FI86603C - Catalytic composite for hydrocarbon conversion - Google Patents
Catalytic composite for hydrocarbon conversion Download PDFInfo
- Publication number
- FI86603C FI86603C FI864348A FI864348A FI86603C FI 86603 C FI86603 C FI 86603C FI 864348 A FI864348 A FI 864348A FI 864348 A FI864348 A FI 864348A FI 86603 C FI86603 C FI 86603C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- zeolite
- catalyst
- deposited
- metal
- acid
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
8660386603
Katalyyttinen komposiitti hiilivetyjen muuntamiseksi Tämä keksintö koskee uutta katalyyttistä komposiittia hiilivetyjen muuntamiseksi ja erityisesti aiifaattiSten hiilivetyjen dehydrosyklisoimi seksi aromaateiksi. Tarkemmin sanoen tämä uusi komposiitti tekee mahdolliseksi C + -parafiinien muuntamisen niitä vastaaviksi aromaateiksi suurella seiektiivisyysasteel1 a, mikä tekee mahdolliseksi aromaattien suurten määrien helpon valmi stuksen.This invention relates to a novel catalytic composite for the conversion of hydrocarbons, and in particular to the dehydrocyclization of aliphatic hydrocarbons to aromatics. More specifically, this new composite makes it possible to convert C + paraffins to their corresponding aromas with a high degree of selectivity, which makes it possible to easily prepare large amounts of aromatics.
Aikaisemmin on muodostunut käytännöksi suorittaa aiifaattiSten hiilivetyjen muuntaminen aromaateiksi hyvin tunnetulla katalyyttisellä reformoi ntiprosessi11 a. Katalyyttisessä reformoinnissa hii1ivetypitoista syöttöraaka-ainetta, tyypillisesti maaöljyn naftajaetta saatetaan kosketukseen ryhmän VIII metallia sisältävän katalyyttikomposiiti n kanssa reformaattituotteen valmistamiseksi, jolla on kasvanut aromaattisisältö. Naftajae on tyypillisesti täyden kiehumisaiueen jae, jonka aikukiehumispiste on o o 10-38 C ja loppukiehumispiste on noin 163-218 C. Tällainen täyden kiehumisaiueen nafta sisältää merkittäviä määriä parafiini- sia C +-hii1ivetyjä ja nafteenisia C +-hii1ivetyjä . Kuten hy-6 6 vin tiedetään nämä parafiiniset ja nafteeniset hiilivedyt muunnetaan aromaateiksi moninaisilla reaktiomekanismeilla. Näitä mekanismeja ovat hydraus, dehydrosyklisoi nti, isomerointi, jota seuraa dehydraus. Näin ollen nafteeniset hiilivedyt muunnetaan aromaateiksi dehydraama!1 a. Parafiiniset hiilivedyt muunnetaan halutuiksi aromaateiksi dehydrosyklisoinni11 a ja niille voi tapahtua myös isomerointi. Näin ollen tällöin on selvää, että katalyyttisessä reformoi nti vyöhykkeessä tapahtuvien reaktioiden lukumäärä on suuri ja tyypillisen reformoi ntikatalyytin on kyettävä saamaan aikaan lukuisia reaktioita, jotta sitä pidettäisiin hyödyllisenä kaupallisesti toteutuskelpoisessa reaktio-systeemi ssä.In the past, it has become common practice to perform the conversion of aliphatic hydrocarbons to aromatics by a well-known catalytic reforming process. The petroleum fraction is typically a full boiling fraction having an initial boiling point of 10 ° C to 38 ° C and a final boiling point of about 163 to 218 ° C. Such full boiling point naphtha contains significant amounts of paraffinic C + hydrocarbons and naphthenic C + hydrocarbons. As is well known, these paraffinic and naphthenic hydrocarbons are converted to aromatics by a variety of reaction mechanisms. These mechanisms include hydrogenation, dehydrocyclization, isomerization followed by dehydration. Thus, naphthenic hydrocarbons are converted to aromatics by dehydration! 1a. Paraffinic hydrocarbons are converted to the desired aromatics by dehydrocyclization11a and may also undergo isomerization. Thus, it is clear that the number of reactions taking place in the catalytic reforming zone is large and the typical reforming catalyst must be able to carry out numerous reactions in order to be considered useful in a commercially viable reaction system.
2 866032 86603
Johtuen katalyyttisessä reformoinnissa tapahtuvien reaktiomekanismien monimutkaisuudesta ja lukumäärästä viime aikoina on muodostunut käytännöksi kehittää erittäin spesifisiä katalyyttejä, jotka on räätälöity muuntamaan vain määrättyjä reagoivia yhdisteitä aromaateik si. Tällaiset katalyytit tarjoavat etuja tyypilliseen reformoi ntikatalyyttiin nähden, jonka on kyettävä osallistumaan lukuisiin reaktiomekanismeihi n. Meneillään oleva tutkimus on suunnattu katalyytin tuottamiseen, jonka avulla muunnetaan parafiinisia hiilivetyjä, erityisesti kuusi tai useampia hiiliatomeja sisältäviä hiilivetyjä vastaavaksi aromaattiseksi hiilivedyksi. Tällaisen katalyytin voidaan odottaa olevan paljon spesifisemmän ja johtavan harvempiin epämieluisiin sivureaktioihin, kuten hydrokrakkaukseen. Kuten alaan normaalisti perehtyneet voivat arvioida, aromaattien kasvanut tuotanto on toivottavaa. Bensiinien kasvanut aromaattisisältö, joka on seurausta lyijyn vähentämisestä, sekä petrokemian teollisuuden vaatimukset tekevät C -C -aromaateista erittäin haluttuja tuotteita. Näin 6 8 ollen olisi mitä edullisinta käyttää katalyyttikokoonpanoa, joka on erittäin selektiivinen vähemmän arvokkaiden C +-parafiinien 6 muuntamiseen arvokkaammiksi C +-aromaateiksi.Due to the complexity and number of reaction mechanisms involved in catalytic reforming, it has recently become common practice to develop highly specific catalysts tailored to convert only certain reactive compounds to aromatics. Such catalysts offer advantages over a typical reforming catalyst which must be able to participate in a number of reaction mechanisms. Ongoing research has focused on the production of a catalyst for the conversion of paraffinic hydrocarbons, especially hydrocarbons containing six or more carbon atoms, to aromatic hydrocarbons. Such a catalyst can be expected to be much more specific and lead to fewer undesirable side reactions such as hydrocracking. As can be appreciated by those of ordinary skill in the art, increased production of aromatics is desirable. The increased aromatic content of gasolines as a result of lead reduction, as well as the demands of the petrochemical industry, make C -C aromatics highly desirable products. Thus, it would be most advantageous to use a catalyst composition that is highly selective for the conversion of less valuable C + paraffins 6 to more valuable C + aromatics.
6 Tämän vuoksi tämän keksinnön päätavoitteena on saada aikaan katalyyttinen komposiitti ja menetelmä sen valmistamiseksi ja käyttämiseksi hiilivetyjen konversioon. Korol 1 aarinen tavoite on saada aikaan menetelmä parafiiniSten C +-hii1ivetyjen, erityi- 6 sesti parafiinisten C -C -hiilivetyjen muuntamiseksi niitä vas- 6 8 taaviksi aromaateiksi.Therefore, a main object of the present invention is to provide a catalytic composite and a process for its preparation and use for the conversion of hydrocarbons. The main goal is to provide a process for the conversion of paraffinic C + hydrocarbons, in particular paraffinic C -C hydrocarbons, to their corresponding aromas.
Näin ollen tämän keksinnön yleinen toteutusmuoto kohdistuu katalyyttiseen komposiittiin, joka sisältää hapotonta zeoliittia, joka on sidottu tukima triisi 11 a tai ilman sitä, katalyyttisesti tehokkaat määrät ryhmän VIII metal 1ikomponentti a ja riittävästi pinnalle kerrostettua ai kaiimetal 1ia, jotta saataisiin aikaan pinnalle kerrostetun alkali metallin indeksi, joka on vähintään 10.Accordingly, a general embodiment of the present invention is directed to a catalytic composite comprising an acid-free zeolite bonded with or without a supported tris 11a, catalytically effective amounts of a Group VIII metal component a, and sufficient surface-deposited alkali metal to provide a surface-deposited alkali metal index. , which is at least 10.
I.I.
3 86603 Tämän keksinnön vaihtoehtoinen yleinen toteutusmuoto on hiilivedyn konversioprosessi, jolle on tunnusomaista, että saatetaan hiilivedyn konversio-olosuhteissa hii1ivetysyöttöraaka-aine kosketukseen katalyyttikomposiiti n kanssa, joka sisältää hapotonta zeoliittia, joka on sidottu tuki matri isillä tai ilman sitä, ka-talyyttisesti tehokkaat määrät ryhmän VIII metal 1ikomponentti a ja riittävästi pinnalle kerrostettua ai ka 1ime tai 1ia, jotta saataisiin aikaan pinnalle kerrostetun aikai imetali in indeksi, joka on vähintään 10.3,8603 An alternative general embodiment of the present invention is a hydrocarbon conversion process characterized in that, under hydrocarbon conversion conditions, the hydrocarbon feedstock is contacted with a catalyst composite containing an acid-free zeolite bonded with or without support groups. VIII metal component a and a time or layer sufficiently coated on the surface to obtain an index of the metal deposited on the surface of at least 10.
Tämän keksinnön 1isätoteutusmuoto käsittää menetelmän katalyyt-tikomposiitin valmistamiseksi, jossa menetelmässä seostetaan hapotonta zeoliittia tukimatriisin kanssa tai ilman sitä, kata-lyyttisesti tehokkaat määrät ryhmän VIII metal 1ikomponenttia ja riittävästi ai kaiimetal1 ia, jotta saataisiin aikaan pinnalle kerrostetun ai kaiimetal1in indeksi, joka on vähintään 10.A further embodiment of the present invention comprises a process for preparing a catalyst composite which comprises doping an acid-free zeolite with or without a support matrix, catalytically effective amounts of a Group VIII metal component and sufficient metal to provide an index of at least 10 metal deposited on the surface.
Nämä samoin kuin muutkin tavoitteet ja toteutusmuodot käyvät ilmi seuraavasta tämän keksinnön yksityiskohtaisemmasta kuvauksesta.These, as well as other objects and embodiments, will become apparent from the following more detailed description of the present invention.
AI kaiimetal1eja sisältävät aiumiinisi 1ikaatit ovat alalla hyvin tunnettuja. Esimerkiksi US-patentissa 3 013 986 on kuvattu ai kaiimetal1i11 a täytetty L-zeoliitti. Tämä kirjallisuusviite osoittaa erityisesti, että L-zeoliitin kalium- tai kalium/nat-riummuodot ovat edullisia lähtöaineita ai kaiimetal1i11 a täytetylle L-zeoliiti 1 le. Kirjallisuusviitteessä neuvotaan, että de-hydratoitu molekyyliseula voidaan saattaa kosketukseen alkali-metalli höyry jen kanssa ai kaiimetal1i11 a täytetyn molekyyliseulan valmistamiseksi, jossa ai kaiimetal1i sisältyy zeoliittisen mole-kyyliseulan sisäosaan. Kirjallisuusviitteessä ei kuitenkaan kuvata hapotonta zeoliittia, johon on seostettu katalyyttisesti tehokkaita määriä ryhmän VIII metal 1ikomponentti a ja pinnalle kerrostettua ai kaiimetal1 ia. Sitäpaitsi kirjallisuusviitteessä ei esitetä, että tällaisella seoksella olisi mitään käyttöä hiilivetyjen konversiokatalyyttinä.Aluminine silicates containing Al metal metals are well known in the art. For example, U.S. Patent 3,013,986 describes an L-zeolite filled with a metal alloy. In particular, this literature reference indicates that the potassium or potassium / sodium forms of L-zeolite are the preferred starting materials for Al-metal filled L-zeolite. The literature reference teaches that a dehydrated molecular sieve can be contacted with alkali metal fumes to produce an aliquot-filled molecular sieve in which the aliquot metal is contained within the interior of a zeolite molecular sieve. However, the literature reference does not describe an acid-free zeolite doped with catalytically effective amounts of a Group VIII metal component and a surface-deposited alkali metal. Moreover, the literature reference does not suggest that such a mixture would have any use as a hydrocarbon conversion catalyst.
