DE2823852A1 - Katalysator zur kohlenwasserstoffumwandlung sowie dessen verwendung bei einem verfahren zur umwandlung von kohlenwasserstoffen - Google Patents
Katalysator zur kohlenwasserstoffumwandlung sowie dessen verwendung bei einem verfahren zur umwandlung von kohlenwasserstoffenInfo
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Description
Katalysator zur Kohlenwasserstoffumwandlung sowie dessen Verwendung bei einem Verfahren zur Umwandlung
von Kohlenwasserstoffen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Katalysator zur Kohlenwasserstoffumwandlung in Form fester Stücke sowie
auf ein Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen.
Es ist von den Erfindern gefunden worden, daß Siliziumdioxid enthaltende Materialien in der Form von Platten oder
Blättern, insbesondere Zeolithe und ganz besonders das dem Zeolith ähnliche Material FU-1, die in der britischen Patentanmeldung
46130/76-28267/77, veröffentlicht in Form der
niederländischen Patentanmeldung 7712173 beschrieben werden, als Bestandteil eines Katalysators zum Umwandlung von Kohlenwasserstoffen
benutzt werden können, wobei dieser Katalysator ein oder mehrere andere Materialien enthält, die eine
für die Kohlenwasserstoff-Umwandlungsreaktion wirksame Säurefunktion
schaffen. Desweiteren wurde gefunden, daß ein derartiger Katalysator Aktivitätseigenschaften, Beständigkeit
gegen Desaktivierung, Ausgangsmaterialaufnahme oder Produktver-
Dnulschi; Bank (München) KIo 51/61070
Dresdner
lschuch !München) Kto 670-43-804
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teilung oder mehr als eine dieser Eigenschaften bieten kann, die die Wirksamkeit, mit der die Einsatzmaterialöle
zu wertvollen Produkten umgewandelt werden können, anheben. Insbesondere sind derartige Katalysatoren beim Cracken
von großen Molekülen, wie Alkylnaphthalinen und hydrierten Naphthalinen, wirksam. Es wird angenommen, daß die Plattenoder
Blätterform Anlaß zu Kanalbildungen gibt, durch die derartige Moleküle Zugang zu aktiven Zentren in dem Katalysator
erlangen.
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Gegenstand der Erfindung ist demzufolge ein Katalysator zur Kohlenwasserstoffumwandlung, der gekennzeichnet ist
durch mindestens einen Gehalt an Siliziumdioxid enthaltendem Material in der Form einer Platte oder eines Blattes und aus
mindestens einem getrennt hergestellten weiteren Material, das oxidischer Natur ist und bei der Kohlenwasserstoffumwandlung
katalytische Aktivität zeigt.
Derartige Siliziumdioxid enthaltende Materialien sind vorzugsweise kristallin und erfassen insbesondere schichtartige
Zeolithe, die von Breck (Zeolite Molecular Sieves, Wiley 1974, 128 - 132) als Gruppe 7, z.B. Heulandit und
Clinoptilolit, klassifiziert werden. Insbesondere erfaßen
sie oder bestehen sie aus FÜ-1, wobei es sich um ein Siliziumdioxid
enthaltendes Material handelt, daß durch hydrothermale Reaktion eines Siliziumdioxidausgangsmaterials und eines AIuminiumoxidausgangsmaterials
in Gegenwart einer methylierten quaternären Ammoniumverbindung hergestellt wird und daß ein
Röntgendiagramm der folgenden charakteristischen Linien zeigt: 30
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d(A) | 100 i/lo | d(A) | 100 I/lo |
9.51 | 31 | 4.35 | 15 |
8.35 | 8 | 4.07 | iy |
6.92 | 28 | 4.00 | 9.4 |
6.61 | 9 | 3.89 | 13 |
6.26 | 9 | 3.73 | ?y |
5.25 | 16 | 3.68 | 3 |
4.6I | 63 | 3-44 | 100 |
4.48 | 6 |
Die äußere Form des FU-1 kann die sehr dünner Blätter
mit beträchtlicher Ausbröckelung sein, was durch eine elektronenmikroskopische Überprüfung gezeigt werden kann. Betrachtet
bei einer bis zu 500.000-fachen Vergrößerung liegt es in Form sehr dünner Blätter aus winklig ineinandergreifenden
Blättchen vor, typischerweise 50 bis 400 8 stark und zu Packungen einer Gesamtstärke im Bereich von 0,1 bis 10 Mikron
agglomeriert. Die chemische Zusammensetzung des FU-1 ist wie folgt:
0,6 bis 1,4 R9O · Al9O., · über 5 SiO
0 bis 4OH2O,
worin R ein einwertiges Kation oder 1/n eines Kations einer
Wertigkeit von η ist. Die Zahl der Moleküle des SiO2 ist
typischerweise mindestens 10, z.B. 15 bis 30.0 und insbesondere 15 bis 30 und bis zu 50. Frisch hergestelltesFU-1 kann auch
quaternäre ("Onium") Verbindungen enthalten, typischerweise bis zu einer Menge von 0,5 bis 2,5 Molekülen, 1,4 Moleküle
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übersteigend.
Weitere charakteristische Eigenarten dieser Verbindung werden in der vorgenannten gleichfalls schwebenden
Patentanmeldung genannt.
Wenn das Material in Form der Siliziumdioxid enthaltenden Platte (oder Blattes) FU-1 enthält, enthält es vorzugsweise
mindestens 2ü Gew.-%, insbesondere mindestens 50 Gew.-% davon.
Der Rest des Platten- oder Blattmaterials enthält vorzugsweise Zeolith nu-1· Dieses Material ist geeigneterweise das Produkt
der Zeolith-Synthese unter solchen Bedingungen, daß FU-1
und nu-1 gleichzeitig hergestellt werden. Der Ausdruck "Katalysator" erfaßt feste Stücke in jedem beliebigen Stadium
nach dem Zusammenbringen der Bestandteile, z.B. (a) vor oder nach dem Ionenaustausch, (b) vor oder nach der Calcinierung
oder Aktivierung, (c) während des Gebrauchs bei voller Aktivität, (d) teilweise oder vollständig desaktiviert,
(e) teilweise oder vollständig reaktiviert und (f) nach Behandlungen, wie der Dampfbehandlung. Wenn somit das
Platten- oder Blattmaterial ein Zeolith des Onium-Typs, wie FU-1, ist, kann es die gesamte in ihr vorliegende
Onium-Verbindung enthalten, wenn sie frisch synthetisiert ist, oder kann einen Null-Anteil oder kleineren Anteil
einer derartigen Verbindung oder der Zersetzungsprodukte einer solchen Verbindung enthalten, was entweder als
Ergebnis der Calcinierung vor oder nach dem Mischen mit dem aktiven Material oder als ein sonstiges Ergebnis des
Calcinierens im Verlaufe der Regeneration sein kann.
Entweder das Platten- oder Blattmaterial oder beides und das weitere Material können mit dem Matrixmaterial verbunden
werden, das entweder inert oder katalytisch aktiv sein kann. Dieses kann einfach als ein Bindemittel vorliegen,
um die kleinen Zeolith-Partikel (0,1 bis 10 Mikron) zusammen-
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zuhalten. Oder es kann als ein Verdünnungsmittel hinzugegeben werden, um das Ausmaß der Umsetzung bei dem Verfahren
einzuregeln, um z.B. die Geschwindigkeit der Koksbildung zu begrenzen. Die Matrix kann auch den Katalysator gegen
die starke Regeneration durch Oxidation des abgesetzten Koks festigen. Typische anorganische Matrixmaterialien
erfassen Katalysatorträgermaterialien, wie Aluminium - oxid, Siliziumdioxid, Zirkonoxid und gemischte oder zusammengesetzte
Oxide, wie Tonmineralien, z.B. Kaolin, Bentonite, Montmorillonite, Sepiolith, Attapulgit und Fuller-Erden
und synthetische zusammengesetzte Silikate, z.B. Siliziumdioxid/Aluminiumoxid und Siliziumdioxid/Magnesiumoxid.
Um eine wirksame Ausnutzung der Kanalbildung zu erreichen, die auf das Platten- oder Blattmaterial zurückgeht, enthalten
die Stücke vorzugsweise unter 50 Gew.-% des Matrixmaterials.
Ein weiterer gegebenenfalls zu wählender Bestandteil des Katalysators ist ein Material mit katalytischer Aktivität
für die Oxidation von Kohlenstoff oder Kohlenmonoxid, z.B.
ein Übergangsmetall (insbesondere Platin oder andere Platingruppenmetalle
in einer Konzentration von 0,001 bis 0,1 %) oder ein Übergangsmetalloxid (insbesondere ein Oxid des
Chroms, Mangans, Eisens oder Kobalts), oder eines Oxids eines Seltenerdmetalls zusätzlich zu irgendwelchen Seltenerdmetallverbindungen,
die mittels Ionenaustausches in dieses eingeführt wurden, oder irgendwelchenBestandteilen des
Katalysatorsystems.
Typischerweise liegt die Größe der Stücke in dem Bereich von 25 bis 100 Mikron in einem Fließbett, unter 2mm
in einem anhebbaren Bett oder in dem Bereich von 2 bis 20 mm in einem Festbett.
Die Katalysatorstücke können durch einfaches Mischen ihrer Bestandteile hergestellt werden. Jede bequeme Art des
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Mischens kann angewandt werden, einschließlich der Verfahren, die bereits bei der Herstellung von Kohlenwasserstoffcrackkatalysatoren
beschrieben worden sind. Sie können jede beliebige Art von normalerweise verwendeten Agglomeraten darstellen,
z.B. zusammengedrückte Pellets, Extrudate, naßgranulierte Kugeln, Kügelchen oder sprühgetrocknete Pulver.
Die relativen Anteile des Platten- oder Bandmaterials und dfco weiteren Materials werden so ausgesucht, daß den
Erfordernissen der Umsetzungsreaktion entsprochen wird. Der mögliche Bereich der Auswahl ist groß, z.B. zwischen 2 und
98 % bei dem einen und 98 bis 2 % bei dem anderen Material. Dieses bezieht sich auf das aktive Material, unter Außerachtlassung
des Matrixmaterials.
Das weitere Material ist vorzugsweise mindestens ein Zeolith, wobei dieser besonders in der Säureform brauchbar
ist. Vorzugsweise höchstens 3 %, insbesondere weniger als 0,4 % der Kationengxtterplatze sind mit Alkalimetallionen
belegt. Mindestens einige der verbleibenden Stellen können entweder Wasserstoffionen (in der Form, in der sie
normalerweise in Zeolithen auftritt) oder in Ionenvorstufen des Wasserstoffs(wie im quaternären Ammonium) tragen, da
derartige Vorstufenionen ohne weiteres durch Erhitzen in Ionen des Wasserstoffs zersetzt werden können. Alternativ oder zusätzlich
können die verbleibenden Plätze Ionen der Seltenerdmetalle tragen, die nach Möglichkeit auch, wie nachfolgend beschrieben,
gemischt vorliegen können. Derartige Wasserstoff-, Wasserstoffvorstufen- und Seltenerdmetall-Zeolithe sind
für die Katalyse der Umsetzung bestimmter Kohlenwasserstoffe von unzweifelhaftem Wert, jedoch nicht in erster Linie für
die schweren Kohlenwasserstoffe, bei denen die erfindungsgemäßen Katalysatoren besonders günstige Anwendung finden.
Anstelle oder zusätzlich zu den Wasserstoff-oder den Seltenerdmetallionen
kann der aktive Zeolith Ionen einer oder
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mehrerer Übergangsmetalle tragen, insbesondere jene der periodischen Gruppen IYA. bis VIII (einschließlich der
Metalle der Platingruppe) und IB bis VB, entsprechend dem periodischen System, das in "Abridgments of
Specifications" durch das Britische Patentamt veröffentlicht
wurde. Besonders brauchbare Metallionen sind diejenigen des Zinks und Mangans. Desweiteren kann der aktive Zeolith
Ionen ein oder mehrerer Erdalkalimetalle und von Aluminium tragen.
Das Siliziumdioxid enthaltende Platten- oder Blattmaterial kann in der gleichen Weise wie der aktive Zeolith
einem Ionenaustausch unterzogen worden sein, wobei es jedoch gefunden wurde, daß gute Ergebnisse erhalten werden, wnnn
es hauptsächlich in der Wasserstofform vorliegt, wobei vorzugsweise höchstens 15 % der Kationenplätze Alkalimetallionen
tragen. Die Seltenerdmetall- und Seltenerdtnetall/Wasserstoff-Formen
sind bei einer wiederholten Regenerierung besonders stabil.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält der aktive Zeolith Kationen, die ausgewählt
wurden, um die Porengröße und damit die selektiven Adsorptionseigenschaften zu modifizieren.
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Es ist einzusehen, daß die Ionenaustauschbedingung des Platten- oder Blattmaterials und beliebiger anderer
vorliegender Materialien mit der des aktiven Zeoliths verträglich sein sollten. Insbesondere dann, wenn der aktive
Zeolith einen niedrigen Anteil an Alkalimetallionen enthält und insbesondere dann, wenn er. in der Wasserstoff- oder
Wasserstoffvorstufen-Form vorliegt,- dann sollte der Gehalt
des Platten- oder Band- oder anderen Materials an Alkalimetallionen auch vorzugsweise niedrig sein, um die Neutralisation
der Aktivität des aktiven Zeoliths zu vermeiden.
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Es liegt innerhalb des Rahmens der Erfindung, einen Ionenaustausch durchzuführen, nachdem die Bestandteile des
Katalysatorsystems, einschließlich der Matrixmaterialien, sofern vorhanden, in die erforderliche innere Bindung gebracht
worden sind. Folglich ist es nicht erforderlich, die Herstellung eines Zeolith-Bestandteils der Zusammensetzung über
das Stadium hinaus vorzunehmen, in dem er kristallisiert ist, bevor er mit anderen Materialien gemischt wird, die vorliegen
müssen.
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Einige oder alle Zeolith-Bestandteile können vor oder nach dem Mischen nach bekannten Verfahrensweisen,
z.B. durch Dampfeinwirkung zur Einregelung ihrer Aktivität, Selektivität oder thermischen Stabilität behandelt werden.
Vorzugsweise wird eine Aktivierung bei 400 bis 5000C während
1 bis 24 Stunden vor der Verwendung des Katalysators durchgeführt. Dieselben Bedingungen können eingehalten werden, vorzugsweise
in Gegenwart von Luft, um den Katalysator nach der Verwendung bei der Kohlenwasserstoffumsetzungsreaktion zu
reaktivieren. Eine geringfügige Zerstörung der FU-1-Struktur kann während einer derartigen Reaktivierung auftreten. Jedoch
tritt sie nicht auf, um den Wert des Katalysators herabzusetzen, solange sie nicht sehr schwerwiegend geworden ist.
