NO326149B1 - Fremgangsmate for dehydrogenerering av et hydrokarbon ramateriale - Google Patents

Fremgangsmate for dehydrogenerering av et hydrokarbon ramateriale Download PDF

Info

Publication number
NO326149B1
NO326149B1 NO20001874A NO20001874A NO326149B1 NO 326149 B1 NO326149 B1 NO 326149B1 NO 20001874 A NO20001874 A NO 20001874A NO 20001874 A NO20001874 A NO 20001874A NO 326149 B1 NO326149 B1 NO 326149B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
dehydrogenation
hydrogen
catalyst
raw material
redox
Prior art date
Application number
NO20001874A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20001874L (no
NO20001874D0 (no
Inventor
Niels Jorgen Blom
Poul Erik Hojlund Nielsen
Anni Stahl
Jens Perregaard
Original Assignee
Haldor Topsoe As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Haldor Topsoe As filed Critical Haldor Topsoe As
Publication of NO20001874D0 publication Critical patent/NO20001874D0/no
Publication of NO20001874L publication Critical patent/NO20001874L/no
Publication of NO326149B1 publication Critical patent/NO326149B1/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/327Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
    • C07C5/333Catalytic processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/42Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with a hydrogen acceptor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B35/00Reactions without formation or introduction of functional groups containing hetero atoms, involving a change in the type of bonding between two carbon atoms already directly linked
    • C07B35/04Dehydrogenation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for dehydrogenering av et hydrokarbon råmateriale ved samtidig å bringe råmaterialet i kontakt ved forhøyet temperatur med en dehydrogeneringskatalysator og en metallforbindelse som reduseres i nærvær av hydrogen. Mer presist beskrives en fremgangsmåte for in-situ fjernelse av hydrogen ved tilsetning av et metalloksid i stand til å frigi oksygen ved reduserende betingelser og i stand til å oppta oksygen ved oksidasjonsbetingelser.
Et antall av fremgangsmåter omfattende dehydrogeneringsreaksjoner er velkjente fra kjent teknikk. Generelt lider disse fremgangsmåter av et antall av ulemper omfattende lavt utbytte av det ønskede produktet på grunn av termodynamisk begrensning. I tillegg begrenser behovet for tilsetning av store mengder varme omdannelsen til det ønskede produktet. Disse fremgangsmåtene er for eksempel beskrevet i US-patent nr. 4.914.075, Dunn R.O. et al. (Proceedings, Wilcher F.P. et al. (Proceedings, DeWitt Petrochemical Review, Houston, Texas, 1990, Tl) og i US patent nr. 4.746.643.
De kjente fremgangsmåtene for selektiv fjernelse av hydrogen i en hydrokarbonstrøm anvender et separat trinn for fjernelsen av hydrogen. Typisk utføres fjernelsen av hydrogen ved i et mellomtrinn å bringe en delvis dehydrogeneringsstrøm blandet med oksygen i kontakt med en edelmetallkatalysator. Eksempler på denne teknologien er anført i US-patentene 4.418.237,4.435.607,4.788.371 og 4.886.928. Begrensningen til den ovenfor nevnte mellomtrinnsfjernelse av hydrogen er ved siden av oksidasjonen av hydrogen i nærvær av oksygen, at den også kan bevirke oksidasjonen av de organiske forbindelsene som er tilstede, med dannelse av karbondioksid og karbonmonoksid som et resultat. De fleste dehydrogeneringsteknologier involverer minst to trinn. Et dehydrogeneringstrinn hvor dehydrogeneringskatalysatoren bringes i kontakt med en matestrøm av hydrokarboner og et regenereringstrinn hvor katalysatoren er i kontakt med en matestrøm inneholdende oksygen. Således er reduksjonspotensialet høyt i dehydrogeneringstrinnet, mens oksidasjonspotensialet er høyt i oksidasjonstrinnet.
Det er kjent at mange metalloksider reduseres med hydrogen og reoksideres i nærvær av oksygen ved forhøyet temperatur. Slike metalloksider er i det følgende betegnet redoks-oksider. I de ovenfor nevnte dehydrogeneringskretsløp kan disse redoks-oksider reduseres i dehydrogeneringstrinnet ved reaksjon av metallgitteroksygen med hydrogen dannende vann, og oksideres i oksidasjonstrinnet ved reaksjon med oksygen.
Ved blanding av dehydrogeneringskatalysatoren med redoks-oksidet og bringe katalysatoren og redoks-oksidet i kontakt med en matestrøm inneholdende organiske forbindelser er det mulig å omdanne organiske forbindelser ved hydrogenerings-reaksjonen som er utover den kjente termodynamiske begrensningen. Et eksempel på slik anvendelse begrenset til redoks-oksid av peroskitt-typen er angitt i EP patentpublikasjon nr. 558.148 Al.
Samtidig dehydrogenering av et hydrokarbon råmateriale og adsorpsjon eller oksidasjon av det dannede hydrogen er videre angitt i WO90/05608. Egnede katalysatorer nevnt til bruk i prosessen er et hvilket som helst reduserbart oksid eller hydrogen adsorber valgt blant IB, IIB eller VIII metaller.
I overensstemmelse med det ovenfor anførte er den foreliggende oppfinnelsen en fremgangsmåte for dehydrogenering av et hydrokarbon råmateriale omfattende samtidig dehydrogenering av hydrokarbon råmaterialet og fjernelse av hydrogenet som dannes ved dehydrogeneringen i nærvær av en dehydrogeneringskatalysator som er kombinert med en metallforbindelse som reduseres i nærvær av hydrogen, kjennetegnet ved at metallforbindelsen er vanadiumfosfat.
I fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen oksideres hydrogen, som dannes ved dehydrogenering av organisk forbindelse(r), med et redoks-oksid med høy selektivitet tilveiebringende en høyere total omdannelse og selektivitet til dehydrogenerings-fremgangsmåten. Katalysatorer som er aktive ved dehydrogeneringen av hydrokarbonforbindelser er konvensjonelle innenfor teknikken og er kjent fra litteraturen omfattende de ovenfor nevnte patentpublikasjonene. Vanadiumfosfat er i stand til reversibelt å endre oksidasjonstilstand ved driftsbetingelsene anvendt ved fremgangsmåten og er egnet som redoksmetallforbindelse i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for fjernelse av dannet hydrogen. Disse redoks-metallforbindelsene omfatter oksid metallforbindelser og metalloksider.
De kombinerte dehydrogenerings- og redoks-metallkatalysatorene kan fremstilles ved konvensjonelle fremgangsmåter kjent innen kjent teknikk, for eksempel fysisk blanding av dehydrogeneringskatalysatorpartiklene med redoks-metallforbindelsen eller ko-utfelling av bestanddelene og eventuelt kalsinering i luft.
Eksempel 1
En kvarts virvelsjiktsreaktor ble fylt med 100 ml av en dehydrogeneringskatalysator-prøve av en krom-på-alumina katalysator. Katalysatoren var på formen av sfærer med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 70 um.
Reaktoren ble drevet ved et trykk litt over atmosfæretrykk og på syklisk måte med de følgende trinnene:
1. Oksidasjon i luft ved 650°C, 30 min.
2. Gjennomskylning med nitrogen ved 650°C, 15 min.
3. Reduksjon med CH4 ved 650°C, 4 min.
4. Kjøling med nitrogen fra 650°C til 580°C, 15 min.
5. Dehydrogenering av i-butan ved 550-580°C, 15 min.
6. Gjennomstrømning med nitrogen, 15 min.
Trinnene 1 til 6 ble gjentatt adskillige ganger og temperaturen i dehydrogeneringstrinnet ble variert.
Som et sammenligningseksempel ble ren dehydrogeneringskatalysator anvendt. Matestrømmen i dehydrogeneringstrinnet var 40 Nl/h. Avgangsgassen fra både oksidasjonstrinnet og det etterfølgende skylletrinn ble oppsamlet i en pose. I en separat pose ble avgangsgassen fra dehydrogeneringstrinnet og det etterfølgende skylletrinnet oppsamlet. Sammensetningen i gassen i de to posene ble analysert ved gasskromatografi. Resultatene er vist i tabell 1.
Eksempel 2
Etter tilsetning av 2 vekt-% silikabelagt vanadium fosforholdig redoks-oksid ble testene beskrevet under eksempel 1 gjentatt. Resultatene er anført i tabell 1.
Eksempel 3
Etter tilsetning av 5 vekt-% silikabelagt vanadium fosforholdig redoks-oksid ble testene beskrevet under eksempel 1 gjentatt. Resultatene er anført i tabell 1.
Eksempel 4
En kvarts virvelsjiktsreaktor ble fylt med 100 ml av en dehydrogeneringskatalysator-prøve av en krom-på-alumina katalysator. Katalysatoren var på form av sfærer med en midlere partikkelstørrelse på 70 um.
Reaktoren ble drevet ved et trykk litt over atmosfæretrykk og i en syklisk modus med de følgende trinnene:
1. Oksidasjon i luft ved 650°C, 30 min.
2. Spyling med nitrogen ved 650°C, 15 min.
3. Dehydrogenering av propan ved 550-620°C, 15 min.
4. Spyling med nitrogen, 15 min.
Trinnene 1 til 4 ble gjentatt adskillige ganger og temperaturen i dehydrogeneringstrinnet ble variert.
Som et sammenligningseksempel ble ren dehydrogeneringskatalysator anvendt. Matestrømmen i dehydrogeneringstrinnet var 52 Nl/h. Avgassen fra både oksidasjonstrinnet og det etterfølgende spyletrinnet ble oppsamlet i en pose. I en separat pose ble avgassen fra dehydrogeneringstrinnet og det etterfølgende spyletrinnet oppsamlet. Sammensetningen av gassen i de to posene ble analysert ved gasskromatografi. Resultatene er anført i tabell 2.
Eksempel 5
Etter tilsetning av 5 vekt-% silikabelagt vanadium fosforholdig redoks-oksid ble eksperimentene beskrevet under eksempel 4 gjentatt. Resultatene er anført i tabell 2.
Eksempel 6
Etter tilsetning av 10 vekt-% silikabelagt vanadium fosforholdig redoks-oksid ble eksperimentene beskrevet under eksempel 4 gjentatt. Resultatene er anført i tabell 2.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for dehydrogeneringen av et hydrokarbon råmateriale omfattende samtidig dehydrogenering av hydrokarbon råmaterialet og fjernelse av hydrogenet som dannes ved dehydrogeneringen i nærvær av en dehydrogeneringskatalysator som er kombinert med en metallforbindelse som reduseres i nærvær av hydrogen, karakterisert ved at metallforbindelsen er vanadiumfosfat.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at vanadiumfosfaten kombinert med dehydrogeneringskatalysatoren er på form av en fysisk blanding.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at vanadiumfosfaten er kombinert med dehydrogeneringskatalysatoren ved ko-utfelling av tilsvarende forstadiemateriale og termisk behandling.
NO20001874A 1999-04-12 2000-04-11 Fremgangsmate for dehydrogenerering av et hydrokarbon ramateriale NO326149B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK199900477A DK199900477A (da) 1999-04-12 1999-04-12 Fremgangsmåde til dehydrogenering af carbonhydrid

