DD297888A7 - Reforming catalyst for the conversion of gasoline hydrocarbons - Google Patents

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DD297888A7
DD297888A7 DD33530589A DD33530589A DD297888A7 DD 297888 A7 DD297888 A7 DD 297888A7 DD 33530589 A DD33530589 A DD 33530589A DD 33530589 A DD33530589 A DD 33530589A DD 297888 A7 DD297888 A7 DD 297888A7
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platinum
rhenium
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DD33530589A
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German (de)
Inventor
Hans-Dieter Neubauer
Peter Birke
Hans-Dieter Berrouschot
Hannelore Grundmann
Manfred Prag
Karl-Heinz Bergmann
Frank Peger
Waltraud Weinhold
Bernd-Joerg Paradowski
Wilhelm Thomas
Hermann Franke
Juergen Klempin
Eberhard Hoepfner
Ulrich Leschke
Wilfried Sagasser
Detlev Dietrich
Original Assignee
Leuna-Werke Ag,De
Pck Schwedt,De
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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Reformierkatalysator zur Umwandlung von Benzinkohlenwasserstoffen in aromatenreiche Konzentrate bzw. in hochoktanige Komponenten. Das Ziel, einen Katalysator mit verbesserter Selektivitaet und hoher Ausbeutestabilitaet zu bekommen, wird erreicht durch einen Katalysator, bestehend aus platin- und rheniumhaltigen gamma-Al2O3-Formlingen, der bei Platingehalten zwischen 0,2 und 0,45 * atomare Platin/Rhenium-Verhaeltnisse zwischen 0,25 und 0,65 aufweist und 0,005 bis 0,1 * Elemente der VI. HG des PSE, insbesondere Chromium enthaelt. Die vorteilhaften Wirkungen werden insbesondere dann erzielt, wenn ein Teil des Katalysatormaterials hoehere, ein anderer Teil dieses Materials geringere Platin/Rhenium-Verhaeltnisse im Vergleich zum durchschnittlichen Platin/Rhenium-Verhaeltnis aufweisen. Diese unterschiedlichen Pt/Re-Verhaeltnisse werden jeweils im gleichen Formling realisiert.{Reformierkatalysator; Benzinkohlenwasserstoffe; Platin-Rheniumhaltiger gamma-Al2O3-Katalysator; Chromium; Platin-Rhenium-Verhaeltnis}The invention relates to a reforming catalyst for the conversion of gasoline hydrocarbons in aromatics-rich concentrates or in hochoktanige components. The goal of obtaining a catalyst with improved selectivity and high yield stability is achieved by using a catalyst consisting of platinum- and rhenium-containing gamma-Al 2 O 3 moldings with platinum contents between 0.2 and 0.45 * atomic platinum / rhenium ratios between 0.25 and 0.65 and 0.005 to 0.1 * elements of VI. HG of the PSE, in particular Chromium contains. The advantageous effects are achieved in particular when one part of the catalyst material has higher platinum / rhenium ratios compared to the average platinum / rhenium ratio, while another part of this material has lower platinum / rhenium ratios. These different Pt / Re ratios are each realized in the same form. {Reforming catalyst; Petroleum hydrocarbons; Platinum-rhenium-containing gamma-Al 2 O 3 catalyst; Chromium; Platinum-rhenium ratio}

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Reformierkatalysator, der in Raffineriebetrieben vorteilhaft für die Gewinnung von Aromatenkonzentraten bzw. Kraftstoffkomponenten hoher Oktanzahl durch Umwandlung von Benzinkohlenwasserstoffen eingesetzt werden kann.The invention relates to a reforming catalyst which can be used advantageously in refinery operations for the production of aromatics concentrates or fuel components of high octane number by conversion of gasoline hydrocarbons.

Charakteristik des bekannton Standes der TechnikCharacteristic of bekannton state of the art

Technisch bewährte Katalysatoren für die Umwandlung von Benzinkohlenwasserstoffen unter Reformierbedingungen sind bimetallischo Katalysatoren des Systems PIaUn-AI2O3, insbesondere Platin-Rhenium- und Platin-Iridium-Systeme. Platin-Rhenium-AI2O3-Katalysatoren haben sich in Raffinierbetrieben weitgehend durchgesetzt.Technically proven catalysts for the conversion of petroleum hydrocarbons under reforming are bimetallic catalysts of the system PIaUn-AI 2 O 3 , in particular platinum-rhenium and platinum-iridium systems. Platinum-rhenium Al 2 O 3 catalysts have become widely used in refining plants.

Für den effektiven Einsatz derartiger Katalysatoren sind eine Reihe von Aktivierungsschritten notwendig, z. B. eine ausreichende Schwefelung (DE-OS 2455375, DD-PS 203474, US-PS 3578582) oder definierte Wassergehalte im Reduktion?schritt (US-PS 4539307, DD-PS 241 264, DD-PS 218630).For the effective use of such catalysts, a number of activation steps are necessary, for. B. a sufficient sulfurization (DE-OS 2455375, DD-PS 203474, US-PS 3578582) or defined water contents in the reduction step (US-PS 4539307, DD-PS 241 264, DD-PS 218630).

In der DE-AS 2819088 wird die Herstellung eines Pt-Re-AI2O3-Katalysators mit guten Aktivitäts- und Aktivitäts-Selektivitätseigenschaften beschrieben, wobei die besonderen Wirkungen durch eine selektive Sulfidierung bis zu Schwefel/ Rhenium-Atomverhältnissen von 0,5:1 bis 1,5:1 erreicht werden. Weiterhin wird die Verwendung eines speziellen Ziegler-Aluminiumoxids als Voraussetzung für dia Katalysatorwirksamkeit ungesehen.In DE-AS 2819088 the preparation of a Pt-Re-Al 2 O 3 catalyst is described with good activity and activity-selectivity properties, the particular effects of a selective sulfidation up to sulfur / rhenium atomic ratios of 0.5: 1 to 1.5: 1 can be achieved. Furthermore, the use of a specific Ziegler alumina as a prerequisite for the catalytic activity is unseen.

Im Zusammenhang mit Pt-Re-AI2O3-Katalysatoren finden sich zahlreiche Lehren, daß die Re/Pt-Verhältnisse vorzugsweise etwa eins oder kleiner eins sein sollen, um maximale Flüssigausbeuten zu erzielen (z. 6. US-PS 3415737, US-PS 3578582). Gemäß US-PS 3558477 wird ein Re/Pt-Verhältnis kleiner 0,7 ü*., rzugt. Auch durch eine weitere Modifizierung mit anderen promotierenden Komponenten werden die vorteilhaften Wirkungen von Re/Pt-Verhältnisaen von eins oder kleiner eins bestätigt.Numerous teachings are found in connection with Pt-Re-Al 2 O 3 catalysts that the Re / Pt ratios should preferably be about one or less than one to achieve maximum liquid yields (eg, US Patent 3,415,737, US Pat -PS 3578582). According to US-PS 3558477, an Re / Pt ratio of less than 0.7 * ü. Rzugt. Also, by further modification with other promoting components, the beneficial effects of Re / Pt ratios of one or less one are confirmed.

Gemäß DE-OS 2 913183 kann die relative Zyklenlänge eines Pt/Re-Katalysators verlängert würden, wenn ein fWPt-Verhältnis im Bereich von 2,25 bis 4 vorliegt und ein hochgradig hydroraffinierter Rohstoff (Schwefelgehalte unter 0,25 ppm) verwendet wird. Bei deutlich verbesserter Stabilität finden sich Hinweise für ungünstigere Ausbeuten (Beispiel 3 in DE-OS 2913183). Offenbar ist das katalytische Verhalten derartiger Katalysatoren nicht unproblematisch, da z. B. gemäß EP 83875 Katalysatoren mit erhöhten Re-Gehalten nur in den in Strömungsrichtung hinteren Reaktionszonen eingesetzt werdp.i. Katalysatoren mit erhöhten Re-Gehalten in den ersten Reaktionszonen der katalytischen Reformierung führen offenbar zur erhöhten Spaltung und zu Ausbeuteverlusten. Auch gemäß DE-OS 3038231 befindet sich ein Katalysator mit erhöhtem Re-Gehalt nur in der letzten Reaktionszone.According to DE-OS 2 913183, the relative cycle length of a Pt / Re catalyst could be extended if an fWPt ratio in the range of 2.25 to 4 and a highly hydrorefined raw material (sulfur contents below 0.25 ppm) is used. With significantly improved stability, there are hints for unfavorable yields (Example 3 in DE-OS 2913183). Apparently, the catalytic behavior of such catalysts is not without problems, since z. B. according to EP 83875 catalysts with increased Re contents werdp.i used only in the downstream reaction zones in the flow direction. Catalysts with increased Re contents in the first reaction zones of the catalytic reforming obviously lead to increased cleavage and yield losses. Also according to DE-OS 3038231 is a catalyst with increased Re content only in the last reaction zone.

Demgegenüber wird in der US-PS 4 764267 ein Reformierverfahren vorgestellt, bei dem in allen Reformierstufen Katalysatoren mit erhöhten Rheniumgehalten entsprechend Re/Pt-Gewichtsverhältnissen größer 1,7 eingesetzt werden. Die nicht unproblematischen Besonderheiten beim Einsatz rheniumreicher Katalysatoren werden nach dieser Lehre offenbar dadurch gelöst, daß in den letzten Reaktionszonen Katalysatoren mit mindestens einem um 0,5Ma.-% höheren Re-Gehalt, als es dem Re/Pt-Verhältnis in den ersten Reaktionszonen entspricht, eingesetzt werden. Die Überwindung möglicher unerwünschter Spaltreaktionen an rheniumreichen Katalysatoren gelingt in diesem Fall durch eine Kombination von mindestens zwei unterschiedlichen Katalysatoren, die sich in ihren Re/Pt-Verhältnissen deutlich voneinander unterscheiden müssen.In contrast, US Pat. No. 4,764,267 proposes a reforming process in which catalysts with increased rhenium contents corresponding to Re / Pt weight ratios greater than 1.7 are used in all reforming stages. According to this teaching, the not unproblematic peculiarities of using rhenium-rich catalysts are apparently solved by the fact that in the last reaction zones catalysts with at least 0.5 mol% higher Re content than the Re / Pt ratio in the first reaction zones , are used. The overcoming of possible undesired cleavage reactions on rhenium-rich catalysts is achieved in this case by a combination of at least two different catalysts, which must be clearly different from each other in their Re / Pt ratios.

Die offenbar ausgeprägten Spaltreaktionen spezieller rheniumreicher Katalysatorvarianten werden auch genutzt zur gezielten Verminderung des Wasserstoffgehaltes in kohlenwasserstoffhaltigem Wasserstoff für besondere hydrokatalytische Reformierverfahren.The clearly pronounced cleavage reactions of special rhenium-rich catalyst variants are also used for the targeted reduction of the hydrogen content in hydrocarbon-containing hydrogen for special hydro-catalytic reforming.

Die allgemein bekannten guten katalytischer! Eigenschaften der Systeme Pt/Re- bzw. Pt/lr-AI2O3 lasser sich auch durch weitere Promotorkomponenten verbessern.The well-known good catalytic! Properties of the systems Pt / Re- and Pt / Ir-Al 2 O 3 can also be improved by further promoter components.

So werden in der DD-PS 223077 durch Chromium modifizierte Pt/Re-Katalysatoren beschrieben, bei denen durch eine spezielle Imprägnierung eine gleichmäßige Verteilung der Aktivkomponenten gewährleistet werden soll, dta sich vorteilhaft auf die katalytischer) Eigenschaften auswiikt.Thus chromium-modified Pt / Re catalysts are described in DD-PS 223077, in which a uniform distribution of the active components is to be ensured by a special impregnation, which advantageously results in the catalytic properties.

Besondersgünstige Verfahrensparameter werden gemäß EP 252605 für einen Pt/Re/Ir-Katalysator beschrieben. Voraussetzung für die insbesondere hinsichtlich des Reaktionsdruckes und des Wasserstoffangebotes günstigen Verfahrensparameter ist neben extrem niedrigen Schwefelgehalten im zu verarbeitenden Rohstoff ein hoher Gehalt der wertvollen Metalle im Katalysator der 0,9Ma.-% überschreiten muß. Angaben zur Ausbeutestabilität werden nicht gemacht.Particularly favorable process parameters are described in EP 252605 for a Pt / Re / Ir catalyst. In addition to extremely low sulfur contents in the raw material to be processed, a high content of the valuable metals in the catalyst of 0.9% by mass must be required for the process parameters which are particularly favorable with regard to the reaction pressure and the hydrogen supply. Data on yield stability are not made.

Die Kombination eines Pt-Ir-Kotalysators mit Zusätzen von Cr2O3 führt gemäß DD 212192 zu Katalysatoren, die sich neben guter Aktivität und Selektivität, durch geringe Hydrogenolyseaktivitsten auszeichnen und demzufolge keine extremen Forderungen bezüglich einer Schwefelung in der Anfahrphase stellen Sie sind darüber hinaus gut reaktivierbar. Die beschriebenen Effekte sind an das beschriebene Katalysatorsystem gebunden und werden nur bei Einhaltung enger Konzentrationsbereiche für die genannten Komponenten erzielt.The combination of a Pt-Ir Kotalysators with additions of Cr 2 O 3 leads according to DD 212192 to catalysts that are characterized in addition to good activity and selectivity, by low Hydrogenolyseaktivitsten and therefore make no extreme demands on sulfurization in the start-up phase You are beyond good reactivatable. The effects described are bound to the catalyst system described and are achieved only by maintaining narrow concentration ranges for the components mentioned.

Gemäß DD-PS 247792 werden fluorpromotierte Platinkatalysatoren vorgeschlagen, die für relativ hohe Reaktionsdrucke zwischen 3 und 6MPa die dehydrierende Reformierung in hoher Selektivität gewährleisten sollen. Diese Reaktionsdrucke sind aber für hohe Reformierschärfen als ungünstig zu bewerten. Selektivierende Wirkungen auf Pt-AI2O3-Katalysatoren für die Dehydrierung von Naphthenen bzw. die Dehydrozyklisierung von Paraffinen werden auch für Zinn- und Bleimodifizierungen beschrieben (DD-PS 138509,138559). Die Übertragung auf technisch relevante Rohstoffe ist offenbar weiterhin problematisch, da die Wirkung auf sehr geringe Reaktionsdrucke begrenzt ist. Eine hohe Aromatisierungsaktivität, eine wesentliche Teilfunktion eines Reformierkatalysetors, kann gemäß US-PS 3554901 durch einen Pt-Pd-Co203-Katai/sator auf Basis von Aluminiumoxid erreicht werden. Bedingt offenbar durch den insbesondere sehr hohen C2OrGehalt von 5 bis 25% führt die Anwendung eines solchen Katalysators zwar zu hohen Aromatengehalten, die aber nur auf Kosten relativ hoher Vergasungsanteile erreicht werden und sich damit ungünstig auf die Ausbeuten an flüssigen Kohlenwasserstoffen auswirken. Die genannten Wirkungen sind offenbar an sehr niedrige Reaktionsdrucke und äußerst niedrige Raumgeschwindigkeiten gebunden. Das Problem der Ausbeutestabilität bei steigenden Reaktionstemperaturen bleibt offen.According to DD-PS 247792 fluorine-promoted platinum catalysts are proposed, which should ensure the dehydrogenative reforming in high selectivity for relatively high reaction pressures between 3 and 6 MPa. However, these reaction pressures are to be assessed as unfavorable for high reforming powers. Selective effects on Pt-Al 2 O 3 catalysts for the dehydrogenation of naphthenes and the dehydrocyclization of paraffins are also described for tin and lead modifications (DD-PS 138509.138559). The transfer to technically relevant raw materials is obviously still problematic because the effect is limited to very low reaction pressures. High aromatization activity, an essential partial function of a reforming catalyst, can be achieved in accordance with US Pat. No. 3,554,901 by a Pt-Pd-Co 2 O 3 catalyst based on aluminum oxide. Due to the particular very high C 2 OrGehalt of 5 to 25%, the use of such a catalyst leads to high aromatics, but only at the expense of relatively high gasification levels are achieved and thus adversely affect the yields of liquid hydrocarbons. The above effects are apparently bound to very low reaction pressures and extremely low space velocities. The problem of yield stability with increasing reaction temperatures remains open.