Unter den aktiven Zeolithen, die eingesetzt werden können, sind die folgenden:
I.) Zeolithe mit Poren des Durchmesser in dem Bereich von 6,5 bis 15 Angström-Einheiten, insbesondere Zeolithe X,
γ, L, Offretit, Mordenit und Omega. Derartige Zeolithe
sind wertvoll als Kohlenwasserstoffcrackkatalysatoren.
Ein bevorzugter aktiver Zeolith ist der mit Seltenerdionen ausgetauschte Zeolith Y ("REY"),wobei die Seltenerdmetalle
geeigneterweise eine Mischung (in Gewicht) von 45cö Cer als CeO2, 23 % Lanthan als La3O3, 16 %
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Neodym als Nd2O.., 10 % Praseodym als Pr3O^, 4 % Samarium als
Sm„0o und 2,5 % Gadolinium als Gd„O_ darstellen;
II.) Zeolithe mit einem Porendurchmesser in dem Bereich von 5,5 bis 6,5 Angström-Einheiten, insbesonder Zeolithe
der ZSM-5- (insbesondere ZSM-8, 11, 12 und 21, Zeta-1 und Zeta-3) und nu-1-Form. Diese sind als Katalysator für
Zwischenreaktionen (inter alia reactions) wertvoll, wie bei aromatischen Einzelringkohlenwasserstoffen,
z.B. bei der Alkylierung und Transalkylierung von Benzol und Alkylbenzolverbxndungen, insbesondere bei
der Isomerisierung von Xylolen;
III.) Zeolithe mit Poren eines Durchmessers von weniger als 5,0 Angström-Einheiten, insbesondere der Zeolith
A, Chabazit und Erionit. Diese sind besonders wertvoll als Adsorbentien für kleine Moleküle, wie Wasser,
H2S, NH3, N2, 0„ und C0~, und sind wirksam bei der
Trennung oder Reinigung von Flüssigkeiten. Desweiteren können sie verwendet werden, um Reaktionen, wie die
Hydrierung, Isomerisierung und Oligomerisierung von gasförmigen Olefinen, zu katalysieren.
Jeder der oben genannten Zeolithe sollte natürlich in einem geeigneten Ionenaustauschzustand vorliegen.
Als Beispiele für Kohlenwasserstoffumsetzungen, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Katalysators durchgeführt
werden können, können die nachfolgend wiedergegebenen genannt werden:
Das katalytische Cracken von Kohlenwasserstoffen in
einem Fest-,bewegten oder Fließbett iijdem typischen Temperaturbereich
von 400 bis 550°C, wobei die zu ' Verwendeiden Kohlen-Wasserstoffe
insbesondere Mitteldestillatöle eines Siede-
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bereichs von 200 bis 4OO°C oder eines Teils dieses Bereiches
und hochsiedene Fraktionen, einschließlich des Restes bzw. des Bodensatzes, erfassen- Produkte im Naphtha-Bereich bis
zu C10 werden in guter Ausbeute gebildet;
katalytisches Reformieren;
die Paraffinisomerisierung;
Isobutanalkylierung/
die Paraffinisomerisierung;
Isobutanalkylierung/
Alkylierung aromatischer Kohlenwasserstoffe, einschließlich
der Reaktion derartiger Kohlenwasserstoffe mit Olefinen oder Alkoholen, die Isomerisierung.von Xylolen und Dimethylnaphthalinen
und die Disproportionierung von Toluol;
die Desalkylierung von alkyl-substituierten aromatischen
Kohlenwasserstoffen.
Kohlenwasserstoffen.
Wenn derartige Reaktionen in Gegenwart von Wasserstoff durchgeführt werden, z.B. beim Hydrocracken oder der
Hydroisomerisierung, enthält der Katalysator vorzugsweise
ein oder mehrere Bestandteile,„die eine Hydrierungs/Dehydrierungs-Funktion
zeigen, z.B. ein oder mehrere tetalle der Gruppe VIII, in Form der Oxide oder Sulfide und, anstelle oder zusätzlich, ein oder
mehrere Oxide oder Sulfide der Metalle der Gruppe VIA oder Gruppe VIIA. Derartige Bestandteile können in dem Platten-
oder Blattmaterial oder dem weiteren Bestandteil oder in beiden vorliegenden, auch können sie in dem Zustand des Ionenaustausches
oder der bloßen Ablagerung oder beiden vorliegen.
In den Beispielen 1 bis 8 werden Mitteldestillatöle beispielhaft durch Hexadecan und Decalin und Bodensatz-
und Restöle durch Tetralin· und 1-Methylnaphthalin repräsentiert.
Die Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, sofern nicht etwas anderes gesagt wird.
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- 13 - B 8970 Beispiel 1
Das FU-1 stellte eine Produktprobe des Beispiels der vorstehend bezeichneten gleichfalls schwebenden britischen
Patentanmeldung dar. Wie darin beschrieben, betrug dessen Zusammensetzung
0,11 Na2O . 1,07 Q2O · Al2O3 · 20 SiO3 · 3,7 Η?0 (wobei Q Tetramety!ammonium ist). Sein Röntgen-Diagramm war wie vorstehend dargelegt und zeigte, daß es FU-1 ohne nachweisbare Verunreinigung enthielt. Eine Probe (5 g) des Zeoliths wurde 5 Stunden lang bei 90°C mit 10 ml 5 % HCl ausgetauscht. Sie wurde dann gefiltert, gewaschen und bei 90°C getrocknet. Bei einem zweiten Austausch wurde sie mit 60 ml 0,1 N HCl bei 500C 1 Stunde lang behandelt, gefiltert, gewaschen und dann bei 90°C getrocknet. Dann wurde sie in Luft bei 45O°C calciniert. Ihre Zusammensetzung in % betrug:
0,11 Na2O . 1,07 Q2O · Al2O3 · 20 SiO3 · 3,7 Η?0 (wobei Q Tetramety!ammonium ist). Sein Röntgen-Diagramm war wie vorstehend dargelegt und zeigte, daß es FU-1 ohne nachweisbare Verunreinigung enthielt. Eine Probe (5 g) des Zeoliths wurde 5 Stunden lang bei 90°C mit 10 ml 5 % HCl ausgetauscht. Sie wurde dann gefiltert, gewaschen und bei 90°C getrocknet. Bei einem zweiten Austausch wurde sie mit 60 ml 0,1 N HCl bei 500C 1 Stunde lang behandelt, gefiltert, gewaschen und dann bei 90°C getrocknet. Dann wurde sie in Luft bei 45O°C calciniert. Ihre Zusammensetzung in % betrug:
SiO2 | 88,8 |
Al2O3 | 6,4 |
Na2O | 0,17 |
N | 0,4 |
C | 1,8 |
Verlust bei 10000C | 8,6, |
was anzeigt, daß etwa einerihrer25 Kationenplätze durch
NaT besetzt war.
30
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Das REY wurde durch Aufschlämmungs-Austausch von 40 g Natrium-Zeolith Y der Zusammensetzung
0,9 Na2O · Al2O3 .5,2 SiO3 · 7 H3O
(getrocknet bei 100°C) mit 15 g technischem Cerchloridhexahydrat in 300 ml Wasser bei 250C während einer Stunde
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hergestellt. Dann wurde gefiltert und gewaschen, bis kein Chlorid mehr in der Waschflüssigkeit feststellbar war.
Dann wurde 3 Stunden lang bei 25O°C getrocknet.
Das Austauschverfahren wurde mit frischem Seltenerdmetallchlorid
wiederholt. Schließlich wurde das calcinierte Material mit 300 ml 5 %igem Ammoniumsulfat
während einer Stunde bei 90°C ausschlämmungs- ausgetauscht, gefiltert, mit 600 ml Wasser gewaschen und bei 120°C
getrocknet. Das getrocknete Produkt enthielt, bezogen auf einen wasserfreien Zustand, 0,34 % Na„0 und 17 % RE3O3,
was jeweils 2 % und 80 % der Kationenplätze entsprach (das technische Cerchlorid stellte eine Mischung von Seltenerdchloriden
dar, deren Zusammensetzung, wenn sie in Form der Oxide ausgedrückt wird, so lag , wie sie im vorstehenden
Parapraphen I wiedergegeben wird).
Um den Katalysator herzustellen, wurdenO,95 g des ausgetauschten und calcinierten FU-1 (Teilchengröße
o,1 bis 10 Mikron) gut mit 0,05 g des REY trocken, gemischt und die Mischung trocken zu 3 χ 3 mm-Zylinder mittels Druckeinwirkung
pelletisiert.
Die Herstellung der Vergleichskatalysatoren 1/2B, C, D 25
B: Ein kommerzieller Crackkatalysator (Houdry HZ-1),
der aus dem Zeolith REY in einer Siliziumdioxid/Aluminiumoxid-Matrix bestand, wurde zerkleinert und trocken zu
3x3 mm-Zylindern mittels Zusammendrückens pelletisiert.
30
C: Ausgetauschtes calciniertes FU-1 von A wurde trocken
ohne zusätzliches Material zu 3 χ 3 mm-Zylindern durch Druckeinwirkung pelletisiert.
D. Eine Probe des REY von A wurde trocken mit dem 19-fachen
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seines Gewichts mit Siliziumdioxid("KS3OO"),vertrieben
von AKZO, gut gemischt und trocken zu 3 χ 3 mm-ZyIindem
mittels Druckeinwirkung pelletisiert.
Mittels der Katalysatoren A-D katalysiertes Paraffincracken
Jeder Katalysator (0,26 ml) wurde in einen pulsierenden Mikroreaktor gegeben und durch Erhitzen auf 45O°C
während einer Stunde in einem Strom von Luft von 3 1 pro Stunde und einem Druck von 2,7 Atmosphären aktiviert.
Die Luft wurde durch einen gleichen Stickstoffstrom ersetzt
und bei 45O°C eine 1-Mikroliter-Probe Hexadecan
oberhalb des Katalysators injiziert. Das den Katalysator verlassende Gas wurde mittels Gaschromatographie analysiert.
Die Kohlenwasserstoffproduktverteilung, ausgedrückt in % der Kohlenwasserstoffatome in jeder Produktklasse, die
als Dampf in dem Katalysatorausfluß vorlag, und auch die
prozentuale Umsetzung und prozentuale Ausbeute werden in der Tabelle II gezeigt. Es ist zu bemerken, daß als Folge
der angewandten analytischen Technik die C„- bis C. -Fraktion
etwas an C7-Aromaten und die C11- bis C15-Fraktion etwas
an C1 -Aromaten erfaßt. Es wird aus der Tabelle II deutlich,
daß die Kombination des FU-1 und REY (Katalysator A) aktiver als jeder seiner sie aufbauenden Zeolithe und aktiver
als der kommerzielle Katalysator B ist. Die niedrige Ausbeute der Fraktionen bei und oberhalb Cß unter Anwendung des
Katalysators A zeigt, daß er ein hohes Maß an Crackschärfe (cracking severity) bietet.
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- 16 Tabelle II
B 8970
Katalysator | A | B | 0 | C | 0 | D |
Gewicht (g) | Ο.575 | 0.485 | .405 | .511 | ||
Produkte % C-Atome | 74 | 52 | ||||
< C6 | 89.0 | 78.8 | 7 | .8 | 17 | .0 |
C6 + C7 | 5-5 | 7-8 | 8 | .0 | 6 | .6 |
0B ~ C10 | 4-7 | 9-6 | i | • 7 | 4 | .4 |
■cii ~ ci5 | O.5 | 5.0 | 7 | • 5 | 57 | • 55 |
°16 | O.5 | 0.8 | y2 | -4 | 62 | • 5 |
Umsetzung (%) | 99-7 | 99-2 | .6 | VJl | ||
Ausbeutete) | 81 | 51 | ||||
C6 | 89 | 79 | 0 | 23 | ||
C6 + C7 | 6 | 8 | 9 | 15 | ||
co - cio | 5 | 10 | 1 | 7 | ||
0Il - C15 | 0.5 | 5 | ||||
paraffincracken
Jeder Katalysator wurde in einem Mikroreaktor durch Stoppen des StickstoffStroms und durch Durchleiten eines
Stroms von Luft mit 3 1 pro Stunde und einem Druck von einer Atmosphäre bei 45O°C während zwei Stunden regeneriert, wobei
der Katalysator in dieser Zeit frei von Koks war. Dann wurde
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- 17 - B 8970
1 der Stickstoffstrom erneut eingeleitet und eine 1-Mikroliter-Probe
Decalin (52 % eis, 48 %.trans), wie in Beispiel 2, injiziert. Die Produktverteilung, die prozentuale
Umsetzung und die prozentuale Ausbeute werden in der Tabelle 5 III gezeigt.
Es wird deutlich, daß die Zeolith-Mischung A gemäß der Erfindung größere Aktivität und größere katalytische
Schärfe als die Vergleichskatalysatoren zeigt.
Katalysator | A | B | C | D |
Gewicht (g) | 0.375 | C). 435 | O.4O3 | O.3II |
Produkte % C-Atome | ||||
""β | 53-9 | 51.2 | 53.I | 8.3 |
C6 + C7 | 12.4 | 12.6 | I4.9 | 10.0 |
C8 - C10 | 52.2 | 34.4 | 26.2 | 25.4 |
trans - Eecalin | 0.4 | 0.2 | I5.O | 33. θ |
eis- Decalin | 1.1 | 1.6 | 5.O | 24.6 |
Umsetzung {%) | 98.5 | 90.2 | 79-2 | 41.7 |
Ausbeutet) | ||||
<C6 | 54-7 | 52.I | 40.1 | 19.9 |
C6 + C7 | 12.6 | 12.ü | 10.3 | 24.0 |
C8 - C10 | 52.7 | 35.0 | 33.I | 56.1 |
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- 18 Beispiel 4
Cracken aromatischer Kohlenwasserstoffe mittels der
Katalysatoren A-D
Das Beispiel 3 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß der injizierte Kohlenwasserstoff 1-Methylnaphthalin
war. Die Tabelle IV zeigt die Ergebnisse: es ist festzuhalten, daßdieCj.. +-Fraktion, die wiedergegeben wird, nicht
aufgefundene Ausgangsmaterialien erfaßt.
Es wird deutlich, daß der Katalysator A der aktivste ist und 70 % mehr Naphtha (C6 - C ) als der Katalysator B
trotz seiner niedrigeren Dichte erzeugte. Ein Gewichtsteil des Katalysators A würde gleich dem des B 120 % mehr Naphtha
erzeugt haben.
Katalysator | A | B | C | D |
Produkte % C-Atome | ||||
^C6 | 9-3 | 4-4 | 0.4 | 0.5 |
C6 + C7 | 15.2 | 10.0 | 2.1 | 1.2 |
co " cio | 35-1 | 19.6 | 3-1 | 2.9 |
0Il + | 22.2 | 40-4 | 44.3 | 30.5 |
1-Methylnaphthalin | lü.2 | 25.6 | 4ϋ.1 | 64.9 |
Umsetzung &>) | 81.θ | 74-4 | 51.9 | 35.1 |
Ausbeute (.%) | - | |||
< C6 | 11.4 | 5-9 | ο.β | 1.4 |
C6 + C7 | IJ.6 | 13-4 | 4.0 | 3-4 |
C8 " C10 | 42.9 | 26.3 | 6.0 | 0.3 |
C +
Cll |
27.1 | 54-3 | 85-3 | 06.9 |
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- 19 Beispiel 5
B 8970
über Katalysatoren A-D 5
Das Beispiel 3 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß als Kohlenwasserstoff Tetralin injiziert wurde. Die
Tabelle V zeigt die Ergebnisse. Es ist zu bemerken, daß die C^1+-Fraktion .bi-cyclische Komponenten, jedoch nicht
Tetralin erfaßt. Der Katalysator A ist wiederum am aktivsten. Er erzeugt 26 % mehr Naphtha (C6 - C1Q) als der Katalysator
B, was 62 % mehr äquivalent ist, wenn das Gewicht des Katalysators auf einen Wert angehoben wird, der dem des B gleich
ist.
Katalysator | A | f | 25.1 | B | C | D |
Produkte % Kohlenstof | 26.9 | |||||
^C6 | 30.5 | I9.5 | 16.2 | 2.3 | ||
C6 + C7 | e.o | 24.4 | I9.4 | 4-5 | ||
C8 - Cl0 | 9-5 | 2I.3 | 18.7 | 7.0 | ||
Cll | 90.5 | IO.9 | 22.6 | 24.2 | ||
Tetralin | 23-9 | 23.I | 62.0 | |||
Umsetzung (?ό) | 27.7 | 76.1 | 76.9 | 30.O | ||
Ausbeute (%) | 29.7 | |||||
<C6 | 35-7 | 25.6 | 21.1 | 6.1 | ||
C6 + C7 | 6.8 | 32.1 | 25.2 | 11.8 | ||
C8 " 0IO | 28.0 | 24.3 | IO.4 | |||
0Il | 14.3 | 29.4 | 63.7 |
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Das Beispiel 3 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß der injizierte Kohlenwasserstoff ein Ekofisk-Leichtgasöl
(anfänglicher Siedepunkt 2050C, endgültiger Siedepunkt
39O°C, mittlerer Wert 300°C) war. Die Tabelle VI zeigt die Ergebnisse. Der Katalysator A ist am aktivsten und hat
ersichtlich ein höheres Maß an katalytischer Schärfe gezeigt, was zur Herstellung von Produkten unter C6 vorteilhaft
ist, jedoch zur Herstellung von C5-C10-Naphtha eher
zu hoch ist. Dieses Ergebnis steht in Übereinstimmung mit der Paraffin-Crackung, über die in Beispiel 2 berichtet
wurde. Bei der Naphtha-Herstellung dieses Leichtgasöls würde eine niedrigere Schärfe geeignet sein.
Katalysator | Λ | 55 | B | 43 | C | 12 | U |
Produkte % C-Atome | 10 | 12 | 13 | ||||
^-C6 | 59.6 | 21 | • 9 | 18 | .3 | 16 | .1 |
C6 + C7 | 10.3 | 11 | • 9 | 25 | • 9 | 57 | CJN |
C8 - SO | 20.8 | 08 | • 7 | 74 | • 5 | 42 | • 4 |
Sl+ | 9-5 | • 5 | • 3 | .7 | |||
Umsetzung (%) | 90-7 | 63 |
•
VJl |
5ö | • 7 | 20 | • 3 |
Ausbeute (%) | 12 | 17 | 32 | ||||
Ac6 | 65-7 | 24 | • 2 | 24 | .0 | 6 | |
C6 + C7 | 11.4 | •3 | 3 | 9 | |||
C8 - So | 22.9 | VJl | 0 | β | |||
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- 21 - B 8970
Ausmaß der Deaktivierung während des Crackens von
stark verkokendem Ausgangsmaterial 5
Unter Verwendung des Mikroreaktors und Wahl der in dem Beispiel 3 beschriebenen Bedingungen wurden die
Katalysatoren A und B nach dem folgenden Betriebszyklus verglichen:
10
10
1. 1 Mikroliter von n-Octan wurde injiziert und das Produkt
analysiert;
2. 5 Mikroliter 1-Methylnaphthalin wurden injiziert (dieses
Ausgangsmaterial hatte ein niedriges Wasserstoff/Kohlenstoff-Verhältnis
und ist stark verkokend);
3. 30 Minuten später wurde ein Mikroliter n-Octan injiziert
und die Produkte analysiert;
4. Schritt 2 wird wiederholt und
5. Schritt 3 wird wiederholt.
20
20
Die prozentuale Umsetzung wurde aus den analytischen Ergebnissen berechnet. Sie wird in der Tabelle VII wiedergegeben.
Es wird deutlich, daß der Katalysator A anfänglich aktiver als der Katalysator B ist und durch das verkokende
Ausgangsmaterial nicht deaktiviert wird.
Tabelle | VII | Umwandlung | |
Prozentuale | Schritt 5 | ||
Katalysator | Anfang | Schritt 3 | 55,0 47,5 |
30 A B |
83,1 78,3 |
59,7 55,0 |
|
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- 22 - B 8970
Vergleichskatalysatoren
5
5
Das FU-1 stellte eine Probe des Produktes des Beispiels
24 der vorstehend genannten britischen Patentanmeldung dar. Wie darin beschrieben, war die Zusammensetzung wie
folgt:
10
10
O,94 Na2O · 1,5 Q3O · Al3O3 · 25,5 SiO2 · 6^4 H2O.
In dieser Anmeldung wird ein Röntgen-Diagramm wiedergegeben.
Diese Probe wurde durch die im Beispiel 1 beschriebene Verfahrensweise, jedoch ohne Calcinierung in die Wasserstoff-Form
überführt. Die Wasserstoff-Form, die Q~0 enthielt, wurde
bei 95°C 1 Stunde mit einer 10 %igen Lösung technischen
Cerchlorids, das nach Beispiel 1 in der Menge von 25 g Hexahydrat pro 100 g H-FU-1 verwendet wurde, aufaeschlämmt. Die
feste Phase wurde auf einem Filter qesammelt, gewaschen,
17 Stunden bei 100°C getrocknet und bei 45O°C in Luft 48 Stunden calciniert. Das Produkt, das nun im wesentlichen
frei von Q-O war, wurde ein weiteres Mal mit der Zerchloridlösung
ausgetauscht und 3 Stunden bei 45O°C calciniert.
Seine Zusammensetzung war nun:
0,07 Na2O * 0,18 RE3O3 . Al3O3 . 23 SiO2 . 9,8 H3O
Um den Katalysator herzustellen, wurden RE-H-FU-1 und REY
gemischt und wie in Beispiel 1 pelletisiert.