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20001874D0 NO20001874D0 (no) 2000-04-11
NO20001874L NO20001874L (no) 2000-10-13
NO326149B1 true NO326149B1 (no) 2008-10-06

Family

ID=8093995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20001874A NO326149B1 (no) 1999-04-12 2000-04-11 Fremgangsmate for dehydrogenerering av et hydrokarbon ramateriale

Country Status (13)

Country Link
US (1) US6326523B1 (no)
EP (1) EP1044949B1 (no)
JP (1) JP2000297048A (no)
KR (1) KR100408740B1 (no)
CN (1) CN1179930C (no)
AT (1) ATE260878T1 (no)
AU (1) AU766556B2 (no)
CA (1) CA2302074C (no)
DE (1) DE60008615T2 (no)
DK (1) DK199900477A (no)
ES (1) ES2216746T3 (no)
NO (1) NO326149B1 (no)
RU (1) RU2231517C2 (no)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7973207B2 (en) * 2005-09-02 2011-07-05 Sud-Chemie Inc. Endothermic hydrocarbon conversion process
US7622623B2 (en) * 2005-09-02 2009-11-24 Sud-Chemie Inc. Catalytically inactive heat generator and improved dehydrogenation process
US7872158B2 (en) 2007-08-24 2011-01-18 Battelle Memorial Institute Chemical production processes, systems, and catalyst compositions
US7872159B2 (en) 2007-08-24 2011-01-18 Battelle Memorial Institute Chemical production processes, systems, and catalyst compositions
MX2012007074A (es) 2009-12-18 2012-08-31 Battelle Memorial Institute Sistemas de deshidratacion de compuestos multihidricos, composiciones cataliticas y metodos.
US8895468B2 (en) 2011-09-20 2014-11-25 Basf Corporation Chromia alumina catalysts for alkane dehydrogenation
US9725380B2 (en) 2014-03-14 2017-08-08 Clariant Corporation Dehydrogenation process with heat generating material
EP3191435A1 (en) 2014-09-12 2017-07-19 SABIC Global Technologies B.V. Embedded alkane dehydrogenation systems and processes
CN107216230B (zh) * 2016-03-22 2020-10-27 北京安耐吉能源工程技术有限公司 异丁烷脱氢方法
JP2021088484A (ja) * 2019-12-04 2021-06-10 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 メタン除去装置、高純度窒素供給システム、ガスクロマトグラフ分析システム及び触媒機能再生方法
ZA202106756B (en) 2020-09-17 2022-08-31 Indian Oil Corp Ltd An integrated oxidative alkane dehydrogenation and hydrogen generation process

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4418237A (en) 1981-03-30 1983-11-29 Uop Inc. Dehydrogenation of dehydrogenatable hydrocarbons
US4435607A (en) 1981-04-28 1984-03-06 Uop Inc. Dehydrogenation of dehydrogenatable hydrocarbons
IT1201421B (it) 1985-06-17 1989-02-02 Snam Progetti Metodo per la preparazione di un catalizzatore per la deidrogenazione delle paraffine c3-c5
US4788371A (en) 1987-12-30 1988-11-29 Uop Inc. Catalytic oxidative steam dehydrogenation process
US4886928A (en) 1988-09-26 1989-12-12 Uop Hydrocarbon dehydrogenation process
US4914075A (en) 1988-12-05 1990-04-03 Uop Dehydrogenation catalyst composition
EP0403462B1 (en) * 1989-05-12 1996-12-18 Fina Research S.A. Process for the catalytic dehydrogenation of hydrocarbons
DE69206961T3 (de) * 1991-11-21 1999-04-08 Bp Chemicals Ltd., London Verfahren zur Dehydrierung von Kohlenwasserstoffen und von sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffen
GB9218823D0 (en) * 1992-09-04 1992-10-21 British Petroleum Co Plc Dehydrogenation process

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000071631A (ko) 2000-11-25
DE60008615T2 (de) 2005-02-03
AU766556B2 (en) 2003-10-16
ATE260878T1 (de) 2004-03-15
US6326523B1 (en) 2001-12-04
AU2762900A (en) 2000-10-26
EP1044949A1 (en) 2000-10-18
KR100408740B1 (ko) 2003-12-11
NO20001874L (no) 2000-10-13
JP2000297048A (ja) 2000-10-24
CA2302074C (en) 2008-12-16
CN1272481A (zh) 2000-11-08
CA2302074A1 (en) 2000-10-12
CN1179930C (zh) 2004-12-15
NO20001874D0 (no) 2000-04-11
RU2231517C2 (ru) 2004-06-27
ES2216746T3 (es) 2004-11-01
DK199900477A (da) 2000-10-13
DE60008615D1 (de) 2004-04-08
EP1044949B1 (en) 2004-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3615498B1 (en) Complex comprising odh unit with integrated oxygen separation module
WO1993014868A1 (en) CeBr3 CATALYST AND PROCESS FOR PRODUCING BROMINE
NO326149B1 (no) Fremgangsmate for dehydrogenerering av et hydrokarbon ramateriale
JP2764178B2 (ja) メタノールの接触リフォーミングによる高純度水素の製造方法
Colley et al. Carbon monoxide hydrogenation using cobalt manganese oxide catalysts: initial catalyst optimization studies
EP0336592B1 (en) Process for the production of nitriles and oxides
Michaels et al. Oxydehydrogenation of propane over Mg-V-Sb-oxide catalysts. II. Reaction kinetics and mechanism
AU618309B2 (en) Process for the production of nitriles and oxides
Liu et al. Partial oxidation of ethane to syngas over nickel‐based catalysts modified by alkali metal oxide and rare earth metal oxide
Kunimori et al. Partial oxidation of methane to synthesis gas over rhodium vanadate, RhVO4: redispersion of Rh metal during the reaction
Pacheco et al. MoO3/MgO as a catalyst in the oxidative dehydrogenation of n-butane in a two-zone fluidized bed reactor
CN109071380B (zh) 混合甲烷/乙烷流的转化
EP0381369B1 (en) Process for the production of nitriles and oxides
KR20030013301A (ko) 알켄으로부터 에폭시드의 제조 방법
US5008412A (en) Process for the production of oxides
US4675465A (en) Dehydrogenation reaction employing hydride forming metals, alloys and intermetallic compounds
DK171414B1 (da) Fremgangsmåde til carbonhydrid dehydrogenering
Ma et al. Nitrous oxide decomposition and reduction over copper catalysts supported on various types of carbonaceous materials
Cavani et al. The characterization and the catalytic activity of modified Wells–Dawson-type polyoxometalates in the oxidehydrogenation of isobutane to isobutene
CN113769733A (zh) 甲烷氧化偶联制备碳二烃的催化剂体系及应用
Crapanzano et al. The influence of over-stoichiometry in La2Ni0. 9V0. 1O4. 15+ δ on selective oxidative dehydrogenation of propane
Fayzullaev et al. Kinetics and mechanisms of methane oxycondensation reaction
JPH10237055A (ja) エポキシドの製造方法およびエポキシド製造用触媒
US11858886B2 (en) Process of selectively hydrogenating gas mixture having high acetylene content
Ekstrom et al. The reactions of cobalt surface carbides with water and their implications for the mechanism of the Fischer-Tropsch reaction

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees