FR2520749A1 - PROCESS FOR REFORMING HYDROCARBONS USING A CATALYST - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION A TRAIT A UN PROCEDE DE REFORMAGE D'HYDROCARBURES. LE PROCEDE CONSISTE A FAIRE ENTRER LES HYDROCARBURES EN CONTACT AVEC UN CATALYSEUR A BASE D'UNE ZEOLITE A PORES DE GRAND DIAMETRE, CONTENANT AU MOINS UN METAL DU GROUPE VIII ET UN METAL ALCALINO-TERREUX CHOISI ENTRE BARYUM, STRONTIUM ET CALCIUM, L'INDICE DE SELECTIVITE DU CATALYSEUR ETANT SUPERIEUR A 60. APPLICATION A LA DESHYDROCYCLISATION D'ALCANES.THE INVENTION RELATES TO A PROCESS FOR REFORMING HYDROCARBONS. THE PROCESS CONSISTS OF CONTACTING THE HYDROCARBONS IN CONTACT WITH A CATALYST BASED ON A ZEOLITE WITH LARGE DIAMETER PORES, CONTAINING AT LEAST ONE GROUP VIII METAL AND AN ALKALINO-EARTH METAL CHOSEN BETWEEN BARIUM, STRONTIUM AND CALCIUM, OF SELECTIVITY OF THE CATALYST BEING GREATER THAN 60. APPLICATION TO DEHYDROCYCLIZATION OF ALKANES.
Description
l La présente invention concerne un catalyseur nouveau et un procédéThe present invention relates to a novel catalyst and process
nouveau de déshydrocyclisationnew dehydrocyclization
d'hydrocarbures acycliques, plus particulièrement un pro- of acyclic hydrocarbons, more particularly a
cédé de déshydrocyclisation d'alcanes contenant au moins 6 atomes de carbone, pour former les hydrocarbures aroma- dehydrocyclization of alkanes containing at least 6 carbon atoms to form the aromatic hydrocarbons
tiques correspondants.corresponding ticks.
Le reformage catalytique est un procédé bien connu dans l'industrie du pétrole et se rapporte au traitement Catalytic reforming is a well known process in the petroleum industry and relates to the treatment
de fractions de naphta pour améliorer l'indice d'octane. naphtha fractions to improve the octane number.
Les principales réactions portant sur les hydrocarbures qui ont lieu pendant l'opération de reformage comprennent The main hydrocarbon reactions that occur during the reforming operation include
la déshydrogénation de cyclohexanes en hydrocarbures aroma- the dehydrogenation of cyclohexanes to aromatic hydrocarbons
tiques, la déshydro-isomérisation d'alkylcyclopentanes en hydrocarbures aromatiques, et la déshydrocyclisation de paraffines en hydrocarbures aromatiques Des réactions the dehydroisomerization of alkylcyclopentanes to aromatic hydrocarbons, and the dehydrocyclization of paraffins to aromatic hydrocarbons.
d'hydrocraquage qui produisent de grandes quantités d'hydro- hydrocrackers that produce large amounts of hydro-
carbures gazeux légers, par exemple méthane, éthane, propane et butane, doivent être particulièrement minimisées pendant le reformage, parce que cela réduit le rendement en produits light gaseous carbides, for example methane, ethane, propane and butane, must be particularly minimized during reforming, because this reduces the yield of products
bouillant dans la plage d'ébullition de l'essence. boiling in the boiling range of gasoline.
La déshydrocyclisation est l'une des principales réactions du procédé de reformage Les procédés classiques pour la conduite de ces réactions de déshydrocyclisation sont basés sur l'utilisation de catalyseurs comprenant un métal noble, fixé sur un support Les catalyseurs connus de ce genre sont à base d'alumine portant 0,2 à 0,8 % en poids de platine et, avantageusement, un second Dehydrocyclization is one of the main reactions of the reforming process. The conventional methods for carrying out these dehydrocyclization reactions are based on the use of catalysts comprising a noble metal, supported on a support. The known catalysts of this kind are based on of alumina carrying 0.2 to 0.8% by weight of platinum and, advantageously, a second
métal auxiliaire.auxiliary metal.
La possibilité d'utilisation de supports autres que l'alumine a également été étudiée, et il a été proposé d'utiliser certains tamis moléculaires tels que des The possibility of using supports other than alumina has also been studied, and it has been proposed to use certain molecular sieves such as
zéolites X et Y, qui se sont montrés convenables à condi- zeolites X and Y, which have proved suitable for condi-
tion que les molécules de corps réactionnel et de produit soient suffisamment petites pour passer à travers les pores de la zéolite Toutefois, des catalyseurs à base de ces reaction and product molecules are small enough to pass through the pores of the zeolite. However, catalysts based on these
tamis moléculaires n'ont pas obtenu de succès dans l'in- molecular sieves have not been successful in
dustrie. Dans le procédé classique de mise en oeuvre de la déshydrocyclisation mentionnée ci-dessus, on fait dustry. In the conventional method of carrying out the dehydrocyclization mentioned above,
passer des paraffines devant être converties sur le cata- pass paraffins to be converted on the cat-
lyseur en présence d'hydrogène, à des températures de l'ordre de 5000 C et à des pressions de 0,5 à 3,0 M Pa Une partie des paraffines est convertie en hydrocarbures aromatiques, et la réaction est accompagnée de réactions d'isomérisation et de craquage qui convertissent également les paraffines en isoparaffines et en hydrocarbures plus lyser in the presence of hydrogen, at temperatures of the order of 5000 C and at pressures of 0.5 to 3.0 M Pa Part of the paraffins is converted into aromatic hydrocarbons, and the reaction is accompanied by reactions of isomerization and cracking that also convert paraffins to isoparaffins and hydrocarbons more
légers.light.
La vitesse de transformation des hydrocarbures en hydrocarbures aromatiques varie avec les conditions The rate of conversion of hydrocarbons into aromatic hydrocarbons varies with the conditions
réactionnelles et avec la nature du catalyseur. reaction and with the nature of the catalyst.
Les catalyseurs utilisés jusqu'à présent ont donné des résultats moyennement satisfaisants avec des paraffines lourdes, mais des résultats moins satisfaisants avec The catalysts used hitherto have given moderately satisfactory results with heavy paraffins, but less satisfactory results with
des paraffines en C 6 à CV notamment des paraffines en C 6. C 6 to C 6 paraffins, especially C 6 paraffins.
Des catalyseurs à base d'une zéolite du type L sont plus sélectifs vis-àvis de la réaction de déshydrocyclisation ils peuvent être utilisés pour améliorer la vitesse de transformation en hydrocarbures aromatiques sans nécessiter de températures élevées, qui exercent habituellement un effet nuisible considérable sur la stabilité du catalyseur; et ils produisent d'excellents résultats avec des paraffines en C 6 à C 8 Toutefois, la longueur des opérations et l'aptitude à la régénération constituent des problèmes, L-type zeolite catalysts are more selective with respect to the dehydrocyclization reaction they can be used to improve the conversion rate to aromatic hydrocarbons without requiring high temperatures, which usually exert a considerable detrimental effect on the catalyst stability; and they produce excellent results with paraffins C 6 to C 8 However, the length of operations and the ability to regenerate are problems,
et on ne connaît pas de procédés de régénération satisfai- and no satisfactory regeneration processes are known.
sants.sants.
Dans un procédé de déshydrocyclisation d'hydro- In a process of dehydrocyclization of hydro-
carbures aliphatiques, des hydrocarbures sont mis en aliphatic carbides, hydrocarbons are put into
contact en présence d'hydrogène avec un catalyseur consis- contact in the presence of hydrogen with a catalyst
tant essentiellement en une zéolite du type L portant des cations échangeables dont au moins 90 % sont des ions de métal alcalin choisis dans le groupe formé d'ions sodium, lithium, potassium, rubidium et césium et contenant au moins un métal choisi dans le groupe formé de métaux du Groupe VIII du Tableau Périodique des Eléments, l'étain et le germanium, ledit métal ou lesdits métaux comprenant au moins un métal du Groupe VIII dudit Tableau Périodique exerçant un effet déshydrogénant, de manière à convertir essentially as an L-type zeolite bearing exchangeable cations of which at least 90% are alkali metal ions selected from the group consisting of sodium, lithium, potassium, rubidium and cesium ions and containing at least one metal selected from the group formed from metals of Group VIII of the Periodic Table of the Elements, tin and germanium, said metal or said metals comprising at least one Group VIII metal of said Periodic Table exerting a dehydrogenating effect, so as to convert
une partie au moins de la charge en hydrocarbures aroma- at least part of the aromatic hydrocarbon load
tiques. Une forme de réalisation particulièrement avanta- ticks. A particularly advantageous embodiment
geuse de ce procédé réside dans l'utilisation d'un cataly- The reason for this process is the use of a catalytic
seur platine/métal alcalin/zéolite du type L, du fait de son excellente activité et de son excellente sélectivité platinum / alkali metal / zeolite type L, due to its excellent activity and excellent selectivity
envers la transformation d'hexanes et d'heptanes en hydro- towards the conversion of hexanes and heptanes to hydro-
carbures aromatiques, mais la longueur de l'opération aromatic carbides but the length of the operation
reste problématique.remains problematic.
La présente invention remédie aux insuffisances de l'art antérieur en utilisant un catalyseur comprenant The present invention overcomes the shortcomings of the prior art by using a catalyst comprising
une zéolite à pores de grand diamètre, un métal alcalino- a large diameter pore zeolite, an alkaline metal
terreux et un métal du Groupe VIII pour reformer des hydrocarbures à une sélectivité extrêmement grande envers earth and a Group VIII metal to reform hydrocarbons with extremely high selectivity towards
la transformation d'alcanes en hydrocarbures aromatiques. the conversion of alkanes into aromatic hydrocarbons.
Les hydrocarbures sont mis en contact avec un catalyseur comprenant une zéolite à pores de grand diamètre, au moins un métal du Groupe VIII (avantageusement le platine); et un métal alcalino-terreux choisi dans le groupe formé du baryum, du strontium et du calcium (avantageusement le baryum) Selon un aspect de la présente invention, les conditions opératoires sont ajustées de manière que la sélectivité envers la déshydrocyclisation du n-hexane soit supérieure à 60 % Selon un autre aspect, l'indice de sélectivité du catalyseur est supérieur à 60 % Le The hydrocarbons are contacted with a catalyst comprising a pore zeolite of large diameter, at least one Group VIII metal (advantageously platinum); and an alkaline earth metal selected from the group consisting of barium, strontium and calcium (preferably barium). According to one aspect of the present invention, the operating conditions are adjusted so that the dehydrocyclization selectivity of n-hexane is In another aspect, the catalyst selectivity index is greater than 60%.
catalyseur donne une longueur d'opération satisfaisante. catalyst gives a satisfactory operating length.
La zéolite à pores de grand diamètre est avanta- Large diameter pore zeolite is advantageous
geusement une zéolite du type L qui contient 0,1 à 5 % a type L zeolite which contains 0.1 to 5%
en poids de platine et 0,1 à 35 % en poids de baryum Les hydro- in weight of platinum and 0.1 to 35% by weight of barium.
carbures sont mis en contact avec la zéolite du type traité par échange avec du baryum à une température de 400 à 600 'C (notamment de 430 à 5500 C); à une vitesse spatiale horaire du liquide de 0,3 à 5; à une pression manométrique de O à 3,5 M Pa (avantageusement de 0,35 à 2,1 M Pa); et avec un rapport H 2/HC de 1:1 à 10:1 carbides are brought into contact with the zeolite of the type treated by exchange with barium at a temperature of 400 to 600 ° C. (in particular from 430 to 5500 ° C.); at a liquid hourly space velocity of 0.3 to 5; at a pressure of from 0 to 3.5 M Pa (advantageously from 0.35 to 2.1 M Pa); and with an H 2 / HC ratio of 1: 1 to 10: 1
(notamment de 2:1 à 6:1).(especially 2: 1 to 6: 1).
Sous son aspect le plus large, la présente inven- In its broadest aspect, the present invention
tion implique l'utilisation d'un catalyseur comprenant involves the use of a catalyst comprising
une zéolite à pores de grand diamètre, un métal alcalino- a large diameter pore zeolite, an alkaline metal
terreux et un métal du Groupe VIII dans le reformage d'hydrocarbures, en particulier dans la déshydrocyclisa- tion d'alcanes, avec une sélectivité extrêmement élevée and a Group VIII metal in hydrocarbon reforming, particularly in the dehydrocyclization of alkanes, with extremely high selectivity
envers la transformation d'hexanes en hydrocarbures aro- towards the conversion of hexanes into aromatic hydrocarbons
matiques. Le terme "sélectivité" utilisé dans le présent matic. The term "selectivity" used in this
mémoire est défini comme le pourcentage de moles de paraf- memory is defined as the percentage of moles of paraf-
fine converties en hydrocarbures aromatiques par rapport aux moles converties en hydrocarbures aromatiques et en produits craqués, à savoir x moles de paraffines converties en sélectivité = moles hydrocarbures aromatiques finely converted to aromatic hydrocarbons with respect to moles converted to aromatic hydrocarbons and cracked products, namely x moles of paraffins converted to selectivity = moles aromatic hydrocarbons
moles de paraffines converties en hydro- moles of paraffins converted to hydro-
carbures aromatiques et produits craqués Les réactions d'isomérisation et la formation d'alkylcyclopentanes ne sont pas prises en considération aromatic carbides and cracked products Isomerisation reactions and the formation of alkylcyclopentanes are not taken into consideration
dans la détermination de la sélectivité. in the determination of selectivity.
L'expression "sélectivité envers le n-hexane" The expression "selectivity to n-hexane"
utilisée dans le présent mémoire est définie comme repré- used in this memo is defined as
sentant le pourcentage de moles de n-hexane converties sensing the percentage of moles of n-hexane converted
en hydrocarbures aromatiques par rapport axux moles conver- in aromatic hydrocarbons with respect to axux moles conver-
ties en hydrocarbures aromatiques et produits craqués. aromatic hydrocarbons and cracked products.
La sélectivité envers la transformation de paraf- Selectivity towards paraf-
fines en hydrocarbures aromatiques est un critère d'appré- aromatic hydrocarbons is a criterion for assessing
ciation de l'efficacité du procédé dans la transformation de paraffines en produits désirés et de valeur, à savoir hydrocarbures aromatiques et hydrogène, par opposition the efficiency of the process in converting paraffins into desired and valuable products, namely aromatic hydrocarbons and hydrogen, as opposed to
aux produits d'hydrocraquage moins désirables. less desirable hydrocracking products.
