DE1767464A1 - Katalysatorgemisch auf Basis von zeolithischen Molekularsieben zur Reformierung von Kohlenwasserstoffen - Google Patents
Katalysatorgemisch auf Basis von zeolithischen Molekularsieben zur Reformierung von KohlenwasserstoffenInfo
- Publication number
- DE1767464A1 DE1767464A1 DE19681767464 DE1767464A DE1767464A1 DE 1767464 A1 DE1767464 A1 DE 1767464A1 DE 19681767464 DE19681767464 DE 19681767464 DE 1767464 A DE1767464 A DE 1767464A DE 1767464 A1 DE1767464 A1 DE 1767464A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- catalyst
- zeolite
- metal
- value
- cations
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/08—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/08—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
- B01J29/082—X-type faujasite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/08—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
- B01J29/10—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y containing iron group metals, noble metals or copper
- B01J29/12—Noble metals
- B01J29/123—X-type faujasite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G35/00—Reforming naphtha
- C10G35/04—Catalytic reforming
- C10G35/06—Catalytic reforming characterised by the catalyst used
- C10G35/095—Catalytic reforming characterised by the catalyst used containing crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER
- 5 KÖIN-IINDENTHAL PETER-KINTGEN-STRASSE 2
Köln, den 11,5.1968 Eg/Ax
270 Park Avenue, New York, NoY. 10017 (V.St.A.).
Katalysatorgemisch auf Basis von zeolithischen Molekularsieben zur Reformierung von Kohlenwasserstoffen.
(Zusatz zu Patent» 0 (Patentanmeldung P 15 42 535-9 )
Gegenstand des Hauptpatents„.ο o ο....(Patentanmeldung
P 15 42 55>.9 ) ist ein Katalysatorgemisch auf Basis von
zeolithischen Molekularsieben zur Reformierung von Kohlenwasserstoffen,
das gekennzeichnet ist durch den Gehalt eines Hydrierungs-Dehydrierungekatalysators und eines
kristallinen zeolithischen Molekularsiebs mit einer zur
Adsorption von Benzol genügenden Porengröße und der in Molen der Oxyde ausgedrückten Zusammensetzung:
/~xQ2O + yMO + ZM2 4O1Jf i Al3O5 ! bSiOg : pH20
H
in der Q ein Alkalimetall, M Calcium oder Magnesium, M1 Thorium oder ein Metall der seltenen Erden mit einer Ordnungszahl von 57 bis 71 und η die Wertigkeit des Kations M' bedeutet, b einen Wert von 2,3 bis 4, ρ einen Wert von 0 bis etwa 9, (x+y+z) einen Wert von etwa 0,92 bis etwa 1, y einen Wert von wenigstens O97 und ζ einen Wert von O bis 0,2 hat, wenn b größer als 3 ist und 0,04 bis 0,2 beträgt, wenn b nicht größer als 3 ist·
in der Q ein Alkalimetall, M Calcium oder Magnesium, M1 Thorium oder ein Metall der seltenen Erden mit einer Ordnungszahl von 57 bis 71 und η die Wertigkeit des Kations M' bedeutet, b einen Wert von 2,3 bis 4, ρ einen Wert von 0 bis etwa 9, (x+y+z) einen Wert von etwa 0,92 bis etwa 1, y einen Wert von wenigstens O97 und ζ einen Wert von O bis 0,2 hat, wenn b größer als 3 ist und 0,04 bis 0,2 beträgt, wenn b nicht größer als 3 ist·
209811/1391
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur
Reformierung von Erdölfraktionen zur Erhöhung ihrer Oktanzahl unter Verwendung eines neuen Katalysatorgemisches
auf Basis von zeolithischen Molekularsieben sowie den neuen Katalysator selbst.
Die Reformierung von Erdölkohlenwasserstoffen, z.B. von
Schwerbenzinen, ist ein allgemein bekanntes Verfahren, das seit einiger Zeit in der gesamten Erdölindustrie angewendet
wird· Dieses Verfahren hat im allgemeinen den Zweck, Kohlenwasserstoffe mit verhältnismäßig niedriger Oktanzahl
ψ in Kohlenwasserstoffe mit höherer Oktanzahl umzuwandeln·
Die"zu reformierenden Fraktionen bestehen hauptsächlich
aus Uormalparaffinen, Paraffinen mit nur mäßiger Verzweigung
und naphthenischen Kohlenwasserstoffen mit geringen Anteilen aromatischer Verbindungen, Da stark verzweigte
Kohlenwasserstoffe und aromatische Kohlenwasserstoffe viel höhere Oktanzahlen haben als die entsprechenden ITormalkohlenwasserstoffe
und naphthenischen Kohlenwasserstoffe, hat die Reformierung den Hauptzweck, die naphthenischen
Kohlenwasserstoffe unter Bildung von Aromaten zu isomerisieren und zu iäehydrieren, die geradkettigen paraffinischen
Kohlenwasserstoffe unter Bildung von Aromaten zu cyclisieren und zu dehydrieren, die Mormalparaffine und leicht verzweig-
" ten Paraffine zu stärker verzweigten Paraffinen zu isomeri—
sieren und innerhalb gewisser Grenzen unter Berücksichtigung von Qualität und Quantität eine Krackung zu bewirken.
Bis zu einem gewissen Grade können zwar die wesentlichen Reformierungsreaktionen durch eine rein thermische Behandlung
durchgeführt werden, jedoch sind die unter Verwendung von Katalysatoren erzielten Ergebnisse so überaus überlegen,
daß die katalytische Reformierung heute fast ausschließlich angewendet wird.
Ebenso wie die Katalyse im allgemeinen ist die katalytische Reformierung noch von verhältnismäßig empirischer Hatur,
209811/1591
1767AS4
was die Zusammensetzung des Katalysators anbelangt. Zwar
•enthalten Kohlenwasserstoffumwandlungskatalysatoren, die in sehr großem Umfange großtechnisch eingesetzt werden,
Aluminiumoxyd und/oder Siliciumdioxyd in irgendeiner Form, jedoch hat sich gezeigt, daß die Wirksamkeit von komplexen
Wechselbeziehungen der verschiedensten veränderlichen Faktoren abhängt, z.B. von dem Vorhandensein oder Fehlen
von Kristallinität, der Porengrößenverteilung des Katalysators, dem jeweiligen Typ und dem Mengenanteil von Metallkationen
und der Form, in der diese Kationen in den Katalysatorkomplex eingebaut sind·
In letzter Zeit sind die natürlichen und synthetischen
zeolithischen kristallinen Aluminosilicate, die gewöhnlich als zeolithisehe Molekularsiebe bezeichnet werden, der
Gegenstand intensiver Untersuchungen als mögliche Reformierungskatalysatoren.
Wie allgemein bekannt ist, bestehen zeolithisclie Molekularsiebe grundsätzlich aus einem dreidimensionalen
Netzwerk von SiO«- und AlO^-Tetraedern, die
über Sauerstoffatome vernetzt sind, und deren Elektrovalena
durch die Anwesenheit von Kationen abgesättigt ist, die in den meisten Fällen gegen andere Kationen ohne Zerstörung
des Kristallgitters ausgetauscht werden können. Darüber
■ ■ ■ i
hinaus sind die Molekularsiebe dadurch gekennzeichnet, daß
sie in ihrem aktivierten Sustand Hohlräume enthalten, die
durch Poren von praktisch gleichmäßigen Abmessungen für
einen bestimmten Zeolithtyp miteinander verbunden sind. Diese Eigenschaften sind sämtlich potentiell vorteilhaft
in Reformierungskatalysatoren, jedoch hat sich gezeigt, daß einige durch nieht-zeolithisehe Komponenten gesteigert
und andere abgeschwächt werden müssen, um das gewünschte
Kohlenwasserstoffprodukt zu erhalten. Beispielsweise haben Molekularsiebe gleichzeitig Eigenschaften, die sie zu
äußerst wirksamen Krackkatalysatoren machen* Dies ist eine Aktivität, die bei einem Reformierungsverfahren sorgfältig
kontrolliert werden muß.