Als Alternative für technisch relevante Drucke zwischen 0,8 und 2 MPa wird gemäß DD-PS 224326 ein Pt/Sn/Cr-A^Oj-Katalysator vorgeschlagen, der Fhtin und Chrom in abgestufter Verteilung mit vorteilhafter Wirkung aufweist. Unbefriedigend bleiben auch hier trotz zweifellos erreichter Fortschritte Selektivitätsrückgänge bei erhöhten Reaktionstemperaturen. Ein ähnliches Katalysatorsyätem ist auch Gegenstand in DE-AS 2460560, bei dem lieben Pt, Sn und Chlorid die Elemente Chrom, Molybdän und Mangan sowie geringe Schwefelmengen als Katalysatorpromotoren eingesetzt werden. Die beschriebenen vorteilhaften Wirkungen sind im wesentlichen auf die Zinnmodifizierung zurückzuführen und ergeben eine hohe katalytische Aktivität für die Aromatisierung von n-Heptan bei sehr niedrigen Reaktionsdrucken.As an alternative to technically relevant pressures between 0.8 and 2 MPa a Pt / Sn / Cr-A ^ Oj catalyst is proposed according to DD-PS 224326, the Fhtin and chromium in a graded distribution having an advantageous effect. Unsatisfactory here, despite undoubtedly achieved progress selectivity decreases at elevated reaction temperatures. A similar Katalysatoryätem is also the subject of DE-AS 2460560, in the dear Pt, Sn and chloride, the elements chromium, molybdenum and manganese and small amounts of sulfur are used as catalyst promoters. The advantageous effects described are due essentially to the tin modification and give a high catalytic activity for the aromatization of n-heptane at very low reaction pressures.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist ein Reformierkatalysator, der durch verbesserte Selektivität und hohe Ausbeutestabilität bei der Umwandlung von Benzinkohlenwasserstoffen gekennzeichnet ist.The aim of the invention is a reforming catalyst which is characterized by improved selectivity and high yield stability in the conversion of gasoline hydrocarbons.

Darlogung des Wesens der ErfindungDarling of the essence of the invention

Die Aufgabe bestand darin, die Leistungsfähigkeit bekannter Reformierkatalysatoren hinsichtlich Selektivitätseigenschaft und Ausbeutestabilität bei der Erzeugung aromatenreicher Reformate bzw. hochoktaniger Komponenten zu verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Reformierkatalysator für die Gewinnung von aromatischen Kohlenwasserstoffen bzw. von aromatenreichen hochoktanigen Kraftstoffkomponenten aus hydroraffinierten Banzinkohlenwasserstoffgemischen unter Hydroreformingbedingungen auf Basis platin- und rheniumhaltiger poröser gamma-A^GyFormlinge, indem erfindungsgemäß der Katalysator bei Platingehalten von 2 bis 4,5g/kg atomare Platin/Rhenium-Verhältnisse zwischen 0,25 und 0,65 aufweist sowie Elemente der Vl. Nebengruppe bzw. deren Verbindungen in Mengen von 0,05 bis 1 g/kg, bezogen auf das jeweilige Element, enthält.The object was to improve the performance of known reforming catalysts in terms of selectivity property and yield stability in the production of aromatics-rich reformates or hochoktaniger components. This object is achieved by a reforming catalyst for the recovery of aromatic hydrocarbons or aromatically rich hochoktanigen fuel components from hydroraffinated Banzinkohlenwasserstoffgemischen under hydroreforming conditions based on platinum and rhenium-containing porous gamma A ^ GyFormlinge by inventively the catalyst at platinum contents of 2 to 4.5g / kg atomic platinum / rhenium ratios between 0.25 and 0.65 and elements of Vl. Subgroup or compounds thereof in amounts of 0.05 to 1 g / kg, based on the respective element.

In einer besonders zweckmäßigen Form weist der Katalysator bei Platingehalten von 2 bis 3,5g/kg mittlere Platin/Rhenium-Verhältnisse zwischen 0,30 und 0,60 auf und enthält 0,1 bis 0,8g/kg Chiomium, gerechnet als Chrom-lll-oxid. Die erfindungsgemäßen mittleren Platin/Rhenium-Verhältnisse bei relativ niedrigen Platingehalten in Kombination mit den angeführten Gehalten an Chromoxid sind wesentlich für das Erreichen der Zielstellung. Derartige Katalysatorzusammensetzungen führen zu hohen Selektivitäten und damit hohen Fiüssigausbeuten bei gleichzeitig hoher Ausbeutestabilität auch bei hohen Reaktionstemperaturen. Die erfindungsgemäßen Katalysatoren sind nicht mit den Nachteilen verminderter Flüssigausbeuten bei der Erzeugung hochoktaniger Reformate verbunden, wie sie für Katalysatoren beschrieben werden, die höhere Rheniumgehalte im Vergleich zu den Platingehalten aufweisen.In a particularly advantageous form, the catalyst has platinum contents of 2 to 3.5 g / kg average platinum / rhenium ratios between 0.30 and 0.60 and contains 0.1 to 0.8 g / kg of chiomium, calculated as chromium III-oxide. The mean platinum / rhenium ratios according to the invention at relatively low platinum contents in combination with the stated contents of chromium oxide are essential for achieving the objective. Such catalyst compositions lead to high selectivities and thus high Fiüssigausbeuten at the same time high yield stability even at high reaction temperatures. The catalysts of the invention are not associated with the disadvantages of reduced liquid yields in the production of high octane reformates as described for catalysts having higher rhenium contents compared to the platinum contents.

Weitere Vorteile bei der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich dadurch, daß bei Aufrechterhaltung des mittleren atomaren Platin/Rhenium-Verhältnisses von 0,30 bis 0,60 im Katalysator Anteile des Katalysatormaterials im Bereich von 5 bis 40% ein Platin/Rhenium-Verhältnis zwischen 0,40 und 0,90 aufweisen und Anteile von 5 bis 40% derartige Verhältnisse zwischen 0,1 und 0,5 aufweisen. Wesentlich dabei ist, daß diese Anteile des Katalysatormaterials mit unterschiedlichen Platin/Rhenium-Verhältn; .oen jeweils im gleichen Katalysatorformling vorliegen. Neben den bereits genannten Vorteilen der erfindungsgemäßen Katalysatoren besteht ein weiterer darin, daß keine erhöhten Forderungen hinsichtlich der Entfernung vonFurther advantages in the solution according to the invention result from the fact that, while maintaining the average atomic platinum / rhenium ratio of 0.30 to 0.60 in the catalyst, proportions of the catalyst material in the range from 5 to 40% have a platinum / rhenium ratio between 0, 40 and 0.90 and have proportions of 5 to 40% such ratios between 0.1 and 0.5. It is essential that these portions of the catalyst material with different platinum / rhenium Ratio ; , o en each present in the same catalyst molding. In addition to the already mentioned advantages of the catalysts according to the invention, another is that no increased requirements in terms of the removal of

heteroatomhaltigon Verbindungen erhoben werden müssen, wie sie für bimetallische Katalysatoren hinlänglich bekannt sind.Heteroatomhaltigon compounds must be collected, as they are well known for bimetallic catalysts.

Damit werden die genannten Vorteile ohne größere Aufwände in Rafffineriebetrieben zugänglich.Thus, the above advantages are accessible without much effort in Rafffineriebetrieben.

Eine mechanische Mischung von Katalysatorformlingen, wobei die gemischten Formlinge jeweils für sich unterschiedliche Platin/Rhenium-Verhältnisse aufweisen, entspricht nicht der vorliegenden erfindungsgemäßen Lösung.A mechanical mixture of catalyst moldings, wherein the mixed moldings in each case have different platinum / rhenium ratios, does not correspond to the present inventive solution.

Die Wirksamkeit eines Katalysatormaterials mit untfcrschiedlichenPlatin/Rhenium-Verhältnissen im gleichen Katalysatorformling kann weiter verbessert werden, wenn in 5 bis 30% des Katalysatormaterials dieses Verhältnis zwischen 0,5 bis 0,9 und in 10 bis 40% des Katalysatormaterials dieses Verhältnis zwischen 0,1 und 0,5 liegt.The effectiveness of a catalyst material with different platinum / rhenium ratios in the same catalyst article can be further improved if in 5 to 30% of the catalyst material this ratio between 0.5 to 0.9 and in 10 to 40% of the catalyst material this ratio between 0.1 and 0.5 is.

Die erfindungsgemäßen Katalysatoren ermöglichen es, leistungsstabile Katalysatoren mit sehr niedrigen Platingehalten verfügbar zu machen, die trotz dieser geringen Platingehalte aufgrund einer hohen Ausbeutestabilität vorteilhaft für die Raffineriepraxis sind.The catalysts according to the invention make it possible to make available highly stable catalysts with very low platinum contents which, despite these low platinum contents, are advantageous for refinery practice because of their high yield stability.

Die erfindungsgemäßen Katalysatoren sind zugänglich über Imprägnierungsschritte üblicher poröser gamma-AI203-Formlinge unter Verwendung von insbesondere Hexachloroplatinsäure, Perrheniumsäure und Chromsäure aus salzsäurehaltiger wäßriger Lösung.The catalysts according to the invention are accessible via impregnation steps of customary porous gamma-Al 2 O 3 -Formlinge using in particular hexachloroplatinic acid, perrhenic acid and chromic acid from hydrochloric acid aqueous solution.

Die besonders zweckmäßige Form der erfindungsgemäßen Katalysatoren mit vom Durchschnitts1 /ert abweichenden Platin/ Rhenium-Verhältnissen innerhalb des gleichen Katalysatorformlings kann in einfacher Weise durch die Imprägnierbedingungen, wie Konzentration der Aktivkomponenten in der Imprägnierlösung, Dauer der Imprägnierung, Salzsäurekonzentration sowie Vorbehandlung der AI203-Formlinge gewährleistet werden. Eine geeignete Vorbehandlung ist beispielsweise eine Beladung mit Wasserdampf oder mit Kohlendioxid. Intensive Beladung mit Kohlendioxid und hohe Konzentrationen an Salzsäure in der Imprägnierlösung führen zu Katalysatoren, bei denen die Platin/Rhenium-Verhältnisse nur geringfügig vom Durchschnittswert abweichen. Durch geringe Beladung mit Kohlendioxid und niedrige Salzsäurekonzentrationen werden Katalysatorformlinge erhalten, in danon stark differenzierte Platin/Rhenium-Verhältnisse im Formling vorliegen. Obwohl die erfindungsgemäßen Verteilungsverhältnisse auch durch mehrfache Imprägnierungsschritte realisierbar sind, hat sich eine gleichzeitige Imprägnierung aller Komponenten als zweckmäßig erwiesen. Die in den erfindungsgemäßen Katalysatoren vorliegenden Platin/Rhenium-Verhältnisse lassen sich problemlos aus Verteilungsanalysen mittels Elektronenstrahlmikroanalyse ermitteln.The particularly expedient form of the catalysts according to the invention with platinum / rhenium ratios deviating from the average 1 within the same catalyst molding can be easily determined by the impregnation conditions, such as concentration of the active components in the impregnation solution, duration of the impregnation, hydrochloric acid concentration and pretreatment of Al 2 O. 3 shapes are guaranteed. A suitable pretreatment is, for example, a loading with steam or with carbon dioxide. Intense loading of carbon dioxide and high concentrations of hydrochloric acid in the impregnating solution lead to catalysts in which the platinum / rhenium ratios deviate only slightly from the average value. By low loading with carbon dioxide and low hydrochloric acid concentrations of catalyst moldings are obtained in danon strongly differentiated platinum / rhenium ratios in the molding present. Although the distribution ratios according to the invention can also be achieved by multiple impregnation steps, a simultaneous impregnation of all components has proven to be expedient. The platinum / rhenium ratios present in the catalysts according to the invention can easily be determined from distribution analyzes by means of electron beam microanalysis.

Ausführungsbeispieleembodiments

Beispiel 1 (erfindungsgemäßer Katalysator A)Example 1 (inventive catalyst A)

500cm3 eines gamma-AI2O3 in Form von Strangformlingen mit 1,3 mm Durchmesser und einer Oberflächengröße von 24OmVg, einem Porenvolumen von 0,63cmVg (hergestellt nach DD-PS 258714) wurden zwei Stunden mit gasförmigem Kohlendioxid beladen (Strömungsgeschwindigkeit 101/Std.) und anschließend mit einer Imprägnierlösung überschichtet, die 2,7g/kg Platin als Kexachloroplatinsäure, 5,1 g/kg Rhenium als Perrheniumsäure und 0,2g/kg Cr2O3 als Chrom-Vl-Säure, jeweils bezogen auf AI3O3, enthielt. Die Lösung war salzsauer entsprechend 8,9g Chlorid/l. Nach 12 Stunden Tränkzeit wurden die Formlinge abgetrennt, getrocknet und bei 820K für drei Stunden geglüht. Die analytischen Kennwerte waren500 cm 3 of a gamma-Al 2 O 3 in the form of strand moldings with 1.3 mm diameter and a surface area of 24OmVg, a pore volume of 0.63 cmVg (prepared according to DD-PS 258714) were charged for two hours with gaseous carbon dioxide (flow rate 101 / Std.) And then covered with an impregnating solution, the 2.7 g / kg of platinum as Kexachloroplatinsäure, 5.1 g / kg of rhenium as perrhenic acid and 0.2 g / kg of Cr 2 O 3 as chromium-Vl acid, each based on AI 3 O 3 , contained. The solution was saline equivalent to 8.9 g chloride / l. After 12 hours' soaking time, the moldings were separated, dried and annealed at 820K for three hours. The analytical parameters were

Platinplatinum 2,7 g/kg AI2O3 2.7 g / kg Al 2 O 3 Rheniumrhenium 4,8 g/kg AI2O3 4.8 g / kg Al 2 O 3 Platin/RheniumPlatinum / rhenium 0,560.56 Cr2O3 Cr 2 O 3 0,19g/kg AI2O3 0.19 g / kg Al 2 O 3 Chloridchloride 15,0 g/kg AI2O3 15.0 g / kg Al 2 O 3

Die Abweichungen vom angeführten Pt/Re-Verhältnis innerhalb eines Katalysatorformlings lagen im Bereich von 5% relativ.The deviations from the stated Pt / Re ratio within a catalyst article were in the range of 5% relative.

Beispiel 2 (erfindungsgemäßer Katalysator B)Example 2 Inventive Catalyst B

Die gleiche Menge AI2O3 analog Beispiel 1 wurde für 10 Minuten mit 5l/Std. Kohlendioxidgas behandelt und anschließend vier Stunden lang mit einer Lösung imprägniert, die folgende Gehalte aufwies: 2,3g/kg Platin, 7,1 g/kg Rhenium und 0,15g/kg Cr2O3, jeweils bezogen auf AI2O3. Es wurden analoge Verbindungen wie in Beispiel 1 eingesetzt. Der Salzsäuregehalt entsprach 7,1 g Chlorid/I.Trocknung und Glühung erfolgten wie in Beispiel 1.The same amount of Al 2 O 3 as in Example 1 was for 10 minutes with 5l / hr. Treated carbon dioxide gas and then impregnated for four hours with a solution which had the following contents: 2.3 g / kg of platinum, 7.1 g / kg of rhenium and 0.15 g / kg Cr 2 O 3 , each based on Al 2 O 3 . Analogous compounds were used as in Example 1. The hydrochloric acid content corresponded to 7.1 g of chloride / I. Drying and annealing were carried out as in Example 1.

Folgende analytische Kenndaten wurden bestimmt (Angaben bezogen auf AI2O3):The following analytical characteristics were determined (data based on Al 2 O 3 ):

Platinplatinum 2,3 g/kg2.3 g / kg Rheniumrhenium 6,6 g/kg6.6 g / kg Platin/RheniumPlatinum / rhenium 0,35 als Durchschnittswert0.35 as an average Cr2O3 Cr 2 O 3 0,15 g/kg0.15 g / kg Chloridchloride 13,9 g/kg13.9 g / kg

Über Elektronenstrahlmikroanalyse wurden folgende Pt-Re-Verteilungsdaten bestimmt: 15% des Katalysatormaterials hatte ein durchschnittliches Pt/Re-Verhältnis von 0,70 25% des Katalysatormaterials ein solches von 0,20.The following Pt-Re distribution data were determined by electron beam microanalysis: 15% of the catalyst material had an average Pt / Re ratio of 0.70 25% of the catalyst material of 0.20.

Beispiel 3 (nicht erfindungsgemäß)Example 3 (not according to the invention)

Auf Basis der in Beispiel 1 genannten AI2O3-Formlinge wurde ein Katalysator mit je 3g/kg Platin und Rhenium, 0,2 g/kg Cr2O3 und 4g/kg Chlorid entsprechend den erfindungsgemäßen Angaben in DD 223077 hergestellt (Katalysator C).Based on the AI 2 O 3 -formten mentioned in Example 1, a catalyst with 3g / kg of platinum and rhenium, 0.2 g / kg Cr 2 O 3 and 4g / kg chloride according to the inventive information in DD 223077 was prepared (catalyst C).

Entsprechend den Angaben im Beispiel 1 wurde ein chromiumfreier Ft/Re-Katalysaior mit folgenden Gehalten hergestellt: (Katalysator D)As described in Example 1, a chromium-free Ft / Re catalyst was prepared with the following contents: (Catalyst D)

Platinplatinum 2,5 g/kg2.5 g / kg Rheniumrhenium 4,5 g/kg4.5 g / kg Chloridchloride 15 g/kg.15 g / kg.

Beispiel 4Example 4

Die Katalysatoren aus Beispiel 1 bis 3 wurden in einer Reformierpilotanlage einer vergleichenden katalytischer) Prüfung unter realen Reformierbedingungen unterzogen. Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten:The catalysts of Examples 1 to 3 were subjected in a reforming pilot plant to a comparative catalytic test under real reforming conditions. The following results were obtained:

Prüfbedingungen:test conditions: Druckprint 1,5MPa1.5MPa Belastungburden 2v/vh2 v / v h Gas-VerhältnisGas ratio 1000NI/I1000NI / I Katalysatormengeamount of catalyst 300ml300ml

Rohstoff: Hydroraffiniertes Benzin 378 bis 413 K siedendRaw material: Hydrorefined petrol 378 to 413 K boiling

Schwefelgehalt 1 ppmSulfur content 1 ppm

Aromaten 0,07 l/lAromatics 0.07 l / l

Naphthene 0,38 l/lNaphthenes 0.38 l / l

Paraffine 0,55 l/lParaffins 0.55 l / l

Ergebnis:Result:

Katalysator ABCCatalyst ABC

Reaktionstemperatur K Oktanzahl ROZ Flüssigausbeute kg/kg Aromatenausbeute kg/kgReaction temperature K octane RON liquid yield kg / kg aromatics yield kg / kg

Die erfindungsgemäßen Katalysatoren A und B arbeiten selektiver mit dem Ergebnis höherer Aromatenausbeuten. Außerdem ist der Trend einer verbesserten Stabilität zu verzeichnen.The catalysts A and B according to the invention operate more selectively with the result of higher aromatics yields. In addition, there is a trend of improved stability.

Beispielsexample

In einem weiteren katalytischer! Test wurde die Ausbeutestabilität des Katalysators A geprüft, wobei folgende Bedingungen eingestellt wurden:In another catalytic! Test the yield stability of the catalyst A was tested, the following conditions were set:

765765 762,2762.2 761761 767767 99,499.4 100100 99,599.5 99,399.3 0,8520,852 0,8520,852 0,8250.825 0,8420.842 0,6140,614 0,6180.618 0,5860.586 0,6000,600

1,5MPa1.5MPa kg/kgkg / kg g/kgg / kg 3v/vh3v / vh 0,8820.882 27,727.7 5molH2/molKW5molH 2 / molKW 0,0880.088 28,5 .28.5. entsprechend einer ROZ im Reformat 98 bis 100corresponding to a RON in the reformate 98 to 100 0,8880.888 29,029.0 80 ml80 ml 0,8830.883 27,627.6 hydroraffiniertes Benzin 383 bis 453 KHydrorefined petrol 383 to 453 K Aromaten in l/l 0,10Aromatics in l / l 0.10 Naphthene in l/l 0,364Naphthenes in l / l 0.364 Paraffine in l/l 0,536Paraffins in l / l 0.536 Druckprint In Abhängigkeit von der Katalysatorstabilität wurden folgende Temperaturstufen durDepending on the catalyst stability, the following temperature steps were dur Belastungburden zu halten:to keep: Gasverhältnisgas ratio Temperaturtemperature Temperatur Flüssigausbeute H2-AusbuuteTemperature Liquid yield H 2 -Expute Katalysatormengeamount of catalyst KK Rohstoffraw material 763763 773773 783783 793793

Die Zahlen belegen die hohe Ausbeutestabilität über einen relativ breiten Temperaturbereich. Bei Katalysatoren gemäß Stand der Technik, repräsentiert durch die Katalysatoren C und D werden unter analogen Bedingungen und bei vergleichbaren Laufzeiten Ausbeuterückgänge bei den höheren Temperaturen im Bereich von 20 bis 40g/kg festgestellt.The numbers prove the high yield stability over a relatively wide temperature range. In prior art catalysts, represented by catalysts C and D, yield reductions at higher temperatures in the range of 20 to 40 g / kg are found under analogous conditions and comparable run times.

Beispiel 6 (erfindungsgemäßer Katalysator E) 500cm3 des Aluminiumoxids von Beispie! 1 wurden aus einer überstehenden (NhUhMoCVLösung mit 0,10g/kg MoOa imprägniert, anschließend bei 373K getrocknet und bei 723Kfür 3 Stunden an Luft kalziniert. Das so mit MoO3 beladene Aluminiumoxid wurde analog Beispiel 2 mit Platin, Rhenium und Chlorid ohne Zusatz von Chromsäure imprägniert und in analoger Weise nachbehandelt. Folgende Analysenwerte wurden ermitteltExample 6 (inventive catalyst E) 500 cm 3 of the aluminum oxide of Example! 1 were impregnated from a supernatant (NhUhMoCV solution with 0.10 g / kg MoOa, then dried at 373K and calcined at 723K for 3 hours in air The alumina thus loaded with MoO 3 was analogously to Example 2 with platinum, rhenium and chloride without the addition of chromic acid impregnated and after-treated in an analogous manner The following analysis values were determined

Platinplatinum 2,28 g/kg2.28 g / kg Rheniumrhenium 6,63 g/kg6.63 g / kg Platin/RheniumPlatinum / rhenium 0,34 als Durchschnittswert0.34 as an average MoO3 MoO 3 0,10 g/kg0.10 g / kg Chloridchloride 13,8 g/kg13.8 g / kg

Die mittels Elektronenstrahlmikroanalyse ermittelten Verteilungsdaten entsprachen denjenigen wie im Beispiel 2 angeführt. Der Katalysator E wurde unter analogen Bedingungen wie im Beispiel 4 angeführt katalytisch geprüft. Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten:The distribution data obtained by electron beam microanalysis corresponded to those given in Example 2. Catalyst E was catalytically tested under analogous conditions as in Example 4. The following results were obtained:

Katalysator ECatalyst E 764764 Vergleichs!Comparison! catalysatorecatalysatore Reaktionstemperatur KReaction temperature K 99,699.6 DDDD 212192212192 Oktanzahl ROZOctane RON 0,8500,850 DE-ASDE-AS 24605602460560 Flüssigausbeute kg/kgLiquid yield kg / kg 0,6100,610 DE-ASDE-AS 28190882819088 Aromatenausbeute kg/kgAromatic yield kg / kg isfähiger als diemore capable than that EPEP 252 605252 605 Der Katalysator E ist leistungThe catalyst E is performance In Betracht gezogene Druckschriften:Documents considered: USUS 35549013554901 USUS 4764 2674764 267

Claims (4)

1. Reformierkatalysator für die Gewinnung von aromatischen Kohlenwasserstoffen bzw. von aromatenreichen hochoktanigen Kraftstoffkomponenten aus hydroraffinierten Benzinkohlenwasserstoffgemischen unter Hydroreformingbedingungen auf der Basis platin- und rheniumhaltiger poröser gamma-Al2-O3-Formlinge, gekennzeichnet dadurch, daß der Katalysator bei Platingehalten von 2 bis 4,5g/kg ein atomares Platin/Rhenium-Verhältnis von 0,25 bis 0,65 aufweist und 0,05 bis 1 g/kg, bezogen auf das jeweilige Element, Elemente der Vl. Nebengruppe oder deren Verbindungen enthält.1. reforming catalyst for the recovery of aromatic hydrocarbons or aromatic-rich hochoktanigen fuel components from hydroraffinierten Benzinkohlenwasserstoffgemischen under hydroreforming conditions based on platinum and rhenium-containing porous gamma-Al2-O 3 -Formlinge, characterized in that the catalyst at platinum contents of 2 to 4, 5g / kg has an atomic platinum / rhenium ratio of 0.25 to 0.65 and 0.05 to 1 g / kg, based on the respective element, elements of Vl. Subgroup or their compounds contains. 2. Reformierkatalysator nach Anspruch !,gekennzeichnet dadurch, daß de. Katalysator bei Platingehalten von 2 bis 3,5g/kg Platin/Rhenium-Verhältnisse von 0,30 bis 0,60 und Gehalte an Chromium, berechnet als Chromium-lll-oxid, von 0,1 bis 0,8g/kg aufweist.2. reforming catalyst according to claim!, Characterized in that de. Catalyst at platinum contents of 2 to 3.5 g / kg platinum / rhenium ratios of 0.30 to 0.60 and levels of chromium, calculated as chromium-lll-oxide, from 0.1 to 0.8 g / kg. 3. Reformierkatalysator nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß bei Aufrochterhaltung des mittleren atomaren Platin-/Rhenium-V6rhältnisses von 0,30 bis 0,60 im Katalysator 5 bis 40% des Katalysatormaterials ein Platin/Rhenium-Verhältnis zwischen 0,40 und 0,9 und 5 bis 40% ein derartiges Verhältnis zwischen 0,1 und 0,5 aufweisen, wobei diese unterschiedlichen Piatin/ Rhenium-Verhältnisse jeweils im gleichen Katalysatorformling vorliegen.3. reforming catalyst according to claim 1 and 2, characterized in that when broadening the average atomic platinum / rhenium V6rhältnisses of 0.30 to 0.60 in the catalyst 5 to 40% of the catalyst material, a platinum / rhenium ratio between 0.40 and 0.9 and 5 to 40% have such a ratio between 0.1 and 0.5, these different platinum / rhenium ratios each being in the same catalyst blank. 4. Reformierkatalysator nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß 5 bis 30% des Katalysatormaterials ein Platin/Rhenium-Verhältnis von 0,5 bis 0,9 und 10 bis 40% des Katalysatormateriab ein derartiges Verhältnis von 0,1 bis 0,35 aufweisen.4. reforming catalyst according to claim 3, characterized in that 5 to 30% of the catalyst material has a platinum / rhenium ratio of 0.5 to 0.9 and 10 to 40% of Katalysatoratateriab such a ratio of 0.1 to 0.35 ,
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19720657A1 (en) * 1997-05-16 1998-11-19 Basf Ag Process for the preparation of aliphatic alcohols

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