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- 23 - β 8970 Vergleichskatalysatoren F-H
F: wie E, jedoch unter Verwendung des vorgenannten H-FU-1,
ohne Cerchloridaustausch;
5
5
G: (nicht erfindungsgemäß) 5 % REY, gemischt und pelletisiert
mit 95 % amorphem Siliziumdioxid/Aluminiumoxid-Crackkatalysator
mit einem Gehalt von 12,5 % A^O3: dieses
Material wurde kommerziell in Kügelchen-Form erhalten und
zerkleinert, um ein 72 BSS-Sieb (211 Mikron) vor dem Mischen mit dem REY zu passieren;
H: 5 % REY + 47,5 % des vorgenannten H-FU-1 + 47,5 % des
vorgenannten zerkleinerten Siliziumdioxids/Aluminiumoxids. 15
Beispiel 9
Cracken über Katalysatoren A und E-H
Unter Verwendung von vier verschiedenen Ausgangsmaterialien bei nacheinanderfolgenden Versuchen mit dazwischenliegender
Regeneration bei 45O°C in Luft wurde das Beispiel 2 mit der Ausnahme wiederholt, daß der Einlaßstickstoff
druck 4,4 Atmosphären (abs.) betrug.
(a) HEXADECAN
Die Ergebnisse werden in der Tabelle 8 gezeigt. Es wird deutlich, daß die Katalysatoren A, E, F und H alle höhere
Ausbeuten an Naphthaprodukten als der Katalysator G liefern, der das amorphe Siliziumdioxid/Aluminiumoxid anstelle von
FU-1 enthielt. Der REY/RE-H-FU-1-Katalysator E gab am
wenigsten schwerere Kohlenwasserstoffe.
(b) GASÖL
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B 8970
Die Ergebnisse, die unter Verwendung des Ekofisk-Leichtgasöls
(siehe Beispiel 6) anstelle von Hexadecan erhalten wurden, werden in der Tabelle IX gezeigt. Alle Katalysatoren, die
FU-1 enthielten, gaben höhere Ausbeuten an leichtem Naphtha (cr + Cn) als der Katalysator G.
D /
(C) LEICHTES ZYKLUSÖL I
Die Ergebnisse, die bei Verwendung eines leichten Zyklusöls des herkömmlichen katalytischen Crackverf ahrens (Phillips)
erhalten worden waren, werden in der Tabelle X gezeigt.
Der Katalysator E, der RE-H-FU-I enthält, ist beträchtlich
weniger aktiv als der Katalysator G, der kein FU-1 enthält, jedoch sind die Katalysatoren A, F und H nicht viel weniger
aktiv. Sämtliche Katalysatoren, die FU-1 enthalten, geben eine bessere Ausbeute an Kohlenwasserstoffen bis zu C,
als der Katalysator G.
(d) LEICHTES ZYKLUSÖL· II
20
20
Die Ergebnisse, die mit einem leichten Zyklusöl von Texaco erhalten wurden, werden in der Tabelle XI gezeigt.
Dieses Öl ist schwieriger als das Öl I zu cracken. Jedoch ist die Ausbeute an leichtem Produkt mindestens so hoch
wie bei der Verwendung des Katalysators G.
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- 25 Tabelle VIII
B 8970
Äusgangsmaterial | Hexadecan | A | E | F | j G |
H |
Katalysator | Ο.444 | Ο.465 | O.44I | 0.390 | 0-417 | |
Gewicht (g) | ||||||
Produkte % C-Atome | 55.2 | 65.1 | 56. fj | 62. ϋ | 66.6 | |
<C6 | 14.3 | If.. 2 | IH. 3 | 14.JJ | 16.1 | |
C6 + C7 | 8.2 | 3-9 | 9-7 | 9.V | 7-4 | |
C8 " 0IO | 10.2 | I.5 | 8.0 | 11.3 | 1.4 | |
Cll - C15 | 12.1 | I6.5 | 7.2 | 1.2 | ΰ.5 | |
C16 | 87-9 | 52.8 | Vl-5 | |||
Umsetzung (ο/Λ | ||||||
Ausbeute C%) | 62.8 | 75-4 | 61.2 | 63.6 | 72.8 | |
<C6 | I6.5 | 18.2 | I9.7 | 1^.0 | 17.6 | |
C6 + C7 | 9.3 | 4.6 | IO.5 | 10.0 | 8.1 | |
C8 " C10 | 11.6 | 1.8 | a. G | 11.4 | 1.5 | |
Cil - Cl5 |
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- 26 Tabelle IX
B 8970
5 | Ausgangsmaterial | Ekofish-Le ichtqasö1 | E O.465 |
j'1 0.441 |
G | K 0.417 |
Katalysator Gewicht (g) |
A 0.444 |
|||||
10 | Produkte % C-Atome | 37.O | 35.I | 34.6 | 39-9 | |
<C6 | 24.1 | I7.5 | 15-4 | I4.I | 16.6 | |
Ιγ + C„ | 14.2 | I6.4 | 19.6 | Iy. J | 21.7 | |
15 | cü - cio | 17.I | 29.I | 29.9 | 52-3 | 21. ύ |
0Il+ | 44.6 | 7O.9 | 70.I | 67-7 | 7b. 2 | |
Unsetzung (%) | 55.4 | |||||
20 | Ausbeute {%) | 52.2 | 50.I | 51.1 | 51.0 | |
45.5 | 24-7- | 22.0 | L'ü.b | 2-1.2 | ||
C6 + C7 | 25.6 | 23.I | 27.9 | 26.1 | :.7.a | |
30.9 |
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B 8970
Ausgangsmaterial | Leichtes Zyklusöl I | E O.465 |
F O.44I |
G | II 0.417 |
Katalysator Gewicht (g) |
A 0.44 |
9.1 | I5.O . | 19.9 | 18. \) |
Produkte % C-Atome | 16.5 | 4-5 | 5-9 | 9.9 | 7-7 |
C6 + C7 | 7.0 | 7.2 | 11.8 | 1«. 4 · | 12.0 |
C3 - 0IO | 12.4 | 79.2 | 66.5 | 51.8 | 60.6 |
G +' 0Il |
64.1 | 20.8 | 33-5 | 40.2 | 39-4 |
umsetzung (%) | 35-9 | 43- 0 | 47. i | 41.3 | 48.0 |
Ausibeute % <C6 |
46.0 | 21.6 | YJ. 6 | 20.5 | I9.5 |
C6 + C7 | 19.5 | 34.6 | 35-2 | 313.2 | 52.5 |
C8 - C10 | 34.5 |
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- 28 -
B 8970
Ausgangsmaterial | Leichtes Zyklusöl II | P 0.441 |
G O.596 |
II 0.417 |
Katalysator Gewicht (g) |
E O.465 |
|||
Produkte % C-Atome | 13-9 | 18.9 | 18.7 | |
18.9 | 5-4 | 8.0 | 6.4 | |
C6 + C7 | 5-3 | 15.9 | 22.7 | 18.6 |
C8 - C10 | I3.5 | 64.8 | 5O.4 | 56.3 |
0Il | 62.3 | 35-2 | 49.6 | 43.7 |
Umsetzung (%) | 37.7 | |||
Ausbeute (%) | 39.5 | 58.1 | 42.8 | |
<C6 | 50.I | 15.3 | 1G.1 | I4.6 |
C6 + C7 | I4.I | 45-2 | 45-8 | 42.6 |
C8 - C10 | 35.O |
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-^- β 8970
Die Proben des Katalysators E-H, der beim Beispiel 9d verwendet wurde, der bereits bei den Beispielen
9a-c mit dazwischenliegender Regenerierung durch Erhitzen bei 45O0C während 2 Stunden verwendet worden ist/
wurde in Dampf bei einer Atmosphäre absolutem Druck bei 75O°C 3 Stunden lang calciniert, um die Deaktivierung
in dem Regenerator einer katalytischen Fließbett-Crackeinrichtung zu simulieren. Mittels eines Röntgen-Diagramms
wurde gezeigt, daß FU-1 noch vorlag, jedoch teilweise zu amorphem Silziumdioxid/Aluminiumoxid umgesetzt worden war.
Nachfolgende Versuche unter Verwendung von jeweils vier Ausgangsmaterialien wurden über den Dampf behandelten
Katalysatoren durchgeführt, wobei dazwischenliegende Regenerierunaen wie zuvor durchgeführt wurden. Die Ergebnisse
werden in den Tabellen XII bis XV gezeigt, woraus sich die folgenden Folgerungen ergeben:
Tabelle XII: Von Hexadecan ist die Ausbeute an (C, + C7)
D /
höher als bei der Verwendung der FU-1 enthaltenden Katalysatoren;
Tabelle XIII: Bei dem Gasöl ist sowohl die Ausbeute an
(C, + C7) als auch an (C, bis C1n) höher als
bei den FU-1 enthaltenden Katalysatoren;
Tabelle XIV: Bei dem Leichtzyklusöl I ist die Ausbeute an (c bis C1n) höher als bei den FU-1 enthalten-
b I U
den Katalysatoren;
den Katalysatoren;
Tabelle XV: Bei dem Leichtzyklusöl II ist die Ausbeute
an (C, bis C1n) unter Verwendung der
b I U
FU-1 enthaltenden Katalysatoren mindestens so hoch wie diejenige, die unter Verwendung
des Vergleichskatalysators G erhalten wurde.
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B 8970
Ausgangsmaterial | K | Hexadecan | G | H |
Katalysator | 0.465 | P | O.54I | Ο.425 |
Gewicht (g) | O.457 | |||
Produkte % C-Atome | 45-2 | 6I.4 | 55-7 | |
"C6 | 15.2 | 55-4 | 16.θ | 16.0 |
C6 + C7 | 2.1 | 18.9 | 4-4 | 5-2 |
C8 " C10 | 0 | 4.0 | 0.2 | 0 |
Si - S5 | 39-5 | 0.2 | 17.2 | 27-1 |
C16 | 6O.5 | 21.5 | 82.0 | |
Umsetzung (%) | 70.5 | |||
Ausbeute Go) | 74.7 | 74.1 | 75-7 | |
21.B | YO.G | 20.5 | 21.9 | |
5-5 | 24.I | 5-5 | 4.4 | |
0 | 5.I | 0.5% | 0 | |
Si - S5 | 0.2 | |||
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B 8970
Tabelle Xili
Ausgangsmaterial | Ekofisk-Leichtgasöl | F O.457 |
G O.54I |
H O.425 |
Katalysator Gewicht (q) |
E O.465 |
|||
Produkte % C-Atome | 21.0 | 20.5 | 25.5 | |
19.9 | I4.5 | 18.0 | I4.2 | |
C6 + C7 | 11.7 | H.I | I9.8 | 17.2 |
C8 - C10 | 16.2 | 5O.4 | 41.7 | 45.I |
52.2 | 49.6 | 58.5 | 54-9 | |
Umsetzung (%) | 47-8 | 42.4 | 44.7 | 42.8 |
Ausbeut4%) | 41.6 | 29.2 | 26.5 | 25.9 |
C6 + °7 | 24.5 | 28.4 | 29.O | 51.5 |
C8 - C10 | 55-9 |
809881/0742
B 8970
Ausgangsmaterial | Leichtes Zyklusöl I | F Ο.457 |
G . O.34I |
II 0.423 |
Katalysator Gewicht (g) |
E Ο.465 |
|||
Produkte % C-Atome | IO.3 | I6.9 | 12.6 | |
9.I | 4-3 | 6.9 | 5-3 | |
■ C6 + C7 | 4-5 | 6.9 | 10.7 | 8.9 |
C8 " C10 | 7.2 | 78.5 | 65-5 | 73.2 |
0Il | 79.2 | 21.5 | 34-5 | 26.8 |
Umsetzung (%) | 20.8 | |||
Ausbeute'^ | 47-9 | 49.0 | 47.0 | |
43.8 | 20.0 | 20.0 | 19.8 | |
C6 + C7 | 21.6 | 32.I | 31.0 | 33.2 |
C8 - C10 | 34.6 |
809881/0742
- 33 -
B 8970
Ausgangsraaterial | Leichtes Zyklusöl II | P | G | II |
Katalysator | O.457 | O.34I | 0.423 | |
Gewicht (g) | O.465 | |||
Produkte % C-Atome | 9.B | I7.6 | 12.6 | |
<H | 9.1 | 4.4 | 6.6 | 4.6 |
C6 + C7 | 4-0 | 10.0 | I4.9 | 10.8 |
C8 - C10 | 9-2 | 75. 8 | 6O.9 | 72.O |
Cll+ | 77.7 | 24.2 | 59.I | 28. θ" |
Umsetzung (%) | 22.3 | |||
Ausbeute (°/Q} | 4O.5 | 45.O | 45.O | |
40.8 | 18.2 | I6.9 | I6.4 | |
C6 + C7 | I7.9 | 4I.3 | 38.1 | 38.6 |
C8 - C10 | 4I.3 |
809881 /0742
- 34 - B 8970
Katalysatoren I-M mit einem Gehalt an REY (mit einer Matrix)
H-FU-1 und RE-H-1 waren weitere Proben der
Materialien, die in Beispiel 8 beschrieben werden. Der mit einer Matrix versehene REY-Bestandteil wurde durch
Zerkleinern zwecks Durchtretens durch ein 72 BSS-Sieb des kommerziellen Crack-Katalysators "Houdry HFZ-20" erhalten,
der 25 % Wasserstoff-Zeolith Y enthielt. Jeder Katalysator
enthielt 20 % dieses REY-Bestandteils zusammen mit den folgenden anderen Bestandteilen:
i: 80 % amorphes Siliziumdioxid/Aluminiumoxid (Vergleichskatalysator) ;
J: 80 % H-FU-1;
K: 80 % RE-II-FU-1;
K: 80 % RE-II-FU-1;
L: 40 % H-FU-1 und 40 % amorphes Siliziumdioxid/Aluminiumoxid,1
M: 40 % RE-FU-1 und 40 % amorphes Siliziumdioxid/Aluminiumoxid.
Die Bestandteile wurden jeweils gemischt und wie in Beispiel 1 beschrieben pelletisiert.
Das Beispiel 9 wurde unter Verwendung dieser Katalysatoren
wiederholt.
(a) n-Hexadecan
Aus der Tabelle XVI wird deutlich, daß die Katalysatoren
809881/0742
J, K und M aktiver sind als der Vergleichskatalysator I und daß all die Katalysatoren, die FU-1 enthielten,
höhere Ausbeuten an gesamten Naphtha (C g - C1Q) und niedrigere
Ausbeuten an schweren Produkten als der Katalysator I
lieferten. .
(b) Gasöl
Aus der Tabelle XVII wird deutlich, daß der FU-1 enthaltende
Katalysator aktiver als der Katalysator I ist und daß er einen höheren Anteil an leichteren Produkten liefert.
(c) Leichtes Zyklusöl I
Aus der Tabelle XVIII wird deutlich, daß die Katalysatoren J und K, bei denen der Anteil des FU-1 hoch ist, und L.bei
dem der Anteil an FU-1 niedriger ist, jedoch die Wasserstoffform
davon vorliegt, aktiver als der Katalysator I sind und einen höheren Anteil an leichteren Produkten liefern.
(d>_Leichtes Zyklusöl II
Aus der Tabelle XIX wird deutlich, daß die FU-1 enthaltenden
Katalysatoren, abgesehen von L,aktiver als der Vergleichskatalysator
I sind und daß sie alle einen höheren Anteil an leichteren Produkten liefern.
809881/0742
B 8970
Ausgangsmaterial | I | J | Hexadeoan | L | M |
Katalysator | 0.434 | O.476 | K | O.468 | O.443 |
Gewicht (g) | O.44O | ||||
Produkte % C-Atcme | 67.8 | 72.I | 58.8 | 69.8 | |
9.7 | 16.1 | 75-3 | I5.2 | I4.8 | |
C6 + C7 | 8.1 | 7-9 | I4.5 | 7.6 | 8.8 |
• C8 - C10 | 7-6 | 0.6 | 8.4 | 4-2 | 2.9 |
P P | 6.8 | 3-3 | 0.9 | 16.2 | 5.7 |
C16 | 93.2 | 96.7 | 0.9 | 83.u | 96.5 |
Umsetzung (%) | 99.1 | ||||
Ausbeute (%) | 72.7 | 74-5 | 7O.2 | 72.5 | |
IO.4 | 16.6 | 76.O | I5.7 | I5.4 | |
C6 + C7 | 8.7 | 8.2 | I4.6 | 9.I | 9.1 |
ca - cio | 8.2 | 0.6 | 8.5 | 5.O | 3.0. |
0H - ci5 | 0.9 | ||||
809881/0742
B 8970
2823352
Ausgangsmaterial | Ekofisk-Leichtgasöl | J O.476 |
K O.44O |
L O.468 |
M 0.443 |
Katalysator Gewicht (g) |
I 0.434 |
||||
Produkte % C-Atome | 34-9 | 4I.6 | 32.7 | 37-8 | |
29-4 | 18.8 | 18.5 | I5.I | I4.4 | |
C6 + C7 | 17.0 | 23.6 | 22.5 | I7.2 | 18.7 |
C8 " C10 | 20.8 | 22.7 | I7.4 | 35.O | 29.1 |
ρ + C11 |
32.8 | 77-3 | 82.5 | 65.O | 70.9 |
Umsetzung (%) | 67.2 | ||||
Ausbeute (%) | 45.2 | 5O.4 | 5O.3 | 53.3 | |
<C6 | 43.8 | 2.4-3 | 22.4 | 23-3 | 20.3 |
C6 + C7 | 25.3 | 3O.5 | 27.2 | 26.5 | 26.4 |
C8 " C10 | 3O.9 |
809881/0742
~ 38 -
B 8970
Tabelle XVIII
Aasgangsitßterial | Leichtes Zyklusöl I | J O.476 |
K 0.440 |
L O.468 |
H • O.443 |
Katalysator Gewicht (g) |
I 0.434 |
||||
Produkte % C-Atome | 25.O | 32.1 | 25.9 | 24.8 | |
<C6 | 23.8 | 11.0 | 11.6 | 9.6 | 8.3 |
C6 + C7 | 8.6 | 17.2 | 20.8 | I6.7 | I5.O |
C8 - C10 | I6.9 | 46.8 | 35.5 | 47.7 | 51-9 |
Cll | 50.7 | 53.2 | 64.5 | 52.3 | 48.1 |
Umsetzung C%) | 49.3 | 47.0 | 49.0 | 4'j. 6 | 51.6 |
Ausbeute (%) ^C6 |
48.3 | 20.7 | 18.0 | 18.5 | I7.2 |
C6 + C7 | 17.4 | 32.3 | 32.2 | 3I.9 | 31.2 |
C8 ~ C10 | 34-3 |
80988 1/0742
Äusgangsinaterial | Leichtes Zyklusöl II | J 0.476 |
K 0.440 |
L O.468 |
M . O.443 |
Katalysator Gewicht (g) |
I 0.434 |
||||
Produkte % C-Atane | 22.9 | 27.2 | I9.7 | 24.8 | |
18.9 | 7.0 | 9.7 | 6.2 | 7-5 | |
C6 + C7 | 8.0 | 23.6 | 23.3 | 16.3 | I9.9 |
°8 - C10 | 22.7 | 46.5 | 39.ü | 57.8 | 47-8 |
Cll+ | 50.4 | 53.5 | 60.2 | 42.2 | 52.2 |
ünsetzung (%) | 49.6 | ||||
Ausbeute(%) | 42.8 | 45.2 | 46.7 | 47-5 | |
^C6 | 38.1 | 15.1 | 16.1 | 14.7 | 14.4 |
C6 + C7 | 16.1 | 44.1 | 38.7 | 38.6 | 38.1 |
C8 " C10 | 45.8 |
809881/0742
Claims (10)
1. Katalysator zur Kohlenwasserstoffumwandlung in
Form fester Stücke, gekennzeichnet durch mindestens einen Gehalt an einem Siliziumdioxid enthaltenden Material in
der Form einer Platte oder eines Blattes und an mindestens einem getrennt hergestellten weiteren Material, das oxidischer
Natur ist und bei der Kohlenwasserstoffumwandlung katalytische Aktivität zeigt.
2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliziumdioxid enthaltende Material FU-1 enthält
oder daraus besteht.
3. Katalysator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliziumdioxid enthaltende Material mindestens 50
Gew.-% FU-1 enthält.
4. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Material mindestens
ein Zeolith ist, bei dem höchstens 3 % der Gitterkationenplätze Alkalimetallionen tragen.
5. Katalysator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeolith Ionen des Wasserstoffs,einer
Vorstufe des Wasserstoffs und/oder von Seltenerdmetallen trägt.
Deuische Bank (Muncheni Klo 51/61070 Dresdner Bank SuQhQ) Qo ί^β/ΐ 0 7 4o^check (München) Klo 670-43-804
ORIGINAL INSPECTED
- 2 - B 8970
6. Katalysator nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zeolith Ionen eines oder mehrerer Übergangsmetalle trägt.
7. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Siliziumdioxid enthaltende Material in der Wasserstofform oder Wasserstoff + Seltenerdmetall-Form
vorliegt, wobei höchstens 15 % der Kationenplätze Alkalimetallionen tragen.
10
10
8. Katalysator nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeolith Poren eines Durchmessers
im Bereich von 6,5 bis 15 Angstrom aufweist.
9. Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung mittels eines Katalysators nach einem der Ansprüche 1 bis 8 katalysiert
wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial katalytisch gecrackt
wird, das ein Naphthalinderivat oder ein Mitteldestillatöl eines Siedebereichs von 200 bis 400°C enthält.
809881/0742
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