209811/1391
Die Erfindung ist demgemäß auf ein neues zeolithisches Molekularsieb gerichtet, das die Fähigkeit hat, alle
wesentlichen Kohlenwasserstoff-Reformierungsreaktionen,
nämlich Isomerisierung, Aromatisierung, Hydrierung-Dehydrierung, Cyclisierung und selektive Krackung, selektiv
zu katalysieren und diese Funktionen über lange Zeiträume ohne wesentliche Abnahme der Aktivität auszuüben. Gegenstand
der Erfindung ist ferner ein neues katalytisches Verfahren zur Reformierung von Kohlenwasserstoffen, bei
dem ein Katalysatorgemis ch auf Basis eines zeolithischen Molekularsiebes verwendet wird, und das sich durch hohe
Ausbeuten an Kohlenwasserstoffgemischen von hoher Oktanzahl auszeichnet»
Der erfindungsgemäße Reformierungskatalysator besteht aus einem kristallinen zeolithischen Molekularsieb mit Poren,
die groß genug sind, um Benzol aufzunehmen, und einem Sillciumdioxyd/Aluminiumoxyd-Verhältnis im Bereich von
2,3 bis 3, wobei wenigstens etwa 92$ der Aluminiumionen
durch Kationen eines Metalls abgeglichen sind, das zu wenig-· stens 60 Äquivalent-96, vorzugsweise zu wenigstens 75 Äquivalent-^
aus Barium oder Strontium oder deren Gemisch besteht, wobei der zeolithische Molekularsiebkatalysator
außerdem eine Hydrier-Dehydrier-Kompohente, insbesondere ein Metall der Gruppe VIII, d.h. der Platin-Palladium-Gruppe
enthält.
Der vorstehend beschriebene zeolithische Molekularsiebkatalysator
enthält innerhalb seiner Kristallstruktur zusätzlich zu den Barium- oder Strontiumkationen Kationen
von Thorium (Ordnungszahl 90) und/oder der Metall seltener Erden mit einer Ordnungszahl von 57 bis 71» wobei die
Kationen des Thoriums und/oder der Metalle seltener Erden wenigstens 4» vorzugsweise 4 bis 30 Äquivalent-^ der Metallkationen
ausmachen, die die Elektrovalenz der Aluminiumionen der Kristallstruktur des Molekularsiebes absättigen.
209811/1391
In der besonders bevorzugten Ausführungsform ist der vorstehend
beschriebene zeolithische Katalysator mit einem festen anorganischen Oxyd als Streckmittel kombiniert,
das keine quantitativ größere Aktivität für die Krackung von Kohlenwasserstoffen hat als die zeolithische Molekularsiebkomponente
und eine Hydrier-Dehydrier-Komponente enthält und 25 bis 75 Gewo-$ des Gesamtkatalysators auf wasserfreier
Basis ausmacht.
Die Zusammensetzung des zeolithischen Molekularsiebes, das
sich für den erfindungsgemäßen Katalysator eignet, kann
in Molverhältnissen der Oxyde wie folgt ausgedrückt werden:
/~xQ2O + yMO + zM|0_7 : Al3O3 : bSiO2 : g
hierin ist Q ein Alkalimetall, vorzugsweise Natrium; M steht
für Barium oder Strontium und deren Gemische, M1 für Thorium und Metalle seltener Erden mit einer Ordnungszahl von
57 bis 71 und deren Gemische; b hat einen Wert von 2,3 bis 3» P einen beliebigen Wert von 0 bis etwa 9, (x + y + 2)
einen Wert von etwa 0,92 bis 1, y einen Wert von wenigstens 0,6, vorzugsweise von wenigstens 0,75» ζ einen Wert von
0,04 bis 0,30, und η ist eine ganze Zahl, die die Wertigkeit
des Metallkations M1 bedeutet« |
Dieser kristalline Zeolith ist mit Hilfe der nachstehend
ausführlich beschriebenen Verfahren leicht aus kristallinem Zeolith X herstellbar. Die Herstellung von Zeolith X
ist. in der U.S.A.-Patentschrift 2 882 24-4 beschrieben·
Allgemein bestehen die Verfahren zur Herstellung von Zeolith X darin, daß man ein wässriges Reaktionsgemisch bildet,
das insgesamt die Oxyde NapO, SiO2, AIgO, und H2O in ganz
bestimmten Molverhältnissen der Oxyde enthält, das Gemisch
bei erhöhter Temperatur in der Größenordnung von 1000C
digeriert und die Kristalle von Zeolith X ausfallen läßt·
Die Kristalle werden nach der Isolierung von der Mutterlauge
209811/1391
gewaschen und an der Luft getrocknet·
Repeäsentativ für Reaktionsteilnehmer, die als Quelle des
SiIieiums im Reaktionsgemisch dienen, sind Natriumsilicat,
Kieselsäuregele, Kieselsäure, wässrige kolloidale Kieselsäuresole und reaktionsfähige amorphe feste Kieselsäuren.
Als Reaktionsteilnehmer, die als Quelle von Aluminium dienen können, eignen sich aktiviertes Aluminiumoxyd,
γ-Aluminiumoxyd, Aluminiumoxydtrihydrat und Natriumaluminat.
Als Quelle des Natriums wird vorteilhaft Matriumhydroxyd
verwendet. Die optimalen Mengenanteile der Reaktionsteilnehmer sind in gewissem Umfange von den jeweils verwendeten
Reaktionsteilnehmern abhängig· Diese Mengenanteile sind dem Fachmann bekannt und in der bereits genannten U,S.A.Patentschrift
2 882 244 angegeben.
Um die Natriumkationen von Zeolith X durch katalytisch aktive Kationen, nämlich Barium, Strontium und Metalle der
seltenen Erden zu ersetzen, ist es vorteilhaft, zunächst einen Austausch gegen Barium und/oder Strontium vorzunehmen
und anschließend die Kationen der seltenen. Erden in die Kristallstruktur einzuführen. Zwar sind mehrere Methoden
bekannt, einen Austausch eines Metallkations gegen ein anderes in einem Molekularsieb zu erreichen, jedoch ist im
lalle von Barium und Strontium ein· einfaches Basenaustauschverfahren unter Verwendung eines geeigneten ionisierbaren
wasserlöslichen Salzes völlig ausreichend· Der Basenaustausch erfolgt ganz einfach durch Zusammenbringen der entsprechenden
Zeolith X-Kristalle mit einer beliebigen wässrigen Salzlösung, die Ionen von Barium oder Strontium, z.B·
solche von Bariumnitrat, Bariumnitrit, Bariumhypophosphit, Bariumchlorid, Bariumbromid, Strontiumbromid, Strontiumformat,
Strontiumnitrat und Strontiumchlorid oder deren Gemischen^11 ca.% wenigstens 60 Äq.uivalent-96 der Natriumkatio-
nen. durch Barium- und/oder Strontiumkationen ersetzt bleiben,
nachdem die wesentlichen Kationen seltener Erden in die
209811/1391
Zeolithstruktur eingebaut worden sind·
Nach ähnlichen Verfahren können Kationen seltener Erden
in die Kristallstruktur von Zeolith X oder das strontium-
und/oder bariumausgetauschten Zeoliths X eingebaut werden.
Ebenso wie im Falle von Barium und Strontium erfolgt der
Austausch gegen Kationen seltener Erden, indem der Zeolith vorzugsweise nach dem Barium— oder Strontiumaustausch mit
einer wässrigen Lösung eines ionisierten Salzes einer seltenen Erde für eine geeignete Dauer und bei geeigneten
Temperaturen so zusammengebracht wird, daß wenigstens g
4 Äquivalent-^, vorzugsweise 4 fels 30 Äquivalent-^ der in
der Zeolithstruktur vorhandenen Metallkationen ersetzt
werden.