4 86603 US-patentissa 3 376 215 esitetään hiilivedyn konversiokatalyyt-ti, joka sisältää ryhmän VIII metallia ja joka tukiaine koostuu (1) adsorboivasta tul enke s toisesta epäorgaanisesta oksidista ja (2) mordeniittirakenteisesta zeoliitista, jolle on kerrostettu n. 10-1000 ppm zeoliitin painosta laskettuna metallia, joka on valittu alkali me ta 11 ien, maa-alkalimetallien ja näiden seosten luokasta. Tässä kirjallisuusviitteessä neuvotaan, että, tukiaine, joka koostuu mordeniittimuodossa olevasta zeoliitista ja tulenkestoisesta oksidista, on kerakatalyyttinen . Sitävastoin tämän keksinnön olennainen piirre on käyttää hapotonta zeoliit-tia. Tässä hapottomassa muodossa tämän keksinnön zeoliittia ei voida pitää katalyyttisenä. Pikemminkin hapoton zeoliitti toimii modifioiden tämän keksinnön katalyyttistä ryhmän VIII metallia. Näin ollen ko. kirjallisuusviitteessä ei kuvata tämän keksinnön uutta katalyyttiä.U.S. Pat. No. 4,866,603 to 3,376,215 discloses a hydrocarbon conversion catalyst containing a Group VIII metal and comprising a support consisting of (1) an adsorbent second inorganic oxide and (2) a mordenite-structured zeolite deposited with about 10-1000 ppm zeolite. by weight of a metal selected from the class of alkali metals, alkaline earth metals and alloys thereof. This literature reference teaches that, a support consisting of a zeolite in mordenite form and a refractory oxide is co-catalytic. In contrast, an essential feature of the present invention is the use of an acid-free zeolite. In this acid-free form, the zeolite of this invention cannot be considered catalytic. Rather, the acid-free zeolite functions by modifying the catalytic Group VIII metal of this invention. Therefore, the the literature reference does not describe a novel catalyst of this invention.
US-patentissa 3 755 486 esitetään menetelmä C -C -hiilivetyjen 6 10 dehydrosyklisoimi seksi, joissa on vähintään C -runko, käyttäen 6U.S. Patent 3,755,486 discloses a process for the dehydrocyclization of C 1 -C 6 hydrocarbons having at least a C backbone using 6
Li-, Na- tai K-zeoliittia X ja Y tai faujasiittia, joka on kyllästetty 0,3-1,4 %:11 a platinaa. Ko. kirjallisuusviitteessä ei kuitenkaan onnistuta esittämään niitä etuja, jotka ovat saatavissa käyttämällä hyväksi katalyyttistä komposiittia, joka koostuu hapottomasta zeoliitista, jonka pinnalle on kerrostettu ai kaiimetal 1ia. Samoin US-patentissa 3 819 507 ja US-patentissa 3 832 414, vaikka niissä kuvataan samantapaiset prosessit kuin US-patentissa 3 755 486, ei kummassakaan onnistuta neuvomaan käyttöä ja etuja, jotka ovat saatavissa tällaisella hapottoman zeoliitin käytöllä, johon on seostettu platinaa ja pinnalle kerrostettua ai kaiimetal 1ia.Li, Na or K zeolite X and Y or faujasite impregnated with 0.3-1.4% platinum. Ko. however, the literature reference fails to present the advantages obtainable by utilizing a catalytic composite consisting of an acid-free zeolite on the surface of which an aliquot metal is deposited. Similarly, U.S. Patent 3,819,507 and U.S. Patent 3,832,414, although describing processes similar to U.S. Patent 3,755,486, do not succeed in advising the use and benefits of such an acid-free zeolite doped with platinum and a surface layered ai kaiimetal 1ia.
US-patentissa 4 140 320 kuvataan menetelmä aiifaattiSten hiilivetyjen dehydrosyk1isoimi seksi käyttäen L-tyypin zeoliittia, jossa on vaihdettavat kationit, joista vähintään 90 % on alkali-metalli -ioneja , jotka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat natriumin, litiumin, kaliumin, rubidiumin ja kesiumin ionit, ja 5 86603 joka sisältää vähintään yhtä metallia, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat ryhmän VIII metallit, tina ja germanium. Tässä kirjallisuusviitteessä ei onnistuta kuvaamaan tämän keksinnön katalyyttikomposiittia, koska ko. kirjallisuusviitteen katalyytin aikai imeta lii-ionit ovat kaikki liittyneet L-zeoliiti 11 a oleviin ioninvaihtokohtiin. Siinä ei kuvata L-zeoliittia, jossa on pinnalle kerrostettua ai kaiimetal1ia . US-patentissa 4 417 083 kuvataan dehydrosyklisoi n timenetelmä, jossa käytetään oleellisesti hapotonta zeoliittia, jossa huokoshalkaisija on suurempi kuin 6,5 Ä ja joka sisältää vähintään yhtä metallia, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat platina, renium, iridium, tina ja germanium. Lisäksi katalyytti sisältää rikkiä ja aikalisiä kationeja. Tässä kirjallisuusviitteessä ei kuitenkaan esitetä mitään pinnalle kerrostettua ai kaiimetal1ia .U.S. Patent 4,140,320 describes a process for the dehydrocyclization of aliphatic hydrocarbons using an L-type zeolite having exchangeable cations, at least 90% of which are alkali metal ions selected from the group consisting of sodium, lithium, potassium, rubidium and cesium. ions, and 86603 containing at least one metal selected from the group consisting of Group VIII metals, tin and germanium. This literature reference fails to describe the catalyst composite of the present invention because the the β-ions absorbed during the catalyst reference literature are all associated with the ion exchange sites in L-zeolite 11a. It does not describe an L-zeolite with a metal layer deposited on the surface. U.S. Patent 4,417,083 describes a dehydrocyclization process using a substantially acid-free zeolite having a pore diameter greater than 6.5 Å and containing at least one metal selected from the group consisting of platinum, rhenium, iridium, tin, and germanium. In addition, the catalyst contains sulfur and time cations. However, this literature reference does not disclose any surface layered metal.
US-patentissa 4 416 806 kuvataan vielä muu parafiinin dehydro-syklisointikatalyytti, joka sisältää platinaa, reniumia karbo-nyylinä ja rikkiä zeoliittisei 1 a kiteisellä aiumiinisi 1ikaati1-la, joka on kompensoitu yli 90 %:sesti aikalisillä kationeilla ja jossa huokoshalkai sija on yli 6,5 Ä. Myöskään tässä kirjallisuusviitteessä ei onnistuta esittämään dehydrosyklisoi ntiin tarkoitettua katalyyttistä kokoonpanoa, jossa on pinnalle kerrostettuna ai kaiimetal1ia.U.S. Patent No. 4,416,806 discloses yet another paraffin dehydrocyclization catalyst containing platinum, rhenium as carbonyl, and sulfur in a zeolite-free crystalline alumina silica having more than 90% compensated for time cations and having a pore diameter of greater than 6. .5 Ä. This literature reference also fails to disclose a catalytic assembly for dehydrocyclization with a metal layer deposited on the surface.
Äskettäisessä US-patentissa 4 430 200 kuvataan hiilivedyn kon-versiokatalyytti, joka sisältää runsaasti piidioksidia sisältävää zeoliittia, kuten mordeniittia tai zeoliittia Y, joka on emäsvaihdettu ai kaiimeta11i11 a. Myöskään tässä kirjallisuusviitteessä ei kuitenkaan onnistuta kuvaamaan katalyyttiä, jossa on pinnalle kerrostettua alkali metallia. Sitäpaitsi ko. kirjallisuusviitteessä kuvataan pelkästään alan aikaisemman katalyytin käyttö krakkausprosessissa eikä dehydrosyklisoi nti prosessissa .A recent U.S. Patent 4,430,200 discloses a hydrocarbon conversion catalyst containing a silica-rich zeolite, such as mordenite or zeolite Y, which is base-exchanged with a copper-containing zeolite. However, this literature reference also fails to describe an alkali-deposited catalyst. Besides, the The literature reference only describes the use of a prior art catalyst in the cracking process and not in the dehydrocyclization process.
Äskettäisessä US-patentissa 4 448 891 kuvataan dehydrosykli-sointikatalyytti, joka koostuu L-zeoliitista, jota on liotettu ai kaii1iuoksessa, jonka pH on vähintään 11, sellainen aika ja 6 86603 sellaisessa 1ämpötilassa, joka on tehokas pidentämään ajanjaksoa, jonka katalyytin katalyyttinen aktiivisuus säilyy. Lisäksi katalyytti sisältää ryhmän VIII metallia. Kirjallisuusviitteessä neuvotaan kuitenkin ai kaii1iotuksen modifioivan L-zeoliitin piidioksidi si säl töä ja muuttavan sen rakennetta. Aikai iliotuksen jälkeen kirjallisuusviitteessä mainitaan, että L-zeoliitti pestään ylimääräiSten ionien poistamiseksi. Näin ollen ko. kirjallisuusviitteen katalyytillä ei ole kerrostunut pinnalle kerrostunutta alkali metallia. Tämän vuoksi siinä ei kuvata tämän keksinnön katalyyttiä.Recent U.S. Patent 4,448,891 discloses a dehydrocyclization catalyst consisting of L-zeolite soaked in a solution having a pH of at least 11 for a time and 6,866,33 at a temperature effective to prolong the period of time that the catalyst retains its catalytic activity. In addition, the catalyst contains a Group VIII metal. However, the literature reference advises that the silica modifies the silica content of the L-zeolite and changes its structure. After some time, the literature reference mentions that the L-zeolite is washed to remove excess ions. Therefore, the the catalyst of the literature reference has not deposited an alkali metal deposited on the surface. Therefore, it does not describe the catalyst of the present invention.
Yhteenvetona siis alalla ei ole tiedostettu katalyyttikompo-siittia hiilivetyjen muuntamiseksi erityisesti C +-parafiinien dehydrosyklisoimi seksi aromaateiksi, joka komposiitti sisältää hapotonta zeoliittia, joka on sidottu tukimatriisin avulla tai ilman sitä, katalyyttisesti tehokkaat määrät ryhmän VIII metalli komponentti a ja riittävästi pinnalle kerrostettua alkalime-tallia, jotta saataisiin aikaan pinnalle kerrostetun alkalime-tallin indeksi, joka on vähintään 10. Sitäpaitsi alalla ei ole tiedostettu etuja, jotka ovat saatavissa tällaisesta uudesta katalyytistä ja sen käytöstä.In summary, therefore, there is no awareness in the art of a catalyst composite for converting hydrocarbons, in particular to dehydrocyclized aromatics of C + paraffins, which comprises an acid-free zeolite bound with or without a support matrix, catalytically effective amounts of Group VIII metal component a and sufficiently to provide an index of alkali metal deposited on the surface of at least 10. Moreover, there is no awareness in the art of the advantages available from such a new catalyst and its use.
Lyhyesti toistettuna tämä keksintö koskee katalyyttikomposiit-tia, joka sisältää hapotonta zeoliittia, joka on sidottu tukimatriisin avulla tai ilman sitä, katalyyttisesti tehokkaat määrät ryhmän VIII metal 1ikomponentti a ja riittävästi pinnalle kerrostettua ai kaiimetal 1ia, jotta saataisiin aikaan pinnalle kerrostetun ai kaiimetal1 in indeksi, joka on vähintään 10. Sitäpaitsi tämän keksinnön katalyyttisellä seoksella on erityistä käyttöä katalyyttinä C +-parafiinien erityisesti C -C -parafiinien $ 6 10 dehydrosykli sointiln.Briefly, the present invention relates to a catalyst composite comprising an acid-free zeolite bonded with or without a support matrix, catalytically effective amounts of a Group VIII metal component a, and sufficient surface-deposited aluminum to provide an index of surface-deposited metal that is at least 10. In addition, the catalytic mixture of the present invention has a particular use as a catalyst for the dehydrocyclic ring of C + paraffins, especially C -C paraffins.
