RU2115644C1 - Method of producing p-xylene and synthesis gas (versions) - Google Patents
Method of producing p-xylene and synthesis gas (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2115644C1 RU2115644C1 RU96123908/04A RU96123908A RU2115644C1 RU 2115644 C1 RU2115644 C1 RU 2115644C1 RU 96123908/04 A RU96123908/04 A RU 96123908/04A RU 96123908 A RU96123908 A RU 96123908A RU 2115644 C1 RU2115644 C1 RU 2115644C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zeolite
- metal oxide
- catalyst
- oxide component
- toluene
- Prior art date
Links
Images
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
Abstract
Description
Изобретение относится к органической химии, а именно к способам получения циклических углеводородов, в частности к способу получения пара-ксилола путем каталитической конверсии смеси толуола и синтез-газа. The invention relates to organic chemistry, and in particular to methods for producing cyclic hydrocarbons, in particular to a method for producing para-xylene by catalytic conversion of a mixture of toluene and synthesis gas.
Известен способ получения смесей ксилолов из толуола и синтез-газа. Смесь толуола и синтез-газа превращают в ксилолы на катализаторе, состоящем из цеолита КХ (или К-13Х) и хромита цинка (Zn 0311 или Zn 0312). Температура процесса: составляет 250-650oC, давление от атмосферного до 1050 атм [1]. Недостатками этого способа являются низкие селективность и выход п-ксилола.A known method of producing mixtures of xylenes from toluene and synthesis gas. A mixture of toluene and synthesis gas is converted to xylenes on a catalyst consisting of KX zeolite (or K-13X) and zinc chromite (Zn 0311 or Zn 0312). Process temperature: is 250-650 o C, pressure from atmospheric to 1050 atm [1]. The disadvantages of this method are the low selectivity and yield of p-xylene.
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения п-ксилола из алкилароматических углеводородов путем их алкилирования смесью H2, CO(CO2) на каталитических системах, состоящих из металлоксидного компонента (оксиды меди, цинка и алюминия или хрома) и алюмосиликата в кристаллической или аморфной форме [2] . Согласно выбранному прототипу процесс проводят при температуре 200-400oC, давлении 1-200 атм и мольных отношениях H2CO и CO2/CO, равных 1-5 и 0,01-1 соответственно.Closest to the proposed is a method for producing p-xylene from alkyl aromatic hydrocarbons by alkylating them with a mixture of H 2 , CO (CO 2 ) on catalytic systems consisting of a metal oxide component (oxides of copper, zinc and aluminum or chromium) and aluminosilicate in crystalline or amorphous form [2]. According to the selected prototype, the process is carried out at a temperature of 200-400 o C, a pressure of 1-200 atm and a molar ratio of H 2 CO and CO 2 / CO equal to 1-5 and 0.01-1, respectively.
Основным недостатком данного способа является низкая селективность катализатора по образующемуся п-ксилолу при невысокой конверсии толуола и CO (CO2).The main disadvantage of this method is the low selectivity of the catalyst for the resulting p-xylene at a low conversion of toluene and CO (CO 2 ).
Задачей настоящего изобретения является увеличение селективности катализатора по п-ксилолу. The objective of the present invention is to increase the selectivity of the catalyst for p-xylene.
Поставленная задача решается двумя вариантами способа:
- для получения п-ксилола из толуола и синтез-газа используют катализатор, состоящий из цеолита типа ZSM-5, модифицированного соединениями кремния и магния, и металлоксидного компонента, содержащего, мас.%: Zn0 65-70; Cr2O3 29-34; W2O3 1 при массовом соотношении цеолита и металлоксидного компонента в катализаторе, равном 30-70 и 70-30 соответственно, и процесс проводят при температуре 380-440oC, весовой скорости подачи толуола 1-3 ч-1 и объемной скорости подачи синтез-газа 1000-10000 ч-1.The problem is solved in two ways:
- to obtain p-xylene from toluene and synthesis gas, a catalyst is used consisting of a ZSM-5 type zeolite modified with silicon and magnesium compounds and a metal oxide component containing, wt.%: Zn0 65-70; Cr 2 O 3 29-34; W 2 O 3 1 with a mass ratio of zeolite and metal oxide component in the catalyst equal to 30-70 and 70-30, respectively, and the process is carried out at a temperature of 380-440 o C, a weight feed rate of toluene 1-3 h -1 and a volumetric feed rate synthesis gas 1000-10000 h -1 .
Задача решается также тем, что цеолит содержит соединения кремния и магния в количестве, мас.%: 1-3 и 4-15 соответственно. The problem is also solved by the fact that the zeolite contains silicon and magnesium compounds in an amount, wt.%: 1-3 and 4-15, respectively.
Вторым вариантом способа является то, что
- для получения п-ксилола из толуола и синтез-газа используют катализатор, состоящий из цеолита типа ZSM-5, модифицированного соединениями кремния и магния, и металлоксидного компонента, содержащего, мас.%: ZnO 65-70; Cr2O3 29-34; W2O5 1, при массовом соотношении цеолита и металлоксидного компонента в катализаторе, равном 30-70 и 70-30 соответственно, и процесс проводят при температуре 380-440oC, весовой скорости подачи толуола 1-3 ч-1 и объемной скорости подачи синтез-газа 1000-10000 ч-1 в проточно-циркуляционной системе с охлаждением газового потока после реактора, отделением сконденсировавшихся продуктов реакции и подачей части газового потока на рецикл.The second variant of the method is that
- to obtain p-xylene from toluene and synthesis gas, a catalyst is used consisting of a ZSM-5 type zeolite modified with silicon and magnesium compounds and a metal oxide component containing, wt.%: ZnO 65-70; Cr 2 O 3 29-34; W 2 O 5 1, with a mass ratio of zeolite and metal oxide component in the catalyst equal to 30-70 and 70-30, respectively, and the process is carried out at a temperature of 380-440 o C, a weight feed rate of toluene 1-3 h -1 and space velocity the supply of synthesis gas 1000-10000 h -1 in the flow-circulation system with cooling the gas stream after the reactor, separating the condensed reaction products and feeding part of the gas stream for recycling.
Задача решается также тем, что цеолит содержит соединения кремния и магния в количестве, мас.%: 1-3 и 4-15 соответственно. The problem is also solved by the fact that the zeolite contains silicon and magnesium compounds in an amount, wt.%: 1-3 and 4-15, respectively.
Отличительными признаками изобретения являются:
а) в способе используют катализатор, в состав которого входит в качестве кристаллического алюмосиликата высококремнеземистый цеолит типа ZSM-5, модифицированный соединениями кремния и магния,
б) в качестве металлоксидного компонента используют композицию оксидов металлов, содержащую, мас.%: Zn0 65-70; Cr2O3 29-34; W2O5 1,
в) процесс проводят в проточно-циркуляционной системе с охлаждением газового потока после реактора, отделением сконденсировавшихся продуктов реакции и подачей части газового потока на рецикл,
г) массовое соотношение цеолита и металлоксидного компонента в катализаторе равно 30 - 70 и 70 - 30 соответственно,
д) процесс проводят при температуре 380-440oC, весовой скорости подачи толуола 1-3 ч-1 и объемной скорости подачи синтез-газа 1000-10000 ч-1.Distinctive features of the invention are:
a) the method uses a catalyst, the composition of which is included as crystalline aluminosilicate high-silica zeolite type ZSM-5, modified by compounds of silicon and magnesium,
b) as a metal oxide component, a metal oxide composition is used, containing, wt.%: Zn0 65-70; Cr 2 O 3 29-34; W 2 O 5 1,
c) the process is carried out in a flow-circulation system with cooling the gas stream after the reactor, separating the condensed reaction products and supplying part of the gas stream for recycling,
g) the mass ratio of zeolite and metal oxide component in the catalyst is 30 - 70 and 70 - 30, respectively,
d) the process is carried out at a temperature of 380-440 o C, the weighted feed rate of toluene 1-3 h -1 and the volumetric feed rate of synthesis gas 1000-10000 h -1 .
е) цеолит содержит соединения кремния и магния в количестве, мас.%: 1-3 и 4-15 соответственно. e) the zeolite contains silicon and magnesium compounds in the amount, wt.%: 1-3 and 4-15, respectively.
Использование металлоксидного компонента катализатора позволяет синтезировать метанол из газовых смесей, содержащих CO, CO2 и H2, который на цеолитном компоненте катализатора алкилирует ароматическое кольцо толуола с образованием ксилолов. Применение в качестве цеолитного компонента высококремнеземистого цеолита типа ZSM-5, имеющего канальную структуру кристаллов, способствует образованию в каналах цеолита параизомера ксилолов, а модификация внешней поверхности кристаллов цеолита соединениями кремния и магния препятствует протеканию реакций изомеризации п-ксилола в мета- и ортоизомеры. Заявляемые в изобретении количества введенных в цеолит кремния и магния подобраны экспериментально. Использование в процессе в качестве катализатора только металлоксидного компонента или цеолита типа ZSM-5, модифицированного кремнием и магнием, не позволяет достичь изложенных в изобретении результатов. Именно комбинация в катализаторе металлоксидного компонента и цеолита типа ZSM-5, модифицированного кремнием и магнием, ускоряет протекание химических превращений толуола и синтез-газа в направлении образования п-ксилола. Дезактивация активных центров коксообразования на внешней поверхности цеолита путем его модификации соединениями кремния и магния, а также использование в катализаторе металлоксидного компонента, активного в реакциях гидрирования ненасыщенных соединений - предшественников кокса, в сочетании с повышенным давлением и восстановительной реакционной средой способствуют высокой стабильности работы используемых в изобретении катализаторов. Варьирование экспериментальным путем массового соотношения между цеолитом и металлоксидной композицией от 30/70 до 70/30 позволяет изменять время контакта исходных реагентов с составными частями катализатора и влиять на селективность процесса. Все использованные в изобретении катализаторы приготовлены по известным методикам.The use of the metal oxide component of the catalyst allows the synthesis of methanol from gas mixtures containing CO, CO 2 and H 2 , which on the zeolite component of the catalyst alkylates the aromatic ring of toluene with the formation of xylenes. The use of a high-silica zeolite of the ZSM-5 type, having a channel crystal structure, as a zeolite component promotes the formation of xylene paraisomer in the zeolite channels, and the modification of the outer surface of zeolite crystals with silicon and magnesium compounds prevents p-xylene isomerization reactions to meta and ortho isomers. The inventive amounts of silicon and magnesium introduced into the zeolite are selected experimentally. The use in the process as a catalyst of only a metal oxide component or zeolite type ZSM-5, modified with silicon and magnesium, does not allow to achieve the results set forth in the invention. It is the combination of a metal oxide component and a ZSM-5 type zeolite modified with silicon and magnesium in the catalyst that accelerates the chemical transformations of toluene and synthesis gas in the direction of p-xylene formation. The deactivation of the active centers of coke formation on the outer surface of the zeolite by modifying it with silicon and magnesium compounds, as well as the use of a metal oxide component active in hydrogenation reactions of unsaturated compounds - coke precursors in combination with increased pressure and a reducing reaction medium contribute to the high stability of the work used in the invention catalysts. Varying experimentally the mass ratio between the zeolite and the metal oxide composition from 30/70 to 70/30 allows you to change the contact time of the starting reagents with the components of the catalyst and affect the selectivity of the process. All the catalysts used in the invention were prepared according to known methods.
Выбор условий проведения процесса получения п-ксилола из толуола и синтез-газа обусловлен следующими факторами. Нижний предел температуры - 380oC является пределом минимальной каталитической активности используемых катализаторов в превращении сырья, верхняя граница температуры (440oC) связана с ухудшением термической стабильности металлоксидного компонента катализатора. Повышенное давление необходимо для более глубокого превращения синтез-газа и толуола, а расходные показатели по толуолу и синтез-газу определяются активностью используемого катализатора. Состав исходного синтез-газа может меняться в широких пределах - от 50 до 80 мол.% H2, остальное - CO и/или CO2.The choice of conditions for the process of obtaining p-xylene from toluene and synthesis gas is due to the following factors. The lower temperature limit of 380 o C is the limit of the minimum catalytic activity of the used catalysts in the conversion of raw materials, the upper temperature limit (440 o C) is associated with a deterioration in the thermal stability of the metal oxide component of the catalyst. Increased pressure is necessary for a deeper conversion of the synthesis gas and toluene, and the flow rates for toluene and synthesis gas are determined by the activity of the catalyst used. The composition of the initial synthesis gas can vary within wide limits - from 50 to 80 mol.% H 2 , the rest is CO and / or CO 2 .
В другом варианте для повышения селективности катализатора используют циркуляцию газового потока через реактор с удалением образовавшихся продуктов из циркуляционного контура. Эффект воздействия принудительной циркуляции с охлаждением газового потока после реактора на протекание реакций заключается в том, что при каждом рецикле газового потока через реактор создается малое время контакта исходного сырья с катализатором, что способствует образованию первичных продуктов алкилирования, а именно п-ксилола, и исключает протекание вторичных превращений образовавшегося п-ксилола по реакциям изомеризации, алкилирования и коксообразования. Охлаждение циркулирующего газа и отделение сконденсировавшихся продуктов от газа в сепараторе препятствует дальнейшему контакту образовавшегося п-ксилола с катализатором. Вследствие того, что исходный толуол обладает значительно более высокой летучестью по сравнению с п-ксилолом, экспериментально подбираются такие условия конденсации продуктов, при которых часть толуола остается в циркуляционном газе и поступает в реактор для повторного алкилирования в п-ксилол. Поступающий на алкилирование исходный синтез-газ смешивается с циркуляционным газом и на металлоксидном компоненте превращается в метанол, который далее на модифицированном цеолите алкилирует толуол с образованием п-ксилола. Низкая степень превращения исходного синтез-газа за каждый проход через реактор обеспечивает в слое катализатора высокое мольное отношение толуола к образовавшемуся метанолу, что способствует протеканию только реакций моноалкилирования толуола. В результате многократного прохождения синтез-газа через реактор достигается высокая конверсия CO в целевой продукт, а удаление из рецикла образующейся в процессе воды подавляет побочное превращение CO в CO2 по реакции водяного газа. Неконденсируемые продукты превращения синтез-газа и толуола постоянно удаляются из циркуляционного контура пропорционально их образованию.In another embodiment, to increase the selectivity of the catalyst, circulation of the gas stream through the reactor is used to remove the formed products from the circulation loop. The effect of forced circulation with cooling of the gas stream after the reactor on the course of reactions is that with each recycle of the gas stream through the reactor, a short contact time of the feedstock with the catalyst is created, which contributes to the formation of primary alkylation products, namely p-xylene, and eliminates the occurrence of secondary transformations of the resulting p-xylene by the reactions of isomerization, alkylation and coke formation. The cooling of the circulating gas and the separation of the condensed products from the gas in the separator prevents further contact of the resulting p-xylene with the catalyst. Due to the fact that the initial toluene has a significantly higher volatility compared to p-xylene, such conditions of condensation of products are experimentally selected that a part of the toluene remains in the circulating gas and enters the reactor for re-alkylation in p-xylene. The initial synthesis gas supplied to the alkylation is mixed with the circulating gas and converted to methanol on the metal oxide component, which then alkylates toluene on the modified zeolite to form p-xylene. The low degree of conversion of the initial synthesis gas for each pass through the reactor provides a high molar ratio of toluene to the methanol formed in the catalyst bed, which only leads to toluene monoalkylation reactions. As a result of repeated passage of synthesis gas through the reactor, a high conversion of CO to the target product is achieved, and the removal of water generated in the process from the recycle suppresses the side conversion of CO to CO 2 by the reaction of water gas. Non-condensable synthesis gas and toluene conversion products are constantly removed from the circulation circuit in proportion to their formation.
В итоге применение метода циркуляции с выделением жидких продуктов реакции позволяет увеличить не только селективность катализатора по первичным продуктам (в данном случае п-ксилолу), но и повысить выход п-ксилола на поданный толуол. As a result, the application of the circulation method with the release of liquid reaction products allows us to increase not only the selectivity of the catalyst for primary products (in this case p-xylene), but also increase the yield of p-xylene on the toluene fed.
Основными продуктами алкилирования толуола синтез-газом в заявляемом способе являются ксилолы с высоким содержанием в них пара-изомера, побочными углеводородными продуктами являются парафины C1-C4, этилтолуолы, триметилбензолы и этилксилолы. Тетраметилбензолы и другие алкилароматические углеводороды практически отсутствуют в продуктах реакции. Побочными продуктами превращения синтез-газа являются в основном H2O и немного CO2, количество которых пропорционально количеству превращенного синтез-газа. Содержание метанола и диметилового эфира в продуктах реакции составляет менее 1 мас.% от суммы всех образованных продуктов.The main products of the alkylation of toluene with synthesis gas in the claimed method are xylenes with a high content of para-isomers, by-products of hydrocarbons are C 1 -C 4 paraffins, ethyl toluenes, trimethylbenzenes and ethyl xylene. Tetramethylbenzenes and other alkyl aromatic hydrocarbons are practically absent in the reaction products. By-products of the conversion of synthesis gas are mainly H 2 O and a little CO 2 , the amount of which is proportional to the amount of converted synthesis gas. The content of methanol and dimethyl ether in the reaction products is less than 1 wt.% Of the sum of all formed products.
Промышленная применимость заявляемого способа иллюстрируется примерами 2-12, пример 1 - прототип. В примерах 2-12 процесс осуществляли в проточно-циркуляционной системе с охлаждением газового потока после реактора, отделением сконденсировавшихся продуктов реакции и подачей части газового потока на рецикл, в примерах 1 (прототип), 13 и 14 контактирование катализатора с исходной смесью толуола и синтез-газа проводилось в проточных условиях без циркуляции газового потока. Industrial applicability of the proposed method is illustrated by examples 2-12, example 1 is a prototype. In examples 2-12, the process was carried out in a flow-circulation system with cooling the gas stream after the reactor, separating the condensed reaction products and feeding part of the gas stream to recycling, in examples 1 (prototype), 13 and 14, the catalyst was contacted with the initial mixture of toluene and synthesis gas was carried out under flowing conditions without circulation of the gas stream.
Пример 1 (прототип). Металлоксидный компонент, содержащий 41,5 мас.% меди, 14,1 мас. % цинка и 5,0 мас.% алюминия и пропитанный борной кислотой, смешали с порошком алюмосиликата в объемном соотношении 1:1. Полученный комбинированный катализатор обработали газообразной смесью, содержащей 2% H2 и 98% N2, при температуре 220oC в течений 16 ч и использовали для конверсии толуола и синтез-газа (68 мол. % H2, 26 мол.% CO и 6 мол.% CO2). Условия проведения и основные показатели процесса представлены в таблице.Example 1 (prototype). A metal oxide component containing 41.5 wt.% Copper, 14.1 wt. % zinc and 5.0 wt.% aluminum and impregnated with boric acid were mixed with aluminosilicate powder in a volume ratio of 1: 1. The resulting combined catalyst was treated with a gaseous mixture containing 2% H 2 and 98% N 2 at a temperature of 220 ° C. for 16 hours and was used to convert toluene and synthesis gas (68 mol% H 2 , 26 mol% CO and 6 mol.% CO 2 ). The conditions and main indicators of the process are presented in the table.
Пример 2. Смесь толуола и синтез-газа (66 мол.% H2, 33 мол.% CO и 1 мол. % CH4) контактирует с катализатором, состоящим из цеолита HZSM-5 (мольное отношение SiO2:Al2O3=70), обработанного растворами тетраэтоксисилана и ацетата магния, и металлоксидного компонента, содержащего оксиды металлов в массовом соотношении ZnO : Cr2O3 : W2O5 = 70 : 29 : 1. Содержание введенных в цеолит элементов составило 2 мас.% Si и 10 мас.% Mg. Массовое соотношение в катализаторе (N 3) между металлоксидным компонентом и цеолитом равно 40/60. Условия проведения и основные показатели процесса представлены в таблице.Example 2. A mixture of toluene and synthesis gas (66 mol.% H 2 , 33 mol.% CO and 1 mol.% CH 4 ) is contacted with a catalyst consisting of zeolite HZSM-5 (molar ratio of SiO 2 : Al 2 O 3 = 70), treated with solutions of tetraethoxysilane and magnesium acetate, and a metal oxide component containing metal oxides in a mass ratio of ZnO: Cr 2 O 3 : W 2 O 5 = 70: 29: 1. The content of elements introduced into the zeolite was 2 wt.% Si and 10 wt.% Mg. The mass ratio in the catalyst (N 3) between the metal oxide component and the zeolite is 40/60. The conditions and main indicators of the process are presented in the table.
Пример 3. Смесь толуола и синтез-газа (66 мол.% H2, 33 мол.% CO и 1 мол. % CH4 контактирует с катализатором, состоящим из цеолита HZSM-5 (мольное отношение SiO2: Al2O3= 70), обработанного растворами тетраэтоксисилана и ацетата магния, и металлоксидного компонента, содержащего оксиды металлов в массовом соотношении Zn0 : Cr2O3 : W2O5 = 70 : 29 : 1. Содержание введенных в цеолит элементов составило 1 мас.% Si и 4 мас.% Mg. Массовое соотношение в катализаторе (N 1) между металлоксидным компонентом и цеолитом равно 70/30. Условия проведения и основные показатели процесса представлены в таблице.Example 3. A mixture of toluene and synthesis gas (66 mol.% H 2 , 33 mol.% CO and 1 mol.% CH 4 is contacted with a catalyst consisting of zeolite HZSM-5 (molar ratio SiO 2 : Al 2 O 3 = 70), treated with solutions of tetraethoxysilane and magnesium acetate, and a metal oxide component containing metal oxides in a mass ratio of Zn0: Cr 2 O 3 : W 2 O 5 = 70: 29: 1. The content of elements introduced into the zeolite was 1 wt.% Si and 4 wt.% Mg. The mass ratio in the catalyst (N 1) between the metal oxide component and the zeolite is 70/30. Lena in the table.
Примеры 4-7. Смесь толуола и синтез-газа (66 мол.% H2, 33 мол.% CO и 1 мол. % CH4) контактирует с катализатором, состоящим из цеолита HZSM-5 (мольное отношение SiO2:Al2O3=70), обработанного растворами тетраэтоксисилана и ацетата магния, и металлоксидного компонента, содержащего оксиды металлов в массовом соотношении Zn0 : Cr2O3 : W2O5 = 65 : 34 : 1. Содержание введенных в цеолит элементов составило 2 мас.% Si и 10 мас.% Mg. Массовое соотношение в катализаторе (N 4) между металлоксидным компонентом и цеолитом равно 30/70. Условия проведения и основные показатели процесса представлены в таблице.Examples 4-7. A mixture of toluene and synthesis gas (66 mol% H 2 , 33 mol% CO and 1 mol% CH 4 ) is contacted with a catalyst consisting of HZSM-5 zeolite (molar ratio SiO 2 : Al 2 O 3 = 70) treated with solutions of tetraethoxysilane and magnesium acetate, and a metal oxide component containing metal oxides in a mass ratio of Zn0: Cr 2 O 3 : W 2 O 5 = 65: 34: 1. The content of elements introduced into the zeolite was 2 wt.% Si and 10 wt. .% Mg. The mass ratio in the catalyst (N 4) between the metal oxide component and the zeolite is 30/70. The conditions and main indicators of the process are presented in the table.
Пример 8. Смесь толуола и синтез-газа (66 мол.% H2, 33 мол.% CO и 1 мол. % CH4) контактирует с катализатором, состоящим из цеолита HZSM-5 (мольное соотношение SiO2: Al2O3= 70), обработанного растворами тетраэтоксисилана и ацетата магния, и металлоксидного компонента, содержащего оксиды металлов в массовом соотношении ZnO : Cr2O3 : W2O5 = 65 : 34 : 1. Содержание введенных в цеолит элементов составило 2 мас.% Si и 10 мас.% Mg. Массовое соотношение в катализаторе (N 3) между металлоксидным компонентом и цеолитом равно 40/60. Условия проведения и основные показатели процесса представлены в таблице.Example 8. A mixture of toluene and synthesis gas (66 mol.% H 2 , 33 mol.% CO and 1 mol.% CH 4 ) is contacted with a catalyst consisting of zeolite HZSM-5 (molar ratio of SiO 2 : Al 2 O 3 = 70), treated with solutions of tetraethoxysilane and magnesium acetate, and a metal oxide component containing metal oxides in a mass ratio of ZnO: Cr 2 O 3 : W 2 O 5 = 65: 34: 1. The content of elements introduced into the zeolite was 2 wt.% Si and 10 wt.% Mg. The mass ratio in the catalyst (N 3) between the metal oxide component and the zeolite is 40/60. The conditions and main indicators of the process are presented in the table.
Примеры 9-10. Смесь толуола и синтез-газа (66 мол.% H2, 33 мол.% CO и 1 мол. % CH4) контактирует с катализатором, состоящим из цеолита HZSM-5 (мольное соотношение SiO2:Al2O3=70), обработанного растворами тетраэтоксисилана и ацетата магния, и металлоксидного компонента, содержащего оксиды металлов в массовом соотношении ZnO : Cr2O3 : W2O5 = 66 : 33 : 1. Содержание введенных в цеолит элементов составило 2 мас.% Si и 10 мас.% Mg. Массовое соотношение в катализаторе (N 2) между металлоксидным компонентом и цеолитом равно 50/50. Условия проведения и основные показатели процесса представлены в таблице.Examples 9-10. A mixture of toluene and synthesis gas (66 mol% H 2 , 33 mol% CO and 1 mol% CH 4 ) is contacted with a catalyst consisting of HZSM-5 zeolite (molar ratio of SiO 2 : Al 2 O 3 = 70) treated with solutions of tetraethoxysilane and magnesium acetate, and a metal oxide component containing metal oxides in a mass ratio of ZnO: Cr 2 O 3 : W 2 O 5 = 66: 33: 1. The content of elements introduced into the zeolite was 2 wt.% Si and 10 wt. .% Mg. The mass ratio in the catalyst (N 2) between the metal oxide component and the zeolite is 50/50. The conditions and main indicators of the process are presented in the table.
Примеры 11-12. Смесь толуола и синтез-газа (66 мол.% H2, 33 мол.% CO и 1 мол. % CH4) контактирует с катализатором, состоящим из цеолита HZSM-5 (мольное соотношение SiO2:Al2O3=70), обработанного растворами тетраэтоксисилана и ацетата магния, и металлоксидного компонента, содержащего оксиды металлов в массовом соотношении ZnO : Cr2O3 : W2O5 = 66 : 33 : 1. Содержание введенных в цеолит элементов составило 2 мас.% Si и 10 мас.% Mg. Массовое соотношение в катализаторе (N 4) между металлоксидным компонентом и цеолитом равно 30/70. Условия проведения и основные показатели процесса представлены в таблице.Examples 11-12. A mixture of toluene and synthesis gas (66 mol% H 2 , 33 mol% CO and 1 mol% CH 4 ) is contacted with a catalyst consisting of HZSM-5 zeolite (molar ratio of SiO 2 : Al 2 O 3 = 70) treated with solutions of tetraethoxysilane and magnesium acetate, and a metal oxide component containing metal oxides in a mass ratio of ZnO: Cr 2 O 3 : W 2 O 5 = 66: 33: 1. The content of elements introduced into the zeolite was 2 wt.% Si and 10 wt. .% Mg. The mass ratio in the catalyst (N 4) between the metal oxide component and the zeolite is 30/70. The conditions and main indicators of the process are presented in the table.
Пример 13. Смесь толуола и синтез-газа (66 мол.% H2, 33 мол.% CO и 1 мол. % CH4) контактирует с катализатором, состоящим из цеолита HZSM-5 (мольное соотношение SiO2:Al2O3=70), обработанного растворами тетраэтоксисилана и ацетата магния, и металлоксидного компонента, содержащего оксиды металлов в массовом соотношении ZnO : Cr2O3 : W2O5 = 65 : 34 : 1. Содержание введенных в цеолит элементов составило 2 мас.% Si и 10 мас.% Mg. Массовое соотношение в катализаторе (N 4) между металлоксидным компонентом и цеолитом равно 30/70. Условия проведения и основные показатели процесса представлены в таблице.Example 13. A mixture of toluene and synthesis gas (66 mol.% H 2 , 33 mol.% CO and 1 mol.% CH 4 ) is contacted with a catalyst consisting of zeolite HZSM-5 (molar ratio of SiO 2 : Al 2 O 3 = 70), treated with solutions of tetraethoxysilane and magnesium acetate, and a metal oxide component containing metal oxides in a mass ratio of ZnO: Cr 2 O 3 : W 2 O 5 = 65: 34: 1. The content of elements introduced into the zeolite was 2 wt.% Si and 10 wt.% Mg. The mass ratio in the catalyst (N 4) between the metal oxide component and the zeolite is 30/70. The conditions and main indicators of the process are presented in the table.
Пример 14. Смесь толуола и синтез-газа (66 мол.% H2, 33 мол.% CO и 1 мол. % CH4) контактирует с катализатором, состоящим из цеолита HZSM-5 (мольное соотношение SiO2:Al2O3=70), обработанного растворами тетраэтоксисилана и ацетата магния, и металлоксидного компонента, содержащего оксиды металлов в массовом соотношении ZnO : Cr12O3 : W2O5 = 65 : 34 : 1. Содержание введенных в цеолит элементов составило 2 мас.% Si и 10 мас.% Mg. Массовое соотношение в катализаторе (N 1) между металлоксидным компонентом и цеолитом равно 70/30. Условия проведения и основные показатели процесса представлены в таблице.Example 14. A mixture of toluene and synthesis gas (66 mol% H 2 , 33 mol% CO and 1 mol% CH 4 ) is contacted with a catalyst consisting of HZSM-5 zeolite (molar ratio SiO 2 : Al 2 O 3 = 70), treated with solutions of tetraethoxysilane and magnesium acetate, and a metal oxide component containing metal oxides in a mass ratio of ZnO: Cr 12 O 3 : W 2 O 5 = 65: 34: 1. The content of elements introduced into the zeolite was 2 wt.% Si and 10 wt.% Mg. The mass ratio in the catalyst (N 1) between the metal oxide component and the zeolite is 70/30. The conditions and main indicators of the process are presented in the table.
Приведенные в изобретении примеры 2-14 показывают, что поставленная задача - увеличение селективности катализатора по п-ксилолу решается с помощью отличительных признаков, изложенных в обоих вариантах формулы изобретения. The examples 2-14 shown in the invention show that the task is to increase the selectivity of the catalyst for p-xylene is solved using the distinguishing features set forth in both variants of the claims.
Claims (4)
ZnO - 65 - 70
Cr2O3 - 29 - 34
W2O5 - 1
при массовом соотношении цеолита и металлоксидного компонента в катализаторе, равном 30 - 70 и 70 - 30 соответственно, процесс проводят при температуре 380 - 440oC, весовой скорости подачи толуола 1 - 3 ч-1 и объемной скорости подачи синтез-газа 1000 - 10000 ч-1.1. The method of producing p-xylene from a mixture of toluene and synthesis gas by contacting the feedstock in the gas phase with a catalyst containing crystalline aluminosilicate and a metal oxide component at elevated temperature and overpressure, characterized in that ZSM type zeolite is used as crystalline aluminosilicate - 5, modified by compounds of silicon and magnesium, and a metal oxide component containing, by weight. %:
ZnO - 65 - 70
Cr 2 O 3 - 29 - 34
W 2 O 5 - 1
when the mass ratio of zeolite and metal oxide component in the catalyst is equal to 30 - 70 and 70 - 30, respectively, the process is carried out at a temperature of 380 - 440 o C, a weight feed rate of toluene of 1 - 3 h -1 and a volume flow rate of synthesis gas of 1000 - 10000 h -1 .
ZnO - 65 - 70
Cr2O3 - 29 - 34
W2O5 - 1
при массовом соотношении цеолита и металлоксидного компонента в катализаторе, равном 30 - 70 и 70 - 30 соответственно, процесс проводят при температуре 380 - 440oC, весовой скорости подачи толуола 1 - 3 ч-1 и объемной скорости подачи синтез-газа 1000 - 10000 ч-1 в проточно-циркуляционной системе с охлаждением газового потока после реактора, отделением сконденсировавшихся продуктов реакции и подачей части газового потока на рецикл.3. A method of producing p-xylene from a mixture of toluene and synthesis gas by contacting the feedstock in the gas phase with a catalyst containing crystalline aluminosilicate and a metal oxide component at elevated temperature and overpressure, characterized in that ZSM type zeolite is used as crystalline aluminosilicate -5, modified by compounds of silicon and magnesium, and a metal oxide component containing, wt.%:
ZnO - 65 - 70
Cr 2 O 3 - 29 - 34
W 2 O 5 - 1
when the mass ratio of zeolite and metal oxide component in the catalyst is equal to 30 - 70 and 70 - 30, respectively, the process is carried out at a temperature of 380 - 440 o C, a weight feed rate of toluene of 1 - 3 h -1 and a volume flow rate of synthesis gas of 1000 - 10000 h -1 in the flow-circulation system with cooling the gas stream after the reactor, separating the condensed reaction products and feeding part of the gas stream for recycling.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96123908/04A RU2115644C1 (en) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | Method of producing p-xylene and synthesis gas (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96123908/04A RU2115644C1 (en) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | Method of producing p-xylene and synthesis gas (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2115644C1 true RU2115644C1 (en) | 1998-07-20 |
| RU96123908A RU96123908A (en) | 1999-02-10 |
Family
ID=20188302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96123908/04A RU2115644C1 (en) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | Method of producing p-xylene and synthesis gas (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2115644C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2676086C1 (en) * | 2018-03-19 | 2018-12-26 | Олег Петрович Андреев | Method for preparing universal bifunctional catalyst to convert synthesis gas and hydrocarbons to gasoline fractions |
-
1996
- 1996-12-16 RU RU96123908/04A patent/RU2115644C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2676086C1 (en) * | 2018-03-19 | 2018-12-26 | Олег Петрович Андреев | Method for preparing universal bifunctional catalyst to convert synthesis gas and hydrocarbons to gasoline fractions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4159282A (en) | Xylene isomerization | |
| US3856873A (en) | Xylene isomerization | |
| RU2525122C2 (en) | Method of alkylation of benzene with isopropyl alcohol or mixture of isopropyl alcohol and propylene | |
| Kaeding et al. | Shape-selective reactions with zeolite catalysts: VI. Alkylation of benzene with propylene to produce cumene | |
| US5750814A (en) | Process for the alkylation of aromatics | |
| EP0202752A1 (en) | Alkylation process | |
| US5258563A (en) | Process for the production of benzene from light hydrocarbons | |
| US4490570A (en) | Method for para selective alkylation employing silicalite catalysts | |
| AU745785B2 (en) | Process to alkylate an aromatic with a dilute stream comprising propylene and ethylene | |
| EP0014545A1 (en) | Method of preparing a zeolitic catalyst composition of improved shape selectivity and thermal stability, and use thereof in catalytic hydrocarbon conversion process | |
| EP0012570B1 (en) | Selective reaction of 1,4-disubstituted benzene compounds | |
| US4489214A (en) | Production of ortho-suppressed dialkyl benzenes | |
| EP0950650B1 (en) | Process for the preparation of 2,6 dimethylnaphthalene | |
| WO1982001866A1 (en) | Methanol conversion to hydrocarbons with zeolites and co-catalysts | |
| RU2115644C1 (en) | Method of producing p-xylene and synthesis gas (versions) | |
| US20050137437A1 (en) | Continuous preparation of 4,4'-diisopropylbiphenyl | |
| JPH04230226A (en) | Cyclization of contact alkenyl benzene | |
| EP0671212B1 (en) | Method of partial dealuminization of zeolitic catalyst | |
| CA2323305C (en) | Process for the preparation of 2,6-dimethylnaphthalene | |
| RU2119470C1 (en) | Method of synthesis-gas alkylation of aromatic hydrocarbons | |
| USRE30157E (en) | Xylene isomerization | |
| RU2114811C1 (en) | P-xylene production process (versions) | |
| CA1214449A (en) | Silica-modified catalyst and use for selective production of para-dialkyl substituted benzenes | |
| Innes et al. | p-Methylstyrene from toluene and acetaldehyde | |
| RU2056399C1 (en) | Method for producing benzene and xylenes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041217 |