Für den vorstehend genannten Zweck können !Thorium und alle
leicht verfügbaren Verbindungen von Metallen seltener Erden verwendet werden. Im allgemeinen werden Verbindungen
verwendet, in denen das Ion, das das Metall der seltenen Erde enthält, im kationischen Zustand vorliegt. Repräsentative
Verbindungen sind die Nitrate, Bromide, Acetate, Chloride, Jodide und Sulfate von Thorium oder einem oder
mehreren der Metalle seltener Erden, nämlich Ger, Lanthan,
Praseodym, Neodym, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, j
Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, und Lutetium. In der Natur vorkommende seltene Erden stellen
eine vorteilhafte Quelle für die Metalle seltener Erden
dar. Monazit, der Cerverbindungen als hauptsächliche Verbindungen von Metallen der seltenen Erden zusammen mit geringeren
Dnteilen von Thoriumverbindungen und anderen Verbindungen
seltener Erden enthält, kann als geeignete Quelle von Thorium und/oder seltenen Erden verwendet werden. Gemische
von Salzen von Metallen seltener Erden, z.B. von Chloriden von Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Samarium
und Gadolinium, die im Handel verhältnismäßig billigü erhältlich
sind, können wirksam eingesetzt werden.
209811/1391
Als Lösungsmittel wird gewöhnlich Wasser in allen eingesetzten
Basenaustauschlösungen verwendet, jedoch können auch andere Lösungsmittel verwendet werden, obwohl sie
im allgemeinen weniger bevorzugt werden« In diesem Fall kann natürlich die vorstehende Liste von repräsentativen
Metallverbindungen erweitert werden· Beispielsweise können alkoholische Lösungen usw. außer wässrigen Lösungen der
metallhaltigen Verbindungen bei der Herstellung des Katalysators gemäß der Erfindung gebraucht werden» Natürlich
erfahren diese Metallverbindungen im jeweils verwendeten Lösungsmittel eine Ionisierung.
Die Konzentration der in den Basenaustauschlösungen verwendeten Metallverbindungen kann in Abhängigkeit von den
Bedingungen, unter denen die Behandlung vorgenommen wird, unterschiedlich sein. Wenn das Alkalialuminosilicat dem
Basenaustausch mit einer Lösung einer Metallverbindung unterworfen wird, liegt die Konzentration dieser Verbindung
im allgemeinen im Bereich von 1 bis 30 Gew.-#. Der p^-Wert
dieser Austauschlösung liegt gewöhnlich im ungefähren Bereich von 3,0 bis 7fO, vorzugsweise zwischen etwa 4- und 5,5·
Die Temperatur, bei der der Basenaustausch vorgenommen wird, kann innerhalb weiter Grenzen liegen,- nämlich im allgemeinen
zwischen Raumtemperatur und einer erhöhten Temperatur beim Siedepunkt oder in der Fähe des Siedepunktes der Behandlungslösung.
Das verwendete Volumen der Basenaustauschlösung
kann in jedem 3?all innerhalb weiter Grenzen variieren. Im allgemeinen wird jedoch ein Überschuss verwendet, der nach
einer geeigneten Kontaktzeit vom kristallinen Aluminosilicatzeolith entfernt wird· Die Kontaktzeit kann in Abhängigkeit
von der Temperatur der Lösung und der jeweiligen verwendeten Verbindungen der Metalle seltener Erden innerhalb
weiter Grenzen liegen· Sie kann beispielsweise zwischen einer kurzen Dauer in der Größenordnung weniger Stunden bei
kleinen Teilchen und längeren Dauern in der Größenordnung von Tagen bei größerem Granulat liegen. Der Austausch kann
209811/1391
auch mit mehreren Lösungs Chargen durchgeführt werden, wobei
die Kontaktzeit pro Charge 50 Minuten bis 2 Stunden betragen kann. Im allgemeinen liegt die Gesamtkontaktseit
in Abhängigkeit von den verschiedenen vorstehend genannten Paktoren im Bereich von 0,5 bis 80 Stunden.
Es ist offensichtlich für den lachmann, daß Basenaustauschmethoden
nicht speziell auf den Ersatz von Natriumkatioiien in Zeolith X gerichtet werden können, wenn der Zeolith
außer Natrium andere Kationen enthält, die beispielsweise durch einen vorherigen Basenaustausch eingeführt worden
sind. Wenn beispielsweise bei der Herstellung des erfin- %
dungsgemäßen Zeolithkatalysators der Basenaustausch, bei dem Barium- oder Strontiumkationen für Natriumkationen ausgetauscht
werden, vor dem Basenaustausch mit Kationen von
seltenen Erden vorgenommen wird, hat der letztgenannte Austausch zur Folge, daß einige vorher ausgetauschte Kationen
zusätzlich zu Natriumkationen durch Kationen von
seltenen Erden ersetzt werden. Es ist daher notwendig, zu
Beginn mehr als 60 äquivalent-^ der Natriumkationen des
Zeolithe durch Barium-- oder Strontiumkationen zu ersetzen,
um einen gewissen Ersatz für diese Kationen durch den anschließenden Basenaustausch gegen Kationen von seltenen
Erden zu berücksichtigen. Die Höhe des Überschusses beim a Basenaustausch gegen Barium- oder Strontiumkationen über
60 Äquivalent-^ hinaus hängt natürlich von dem gewünschten
endgültigen Gehalt an Kationen von seltenen Erden im zulässigen Bereich für das Katalysatorprodukt ab. Demzufolge
muß der Austausch gegen Kationen seltener Erden über den
im Endprodukt gewünschten Grad hinaus vorgenommen werden, wenn der Basenaustausch gegen Kationen seltener Erden zuerst
und danach der Basenaustausch gegen Strontium- oder Bariumkationen
vorgenommen wird. Da jedoch Quellen für Kationen
sehr teuer sind, wird der Austausch gegen Kationen seltener
Erden vorzugsweise nach dem Austausch mit Barium oder
Strontium vorgenommen.
2OdSt 1/1-39 t
Obwohl, wie bereits erwähnt, der Gehalt an Barium- oder
Strontiumkationen im Zeolith zweckmäßig nur 60 Äquivalent-^
und der Gehal.t an Kationen seltener Erden nur 0,04- iquiva-,
lent-# betragen kann, wird ein möglichst niedriger Gehalt an einwertigen Alkalimetallkationen besonders bevorzugt«
Diese einwertigen Kationen tragen nicht nur zu. der gewünschten Carboniumionenaktivität bei, sondern es wird
angenommen, daß sie auch zu einem Verlust an katalytischer Aktivität im Betrieb beitragen. Da die Kationen seltener
Erden teuer sind und in erster Linie zur Stabilität des Katalysators und nicht zu seiner Reformieraktivität beitragen,
ist es zweckmäßig, den Gehalt an einwertigen Kationen durch Ersatz durch Barium- oder Strontiumkationen
zu verringern. Diese Maßnahme verringert nicht nur den Gehalt an Alkalimetallkationen, sondern dient auch dazu,
die Zeolithstruktur so vollständig wie möglich mit Metallkationen
abgesättigt zu halten·
Die wesentliche Hydrier-Dehydrier-Aktivität des erfindungsgemäßen
Katalysators wird erreicht, indem ein Edelmetall der Gruppe VIII des Periodischen Systems, nämlich Pt, Pd,
Os, Ir, Ru und Rh oder deren Gemische, in katalytischen
Mengen und in feinverteilter Form eingearbeitet wird. Die bevorzugten Metalle sind Platin und Palladium, Die Menge
des Edelmetalls, bezogen auf das Gewicht des aktivierten, d.h. im wesentlichen wasserfreien Zeolithe beträgt vorzugsweise
etwa 0,05 bis 2,0#, insbesondere 0,1 bis "1,0 Gew.-#·
Zwar katalysiert das Edelmetall in größeren Mengen als
2,0 Gew.-j6 ebenfalls die wesentliche Dehydrierreaktion, jedoch
hat sich gezeigt, daß bei Verwendung von mehr als 2,0$
die katalytische Aktivität nicht wesentlich gesteigert wird, so daß höhere Mengen überflüssig sowie überaus teuer sind.
Die katalytisch aktiven Edelmetalle können auf dem Zeolith in ihrer elementaren Form oder als Oxyde oder als Verbindungen
mit katalytischen Eigenschaften dispergiert werden.
2 0 9811/1391
Die Edelmetalle der Gruppe Till können in den Katalysator
nach beliebigen Methoden eingeführt werden, "bei denen ein
weitgehend dispergiertes, !katalytisch aktives Metall erhalten
wird. Zu diesen Methoden, die erfolgreich angewendet wurden, gehören 1) die Imprägnierung unter Verwendung einer
wässrigen iösung einer geeigneten Metallverbindung mit anschließender Trocknung und thermischer oder chemischer
Zersetzung der MetallverMndung, 2) Adsorption einer fließ fähigen zersetzbaren Verbindung des Metalls mit anschliessender
thermischer oder chemischer Zersetzung der Metall-
Jl verbindung, 3) Kationenaustausch unter Verwendung einer t|
wässrigen lösung einer geeigneten Metallverbindung, in dex
das Metall im kationischen Sustand mit Koordinationskomplexbildern
vorliegt, mit anschließender thermischer oder chemischer Zersetzung des kationischen Komplexes» Die Metallbeladungsmethoden
2) und 3) werden bevorzugt, da die erhaltenen Produkte höhere katalytische Aktivität haben als die
nach der Methode 1) erhaltenen Produkte, Besonders vorteilhaft
ist das Ionenaustauschverfahren 3).
Das Imprägnierverfahren 1} kann in beliebiger Weise durchgeführt werden, bei der die wesentliche Struktur des
kristallinen zeolithischen Aluminosilicate nicht zerstört wird· Die Imprägnierung unterscheidet sich von den anderen f
Beladungsmethoden gemäß der Erfindung darin, daß das Metall gewöhnlich im anionischen feil einer wasserlöslichen Verbindung
vorliegt und somit nur auf die äußeren Oberflächen des Zeoliths aufgebracht wird. Bei der Herstellung des
Katalysators wird eine wasserlösliche Verbindung des Metalls der Gruppe VIII in einer Menge, die der gewünschten Metallmenge
im fertigen Katalysatorprodukt entspricht, in Wasser gelöst und mit dem trockenen kristallinen Zeolith gemischt,
nachdem der Zeolith durch Waschen von einer etwaigen Basenaus
t aus chlösung befreit worden ist, mit der er vorher in Berührung war· Das elementare Metall der Gruppe VIII wird
erhalten, wenn der imprägnierte Zeolith getrocknet und zur
209811/1391
Zersetzung der Metallverbindung erhitzt wird» Gewöhnlich
wird diese Zersetzung der Metallverbindung vorgenommen,
nachdem der endgültige Katalysator tablettiert oder in anderer Weise in die Form gebracht worden ist, in der er
eingesetzt wird. ■ Eine Reduktion der Metallverbindung kann, falls erforderlich, durch Erhitzen in Wasserstoff oder in
einer anderen reduzierenden Atmosphäre vorgenommen werden.
Um die beste Verteilung der Metallverbindung auf den Katalysator zu erzielen, muß die wässrige Lösung der Metallverfe
bindung bei der Imprägnierungsmethode so konzentriert wie möglich sein« Hierbei werden die besten Ergebnisse erhalten,
wenn wenigstens ein Teil des in den inneren Poren des Zeoliths enthaltenen Wassers vor dem Mischen mit der Imprägnierlösung
entfernt worden ist. Biese Entfernung wird durch Erhitzen auf etwa 125°C erreicht· Temperaturen bis zu 2000C
können für diese Trocknung angewendet werden und bewirken eine vollständigere Entfernung des Wassers.
Wie bereits rewähnt, muß die Lösung im Einklang mit der Erreichung einer gleichmäßigen Verteilung der Metallverbindung
auf dem Zeolith so konzentriert wie möglich sein. Möglich sind Wassermengen im Bereich von etwa 30 bis
| 100 Gew.-# des Zeoliths. !Bei einer Menge von weniger als
30# wird der Zeolith nicht gut genug für eine gleichmäßige
Verteilung benetzt, und bei Mengen über IOO96 läuft ein
Teil der Lösung ab, wobei sich ein Verlust an Metallverbindung ergibt* Mit etwa 60 Gew.-56 wurden gute Ergebnisse
erhalten. Der so imprägnierte Zeolith kann durch Erhitzen auf etwa 1250C getrocknet werden, um so viel Wasser z\x
verdampfen, daß ein pulverförmiges Produkt erhalten wird, das sich leicht in einer üblichen Presse tablettieren läßt.
Das Produkt kann dann gelagert werden, und die Aktivierung, bei der eine hohe Temperatur und zuweilen eine Behandlung
mit 'Wasserstoff erforderlich ist, kann vorgenommen werden,
wenn der Katalysator in die Reaktionskammer zum Gebrauch
209811/1391
eingefüllt worden istβ Auf die Aktivierungsmethode wird
später eingegangen«
Bei der Methode (2) wird der Zeolith zuerst aktiviert,
um adsorbiertes Wasser zu entfernen, und dann mit einer fließfähigen zersetzbaren Verbindung des Metalls zusammengebracht,
wodurch die Verbindung in das Molekularsieb · adsobiert wird. Typische Verbindungen dieser Art sind die
Metallcarbonyle, Metallalkyle, die flüchtigen Metallhalogenide
Uedglβ Die im Innern adsorbierte Verbindung wird
dann thermisch oder chemisch zum elementaren Metall reduziert,
so daß ein aktives Metall gleichmäßig innerhalb des gesamten inneren Adsorptionsbereichs des Molekularsiebes
dispergiert bleibt.
Bei der Ionenaustauschmethode (3) sind die Edelmetalle
im kationischen Teil der Verbindung in JOrm eines Koordinationskomplexes
enthalten.
Der Ionenaustausch kann in üblicher Weise vorgenommen
werden, d.h. die Metallverbindung wird in überschüssigem Wasser in einer Menge gelöst, die so berechnet ist, daß
die gewünschte Metallmenge im Katalysatorprodukt erhalten wird. Diese Lösung wird dann vorzugsweise unter Rühren zum ä
Zeolith gegeben, und nach Ablauf genügender Zeit für den
Ionenaustausch wird der ausgetauschte Zeolith durch Filtration abgetrennt. Die Einführung der das aktive Metall
enthaltenden Kationen in den Zeolith durch Ionenaustausch ist im wesentlichen quantitativ, und die Vollständigkeit
des Austauschprozesses kann durch chemische Analysen auf das Metall in einer KLüssigkeitsprobe aus der Austauschlösung
nachgewiesen werden. Der filtrierte Zeolith kann dann in dem Umfange gewaschen werden, der notwendig ist,
um etwaige restliche Salze zu entfernen, worauf er unter Bildung eines tablettierbaren Pulvers getrocknet wird. Die
Zersetzung des das aktive Metall enthaltenden Kations erfolgt
durch Erhitzen auf eine Temperatur über 3000C, vorzugsweise
über 4-000C.
209811/1391
Es wird angenommen, daß die höhere katalytische Aktivität,
die die durch Ionenaustausch in den kristallinen Zeolith eingeführten Metalle im Gegensatz zu den durch Imprägnierung
eingeführten Metallen aufweisen, auf die bessere Dispergierung des Metalls im inneren Adsorptionsbereich des
kristallinen Zeoliths zurückzuführen ist, die durch die Ionenaustauschmethoden erreichbar ist.
Die zeolithisehen Produkte sind in dieser Phase der Herstellung wirksame Reformierungskatalysatoren und können
unmittelbar nach der Aktivierung eingesetzt werden· Es hat sich jedoch gezeigt, daß ein Produkt, das einen dieser
zeolithisehen Katalysatoren und ein poröses anorganisches Oxyd als Streckmittel mit einer darauf aufgebrachten
Hydrierkomponente enthält, als Reformierungskatalysator
aktiver ist als das unverdünnte zeolithische Produkt. Im Endprodukt kann das Verdünnungs- oder Streckmittel etwa
25 bis 75 Gew.-?6, bezogen auf das Gesamtgewicht von Streckmittel
plus Zeolith, ausmachen.
Eine große Zahl anorganischer Oxyde sind als Streckmittel bekannt. Einige dieser Oxyde haben als solche Hydrieraktivität.
Demgemäß sind unter dem Ausdruck "anorganisches Streckmittel mit einer darauf befindlichen Hydrierkomponente"
sowohl Streckmittel, die als solche keine Hydrier— aktivität haben und eine gesonderte Hydrierkomponente tragen,
als auch Streckmittel zu verstehen, die als solche Hydrierkatalysatoren sind.
Oxyde, die sich als Streckmittel eignen, die als solche Hydrieraktivität aufweisen, sind die Oxyde der Metalle der
Gruppe VI des Periodischen Systems. Repräsentativ für diese Metalle sind Chrom, Molybdän und Wolfram. Bevorzugt
werden jedoch Streckmittel, die als solche keine ausgesprochene katalytische Aktivität, insbesondere Krackaktivität,
haben· In allen Fällen darf das Streckmittel quantitativ keinen höheren Grad von Krackaktivität haben als die
209811/1391
zeolithische Komponente des Gesamt-Reformierungskatalysators.
Geeignete Oxyde aus der letztgenannten Klasse
sind die Aluminiumoxyde, Siliciumdioxyde, die Oxyde von Metallen der Gruppen III,IVA und IVB des Periodischen
Systems und Mischgele von Kieselsäure und Oxyden von
Metallen der Gruppen III, IVA und IVB, insbesondere von Oxyden des Aluminiums, Zirkons, Titans, Thoriums und deren
Kombinationen,
Die zeolithische Komponente des Katalysatorgemisches kann
mit dem Metalloxyd- und/oder Kieselsäuregelen durch ein- M faches Mischen der Zeolithkristalle mit dem Gelbestandteil
kombiniert werden, während der letztere sich in wasserhaltigem Zustand befindet, z.B. in Form eines Hydrosols,
Hydrogels, einer feuchten gelatinösen 3?ällung oder eines Gemisches derselben, worauf das Gemisch getrocknet und zu
Teilchen von geeigneter Größe und Form geformt wird.
Aluminosilicattone, z.B. Kaolin, Attapulgit, Sepiolith,
Polygaskit, Bentonit, Montmor±llonit u.dgl., eignen sich ebenfalls als Streckmittel, wenn sie durch innige Vermischung
mit Wasser in einen bildsamen plastischen Zustand überfuhrt worden sind, insbesondere wenn diese Tone keiner
Säurewäsche zur Entfernung wesentlicher Aluminiumoxydmengen ä
unterworfen worden sind.
Besonders bevorzugt als Streckmittel wird Aluminiumoxyd
in einer Form, die wenigstens einen gewissen Gehalt an amorphem Aluminiumoxyd hat. Typisch für dieses Streckmittel
ist das amorphe Aluminiumoxyd, das durch Ammoniumgelierung
von Aluminiumnitrat oder eines anderen löslichen Aluminiumsalzes bei einem pw-¥ert über etwa 6 hergestellt wird*
Ein im Handel erhältliches Aluminiumoxyd wird unter der Bezeichnung "Piltrol Grade 90" auf den Markt gebracht. Es
besteht hauptsächlich aus Boehmit, Bayerit und amorphem
Aluminiumoxyd. Aluminiumoxyde dieses Typs erweisen sich als
besonders vorteilhaft, wenn ein Hydrierkatalysator, z.B.
209811/1391
Platin oder Palladium, durch Imprägnieren mit einem wasserlöslichen Salz des Kata^ysatormetails auf das Streckmittel
aufgebracht werden soll. Wenn es amorph oder teilweise amorph ist, hat das Aluminiumoxyd genügend Adsorptionsvermögen,
um das Metallsalz aus der Lösung zu adsorbieren und es weitgehend und gleichmäßig auf seiner Oberfläche zu
verteilen.
Außer den Edelmetallen der Gruppe VIII, d.h. den Platin- und Palladiumgruppenmetallen, können auch andere Metalle
oder Metallverbindungen mit Hydrieraktivität als Hydrierkatalysatoren
verwendet werden. Geeignet sind die Metalle und Verbindungen der Metalle der Gruppen IB, IVA, VIB und
VIIB des Periodischen Systems, z.B. Chrom, Nickel, Molybdän, Wolfram, Kobalt, Silber, Kupfer, Ehenium, Zinn und Blei.
Wenn die Salze oder Oxyde dieser Metalle nicht wasserlöslich sind, können sie in Form von feinteiligen Pulvern mit oder
ohne Hilfe von inerten Bindemitteln auf das Streckmittel aufgebracht werden.
Die Konzentration der Hydrierkomponente auf dem Streckmittel ist nicht entscheidend wichtig. Mengen von etwa
0,05 bis 20 Gew.-$ (ausgedrückt als elementares Metall), bezogen auf das vorhandene Streckmittel auf wasserfreier
Basis, erwiesen sich als geeignet.
Die Aktivierung der erfindungsgemäßen Katalysatorgemisehe
erfolgt dureh Erhitzen an der Luft auf Temperaturen im Bereich von 288 bis etwa 6770C, vorzugsweise von etwa 454
bis 593°C, für eine Dauer von 2 bis 8 Stunden. Die Aktivierungsbedingungen sind jedoch nicht sehr entscheidend. Die
optimalen Werte hinsichtlich Zeit und Temperatur hängen in gewissem Umfange von dem jeweils behandelten Katalysatorgemisch
ab·
Eine der charakteristischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Katalysatorgemische ist ihre einzigartige ünempfind-
209811/1391
lichkeit gegenüber den. gewöhnlichen Katalysatorgiften, die
häufig in Einsatzmaterialien auf Erdölbasis vorhanden sind·
Die Unempfindlichkeit der Katalysatorgemische gegenüber Vergiftung duroh Schwefel und Stickstoff wurde dadurch
nachgewiesen, daß keine meßbare Wirkung festzustellen ist,
wenn Schwefel in Form von Thiophen und Stickstoff in Form
von Chinolin unter fteformlerbedingungen in das Einsatzmaterial in Mengen bis zu je 200 Teilen pro. Million Teile
eingeführt wurden· Die Verträglichkeit mit Schwefel bei den meisten bekannten Katalysatoren liegt gewöhnlich in der
Größenordnung von nur etwa 25 Teilen pro Million Teile und j|
bei Stickstoff gewöhnlich bei nur etwa 10 Teilen pro Million. Bei den erfindungsgemäßen Katalysatorgemischen ist daher
eine Vorbehandlung des Einsatzmaterials zwecks Senkung des
Schwefel- und/oder Stickstoffgehalts häufig nicht erforderlich.
Bis zu 200 ppm Stickstoff können von den erfindungsgemäßen Katalysatoren toleriert werden· <
Bei der Durchführung des Reformierungsverfahrens unter Verwendung der neuen Katalysatorgemische gemäß der Erfindung
werden übliche Verfahrensbedingungen angewendet· Der Katalysator kann als Festbett, als bewegtes Bett oder als
Wirbelschicht eingesetzt werden. Das Verfahren kann chargenweise oder kontinuierlich durchgeführt werden. Die haupt- J
sächlichen Prozessvariablen bei der katalytischen Reformierung
im Festbett sind die Temperatur, der Druck, die Raumströmungsgesohwindigkeit
und das Wasserstoff/Kohlenwasserstoff-Verhältnis .