Une caractéristique propre à tout catalyseur A characteristic characteristic of any catalyst
de déshydrocyclisation estson indice de sélectivité L'in- of dehydrocyclization estson selectivity index
dice de sélectivité est défini comme étant la "sélectivité envers le nhexane" lorsqu'on utilise le n-hexane comme selectivity is defined as "selectivity to nhexane" when using n-hexane as the
charge et lorsqu'on opère à 490 'C, sous pression manomé- charge and when operating at 490 ° C under pressure
trique de 0,7 M Pa, à une vitesse spatiale horaire du of 0.7 M Pa at an hourly space velocity of
liquide égale à 3 et avec un rapport H 2/AC égal à 3 après 20 heures. liquid equal to 3 and with a ratio H 2 / AC equal to 3 after 20 hours.
Des catalyseurs hautement sélectifs produisent davantage d'hydrogène que des catalyseurs moins sélectifs, parce que de l'hydrogène est produit lorsque des paraffines sont converties en hydrocarbures aromatiques, et de l'hydrogène est consommé lorsque des paraffines sont conver- ties en produits craqués Une élévation de la sélectivité du procédé fait croître la quantité d'hydrogène produit Highly selective catalysts produce more hydrogen than less selective catalysts because hydrogen is produced when paraffins are converted to aromatic hydrocarbons, and hydrogen is consumed when paraffins are converted into cracked products. Increased selectivity of the process increases the amount of hydrogen produced
(davantage d'aromatisation) et réduit la quantité d'hydro- (more aromatization) and reduces the amount of
gène consommé (moins de craquage). gene consumed (less cracking).
Un autre avantage de l'utilisation de catalyseurs hautement sélectifs est que l'hydrogène produit par des; catalyseurs à haute sélectivité est plus pur que l'hydrogène produit par des catalyseurs moins sélectifs Cette plus haute pureté vient de ce qu'il est produit davantage d'hydrogène, tandis qu'il est formé moins d'hydrocarbures de bas point d'ébullition (produits craqués) La pureté de l'hydrogène produit dans le reformage est déterminante Another advantage of using highly selective catalysts is that the hydrogen produced by; high selectivity catalysts are purer than the hydrogen produced by less selective catalysts This higher purity comes from the fact that more hydrogen is produced, while less low-boiling hydrocarbons are formed (cracked products) The purity of the hydrogen produced in reforming is decisive
si, comme cela est habituellement le cas dans une raffi- if, as is usually the case in a refining
nerie intégrée, l'hydrogène produit est utilisé dans des procédés tels que l'hydrotraitement et l'hydrocraquage, qui nécessitent au moins certaines pressions partielles minimales d'hydrogène Si la pureté devient trop basse, l'hydrogène ne peut plus être utilisé à cette fin et doit être utilisé d'une manière moins intéressante, par the hydrogen produced is used in processes such as hydrotreating and hydrocracking, which require at least some minimal hydrogen partial pressures. If the purity becomes too low, hydrogen can no longer be used for this purpose. end and should be used in a less interesting way, by
exemple comme gaz combustible.example as a fuel gas.
Dans le procédé conforme à l'invention, les hydro- In the process according to the invention, the hydro-
carbures constituant la charge comprennent avantageusement des hydrocarbures non aromatiques renfermant au moins carbides constituting the feed advantageously comprise non-aromatic hydrocarbons containing at least
6 atomes de carbone La charge est avantageusement quasi- 6 carbon atoms The charge is advantageously almost
dépourvue de soufre, d'azote, de métaux et d'autres free of sulfur, nitrogen, metals and other
poisons connus pour des catalyseurs de reformage. known poisons for reforming catalysts.
La déshydrocyclisation est conduite en présence d'hydrogène à une pression réglée de manière à avantager thermodynamiquement la réaction et à limiter les réactions The dehydrocyclization is carried out in the presence of hydrogen at a pressure adjusted in such a way as to thermodynamically favor the reaction and to limit the reactions
d'hydrocraquage indésirables par des moyens cinétiques. undesired hydrocracking by kinetic means.
Les pressions manométriques utilisées varient avantageu- The gauge pressures used vary favorably
sement de O à 3,5 M Pa, notamment de 0,35 à 2,1 M Pa, le rapport molaire de l'hydrogène aux hydrocarbures étant avantageusement compris entre 1:1 et 10:1, notamment entre from 0 to 3.5 M Pa, especially from 0.35 to 2.1 M Pa, the molar ratio of hydrogen to hydrocarbons being advantageously between 1: 1 and 10: 1, especially between
2:1 et 6:1.2: 1 and 6: 1.
Dans la plage de températures allant de 400 à 6000 C, la réaction de déshydrocyclisation a lieu à une vitesse et avec une sélectivité acceptables. Si la température de travail est inférieure à 400 'C, la vitesse de réaction est insuffisante et, en In the temperature range of 400 to 6000 C, the dehydrocyclization reaction takes place at an acceptable rate and selectivity. If the working temperature is below 400 ° C, the reaction rate is insufficient and, in
conséquence, le rendement est trop faible pour des opéra- Consequently, the yield is too low for
tions industrielles De même, l'équilibre de déshydro- Likewise, the balance of dehydro-
cyclisation est défavorable à basses températures Lorsque la température de travail est au-dessus de 600 'C, des cyclisation is unfavorable at low temperatures When the working temperature is above 600 ° C,
réactions secondaires qui interfèrent, telles qu'un hydro- side reactions that interfere, such as
craquage et une formation de coke, se manifestent et réduisent notablement le rendement en élevant la vitesse de désactivation du catalyseur Par conséquent, il n 'est cracking and coking, manifest themselves and significantly reduce the yield by raising the rate of catalyst deactivation.
pas judicieux de dépasser la température de 600 'C. not advisable to exceed the temperature of 600 'C.
La plage de températures préconisée ( 430 à 550 'C) de la déshydrocyclisation est celle dans laquelle le procédé est optimal en ce qui concerne l'activité, The recommended temperature range (430 to 550 ° C) of the dehydrocyclization is that in which the process is optimal with respect to the activity,
la sélectivité et la stabilité du catalyseur. selectivity and stability of the catalyst.
La vitesse spatiale horaire des hydrocarbures The hourly space velocity of hydrocarbons
liquides se situe avantageusement entre 0,3 et 10. liquids is advantageously between 0.3 and 10.
Le catalyseur conforme à l'invention est une zéolite à pores de grand diamètre chargée d'un ou plusieurs constituants déshydrogénants L'expression "zéolite à pores de grand diamètre" est définie comme représentant une zéolite dont le diamètre effectif des pores va de 0,6 The catalyst according to the invention is a large diameter pore zeolite loaded with one or more dehydrogenating constituents. The expression "large diameter pore zeolite" is defined as representing a zeolite whose effective pore diameter is 0, 6
1,5 nanomètre.1.5 nm.
Parmi les zéolites cristallines à pores de grand diamètre qui se sont montrées intéressantes à utiliser dans la mise en oeuvre de la présente invention, une zéolite du type L et des zéolites synthétiques à structure de faujasite, comme la zéolite X et la zéolite Y, sont les plus importantes et ont des diamètres apparents de Among the large diameter pore crystalline zeolites which have proved advantageous for use in the practice of the present invention, an L-type zeolite and synthetic zeolite with faujasite structure, such as zeolite X and zeolite Y, are the most important and have apparent diameters of
pores de l'ordre de 0,7 à 0,9 nanomètre. pores in the range of 0.7 to 0.9 nanometers.
Une composition de zéolite du type L, exprimée par les rapports molaires des oxydes, peut être représentée par la formule suivante: ( O 09-1,3)M 2 N O:A 1203 ( 5,2-6,9)Sio 2:y H 20 dans laquelle M désigne un cation, N représente la valence An L-type zeolite composition, expressed by the molar ratios of the oxides, may be represented by the following formula: (O, 09-1.3) M 2 NO: A 1203 (5.2-6.9) SiO 2: in which M denotes a cation, N represents valence
de M et y peut être une valeur quelconque de O à 9 environ. M and y may be any value from 0 to about 9.
La zéolite L, son diagramme de diffraction des rayons X, ses propriétés et un procédé permettant sa préparation sont décrits en détail dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 3 216 789 qui est incorporé ici en référence pour illustrer la zéolite dont on préconise l'utilisation dans la présente invention La formule réelle peut varier sans que la structure cristalline soit modifiée; par exemple, le rapport molaire du silicium à l'aluminium Zeolite L, its X-ray diffraction pattern, its properties, and a process for its preparation are described in detail in U.S. Patent No. 3,216,789, which is incorporated herein by reference to illustrate the zeolite of which recommends the use in the present invention The actual formula may vary without changing the crystal structure; for example, the molar ratio of silicon to aluminum
(Si/Al) peut varier de 1,0 à 3,5.(Si / Al) can vary from 1.0 to 3.5.
La composition chimique de la zéolite Y, exprimée par les rapports molaires des oxydes, peut être représentée par la formule: ( 0,7-1,1)Na 2 O:A 1203:Sio 2:y H 20 The chemical composition of zeolite Y, expressed by the molar ratios of the oxides, may be represented by the formula: (0.7-1.1) Na 2 O: A 1203: SiO 2: y H 20
dans laquelle x est une valeur allant de plus de 3 à envi- where x is a value ranging from more than 3 to about
ron 6 et y peut être une valeur atteignant environ 9. 6 and y can be a value up to about 9.
La zéolite Y a un diagramme caractéristique de diffraction des rayons X sous forme de poudre, que l'on peut utiliser avec la formule ci-dessus pour l'identification La zéolite Y est décrite de façon plus détaillée dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 3 130 007 qui est incorporé ici à titre de référence pour illustrer une Zeolite Y has a characteristic powder X-ray diffraction pattern, which can be used with the above formula for identification. Zeolite Y is described in more detail in US Pat. No. 3,130,007 which is incorporated herein by reference to illustrate a
zéolite avantageuse à utiliser dans la présente invention. an advantageous zeolite for use in the present invention.
La zéolite X est un tamis moléculaire zéolitique cristallin synthétique qui peut être représenté par la formule: ( 0,7-1,1)M 2/n O:A 1203: ( 2,03,O)Si O 2:y H 20 dans laquelle M représente un métal, en particulier des métaux alcalins et alcalino-terreux, N est la valence Zeolite X is a synthetic crystalline zeolitic molecular sieve which can be represented by the formula: (0.7-1.1) M 2 / n O: A 1203: (2.03, O) Si O 2: y H 20 in which M represents a metal, in particular alkali and alkaline earth metals, N is valence
de M et y peut avoir une valeur quelconque jusqu'à envi- M and y can have any value up to
ron 8 selon l'identité de M et le degré d'hydratation de la zéolite cristalline La zéolite X, son diagramme de diffraction des rayons X, ses propriétés et son procédé de préparation sont décrits en détail dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 2 882 244 incorporé ici à titre de référence pour illustrer une zéolite According to the identity of M and the degree of hydration of the crystalline zeolite zeolite X, its X-ray diffraction pattern, its properties and its method of preparation are described in detail in the US Pat. No. 2,882,244 incorporated herein by reference to illustrate a zeolite
avantageuse à utiliser dans la présente invention. advantageous to use in the present invention.
Le catalyseur de choix conformément à l'invention est une zéolite du type L chargée d'un ou plusieurs The catalyst of choice according to the invention is an L-type zeolite charged with one or more
constituants déshydrogénants.dehydrogenating components.
Un élément essentiel de la présente invention est la présence d'un métal alcalino-terreux dans la An essential element of the present invention is the presence of an alkaline earth metal in the
zéolite à pores de grand diamètre Ce métal alcalino- Large diameter pore zeolite This alkaline metal
terreux doit être le baryum, le strontium ou le calcium, avantageusement le baryum Le métal alcalino-terreux peut être incorporé à la zéolite par synthèse, imprégnation ou échange d'ions Le baryum est préféré aux autres métaux alcalino-terreux parce qu'il donne un catalyseur un peu moins acide Une forte acidité est indésirable dans le catalyseur parce qu'elle favorise le craquage, qui entratne earth must be barium, strontium or calcium, advantageously barium The alkaline earth metal may be incorporated into the zeolite by synthesis, impregnation or ion exchange Barium is preferred to other alkaline earth metals because it gives a slightly less acidic catalyst High acidity is undesirable in the catalyst because it promotes cracking, which leads to
une plus faible sélectivité.a lower selectivity.
Dans une forme de réalisation, une partie au moins du métal alcalin est échangée contre du baryum, par des In one embodiment, at least a portion of the alkali metal is exchanged for barium, by
techniques connues pour le traitement de zéolites par. known techniques for the treatment of zeolites by.
échange d'ions Cela implique la mise en contact de la zéolite avec une solution contenant des ions Ba++ en ion exchange This involves contacting the zeolite with a solution containing Ba ++ ions in
excès Le baryum doit constituer 0,1 à 35 % du poids de la zéolite. excess The barium must constitute 0.1 to 35% of the weight of the zeolite.
Les catalyseurs de déshydrocyclisation confor- Dehydrocyclization catalysts in accordance with
mes à l'invention sont chargés avec un ou plusieurs métaux du Groupe VIII, par exemple nickel, ruthénium, rhodium, in the invention are loaded with one or more Group VIII metals, for example nickel, ruthenium, rhodium,
palladium, iridium ou platine.palladium, iridium or platinum.
Les métaux du Groupe VIII que l'on apprécie sont l'iridium, et notamment le platine, qui sont plus sélectifs vis-à-vis de la déshydrocyclisation et ils sont également plus stables dans les conditions de la réaction de la déshydrocyclisation que d'autres métaux du The preferred Group VIII metals are iridium, and especially platinum, which are more selective for dehydrocyclization and they are also more stable in the dehydrocyclization reaction conditions than in the dehydrocyclization reaction. other metals
Groupe VIII.Group VIII.
Le pourcentage de platine préconisé dans le The percentage of platinum recommended in the
catalyseur est compris entre 0,1 et 5 %. catalyst is between 0.1 and 5%.
Les métaux du Groupe VIII sont introduits dans Group VIII metals are introduced into
la zéolite à pores de grand diamètre par synthèse, impré- zeolite with large diameter pores by synthesis, improper
gnation ou échange dans une solution aqueuse d'un sel approprié Si l'on désire introduire deux métaux du cation or exchange in an aqueous solution of a suitable salt If it is desired to introduce two metals of the
Groupe VIII dans la zéolite, on peut conduire les opéra- Group VIII in the zeolite, it is possible to conduct
tions simultanément ou successivement. simultaneously or successively.
A titre d'exemple, du platine peut être introduit par imprégnation de la zéolite avec une solution aqueuse de nitrate de platine-(II) tétrammine, d'hydroxyde de platine (II) tétrammine, de dinitrodiamino-platine ou de chlorure de platine-(II) tétrammine Dans un processus d'échange d'ions, du platine peut être introduit par l'utilisation de complexes cationiques de platine tel By way of example, platinum can be introduced by impregnating the zeolite with an aqueous solution of platinum (II) tetrammine nitrate, platinum (II) tetrammine hydroxide, dinitrodiamino-platinum or platinum chloride. (II) tetrammine In an ion exchange process, platinum can be introduced through the use of platinum cation complexes such as
que le nitrate de platine-(II) tétrammine. that platinum- (II) nitrate tetrammine.
Un oxyde inorganique peut être utilisé comme support pour lier la zéolite à pores de grand diamètre An inorganic oxide can be used as a support for binding large diameter pore zeolite
contenant le métal du Groupe VIII et le métal alcalino- containing the Group VIII metal and the alkali metal
terreux Le support peut être un oxyde inorganique natu- The support may be a natural inorganic oxide
rel ou produit par synthèse ou une association d'oxydes inorganiques Des exemples de supports formés d'oxydes inorganiques qui peuvent être utilisés comprennent des argiles, l'alumine et la silice, supports dans lesquels des sites acides sont avantageusement échangés contre des cations qui ne confèrent pas une forte acidité (tels The following are examples of inorganic oxide supports which may be used: clays, alumina and silica, supports in which acidic sites are advantageously exchanged for cations which do not confer a strong acidity (such
que Na, K, Rb, Cs, Ca, Sr, ou Ba).Na, K, Rb, Cs, Ca, Sr, or Ba).
Le catalyseur peut être utilisé dans l'un quel- The catalyst can be used in any one
conque des types classiques d'appareillage connus dans l'art antérieur On peut l'utiliser sous la forme de pilules, de pastilles, de granules, d'éléments fragmentés ou sous diverses formes spéciales, disposés en lit fixe dans une zone de réaction et on peut faire passer la matière constituant la charge à travers le catalyseur en phase liquide, vapeur ou mixte, en écoulement ascendant ou en écoulement descendant A titre de variante, on peut le préparer sous une forme propice à son utilisation en lits mobiles ou dans des procédés impliquant des corps fluidisés, dans lesquels on fait passer la charge en courant ascendant à travers un lit turbulent de catalyseur The conventional types of apparatus known in the prior art can be used in the form of pills, pellets, granules, fragmented elements or in various special forms, arranged in a fixed bed in a reaction zone and the feed material can be passed through the catalyst in the liquid, vapor or mixed phase, in upward or downward flow. Alternatively, it can be prepared in a form suitable for use in moving beds or in processes involving fluidized bodies, in which the charge is passed upward through a turbulent catalyst bed
finement divisé.finely divided.
Après que le métal ou les métaux désirés ont été introduits, le catalyseur est traité dans l'air à After the desired metal or metals have been introduced, the catalyst is treated in the air at
environ 2600 C puis réduit dans l'hydrogène à des tempé- about 2600 C then reduced in hydrogen at temperatures
ratures de 200 à 7000 C, avantageusement de 400 à 620 'C. ratures of 200 to 7000 C, preferably 400 to 620 'C.
A ce stade, il est prêt à être utilisé dans le procédé de déshydrocyclisation Toutefois, dans certains cas, par exemple lorsque le métal ou les métaux ont été introduits par un processus d'échange ionique, il est avantageux d'éliminer toute acidité résiduelle de la zéolite par traitement du catalyseur avec une solution aqueuse d'un sel ou d'un hydroxyde d'un élément alcalin ou alcalino-terreux convenable en vue de neutraliser tous ions hydrogène formés au cours de la réduction d'ions At this stage, it is ready to be used in the dehydrocyclization process. However, in some cases, for example when the metal or metals have been introduced by an ion exchange process, it is advantageous to eliminate any residual acidity in the process. zeolite by treating the catalyst with an aqueous solution of a salt or hydroxide of a suitable alkaline or alkaline earth element to neutralize any hydrogen ions formed during ion reduction
métalliques par l'hydrogène.metal by hydrogen.
Pour obtenir la sélectivité optimale, on doit ajuster la température de manière que la vitesse de réaction soit appréciable, mais que le taux de transformation soit inférieur à 98 %, attendu qu'une température excessive To obtain optimal selectivity, the temperature must be adjusted so that the reaction rate is appreciable, but the transformation rate is less than 98%, since an excessive temperature
et qu'une réaction en excès peuvent nuire à la sélectivité. and that an excess reaction can impair the selectivity.
La pression doit aussi être ajustée dans une plage conve- The pressure must also be adjusted within a suitable range
nable Une pression trop élevée impose une limite thermo- Too high a pressure imposes a thermal limit
dynamique (équilibre) à la réaction désirée, notamment pour l'aromatisation de l'hexane, et une pression trop dynamic (equilibrium) to the desired reaction, especially for the aromatization of hexane, and too much pressure
basse peut entralner la formation de coke et une d 4 sacti- bass can cause coke formation and a loss of
vation. Bien que le principal avantage de la présente invention réside dans l'amélioration de la sélectivité envers la transformation de paraffines (notamment de paraffines en C 6 à C) en hydrocarbures aromatiques, on a également constaté le fait surprenant que la sélectivité envers la transformation du méthylcyclopentane en benzène était excellente Cette réaction qui, sur des catalyseurs classiques de reformage à base d'aluiêne traitée par des chlorures, implique une étape d'isomérisation catalysée par un acide, a lieu sur le catalyseur de la présente invention avec une sélectivité aussi bonne ou meilleure que sur vation. Although the main advantage of the present invention lies in the improvement of the selectivity towards the conversion of paraffins (in particular of C 6 -C 6 paraffins) into aromatic hydrocarbons, it has also surprisingly been found that the selectivity towards the transformation of the This reaction, which on conventional chlorine-treated alumina reforming catalysts involves an acid-catalyzed isomerization step, takes place on the catalyst of the present invention with such good selectivity. or better than on
des catalyseurs à base d'alumine chlorurée de type anté- catalysts based on chlorinated alumina of the former type
rieur Ainsi, la présente invention peut aussi être utilisée pour catalyser la transformation en hydrocarbures aromatiques de charges à forte teneur en alkylnaphtènes Thus, the present invention can also be used to catalyze the conversion to aromatic hydrocarbons of high alkylnaphthene content fillers.
à noyau pentagonal.with a pentagonal core.
Un autre avantage de l'invention est que le nouveau catalyseur est plus stable que les catalyseurs zéolitiques de l'art antérieur La stabilité du catalyseur ou sa résistance à la désactivation détermine sa durée Another advantage of the invention is that the new catalyst is more stable than the zeolitic catalysts of the prior art. The stability of the catalyst or its resistance to deactivation determines its duration.
de service utile De plus longues durées de service rédui- useful service Longer service times reduce
sent les temps morts et le coût de la régénération ou dead time and the cost of regeneration or
du remplacement de la charge de catalyseur. replacement of the catalyst charge.
Dans une forme de réalisation de la présente in- In one embodiment of the present invention
vention, une charge hydrocarbonée est mise en contact avec un premier catalyseur qui est un catalyseur classique de reformage et avec un second catalyseur qui est un catalyseur de déshydrocyclisation comprenant une zéolite à pores de grand diamètre, un métal alcalino-terreux et In this invention, a hydrocarbon feed is contacted with a first catalyst which is a conventional reforming catalyst and with a second catalyst which is a dehydrocyclization catalyst comprising a large diameter pore zeolite, an alkaline earth metal and
un métal du Groupe VIII.a Group VIII metal.
L'utilisation d'un catalyseur de reformage compre- The use of a reforming catalyst comprises
nant un support d'alumine, du platine et du rhénium est a carrier of alumina, platinum and rhenium is
commentée en détail dans le brevet des Etats-Unis d'Amé- commented in detail in the United States patent of
rique No 3 415 737, qui est incorporé ici à titre de réfé- No. 3 415 737, which is incorporated herein by reference.
rence pour illustrer l'utilisation d'un catalyseur de reformage classique avantageux D'autres catalyseurs to illustrate the use of an advantageous conventional reforming catalyst Other catalysts
bimétalliques avantageux comprennent les couples platine- Preferred bimetallic compounds include platinum
étain, platine-germanium, platine-plomb et platine-iridium. tin, platinum-germanium, platinum-lead and platinum-iridium.
Les hydrocarbures peuvent être mis en contact avec les deux catalyseurs en série, les hydrocarbures entrant d'abord en contact avec le premier catalyseur de reformage (classique) puis avec le second catalyseur (déshydrocyclisation); ou bien les hydrocarbures entrent d'abord en contact avec le second catalyseur puis avec le premier De même, les hydrocarbures peuvent entrer en contact en parallèle, une fraction des hydrocarbures entrant en contact avec le premier catalyseur et une autre fraction des hydrocarbures entrant en contact avec le second De même, les hydrocarbures peuvent être mis en contact avec les deux catalyseurs simultanément dans le The hydrocarbons can be brought into contact with the two catalysts in series, the hydrocarbons coming first into contact with the first reforming catalyst (conventional) and then with the second catalyst (dehydrocyclization); or the hydrocarbons first come into contact with the second catalyst and then with the first. Similarly, the hydrocarbons can come into contact in parallel, a fraction of the hydrocarbons coming into contact with the first catalyst and another fraction of the hydrocarbons coming into contact. with the second Similarly, hydrocarbons can be brought into contact with both catalysts simultaneously in the
même réacteur.same reactor.
L'invention est illustrée par les exemples The invention is illustrated by the examples
suivants, donnés à titre non limitatif. following, given in a non-limitative manner.
Exemple IExample I
Une fraction de distillation directe d'un brut léger d'Arabie qui avait été hydrotraitée catalytiquement pour éliminer le soufre, l'oxygène et l'azote, a été reformée sous pression manométrique de 0,7 M Pa, à une vitesse spatiale horaire du liquide égale à 2 et avec A straight-run fraction of a light Arabian crude that had been catalytically hydrotreated to remove sulfur, oxygen, and nitrogen was reformed under 0.7 M Pa pressure at an hourly space velocity. liquid equal to 2 and with
un rapport H 2/HC égal à 6, par trois catalyseurs diffé- a ratio H 2 / HC equal to 6, by three different catalysts
rents La charge contenait 80,2 % en volume de paraffines, The feed contained 80.2% by volume of paraffins,
16,7 % en volume de naphtènes et 3,1 % en volume d'hydro- 16.7% by volume of naphthenes and 3.1% by volume of hydro-
carbures aromatiques, et elle renfermait 21,8 % en volume de composants en C 5, 52,9 % en volume de composants en C 6, 21,3 % en volume de composants en C 7 et 3,2 % en aromatic carbides, and it contained 21.8% by volume of C 5 components, 52.9% by volume of C 6 components, 21.3% by volume of C 7 components and 3.2% by volume of C 7 components.
volume de composants en C 8.volume of components in C 8.
Dans le premier essai, la fraction de distillation directe de brut léger d'Arabie a été reformée à 4990 C sur un catalyseur platine-rhéniumalumine sulfuré du commerce, décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique In the first test, the straight distillation fraction of light crude oil from Arabia was reformed at 4990 C on a commercial platinum-rheniumalumin sulfide catalyst, described in US Pat.
No 3 415 737.No. 3,415,737.
Dans le deuxième essai, la fraction de distilla- In the second test, the distillation fraction
tion directe de brut léger d'Arabie a été reformée à 4930 C sur un catalyseur platine-potassium-zéolite du type L formé par ( 1) imprégnation d'une zéolite du type L sous la forme potassium avec 0,8 % de platine en utilisant le nitrate de platine-(II) tétrammine, ( 2) séchage du catalyseur, ( 3) calcination du catalyseur à 260 C, et Direct light crude oil from Arabia was reformed at 4930 C on a platinum-potassium-zeolite type L catalyst formed by (1) impregnation of an L-type zeolite in the potassium form with 0.8% of platinum. using platinum (II) tetrammine nitrate, (2) drying the catalyst, (3) calcining the catalyst at 260 ° C, and
( 4) réduction du catalyseur à 480-500 'C pendant une heure. (4) Catalyst reduction at 480-500 ° C for one hour.
Dans le troisième essai, c'est-à-dire le procédé de la présente invention, la fraction de distillation directe de brut léger d'Arabie a été reformée à 4930 C sur un catalyseur platine-baryum-zéolite du type L formé par ( 1) traitement par échange ionique d'une zéolite de type L sous la forme potassium avec un volume suffisant de solution de nitrate de baryum 0,17 M pour qu'il y ait un excès de baryum comparativement à la capacité d'échange ionique de la zéolite, ( 2) séchage du catalyseur résultant formé de zéolite du type L traitée par échange avec le In the third run, i.e., the process of the present invention, the straight-run distillation fraction of light crude from Arabia was reformed at 4930 C on a platinum-barium-type L zeolite catalyst formed by 1) ion exchange treatment of an L-type zeolite in the potassium form with a sufficient volume of 0.17 M barium nitrate solution for there to be an excess of barium compared to the ion exchange capacity of zeolite, (2) drying the resulting catalyst formed of L-type zeolite treated by exchange with the
baryum; ( 3) calcination du catalyseur à 590 'C,( 4) impré- barium; (3) calcination of the catalyst at 590 ° C., (4)
gnation du catalyseur avec 0,8 % de platine en utilisant le nitrate de platine-(II) tétrammine, ( 5) séchage du catalyseur, ( 6) calcination du catalyseur à 260 C et ( 7) réduction du catalyseur dans l'hydrogène à 480-500 C cation of the catalyst with 0.8% platinum using platinum (II) tetrammine nitrate, (5) catalyst drying, (6) calcination of the catalyst at 260 ° C and (7) reduction of the catalyst in hydrogen at 480-500 C
pendant une heure.during one hour.
Les résultats de ces trois essais sont reproduits sur le tableau I. The results of these three tests are reproduced in Table I.
TABLEAU ITABLE I
499 C499 C
Pt/Re/ 493 C 493 C Charge Alumine Pt/K/L Pt/Ba/L C 1, % en poids de la charge 2,8 5,5 3,6 Pt / Re / 493 C 493 C Charge Alumina Pt / K / L Pt / Ba / L C 1% by weight of the charge 2.8 5.5 3.6
C 2 6,6 2,5 1,3C 2 6.6 2.5 1.3
C 3 9,3 3,2 1,5C 3 9.3 3.2 1.5
i C 4 0,1 5,8 0,9 0,5 n C 4 0,5 6,8 3,8 2,4 i C 5 5,1 13,6 6,7 5,6 n C 5 11,3 9,8 12,6 12,6 i C 4 0.1 5.8 0.9 0.5 n C 4 0.5 6.8 3.8 2.4 i C 5 5.1 13.6 6.7 5.6 n C 5 11 3 9.8 12.6 12.6
C 6 + P+N 81,3 13,4 7,8 9,3C 6 + P + N 81.3 13.4 7.8 9.3
Benzène 1,5 15,1 40,6 43,8 aromatiques en C 7 + 0,8 15,8 12,7 15,0 C 5 + liquides,rendement, % en volume 63 69,9 74,4 Hydrogène, m 3/m 3 83,7 295, 5 364,9 Sélectivité, moles % 20 72 87 P en C 6 + -> aruatiques Cette série d' essais montre que l'utilisation d'un catalyseur platine-baryum- zéolite du type L dans Benzene 1.5 15.1 40.6 43.8 aromatic C 7 + 0.8 15.8 12.7 15.0 C 5 + liquids, yield,% by volume 63 69.9 74.4 Hydrogen, m 3 / m 3 83.7 295, 5 364.9 Selectivity, moles% 20 72 87 P at C 6 + -> aruatic This series of tests shows that the use of a platinum-barium-zeolite type L catalyst in
le reformage donne une sélectivité envers la transforma- reforming gives a selectivity towards the transformation
tion d'hexanes en benzène nettement supérieure à celle de l'art antérieur Il y a lieu de remarquer que cette sélectivité supérieure s'accompagne d'une augmentation de la production d'hydrogène gazeux qui peut être utilisé dans d'autres procédés On remarque également que la It is to be noted that this higher selectivity is accompanied by an increase in the production of hydrogen gas which can be used in other processes. also that the
pureté de l'hydrogène est plus grande dans l'essai utili- purity of hydrogen is greater in the test used
sant le catalyseur Pt/Ba/L, attendu qu'il est produit the catalyst Pt / Ba / L, since it is produced
davantage d'hydrogène et moins de C 1 + C 2. more hydrogen and less C 1 + C 2.
Exemple IIExample II
On a conduit une deuxième série d'essais pour We conducted a second series of tests to
démontrer que la présente invention donnerait des résul- demonstrate that the present invention would result in
tats avec d'autres zéolites à pores de grand diamètre en plus de la zéolite de type L L'indice de sélectivité with other large diameter pore zeolites in addition to the L-type zeolite The selectivity index
a été mesuré pour 4 catalyseurs.was measured for 4 catalysts.
Cette deuxième série d'essais a été conduite en utilisant le n-hexane comme charge Tous les essais de cette série ont été effectués à 4900 C, sous pression manométrique de 0,7 M Pa, à une vitesse spatiale horaire This second series of tests was conducted using n-hexane as a filler. All the tests of this series were carried out at 4900 C, at a pressure of 0.7 M Pa, at an hourly space velocity.
du liquide égale à 3 et avec un rapport H 2/HC égal à 3. of the liquid equal to 3 and with a ratio H 2 / HC equal to 3.
Dans le premier essai, on a utilisé un catalyseur platine-potassiumzéolite du type L qui avait été préparé par les opérations illustrées dans le second procédé de l'exemple I. Dans le deuxième essai, on a utilisé le catalyseur platine-baryum-zéolite du type L qui avait été préparé par les opérations illustrées dans le troisième procédé de l'exemple I, à la différence que la solution de nitrate de baryum était 0, 3 M au lieu de 0,17 M. In the first test, a platinum-potassium zeolite L-type catalyst was used which was prepared by the operations illustrated in the second method of Example I. In the second test, the platinum-barium-zeolite catalyst was used in the second test. type L which had been prepared by the operations illustrated in the third method of Example I, with the difference that the solution of barium nitrate was 0.3 M instead of 0.17 M.
Dans le troisième essai, on a utilisé un cataly- In the third trial, a catalyst was used
seur platine-sodium-zéolite Y qui avait été préparé par imprégnation d'une zéolite Y sous la forme sodium avec Pt(NH 3)4 (NO 3)2 pour obtenir 0,8 % de platine, puis séchage, calcination du catalyseur à 260 'C et réduction platinum-sodium-zeolite Y which had been prepared by impregnation of a zeolite Y in the sodium form with Pt (NH 3) 4 (NO 3) 2 to obtain 0.8% of platinum, then drying, calcination of the catalyst at 260 'C and reduction
dans l'hydrogène à 480-500 ' Dans le quatrième essai, on a utilisé un cataly-in the 480-500 hydrogen. In the fourth test, a catalyst was used.
seur platine-baryum-zéolite Y qui avait été préparé par traitement d'échange ionique d'une zéolite Y sous la forme sodium avec du nitrate de baryum 0,3 M à 800 C, séchage et calcination à 590 'C puis imprégnation de la zéolite avec Pt(NH 3)4 (NO 3)2 pour qu'il y ait 0,8 % de platine, puis séchage, calcination du catalyseur à 260 'C et réduction dans l'hydrogène à 480-500 WC Les résultats platinum-barium-zeolite Y which had been prepared by ion exchange treatment of a zeolite Y in the sodium form with 0.3 M barium nitrate at 800 C, drying and calcination at 590 ° C and then impregnation of the zeolite with Pt (NH 3) 4 (NO 3) 2 so that there is 0.8% of platinum, then drying, calcination of the catalyst at 260 ° C and reduction in hydrogen at 480-500 WC The results
de ces essais sont reproduits ci-dessous sur le tableau IM. of these tests are reproduced below in Table IM.
TABLEAU IITABLE II
Tranformation Indice de h 20 h sélectivité Pt/K/L 70 59 79 Pt/Ba/1 85 85 92 Pt/Na/Y 82 79 54 Pt/Ba/Y 74 68 66 Ainsi, en service, l'incorporation de barym a une zéolite à pores de grand diamètre comme une zéolite du type Y entralne une amélioration spectaculaire de la sélectivité envers le n-hexane Il y a lieu de remarquer que la stabilité du catalyseur platine-baryum-zéolite du type L est excellente Au bout de 20 heures, il n'y a pas eu de baisse du taux de transformation lorsqu'on a utilisé le catalyseur platine-baryum-zéolite du type L. Transformation Index h 20 h selectivity Pt / K / L 70 59 79 Pt / Ba / 1 85 85 92 Pt / Na / Y 82 79 54 Pt / Ba / Y 74 68 66 Thus, in service, the incorporation of barym a a large-pore zeolite such as a Y-type zeolite results in a dramatic improvement in n-hexane selectivity. It should be noted that the stability of the platinum-barium-type L zeolite catalyst is excellent. hours, there was no decrease in the conversion rate when using the platinum-barium-type L zeolite catalyst.
Exemple IIIExample III
On a conduit une troisième série d'essais pour We conducted a third series of tests for
démontrer l'effet produit par l'addition d'autres ingré- demonstrate the effect of the addition of other ingredients
dients au catalyseur.catalyst.
Cette troisième série d'essais a été conduite en This third series of tests was conducted in
utilisant une charge qui avait été hydrotraitée cataly- using a feed that had been hydrotreated
tiquement pour éliminer le soufre, l'oxygène et l'azote, contenant 80,9 % en volume de paraffines, 16,8 % en volume to remove sulfur, oxygen and nitrogen, containing 80.9% by volume of paraffins, 16.8% by volume
de naphtènes et 1,7 % en volume d'hydrocarbures aromatiques. naphthenes and 1.7% by volume of aromatic hydrocarbons.