Kuten edellä mainittiin tämän keksinnön katalyytin olennaisena piirteenä on, että se sisältää hapotonta zeoliittia. "Hapottomalla zeoliitillä" on ymmärrettävä tarkoitettavan, että oleelli ^ 86603 sesti kaikki zeoliitin kationinvaihtokohdat ovat muiden katio-nisten ionien kuin vedyn miehittämiä. Edullisesti nämä kationi-set ionit koostuvat ai kaiimetal1ikationeista, vaikka muitakin kationisia ioneja voi olla läsnä. Riippumatta vaihtokohdissa olevista todellisista kationisista ioneista tämän keksinnön hapottoman zeoliitin oleellisesti kaikki kationiset kohdat ovat muiden kuin vetykationien miehittämiä, mikä tekee zeoliitin oleellisesti täydellisesti ka tionivaihdetuksi. Alalla tunnetaan monia keinoja oleellisesti täysin kationi vaihdetun zeoliitin saavuttamiseksi, joten niitä ei tarvitse lähemmin selvittää tässä. Tämän keksinnön hapoton zeoliitti toimii modifioiden katalyyttistä ryhmän VIII metallia ja se on oleellisesti inertti reaktiossa. Arvellaan, että tämän keksinnön hapoton zeoliitti on ei-kata!yyttinen ja tästä johtuu vaatimus, että sen on oltava hapoton.As mentioned above, an essential feature of the catalyst of this invention is that it contains an acid-free zeolite. By "acid-free zeolite" it is to be understood that substantially all cation exchange sites of the zeolite are occupied by cationic ions other than hydrogen. Preferably, these cationic ions consist of alkali metal cations, although other cationic ions may be present. Regardless of the actual cationic ions at the exchange sites, substantially all of the cationic sites in the acid-free zeolite of this invention are occupied by non-hydrogen cations, making the zeolite substantially completely cation-exchanged. Many means are known in the art for achieving a substantially fully cation-exchanged zeolite, so they need not be further elucidated here. The acid-free zeolite of this invention acts by modifying the catalytic Group VIII metal and is substantially inert in the reaction. The acid-free zeolite of this invention is believed to be non-catalytic and hence the requirement that it be acid-free.
Tyypillisiä hapottomia zeoliitteja, joita voidaan käyttää tässä keksinnössä, ovat X-zeoliitti, Y-zeoliitti ja mordeniitti. Erityisen edullinen tämän keksinnön sovellutukseen on L-zeoliitti. Tämän keksinnön katalyyttikomposiitti voi myös koostua eri zeo-liittien seoksesta. Luonnollisesti jokaisen keksinnössä käytetyn zeoliitin on oltava yllä määritellyssä hapottomassa muodossa ja tämän vuoksi kationisesti vaihtokelpoiset kohdat on oleellisen täydellisesti kationivaihdettu muilla kationisilla ioneilla kuin vedyllä. Kuten edellä myös mainittiin kationisesti vaihtokelpoiset kohdat miehittävät kationit koostuvat tyypillisesti yhdestä tai useammasta ai kaiimetallista, kuten litiumista, natriumista, kaliumista, rubidiumista ja kesiumista. Näin ollen siis tämän keksinnön hapoton zeoliitti voi koostua X-zeoliitin, Y-zeoliitin tai mordeniitin natriummuodoista. Erityisen edullinen hapoton zeoliitti käytettäväksi tässä keksinnössä on L-zeoliitin kalium-muoto. On kuitenkin myös ymmärrettävä, että keksinnön hapoton zeoliitti voi sisältää useampia kuin yhtä tyyppiä aikaiimetal1i-kationia kationisesti vaihtokelpoisissa kohdissa, esimerkiksi natriumia ja kaliumia. Kuten jäljempänä tarkemmin selostetaan, 8 86603 tämä voi tapahtua kilpailevien kationi n vai h tojen seurauksena, joita saattaa tapahtua pinnalle kerrostuneen ai kaiimetal 1in kerrostuksen aikana.Typical acid-free zeolites that can be used in this invention include X-zeolite, Y-zeolite and mordenite. L-zeolite is particularly preferred for the practice of this invention. The catalyst composite of this invention may also consist of a mixture of different zeolites. Of course, each zeolite used in the invention must be in the acid-free form as defined above, and therefore the cationically interchangeable sites are substantially completely cation exchanged with cationic ions other than hydrogen. As also mentioned above, the cations occupying the cationically interchangeable sites typically consist of one or more alkali metals such as lithium, sodium, potassium, rubidium and cesium. Thus, the acid-free zeolite of the present invention may consist of the sodium forms of X-zeolite, Y-zeolite or mordenite. A particularly preferred acid-free zeolite for use in this invention is the potassium form of L-zeolite. However, it is also to be understood that the acid-free zeolite of the invention may contain more than one type of time metal cation at cationically interchangeable sites, for example, sodium and potassium. As will be explained in more detail below, this may occur as a result of competing cation or changes that may occur during the deposition of the alkali metal deposited on the surface.
Keksinnön edullinen piirre on tukimatriisi, johon hapoton zeo-liitti on sidottu. Kuten alalla hyvin tiedetään tukimatriisin käyttö parantaa katalyytin fysikaalista lujuutta. Lisäksi tuki-matriisin käyttö tekee mahdolliseksi muotokappaleiden muodostuksen, jotka sopivat käytettäviksi katalyyttisissä konversiopro-sesseissa. Tämän keksinnön hapoton zeoliitti voidaan esimerkiksi sitoa tukimatriisiin siten, että katalyyttisen komposiitin lopullinen muoto on pallo. Pallomaiseksi muotoillun katalyytin käytön tiedetään luonnollisesti olevan edullista moneen tarkoitukseen. Erityisesti kun tämän keksinnön katalyyttiä käytetään jatkuvatoimisessa, liikkuvakerroksisessa hiilivedyn konversio-prosessissa, pallomainen muoto parantaa katalyytin kykyä liikkua helposti reaktio- ja regeneroi ntivyöhykkeiden läpi. Luonnollisesti muitakin muotoja voidaan käyttää, kun se on edullista. Niinpä katalyyttisestä komposiitista voidaan muodostaa puristeita, satuloita jne.A preferred feature of the invention is a support matrix to which the acid-free zeolite is bound. As is well known in the art, the use of a support matrix improves the physical strength of the catalyst. In addition, the use of a support matrix makes it possible to form shaped bodies suitable for use in catalytic conversion processes. For example, the acid-free zeolite of this invention can be bound to a support matrix such that the final shape of the catalytic composite is a sphere. The use of a spherically shaped catalyst is, of course, known to be advantageous for many purposes. In particular, when the catalyst of the present invention is used in a continuous, mobile bed hydrocarbon conversion process, the spherical shape improves the ability of the catalyst to move easily through the reaction and regeneration zones. Of course, other forms may be used when preferred. Thus, the catalytic composite can be formed into extrudates, saddles, etc.
Tämän keksinnön tukimatriisi voi koostua mistä tahansa tukimat-riisista, jota käytetään tyypillisesti zeoliittia sisältävien katalyyttikomposiittien sitomiseen. Tällaiset tukimatriisit ovat alalla hyvin tunnettuja ja niitä ovat savet, bauksiitti, tulen-kestoiset epäorgaaniset oksidit, kuten alumiinioksidi, zirko-niumdioksidi, hafniumoksidi , beryl 1iumoksidi, vanadiinioksidi , kesiumoksidi, kromioksidi, sinkkioksidi, magnesiumoksidi, to-riumoksidi, boorioksidi, piidi oksidi-magnesiumoksidi, kromioksidi-alumiinioksidi, aiumi i n i ok s i di-boori ok s i di jne. Edullinen tukimatriisi koostuu piidioksidista ja erityisen edullinen tukimatriisi koostuu alumiinioksidista. Edelleen on edullista, että tukimatriisi on oleellisesti inertti reagenssei11 e, jotka komposiitilla on määrä muuntaa sekä muille komposiitin aineosille. Tämän vuoksi on edullista, että tukimatriisi on hapoton, jotta li 9 86603 vältettäisiin epämieluisten sivureaktioiden edistäminen. Tällainen hapottomuus voidaan saada aikaan alkali metallien läsnäololla, kuten niiden, jotka muodostavat pinnalle kerrostuneen alka-1 ime tai 1i n.The support matrix of the present invention may consist of any of the support matrices typically used to bind zeolite-containing catalyst composites. Such support matrices are well known in the art and include clays, bauxite, refractory inorganic oxides such as alumina, zirconium dioxide, hafnium oxide, beryllium oxide, vanadium oxide, cesium oxide, chromium oxide, zinc oxide, magnesium oxide, thorium oxide, thorium oxide, magnesium oxide, chromium oxide-alumina, aluminum oxy di-boron oxide, etc. The preferred support matrix consists of silica and the particularly preferred support matrix consists of alumina. It is further preferred that the support matrix be substantially inert to the reagents that the composite is intended to convert to other components of the composite. Therefore, it is preferred that the support matrix be acid-free in order to avoid the promotion of undesirable side reactions. Such acidity can be achieved in the presence of alkali metals, such as those which form an alkali or 1i n deposited on the surface.
Hapoton zeoliitti voidaan sitoa tukimatriisiin millä tahansa alalla tunnetulla menetelmällä. Tällaisia menetelmiä ovat pille-röinti, pursotus, rakeistus, marumarointi jne. Erityisen edullinen menetelmä on nk. öljyynpudotusmenetelmä.The acid-free zeolite can be bound to the support matrix by any method known in the art. Such methods include pelletizing, extrusion, granulation, marumarization, etc. A particularly preferred method is the so-called oil drop method.
Tyypillisesti kun sidotaan zeoliitti tukimatriisiin öljyynpudo-tusmenetelmällä, jauhettua zeoliittia sekoitetaan sooliin, joka sisältää haluttua tukimatriisia tai sen edeltäjäaineita ja geeli tysa i netta . Saadun seoksen pisaroita dispergoidaan pallomaisina pisaroina suspendointiväliaineeseen, tyypillisesti öljyyn. Geelitysaine alkaa tämän jälkeen aiheuttaa soolin geelittymistä soolin pH-arvon muuttumisen seurauksena. Tuloksena oleva geelit-tynyt tukimatriisi on sitonut zeoliitin itseensä. Suspendointi -väliaine auttaa ylläpitämään pisaroiden pallomaista muotoa. Käyttökelpoisia suspendointiväliaineita ovat Nujol , keroseeni, kaasuöljyn valikoidut jakeet jne. Alalla tunnetaan monia geeli-tysaineita ja niihin kuuluu sekä happoja että emäksiä. Heksame-ty1eenitetramiini on vain yksi tällainen tunnettu geelitysaine. Heksametyleenitetramiini hajoaa hitaasti ammoniakiksi kuumennettaessa. Tämä johtaa vähittäiseen pH-arvon muuttumiseen ja sen seurauksena vähittäiseen geelittymiseen.Typically, when the zeolite is bound to the support matrix by an oil drop method, the ground zeolite is mixed with a sol containing the desired support matrix or its precursors and gelling agent. The droplets of the resulting mixture are dispersed as spherical droplets in a suspending medium, typically an oil. The gelling agent then begins to cause the sol to gel as a result of a change in the pH of the sol. The resulting gelled support matrix has bound the zeolite to itself. The suspending medium helps to maintain the spherical shape of the droplets. Useful suspending media include Nujol, Kerosene, Selected Fractions of Gas Oil, etc. Many gelling agents are known in the art and include both acids and bases. Hexame-thienetetramine is just one such known gelling agent. Hexamethylenetetramine decomposes slowly to ammonia when heated. This results in a gradual change in pH and consequent gradual gelation.
Riippumatta tarkasta menetelmästä, jolla hapotonta zeoliittia sidotaan tukimatriisiin, riittävästi hapotonta zeoliittia voidaan käyttää niin, että tuloksena on katalyyttikomposiitti , joka sisältää n. 25-75 p-% hapotonta zeoliittia laskettuna zeoliitin, ja tukimatriisin painosta. Hapottoman zeoliitin tarkka määrä, joka on edullista sisällyttää keksinnön katalyyttikomposiittiin, on kulloisenkin hapottoman zeoliitin, tukimatriisin ja katalyytti komposi i ti n kulloisenkin sovellutuksen funktio. Katalyyttikom- 10 86603 posiittia, joka sisältää n. 50-75 ρ-ϊ L-zeoliitin kaliummuotoa sidottuna alumiinioksidiin, on edullista käyttää ei-aromaattis- ten C -C -hiilivetyjen dehydrosyklisoi ntiin .Regardless of the precise method by which the acid-free zeolite is bound to the support matrix, sufficient acid-free zeolite can be used to result in a catalyst composite containing about 25-75% by weight of acid-free zeolite based on the zeolite and the weight of the support matrix. The exact amount of acid-free zeolite that is preferably included in the catalyst composite of the invention is a function of the particular acid-free zeolite, support matrix, and particular application of the catalyst composite. Catalyst composite containing about 50-75 ρ-ϊ L-zeolite in the potassium form bound to alumina is preferably used for the dehydrocyclization of non-aromatic C 1 -C 6 hydrocarbons.
6 8 Tämän keksinnön katalyytin toinen olennainen piirre on ryhmän VIII metal 1ikomponentin katalyyttisesti tehokkaiden määrien läsnäolo mukaanluettuna katalyyttisesti tehokkaat määrät nikkeli-komponenttia, rodiumkomponenttia, pal 1adiumkomponenttia, iri-diumkomponenttia, platinakomponenttia tai niiden seoksia. Erityisen edullinen ryhmän VIII metal 1 ikomponentti en joukossa on platinakomponentti. Ryhmän VIII metal 1ikomponenttiin voidaan seostaa muut katalyyttikomposiiti n aineosat millä tahansa sopivalla alalla tunnetulla keinolla. Esimerkiksi platinakomponentti voidaan kyllästää sopivan liuoksen, kuten laimean klooripl atina-happoliuoksen avulla. Vaihtoehtoisesti ryhmän VIII metal 1ikomponentti voidaan seostaa ioninvaihdon avulla, jossa tapauksessa hapottoman zeoliitin jotkut kationi vaihtokohdat voivat sisältää ryhmän VIII metal 1 ikationeja. Ioninvaihdon jälkeen ryhmän VIII metalli voidaan saattaa matalan lämpötilan hapetuksen alaiseksi ennen mitään pelkistysvaihetta. Ryhmän VIII metal 1 ikomponenttiin voidaan seostaa muut aineosat joko ennen jäljempänä kuvatun pinnalle kerrostetun ai kaiimetal1in kerrostusta tai sen jälkeen. Lisäksi ryhmän VIII metalli voidaan seostaa hapottomaan zeoliit-tiin ja sen jälkeen ryhmän VIII metallia sisältävä hapoton zeo-liitti voidaan sitoa edulliseen tukimatriisiin .Another essential feature of the catalyst of this invention is the presence of catalytically effective amounts of a Group VIII metal component, including catalytically effective amounts of a nickel component, a rhodium component, a palladium component, an iridium component, a platinum component, or mixtures thereof. A particularly preferred Group VIII metal 1 component is the platinum component. The other components of the catalyst composite can be incorporated into the Group VIII metal component by any suitable means known in the art. For example, the platinum component can be impregnated with a suitable solution, such as dilute chlorinated acid. Alternatively, the Group VIII metal component may be doped by ion exchange, in which case some of the cation exchange sites of the acid-free zeolite may contain Group VIII metal ions. After ion exchange, the Group VIII metal can be subjected to low temperature oxidation prior to any reduction step. The other components of the Group VIII metal 1 can be alloyed either before or after the deposition of the surface-deposited precious metal described below. In addition, the Group VIII metal can be mixed with the acid-free zeolite and then the Group VIII metal-containing acid-free zeolite can be bound to the preferred support matrix.
Riippumatta tarkasta menetelmästä, jolla ryhmän VIII metallikom-ponentti seostetaan katalyyttikomposiittiin, mitä tahansa kata-lyyttisesti tehokasta määrää ryhmän VIII metal 1ikomponentti a voidaan käyttää. Ryhmän VIII meta11ikomponentin optimipitoi suu s riippuu yleensä siitä, mitä ryhmän VIII metal 1ikomponentti a käytetään keksinnön katalyytissä. Kuitenkin yleensä n. 0,01-5,0 p-% ryhmän VIII metal 1ikomponentti a laskettuna lopullisen katalyy ttikomposi i ti n painosta voidaan edullisesti käyttää.Regardless of the precise method by which the Group VIII metal component is blended into the catalyst composite, any catalytically effective amount of the Group VIII metal component a can be used. The optimum concentration of the Group VIII metal component generally depends on which Group VIII metal component a is used in the catalyst of the invention. However, in general, about 0.01 to 5.0% by weight of the Group VIII metal component a, based on the weight of the final catalyst composite, can be advantageously used.
l· 11 86603l · 11 86603
Arvellaan, että parhaat tulokset saavutetaan, kun ryhmän VIII metalli kerrostetaan oleellisesti kokonaan hapottomalle zeolii-tille tukimatriisin sijasta. On myös edullista, että ryhmän VIII metal 1ikomponentti on erittäin dispergoitunut. Ryhmän VIII metal 1 i komponentti on tehokkain pelkistetyssä tilassa. Mitä tahansa sopivaa keinoa voidaan käyttää ryhmän VIII metal 1ikomponentin pelkistämiseen ja monia tunnetaan alalla hyvin. Esimerkiksi seostuksen jälkeen ryhmän VIII metal 1ikomponentti voidaan saattaa kosketukseen sopivan pelkistysaineen kuten vedyn kanssa korotetussa lämpötilassa tietyksi ajaksi.It is believed that the best results are obtained when the Group VIII metal is deposited on a substantially completely acid-free zeolite instead of a support matrix. It is also preferred that the Group VIII metal component be highly dispersed. The Group VIII metal 1 i component is most effective in the reduced state. Any suitable means can be used to reduce the Group VIII metal component and many are well known in the art. For example, after doping, the Group VIII metal component may be contacted with a suitable reducing agent such as hydrogen at an elevated temperature for a period of time.
Sen lisäksi, että keksinnön katalyytti sisältää ryhmän VIII metalli komponentti a , tässä keksinnössä on ajateltu, että se voi sisältää muitakin metal 1ikomponentteja, joilla tiedetään hyvin olevan katalyyttiä modifioivia ominaisuuksia. Tällaisia metalli-komponentteja ovat reniumin, tinan, koboltin, indiumin, galliu-min, lyijyn, sinkin, ureaanin, talliumin, dysprosiumin, ja ger-maniumin jne. komponentit. Tällaisten metal 1ikomponentti en lisäys on osoittautunut edulliseksi katalyyttisessä reformoinnissa jouduttimina ja/tai jatkeaineina. Näin ollen tämän keksinnön suojapiiriin kuuluu, että katalyyttisesti tehokkaita määriä tällaisia modifiointiaineita voidaan edullisesti lisätä tämän keksinnön katalyyttiin parantamaan sen suorituskykyä.In addition to the Group VIII metal component a of the catalyst of the invention, it is contemplated in this invention that it may contain other metal components that are well known to have catalyst modifying properties. Such metal components include rhenium, tin, cobalt, indium, gallium, lead, zinc, uranium, thallium, dysprosium, and germanium, etc. components. The addition of such metal components has proven advantageous in catalytic reforming as accelerators and / or extenders. Thus, it is within the scope of this invention that catalytically effective amounts of such modifiers may be advantageously added to the catalyst of this invention to improve its performance.
Riippumatta kulloisestakin ryhmän VIII metal 1ikomponentista tai katalyyttisistä modi fioi nti aineista, joita on seostettu keksinnön katalyyttiin, tämän keksinnön katalyytti sisältää myös riittävästi pinnalle kerrostunutta ai kaiimetal1ia niin, että saadaan aikaan pinnalle kerrostuneen aikai imeta11 in indeksi, joka on vähintään 10 ja edullisesti n. 40-500. On ymmärrettävä, että pinnalle kerrostuneel1 a ai kaiimetal1i11 a tarkoitetaan, että alkali-metalli komponentti ei ole liittynyt kationisesti vaihtokelpoiseen kohtaan, vaan on sen sijaan ylimääräistä ai kaiimetal 1ikomponenttia verrattuna siihen määrään, joka vaaditaan oleellisesti kaikkien kationisesti vaihtokelpoisten kohtien miehittämiseen.Regardless of the particular Group VIII metal component or catalytic modifier doped with the catalyst of the invention, the catalyst of the present invention also contains sufficient surface-deposited precious metal to provide a surface deposition time index of at least 10 and preferably about 40. -500. It is to be understood that a surface-deposited metal or metal is meant that the alkali metal component is not attached to the cationically exchangeable site, but is instead an additional aluminum metal component relative to the amount required to occupy substantially all of the cationically exchangeable sites.
12 8660312 86603
Edelleen on ymmärrettävä, että pinnalle kerrostuneen alkalime-tallin indeksi on osoitus tällaisen pinnalle kerrostuneen alka-limetallin määrästä. Tässä käytettynä termi "pinnalle kerrostuneen ai kaiimetal1in indeksi" määritellään liukoisen alkalimetal- 4It is further to be understood that the index of the alkali metal deposited on the surface is an indication of the amount of such alkali metal deposited on the surface. As used herein, the term "index of surface-deposited alkali metal" is defined as the soluble alkali metal
Iin mooleiksi litraa kohti kerrottuna luvulla 10 , jonka se pai- nomäärä katalyyttikomponentti a tuottaa, joka sisältää 0,5 g ha- 3 potonta zeoliittia, kun se asetetaan 10 cm :i i n ioni vaihdettua vettä ja mitataan sanotulle alkali metalli lie herkällä elektrodilla 25°C:ssa.To moles per liter multiplied by the number 10 by weight of catalyst component a containing 0.5 g of acid-free zeolite when placed in 10 cm of ion-exchanged water and measured with said alkali metal sensitive electrode at 25 ° C. :in.
Mitä tahansa alkalimetalleja voidaan käyttää pinnalle kerrostettuna ai kaiimetal1ina, mukaanluettuna litium, natrium, kalium, rubidium, kesium ja näiden seokset. Se pinnalle kerrostettu alkali metalli, joka antaa parhaat tulokset, riippuu kulloinkin käytetystä hapottomasta zeoliitista. L-zeoliitin kaliummuodon pinnalla oleva kalium on erityisen edullinen. Lisäksi natriumia X-zeoliitin tai Y-zeoliitin natriummuodon pinnalla voidaan myös edullisesti käyttää.Any alkali metal can be used as the surface-deposited alkali metal, including lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, and mixtures thereof. The alkali metal deposited on the surface that gives the best results depends on the acid-free zeolite used in each case. Potassium on the surface of the potassium form of the L-zeolite is particularly preferred. In addition, sodium on the surface of the sodium form of X-zeolite or Y-zeolite can also be advantageously used.
On ymmärrettävä, että pinnalle kerrostetun ai kaiimetal1in ei välttämättä tarvitse olla sama ai kaiimetal 1i kuin kationi, joka on miehittänyt hapottoman zeoliitin kationisesti vaihtokelpoiset kohdat. Tästä johtuen pinnalle kerrostettu ai kaiimetal 1i voi koostua esimerkiksi kaliumista samalla, kun hapoton zeoliitti voi koostua X-zeoliitin tai Y-zeoliitin natriummuodosta. Niin ikään pinnalle kerrostettu ai kaiimetal1i voi koostua esimerkiksi kaliumista ja natriumista X-zeoliitin tai Y-zeoliitin natrium-muodon pinnalla.It is to be understood that the surface metal deposited on the surface need not be the same as the metal metal cation that has occupied the cationically exchangeable sites of the acid-free zeolite. As a result, the surface metal deposited on the surface may consist of, for example, potassium, while the acid-free zeolite may consist of the sodium form of X-zeolite or Y-zeolite. Likewise, the surface-deposited alloy metal may consist of, for example, potassium and sodium on the surface of the sodium form of X-zeolite or Y-zeolite.
Pinnalle kerrostettu ai kaiimetal 1i voidaan seostaa tämän keksinnön katalyyttiin millä tahansa sopivalla tekniikalla. Voidaan käyttää standardi ky 11ästystekniikkaa käyttäen hyväksi alkalime-tallisuolan vesiliuosta. Joko emäksisiä tai neutraaleja suoloja voidaan käyttää. Esimerkiksi kun kerrostetaan kaliumia katalyytille, joka koostuu L-zeoliitin kaiiummuodosta, kyl1ästysliuos t; 13 86603 voi koostua kaliumin emäksisestä suolasta, kuten KHCO :sta, K^C0^:sta, K0H:sta jne. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää liuosta, joka sisältää neutraalia kaiiumsuolaa, kuten KCl:a.The surface deposited metal can be doped with the catalyst of this invention by any suitable technique. An aqueous solution of an alkali metal salt can be used using a standard ky nation technique. Either basic or neutral salts can be used. For example, when potassium is deposited on a catalyst consisting of the potassium form of L-zeolite, the impregnation solution t; 13 86603 may consist of a basic salt of potassium such as KHCO, K 2 CO 2, KOH, etc. Alternatively, a solution containing a neutral potassium salt such as KCl may be used.
Lisäksi on huomattava, että kun halutaan saada eri pinnalle kerrostettu alkali metalli kuin se aikai imetalli kationi, joka on liittynyt hapottoman zeoliitin kationinvaihtokelpoisiin kohtiin, jonkin verran kilpailevaa ioninvaihtoa saattaa tapahtua kyllästyksen aikana. Esimerkiksi kun kerrostetaan kaliumia Y-zeoliitin natriumsuolan pinnalle, saattaa tapahtua kilpailevaa ioninvaihtoa, jossa osa kyl1ästysliuoksen kaliumista korvaa osan hapottoman Y-zeoliitin kationinvaihtokelpoisissa kohdissa olevasta natriumista. Tämä syrjäytetty natrium kerrostuu vuorostaan zeoliitin pinnalle yhdessä kaliumin loppuosan kanssa. Nettotuloksena on, että kationit kationinvaihtokelpoisissa kohdissa koostuvat natrium- ja kaiiumioneista, kun taas pinnalle kerrostettu alka-1 imetä!1i koostuu natriumista ja kaliumista. Katalyytti, jolla on tällainen jakautuma, on tämän keksinnön suojapiirin puitteissa, mutta ei ehkä anna parhaita tuloksia. Katalyytin valmistus-alalla tunnetaan kuitenkin hyvin tekniikoita, joilla minimoidaan kilpailevan ioninvaihdon ongelma ja näin ollen niiden tarkempi selvittely alaan normaalisti perehtyneelle ei ole tarpeen.In addition, it should be noted that when it is desired to obtain an alkali metal deposited on a different surface than the early metal cation associated with the cation-exchangeable sites of the acid-free zeolite, some competitive ion exchange may occur during impregnation. For example, when potassium is deposited on the surface of the sodium salt of the Y-zeolite, competitive ion exchange may occur, in which part of the potassium in the saturating solution replaces part of the sodium in the cation-exchangeable sites of the acid-free Y-zeolite. This displaced sodium in turn deposits on the surface of the zeolite along with the rest of the potassium. The net result is that the cations at the cation-exchangeable sites consist of sodium and potassium ions, while the surface-deposited alkali-1 suction consists of sodium and potassium. A catalyst having such a distribution is within the scope of this invention, but may not give the best results. However, techniques that minimize the problem of competitive ion exchange are well known in the art of catalyst preparation, and thus a more detailed explanation to those of ordinary skill in the art is not necessary.
Kuten edellä mainittiin, tämän keksinnön katalyyttikomposiiti 1- la on erityistä käyttöä hiilivedyn konversiokatalyyttinä. Näin ollen hii1ivetysyöttöraaka-aine saatetaan hiilivedyn konversio- olosuhteissa kosketukseen tämän keksinnön katalyyttikomposiitin kanssa. Voidaan käyttää hiilivedyn konversio-olosuhteiden laajaa aluetta ja tarkat olosuhteet riippuvat kulloisestakin syöttöraa- ka-aineesta ja suoritettavasta reaktiosta. Yleensä näihin olo- o suhteisiin kuuluu n. 260-816 C:n lämpötila, paine n. 100-10000 kPa ja nesteen ti 1avuusvirtausnopeus (laskettu perustuen syöttö-raaka-aineen ekvivalenttiin nesteti1avuuteen , joka saatetaan kosketukseen katalyytin kanssa tunnissa jaettuna katalyyttiä 14 86603 sisältävän konversiovyöhykkeen tilavuudella) n. 0,2-15 h'1. Lisäksi hiilivedyn konversio-olosuhteisiin voi sisältyä laimenti-men, kuten vedyn läsnäolo. Kun asianlaita on näin, vedyn ja hiilivedyn välinen moolisuhde voi olla n. 0,5:1-30:1.As mentioned above, the catalyst composite 1a of the present invention has a particular use as a hydrocarbon conversion catalyst. Thus, the hydrocarbon feedstock is contacted with the catalyst composite of this invention under hydrocarbon conversion conditions. A wide range of hydrocarbon conversion conditions can be used and the exact conditions will depend on the particular feedstock and the reaction being performed. In general, these conditions include a temperature of about 260-816 ° C, a pressure of about 100-10000 kPa, and a liquid volume flow rate (calculated based on the equivalent liquid volume of the feedstock, which is contacted with the catalyst per hour divided by the 14 86603 catalyst-containing conversion zone volume) about 0.2-15 h'1. In addition, hydrocarbon conversion conditions may include the presence of a diluent such as hydrogen. When this is the case, the molar ratio of hydrogen to hydrocarbon can be about 0.5: 1 to 30: 1.
Tämän keksinnön katalyytin erityisen edullinen sovellutus on sen käyttö dehydrosyklisoi nti katalyyttinä, erityisesti ei-aromaattis- ten C -C -hiilivetyjen dehydrosyklisoinnissa. Näin ollen hiili-6 8 vetysyöttöraaka-aine, joka koostuu ei-aromaattisista C -C - h i i- 6 8 livedyistä, saatetaan kosketukseen tämän keksinnön katalyytin kanssa dehydrosykli soi nti oiosuhtei ssa. Dehydrosykli soi nti oi osuhteisiin kuuluu n. 100-7000 kPa:n paine, edullisen paineen olles- o sa n. 283-4238 kPa, n. 427-649^0:n lämpötila ja nesteen tila-vuusvirtausnopeus n. 0,1-10 h . Vetyä voidaan edullisesti käyttää 1aimentimena. Kun vetyä on läsnä, sitä voidaan kierrättää nopeudella n. 1-10 moolia vetyä yhtä moolia kohti syöttöraaka-aineena olevaa hiilivetyä.A particularly preferred application of the catalyst of this invention is its use as a dehydrocyclization catalyst, especially in the dehydrocyclization of non-aromatic C 1 -C 5 hydrocarbons. Thus, a carbon-6 8 hydrogen feedstock consisting of non-aromatic C 1 -C 6 -hydrous hydrocarbons is contacted with the catalyst of the present invention in a dehydrocyclic ratio. The dehydrocycle ring ratios include a pressure of about 100-7000 kPa, with a preferred pressure of about 283-4238 kPa, a temperature of about 427-649 kPa, and a liquid volume flow rate of about 0.1- 10 h. Hydrogen can be advantageously used as a diluent. When hydrogen is present, it can be recycled at a rate of about 1-10 moles of hydrogen per mole of hydrocarbon as feedstock.
Tämän keksinnön mukaisesti hii1ivetysyöttöraaka-aine saatetaan kosketukseen tämän keksinnön katalyytin kanssa hiilivedyn kon-versiovyöhykkeessä. Tämä kosketukseen saattaminen voidaan toteuttaa käyttäen katalyyttiä, joka on kiinteäkerroksisessa systeemissä, 1iikkuvakerroksisessa systeemissä, 1 eijukerrossystee-missä tai panostyyppisessä operaatiossa. Hii1ivetysyöttöraaka-aine ja haluttaessa laimentimena oleva vetyrikasteinen kaasu esi1ämmitetään tyypillisesti millä tahansa sopivalla lämmitys-välineellä haluttuun reaktiolämpöti1 aan ja johdetaan sitten konversi ovyöhykkeeseen, joka sisältää tämän keksinnön katalyyttiä.According to the present invention, the hydrocarbon feedstock is contacted with the catalyst of the present invention in a hydrocarbon conversion zone. This contacting can be carried out using a catalyst in a fixed bed system, a moving bed system, a non-fluidized bed system or a batch type operation. The hydrocarbon feedstock and, if desired, the hydrogen-enriched gas as diluent are typically preheated to the desired reaction temperature by any suitable heating means and then passed to a conversion zone containing the catalyst of this invention.
On luonnollisesti ymmärrettävä, että konversiovyöhyke voi olla yksi tai useampia reaktoreita, joiden välissä on sopivat välineet takaamassa, että haluttua konversioi ämpöti 1 aa ylläpidetään jokaisen reaktorin sisääntulokohdassa. On myös tärkeää tietää, että reagenssit voidaan saattaa kosketukseen katalyyttikerroksen kanssa joko ylöspäin, alaspäin tai säteittäisesti virtaavalla l· 15 86603 tavalla viimemainitun ollessa etusijalla. Lisäksi reagenssit voivat olla nestefaasissa, sekaneste-höyryfaasissa tai höyryfaa-sissa, kun ne joutuvat kosketukseen katalyytin kanssa. Parhaat tulokset saadaan, kun reagenssit ovat höyrytaasissa.It is, of course, to be understood that the conversion zone may be one or more reactors with suitable means in between to ensure that the desired conversion temperature is maintained at the inlet to each reactor. It is also important to know that the reagents can be contacted with the catalyst bed in either an upward, downward or radially flowing manner, with the latter being preferred. In addition, the reagents may be in the liquid phase, mixed liquid vapor phase, or vapor phase when in contact with the catalyst. The best results are obtained when the reagents are in vaporase.
Tapauksessa, jossa tämän keksinnön katalyyttiä käytetään dehyd-rosykli soi nti prosessissa, dehydrosykli soi nti systeemi käsittää reaktiovyöhykkeen, joka sisältää tämän keksinnön katalyyttiä. Kuten edellä mainittiin, katalyyttiä voidaan käyttää reaktiovyö-hykkeessä kiinteäkerroksisessa systeemissä, 1iikkuvakerroksises-sa systeemissä, 1 eijukerrossysteemissä tai panostyyppisessä operaatiossa; kuitenkin ottaen huomioon alalla hyvin tiedostetut käyttöedut on edullista käyttää tämän keksinnön katalyyttiä 1iikkuvakerroksisessa systeemissä. Tällaisessa systeemissä reak-tiovyöhyke voi olla yksi tai useampia reaktoreita, joiden välissä on 1ämmitysvälineet sen dyhydrosyklisoi nti reaktion endoter-misen luonteen kompensoimiseen, joka tapahtuu jokaisessa katalyytti kerrok sessa . Hii1ivetysyöttövirta, joka koostuu edullisesti ei-aromaattisista C -C -hiilivedyistä, panostetaan jatkuvasti 6 8 liikkuvana kerroksena olevaan reaktiovyöhykkeeseen. Siinä se saatetaan kosketukseen hii1ivetysyöttöraaka-aineen kanssa dehyd-rosyklisoinnin toteuttamiseksi.In the case where the catalyst of the present invention is used in a dehydrocyclic ringing process, the dehydrocyclic ringing system comprises a reaction zone containing the catalyst of the present invention. As mentioned above, the catalyst can be used in the reaction zone in a fixed bed system, a mobile bed system, a non-fluidized bed system or a batch type operation; however, in view of the advantages of use well known in the art, it is preferable to use the catalyst of the present invention in a mobile bed system. In such a system, the reaction zone may be one or more reactors with heating means between them to compensate for the endothermic nature of the dihydrocyclization reaction that takes place in each catalyst bed. The hydrocarbon feed stream, which preferably consists of non-aromatic C 1 -C 6 hydrocarbons, is continuously charged to the reaction zone as a mobile bed. There, it is contacted with a hydrocarbon feedstock to effect dehydrocyclization.
Sen jälkeen, kun dehydrosyklisoinnin läpikäynyt hii1ivetysyöttöraaka-ai ne on ollut kosketuksessa tämän keksinnön katalyytin kanssa, se poistetaan poistovirtana reaktiovyöhykkeestä ja johdetaan jäähdytysvä1ineen läpi erotusvyöhykkeeseen . Erotusvyöhyk-keessä poistovirta voidaan erottaa eri aineosiksi riippuen halutuista tuotteista. Kun vetyä käytetään laimentimena reaktiovyö-hykkeessä, erotusvyöhyke sisältää tyypillisesti höyry-nestetasa-painoerotusvyöhykkeen ja jakotislau svyöhykkeen. Vetyrikasteinen kaasu erotetaan aromaatteja sisältävästä korkeaoktaanisesta nes-tetuotteesta, joka on kehitetty dehydrosyklisoi nti vyöhykkeessä. Erotuksen jälkeen ainakin osa vetyrikasteisesta kaasusta voidaan kierrättää takaisin reaktiovyöhykkeeseen laimentimena. Loput vetyrikasteisesta kaasusta voidaan ottaa talteen käytettäväksi 16 86603 muualla. Aromaatteja sisältävä korkeaoktaaninen nestetuote voidaan johtaa sitten jakotislausvyöhykkeeseen aromaattien erottamiseksi syöttöraaka-aineen muuntumattomista aineosista. Nämä muuntumattomat aineosat voidaan sitten johtaa takaisin reaktio-vyöhykkeeseen prosessoitavaksi tai muihin prosesseihin käytettäväksi muualla.After the dehydrocyclization hydrocarbon feedstock has been in contact with the catalyst of the present invention, it is removed as a effluent from the reaction zone and passed through a cooling medium to the separation zone. In the separation zone, the effluent can be separated into different components depending on the desired products. When hydrogen is used as a diluent in the reaction zone, the separation zone typically includes a vapor-liquid balance weight separation zone and a fractionation distillation zone. The hydrogen-enriched gas is separated from the aromatic-containing high-octane liquid product developed in the dehydrocyclization zone. After separation, at least a portion of the hydrogen-enriched gas can be recycled back to the reaction zone as a diluent. The remainder of the hydrogen-enriched gas can be recovered for use elsewhere 16 86603. The high octane liquid product containing aromatics can then be introduced into a fractionation zone to separate the aromatics from the unmodified constituents of the feedstock. These unmodified components can then be returned to the reaction zone for processing or other processes for use elsewhere.
Suurta valikoimaa hii1ivetysyöttöraaka-aineita voidaan käyttää tämän keksinnön prosessissa. Käytetty tarkka syöttöraaka-aine riippuu luonnollisesti katalyytin täsmällisestä käytöstä. Tyypillisesti hii1ivetysyöttöraaka-aineet, joita voidaan käyttää tässä keksinnössä sisältävät nafteeneja ja parafiineja, vaikka joissakin tapauksissa aromaatteja ja olefiineja voi olla läsnä. Näin ollen syöttöraaka-aineiden luokka, jota voidaan käyttää, sisältää suoratislenaftat, luonnon naftat, synteettiset naftat yms. Vaihtoehtoisesti suoratisle- ja krakattuja naftoja voidaan myös käyttää hyödyksi. Naftasyöttöraaka-aine voi olla täyden o kiehumisaiueen nafta, jonka aikukiehumispiste on n. 10-66 C ja o 1oppukiehumispiste on välillä n. 163-218 C tai se voi olla sen valittu jae. On edullista, että tässä keksinnössä käytettyjä syöttöraaka-aineita käsitellään tavanomaisilla katalyyttisillä esi käsittelymenetelmi 11ä, kuten vetypuhdistuksei 1 a, vetykäsitte-lyllä, vetyrikinpoistol1 a jne oleellisesti kaikkien rikkipitoisten, typpipitoisten ja vettä tuottavien epäpuhtauksien poistamiseksi niistä.A wide variety of hydrocarbon feedstocks can be used in the process of this invention. The exact feedstock used will, of course, depend on the precise use of the catalyst. Typically, the hydrocarbon feedstocks that can be used in this invention include naphthenes and paraffins, although in some cases aromatics and olefins may be present. Thus, the class of feedstocks that can be used includes straight distillates, natural oils, synthetic oils, etc. Alternatively, straight distillates and cracked naphthas can also be utilized. The oil feedstock may be a full boiling point naphtha having an initial boiling point of about 10-66 ° C and an final boiling point between about 163-218 ° C, or it may be a selected fraction thereof. It is preferred that the feedstocks used in this invention be treated by conventional catalytic pretreatment methods, such as hydrogen purification 1a, hydrotreating, hydrogen desulfurization, etc., to remove substantially all of the sulfur-containing, nitrogen-containing and water-producing impurities therefrom.
Kun tämän keksinnön katalyyttiä käytetään dehydrosyklisointika-talyyttinä, on edullista, että syöttöraaka-aine koostuu oleellisesti parafiineista. Tämä on luonnollisesti seurausta siitä, että dehydrosyklisoi nti prosessi n tarkoituksena on muuntaa parafiinit aromaateiksi. Johtuen C -C -aromaattien arvosta on lisäksi 6 8 edullista, että hiΐ1ivetysyöttöraaka-aine koostuu C -C -para- 6 8 fiineistä. Kuitenkin tästä ensisijaisuudesta riippumatta syöt- li 17 86603 töraaka-aine voi sisältää nafteeneja, a Tomaatteja ja olefiineja C -C -parafiinien lisäksi.When the catalyst of the present invention is used as a dehydrocyclization catalyst, it is preferred that the feedstock consists essentially of paraffins. This is, of course, a consequence of the fact that the purpose of the dehydrocyclization process is to convert paraffins into aromatics. In addition, due to the value of the C -C aromatics, it is preferred that the hydrocarbon feedstock be composed of C 8 aromatics. However, regardless of this priority, the feedstock 17 86603 may contain naphthenes, α tomatoes and olefins in addition to C -C paraffins.
6 8 Tähän keksintöön liittyvien etujen kuvaamiseksi täydellisemmin esitetään seuraavat esimerkit. On ymmärrettävä, että seuraava muodostaa vain esimerkin eikä sitä ole tarkoitettu kohtuuttomaksi rajoitukseksi tämän keksinnön muuten yleiselle suojapiiri11 e .The following examples are provided to more fully illustrate the advantages of the present invention. It is to be understood that the following is by way of example only and is not intended to be an unreasonable limitation on the otherwise general scope of the present invention.
On ymmärrettävä, että on olemassa kolme parametria, jotka ovat hyödyllisiä arvosteltaessa hiilivedyn konversiokatalyyti n suorituskykyä ja erityisesti arvosteltaessa ja verrattaessa dehydro-syklisointikatalyyttejä. Ensimmäinen on "aktiivisuus", joka on mitta katalyytin kyvylle muuntaa reagensseja määrätyllä reaktio-olosuhteiden sarjalla. Toinen katalyytin suorituskyvyn kriteeri on "seiektiivisyys", joka on osoitus katalyytin kyvystä tuottaa halutun tuotteen suuri saanto. Kolmas parametri on "stabiilisuus", joka on mitta katalyytin kyvylle ylläpitää sen aktiivisuutta ja seiektiivisyyttä ajan mukana. Liitteenä olevissa esimerkeissä kriteeri, jolla on mielenkiintoa on katalyytin selek-tiivisyys. Seuraavan esityksen tarkoituksia varten keksinnön katalyytistä on otettu esimerkiksi dehydrosyk 1isoi ntikatalyytti ja katalyytin seiektiivisyyden mitta on parafiinireagenssien muuntuminen aromaateiksi.It is to be understood that there are three parameters that are useful in evaluating the performance of a hydrocarbon conversion catalyst, and in particular in evaluating and comparing dehydro-cyclization catalysts. The first is "activity," which is a measure of the ability of a catalyst to convert reagents under a given set of reaction conditions. Another criterion for catalyst performance is "selectivity," which is an indication of the ability of a catalyst to produce a high yield of the desired product. The third parameter is "stability", which is a measure of the ability of a catalyst to maintain its activity and selectivity over time. In the attached examples, the criterion of interest is the selectivity of the catalyst. For the purposes of the following presentation, for example, a dehydrocyclic catalyst has been taken from the catalyst of the invention, and the measure of catalyst selectivity is the conversion of paraffin reagents to aromatics.
Kuva 1 on graafinen esitys katalyytin seiektiivisyydestä aro-maattien tuottamiseksi ajan funktiona. Siinä on esitetty suori-tyskykytulokset tämän keksinnön mukaiselle katalyytille A.Figure 1 is a graphical representation of the selectivity of a catalyst to produce aromatics as a function of time. It shows the performance results for catalyst A of this invention.
Esimerkki IExample I
Keksintöön liittyvien etujen esittämiseksi täydellisemmin valmistettiin seuraava katalyytti. Katalyytin tukiaine, joka sisälsi 50 ρ-ϊ alumiinioksidia ja 50 p-% L-zeoliittia, valmistettiin standardi öljyynpudotustekniikali a. Tässä tekniikassa zeoliittia sekoitettiin ensin aiumi i ni ok si di sooli i n, jonka ai umi i ni pi toi -suus oli 12,5 %. AIumiinioksidisooli hapotettiin HCl:n riittä- 86603 18 väliä määrällä AI/Cl-moolisuhteen 0,88 aikaansaamiseksi. Geeli-tys saatiin aikaan käyttämällä riittävästi heksametyleenitetra-amiinia 180 %:n neutraloinnin saavuttamiseksi. Hapotettu alumiinioksidi sool i , joka sisälsi zeoliittia ja heksametyleenitetra-amiinia, dispergoitiin pisaroiksi öljyyn, jolloin pisarat gee-littyivät muodostaen öljyyn pudotettuja pallosia. Öljyyn pudotettuja pallosia vanhennettiin öljyssä n. 653 kPa:n paineessa ja o n. 140 C:n lämpötilassa n. 1 1/2 tuntia. Tämän jälkeen palloset o pestiin 14 litralla 0,15-molaarista KCl:a n. 95 C:ssa. Pallosia o kuivattiin sitten n. 110 C:ssa, minkä jälkeen palloset kuumennettiin n. 610 C:een 6 tunnin 1ämmitysjakson aikana. Saadut palloset jäähdytettiin tämän jälkeen ympäristön lämpötilaan.To more fully illustrate the advantages of the invention, the following catalyst was prepared. A catalyst support containing 50 ρ-ϊ alumina and 50 wt% L-zeolite was prepared by a standard oil drop technique a. In this technique, the zeolite was first mixed with an aiumi i ni oxide diol having an ai umi i ni pi toi content of 12, 5%. The alumina sol was acidified with sufficient HCl 86603 18 to give an Al / Cl molar ratio of 0.88. Gelling was accomplished using sufficient hexamethylenetetraamine to achieve 180% neutralization. The acidified alumina Sool i, which contained zeolite and hexamethylenetetraamine, was dispersed as droplets in an oil, whereby the droplets gelled to form spheres dropped into the oil. The spheres dropped into oil were aged in oil at a pressure of about 653 kPa and a temperature of about 140 ° C for about 1 1/2 hours. The beads were then washed with 14 liters of 0.15 molar KCl at about 95 ° C. The beads were then dried at about 110 ° C, after which the beads were heated to about 610 ° C over a 6 hour heating period. The resulting beads were then cooled to ambient temperature.
Tässä esimerkissä katalyytille kerrostettavaksi valittu ryhmän VIII metal 1ikomponentti oli platinakomponentti. Tässä tarkoituksessa käytettiin ioninvaihtomenetelmää platinakomponentin kerrostamiseen alumiinioksidiin sidottuun L-zeolΐittiin. 60 g edellä kuvatulla tavalla valmistettuja öljyyn pudotettuja pallosia 3 sekoitettiin 320 cm :i i n ioninvaihtoliuosta. Ioninvaihtoliuos koostui 0,030-molaarisesta P t{N H ) Cl - ja 0,90-molaarisesta 3 4 2 KC1 - liuoksesta. Ioninvaihtoliuos saatettiin kosketukseen öljyyn pudotettujen pallosten kanssa 3 päiväksi ympäristön lämpötilassa samalla, kun pH pidettiin alle arvon n. 7. Tämän jälkeen platinaa sisältävät öljyyn pudotetut palloset poistettiin vaihto- liuoksesta ja huuhdeltiin 6 kertaa 200 cm :11a ioni vaihdettua o vettä. Huuhdeltuja pallosia kuivattiin sitten 100 C:ssa. Kui- o vauksen jälkeen 100 C:ssa katalyytti saatettiin kaiiumky11ästys-vaiheeseen. Kaiiumkyl1ästys suoritettiin käyttäen kaiiumklori di n vesiliuosta, joka sisälsi n. 1,5 p-% kaliumia laskettuna perusaineen painosta. Kyl1ästysliuoksen ja katalyyttikomposiiti n välinen tilavuussuhde, jota käytettiin kyllästyksessä, oli 1:1.In this example, the Group VIII metal component selected for deposition on the catalyst was a platinum component. For this purpose, an ion exchange method was used to deposit a platinum component on alumina-bound L-zeolite. 60 g of oil-dropped spheres 3 prepared as described above were mixed with 320 cm of ion exchange solution. The ion exchange solution consisted of a 0.030 molar solution of P t (N H) Cl and a 0.90 molar solution of 3 4 2 KCl. The ion exchange solution was contacted with the oil droplets for 3 days at ambient temperature while maintaining the pH below about 7. The platinum-containing oil droplets were then removed from the exchange solution and rinsed 6 times with 200 cm of ion-exchanged water. The rinsed spheres were then dried at 100 ° C. After drying at 100 ° C, the catalyst was subjected to a potassium quenching step. Potassium saturation was performed using an aqueous solution of potassium chloride containing about 1.5% by weight of potassium based on the weight of the base material. The volume ratio of the impregnation solution to the catalyst composite used in the impregnation was 1: 1.
oo
Kyllästyksen jälkeen katalyytti kuumennettiin 350 C:n lämpötilaan 4 tunnin 1ämmitysjakson aikana ja sitä hapetettiin sitten li 86603 19 o limassa 2 tuntia 350 C:ssa. Hapetuksen jälkeen katalyyttiä pelkistettiin sitten 1,5 tuntia vetyatmosfäärissä. Tämä katalyytti merkittiin katalyytiksi A. Koska katalyytti A saatettiin kalium-ky11ästysvaiheeseen, se valmistettiin tämän keksinnön mukaisesti. Katalyytin A pinnalle kerrostetun ai kaiimetal 1in indeksin määrittämiseksi n. 1 g tätä katalyyttiä (^oka määrä sisälsi 0,5 g hapotonta zeoliittia) asetettiin 10 cm :iin vettä 25 C:ssa. Ka-liumionille herkkä elektrodi asetettiin veteen. Pinnalle kerrostetun ai kaiimetal1in indeksiksi mitattiin 198. Lisäksi katalyytin B platinapitoisuus oli n. 0,619 p-%.After impregnation, the catalyst was heated to 350 ° C over a heating period of 4 hours and then oxidized in li 86603 19 ° m 2 for 2 hours at 350 ° C. After oxidation, the catalyst was then reduced for 1.5 hours under a hydrogen atmosphere. This catalyst was designated Catalyst A. Since Catalyst A was subjected to the potassium depletion step, it was prepared according to the present invention. To determine the index of the alkali metal deposited on the surface of Catalyst A, about 1 g of this catalyst (each containing 0.5 g of acid-free zeolite) was placed in 10 cm of water at 25 ° C. An electrode sensitive to potassium ion was placed in water. The index of surface-deposited alumina was measured to be 198. In addition, the platinum content of Catalyst B was about 0.619% by weight.
Esimerkki IIExample II
Katalyytin A käyttöön liittyvien etujen osoittamiseksi se saatettiin kokeeseen, jossa mitattiin sen suorituskyky dehydrosyk-1isointikatalyyttinä. Koe suoritettiin koetehtaassa, jossa oli reaktori, johon oli asetettu testattavaa katalyyttiä. Reaktorin poistovirta analysoitiin sitten linjassa olevalla kaasukroma-tografilla. Tässä esimerkissä käytetyllä syöttöraaka-aineel1 a oli seuraava analyysi: C /C /C -parafiinit 0,4 p-% 3 4 5 C -parafiinit 69,5 p-% 6 C^-nafteenit 0,7 p-% C^-parafiinit 21,4 p-% C^-nafteenit 8,0 p-%To demonstrate the benefits associated with the use of Catalyst A, it was subjected to an experiment measuring its performance as a dehydrocyclization catalyst. The experiment was performed in a pilot plant with a reactor loaded with the catalyst to be tested. The reactor effluent was then analyzed by in-line gas chromatography. The feedstock 1a used in this example had the following analysis: C / C / C paraffins 0.4 wt% 3 4 5 C paraffins 69.5 wt% 6 C 1-4 naphthenes 0.7 wt% C paraffins 21.4% by weight C 1-4 naphthenes 8.0% by weight
Yhteensä 100,0 p-%Total 100.0 wt%
Katalyytin testauksen aikana käytetyt olosuhteet olivat reaktio- o vyöhykkeen tul oiämpöti1 a 500 C, nesteen ti 1avuusvirtausnopeus 1,0 h ja reaktiovyöhykkeen paine 446 kPa. Vetyä sekoitettiin syöttöraaka-aineeseen ennen sen saattamista kosketukseen katalyytin kanssa. Riittävästi vetyä laskettuna kertaläpäisyn perusteella, käytettiin vetymoolien ja hii1ivetysyöttöraaka-aineen moolien välisen suhteen 5:1 aikaansaamiseksi. Testauksessa nou- 86603 20 datettu menettely oli saattaa katalyytti ensin kosketukseen o syöttöraaka-aineen kanssa n. 410 C:n reaktiovyöhykkeen lämpöti- o lassa. 410 C:n reaktiovyöhykkeen tul oiämpöti1 aa ylläpidettiin n. 7 tunnin jakso ensimmäistä aloitusta varten. Tämän jälkeen o reakti o vyöhykkeen tu 1 oi ämpöti 1 a nostettiin 500 C:een 3 tunnin o aikana. Kun 500 C:n lämpötila oli saavutettu, sitä ylläpidettiin 12 tunnin testi jakso, jonka aikana reaktiovyöhykkeen pois tovirtaa analysoitiin linjassa olevalla kaasukromatografi 11a joka tunti. Testistä saadut tulokset on esitetty kuvassa 1. Kuvan 1 ja siinä olevien tulosten tulkinnan tarkoituksia varten seiek -tiivisyys määritellään grammoiksi aromaatteja, jotka on tuotettu grammaa kohti muunnettua syöttöä kerrottuna 100:11a. Yllättäen ja odottamatta kuvan 1 tuloksista voidaan nähdä, että tämän keksinnön mukaisella katalyytillä A on erinomainen selektiivi-syys aromaattien tuotantoon 12 tunnin koejakson aikana, jota käytettiin dehydrosyklisointiprosessissa.The conditions used during the catalyst testing were the reaction zone inlet temperature of 500 ° C, the liquid volume flow rate of 1.0 h and the reaction zone pressure of 446 kPa. Hydrogen was mixed with the feedstock before it was contacted with the catalyst. Sufficient hydrogen, calculated on a single pass basis, was used to provide a 5: 1 ratio of moles of hydrogen to moles of hydrocarbon feedstock. The procedure followed in the test was to first contact the catalyst with the feedstock at a reaction zone temperature of about 410 ° C. The inlet temperature of the 410 ° C reaction zone was maintained for about 7 hours for the first start. Thereafter, the temperature of the reaction zone was raised to 500 ° C over 3 hours. Once the temperature of 500 ° C was reached, it was maintained for a 12 hour test period during which the effluent from the reaction zone was analyzed by an in-line gas chromatograph 11a every hour. The results obtained from the test are shown in Figure 1. For the purposes of interpreting Figure 1 and the results therein, seiek activity is defined as grams of aromatics produced per gram of modified feed multiplied by 100. Surprisingly and unexpectedly from the results of Figure 1, it can be seen that Catalyst A of this invention has excellent selectivity for aromatics production over the 12 hour test period used in the dehydrocyclization process.
Esimerkki IIIExample III
Sideaineeton katalyytti valmistettiin tämän keksinnön mukaisesti. 50 g L-zeoliitin kaiiummuotoa, jonka kristal1iittien keskikoko oli 275 Ä, lietettiin liuokseen, jossa oli 12,8 g kaliumbi-karbonaattia ja 100 cm ionivaihdettua vettä. Kaiium/zeoliitti- liete haihdutettiin kuiviin ja kalsinoitiin sitten ilmassa o 480 C:ssa 3 tuntia. Tuloksena oleva kali umky11ä ste i nen zeoli i tti saatettiin sitten ioninvaihtovaiheeseen platinan seostamiseksi sen pinnalle. Tämä suoritettiin asettamalla kaliumilla kyllästetty zeoli i tti 200 cm :i i n 0,020 M Pt(NH ) Cl /0,90 M KC1 -liuosta. Kolmen päivän kuluttua 25 C:ssa kaliumilla kyllästetty platinaa sisältävä zeoHitti suodatettiin ioninvaihtoliuoksesta ja huuhdottiin 1200 cm :11a ionivaihdettua vettä. Tuloksena oleva katalyytti sisälsi n. 0,7 p-% platinaa ja sen pinnalle kerrostetun aikai imetali in indeksi oli n. 61. Tämä keksinnön mukaisesti valmistettu katalyytti merkittiin katalyytiksi "B".The unbound catalyst was prepared according to the present invention. 50 g of the potassium form of L-zeolite with an average crystallite size of 275 Å was slurried in a solution of 12.8 g of potassium bicarbonate and 100 cm of deionized water. The potassium / zeolite slurry was evaporated to dryness and then calcined in air at 480 ° C for 3 hours. The resulting potassium zeolite was then subjected to an ion exchange step to dop platinum on its surface. This was done by placing a potassium-saturated zeolite in 200 cm of a 0.020 M Pt (NH) Cl / 0.90 M KCl solution. After three days at 25 ° C, the potassium-saturated platinum-containing zeoHite was filtered from the ion exchange solution and rinsed with 1200 cm of deionized water. The resulting catalyst contained about 0.7% by weight of platinum and had an early metal index deposited on its surface of about 61. This catalyst prepared according to the invention was designated Catalyst "B".
I! 2i 86603I! 2i 86603
Esimerkki IVExample IV
Vielä eräs katalyytti valmistettiin seuraavalla menetelmällä.Another catalyst was prepared by the following method.
50 g L-zeoliitin kaiiummuotoa, joka sisälsi jo pinnalle kerrostettua aikai imetallia, saatettiin ioninvaihtovaiheeseen platinan kerrostamiseksi sen pinnalle. Ioninvaihtovaihe suoritettiin oleellisesti samoin kuin edellä käyttäen ioninvaihtoliuosta, joka sisälsi Pt(NH ) Cl ja KC1. Ioni vaihdettua platinaa ja pin- 3 4 2 nalle kerrostettua kaliumia sisältävä L-zeoliitti huuhdeltiin sitten, kalsinoitiin ja pelkistettiin kuten edellä. Valmis katalyytti sisälsi n. 0,7 p-% platinaa ja sen pinnalle kerrostetun a 1 ka 11metal 1in indeksi oli n. 28. Tämä katalyytti merkittiin katalyytiksi "C".50 g of the potassium form of L-zeolite, which already contained the surface metal already deposited on the surface, was subjected to an ion exchange step to deposit platinum on its surface. The ion exchange step was performed essentially as above using an ion exchange solution containing Pt (NH) Cl and KCl. The L-zeolite containing ion-exchanged platinum and potassium deposited on the surface was then rinsed, calcined and reduced as above. The finished catalyst contained about 0.7% by weight of platinum and the index of α 1 and 11 metal deposited on its surface was about 28. This catalyst was marked as "C".
Esimerkki VExample V
Tässä esimerkissä valmistettiin vertai 1ukatalyytti. L-zeoliitin kaliummuoto saatettiin ioninvaihtoon platinaa ja KCl:a sisältävän ioninvaihtoliuoksen kanssa. Ennen ioninvaihtoa platinaa sisältävä L-zeoliitti saatettiin pätevään pesuun ioni vaihdettuun veteen pinnalle kerrostuneen kaliumin poiston varmistamiseksi, jota saattaisi olla zeoliitilla. L-zeoliitti kalsinoitiin ja pelkistettiin sitten kuten edellä. Valmis katalyytti sisälsi n.In this example, a comparative catalyst was prepared. The potassium form of L-zeolite was subjected to ion exchange with an ion exchange solution containing platinum and KCl. Prior to ion exchange, the platinum-containing L-zeolite was subjected to a qualified wash in ion-exchanged water to ensure the removal of any potassium that the zeolite might have on the surface. The L-zeolite was calcined and then reduced as above. The finished catalyst contained approx.
1,3 p-% platinaa ja sen pinnalle kerrostetun aikai ime tali in indeksi oli n. 7. Tämä katalyytti merkittiin katalyytiksi "D".1.3% by weight of platinum and the time index deposited on its surface was about 7. This catalyst was marked as "D".
Esimerkki VIExample VI
Neljäs katalyytti valmistettiin 1iettämäl1ä 50 g L-zeoliitin kaliummuotoa K CO :n vesiliuokseen. Kaiium/zeoliitti1iuos haih-. . . , . 2 3 dutettnn kuiviin ja saatettiin kai si noi nti i n kuten edellä. Tämän jälkeen kaliumilla kyllästetty zeoliitti saatettiin ioninvaihtovaiheeseen platinan kerrostamiseksi. Ioninvaihtoliuos koostui Pt(NH^ )^C1^/KCl:n liuoksesta. Tämän jälkeen tuloksena oleva komposiitti huuhdottiin, kalsinoitiin ja pelkistettiin kuten edellä olevissa esimerkeissä. Tuloksena oleva katalyytti sisälsi n. 0,6 p-% platinaa ja sen pinnalle kerrostetun alkali-metallin indeksi oli n. 89. Tämä katalyytti merkittiin katalyytiksi "E".A fourth catalyst was prepared by adding 50 g of the potassium form of L-zeolite to an aqueous solution of K CO. Potassium / zeolite solution evaporated. . . ,. 2 3 was dried and placed under sieve as above. The potassium-saturated zeolite was then subjected to an ion exchange step to deposit platinum. The ion exchange solution consisted of a solution of Pt (NH 4) 2 Cl 2 / KCl. The resulting composite was then rinsed, calcined and reduced as in the above examples. The resulting catalyst contained about 0.6% by weight of platinum and the alkali metal index deposited on its surface was about 89. This catalyst was designated Catalyst "E".
22 8660322 86603
Esimerkki VIIExample VII
Yllä esitetyt neljä katalyyttiä B, C, D ja E saatettiin kaikki testiin niiden vastaavien suorituskykyjen testaamiseksi dehydro-syklisointikatalyytteinä. Tämän testin tulokset on esitetty kuvassa 2. Kuva 2 on graafinen esitys katalyytin seiektiivisyydes-tä aromaattien tuotantoon pinnalle kerrostetun ai kaiimetal 1in indeksin funktiona.The above four catalysts B, C, D and E were all tested to test their respective performances as dehydrocyclization catalysts. The results of this test are shown in Figure 2. Figure 2 is a graphical representation of the selectivity of a catalyst for the production of aromatics as a function of the surface metal index deposited on the surface.
Tässä esimerkissä käytetyllä syöttöraaka-aineel1 a oli seuraava analyysi : C^/C^/C^-parafiinit 0,4 p-% C -parafiinit 69,5 p-% 6 C -nafteenit 0,7 p-% 6 C^-parafiinit 21,4 p-% C^-nafteenit 8,0 p-%The feedstock 1a used in this example had the following analysis: C ^ / C ^ / C ^ paraffins 0.4 wt% C paraffins 69.5 wt% 6 C naphthenes 0.7 wt% 6 C paraffins 21.4% by weight C 1-4 naphthenes 8.0% by weight
Yhteensä 100,0 p-%Total 100.0 wt%
Testi suoritettiin koetehtaassa, jossa oli reaktori, johon testattava katalyytti oli asetettu. Reaktorin poistovirta analysoitiin linjassa olevan kaasukromatografi n avulla.The test was performed in a pilot plant with a reactor in which the catalyst to be tested was charged. The reactor effluent was analyzed by in-line gas chromatography.
Katalyyttien testauksen aikana käytetyt olosuhteet olivat reak- o tiovyöhykkeen tul oiämpöti1 a 500 C, nesteen ti 1avuusvirtausno-peus 1,0 h ja reaktiovyöhykkeen paine 446 kPa. Vetyä sekoitettiin syöttöraaka-aineeseen ennen sen saattamista kosketukseen katalyyttien kanssa. Riittävästi vetyä laskettuna kertaläpäisyn perusteella käytettiin vetymoolien ja hii1ivetysyöttöraaka-ai-neen moolien välisen suhteen 5:1 aikaansaamiseksi. Testauksessa noudatettu menettely oli saattaa katalyytti ensin kosketukseen o syöttöraaka-aineen kanssa reaktiovyöhykkeen lämpötilassa 410 C. o 410 C:n reaktiovyöhykkeen tul oiämpöti1 aa ylläpidettiin 7 tunnin ajan. Tämän jälkeen reaktiovyöhykkeen tul oiämpöti1 a nostettiin o o 500 C:een 3 tunnin aikana. 500 C:n lämpötilaa ylläpidettiin sitten 12 tunnin testijakson ajan, jona aikana reaktiovyöhykkeen poistovirtaa analysoitiin linjassa olevalla kaasukromatografi11 a joka tunti.The conditions used during the testing of the catalysts were the reaction zone inlet temperature of 500 ° C, the liquid volume flow rate of 1.0 h and the reaction zone pressure of 446 kPa. Hydrogen was mixed into the feedstock before it was contacted with the catalysts. Sufficient hydrogen, calculated on a single pass basis, was used to provide a 5: 1 ratio of moles of hydrogen to moles of hydrocarbon feedstock. The test procedure was to first contact the catalyst with the feedstock at a reaction zone temperature of 410 ° C. The inlet temperature of the 410 ° C reaction zone was maintained for 7 hours. The reaction temperature of the reaction zone was then raised to 500 ° C over 3 hours. The temperature of 500 ° C was then maintained for a 12 hour test period during which the effluent from the reaction zone was analyzed by an in-line gas chromatograph every hour.
I: 23 86603I: 23 86603
Testeistä saadut tulokset on esitetty kuvassa 1. Kuvan 1 ja seu-raavan selostuksen tarkoituksiin selektiivisyys määritellään grammoiksi aromaatteja, jotka on tuotettu grammaa kohti konvertoitua syöttöä kerrottuna 100:11a. Yllättäen ja odottamatta kuvan 2 tuloksista voidaan nähdä, että kun pinnalle kerrostetun a 1 ka 1imeta11in indeksi kasvaa yli 10:n , tapahtuu seiektiivisyyden paraneminen aromaattien tuotannon suhteen, kun katalyyttejä käytetään dehydrosykli soi nti prosessissa.The results obtained from the tests are shown in Figure 1. For the purposes of Figure 1 and the following description, selectivity is defined as grams of aromatics produced per gram of converted feed multiplied by 100. Surprisingly and unexpectedly from the results of Figure 2, it can be seen that as the index of surface-deposited α1 and methylmetal increases above 10, there is an improvement in selectivity for aromatics production when catalysts are used in the dehydrocycle ringing process.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI864348A FI86603C (en) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | Catalytic composite for hydrocarbon conversion |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI864348A FI86603C (en) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | Catalytic composite for hydrocarbon conversion |
FI864348 | 1986-10-27 |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI864348A0 FI864348A0 (en) | 1986-10-27 |
FI864348A FI864348A (en) | 1988-04-28 |
FI86603B FI86603B (en) | 1992-06-15 |
FI86603C true FI86603C (en) | 1992-09-25 |
Family
ID=8523381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI864348A FI86603C (en) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | Catalytic composite for hydrocarbon conversion |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI86603C (en) |
-
1986
- 1986-10-27 FI FI864348A patent/FI86603C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI86603B (en) | 1992-06-15 |
FI864348A (en) | 1988-04-28 |
FI864348A0 (en) | 1986-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4619906A (en) | Catalytic composite for conversion of hydrocarbons and the method of preparation | |
JP5156624B2 (en) | Method for producing hydrocarbon fraction | |
JP2969062B2 (en) | Hydrotreating method for producing premium isomerized gasoline | |
EP0303332B1 (en) | Process for the hydrogenation of hydrocarbon oils | |
CA2071649A1 (en) | Hydrogenation catalyst and process | |
JP5396008B2 (en) | Method for producing alkylbenzenes | |
JPS58104019A (en) | Zeolite and hydrogenolysis catalyst using said zeolite | |
US3709814A (en) | Hydrofining-hydrocracking process using palladium-containing catalyst | |
CA1241348A (en) | Method of producing high aromatic yields through aromatics removal and recycle of remaining material | |
US4336130A (en) | Desulfurization of hydrocarbons | |
JPH11156198A (en) | Hydrogenation cracking catalyst for medium duty distilled oil production | |
JP5330056B2 (en) | Method for producing monocyclic aromatic hydrocarbons | |
US4419224A (en) | Desulfurization of hydrocarbons | |
JP2008297471A (en) | Method for production of catalytically reformed gasoline | |
US4652689A (en) | Catalytic composite for conversion of hydrocarbons and the method of preparation and use thereof | |
JP3994236B2 (en) | Catalyst comprising at least two zeolites Y dealuminated and a conventional hydroconversion process for petroleum fractions using the catalyst | |
JPH09296184A (en) | Reforming of petroleum fraction containing olefins and aromatics | |
KR930008442B1 (en) | Highly active and highly selective aromatization catalyst | |
US3632502A (en) | Hydrocracking catalyst comprising a layered clay-type crystalline aluminosilicate component a group viii component and a rare earth component and process using said catalyst | |
FI86603C (en) | Catalytic composite for hydrocarbon conversion | |
US5880051A (en) | Reforming catalyst system with differentiated acid properties | |
US4210522A (en) | Hydrocracking catalyst | |
US4746764A (en) | Catalytic process for the conversion of hydrocarbons | |
RU2704006C1 (en) | Method of producing high-octane gasoline fractions and aromatic hydrocarbons | |
KR890005268B1 (en) | Catalytic composite for conversion of hydrocarbons |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed | ||
MM | Patent lapsed |
Owner name: UOP INC. |