Eine Erhöhung der Temperatur ist überaus wirksam hinsichtlich
der Erhöhung der Oktanzahl der Produkte, und zwar durch Verstärkung sowohl der Aromatisierungs- als auch der
Hydrokrackreaktion. Zu hohe Temperaturen verursachen übermäßige
Hydrokrackung, was sich nachteilig auf die Ausbeate an Reformat und auf die lebensdauer des Katalysators auswirkt«
Im allgemeinen liegen die Temperaturen in technischen Reaktoren zwischen 454 und 5230O, und diese Werte eignen
209811/1391
sich auch für die Zwecke der Erfindung·
Die Raumströmungsgeschwindigkeit (bezogen auf das Gewicht) des Einsatzmaterials kann zur Einstellung der Schärfe
der Reformierung dienen. Niedrige Raumströmungsgeschwindigkeiten verstärken die hydrierende Krackung, haben jedoch
wenig Einfluß auf die Aromatisierung, da diese Reaktion unter normalen Betriebsbedingungen sehr schnell verläuft·
Geeignet sind Raumströmungsgeschwindigkeiten im Bereich von 0,05 bis 10, vorzugsweise von 1,0 bis 5·
Hoher Druck pflegt die Aromatisierung zu hemmen und die
hydrierende Krackung zu begünstigen· Niedrige Drücke unterdrücken die hydrierende Krackung und steigern die Aromatenbildung
wesentlich. Der niedrige WasserstoffpartiaXdruck verursacht jedoch eine starke Koksbildung· Vorzugsweise
wird bei 3,5 Ms 70, insbesondere bei 14 bis 42 kg/cm2 bei
einem Wasserstoff/Kohlenwasserstoff-Verhältnis zwischen
2 und 10, vorzugsweise zwischen 3 und 6 gearbeitet.
Die Einsatzmaterialien des Reforaaierurigsverfahrens bestehen
aus Gemischen von Kohlenwasserstoffen, z.B. aus Erdöldestillaten im Siedebereich von etwa 38 bis 260°Ct nämlich
Schwerbenzinen, Leuchtpetroleum und Benzin· Die Benzinfraktion
kann den vollen Siedebereich des Benzins umfassen, ist jedoch vorzugsweise eine ausgewählte Fraktion, z.B.
Schwerbenzin mit einem Siedeanfang zwischen etwa 66 und 1210C und einem Siedeende zwischen etwa 177 und 2180C.
Beispiel 1
Ionenaustausch von Zeolith Z mit BaCl0
Ionenaustausch von Zeolith Z mit BaCl0
Zu 369,0 g Zeolith X (200 g !Trockengewicht) der Zusammensetzung
0,92 Ha2O : Al2O5 : 2,54 SiO2 wurden 1,8 liter
entsalztes Wasser in einem 3 1-Dreihalskolben gegeben. Zur
erhaltenen Aufschlämmung wurden 644 g BaCiL2 gegeben, worauf
das Gemisch 2 Stunden auf etwa 90°0 erhitzt wurde· Das
209811/1391
feste Reaktionsprodukt wurde filtriert· Der Filterkuchen
wurde vier weiteren Austauschbehandlungen bei hoher lempe-
+2
ratur gegen Ba unter Verwendung von frischem BaOl2 und entsalztem Wasser unterworfen. Der Kuchen wurde abschliessend mit entsalztem Wasser gewaschen, bis er frei von Chloridionen war. Das Produkt wurde an der Luft getrocknet. Die Analyse ergab die folgende Zusammensetzung für das wasserfreie Produkt:
ratur gegen Ba unter Verwendung von frischem BaOl2 und entsalztem Wasser unterworfen. Der Kuchen wurde abschliessend mit entsalztem Wasser gewaschen, bis er frei von Chloridionen war. Das Produkt wurde an der Luft getrocknet. Die Analyse ergab die folgende Zusammensetzung für das wasserfreie Produkt:
0t 93 BaO:0,01 Na2OiAl2O5:2 9 54 SiO2
Austausch von bariumausgetauschtem Zeolith X mit Kationen seltener Erden .
173,43 g "(110,83 g auf wasserfreier Basis) des gemäß Beispiel 1 hergestellten, bariumausgetauschten Zeolithe X
wurden in. 1,5 1 entsalztem Wasser aufgeschlämmt, worauf
eine Lösung von 13,42 g DiCl,.7 H2O zugesetzt wurde. Bach
einer Rührdauer von 4,5 Stunden wurde die Aufschlämmung filtriert und der als Produkt erhaltene, gegen Kationen
der seltenen Erde ausgetauschte Zeolith X durch Waschen vom Chloridion befreit und dann bei 1250C getrocknet. Die
Analyse ergab die folgenden Kationenverhältnisse:
Ba/Al =76,5 '
Di/Al =16,6
Na/Al = 0,4
Na/Al = 0,4
SiCl,·7 HgO stellt das Didymehloridheptahydrat dar. Didym
ist ein Gemisch von Metallen seltener Erden der folgenden typischen Zusammensetzung (ausgedrückt als Oxyde):
Pr2O3 8 - 12 Gew
La2O3 40 - 45 H
Nd2O3 32- 37 "
Sm2O5 .3' - 6 . »
Gd2O3 2-4 »
Ce2O3 1-2 ·
Yb2O3 0,2-1,0 »
209811/1391
Beispiel 3
Einführung von Platin durch Ionenaustausch
In ein 2 1-Beoherglas warden 75 g (wasserfreie Basis) des
gemäß Beispiel 2 hergestellten Produkts und 1 1 entsalztes Wasser gegeben. Die Suspension wurde unter ständigem Rühren
mit 150 ml entsalztem Wasser versetzt, das 0,677 g Platintetramminchlorid
(Pt (NHj)4Cl2) in Lösung enthielt. Die
Aufschlämmung wurde eine weitere Stunde gerührt, filtriert, durch Waschen vom Ol""-Ion "befreit und bei 1250C getrocknet·
Das Pt(KH,). wurde durch den Austausch quantitativ in
den Zeolith eingeführt.
Bestandteiles Aluminiumnitrat Al(NOj)j*9 H2O
Ammoniumhydroxyd NH^OH(NHj = 28-30$
entsalztes Wasser
2 1 entsalztes Wasser und 2,4 1 Ammoniumhydroxyd wurden in
ein kleines Wasserbad gegeben und kurz gerührt. Dann wurden 1200 g Aluminiumnitrat schnell zur Ammoniumhydroxydlösung
gegeben. Nach einer Rührdauer von 10 Minuten wurde abgenutscnt.
Nach Filtration sah der Filterkuchen wie ein Gel aus· Das Produkt wurde in einem Ofen mit Luftzirkulation
5 Stunden bei 25O0C getrocknet und mit einem Sieb einer
Maechenweite von 74 M granuliert. Die Analyse auf Feststoffe
ergab 79,4#.
Zusatz der Hydrierkomponente zum Streckmittel und Herstellung von Katalysatorgranulat
In ein 2 1-Beoherglas wurden 68 g (wasserfreie Basis) des
gemäß Beispiel 4 hergestellten Aluminiumoxyds und 1 1 eitsa^ztes Wasser gegeben. Zur Aufschlämmung wurden unter
ständigem Rühren 250 ml entsalztes Wasser gegeben, das
209811/1391
0,85 g Chlorplatinsäure (H2PtCl6) in Lösung enthielt. Das
PtCIg wird durch das Aluminiumoxyd quantitativ aufgenommen.
Die Aufschlämmung wurde eine weitere Stunde gerührt und dann mit 68 g (wasserfreie Basis) des gemäß Beispiel
4 hergestellten Produkts versetzt. Die Aufschlämmung
wurde weitere 1,5 Stunden gerührt und filtriert. Der Filterkuchen
wurde bei 125°C getrocknet. Der trockene Kuchen wurde mit einem Sieh einer Masohenwelte von 0,59 mm granuliert.