La charge contenait aussi 2,6 % en volume de composants en C 5, 47,6 % en volume de composants en C 6, 43,4 % en The feed also contained 2.6% by volume of C 5 components, 47.6% by volume of C 6 components, and 43.4% by volume of C 5 components.
volume de composants en C 7 et 6,3 % en volume de compo- volume of C 7 components and 6.3% by volume of
sants en C 8 Tous les essais de cette série ont été conduits à 490 C, sous pression manométrique de 0,7 M Pa, à vitesse spatiale horaire du liquide égale à 2,0 et C 8 All of the tests in this series were conducted at 490 C under a pressure of 0.7 M Pa at a liquid hourly space velocity of 2.0 and
avec un rapport H 2/HC de 6,0.with an H 2 / HC ratio of 6.0.
Dans le premier essai, on a préparé un catalyseur platine-sodium-zéolite Y par les opérations indiquées In the first test, a platinum-sodium-zeolite Y catalyst was prepared by the indicated operations.
* dans le troisième procédé de l'exemple II.in the third method of Example II.
Dans le deuxième essai, on a préparé un catalyseur platine-baryum-zéolite Y par les opérations illustrées In the second test, a platinum-barium-zeolite Y catalyst was prepared by the illustrated operations
dans le quatrième procédé de l'exemple II. in the fourth method of Example II.
Dans le troisième essai, on a préparé un catalyseur platine-terre rarezéolite Y en imprégnant une zéolite Y sous la forme terre rare du commerce, de la firme Strem Chemicals Inc, pour qu'il y ait 0,8 % de platine, en utilisant Pt(NH 3)4 (NO 3)2, puis la zéolite In the third run, a platinum-rare earth Y-catalyst was prepared by impregnating a commercially available rare earth Y zeolite from Strem Chemicals Inc. to 0.8% platinum, using Pt (NH 3) 4 (NO 3) 2, then the zeolite
a été séchée, calcinée à 260 C et réduite à 480-500 C. was dried, calcined at 260 ° C. and reduced to 480-500 ° C.
Dans le quatrième essai, on a préparé un cata- In the fourth trial, a cat-
lyseur platine-terre rare-baryum-zéolite Y en traitant par échange ionique une zéolite Y sous la forme terre rare du commerce, de la firme Strem Chemicals Inc, avec une solution 0,3 M de Ba(NO 3)2 à 80 C, en séchant et en calcinant la zéolite à 590 C, en l'imprégnant avec Pt(NH 3) 4 (NO 3)2 pour qu'il y ait 0,8 % de platine puis en platinum-rare earth-barium-zeolite Y-lyser by ion exchange treating a commercial rare earth Y zeolite of Strem Chemicals Inc with a 0.3 M Ba (NO 3) 2 solution at 80 ° C drying and calcining the zeolite at 590 ° C., impregnating it with Pt (NH 3) 4 (NO 3) 2 so that there is 0.8% platinum and then
séchant la zéolite, en la calcinant à 260 C et en rédui- drying the zeolite, calcining it at 260 ° C and reducing
sant à 480-500 C Les résultats de ces essais sont repro- at 480-500 C The results of these tests are reproduced
duits sur le tableau III ci-dessous. shown in Table III below.
TABLEAU IIITABLE III
Pt/Na/Y Pt/Ba/Y Pt/terre rare/Y Activité envers 1 aromatiques, aprè 3 h, moles % de C dans la charge Pt/Ba/terre rare/Y 36 Cette série d'essais montre que terre rare au catalyseur exerce un effet Pt / Na / Y Pt / Ba / Y Pt / rare earth / Y Activity towards 1 aromatics, after 3 h, moles% of C in charge Pt / Ba / rare earth / Y 36 This series of tests shows that rare earth to the catalyst exerts an effect
la sélectivité.selectivity.
Exemple IVExample IV
s Sélectivité, + % après 3 heures (trop faible, s Selectivity, +% after 3 hours (too low,
non mesu-not measured
rable) l'addition d'une défavorable sur Un naphta d'Arabie qui avait été hydrotraité catalytiquement pour éliminer le soufre, l'oxygène et l'azote, a été reformé sous pression manométrique de 0,7 M Pa, à vitesse spatiale horaire du liquide égale à 3 et avec un rapport H 2/HC égal à 3 pour former un produit en C 5 + ayant une teneur en aromatiques de 82 % en poids par deux procédés différents La charge était un naphta d'Arabie hydrotraité catalytiquement contenant 67,9 % the addition of an unfavorable Arabian naphtha which had been catalytically hydrotreated to remove sulfur, oxygen and nitrogen, was reformulated under 0.7 M Pa at hourly space velocity. of the liquid equal to 3 and with a ratio H 2 / HC equal to 3 to form a C 5 + product having an aromatic content of 82% by weight by two different processes The feedstock was a catalytically hydrotreated Arabian naphtha containing 67 , 9%
de paraffines, 23,7 % de naphtènes et 8,4 % d'aromatiques. paraffins, 23.7% naphthenes and 8.4% aromatics.
Les résultats de distillation d'après la méthode D 86 ont été les suivants: Eb initial 95 C, 5 %-103,9 C, The results of distillation according to method D 86 were as follows: Initial Eb 95 C, 5% -103.9 C,
%-106,7 C, 30 %-120 C, 50 %-129,4 C, 70 %-143,9 C, % -106.7 ° C, 30% -120 ° C, 50% -129.4 ° C, 70% -143.9 ° C,
90 %-160,5 C, 95 %-169,4 C, Eb final 187,8 C. Dans le premier procédé, le naphta d'Arabie a 90% -160.5 C, 95% -169.4 C, final Eb 187.8 C. In the first process, the naphtha of Arabia has
été reformé à 516 C dans un réacteur en utilisant un cata- was reformed at 516 C in a reactor using a catalyst.
lyseur classique de reformage comprenant 0,3 % de Pt, conventional reforming lyser comprising 0.3% Pt,
0,6 % de Re, 1,0 % de Cl (en poids), sur de l'alumine. 0.6% Re, 1.0% Cl (by weight), on alumina.
Il a été pré-sulfuré séparément. It has been pre-sulphurated separately.
Dans le second procédé, le naphta d'Arabie a été reformé à 493 C dans le même réacteur dont la moitié supérieure contenait le même type de catalyseur que dans le premier procédé et dont la moitié inférieure contenait un catalyseur platine-baryum-zéolite du type L formé par les opérations illustrées dans l'exemple I. Les résultats de ces deux essais sont reproduits In the second process, Arabian naphtha was reformed at 493 C in the same reactor, the upper half of which contained the same type of catalyst as in the first process and the lower half of which contained a platinum-barium-zeolite catalyst of the L formed by the operations illustrated in Example I. The results of these two tests are reproduced
sur le tableau IV.in Table IV.
TABLEAU IVTABLE IV
Pt/Re/ 1/2 Pt/Re/alumine alumine 1/2 Pt/Ba/L Vitesse de désactivation 2,0 1,9 Rendement en C 5 + liquides, % en volume 68,9 71,0 Hydrogène, m 3/j 26,9 29,7 Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre explicatif-mais nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent y être apportées Pt / Re / 1/2 Pt / Re / alumina alumina 1/2 Pt / Ba / L Deactivation rate 2.0 1.9 Yield in C 5 + liquids,% by volume 68.9 71.0 Hydrogen, m 3 / j 26.9 29.7 It goes without saying that the present invention has been described only for explanatory purposes - but in no way limiting, and that many modifications can be made to it
sans sortir de son cadre.without leaving his frame.
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