa na hydrogenačná aktivitu za použitia rovnakej suroviny, ako je uvedené v příklade 1.surface 520 m / g. It was tested for hydrogenation activity using the same raw material as described in Example 1.
Pri zatažení 6 000 obj. suroviny/obj. katalyzátore za h, teplota 60 °C, mol. pomere H2:C3H4=1,1, tlaku 0,7 MPa bola konverzia propadiénu 97 % a metylacetylénu 90 %, pri selektivitě na tvorbu propylénu 91 %.6,000 vol. Raw Materials / vol. catalyst per h, temperature 60 ° C, mol. the ratio H 2 : C 3 H 4 = 1.1, the pressure of 0.7 MPa was the conversion of propadiene 97% and methylacetylene 90%, with a selectivity for propylene formation of 91%.
Příklad 3Example 3
Vodný roztok hlinltanu sodného sa připravil obdobným spůsobom, ako je uvedené v příklade 1.An aqueous solution of sodium aluminate was prepared in a manner similar to that described in Example 1.
724 g tohto roztoku sa zmiešalo s 8 732 g roztoku sólu kysličníka křemičitého o končen trácii SiOj 25,4 %, Vytvořená gelovitá zrazenina sa nechala 24 h pri teplote 98 °C krystalizovat. Krystalická zrazenina sa odfiltrovala, premyla vodou do pH 0 a po vysušení sa formovala s prídavkom 20 % halloysitu. Pormovanie sa robilo tým spůsobom, že sa halloysit spolu s kryštalickým zeolitom hnietol a vytvořená pasta's prídavkom vody, sa pretláěala na valčeky o 0 1,5 mm. Valčeky sa vysušili, vyžíhali na teplotu 650 °C a po ochladení opracovali roztokom 5 %-ného hydroxidu sodného pri teplote 90 °C. Získaný pasivovaný aluminosilikát mal zloženie Na2O.Al2O.j. 5 SiO2-9 H2O.724 g of this solution were mixed with 8 732 g of a 25.4% SiO 2 silica sol solution. The gelled precipitate was crystallized for 24 h at 98 ° C. The crystalline precipitate was filtered off, washed with water to pH 0 and, after drying, formed with the addition of 20% halloysite. The shaking was done in such a way that the halloysite together with the crystalline zeolite kneaded and the paste formed with the addition of water was extruded onto the rollers by 0 1.5 mm. The rollers were dried, calcined at 650 ° C and treated with a 5% sodium hydroxide solution at 90 ° C after cooling. The obtained passivated aluminosilicate had the composition Na 2 O.Al 2 O 5 SiO 2 -9 H 2 O.
K 1 370 g pasivovaného zeolitu vo formě valčekov sa přidal vodný roztok ootanu nikelnatého obsahujúceho 320 g (CH3COO)2Ni. Po napojení sa valčeky sušili pri 120 °C znova napájali vodným roztokom obsahujúcim 26 g CrOj. Po napojení sa katalyzátor vysušil pri 120 °C, vyhrial na teplotu 400 °C v oxidačněj atmosféře a aktivoval vodíkom pri 400 °C. Katalyzátor mal špe2 cifický povrch 400 m /g. Testoval sa na hydrogenančnú aktivitu a selektivitu za použitia C4 frakcie obsahujúcej 2,5 % hmot. butadiénu, 76 % n-butánov a 21,5 % n + i-butánu.An aqueous solution of nickel ootane containing 320 g (CH 3 COO) 2 Ni was added to 1,370 g of the passivated zeolite in the form of rollers. After bonding, the rollers were dried at 120 ° C again fed with an aqueous solution containing 26 g CrO 3. After coupling, the catalyst was dried at 120 ° C, heated to 400 ° C in an oxidizing atmosphere and activated with hydrogen at 400 ° C. The catalyst had a specific surface area of 400 m / g. It was tested for hydrogenation activity and selectivity using a C 4 fraction containing 2.5 wt. butadiene, 76% n-butanes and 21.5% n + i-butane.
Pri teplote 20 °C, molárnom pomere Η2:<24Ηθ=1,05 a dávkovaní 25 objemov kvapalnej frakcie/objem katalyzátora za h sa znížil obsah butadiénu na 0,01 % pričom obsah n-buténov sa zvýšil na 78,43 %, t.j. selektivita hydrogenáoie bola 97,5 % na tvorbu n-buténov pri konverzii butadiénu 96 %-nej.At a temperature of 20 ° C, a molar ratio of < 2 : 2 2 4 Ηθ = 1.05 and a dosage of 25 volumes of liquid fraction / catalyst volume per hour reduced the butadiene content to 0.01% while the n-butenes content increased to 78.43 %, i.e. the selectivity of hydrogenation was 97.5% for the formation of n-butenes at the conversion of butadiene 96%.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS875990A CS263400B1 (en) | 1987-08-14 | 1987-08-14 | Catalyst for selective hydrogenation of acetylates and dione |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS875990A CS263400B1 (en) | 1987-08-14 | 1987-08-14 | Catalyst for selective hydrogenation of acetylates and dione |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS599087A1 CS599087A1 (en) | 1988-09-16 |
| CS263400B1 true CS263400B1 (en) | 1989-04-14 |
Family
ID=5405947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS875990A CS263400B1 (en) | 1987-08-14 | 1987-08-14 | Catalyst for selective hydrogenation of acetylates and dione |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS263400B1 (en) |
-
1987
- 1987-08-14 CS CS875990A patent/CS263400B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS599087A1 (en) | 1988-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7582805B2 (en) | Supported catalyst for the selective hydrogenation of alkynes and dienes | |
| JP4339681B2 (en) | Selective hydrogenation catalyst for selective hydrogenation of unsaturated olefins and use thereof | |
| CN102123790B (en) | Catalyst for dehydrogenation of hydrocarbons | |
| US7288686B2 (en) | Hydrogenation catalyst and hydrogenation process | |
| EP0212850A1 (en) | Dehydrogenation process and catalyst | |
| JPH0623269A (en) | Catalyst containing group viii and iiia metal supported on carrier thereof | |
| EP0560437B1 (en) | Catalyst composition for the dehydrogenation of C2-C5 paraffins | |
| JP2772046B2 (en) | Chemical processes and catalysts | |
| CA2488051C (en) | Selective hydrogenation of acetylenes | |
| AU647871B2 (en) | Process for dehydrogenation of paraffins to yield alkenes | |
| EP2817096B1 (en) | Methods of making a catalyst for the oxidative dehydrogenation of olefins | |
| JPH04225835A (en) | Catalyst composition for dehydrogenation and/or dehydrocyclization and method for using the same | |
| US4310717A (en) | Oxidative dehydrogenation and catalyst | |
| WO2010070030A2 (en) | Catalyst and process for selective hydrogenation of alkynes and dienes. | |
| JP3136492B2 (en) | Method for oligomerization of propylene | |
| WO2004052535A1 (en) | Dehydrogenation catalyst and process for preparing the same | |
| EP2204236A1 (en) | Catalyst and process for hydrogenation of hydrocarbon feedstocks | |
| CN112439433B (en) | Catalyst with hydrogenation and dimerization functions and preparation method and application thereof | |
| CS263400B1 (en) | Catalyst for selective hydrogenation of acetylates and dione | |
| US3692840A (en) | Process for producing aldehydes and ketones | |
| WO2015152159A1 (en) | Method for producing unsaturated hydrocarbon | |
| RU2177827C1 (en) | Paraffin hydrocarbon dehydrogenation catalyst | |
| US4022840A (en) | Process and catalyst for the preparation of linear mono-olefines by catalytic dehydrogenation of linear paraffins | |
| JPH05310604A (en) | Catalytic conversion of hydrocarbon | |
| TW200417555A (en) | Catalyst and process for the oligomerization of olefins |