Der Katalysator wurde mit 2 Gew.-96 Graphit gut
gemischt. Dieses Produkt wurde dann zu Granulat von M
3,2 χ 3,2 mm geformt, dessen Druckfestigkeit im ungebrannten ™
Zustand 6,8 kg betrug. Das Granulat wurde bei einer Temperatur von 65O0C gebrannt, die innerhalb von 6 Stunden erreicht
und 1,5 Stunden auf dieser Höhe gehalten wurde· Dieses Brennen bewirkt die Entfernung des Wassers aus dem Zeolith
und Aluminiumoxydpulver und die Zersetzung der platinhaltigen Anionen auf dem Aluminiumoxyd, wodurch das Platin in
feindispergiertem Zustand aufgetragen wird.
Die Reformierungsaktivität eines Barium enthaltenden Katalysators
gemäß der Erfindung wird durch den folgenden
Versuch, bei dem Schwerbenzin reformiert wurde, veranschau- \
licht« Der Katalysator bestand aus gleichen Gewichtsteilen
Aluminiumoxyd, das 0,5 Gew.-5ε Platin enthiüLt, und Zeolith X
mit einem SiOg/AlgO^-Verhältnis von 2,5, 77 Äquivalenten
des Austauschvermögens von Barium, 15 Äquivalenten des Austauschvermögens von Didym und einer Platinbeladung von
0,5
Der Versuch wurde in einer typischen Laboratoriums-Hoehdruckanlage
durchgeführt, die aus einem Reaktor aus nichtrostendem Stahl von 122 cm Länge und 4»5 cm Durchmesser
bestand, der von 25,4 mm dioken Aluainiueblöcken umgeben
war und mit einem &la8-col-Heizmant«l erhitzt wurde· Di·
Katalysatorzone im Reaktor war 35,6 om lang und enthielt
209811/1391
50 ml Katalysator, der mit Qoarzspänen von 2,4- x 4,8 mm
auf 250 ml gestreckt war. Die folgenden Verfahrensbedingungen worden angewendet: 21 kg/on , 4820C, Raumströmungsgeschwindigkeit
2,0 (auf Gewicht bezogen), Hg/Kohlenwasserstoff-Verhältnis
5:1. Das als Einsatzmaterial verwendete Schwerbenzin enthielt 15 Vol·-^ Aromaten mit einer API-Gravity
von 50,5. Die Versaciisergebnisse in der folgenden
Tabelle zeigen, dass der Katalysator stabil und während der gesamten Versuchsdauer von 150 Stunden überaus aktiv ist.
Lauf | Mittlere | Ausbeute | Reformat | 45, 44, 45, |
3· 7 4 |
Research-Oktanzahl | + 3 ml TEL |
zeit Std. |
Tempera tur,«^ |
Vol.-* | Aroma- API ten |
ohne Blei |
S 96,7 | ||
4,5 21,0 43,0 Λ |
481 483,3 , 482,2 ^ |
85,6 88,8 • 89,5 |
51,2 53,1 48,3 |
86,5 |
49. θ' | 483 | 3 J | 89,3 | 50.7 | 45,5 | 85, | 3 | ^ 95,9 |
71,0 94,0 |
484 • 484 |
5 | 90,8 • 90,8 |
45,7 ^46,8 |
45,6 45,6 |
|||
101,0 ' | 485, | 89,0 | ^ 46,3 | 45,7 | 84, | 4 | 95,8 | |
125,0 141,0 148,0 |
484 484, 483 |
89,8 90,2 90,1 |
46,1 44,8 46,7 |
46,0 46,2 46,0 |
||||
171,0 483 90,2 42,7 46,1
Die Stabilität, die den Zeolithkatalysatoren gemäß der
Erfindung durch Kationen seltener Erden verliehen wird, ist deutlich daran erkennbar, daS der Katalysator nach
einer Berührung mit Wasserdampf seine Kristallinität behält.
Während der normalen Arbeitsphasen bei einem Reformierverfahren lagert sich Koks auf dem Katalysator ab, so
daß der Katalysator einer oxydativen Regenerierung unterworfen
werden muß· Beim Regenerierprozess wird Wasserdampf gebildet, der mit dem Katalysator bei erhöhten Temperaturen
209811/1391
in Berührung kommt. Ein gutes Anzeichen für den Verlust des Katalysators an Kristallinität ist die geringer werdende
Fähigkeit, Sauerstoff zu adsorbieren. Zum Vergleich, wurden Katalysatorproben, die 15 Äquivalent-^ Didym enthielten,
und andere Proben ohne Didym hergestellt, aktiviert und auf Og-Adsorption geprüft. Alle Proben wurden dann 1 Stunde
bei 55O0C mit Wasserdampf behandelt, reaktiviert und erneut
auf Op-Adsorption getestet. In beiden Fällen wurde die
Op-Adsorption bei -1960C und einem Druck von 75 mm Hg gemessene Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle genannt«
Katalysatortyp 0„ - Adsorption, °J>
!Tablettiert Tablettiert und
' dampfbehandelt
Sr2+X 29,3 19,9
Ba2+X 23,3 4,9
Ba2+X (15# Di3+) 27,1 20,0
209811/1391
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHE1. Katalysatorgemisch auf Basis von zeolithischen Molekularsieben zur Reformierung von Kohlenwasserstoffen mit einem Gehalt an einem Hydrierungs-Dehydrierungskatalysator und einem kristallinen zeolithischen Molekularsieb mit einer zur Adsorption von Benzol ausreichenden Porengrösse und der in Molen der Oxyde ausgedrückten Zusammensetzung:in der Q ein Alkalimetall, M1 Thorium oder ein Metall der seltenen Erden mit einer Ordnungszahl von 57 - 71 und η die Wertigkeit des Kations M1 bedeutet, b einen Wert von 2,3 bis 4, ρ einen Wert von 0 bis etwa 9» (x+y+z) einen Wert von etwa 0,92 bis etwa 1 hat,nach Patent/Patentanmeldung P 15 42 535·9 , dadurch gekennzeichnet, dass M Strontium oder Barium oder deren Gemische, y einen Wert von wenigstens 0,6 und ζ einen Wert von 0,04 bis 0,30 bedeutet.* 2. Katalysatorgemiseh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es in inniger physikalischer Mischung mit dem zeolithischen Bestandteil ein anorganisches Oxyd als Streckmittel enthält, das eine Hydrier-Dehydrier-Komponente enthält und 25 bis 75 Gew.% des Gesamtkatalysators ausmacht.3. Katalysatorgemiseh nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Oxyd amorphes Aluminiumoxyd enthält und dass die Hydrier-Dehydrier-Komponente auf dem Zeolithen und dem Streckmittel ein Edelmetall der Gruppe VIII des periodischen Systems,insbesondere Platin ist.209811/13914. Katalysatorgemisch nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass M Barium ist und y einen Wert von wenigstens 0,75 hat.5. Katalysatorgemisch nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass M Calcium ist und y einen Wert von wenigstens 0,75 hat.2098117*1391
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US47265365A | 1965-07-16 | 1965-07-16 | |
US638655A US3397137A (en) | 1965-07-16 | 1967-05-15 | Hydrocarbon reforming process and catalyst compositions therefor |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1767464A1 true DE1767464A1 (de) | 1972-03-09 |
DE1767464B2 DE1767464B2 (de) | 1975-04-30 |
DE1767464C3 DE1767464C3 (de) | 1975-12-18 |
Family
ID=24560910
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1767464A Expired DE1767464C3 (de) | 1965-07-16 | 1968-05-14 | Kristallines zeolithisches Molekularsieb vom Typ Zeolith X |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3397137A (de) |
DE (1) | DE1767464C3 (de) |
FR (1) | FR94570E (de) |
GB (1) | GB1183000A (de) |
NL (1) | NL6806850A (de) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3544451A (en) * | 1968-04-24 | 1970-12-01 | Universal Oil Prod Co | Conversion of hydrocarbons with a catalyst containing platinum and rhenium combined with a carrier material containing alumina and mordenite |
US3523914A (en) * | 1968-04-24 | 1970-08-11 | Universal Oil Prod Co | Hydrocarbon conversion process and catalyst therefor |
US3549557A (en) * | 1968-06-26 | 1970-12-22 | Union Carbide Corp | Isoparaffin alkylation process and catalyst for use therein |
US3968025A (en) * | 1969-02-20 | 1976-07-06 | Chevron Research Company | Hydrocarbon conversion process |
US3875081A (en) * | 1969-10-24 | 1975-04-01 | Union Oil Co | Hydrocarbon conversion catalyst |
US3819507A (en) * | 1972-06-15 | 1974-06-25 | Sun Research Development | Dehydrocyclization of paraffins and catalyst therefor |
CA1072525A (en) * | 1975-05-22 | 1980-02-26 | Exxon Research And Engineering Company | Catalysts, method of making said catalysts and uses thereof |
US4141817A (en) * | 1976-10-04 | 1979-02-27 | Exxon Research & Engineering Co. | Hydrocarbon conversion processes utilizing a catalyst comprising a Group VIII noble metal component supported on Group IIA metal oxide-refractory metal oxide supports |
AU560671B2 (en) * | 1982-02-01 | 1987-04-16 | Chevron Research Company | Dehydrocyclizing alkanes |
NZ203006A (en) * | 1982-02-01 | 1985-08-16 | Chevron Res | Catalysts containing type l zeolites:reforming hydrocarbonns |
US4631123A (en) * | 1982-02-01 | 1986-12-23 | Chevron Research Company | Method of dehydrocyclizing alkanes |
US4645588A (en) * | 1982-02-01 | 1987-02-24 | Chevron Research Company | Reforming with a platinum-barium-zeolite of L family |
US4636298A (en) * | 1982-02-01 | 1987-01-13 | Chevron Research Company | Reforming process |
US4666876A (en) * | 1982-02-01 | 1987-05-19 | Chevron Research Company | Catalyst for dehydrocyclizing alkanes |
US4634518A (en) * | 1982-02-01 | 1987-01-06 | Chevron Research Company | Platinum-barium-type L zeolite |
US4721695A (en) * | 1982-06-28 | 1988-01-26 | Chevron Research Company | Platinum-barium-zeolite of L family |
US4721694A (en) * | 1982-08-06 | 1988-01-26 | Chevron Research Company | Platinum-barium-type L zeolite |
US4650565A (en) * | 1982-09-29 | 1987-03-17 | Chevron Research Company | Dehydrocyclization process |
US4648961A (en) * | 1982-09-29 | 1987-03-10 | Chevron Research Company | Method of producing high aromatic yields through aromatics removal and recycle of remaining material |
US4567312A (en) * | 1983-02-28 | 1986-01-28 | Chevron Research Company | Process for producing alkylbenzenes |
US4645586A (en) * | 1983-06-03 | 1987-02-24 | Chevron Research Company | Reforming process |
US4627912A (en) * | 1983-06-30 | 1986-12-09 | Chevron Research Company | Reforming process having a high selectivity and activity for dehydrocyclization, isomerization, and dehydroisomerization |
US4615793A (en) * | 1984-02-13 | 1986-10-07 | Chevron Research Company | High density recycle gas for reforming process |
US4627909A (en) * | 1985-05-02 | 1986-12-09 | Chevron Research Company | Dual recycle pressure-step reformer with cyclic regeneration |
GB8709507D0 (en) * | 1987-04-22 | 1987-05-28 | Exxon Chemical Patents Inc | Zeolite zk-5 |
CN1261216C (zh) * | 2003-05-30 | 2006-06-28 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种含分子筛的烃类裂化催化剂及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3236762A (en) * | 1951-01-28 | 1966-02-22 | Union Carbide Corp | Hydrocarbon conversion process with the use of a y type crystalline zeolite |
IT588545A1 (de) * | 1957-02-05 | 1900-01-01 | ||
US2971904A (en) * | 1957-02-12 | 1961-02-14 | Exxon Research Engineering Co | Petroleum process catalyst supported on a molecular sieve zeolite |
US3121754A (en) * | 1958-06-13 | 1964-02-18 | Exxon Research Engineering Co | Catalytic process |
US3236903A (en) * | 1962-02-06 | 1966-02-22 | Union Carbide Corp | Hydrocarbon upgrading process |
US3251902A (en) * | 1963-07-15 | 1966-05-17 | Socony Mobil Oil Co Inc | Isoparaffin-olefin alkylation using crystalline zeolite catalyst |
-
1967
- 1967-05-15 US US638655A patent/US3397137A/en not_active Expired - Lifetime
-
1968
- 1968-05-14 GB GB22791/68A patent/GB1183000A/en not_active Expired
- 1968-05-14 DE DE1767464A patent/DE1767464C3/de not_active Expired
- 1968-05-15 NL NL6806850A patent/NL6806850A/xx unknown
- 1968-05-15 FR FR151936A patent/FR94570E/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1767464C3 (de) | 1975-12-18 |
DE1767464B2 (de) | 1975-04-30 |
GB1183000A (en) | 1970-03-04 |
NL6806850A (de) | 1968-11-18 |
US3397137A (en) | 1968-08-13 |
FR94570E (fr) | 1969-09-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1767464A1 (de) | Katalysatorgemisch auf Basis von zeolithischen Molekularsieben zur Reformierung von Kohlenwasserstoffen | |
DE1232685B (de) | Katalysatoren zum Spalten von Kohlenwasserstoffen | |
DE2003521A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Kompositionskatalysatoren und hiermit durchgefuehrte Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren | |
DE1667321B1 (de) | Verfahren zur Regenerierung von verkokten zeolithischen Molekularsieb-Katalysatoren | |
DE2153891A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren | |
DE1467177A1 (de) | Dekationisierte,kristalline,zeolithische Molekularsiebe und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE1767325C3 (de) | ||
DE2164295A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Zinn-Platingruppenmetall-Trägerkatalysators | |
DE2457462A1 (de) | Katalysator und dessen verwendung | |
DE2635538A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines katalysators und dessen verwendung | |
DE2058908C3 (de) | Neuer Zeolith und seine Verwendung zur Herstellung von Katalysatoren für die Umwandlung von Kohlenwasserstoffen | |
DE1418396A1 (de) | Verfahren zum Isomerisieren von Kohlenwasserstoffgemischen mit einem Gehalt an C4-bis C9-n-Paraffinverbindungen | |
DE2540637A1 (de) | Verfahren zum reformieren von naphtha unter verwendung eines amphorafoermigen katalysators | |
DE1545293C3 (de) | Verfahren zur Verbesserung der Oktanzahl hydroformierter Rohbenzinfraktionen | |
DE1956715A1 (de) | Katalysator zum hydrierenden Cracken und dessen Verwendung | |
DE2108621C3 (de) | Hydrocrack-Katalysator und seine Verwendung | |
DE1542533C (de) | Knscalline zeohthische Molekular siebe vom Typ Zeohth X oder Y | |
DE956340C (de) | Verfahren zur Herstellung von Benzin-Reformierungs- oder Hydroformierungs-Katalysatoren | |
DE1542533A1 (de) | Katalysatorgemisch auf Basis von zeolithischen Molekularsieben zur Reformierung von Kohlenwasserstoffen | |
DE2652116A1 (de) | Poroese hitzebestaendige anorganische oxidteilchen und deren verwendung | |
DE2358485C2 (de) | Katalysator, bestehend aus einem hochtemperaturbeständigen, ammoniakstabilen Zeolith und einem feinverteilten wasserhaltigen Oxid | |
DE2639285A1 (de) | Verfahren zur herstellung von tonerdeextrudatteilchen und deren verwendung | |
DE1296726B (de) | Verfahren zum Reformieren von Schwerbenzin in Gegenwart eines Katalysators aus einem kristallinen Aluminiumsilikat | |
AT257790B (de) | Verfahren zur Reformierung von Kohlenwasserstoffmischungen | |
DE1271870B (de) | Verfahren zur katalytischen Umwandlung einer Kohlenwasserstoffbeschickung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |