RU2142931C1 - Method of processing of organic raw material and catalyst for its embodiment - Google Patents

Method of processing of organic raw material and catalyst for its embodiment Download PDF

Info

Publication number
RU2142931C1
RU2142931C1 RU99105725/04A RU99105725A RU2142931C1 RU 2142931 C1 RU2142931 C1 RU 2142931C1 RU 99105725/04 A RU99105725/04 A RU 99105725/04A RU 99105725 A RU99105725 A RU 99105725A RU 2142931 C1 RU2142931 C1 RU 2142931C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
boron trifluoride
section
catalyst
heteropoly compound
metal
Prior art date
Application number
RU99105725/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.В. Генин
Original Assignee
Генин Геннадий Владимирович
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 Генин Геннадий Владимирович filed Critical Генин Геннадий Владимирович
Priority to RU99105725/04A priority Critical patent/RU2142931C1/en
Priority to PCT/RU1999/000355 priority patent/WO2000058243A1/en
Priority to AU62345/99A priority patent/AU6234599A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2142931C1 publication Critical patent/RU2142931C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/14Phosphorus; Compounds thereof
    • B01J27/16Phosphorus; Compounds thereof containing oxygen, i.e. acids, anhydrides and their derivates with N, S, B or halogens without carriers or on carriers based on C, Si, Al or Zr; also salts of Si, Al and Zr
    • B01J27/18Phosphorus; Compounds thereof containing oxygen, i.e. acids, anhydrides and their derivates with N, S, B or halogens without carriers or on carriers based on C, Si, Al or Zr; also salts of Si, Al and Zr with metals other than Al or Zr
    • B01J27/1802Salts or mixtures of anhydrides with compounds of other metals than V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, e.g. phosphates, thiophosphates
    • B01J27/1811Salts or mixtures of anhydrides with compounds of other metals than V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, e.g. phosphates, thiophosphates with gallium, indium or thallium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/06Halogens; Compounds thereof
    • B01J27/08Halides
    • B01J27/12Fluorides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/14Phosphorus; Compounds thereof
    • B01J27/16Phosphorus; Compounds thereof containing oxygen, i.e. acids, anhydrides and their derivates with N, S, B or halogens without carriers or on carriers based on C, Si, Al or Zr; also salts of Si, Al and Zr
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/14Phosphorus; Compounds thereof
    • B01J27/16Phosphorus; Compounds thereof containing oxygen, i.e. acids, anhydrides and their derivates with N, S, B or halogens without carriers or on carriers based on C, Si, Al or Zr; also salts of Si, Al and Zr
    • B01J27/18Phosphorus; Compounds thereof containing oxygen, i.e. acids, anhydrides and their derivates with N, S, B or halogens without carriers or on carriers based on C, Si, Al or Zr; also salts of Si, Al and Zr with metals other than Al or Zr
    • B01J27/1802Salts or mixtures of anhydrides with compounds of other metals than V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, e.g. phosphates, thiophosphates
    • B01J27/1813Salts or mixtures of anhydrides with compounds of other metals than V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, e.g. phosphates, thiophosphates with germanium, tin or lead
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/02Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof

Abstract

FIELD: methods and catalysts for processing of organic raw materials. SUBSTANCE: organic raw material is processed in three-section reactor. Reactor includes section of boron trifluoride source, catalytic section and section of boron trifluoride absorbent. In section of boron trifluoride source, raw material flow in contact with metal tetra fluoroborate applied t porous carrier, and in section of boron trifluoride absorbent, flow of products of catalytic reaction comes in contact with boron fluoride applied to porous carrier and capable of absorption of boron trifluoride. In so doing, periodically, as metal tetrafluoroborate becomes decomposed in section of boron triflouride source and accumulation of metal tetrafluoroborate in section of boron trifluoride absorbent, inversion of functions of these sections of reactor is effected simultaneously with inversion of direction of flows of organic raw material and products of reaction. Used in process is catalyst whose active component is in form of catalytic complex applied to porous carrier and consisting of boron trifluoride and heteropoly compound in ratio of 0.1 to 0.5, preferably, from 0.5 to 2 in amount of 0.1 to 55 wt. %, preferably, from 2 to 30 wt.%. Heteropoly compound is produced from one or several oxides of elements of groups III, IV, V, VI and from one or several salts of metals with general formula (Me)x(XO4)y, where Me is metal of groups III and IV; x=1-2; y=2-3;X is sulfur or phosphorus taken in molar ratio of oxides to salts equalling 0.5 to 20, preferably, from 1.5 to 10, or from compounds forming said oxides and salts in preparation of heteropoly compounds. Composition of heteropoly compound in terms of oxides is described by empirical formula MekXmOn, where Me are elements taken from group including Ga, B, Al, Ti, Zr, Sn or their mixtures; X are elements taken from group including P, S or their mixtures; k=1-80; m=1-100 with heteropoly compound acidity determined by Hammet's scale within interval pKa from minus 5.6 to minus 12.7. EFFECT: higher yield of desired product and increased efficiency of catalyst. 24 cl, 11 tbl, 44 ex

Description

Настоящее изобретение относится к области каталитической химии, касающейся процессов переработки углеводородного и другого органического сырья нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Изобретение позволяет, используя комплекс кислотных катализаторов с трифторидом бора, проводить процессы превращения органических соединений с получением высокооктановых компонентов моторных топлив и ценного нефтехимического сырья. The present invention relates to the field of catalytic chemistry relating to processes for the processing of hydrocarbon and other organic raw materials from the refining and petrochemical industries. The invention allows, using a complex of acid catalysts with boron trifluoride, to carry out the processes of conversion of organic compounds to obtain high-octane components of motor fuels and valuable petrochemical feedstocks.

Уровень техники
Более 60 лет в промышленности применяются кислотные катализаторы в каталитических процессах превращения углеводородов и других органических соединений. Свыше 70% продукции нефтепереработки и нефтехимии производится с использованием кислотных катализаторов. Наиболее распространенными процессами являются: крекинг углеводородного сырья, алкилирование изопарафинов и соединений бензольного ряда, изомеризация углеводородов, полимеризация различных органических соединений. Заметна роль кислотного катализа в процессах риформинга и гидрокрекинга нефтяного сырья.
State of the art
For over 60 years, acid catalysts have been used in industry in catalytic processes for the conversion of hydrocarbons and other organic compounds. Over 70% of oil refining and petrochemicals are produced using acid catalysts. The most common processes are: cracking of hydrocarbons, alkylation of isoparaffins and benzene compounds, isomerization of hydrocarbons, polymerization of various organic compounds. The role of acid catalysis in the reforming and hydrocracking of petroleum feeds is noticeable.

Можно выделить два класса кислотных катализаторов, широко используемых в настоящее время: традиционные катализаторы Фриделя-Крафтса и гетерогенные кислотные катализаторы. Достоинством катализаторов Фриделя-Крафтса (галоиды бора, алюминия и других металлов, серная, фосфорная и фтористоводородная кислоты) является универсальность и чрезвычайно высокая активность. Данный класс катализаторов имеет широкую область применения и используется или может быть использован в процессах алкилирования, изомеризации, полимеризации и др. Классические катализа торы Фриделя-Крафтса, природа их действия и область применения подробно рассмотрены в книгах G.A.Olah "Friedel-Crafts Chemistry", Wiley Interscience, N.Y., 1973; G.A.Olah, G.K.S. Prakash, J. Sommer "Superacid", Wiley Interscience, N. Y., 1986. Two classes of acidic catalysts that are widely used at present can be distinguished: traditional Friedel-Crafts catalysts and heterogeneous acidic catalysts. The advantage of Friedel-Crafts catalysts (boron, aluminum and other metal halides, sulfuric, phosphoric and hydrofluoric acids) is versatility and extremely high activity. This class of catalysts has a wide field of application and is used or can be used in the processes of alkylation, isomerization, polymerization, etc. Classical Friedel-Crafts catalysts, the nature of their action and field of application are discussed in detail in GAOlah's books "Friedel-Crafts Chemistry", Wiley Interscience, NY, 1973; G.A. Olah, G.K.S. Prakash, J. Sommer "Superacid", Wiley Interscience, N. Y., 1986.

Вместе с тем традиционные катализаторы Фриделя-Крафтса имеют недостатки, которые затрудняют или делают невозможным их использование в современных процессах гетерогенного катализа. К таким недостаткам относится то, что в основном это летучие соединения, частично или полностью растворимые в реакционной смеси, а также значительный расход катализатора на единицу произведенной продукции; высокая токсичность, коррозионная агрессивность катализаторов; проблемы утилизации, регенерации отработанных катализаторов. At the same time, traditional Friedel-Crafts catalysts have drawbacks that make it difficult or impossible to use them in modern heterogeneous catalysis processes. Such disadvantages include the fact that these are mainly volatile compounds, partially or completely soluble in the reaction mixture, as well as a significant consumption of catalyst per unit of production; high toxicity, corrosiveness of catalysts; problems of utilization, regeneration of spent catalysts.

Известны каталитические свойства жидких комплексов льюисовских кислот, таких как трифторид бора, хлорид алюминия, хлорид галлия, хлорид циркония и т. д. с кислородсодержащими соединениями: серная, фосфорная кислота и т.д. Применение данных комплексов в процессах превращения органических веществ, в частности в процессах алкилирования, изомеризации и полимеризации, рассмотрено, например, в книге B.Brooks et al. "The Chemistry of Petroleum Hydrocarbons", N.Y., 1965. Достоинством каталитических комплексов льюисовских кислот и кислородсодержащих соединений является низкая растворимость комплексов в сырьевой смеси и продуктах реакции и, следовательно, относительно высокая стабильность химического состава катализаторов по сравнению с каталитическими комплексами, полученными на основе кислот Льюиса и других соединений со слабо выраженными электрон-акцепторными свойствами. The catalytic properties of Lewis acid liquid complexes are known, such as boron trifluoride, aluminum chloride, gallium chloride, zirconium chloride, etc. with oxygen-containing compounds: sulfuric, phosphoric acid, etc. The use of these complexes in the processes of conversion of organic substances, in particular in the processes of alkylation, isomerization and polymerization, is considered, for example, in the book of B. Brooks et al. "The Chemistry of Petroleum Hydrocarbons", NY, 1965. The advantage of catalytic complexes of Lewis acids and oxygen-containing compounds is the low solubility of the complexes in the feed mixture and reaction products and, consequently, the relatively high stability of the chemical composition of the catalysts compared to catalytic complexes based on acids Lewis and other compounds with weak electron-acceptor properties.

Переработка органических соединений с использованием каталитических комплексов кислородсодержащих соединений и трифторида бора включает в себя ряд стадий: синтез каталитического комплекса, насыщение кислородсодержащего соединения трифторидом бора; контактирование исходной смеси органических соединений с каталитическим комплексом; разделение каталитического комплекса и продуктов реакции; удаление трифторида бора из продуктов реакции; регенерацию трифторида бора и каталитического комплекса. Подробное описание процессов синтеза различных каталитических комплексов льюисовских кислот и кислородсодержащих соединений приведено в книге G.A.Olah "Friedel-Crafts Chemistry", Wiley Interscience, N. Y., 1973 и ряде патентов (Брит. патенты N 545,441; N 550,711; патенты США N 2,345,095; N 3,873,634; N 5,173,467). Контактирование сырья и катализатора в процессах с использованием жидких каталитических комплексов осуществляют, как правило, в аппаратах с перемешиванием, например, в автоклавах. После контактирования с жидким каталитическим комплексом продукты реакции и катализатор разделяют в отстойнике и направляют на очистку от трифторида бора. Известен ряд способов выделения трифторида бора из потока углеводородных продуктов. В процессах алкилирования удаление и регенерацию трифторида бора осуществляют на стадии фракционирования продуктов реакции (патент США N 4,992,616). После удаления основного количества трифторида бора рецикловый поток очищают от продуктов разложения трифторида бора на различных твердых адсорбентах, например оксиде алюминия. Для очистки от льюисовских кислот наиболее широко применяют процесс защелачивания продуктов реакции с образованием галоидов щелочных металлов, гидроокисей или растворимых соединений металлов (патент США N 5,173,467). Соответственно при таком способе выделения катализатор не может повторно применяться в процессе. Более совершенными являются процессы переработки органических веществ, предусматривающие возможность выделения льюисовских кислот из продуктов реакции, регенерацию и повторное их использование. В патенте США N 4,454,336 раскрыт способ извлечения трифторида бора при помощи твердых органических кислородсодержащих полимеров, например поливинилового спирта или поливинилацетата. При терморазложении комплекса поливинилового спирта и трифторида бора при 100-150oC под вакуумом или в токе инертного газа получают газообразный трифторид бора, который возвращают в процесс. В патенте США N 5,173,467 сообщается о возможном способе извлечения трифторида бора при помощи твердых оснований Льюиса, например фторида кальция, однако не приводятся конкретные примеры, иллюстрирующие применение данного способа извлечения трифторида бора. Применение жидких комплексов льюисовских кислот и кислородсодержащих соединений связано с рядом технологических трудностей, вытекающих из необходимости применять специальные устройства для разделения каталитического комплекса и продуктов реакции, очищать углеводородные продукты от избытка растворенной льюисовской кислоты и регенерировать катализатор.Processing of organic compounds using catalytic complexes of oxygen-containing compounds and boron trifluoride includes a number of stages: synthesis of a catalytic complex, saturation of an oxygen-containing compound with boron trifluoride; contacting the initial mixture of organic compounds with a catalytic complex; separation of the catalytic complex and reaction products; removal of boron trifluoride from reaction products; regeneration of boron trifluoride and catalytic complex. A detailed description of the synthesis processes of various catalytic complexes of Lewis acids and oxygen-containing compounds is given in GAOlah's book Friedel-Crafts Chemistry, Wiley Interscience, NY, 1973 and a number of patents (British Patents N 545,441; N 550,711; US Patents N 2,345,095; N 3,873,634; N, 5.173.467). The contacting of the feedstock and the catalyst in processes using liquid catalytic complexes is carried out, as a rule, in apparatuses with stirring, for example, in autoclaves. After contacting with the liquid catalytic complex, the reaction products and the catalyst are separated in a sump and sent for purification from boron trifluoride. A number of known methods for the isolation of boron trifluoride from a stream of hydrocarbon products. In alkylation processes, the removal and regeneration of boron trifluoride is carried out at the fractionation stage of the reaction products (US Pat. No. 4,992,616). After removal of the main amount of boron trifluoride, the recycle stream is purified from the decomposition products of boron trifluoride on various solid adsorbents, for example, aluminum oxide. To purify Lewis acids, the alkalization of reaction products with the formation of alkali metal halides, hydroxides or soluble metal compounds is most widely used (US Pat. No. 5,173,467). Accordingly, with this separation method, the catalyst cannot be reused in the process. The processes of processing organic substances are more advanced, providing for the possibility of isolating Lewis acids from reaction products, regeneration and their reuse. US Pat. No. 4,454,336 discloses a method for recovering boron trifluoride using solid organic oxygen-containing polymers, for example polyvinyl alcohol or polyvinyl acetate. When thermal decomposition of the complex of polyvinyl alcohol and boron trifluoride at 100-150 o C under vacuum or in an inert gas stream, gaseous boron trifluoride is obtained, which is returned to the process. US Pat. No. 5,173,467 teaches a possible process for recovering boron trifluoride using Lewis solid bases, for example calcium fluoride, but specific examples are not given to illustrate the use of this process for recovering boron trifluoride. The use of liquid complexes of Lewis acids and oxygen-containing compounds is associated with a number of technological difficulties arising from the need to use special devices to separate the catalytic complex and reaction products, purify hydrocarbon products from excess dissolved Lewis acid, and regenerate the catalyst.

Гетерогенные кислотные катализаторы, представляющие собой каталитические системы на основе цеолитов (сульфатированные оксиды переходных металлов, гетерополикислоты вольфрама и молибдена, ионообменные смолы и др.), получили широкое распространение в современных процессах кислотного катализа. Применение цеолитных катализаторов в процессах превращения органических соединений, природа их действия и область применения подробно рассмотрены в книге Дж. Рабо "Применение цеолитов в катализе", Москва, Мир, 1972, а так же в ряде запатентованных каталитических систем и процессов на их основе (патенты США N 3,251,902; N 3,549,557; N 3,655,813; N 3,893,942; N 4,992,615; патент Франции N 1,598,716; патент Германии N1118,181; авт. свид. СССР N 1622358). Heterogeneous acid catalysts, which are zeolite-based catalytic systems (sulfated oxides of transition metals, heteropoly acids of tungsten and molybdenum, ion-exchange resins, etc.), are widely used in modern acid catalysis processes. The use of zeolite catalysts in the processes of conversion of organic compounds, the nature of their action and the field of application are discussed in detail in the book by J. Rabo "The Use of Zeolites in Catalysis", Moscow, Mir, 1972, as well as in a number of patented catalytic systems and processes based on them (patents U.S. N 3,251,902; N 3,549,557; N 3,655,813; N 3,893,942; N 4,992,615; French patent N 1,598,716; German patent N1118,181; author certificate of the USSR N 1622358).

Применение сульфатированных оксидов металлов раскрывается в патентах Японии N 51-63386; N 57-3650; N 59-40056; N 59-6181; N 61-242461(A); патентах США N 3,251,902; N 3,655,813; N 4,377,721; N 4,423,267; N 5,025,094; N 5,182,247; N 5,321,197; N 5,629,257. Макросетчатые органические ионообменные смолы в катионной форме, как катализаторы алкилирования, описаны в патентах США N 3,855,342 и N 3,862,258. Бесспорными достоинствами катализаторов данного типа являются возможность применения в непрерывных гетерогенных процессах, их регенерируемость, а также экологичность процессов. Недостатками современных гетерогенных кислотных катализаторов и технологических процессов с их использованием являются низкая стабильность каталитического действия, особенно в случае сульфатированных оксидов металлов, и соответственно необходимость частой регенерации; низкая активность цеолитных и аналогичных систем, определяющая необходимость проведения процесса при повышенной температуре; ограничение по молекулярной массе углеводородного сырья, предопределенное особенностью микропористой структуры цеолитов и их аналогов, что сужает возможную область использования, а также высокая стоимость этих каталитических систем. The use of sulfated metal oxides is disclosed in Japanese Patents N 51-63386; N 57-3650; N 59-40056; N 59-6181; N 61-242461 (A); U.S. Patent Nos. 3,251,902; N, 3,655,813; N, 4,377,721; N, 4,423,267; N, 5.025.094; N, 5,182,247; N, 5,321,197; N, 5,629,257. Macrocellular organic ion-exchange resins in cationic form as alkylation catalysts are described in US Pat. Nos. 3,855,342 and 3,862,258. The indisputable advantages of this type of catalysts are the possibility of application in continuous heterogeneous processes, their regenerability, as well as the environmental friendliness of the processes. The disadvantages of modern heterogeneous acid catalysts and technological processes using them are the low stability of the catalytic effect, especially in the case of sulfated metal oxides, and, accordingly, the need for frequent regeneration; low activity of zeolite and similar systems, which determines the need for the process at elevated temperatures; the molecular weight restriction of the hydrocarbon feedstock, predetermined by the feature of the microporous structure of zeolites and their analogues, which narrows the possible field of use, as well as the high cost of these catalytic systems.

Значительный интерес представляют катализаторы, сочетающие в себе достоинства традиционных каталитических комплексов на основе кислот Льюиса и гетерогенных катализаторов. В ряде патентов раскрыто применение каталитических комплексов льюисовских кислот и твердых пористых материалов, содержащих функциональные кислородные группы. В патентах заявлены разнообразные носители каталитических систем, в качестве которых используются оксиды или смеси оксидов металлов III-IV групп, модифицированные добавками элементов других групп от I до VIII (чаще всего оксидами редкоземельных элементов), широкопористые цеолиты, ионообменные смолы и другие полимерные органические соединения. В патенте США N 5,276,242 раскрыт способ получения каталитического комплекса хлорида алюминия и сульфатов металлов IB-VIII групп на пористом носителе, приготовление которого включает следующие основные операции: синтез комплекса из хлорида алюминия и сульфата металла в защищенных от доступа влаги условиях, путем нагревания сульфата металла и хлорида алюминия, взятых в молярном соотношении 0.2-0.5, в хлороорганическом растворителе в течение 5-30 ч; нагревание полученного комплекса с пористым носителем в хлороорганическом растворителе в течение 5-30 ч; удаление растворителя под вакуумом при температуре 25-60oC. Полученные каталитические комплексы имели высокую активность в процессе алкилирования изобутана бутиленами. Процесс алкилирования изобутана на каталитических комплексах хлорида алюминия и сульфатов металлов проводили в статических условиях при температуре 30-40oC при суммарной нагрузке на катализатор по бутиленам на уровне 1 г/г катализатора. Получены следующие результаты: выход продукта на взятые в реакцию бутилены - не приводится; производительность и ресурс катализатора - не приводятся; селективность по триметилпентановым углеводородам - 30-70%мас. В патенте США N 5,254,793 раскрыт аналогичный способ получения каталитического комплекса хлорида алюминия и фосфатов металлов и его использование в процессе алкилирования изобутана бутиленами. В патенте США N 5,245,103 раскрыт аналогичный способ получения каталитического комплекса хлорида алюминия и сульфатированного оксида алюминия и его применение в процессе изомеризации н-парафиновых углеводородов.Of considerable interest are catalysts that combine the advantages of traditional catalytic complexes based on Lewis acids and heterogeneous catalysts. A number of patents disclose the use of catalytic complexes of Lewis acids and solid porous materials containing functional oxygen groups. The patents declare various carriers of catalytic systems, which are used as oxides or mixtures of metal oxides of groups III-IV modified with additives of elements of other groups I to VIII (most often oxides of rare earth elements), wide-porous zeolites, ion-exchange resins and other polymeric organic compounds. US Pat. No. 5,276,242 discloses a method for producing a catalytic complex of aluminum chloride and metal sulfates of Group IB-VIII on a porous carrier, the preparation of which includes the following basic operations: synthesis of the complex from aluminum chloride and metal sulfate under conditions protected from moisture by heating metal sulfate and aluminum chloride, taken in a molar ratio of 0.2-0.5, in an organochlorine solvent for 5-30 hours; heating the resulting complex with a porous carrier in an organochlorine solvent for 5-30 hours; solvent removal under vacuum at a temperature of 25-60 o C. The resulting catalytic complexes had high activity in the process of isobutane alkylation with butylenes. The process of alkylation of isobutane on the catalytic complexes of aluminum chloride and metal sulfates was carried out under static conditions at a temperature of 30-40 o C with a total load on the catalyst for butylene at the level of 1 g / g of catalyst. The following results were obtained: the product yield on the butylenes taken in the reaction is not given; catalyst productivity and resource are not given; selectivity for trimethylpentane hydrocarbons - 30-70% wt. US Pat. No. 5,254,793 discloses a similar process for the preparation of a catalytic complex of aluminum chloride and metal phosphates and its use in the process of isobutane alkylation with butylenes. US Pat. No. 5,245,103 discloses a similar process for the preparation of a catalytic complex of aluminum chloride and sulfated alumina and its use in the isomerization of n-paraffin hydrocarbons.

Способ переработки органических веществ с использованием гетерогенных каталитических комплексов, содержащих кислоты Льюиса (AlCl3; BF3; BCl3; SbF5 и др. ), включает следующие основные операции (см., например, патент США N 2,804,491): синтез каталитического комплекса, контактирование сырья при заданных температуре и давлении с каталитическим комплексом, обработку продуктов каталитической реакции с разделением веществ и утилизацией образующихся отходов.A method for processing organic substances using heterogeneous catalytic complexes containing Lewis acids (AlCl 3 ; BF 3 ; BCl 3 ; SbF 5 and others) includes the following basic operations (see, for example, US patent N 2,804,491): synthesis of a catalytic complex, contacting the raw materials at a given temperature and pressure with the catalytic complex, processing the products of the catalytic reaction with the separation of substances and disposal of waste products.

В патенте США N 2,804,491 катализатором алкилирования является алюмогель, стабилизированный двуокисью кремния и содержащий трифторид бора. Цеолиты типа ZSM-4, ZSM-18, ZSM-20, цеолит Бета (патенты США N4,384,161; N 4,992,616; PCT/US/92/00948), модифицированные трифторидом бора, предложены для процесса алкилирования изобутана. In US Pat. No. 2,804,491, the alkylation catalyst is silica stabilized alumina gel containing boron trifluoride. Zeolites of the type ZSM-4, ZSM-18, ZSM-20, Beta zeolite (US Pat. Nos. 4,484,161; N 4,992,616; PCT / US / 92/00948) modified with boron trifluoride have been proposed for the isobutane alkylation process.

Применение активных компонентов катализаторов Фриделя-Крафтса (AlCl3; BF3; BCl3; SbF5), нанесенных на твердые нецеолитные неорганические оксиды и фториды, в процессах олигомеризации и полимеризации олефинов, изомеризации н-парафинов заявлено в патентах США N 3,109,041; N 4,110,410; N 4,176,342; N 4,213,001; N 4,395,578; N 4,490,571; N 4,956,518; N 5,019,671; N 5,245,103. В патенте США N 5,245,103 раскрывается применение комплексов хлорида алюминия и сульфатированных оксидов алюминия для изомеризации н-парафиновых углеводородов. Процесс изомеризации н-парафинов проводят в статических условиях при перемешивании. Температура процесса 40-70oC, давление 1-5 атм, загрузка сырья изомеризации - 2-5 г/гкатализатора. Время проведения процесса - 1-3 ч. При проведении изомеризации н-пентана на заявленной композиции достигаются следующие результаты: конверсия н-пентана - 20-70%, селективность - 50-80%, ресурс катализатора - неизвестен.The use of the active components of Friedel-Crafts catalysts (AlCl 3 ; BF 3 ; BCl 3 ; SbF 5 ) supported on solid non-zeolite inorganic oxides and fluorides in the processes of oligomerization and polymerization of olefins, isomerization of n-paraffins is claimed in US patents N 3,109,041; N, 4,110,410; N, 4,176,342; N, 4,213,001; N, 4,395,578; N, 4,490,571; N, 4,956,518; N, 5,019,671; N, 5.245.103. US Pat. No. 5,245,103 discloses the use of complexes of aluminum chloride and sulfated aluminum oxides for the isomerization of n-paraffin hydrocarbons. The process of isomerization of n-paraffins is carried out under static conditions with stirring. The temperature of the process is 40-70 o C, the pressure is 1-5 atm, the loading of the isomerization feedstock is 2-5 g / g of catalyst mash . The time of the process is 1-3 hours. When isomerization of n-pentane on the claimed composition the following results are achieved: the conversion of n-pentane - 20-70%, selectivity - 50-80%, the catalyst resource is unknown.

Для проведения полимеризации бутиленов в патенте США N 4,476,342 раскрыт способ использования каталитического комплекса трифторида бора и оксида алюминия, полученного в результате взаимодействия трифторида бора и оксида алюминия при температуре 200-350oC. Полученный каталитический комплекс загружают в проточный реактор с неподвижным слоем катализатора и на него подают смесь н-бутиленов со скоростью 1-2 г/гкатализатора•ч при температуре 110-180oC. В данном процессе получены следующие результаты: конверсия бутиленов - 80-85%, содержание октенов в продуктах реакции - 89-91%мас., ресурс действия катализатора - не менее 1000 г/гкатализатора.For the polymerization of butylenes, US Pat. No. 4,476,342 discloses a method for using a catalytic complex of boron trifluoride and aluminum oxide obtained by reacting boron trifluoride and aluminum oxide at a temperature of 200-350 o C. The resulting catalytic complex is loaded into a flow reactor with a fixed catalyst bed and it is fed a mixture of n-butenes at a rate of 1-2 g / g mash rolled • h at a temperature of 110-180 o C. in this process the following results: conversion of butylenes - 80-85%, content of n octenes oduktah reaction - 89-91% by weight, the catalyst action resource -. not less than 1000 g / g mash rolled.

Однако расширению области применения таких перспективных каталитических систем препятствует нестойкость комплексов, образованных активным компонентом и поверхностью носителя. Это приводит к выносу каталитического компонента с продуктами реакции, вызывает необходимость часто проводить регенерацию или утилизацию катализатора, а также вводить в сырье дополнительное количество каталитического компонента или соединений, которые образуют его при взаимодействии с поверхностью носителя. However, the expansion of the scope of such promising catalytic systems is hindered by the instability of complexes formed by the active component and the surface of the carrier. This leads to the removal of the catalytic component with the reaction products, often necessitates the regeneration or utilization of the catalyst, as well as to introduce an additional amount of the catalytic component or compounds into the feedstock that form it upon interaction with the surface of the carrier.

Известен процесс алкилирования изопарафинов с 4-22 атомами углерода, олефинами с 2-12 атомами углерода (патент США N 4,992,616), в котором в качестве катализатора используют широкопористые цеолиты ZSM-3, ZSM-4, ZSM-12, ZSM-18, ZSM-20, модифицированные кислотами Льюиса (AlCl3; BF3; BCl3; SbF5). Для улучшения и стабилизации показателей процесса в исходную смесь алкилирования дополнительно вводят кислоту Льюиса в количестве 3%мас. и воду или кислородсодержащие соединения. Этот процесс и используемый для его осуществления катализатор выбран в качестве прототипа как наиболее близкий к заявленному изобретению. Процесс алкилирования изобутана бутиленами на гетерогенизированных комплексах трифторида бора и цеолитов проводят следующим образом: готовят гетерогенизированный комплекс трифторида бора и цеолита, для чего цеолит, содержащий от 6 до 16%мас. воды, помещают в автоклав и добавляют изобутан. Цеолит насыщают трифторидом бора в газообразном состоянии при температуре 0oC и перемешивании. Полученный комплекс используют для алкилирования смеси, содержащей изобутан и бутен-1 в молярном отношении 10 с добавлением в сырье алкилирования избытка трифторид бора в количестве 3%мас. Процесс проводят при температуре 0oC, весовой скорости подачи бутиленов 1.2 г/гкатализатора•ч, скорости перемешивания 1900 об/мин. Продукты реакции поступают в отстойник, где происходит разделение суспензии твердого катализатора и продуктов алкилирования. Из отстойника катализатор возвращается в автоклав, а продукты алкилирования поступают в систему разделения. Трифторид бора удаляют из продуктов реакции при помощи ректификации и возвращают в автоклав. Выход продукта на олефины, производительность и ресурс катализатора составляют, соответственно: 190-210%мас.; 2.0-2.1 г/гкатализатора•ч; 500-600 г/гкатализатора.The known process for the alkylation of isoparaffins with 4-22 carbon atoms, olefins with 2-12 carbon atoms (US patent N 4,992,616), in which the widely used porous zeolites ZSM-3, ZSM-4, ZSM-12, ZSM-18, ZSM -20 modified with Lewis acids (AlCl 3 ; BF 3 ; BCl 3 ; SbF 5 ). To improve and stabilize the process, an additional Lewis acid of 3% wt. Is added to the initial alkylation mixture. and water or oxygen containing compounds. This process and the catalyst used for its implementation is selected as a prototype as the closest to the claimed invention. The process of alkylation of isobutane with butylenes on heterogeneous complexes of boron trifluoride and zeolites is carried out as follows: a heterogeneous complex of boron trifluoride and zeolite is prepared, for which a zeolite containing from 6 to 16% wt. water, placed in an autoclave and isobutane added. The zeolite is saturated with boron trifluoride in a gaseous state at a temperature of 0 o C and stirring. The resulting complex is used to alkylate a mixture containing isobutane and butene-1 in a molar ratio of 10 with the addition of excess boron trifluoride in an amount of 3% wt. The process is carried out at a temperature of 0 o C, a weight feed rate of butylene 1.2 g / g rolled mash • h, a stirring speed of 1900 rpm. The reaction products enter the sump, where the suspension of the solid catalyst and the alkylation products are separated. From the sump, the catalyst is returned to the autoclave, and the alkylation products enter the separation system. Boron trifluoride is removed from the reaction products by distillation and returned to the autoclave. The product yield on olefins, productivity and resource of the catalyst are, respectively: 190-210% wt .; 2.0-2.1 g / g rolled mash • h; 500-600 g / g of catalysis of the torus .

Сущность изобретения
Технической задачей изобретения является формирование каталитической системы, способной удерживать активные компоненты катализатора внутри реакционной зоны и использовать каталитические комплексы с трифторидом бора для высокоэффективной переработки органического сырья в различных процессах кислотного катализа.
SUMMARY OF THE INVENTION
An object of the invention is the formation of a catalytic system capable of retaining the active components of the catalyst inside the reaction zone and using catalytic complexes with boron trifluoride for highly efficient processing of organic raw materials in various acid catalysis processes.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе переработки органического сырья (включающем подготовку смеси органического сырья с трифторидом бора, контактирование потока полученной смеси с катализатором и выделение трифторида бора из продуктов каталитической реакции) процесс осуществляют в трехсекционном реакторе, состоящем из секции источника трифторида бора, каталитической секции и секции поглотителя трифторида бора, в секции источника трифторида бора поток сырья контактируют с тетрафтороборатом металла, нанесенным на пористый носитель, а в секции поглотителя трифторида бора поток продуктов каталитической реакции контактируют с нанесенным на пористый носитель фторидом металла, способным поглощать трифторид бора, причем периодически по мере разложения тетрафторобората металла в секции источника и накопления тетрафторобората металла в секции поглотителя осуществляют инверсию функций этих секций реактора, которую проводят одновременно с инверсией направления потоков сырья и продуктов реакции. The problem is solved in that in the known method of processing organic raw materials (including preparing a mixture of organic raw materials with boron trifluoride, contacting the stream of the resulting mixture with a catalyst and isolating boron trifluoride from the products of the catalytic reaction), the process is carried out in a three-section reactor, consisting of a section of the source of boron trifluoride, the catalytic section and the boron trifluoride scavenger section; in the boron trifluoride source section, the feed stream is contacted with metal tetrafluoroborate deposited and the porous carrier, and in the absorber section of boron trifluoride, the catalytic reaction product stream is in contact with a metal fluoride deposited on the porous carrier capable of absorbing boron trifluoride, and periodically, as the metal tetrafluoroborate decomposes in the source section and the metal tetrafluoroborate accumulates in the absorber section, the functions of these sections are inverted reactor, which is carried out simultaneously with the inversion of the direction of flow of raw materials and reaction products.

В соответствии с частным вариантом реализации способа используют катализатор, содержащий нанесенный на пористый носитель активный компонент в виде каталитического комплекса из трифторида бора и гетерополисоединения при молярном отношении трифторида бора к гетерополисоединению от 0.1 до 5, предпочтительно от 0.5 до 2, в количестве от 0.1 до 55%мас., предпочтительно от 2 до 30%мас. , причем гетерополисоединение получено из одного или нескольких оксидов элементов III - VI групп и из одной или нескольких солей металлов с общей формулой (Me)x(XO4)y, где Me - металл III, IV групп, x= 1-2, y = 2-3, X - сера или фосфор, взятых в молярном отношении оксидов к солям от 0.5 до 20, предпочтительно от 1.5 до 10, или из соединений, образующих при приготовлении гетерополисоединения указанные оксиды и соли, причем состав гетерополисоединения в пересчете на оксиды описывается эмпирической формулой MekXmOn, где Me - элементы, выбранные из ряда: Ga, B, Al, Ti, Zr, Sn или их смеси; X - элементы, выбранные из ряда: P, S или их смеси, k = 1- 80, m = 1-100, n = 100-400 и кислотностью гетерополисоединения, определенной по шкале Гаммета в интервале рКа от - 5.6 до - 12.7.In accordance with a particular embodiment of the method, a catalyst is used containing an active component supported on a porous carrier in the form of a catalytic complex of boron trifluoride and a heteropoly compound with a molar ratio of boron trifluoride to heteropoly compound from 0.1 to 5, preferably from 0.5 to 2, in an amount of from 0.1 to 55 % wt., preferably from 2 to 30% wt. moreover, the heteropoly compound is obtained from one or more oxides of elements of groups III to VI and from one or more metal salts with the general formula (Me) x (XO 4 ) y , where Me is a metal of groups III, IV, x = 1-2, y = 2-3, X is sulfur or phosphorus, taken in the molar ratio of oxides to salts of from 0.5 to 20, preferably from 1.5 to 10, or from compounds forming the oxides and salts in the preparation of the heteropoly compound, the composition of the heteropoly compound in terms of oxides is described empirical formula Me k X m O n, where Me - elements selected from the series: Ga, B, Al, Ti , Zr, Sn and or mixtures thereof; X - elements selected from the series: P, S, or mixtures thereof, k = 1-80, m = 1-100, n = 100-400 and the heteropoly acidity determined on the Hammett scale in the pKa range from - 5.6 to - 12.7.

В соответствии с частным вариантом реализации способа температуру реагентов в секции источника задают выше температуры разложения тетрафторобората металла, а температуру реагентов в секции поглотителя трифторида бора задают ниже температуры разложения тетрафторобората металла. According to a particular embodiment of the method, the temperature of the reactants in the source section is set higher than the decomposition temperature of the metal tetrafluoroborate, and the temperature of the reactants in the boron trifluoride absorber section is set lower than the decomposition temperature of the metal tetrafluoroborate.

В соответствии с частным вариантом реализации способа инверсию функций секций источника и поглотителя трифторида бора осуществляют за счет изменения температуры реагентов в этих секциях. In accordance with a particular embodiment of the method, the inversion of the functions of the sections of the source and absorber of boron trifluoride is carried out by changing the temperature of the reactants in these sections.

В соответствии с частным вариантом реализации способа, инверсию функций секций источника и поглотителя реактора осуществляют при степени разложения тетрафторобората металла в секции источника трифторида бора не более 95%мас. In accordance with a particular embodiment of the method, the inversion of the functions of the source and absorber sections of the reactor is carried out with a degree of decomposition of metal tetrafluoroborate in the source section of boron trifluoride of not more than 95% wt.

В соответствии с частным вариантом реализации способа используют тетрафтороборат и фторид металла I, II, III и IV групп. In accordance with a particular embodiment of the method, tetrafluoroborate and metal fluoride of groups I, II, III and IV are used.

В соответствии с частным вариантом реализации способа в качестве пористого носителя для тетрафторобората и фторида металла используют неорганический или органический или углеродный материалы. In accordance with a particular embodiment of the method, inorganic or organic or carbon materials are used as a porous carrier for tetrafluoroborate and metal fluoride.

В соответствии с частным вариантом реализации способа тетрафтороборат металла наносят на пористый носитель в количестве от 0,1 до 90%мас., предпочтительно от 30 до 70%мас., и фторид металла наносят на пористый носитель в количестве от 0,1 до 90%мас., предпочтительно от 20 до 50%мас. According to a particular embodiment of the method, metal tetrafluoroborate is applied to the porous carrier in an amount of from 0.1 to 90% by weight, preferably from 30 to 70% by weight, and metal fluoride is applied to the porous carrier in an amount of from 0.1 to 90% wt., preferably from 20 to 50% wt.

В соответствии с другим частным вариантом реализации способа органическое сырье для алкилирования и алкилирующий агент контактируют с каталитическим комплексом, содержащим гетерополисоединение с кислотностью по шкале Гаммета в интервале рКа от - 5.6 до - 11.4 при температуре от 0 до 200oC, давлении от 1 до 200 атм и времени контакта, обеспечивающих достаточную глубину превращения сырья алкилирования.In accordance with another particular embodiment of the method, the organic alkylation feed and the alkylating agent are contacted with a catalytic complex containing a heteropoly compound with an acidity on the Hammett scale in the range of pKa from −5.6 to −11.4 at a temperature from 0 to 200 ° C, pressure from 1 to 200 atm and contact time, providing a sufficient depth of conversion of the alkylation feedstock.

В соответствии с другим частным вариантом реализации способа органическое сырье для алкилирования содержит изопарафиновые углеводороды с числом атомов углерода 4-6 и олефиновые углеводороды с числом атомов углерода 2-8, в молярном отношении 2-200. According to another particular embodiment of the method, the organic alkylation feed contains isoparaffin hydrocarbons with 4-6 carbon atoms and olefinic hydrocarbons with 2-8 carbon atoms, in a molar ratio of 2-200.

В соответствии с другим частным вариантом реализации способа органическое сырье для алкилирования содержит ароматические углеводороды с числом атомов углерода 6-12 и олефиновые углеводороды с числом атомов углерода 2-20 в молярном соотношении 2-200. According to another particular embodiment of the method, the organic alkylation feed contains aromatic hydrocarbons with a carbon number of 6-12 and olefinic hydrocarbons with a carbon number of 2-20 in a molar ratio of 2-200.

В соответствии с другим частным вариантом реализации способа органическое сырье для изомеризации контактируют с каталитическим комплексом, содержащим гетерополисоединение с кислотностью по шкале Гаммета в интервале рКа от - 11.4 до - 12.7 при температуре от 20 до 300oC, давлении от 1 до 200 атм и времени контакта, обеспечивающих достаточную глубину превращения сырья изомеризации.In accordance with another particular embodiment of the method, the organic feed for isomerization is contacted with a catalytic complex containing a heteropoly compound with an acidity on the Hammett scale in the range of pKa from -11.4 to -12.7 at a temperature of from 20 to 300 o C, pressure from 1 to 200 atm and time contact, providing a sufficient depth of conversion of raw materials isomerization.

В соответствии с другим частным вариантом реализации способа органическое сырье для изомеризации содержит парафиновые углеводороды с числом атомов углерода 4-30. In accordance with another private variant of the method, the organic raw material for isomerization contains paraffinic hydrocarbons with the number of carbon atoms 4-30.

В соответствии с другим частным вариантом реализации способа органическое сырье для изомеризации содержит ароматические углеводороды с числом атомов углерода 8-30. In accordance with another private variant of the method, the organic feed for isomerization contains aromatic hydrocarbons with a carbon number of 8-30.

В соответствии с другим частным вариантом реализации способа органическое сырье для полимеризации контактируют с каталитическим комплексом, содержащим гетерополисоединением с кислотностью по шкале Гаммета в интервале рКа от -5.6 до -11.4 при температуре от 10 до 300oC, давлении от 1 до 200 атм и времени контакта, обеспечивающих достаточную глубину превращения сырья полимеризации.In accordance with another particular embodiment of the method, the organic polymerization feed is contacted with a catalytic complex containing a heteropoly compound with an acidity according to the Hammett scale in the range of pKa from -5.6 to -11.4 at a temperature of from 10 to 300 o C, pressure from 1 to 200 atm and time contact, providing a sufficient depth of conversion of the polymerization feed.

В соответствии с другим частным вариантом реализации способа органическое сырье для полимеризации содержит олефиновые углеводороды с числом атомов углерода 2-20. According to another particular embodiment of the method, the organic polymerization feed contains olefinic hydrocarbons with a carbon number of 2-20.

В соответствии с другим частным вариантом реализации способа органическое сырье для полимеризации содержит кислородсодержащие соединения с числом атомов углерода 2-20. According to another particular embodiment of the method, the organic polymerization feed contains oxygen-containing compounds with a carbon number of 2-20.

В соответствии с другим частным вариантом реализации способа органическое сырье для полимеризации содержит галогенсодержащие органические соединения с числом атомов углерода 2-20. In accordance with another particular embodiment of the method, the organic polymerization feed contains halogen-containing organic compounds with a carbon number of 2-20.

Поставленная задача достигается также созданием катализатора (включающего активный компонент, содержащий трифторид бора), в котором активный компонент представляет собой нанесенный на пористый носитель каталитический комплекс из трифторида бора и гетерополисоединения при молярном отношении трифторида бора к гетерополисоединению от 0.1 до 5, предпочтительно от 0.5 до 2, в количестве от 0.1 до 55%мас., предпочтительно от 2 до 30%мас. , причем гетерополисоединение получено из одного или нескольких оксидов элементов III - VI групп и из одной или нескольких солей металлов с общей формулой (Me)x(XO4)y, где Me - металл III, IV групп, x= 1-2, y = 2-3, X - сера или фосфор, взятых в молярном отношении оксидов к солям от 0.5 до 20, предпочтительно от 1.5 до 10, или из соединений, образующих при приготовлении гетерополисоединения указанные оксиды и соли, причем состав гетерополисоединения в пересчете на оксиды описывается эмпирической формулой MekXmOn, где Me - элементы, выбранные из ряда: Ga, B, Al, Ti, Zr, Sn или их смеси; X - элементы, выбранные из ряда: P, S или их смеси, k = 1-80, m = 1-100, n = 100-400 и кислотностью гетерополисоединения, определенной по шкале Гаммета в интервале рКа от -5.6 до-12.7.The objective is also achieved by creating a catalyst (including an active component containing boron trifluoride), in which the active component is a catalytic complex of boron trifluoride and a heteropoly compound supported on a porous carrier with a molar ratio of boron trifluoride to heteropoly compound from 0.1 to 5, preferably from 0.5 to 2 in an amount of from 0.1 to 55% wt., preferably from 2 to 30% wt. moreover, the heteropoly compound is obtained from one or more oxides of elements of groups III to VI and from one or more metal salts with the general formula (Me) x (XO 4 ) y , where Me is a metal of groups III, IV, x = 1-2, y = 2-3, X is sulfur or phosphorus, taken in the molar ratio of oxides to salts of from 0.5 to 20, preferably from 1.5 to 10, or from compounds forming the oxides and salts in the preparation of the heteropoly compound, the composition of the heteropoly compound in terms of oxides is described empirical formula Me k X m O n, where Me - elements selected from the series: Ga, B, Al, Ti , Zr, Sn and or mixtures thereof; X are elements selected from the series: P, S, or mixtures thereof, k = 1-80, m = 1-100, n = 100-400, and the heteropoly compound acidity determined by the Hammett scale in the pKa range from -5.6 to -12.7.

В соответствии с другим частным вариантом реализации катализатора активный компонент дополнительно включает избыток трифторида бора, поступающий в каталитическую секцию с потоком перерабатываемого органического сырья в количестве от 5 до 50000 ppmw, предпочтительно от 10 до 200 ppmw. According to another particular embodiment of the catalyst, the active component further comprises an excess of boron trifluoride entering the catalytic section with a stream of processed organic materials in an amount of from 5 to 50,000 ppmw, preferably from 10 to 200 ppmw.

В соответствии с частным вариантом реализации катализатора гетерополисоединение синтезируют на поверхности пористого носителя при температуре 150-550oC. В соответствии с частным вариантом реализации катализатора в качестве пористого носителя используют органический или неорганический или углеродный материал, имеющий средний радиус пор не менее 30 А, суммарный объем пор не менее 0.55 см3/г, поверхность не менее 170 м2/г, включающий металл VIII группы в количестве 0.1-1.0% мас.In accordance with a particular embodiment of the catalyst, the heteropoly compound is synthesized on the surface of a porous support at a temperature of 150-550 ° C. In accordance with a specific embodiment of the catalyst, an organic or inorganic or carbon material having an average pore radius of at least 30 A is used as the porous support the pore volume is not less than 0.55 cm 3 / g, the surface is not less than 170 m 2 / g, including group VIII metal in an amount of 0.1-1.0% wt.

В соответствии с другим частным вариантом реализации катализатора для проведения процессов алкилирования и полимеризации используют каталитический комплекс, содержащий гетерополисоединение с кислотностью по шкале Гаммета в интервале рКа от-5.6 до-11.4. In accordance with another particular embodiment of the catalyst, a catalytic complex containing a heteropoly compound with acidity according to the Hammett scale in the pKa range from -5.6 to -11.4 is used for the alkylation and polymerization processes.

В соответствии с другим частным вариантом реализации катализатора для проведения процесса изомеризации используют каталитический комплекс, содержащий гетерополисоединение с кислотностью по шкале Гаммета в интервале рКа от - 11.4 до - 12.7. In accordance with another particular embodiment of the catalyst, a catalytic complex containing a heteropoly compound with an acidity on the Hammett scale in the pKa range from -11.4 to -12.7 is used to conduct the isomerization process.

Сущность изобретения состоит в том, что определены условия, при которых в пределах реакторного блока осуществляются процессы генерации трифторида бора, формирования смеси сырья и трифторида бора, каталитической переработки органического сырья и полного поглощения трифторида бора из продуктов реакции. Для реализации замкнутого по трифториду бора цикла использованы свойства тетрафтороборатов металлов с общей формулой Me(BF4)x выделять трифторид бора при температуре равной или выше температуры терморазложения, а фторидов металлов с общей формулой MeFx - поглощать трифторид бора при температуре ниже температуры терморазложения в соответствии с обратимой реакцией Me(BF4)x = xBF3 + MeFx. Таким образом, тетрафторобораты металлов могут применяться в каталитических процессах для введения в реакционную среду необходимого количества трифторида бора. Поглощение трифторида бора фторидом металла протекает количественно с образованием соответствующего тетрафторобората металла. Как следует из таблицы 1 (см. в конце описания), температура реакции поглощения трифторида бора фторидом металла на 10-50oC ниже температуры начала разложения тетрафторобората этого металла.The essence of the invention lies in the fact that the conditions are determined under which within the reactor block the processes of generation of boron trifluoride, the formation of a mixture of raw materials and boron trifluoride, the catalytic processing of organic raw materials and the complete absorption of boron trifluoride from the reaction products are carried out. To realize a boron trifluoride closed cycle, the properties of metal tetrafluoroborates with the general formula Me (BF 4 ) x were used to isolate boron trifluoride at a temperature equal to or higher than the temperature of thermal decomposition, and metal fluorides with the general formula MeF x to absorb boron trifluoride at a temperature below the temperature of thermal decomposition in accordance with with a reversible reaction Me (BF 4 ) x = xBF 3 + MeF x . Thus, metal tetrafluoroborates can be used in catalytic processes to introduce the required amount of boron trifluoride into the reaction medium. The absorption of boron trifluoride by metal fluoride proceeds quantitatively with the formation of the corresponding metal tetrafluoroborate. As follows from table 1 (see the end of the description), the temperature of the reaction of absorption of boron trifluoride by metal fluoride is 10-50 o C lower than the temperature at which decomposition of tetrafluoroborate of this metal begins.

Наиболее выгодно применение тетрафтороборатов металлов, для которых характерны высокая емкость по трифториду бора, легкость получения, низкая температура обратимого разложения, низкая стоимость исходных веществ. Этим требованиям, в частности, полностью отвечают тетрафторобораты магния и алюминия. The most advantageous is the use of metal tetrafluoroborates, which are characterized by a high capacity for boron trifluoride, ease of preparation, low temperature of reversible decomposition, low cost of starting materials. In particular, tetrafluoroborates of magnesium and aluminum fully meet these requirements.

Исследованы закономерности термического разложения тетрафтороборатов. В таблице 2 приведены данные по тетрафтороборату магния, из которых следует, что изменением температуры источника можно плавно регулировать содержание трифторида бора в потоке сырья процесса в интервале от десятков до десятков тысяч ppmw. Скорость выделения трифторида бора незначительно меняется во времени; существенное уменьшение скорости наблюдается лишь в диапазоне 90-95%мас. разложения тетрафторобората. The laws of thermal decomposition of tetrafluoroborates have been investigated. Table 2 shows the data on magnesium tetrafluoroborate, from which it follows that by changing the temperature of the source it is possible to smoothly control the content of boron trifluoride in the feed stream of the process in the range from tens to tens of thousands ppmw. The rate of release of boron trifluoride varies slightly over time; a significant decrease in speed is observed only in the range of 90-95% wt. decomposition of tetrafluoroborate.

Процесс переработки органического сырья при помощи каталитической композиции, состоящей из источника трифторида бора, каталитического комплекса и поглотителя трифторида бора, осуществляют в трехсекционном реакторе, чем обеспечивают поддержание в каждой из секций оптимального температурного режима. При подготовке реактора к эксплуатации в секцию источника загружают тетрафтороборат металла, нанесенный на пористый носитель, в каталитическую секцию загружают собственно катализатор, а в секцию поглотителя - фторид металла, нанесенный на пористый носитель. До начала процесса катализатор активируют трифторидом бора, полученным в результате термического разложения тетрафторбората металла в секции источника и переноса трифторида бора потоком сырья, инертного растворителя или инертного газа в каталитическую секцию. Под активацией катализатора подразумевается образование каталитического комплекса трифторида бора с гетерополисоединением. При проведении активации в каталитической секции поддерживают температуру процесса, а температуру в секции поглощения - ниже температуры разложения тетрафторобората металла. Предельные интервалы параметров проведения процесса активации катализатора: температура в секции источника от 20 до 400oC, в каталитической секции от - 20 до 300oC, в секции поглотителя от 10 до 375oC; давление от 1 до 200 атм.; продолжительность процесса от 0.5 до 24 ч. Окончание процесса определяют по проскоку трифторида бора в поток продуктов каталитической секции, после чего реактор переводят на подачу и переработку органического сырья.The process of processing organic raw materials using a catalytic composition consisting of a source of boron trifluoride, a catalytic complex and an absorber of boron trifluoride is carried out in a three-section reactor, which ensures the maintenance of an optimal temperature regime in each section. When preparing the reactor for operation, metal tetrafluoroborate deposited on a porous carrier is loaded into the source section, the catalyst itself is loaded into the catalytic section, and metal fluoride deposited on the porous carrier is loaded into the absorber section. Prior to the start of the process, the catalyst is activated with boron trifluoride obtained by thermal decomposition of metal tetrafluoroborate in the source section and transfer of boron trifluoride by a stream of raw material, an inert solvent, or an inert gas into the catalytic section. By catalyst activation is meant the formation of a catalytic complex of boron trifluoride with a heteropoly compound. During activation, the process temperature is maintained in the catalytic section, and the temperature in the absorption section is lower than the decomposition temperature of the metal tetrafluoroborate. The maximum ranges of the parameters of the catalyst activation process are as follows: the temperature in the source section is from 20 to 400 o C, in the catalytic section from 20 to 300 o C, in the absorber section from 10 to 375 o C; pressure from 1 to 200 atm .; the duration of the process is from 0.5 to 24 hours. The end of the process is determined by the slip of boron trifluoride into the product stream of the catalytic section, after which the reactor is transferred to the supply and processing of organic raw materials.

При переработке органического сырья в секциях реактора протекают следующие процессы. В секции источника происходит разложение тетрафторобората металла с образованием необходимого количества трифторида бора, который поступает в поток сырья и вместе с ним далее в каталитическую секцию, в которой трифторид бора, рассматриваемый здесь как избыточный по отношению к входящему в состав комплекса, обеспечивает повышение активности и селективности каталитического комплекса. Далее трифторид бора в потоке охлажденных продуктов реакции поступает в секцию поглотителя и, взаимодействуя с фторидом металла, образует тетрафтороборат металла. При достижении определенной степени разложения тетрафторобората металла в секции источника и пропорциональной степени его накопления в секции поглотителя проводят инверсию функций этих секций и инверсию направления потока органических веществ в реакторе. При этом подогретое сырье направляют в секцию поглотителя, которая становится источником, а продукты реакции из каталитической секции после охлаждения направляют в секцию источника, которая становится поглотителем. Испытания показали, что цикл выделение-поглощение трифторида бора может повторяться более 50 раз, без существенных изменений свойств тетрафторобората, фторида металла и носителя. When processing organic materials in the sections of the reactor, the following processes occur. In the source section, the metal tetrafluoroborate decomposes to form the required amount of boron trifluoride, which enters the feed stream and with it further into the catalytic section, in which boron trifluoride, considered here as excessive with respect to the complex, provides increased activity and selectivity catalytic complex. Further, boron trifluoride in a stream of cooled reaction products enters the absorber section and, interacting with metal fluoride, forms metal tetrafluoroborate. Upon reaching a certain degree of decomposition of metal tetrafluoroborate in the source section and a proportional degree of its accumulation in the absorber section, the functions of these sections are inverted and the direction of flow of organic substances in the reactor is inverted. In this case, the heated raw materials are sent to the absorber section, which becomes the source, and the reaction products from the catalytic section after cooling are sent to the source section, which becomes the absorber. Tests have shown that the release-absorption cycle of boron trifluoride can be repeated more than 50 times, without significant changes in the properties of tetrafluoroborate, metal fluoride and the carrier.

Другим объектом изобретения является разработка каталитических комплексов, которые могут быть использованы в различных реакциях превращения органического сырья, включая процессы алкилирования, изомеризации и полимеризации. Проведенные исследования позволили синтезировать ряд соединений, содержащих трифторид бора и гетерополисоединения определенного химического состава и кислотности, в результате взаимодействия которых формируется каталитический комплекс с регулируемой поверхностной кислотностью. При этом улучшенные по сравнению с прототипом показатели процесса достигаются за счет того, что при изменении концентрации трифторида бора и/или состава гетерополисоединения получаются каталитические комплексы с различной кислотностью и узким распределением силы кислотных центров. Под гетерополисоединением здесь подразумеваются комплексные соединения анионного типа, содержащие во внутренней координационной сфере анионы неорганических изополикислот в качестве лигандов. Подробно химическая природа гетерополисоединений приводится в книге Дж. Эйкс "Химия гетерополисоединений и гетерополикислот", Москва, Мир, 1971 г. Влияние концентрации трифторида бора в каталитическом комплексе иллюстрируется изменением относительной концентрации сильных кислотных центров на образце, измеренной методом ИК-спектроскопии. Повышение температуры комплексообразования с 25 до 75oC и соответственно снижение содержания трифторида бора в комплексе с 9.3 до 2.4%мас., обусловило падение с 96 до 39% относительной концентрации сильных кислотных центров, образующих комплексы с CO в области 2195-2198 см-1. В таблице 3 (см. в конце описания) приведены исходные компоненты, условия синтеза, составы полученных гетерополисоединений и результаты измерений их кислотности по известной методике, титрованием гетерополисоединений в присутствии индикаторов Гаммета в растворе бензола.Another object of the invention is the development of catalytic complexes that can be used in various conversion reactions of organic raw materials, including alkylation, isomerization and polymerization processes. The studies made it possible to synthesize a number of compounds containing boron trifluoride and heteropoly compounds of a certain chemical composition and acidity, as a result of the interaction of which a catalytic complex with controlled surface acidity is formed. At the same time, process indicators improved in comparison with the prototype are achieved due to the fact that with a change in the concentration of boron trifluoride and / or the composition of the heteropoly compound, catalytic complexes with different acidity and a narrow distribution of the strength of acid centers are obtained. By heteropoly compound here is meant anionic type complex compounds containing in the internal coordination sphere anions of inorganic isopolyacids as ligands. The chemical nature of heteropoly compounds is described in detail in the book by J. Aix, “Chemistry of heteropoly compounds and heteropoly acids,” Moscow, Mir, 1971. The effect of boron trifluoride concentration in the catalytic complex is illustrated by a change in the relative concentration of strong acid sites on the sample, measured by IR spectroscopy. An increase in the temperature of complexation from 25 to 75 o C and, accordingly, a decrease in the content of boron trifluoride in the complex from 9.3 to 2.4% by weight, caused a decrease from 96 to 39% of the relative concentration of strong acid sites that form complexes with CO in the range of 2195-2198 cm -1 . Table 3 (see the end of the description) shows the starting components, synthesis conditions, compositions of the obtained heteropoly compounds and the results of measurements of their acidity by a known method, titration of heteropoly compounds in the presence of Hammett's indicators in benzene solution.

Из данных таблицы 3 следует, что кислотность гетерополисоединений может быть изменена в широких пределах, подбором химического состава и температуры синтеза. Взаимодействие трифторида бора с гетерополисоединениями увеличивает силу кислотных центров на 3-4 единицы шкалы Гаммета и соответственно образует каталитические комплексы с кислотностью от - 9 до - 16 единиц рКа. From the data of table 3 it follows that the acidity of heteropoly compounds can be changed over a wide range by selection of the chemical composition and temperature of synthesis. The interaction of boron trifluoride with heteropoly compounds increases the strength of acid centers by 3–4 units of the Hammett scale and, accordingly, forms catalytic complexes with an acidity of –9 to –16 pKa units.

Данные измерений кислотности методом ИК позволяют сопоставить изменение силы и распределение кислотности в процессе образования каталитического комплекса с трифторидом бора. Исходное гетерополисоединение вышеуказанного комплекса, как показано методом ИК-спектроскопии адсорбированных молекул, содержит в основном кислотные центры средней силы. В каталитическом комплексе относительная концентрация сильных центров на поверхности гетерополисоединения возросла с 5 до 96%. Снижение доли кислотных центров средней силы на поверхности катализатора, ответственных за интенсивность процессов дезактивации, является основным условием синтеза каталитических комплексов, обладающих высоким ресурсом. Дополнительное повышение активности каталитического комплекса достигается применением известного способа диспергирования активного компонента на носителе со следующими характеристиками: средний радиус пор носителя - не менее

Figure 00000001
суммарный объем пор - не менее 0.55 см3/г, поверхность - не менее 170 м2/г. Перечисленные закономерности образования каталитических комплексов являются необходимыми и достаточными условиями синтеза селективных катализаторов с высоким ресурсом и производительностью, применимых в разнообразных процессах кислотного катализа.The data of acidity measurements by the IR method allow us to compare the change in strength and the distribution of acidity during the formation of the catalytic complex with boron trifluoride. The initial heteropoly compound of the above complex, as shown by IR spectroscopy of adsorbed molecules, contains mainly acidic centers of medium strength. In the catalytic complex, the relative concentration of strong centers on the surface of the heteropoly compound increased from 5 to 96%. A decrease in the fraction of medium strength acid sites on the catalyst surface, which are responsible for the intensity of decontamination processes, is the main condition for the synthesis of catalytic complexes with a high resource. An additional increase in the activity of the catalytic complex is achieved by using the known method of dispersing the active component on a carrier with the following characteristics: average carrier pore radius is not less than
Figure 00000001
the total pore volume is not less than 0.55 cm 3 / g, the surface is not less than 170 m 2 / g. The listed regularities of the formation of catalytic complexes are necessary and sufficient conditions for the synthesis of selective catalysts with a high resource and productivity, applicable in a variety of acid catalysis processes.

Некоторые общие особенности приготовления, режимов использования и регенерации катализаторов, способствующие проявлению преимуществ заявляемого изобретения, изложены в нижеследующем абзаце. Some common features of the preparation, modes of use and regeneration of the catalysts, contributing to the manifestation of the advantages of the claimed invention are set forth in the following paragraph.

Для приготовления каталитического комплекса могут применяться различные пористые материалы: неорганические (оксиды элементов III-IV групп и их смеси), углеродные, органические полимеры, которые используются в известных каталитических системах. Наиболее высокие показатели активности, селективности и ресурса каталитической композиции достигаются в условиях ведения процесса, при которых компоненты исходной смеси в реакционном объеме находятся в жидкой фазе, а также за счет известного метода введения в состав катализатора 0.1-1.0%мас. металла VIII группы - палладия, платины, никеля и др. и введения в реакционную смесь небольшого количества водорода. Пористый носитель регенерируют известным способом экстракции дезактивирующих компонентов с поверхности катализатора растворителем. В качестве последнего используют как однокомпонентные, так и сложные растворители, принадлежащие к различным классам органических веществ, например ароматические углеводороды - бензол, толуол, ксилолы и т.д.; кислородсодержащие органические соединения - диэтиловый эфир, диоксан, метилэтилкетон и т.д.; галогенсодержащие органические соединения - четыреххлористый углерод, дихлорметан, дихлорэтан и т. д. Экстракционную регенерацию проводят при температуре 50-200oC и давлении, обеспечивающих в сочетании условия для нахождения растворителя в жидкой фазе. Это условие необходимо для разрушения и экстракции относительно тяжелых продуктов с активных центров и восстановления показателей активности, селективности и ресурса регенерированного катализатора до исходного уровня. Проведению экстракции при температуре, превышающей температуру каталитического процесса, предшествует процесс разложения части каталитического комплекса при разогреве каталитической секции до температуры экстракции. Выделяющийся при этом трифторид бора в потоке охлажденного растворителя выводится в секцию поглотителя. Мягкие условия экстракционной регенерации предотвращают разрушение пористой структуры катализатора, изменение химического состава активных центров, что существенно увеличивает период эффективной эксплуатации катализатора. При введении в пористый носитель 0.01- 1.0%мас. металла VIII группы регенерацию проводят при температуре 70- 100oC, предпочтительно в среде жидкого растворителя с добавкой водорода. Добавление водорода обеспечивает гидрирование непредельных соединений, взаимодействие которых с поверхностью катализатора выражается наиболее сильно. Описанные выше условия эксплуатации и регенерации катализатора способствуют повышению показателей активности, селективности и стабильности каталитической композиции.Various porous materials can be used to prepare the catalytic complex: inorganic (oxides of elements of groups III-IV and their mixtures), carbon, organic polymers that are used in known catalytic systems. The highest rates of activity, selectivity and resource of the catalyst composition are achieved under process conditions in which the components of the initial mixture in the reaction volume are in the liquid phase, and also due to the known method of introducing 0.1-1.0% wt. Group VIII metal — palladium, platinum, nickel, etc., and the introduction of a small amount of hydrogen into the reaction mixture. The porous support is regenerated in a known manner by extracting the deactivating components from the surface of the catalyst with a solvent. As the latter, both single-component and complex solvents are used that belong to different classes of organic substances, for example aromatic hydrocarbons - benzene, toluene, xylenes, etc .; oxygen-containing organic compounds - diethyl ether, dioxane, methyl ethyl ketone, etc .; halogen-containing organic compounds - carbon tetrachloride, dichloromethane, dichloroethane, etc. Extraction regeneration is carried out at a temperature of 50-200 o C and pressure, providing in combination the conditions for finding the solvent in the liquid phase. This condition is necessary for the destruction and extraction of relatively heavy products from active centers and the restoration of the activity, selectivity and resource of the regenerated catalyst to the initial level. Extraction at a temperature higher than the temperature of the catalytic process is preceded by the decomposition of part of the catalytic complex when the catalytic section is heated to the extraction temperature. The boron trifluoride released in this process in a stream of cooled solvent is discharged into the absorber section. The mild conditions of extraction regeneration prevent the destruction of the porous structure of the catalyst, the change in the chemical composition of the active centers, which significantly increases the period of effective operation of the catalyst. When introduced into a porous carrier, 0.01-1.0% wt. metal of group VIII, the regeneration is carried out at a temperature of 70-100 o C, preferably in a liquid solvent with the addition of hydrogen. The addition of hydrogen provides hydrogenation of unsaturated compounds, the interaction of which with the catalyst surface is most pronounced. The conditions of operation and regeneration of the catalyst described above contribute to an increase in the activity, selectivity and stability of the catalyst composition.

В нижеследующем абзаце приведено общее описание процессов приготовления каталитической композиции для переработки органического сырья в соответствии с заявляемым изобретением. Для синтеза источника трифторида бора пористый носитель пропитывают водным раствором тетрафторобората металла I-IV групп, сушат при 20-100oC под вакуумом 2-3 мм рт.ст. в течение 12-24 ч до содержания влаги 0.1-0.3% мас. Для синтеза поглотителя трифторида бора пористый носитель пропитывают водным раствором соли металла I-IV групп и сушат при 30-250oC, затем обрабатывают водным раствором фторида аммония. Полученный материал, состоящий из фторида металла I-IV групп, нанесенного на пористый носитель, промывают дистиллированной водой до pH 7-8 и сушат при температуре 200-250oC в течение 12-24 ч до содержания влаги 0.1-0.2%мас. Для синтеза основы для каталитического комплекса пористый носитель обрабатывают раствором соли металла VIII группы, после чего сушат при 100-300oC. Полученный материал обрабатывают водными растворами веществ, принадлежащих к перечисленным выше классам. Материал, содержащий исходные компоненты для синтеза на пористом носителе, отделяют от пропиточного раствора и формируют гетерополисоединение сушкой при 120oC, затем термообработкой при 150-550oC в течение 2-12 ч.In the following paragraph, a General description of the preparation of the catalytic composition for the processing of organic raw materials in accordance with the claimed invention. To synthesize a source of boron trifluoride, the porous support is impregnated with an aqueous solution of metal tetrafluoroborate of groups I-IV, dried at 20-100 ° C. under a vacuum of 2-3 mmHg. within 12-24 hours to a moisture content of 0.1-0.3% wt. To synthesize a boron trifluoride scavenger, the porous support is impregnated with an aqueous solution of a metal salt of groups I-IV and dried at 30-250 ° C., then treated with an aqueous solution of ammonium fluoride. The resulting material, consisting of metal fluoride of groups I-IV, deposited on a porous support, is washed with distilled water to a pH of 7-8 and dried at a temperature of 200-250 o C for 12-24 hours to a moisture content of 0.1-0.2% wt. To synthesize the basis for the catalytic complex, the porous support is treated with a Group VIII metal salt solution, and then dried at 100-300 o C. The resulting material is treated with aqueous solutions of substances belonging to the above classes. A material containing the starting components for synthesis on a porous support is separated from the impregnation solution and the heteropoly compound is formed by drying at 120 ° C, then by heat treatment at 150-550 ° C for 2-12 hours.

Примеры практической реализации способа и катализатора приведены ниже. Examples of the practical implementation of the method and catalyst are given below.

Пример 1
А. Приготовление источника трифторида бора. Углеродный носитель, имеющий следующие характеристики: поверхность - 280 м2/г, суммарный объем пор по воде -

Figure 00000002
=0.59 мл/г, насыпная плотность - 0.60 г/мл пропитывают раствором тетрафторобората магния, сушат на воздухе, затем под вакуумом. Получают источник трифторида бора, содержащий 61.2% мас. тетрафторобората магния или 41.9%мас. трифторида бора, связанного в форме тетрафторобората магния.Example 1
A. Preparation of a source of boron trifluoride. A carbon carrier having the following characteristics: surface - 280 m 2 / g, total pore volume in water -
Figure 00000002
= 0.59 ml / g, bulk density 0.60 g / ml is impregnated with a solution of magnesium tetrafluoroborate, dried in air, then under vacuum. Get a source of boron trifluoride containing 61.2% wt. magnesium tetrafluoroborate or 41.9% wt. boron trifluoride bound in the form of magnesium tetrafluoroborate.

Б. Приготовление поглотителя трифторида бора. Углеродный носитель, использованный в части А примера 1, пропитывают раствором соли магния, затем обрабатывают раствором фторида аммония с образованием фторида магния, который отлагается на поверхности углеродного носителя. После промывки и сушки получают поглотитель трифторида бора, содержащий 19.4% мас. фторида магния и имеющий емкость по поглощению трифторида бора 61.6%мас. B. Preparation of a boron trifluoride scavenger. The carbon carrier used in Part A of Example 1 is impregnated with a solution of magnesium salt, then treated with a solution of ammonium fluoride to form magnesium fluoride, which is deposited on the surface of the carbon carrier. After washing and drying, an absorber of boron trifluoride containing 19.4% wt. magnesium fluoride and having a capacity for absorption of boron trifluoride 61.6% wt.

В. Приготовление катализатора. Для приготовления катализатора углеродный носитель, указанный в части А примера 1, содержащий 0.15%мас. нанесенного палладия, вносят в раствор, содержащий ортофосфорную кислоту и сульфат алюминия. После промывки и сушки материал термообрабатывают при температуре 200oC. Получают катализатор следующего состава (в расчете на оксиды)% мас.: Al2O3 - 1.1; P2O5 - 3.6; SO3 - 0.57; остальное - Pd - 0.14, углеродный носитель. Эмпирическая формула синтезированного гетерополисоединения, полученная на основе указанного состава оксидов, - Al21P48S7O171.B. Preparation of the catalyst. To prepare the catalyst, the carbon carrier indicated in Part A of Example 1 containing 0.15% wt. applied palladium, contribute to a solution containing phosphoric acid and aluminum sulfate. After washing and drying, the material is heat treated at a temperature of 200 o C. Get the catalyst of the following composition (calculated on oxides)% wt .: Al 2 O 3 - 1.1; P 2 O 5 - 3.6; SO 3 - 0.57; the rest is Pd - 0.14, a carbon carrier. The empirical formula of the synthesized heteropoly compound obtained on the basis of the indicated oxide composition is Al 21 P 48 S 7 O 171 .

В проточный изотермический трехсекционный реактор загружают: в секцию (1) источника - 2.5 г тетрафторобората магния, полученного по пункту А; в каталитическую секцию (2) - 4.05 г (6.23 мл) катализатора, полученного по пункту В; в секцию (3) поглотителя - 1.7 г фторида магния, полученного по пункту Б. Реактор продувают азотом при 25-30oC, поднимают температуру в секции источника до 85oC и проводят активацию катализатора, пропуская через реактор изобутан со скоростью 32 г/гкатализатора•ч в течение 20 ч. В каталитической секции и секции поглотителя поддерживают температуру 50 и 35oC соответственно давление в реакторе - 20-22 атм. В результате активации содержание трифторида бора в каталитическом комплексе составляет 6.5%мас. По завершении активации температуру в секции источника снижают до 50oC, давление в реакторе - до 15-16 атм и начинают подачу смеси изобутана и бутиленов со скоростью 20.8 г/млкатализатора•ч. Молярное отношение (внутреннее) изобутана к бутиленам в смеси равно 30, содержание растворенного водорода - 180 ppmw, содержание трифторида бора - 15 ppmw. Состав продуктов реакции определяют газохроматографически с использованием микродозатора высокого давления. Для анализа используют капиллярную колонку DB-1 фирмы "Fiezen" длиной 60 м, внутренним диаметром 0.25 мм. На основании данных хроматографического анализа рассчитывают следующие параметры: производительность (R) катализатора (R = Gалкилата/Vкат, где Gалкилата - количество алкилата, г/ч; Vкат - объем катализатора, мл; R - производительность катализатора, галкилата/млкат-ра•ч); степень конверсии α бутиленов: α = 100•(C0-Cx)/C0, где C0 - концентрация бутиленов на входе в реактор, %мол.; Cx - концентрация бутиленов на выходе из реактора, %мол.; α степень конверсии бутиленов, %); выход алкилата ω на олефины: (ω = 100×R/(Gсмеси×CОБ), где R - производительность катализатора, галкилата/млкат-ра•ч; Gсмеси - расход сырьевой смеси, г/млкат-ра•ч; CОБ - концентрация бутиленов в сырьевой смеси, %мас; ω - выход, алкилата на олефины, г/гбутиленов); содержание октанов (SC8) в алкилате: (SC8 = Gоктанов/Gалкилата, где Gоктанов - количество октанов в алкилате, г/ч; Gалкилата - количество алкилата, г/ч; SC8 - содержание октанов в алкилате, %мас.); содержание триметилпентанов (ТМП) в алкилате (SТМП): (SТМП = 100•GТМП/Gалкилата, где GТМП - количество триметилпентанов в алкилате, г/ч; Gалкилата - количество алкилата, г/ч; SТМП - содержание триметилпентанов в алкилате, %мас.); ресурс (P) действия катализатора: (P = R•T, где R - производительность катализатора, галкилата/млкат-ра•ч; T - продолжительность процесса, ч; P - ресурс катализатора, галкилата/млкат-ра).The following is loaded into a flowing isothermal three-section reactor: in the source section (1), 2.5 g of magnesium tetrafluoroborate obtained in accordance with paragraph A; to the catalytic section (2) - 4.05 g (6.23 ml) of the catalyst obtained in paragraph B; in the absorber section (3), 1.7 g of magnesium fluoride obtained in step B. The reactor is purged with nitrogen at 25-30 ° C, the temperature in the source section is raised to 85 ° C and the catalyst is activated by passing isobutane through the reactor at a rate of 32 g / g of catalyst mash • h for 20 hours. In the catalytic section and the absorber section maintain a temperature of 50 and 35 o C, respectively, the pressure in the reactor is 20-22 atm. As a result of activation, the content of boron trifluoride in the catalytic complex is 6.5% wt. Upon completion of the activation temperature of the source section is reduced to 50 o C, the reactor pressure - 15-16 atm, and the feed of a mixture of isobutane and butylene at a speed of 20.8 g / mL • hr rolled mash. The molar ratio (internal) of isobutane to butylenes in the mixture is 30, the dissolved hydrogen content is 180 ppmw, the boron trifluoride content is 15 ppmw. The composition of the reaction products is determined by gas chromatography using a high pressure microdoser. For analysis, a Fiezen DB-1 capillary column of 60 m length and an inner diameter of 0.25 mm was used. Based on the data of chromatographic analysis, the following parameters are calculated: catalyst productivity (R) (R = G alkylate / V cat , where G alkylate is the amount of alkylate, g / h; V cat is the volume of catalyst, ml; R is the catalyst productivity, g alkylate / ml cat-ra • h); the degree of conversion of α butylene: α = 100 • (C 0 -C x ) / C 0 , where C 0 is the concentration of butylene at the inlet of the reactor, mol%; C x is the concentration of butylenes at the outlet of the reactor,% mol .; α degree of butylene conversion,%); yield alkylate ω for olefins: (ω = 100 × R / (G mixtures × C ON), wherein R - Catalyst productivity g alkylate / mL cut-pa • h; G mix - Consumption of raw mix, g / mL cut-pa • h; C OB is the concentration of butylenes in the raw material mixture,% wt; ω is the yield, alkylate for olefins, g / g butylene ); octane content (S C8 ) in the alkylate: (S C8 = G octanes / G alkylate , where G octanes is the number of octanes in the alkylate, g / h; G alkylate is the amount of alkylate, g / h; S C8 is the octane content in the alkylate, % wt.); the content of trimethylpentanes (TMP) in the alkylate (S TMP ): (S TMP = 100 • G TMP / G alkylate , where G TMP is the amount of trimethylpentanes in the alkylate, g / h; G alkylate is the amount of alkylate, g / h; S TMP - the content of trimethylpentanes in the alkylate,% wt.); resource (P) action of the catalyst: (P = R • T, where R - Catalyst productivity g alkylate / mL cut-pa • h; T - process duration, h; P - catalyst resource g alkylate / mL cut-pa) .

Через каждые 1000 ч секции источника и поглотителя переключают по потокам сырья и продуктов реакции: температуру соответственно повышают до 50oC в секции источника и снижают до 35oC в секции поглотителя трифторида бора. Условия и показатели процесса алкилирования по примеру 1 приведены в таблице 4. Полученные результаты показывают возможность стабильного поддержания скорости выделения и поглощения трифторида бора, функционирования источника и поглотителя трифторида бора на протяжении длительного периода времени.Every 1000 hours the sections of the source and the absorber are switched over the flows of raw materials and reaction products: the temperature, respectively, is increased to 50 ° C in the section of the source and reduced to 35 ° C in the section of the absorber of boron trifluoride. The conditions and indicators of the alkylation process of Example 1 are shown in Table 4. The results obtained show the possibility of stably maintaining the rate of release and absorption of boron trifluoride, the functioning of the source and sink of boron trifluoride over a long period of time.

Примеры 2-6
Процесс алкилирования ведут как в примере 1, за исключением того, что наряду с температурой варьируют скорость подачи исходной смеси и давление в реакторе.
Examples 2-6
The alkylation process is carried out as in example 1, except that along with the temperature, the feed rate of the initial mixture and the pressure in the reactor are varied.

Условия и результаты экспериментов представлены в таблице 5. Примеры 2-6 показывают возможность осуществления процесса алкилирования при различных сочетаниях температуры источника трифторида бора и каталитического комплекса. The conditions and results of the experiments are presented in table 5. Examples 2-6 show the possibility of carrying out the alkylation process at various combinations of the temperature of the source of boron trifluoride and the catalytic complex.

Примеры 7-11
Процесс алкилирования ведут как в примере 1, за исключением того, что в процессе варьируют молярное отношение (внутреннее) изобутана к бутиленам и концентрацию водорода в сырье. Условия и результаты ведения процесса представлены в таблице 6. Результаты проведенных экспериментов показывают благоприятное влияние подачи водорода и увеличения молярного соотношения изобутана к бутиленам на селективность процесса.
Examples 7-11
The alkylation process is carried out as in example 1, except that in the process the molar ratio (internal) of isobutane to butylene and the concentration of hydrogen in the feed are varied. The conditions and results of the process are presented in table 6. The results of the experiments show the beneficial effect of hydrogen supply and an increase in the molar ratio of isobutane to butylenes on the selectivity of the process.

Примеры 12-14
Процесс алкилирования ведут как в примере 1, за исключением того, что в процессе варьируют содержание трифторида бора в исходной смеси алкилирования при отсутствии водорода в сырьевой смеси. Условия и результаты ведения процесса представлены в таблице 7. Из примеров 12-14 следует, что интервал концентраций трифторида бора в исходной смеси алкилирования, обеспечивающий селективное протекание процесса, находится в области 10-80 ppmw.
Examples 12-14
The alkylation process is carried out as in example 1, except that in the process the content of boron trifluoride in the initial alkylation mixture is varied in the absence of hydrogen in the raw material mixture. The conditions and results of the process are presented in table 7. From examples 12-14 it follows that the range of concentrations of boron trifluoride in the initial alkylation mixture, providing a selective process, is in the range of 10-80 ppmw.

Пример 15
Процесс алкилирования ведут как в примере 1, за исключением того, что для проведения процесса используют сырье алкилирования, содержащее изобутан и пропилен в молярном отношении (внутреннем) 31. В результате проведения процесса получают: степень конверсии пропилена,% -100.00; производительность катализатора, галкилата/млкат-ра•ч - 1.43; выход алкилата, г/гпропилена - 2.31; содержание октанов в алкилате, %мас. - 53.62; содержание триметилпентанов в алкилате, %мас. - 46.21
Пример 16
Процесс алкилирования ведут как в примере 1, за исключением того, что для проведения процесса используют сырье алкилирования, содержащее изобутан и амилены в молярном отношении (внутреннем) 31. В результате получают: степень конверсии амиленов, % - 100.00; производительность катализатора, галкилата/млкат-ра•ч - 1.16; выход алкилата, г/гамиленов - 1.89; содержание октанов в алкилате, %мас. - 48.35; содержание триметилпентанов в алкилате, %мас. - 40.93.
Example 15
The alkylation process is carried out as in example 1, except that for the process using alkylation feedstock containing isobutane and propylene in a molar ratio (internal) 31. As a result of the process, receive: the degree of conversion of propylene,% -100.00; Catalyst productivity g alkylate / ml cath-ra - 1.43; the yield of alkylate, g / g propylene - 2.31; octane content in alkylate,% wt. - 53.62; the content of trimethylpentanes in the alkylate,% wt. - 46.21
Example 16
The alkylation process is carried out as in example 1, except that for the process using alkylation feedstock containing isobutane and amylenes in a molar ratio (internal) 31. The result is: the degree of conversion of amylene,% - 100.00; Catalyst productivity g alkylate / ml cath-ra - 1.16; the yield of alkylate, g / g of amylene - 1.89; octane content in alkylate,% wt. - 48.35; the content of trimethylpentanes in the alkylate,% wt. - 40.93.

Пример 17-21
Процесс алкилирования ведут как в примере 1, за исключением того, что для проведения процесса в качестве источника и поглотителя трифторида бора используют тетрафтороборат и фторид магния, синтезированные на ряде носителей. Результаты алкилирования изобутана бутиленами приведены в таблице 8. Примеры демонстрируют широкий ряд носителей, пригодных для приготовления источника и поглотителя трифторида бора.
Example 17-21
The alkylation process is carried out as in Example 1, except that tetrafluoroborate and magnesium fluoride synthesized on a number of carriers are used as a source and an absorber of boron trifluoride. The results of the alkylation of isobutane with butylenes are shown in Table 8. The examples show a wide range of carriers suitable for preparing a source and scavenger of boron trifluoride.

Пример 22-26
Процесс алкилирования ведут как в примере 1, за исключением того, что для проведения процесса в качестве источника и поглотителя трифторида бора используют тетрафторобораты и фториды ряда металлов I-IV групп, синтезированные на ряде носителей. Результаты алкилирования изобутана бутиленами приведены в таблице 9.
Example 22-26
The alkylation process is carried out as in example 1, with the exception that tetrafluoroborates and fluorides of a number of metals of groups I-IV synthesized on a number of carriers are used as a source and an absorber of boron trifluoride. The results of the alkylation of isobutane with butylenes are shown in table 9.

Пример 27-32
Процесс алкилирования ведут как в примере 1, за исключением того, что для проведения процесса используют каталитический комплекс, полученный путем взаимодействия диспергированных на носителе различных гетерополисоединений и трифторида бора. Результаты алкилирования изобутана бутиленами приведены в таблице 10. Примеры 27-32 показывают, что для формирования каталитического комплекса может быть использована большая группа веществ, принадлежащих к перечисленным в раскрытии сущности изобретения классам.
Example 27-32
The alkylation process is carried out as in example 1, except that a catalytic complex obtained by reacting various heteropoly compounds and boron trifluoride dispersed on a carrier is used to carry out the process. The results of the alkylation of isobutane with butylenes are shown in Table 10. Examples 27-32 show that a large group of substances belonging to the classes listed in the disclosure of the invention can be used to form the catalytic complex.

Пример 33
В проточный изотермический трехсекционный реактор загружают: в секцию источника- 2.5 г тетрафторобората магния, полученного по примеру 1А; в каталитическую секцию - 4.05 г (6.23 мл) катализатора, полученного по примеру 1В; в секцию поглотителя -1.7 г фторида магния, полученного по примеру 1Б. Реактор продувают азотом при температуре 25-30oC, поднимают температуру в секции источника до 85oC и проводят активацию катализатора, пропуская через реактор бензол со скоростью 15.1 г/мл катализатора•ч в течение 20 ч. В каталитической секции и секции поглотителя поддерживают температуру 50 и 35oC соответственно, давление в реакторе - 10-12 атм. В результате активации содержание трифторида бора в каталитическом комплексе составляет 6.5%мас. По завершении активации снижают температуру в секции источника до 50oC, давление в реакторе - до 5-6 атм и начинают подачу смеси бензола и этилена со скоростью 15.1 г/млкатализатора•ч. Молярное отношение бензола к этилену в смеси равно 3, содержание растворенного водорода - 180 ppmw, содержание трифторида бора - 15 ppmw. Состав продуктов реакции определяют, как указано в примере 1. На основании данных хроматографического анализа рассчитывают: производительность (R) катализатора: (R = Gаб/Vкат, где Gаб - количество алкилбензолов, г/ч; Vкат-ра - объем катализатора, мл; R - производительность катализатора, галкилбензолов/млкат-ра•ч); степень конверсии (α) этилена: (α = 100×(C0-Cx)/C0, где C0 - концентрация этилена на входе в реактор, % мол; Cx - концентрация этилена на выходе из реактора, %мол; α - степень конверсии этилена, %); селективность (Sэб) по этилбензолу: (Sэб 100•(Gэб/MWэб)/(Gб/MWб), где Gэб - скорость образования этилбензола, г/ч; Gб - скорость расходования бензола, г/ч; MWэб, MWб - молекулярный вес этилбензола, бензола; Sэб - селективность по этилбензолу, %мас.).
Example 33
The following is loaded into a flowing isothermal three-section reactor: 2.5 g of magnesium tetrafluoroborate obtained in Example 1A in the source section; to the catalytic section - 4.05 g (6.23 ml) of the catalyst obtained in example 1B; in the section of the absorber -1.7 g of magnesium fluoride obtained in example 1B. The reactor was purged with nitrogen at a temperature of 25-30 o C, the temperature was raised in the source section 85 o C and the activation of the catalyst is carried out by passing through the reactor at a rate of benzene 15.1 g / ml rolled mash • h for 20 h. The catalyst sections and absorber sections maintain a temperature of 50 and 35 o C, respectively, the pressure in the reactor is 10-12 atm. As a result of activation, the content of boron trifluoride in the catalytic complex is 6.5% wt. Upon completion of activation to lower the temperature source section 50 o C, the reactor pressure was - to 5-6 atmospheres and the feed of a mixture of benzene and ethylene at a rate of 15.1 g / mL • hr rolled mash. The molar ratio of benzene to ethylene in the mixture is 3, the content of dissolved hydrogen is 180 ppmw, the content of boron trifluoride is 15 ppmw. The composition of the reaction products is determined as described in Example 1. Based on the data of chromatographic analysis, the following are calculated: catalyst productivity (R): (R = G ab / V cat , where G ab is the amount of alkylbenzenes, g / h; V cat is the volume catalyst, ml; R - catalyst performance alkilb enzolov g / mL cut-pa • h); the degree of conversion (α) of ethylene: (α = 100 × (C 0 -C x ) / C 0 , where C 0 is the concentration of ethylene at the inlet to the reactor,% mol; C x is the concentration of ethylene at the outlet of the reactor,% mol; α is the degree of ethylene conversion,%); selectivity (S eb ) for ethylbenzene: (S eb 100 • (G eb / MW eb ) / (G b / MW b ), where G eb is the rate of formation of ethylbenzene, g / h; G b is the rate of consumption of benzene, g / h; MW eb , MW b - molecular weight of ethylbenzene, benzene; S eb - selectivity for ethylbenzene,% wt.).

Процесс ведут в течение 1000 ч, в результате получают следующие результаты: степень конверсии этилена, %мол.-100.00; производительность катализатора, галкилбензолов/млкат-ра•ч - 5.79; селективность по этилбензолу, %мас. - 93.19; ресурс катализатора по этилбензолу, не менее, г/млкат-ра - 5790.The process is conducted for 1000 hours, as a result, the following results are obtained: the degree of ethylene conversion,% mol. -100.00; catalyst productivity, alkyl benzenes g / ml cath-ra - 5.79; ethylbenzene selectivity,% wt. - 93.19; catalyst resource to ethylbenzene is not less than g / mL cut-ra - 5790.

Пример 34. Example 34

Процесс алкилирования бензола ведут как в примере 33, за исключением того, что для проведения процесса используют сырье, содержащее бензол и пропилен в молярном отношении 5. В результате получают: степень конверсии пропилена, %мол. - 100.00; производительность катализатора, гкумола/млкат-ра•ч - 5.21; селективность по кумолу, %мас. - 97.38.The alkylation of benzene is carried out as in example 33, except that for the process using raw materials containing benzene and propylene in a molar ratio of 5. The result is: the degree of conversion of propylene,% mol. - 100.00; productivity of the catalyst, cumene g / ml cath-ra - 5.21; cumene selectivity,% wt. - 97.38.

Пример 35
В проточный изотермический трехсекционный реактор загружают: в секцию источника - 2.0 г тетрафторобората магния, полученного по примеру 1А; в каталитическую секцию - 6.53 г (10.88 мл) катализатора, полученного по примеру 30; в секцию поглотителя - 1.36 г фторида магния, полученного по примеру 1Б. Реактор продувают азотом при температуре 25-30oC, поднимают температуру в секции источника до 85oC и проводят активацию катализатора, пропуская через реактор н-бутан со скоростью 7.5 г/млкатализатора•ч в течение 20 ч. В каталитической секции и секции поглотителя поддерживают температуру 50 и 35oC соответственно, давление в реакторе - 15-16 атм. В результате активации содержание трифторида бора в каталитическом комплексе составляет 4.9%мас. По завершении активации снижают температуру в секции источника до 50oC и начинают подачу н-бутана со скоростью 1.14 г/млкатализатора•ч. Содержание растворенного водорода в смеси - 180 ppmw, трифторида бора - 45 ppmw. Состав продуктов реакции определяют, как указано в примере 1. На основании данных хроматографического анализа рассчитывают: производительность (R) катализатора: (R = Gпродукт/Vкат, где Gпродукт - количество продуктов, г/ч; Vкат-ра - объем катализатора, мл; R - производительность катализатора, гпродуктов/млкат-ра•ч.); степень конверсии (α) н-бутана: (α = 100×(C0-Cx)/C0, где C0 - концентрация н-бутана на входе в реактор, % мол; Cx - концентрация н-бутана на выходе из реактора, %мол; α - степень конверсии н-бутана, %); селективность (SiC4) по изобутану: (SiC4 = 100•GiC4/GnC4, где GiC4 - скорость образования изобутана, г/ч; GnC4 - скорость расходования н-бутана, г/ч; SiC4 - селективность по изобутану, %мас.); состав продуктов изомеризации, %мас. После 500 ч ведения процесса проводят переключение секций источника и поглотителя, как указано в примере 1. Процесс продолжают в течение 1500 ч. Полученные результаты приведены в таблице 11. Результаты эксперимента показывают возможность многократного применения цикла выделение - поглощение трифторида бора для проведения процесса изомеризации.
Example 35
The following is loaded into a flowing isothermal three-section reactor: into the source section - 2.0 g of magnesium tetrafluoroborate obtained in Example 1A; in the catalytic section - 6.53 g (10.88 ml) of the catalyst obtained in example 30; in the section of the absorber - 1.36 g of magnesium fluoride obtained in example 1B. The reactor was purged with nitrogen at a temperature of 25-30 o C, the temperature was raised in the source section 85 o C and the activation of the catalyst is carried out by passing through the reactor with n-butane at a speed of 7.5 g / ml rolled mash • h for 20 h. The catalyst sections and sections of the absorber maintain a temperature of 50 and 35 o C, respectively, the pressure in the reactor is 15-16 atm. As a result of activation, the content of boron trifluoride in the catalytic complex is 4.9% wt. Upon completion of activation, reduce the temperature in the source section to 50 o C and begin to supply n-butane at a speed of 1.14 g / ml catalyzed mash • h. The dissolved hydrogen in the mixture is 180 ppmw, boron trifluoride is 45 ppmw. The composition of the reaction products is determined as described in Example 1. Based on the data of chromatographic analysis, the following are calculated: productivity (R) of the catalyst: (R = G product / V cat , where G product is the number of products, g / h; V cat is the volume catalyst, ml; R - catalyst productivity, g products / ml cat. • h); degree of conversion (α) of n-butane: (α = 100 × (C 0 -C x ) / C 0 , where C 0 is the concentration of n-butane at the inlet to the reactor, mol%; C x is the concentration of n-butane at the outlet from the reactor, mol%; α is the degree of conversion of n-butane,%); selectivity (S iC4 ) for isobutane: (S iC4 = 100 • G iC4 / G nC4 , where G iC4 - isobutane formation rate, g / h; G nC4 - consumption rate of n-butane, g / h; S iC4 - selectivity for isobutane,% wt.); composition of isomerization products,% wt. After 500 hours of conducting the process, the sections of the source and absorber are switched, as described in Example 1. The process is continued for 1500 hours. The results are shown in Table 11. The experimental results show the possibility of multiple use of the isolation - absorption of boron trifluoride cycle for the isomerization process.

Пример 36
Процесс изомеризации ведут как в примере 35, за исключением того, что для проведения процесса используют н-пентан. Результаты изомеризации сведены в таблице 11.
Example 36
The isomerization process is carried out as in example 35, except that n-pentane is used to carry out the process. The results of isomerization are summarized in table 11.

Пример 37
Процесс изомеризации ведут как в примере 35, за исключением того, что для проведения процесса используют н-гексан. Результаты изомеризации сведены в таблице 11.
Example 37
The isomerization process is carried out as in example 35, except that n-hexane is used to carry out the process. The results of isomerization are summarized in table 11.

Пример 38
Процесс изомеризации ведут как в примере 35, за исключением того, что для проведения процесса используют пара-ксилол. В результате получают смесь ксилолов следующего состава (%мас.): - пара-ксилол - 36.38; - мета-ксилол - 49.61; - орто-ксилол -12.79; - неидентифицированные углеводороды - 1.22; - конверсия пара-ксилола -63.62; - ресурс катализатора - не определялся.
Example 38
The isomerization process is carried out as in example 35, except that para-xylene is used to carry out the process. The result is a mixture of xylenes of the following composition (% wt.): - para-xylene - 36.38; - meta-xylene - 49.61; - ortho-xylene -12.79; - unidentified hydrocarbons - 1.22; - conversion of para-xylene -63.62; - catalyst resource - not determined.

Пример 39
В проточный изотермический трехсекционный реактор загружают: в секцию источника- 2.5 г тетрафторобората магния, полученного по примеру 1А; в каталитическую секцию - 4.05 г (6.23 мл) катализатора, полученного по примеру 1В; в секцию поглотителя - 1.7 г фторида магния, полученного по примеру 1Б. Реактор продувают гелием при температуре 25-30oC, поднимают температуру в секции источника до 85oC и проводят активацию катализатора, пропуская через реактор гелий со скоростью 2.8 л/гкатализатора•ч в течение 10 ч. В каталитической секции и секции поглотителя поддерживают температуру 85 и 35oC соответственно, давление в реакторе - 20 атм. В результате активации содержание трифторида бора в каталитическом комплексе составляет 3.7%мас. По завершении активации в токе гелия снижают температуру в секции источника до 50oC, прекращают подачу гелия и начинают подачу бутиленовой фракции, содержащей 99.83%мас. бутена-1 и бутена-2 со скоростью 2.9 г/млкатализатора•ч. В каталитической секции и секции поглотителя поддерживают температуру 85 и 35oC, соответственно, давление в реакторе - 20 атм. Содержание трифторида бора в смеси - 45 ppmw. Состав продуктов реакции определяют, как указано в примере 1. На основании данных хроматографического анализа рассчитывают: производительность (R) катализатора: (R=Gп-б/Vкат, где Gп-б - количество полимер-бензина, г/ч; Vкат-ра - объем катализатора, мл; R - производительность катализатора, гполимер-бензина / млкат-ра•ч); степень конверсии (α) бутилннов: (α = 100×(C0-Cx)/C0, где C0 - концентрация бутиленов на входе в реактор, % мол; Cx - концентрация бутиленов на выходе из реактора, % мол; α - степень конверсии бутиленов,%); выход полимер-бензина (ω) на олефины: (ω = 100×R/(Gолеф×CОБ), где R - производительность катализатора, гполимер-бензина /млкат-ра•ч; CОБ - концентрация бутиленов в сырьевой смеси, % мас; Gолеф - расход сырьевой смеси, г/млкат-ра•ч; ω - выход полимер-бензина, г/гбутиленов); содержание октенов (SC8) в полимер-бензине: (SC8 = 100•GC8/Gп-бензина, где GC8-количество октенов в полимер-бензине, г; Gп-бензина - количество полимер-бензина, г; SC8 - содержание октенов в полимер-бензине, %мас.).
Example 39
The following is loaded into a flowing isothermal three-section reactor: 2.5 g of magnesium tetrafluoroborate obtained in Example 1A in the source section; to the catalytic section - 4.05 g (6.23 ml) of the catalyst obtained in example 1B; in the section of the absorber - 1.7 g of magnesium fluoride obtained in example 1B. The reactor was purged with helium at a temperature of 25-30 o C, the temperature was raised in the source section 85 o C and catalyst activation is carried out by passing helium through the reactor at a speed of 2.8 l / g mash rolled • h for 10 h. The catalyst sections and absorber sections maintain a temperature of 85 and 35 o C, respectively, the pressure in the reactor is 20 atm. As a result of activation, the content of boron trifluoride in the catalytic complex is 3.7% wt. Upon completion of activation in a helium stream, the temperature in the source section is reduced to 50 ° C., the helium supply is stopped, and the butylene fraction containing 99.83% wt. butene-1 and butene-2 with a speed of 2.9 g / ml rolled mash • h. In the catalytic section and the section of the absorber maintain a temperature of 85 and 35 o C, respectively, the pressure in the reactor is 20 atm. The boron trifluoride content in the mixture is 45 ppmw. The composition of the reaction products is determined as described in example 1. Based on the data of chromatographic analysis, the following are calculated: catalyst productivity (R): (R = G p-b / V cat , where G p-b is the amount of polymer-gasoline, g / h; V cat-ra - catalyst volume, ml; R - catalyst productivity, g polymer- gasoline / ml cat-ra • h); the degree of conversion (α) of butylnols: (α = 100 × (C 0 -C x ) / C 0 , where C 0 is the concentration of butylenes at the inlet of the reactor, mol%; C x is the concentration of butylenes at the outlet of the reactor, mol%; α is the degree of butylene conversion,%); polymer gasoline yield (ω) for olefins: (ω = 100 × R / (G × C Olef OB), wherein R - catalyst productivity, polymer gasoline g / mL cut-pa • h; C ON - the concentration of butenes in the raw mixtures wt%; g Olef - raw meal consumption, g / mL cut-pa • h; ω - yield polymer gasoline, g / g of butenes); octene content (S C8 ) in polymer gasoline: (S C8 = 100 • G C8 / G p-gasoline , where G C8 is the number of octenes in polymer gasoline, g; G p-gasoline is the amount of polymer gasoline, g; S C8 — octene content in polymer gasoline,% wt.).

Процесс ведут в течение 500 ч, затем направление потоков реактора переключают, как описано в примере 1. В результате проведения реакции получают следующие показатели: производительность катализатора, г полимер-бензина /млкат-ра•ч - 2.6; степень конверсии бутиленов, %мас. - 91.38; выход полимер-бензина на олефины, г/гбутиленов - 0.89; содержание октенов в полимер-бензине, %мас. - 92.65.The process is conducted for 500 hours, then the direction of the reactor flows are switched as described in Example 1. As a result of the reaction, the following indicators: the catalyst productivity, polymer gasoline g / ml cath-ra - 2.6; the degree of conversion of butylenes,% wt. - 91.38; polymer-gasoline yield on olefins, g / g butylene - 0.89; the content of octenes in polymer gasoline,% wt. - 92.65.

Пример 40
Процесс полимеризации ведут как в примере 39, за исключением того, что в реактор подают 530 г сырья полимеризации, состоящего из 10%мас. винилхлорида, растворенного в н-гексане с расходом 29 г/гкат-ра•ч. После отгонки н-гексана из раствора полимера получают 50.51 г поливинилхлорида с молекулярной массой 1900. Выход поливинилхлорида на взятый в реакцию мономер составляет 95%мас.
Example 40
The polymerization process is carried out as in example 39, except that 530 g of polymerization feed consisting of 10% wt. vinyl chloride dissolved in n-hexane with a flow rate of 29 g / g cat-ra • h. After distillation of n-hexane from the polymer solution, 50.51 g of polyvinyl chloride with a molecular weight of 1900 is obtained. The yield of polyvinyl chloride to the monomer taken in the reaction is 95% wt.

Пример 41
Процесс полимеризации ведут как в примере 39, за исключением того, что в реактор подают 250 г сырья полимеризации, состоящего из 12%мас. окиси этилена, растворенной в н-гексане, с расходом 41 г/гкат-ра•ч. После отгонки н-гексана из раствора полимера получают 29.4 г полиэтиленгликоля с молекулярной массой 1900. Выход полиэтиленгликоля на взятый в реакцию мономер составляет 98%мас.
Example 41
The polymerization process is carried out as in example 39, except that 250 g of a polymerization feed consisting of 12% wt. ethylene oxide dissolved in n-hexane with a flow rate of 41 g / g cat-ra • h. After distillation of n-hexane from the polymer solution, 29.4 g of polyethylene glycol with a molecular weight of 1900 is obtained. The yield of polyethylene glycol per monomer taken into the reaction is 98% wt.

Пример 42
Для проведения экстракционой регенерации в реактор, содержащий дезактивированный в процессе изомеризации по примеру 35 катализатор, подают в течение 10 ч тетрахлорид углерода с расходом 1.95 г/млкат-ра•ч. Температура во всех секциях - 35oC. Показателем окончания регенерации является отсутствие углеводородных продуктов в тетрахлориде углерода на выходе из реактора. По завершении процесса регенерации реактор освобождают от тетрахлорида углерода и продолжают ведение процесса изомеризации н-бутана по условиям примера 35. Регенерированный катализатор после 100 ч ведения процесса изомеризации имеет следующие характеристики: степень конверсии н-бутана,% - 86.17; производительность катализатора, гпродуктов/млкат-ра•ч - 0.97; селективность изомеризации, %мас. - 94.75; состав продуктов изомеризации, %мас.: C2- C3 - 0.08; н-бутан - 81.65; н-бутан - 13.83; и-пентан - 2.73; н-пентан - 1.25; и-гексаны- 0.31; н-гексан- 0.08; C7-C9 - 0.07.
Example 42
To carry out extraction regeneration, a carbon tetrachloride is fed at a rate of 1.95 g / ml of cat. • hr for 10 hours into the reactor containing the catalyst deactivated during the isomerization of Example 35. The temperature in all sections is 35 o C. An indicator of the end of the regeneration is the absence of hydrocarbon products in carbon tetrachloride at the outlet of the reactor. Upon completion of the regeneration process, the reactor is freed from carbon tetrachloride and the n-butane isomerization process is continued according to the conditions of Example 35. The regenerated catalyst after 100 hours of the isomerization process has the following characteristics: n-butane conversion ratio,% - 86.17; catalyst productivity, g products / ml of cat • h - 0.97; the selectivity of isomerization,% wt. - 94.75; composition of isomerization products,% wt .: C 2 - C 3 - 0.08; n-butane - 81.65; n-butane - 13.83; i-pentane - 2.73; n-pentane - 1.25; i-hexanes 0.31; n-hexane-0.08; C 7 -C 9 - 0.07.

Пример 43
В реактор, содержащий дезактивированный в процессе алкилирования по примеру 1 катализатор, подают изобутан с расходом 1.95 г/млкат-ра•ч, содержащий 180 ppmw водорода. Температуру в секциях источника и поглотителя снижают до 35oC, в каталитической секции поднимают до 85oC. Процесс частичного разложения каталитического комплекса, а затем регенерации ведут в течение 10 ч. Показателем окончания регенерации является отсутствие в изобутане на выходе из реактора углеводородных продуктов. По завершении регенерации и активации катализатора продолжают алкилирование изобутана бутиленами по условиям примера 1. Регенерированный катализатор после 500 ч ведения процесса алкилирования имеет следующие характеристики: степень конверсии бутиленов, % - 100.00; выход алкилата, г/гбутиленов - 1.99; производительность катализатора, галкилата/млкат-ра•ч - 1.26; содержание октанов в алкилате,% мас. - 95.11; содержание триметилпентанов в алкилате. %мас. - 84.42.
Example 43
In the reactor containing the catalyst deactivated during the alkylation process of Example 1, isobutane is fed at a rate of 1.95 g / ml cat. • h, containing 180 ppmw of hydrogen. The temperature in the sections of the source and absorber is reduced to 35 o C, in the catalytic section it is raised to 85 o C. The process of partial decomposition of the catalytic complex and then regeneration is carried out for 10 hours. The end of the regeneration is indicated by the absence of hydrocarbon products in isobutane at the outlet of the reactor. Upon completion of the regeneration and activation of the catalyst, isobutane is continued to be alkylated with butylenes according to the conditions of Example 1. The regenerated catalyst after 500 hours of conducting the alkylation process has the following characteristics: degree of butylene conversion,% - 100.00; the yield of alkylate, g / g butylene - 1.99; Catalyst productivity g alkylate / ml cath-ra - 1.26; octane content in alkylate,% wt. - 95.11; trimethylpentane content in alkylate. % wt. - 84.42.

Пример 44
Данный пример иллюстрирует возможность применения заявляемого способа для проведения процесса алкилирования на катализаторе по прототипу. К линии подачи исходной смеси алкилирования сырья в проточный автоклав объемом 150 мл, снабженный магнитной мешалкой, подключают источник трифторида бора, полученный по примеру 1А с загрузкой 160 г; на линии выхода продуктов реакции устанавливают поглотитель трифторида бора, полученный по примеру 1Б в количестве 90.8 г. В автоклав помещают 2.0 г цеолита Бета, содержащего 15.2% мас. воды. Автоклав заполняют 70 мл изобутана, включают перемешивание со скоростью 1900 об/мин и охлаждают реакционную среду до 0oC. В секции источника поднимают температуру до 85oC и начинают подавать в автоклав изобутан, содержащий 30000 ppmw трифторида бора со скоростью 27 г/гкат-ра•ч до проскока трифторида бора на выходе из автоклава. Содержание трифторида бора в подготовленном каталитическом комплексе - 53% мас. По завершении процесса активации в автоклав подают исходную смесь алкилирования, содержащую изобутан и бутилены в молярном соотношении 10 и 30000 ppmw трифторида бора, со скоростью 27 г/ч (2.5 г/ч по бутиленам). Температура в секции источника 85oC, в автоклаве и поглотителе трифторида бора 0oC. В результате проведения процесса получают: степень конверсии бутиленов, % - 100.00; производительность катализатора, галкилата/млкат-ра•ч - 2.51; выход алкилата, г/гбутилена - 2.01; содержание октанов в алкилате, %мас. - 91.28; содержание триметилпентанов в алкилате, %мас. - 77.32
Таким образом, приведенные примеры конкретного осуществления способа и применения предложенного катализатора позволяют сделать следующие выводы:
1. Показана возможность применения предложенного способа и каталитического комплекса с регулируемой кислотностью для проведения процессов алкилирования, изомеризации и полимеризации органического сырья с высокими выходом целевого продукта, ресурсом и производительностью катализатора;
2. Показана возможность получения высокооктанового компонента бензина путем алкилирования изобутана бутиленами на твердом катализаторе с высоким ресурсом, производительностью, при селективности по C8 на уровне 95%мас. (см. пример 1);
3. Способ может быть применен для различных типов известных реакторных устройств, а также для известных кислотных каталитических систем, в которых используются кислоты Льюиса;
4. Предложенное изобретение позволяет создавать экологически чистые процессы, в которых отсутствуют агрессивные среды, вредные вещества и отходы.
Example 44
This example illustrates the possibility of applying the proposed method for carrying out the alkylation process on the catalyst of the prototype. A boron trifluoride source obtained in Example 1A with a load of 160 g is connected to a feed line of a feed mixture of alkylating a feedstock into a 150 ml flow autoclave equipped with a magnetic stirrer; boron trifluoride scavenger obtained in Example 1B in an amount of 90.8 g is installed on the exit line of reaction products. 2.0 g Beta zeolite containing 15.2% wt. is placed in an autoclave. water. The autoclave is filled with 70 ml of isobutane, stirring is started at a speed of 1900 rpm and the reaction medium is cooled to 0 ° C. In the source section, the temperature is raised to 85 ° C and isobutane containing 30,000 ppmw boron trifluoride is introduced into the autoclave at a speed of 27 g / g cat. • h before the breakthrough of boron trifluoride at the outlet of the autoclave. The content of boron trifluoride in the prepared catalytic complex is 53% wt. Upon completion of the activation process, an initial alkylation mixture containing isobutane and butylenes in a molar ratio of 10 and 30,000 ppmw boron trifluoride is fed to the autoclave at a speed of 27 g / h (2.5 g / h for butylenes). The temperature in the source section is 85 o C, in the autoclave and the absorber of boron trifluoride 0 o C. As a result of the process, the following is obtained: the degree of butylene conversion,% - 100.00; Catalyst productivity g alkylate / ml cath-ra - 2.51; the yield of alkylate, g / g butylene - 2.01; octane content in alkylate,% wt. - 91.28; the content of trimethylpentanes in the alkylate,% wt. - 77.32
Thus, the examples of specific implementation of the method and application of the proposed catalyst allow the following conclusions:
1. The possibility of using the proposed method and a catalytic complex with controlled acidity for the alkylation, isomerization and polymerization of organic raw materials with high yield of the target product, catalyst resource and productivity was shown;
2. The possibility of producing a high-octane component of gasoline by alkylating isobutane with butylenes on a solid catalyst with a high resource, productivity, and C 8 selectivity of 95% wt. (see example 1);
3. The method can be applied to various types of known reactor devices, as well as to known acid catalyst systems using Lewis acids;
4. The proposed invention allows you to create environmentally friendly processes in which there are no aggressive environments, harmful substances and waste.

Claims (24)

1. Способ переработки органического сырья, включающий подготовку смеси органического сырья с трифторидом бора, контактирование потока полученной смеси с катализатором и выделение трифторида бора из продуктов каталитической реакции, отличающийся тем, что процесс осуществляют в трехсекционном реакторе, состоящем из секции источника трифторида бора, каталитической секции и секции поглотителя трифторида бора, в секции источника трифторида бора поток сырья контактируют с тетрафтороборатом металла, нанесенным на пористый носитель, а в секции поглотителя трифторида бора поток продуктов каталитической реакции контактируют с нанесенным на пористый носитель фторидом металла, способным поглощать трифторид бора, причем периодически, по мере разложения тетрафторобората металла в секции источника трифторида бора и накопления тетрафторобората металла в секции поглотителя трифторида бора, осуществляют инверсию функций этих секций реактора, которую проводят одновременно с инверсией направления потоков органического сырья и продуктов реакции. 1. A method of processing organic raw materials, including preparing a mixture of organic raw materials with boron trifluoride, contacting the stream of the resulting mixture with a catalyst and isolating boron trifluoride from the products of a catalytic reaction, characterized in that the process is carried out in a three-section reactor, consisting of a section of a source of boron trifluoride, a catalytic section and boron trifluoride scavenger sections, in the boron trifluoride source section, the feed stream is contacted with metal tetrafluoroborate deposited on a porous support, and in sec of the boron trifluoride scavenger, the catalytic reaction product stream is in contact with a metal fluoride deposited on a porous carrier capable of absorbing boron trifluoride, and periodically, as the metal tetrafluoroborate decomposes in the boron trifluoride source section and the metal tetrafluoroborate accumulates in the boron trifluoride scavenger section, the functions of these sections are inverted reactor, which is carried out simultaneously with the inversion of the direction of flow of organic raw materials and reaction products. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют катализатор, активный компонент которого представляет собой нанесенный на пористый носитель каталитический комплекс из трифторида бора и гетерополисоединения при молярном отношении трифторида бора к гетерополисоединению 0,1 - 5, предпочтительно 0,5 - 2, в количестве 0,1 - 55 мас.%, предпочтительно 2 - 30 мас.%, причем гетерополисоединение получено из одного или нескольких оксидов элементов III - VI групп и из одной или нескольких солей металлов с общей формулой
(Me)x(XO4)y,
где Me - металл III, IV групп;
x = 1 - 2, y = 2 - 3;
X - сера или фосфор,
взятых в молярном отношении оксидов к солям 0,5 - 20, предпочтительно 1,5 - 10, или из соединений, образующих при приготовлении гетерополисоединения указанные оксиды и соли, причем состав гетерополисоединения в пересчете на оксиды описывается эмпирической формулой
MekXmOn,
где Me - элементы, выбранные из ряда Ga, B, Al, Ti, Zr, Sn, или их смеси;
X - элементы, выбранные из ряда P, S, или их смеси;
k = 1 - 80, m = 1 - 100, n = 100 - 400,
и кислотностью гетерополисоединения, определенной по шкале Гаммета в интервале рКа (-5,6) - (-12,7).
2. The method according to claim 1, characterized in that a catalyst is used, the active component of which is a catalytic complex of boron trifluoride and a heteropoly compound supported on a porous carrier with a molar ratio of boron trifluoride to a heteropoly compound of 0.1-5, preferably 0.5-2 , in an amount of 0.1 to 55 wt.%, preferably 2 to 30 wt.%, moreover, the heteropoly compound obtained from one or more oxides of elements of groups III to VI and from one or more metal salts with the general formula
(Me) x (XO 4 ) y,
where Me is a metal of groups III, IV;
x = 1 - 2, y = 2 - 3;
X is sulfur or phosphorus,
taken in a molar ratio of oxides to salts of 0.5 to 20, preferably 1.5 to 10, or from compounds forming these oxides and salts in the preparation of the heteropoly compound, the composition of the heteropoly compound in terms of oxides is described by the empirical formula
Me k X m O n ,
where Me are elements selected from the series Ga, B, Al, Ti, Zr, Sn, or mixtures thereof;
X - elements selected from the series P, S, or mixtures thereof;
k = 1 - 80, m = 1 - 100, n = 100 - 400,
and the acidity of the heteropoly compound determined on the Hammett scale in the pKa range (-5.6) - (-12.7).
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что температуру реагентов в секции источника трифторида бора задают выше температуры разложения тетрафторобората металла, а температуру реагентов в секции поглотителя трифторида бора задают ниже температуры разложения тетрафторобората металла. 3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the temperature of the reagents in the section of the source of boron trifluoride is set above the decomposition temperature of the metal tetrafluoroborate, and the temperature of the reagents in the section of the absorber of boron trifluoride is set below the decomposition temperature of the metal tetrafluoroborate. 4. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что инверсию функций секций источника и поглотителя трифторида бора осуществляют за счет изменения температуры реагентов в этих секциях. 4. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that the inversion of the functions of the sections of the source and absorber of boron trifluoride is carried out by changing the temperature of the reactants in these sections. 5. Способ по пп.1, 2 и 4, отличающийся тем, что инверсию функций секций источника и поглотителя трифторида бора осуществляют при степени разложения тетрафторобората металла в секции источника трифторида бора не более 95 мас. %. 5. The method according to claims 1, 2 and 4, characterized in that the inversion of the functions of the sections of the source and absorber of boron trifluoride is carried out with a degree of decomposition of metal tetrafluoroborate in the source section of boron trifluoride of not more than 95 wt. % 6. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что используют тетрафтороборат и фторид металла I, II, III и IV групп. 6. The method according to PP.1 and 2, characterized in that use tetrafluoroborate and metal fluoride of groups I, II, III and IV. 7. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве пористого носителя для тетрафторобората и фторида металла используют неорганический, или органический, или углеродный материалы. 7. The method according to claims 1 and 2, characterized in that inorganic, or organic, or carbon materials are used as a porous carrier for tetrafluoroborate and metal fluoride. 8. Способ по пп.1, 2, 6 и 7, отличающийся тем, что тетрафтороборат металла наносят на пористый носитель в количестве 0,1 - 90 мас.%, предпочтительно 30 - 70 мас.%, а фторид металла наносят на пористый носитель в количестве 0,1 - 90 мас.%, предпочтительно 20 - 50 мас.%. 8. The method according to claims 1, 2, 6 and 7, characterized in that the metal tetrafluoroborate is applied to the porous carrier in an amount of 0.1 to 90 wt.%, Preferably 30 to 70 wt.%, And the metal fluoride is applied to the porous carrier in an amount of 0.1 to 90 wt.%, preferably 20 to 50 wt.%. 9. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что органическое сырье, способное подвергаться алкилированию, и алкилирующий агент контактируют с каталитическим комплексом, содержащим гетерополисоединение с кислотностью по шкале Гаммета в интервале рКа (-5,6) - (-11,4) при температуре 0 - 200oС, давлении 1 - 200 атм и времени контакта, обеспечивающих достаточную глубину превращения сырья алкилирования.9. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the organic raw materials capable of undergoing alkylation and the alkylating agent are contacted with a catalytic complex containing a heteropoly compound with acidity on a Hammett scale in the range of pKa (-5.6) - (-11, 4) at a temperature of 0 - 200 o C, a pressure of 1 - 200 ATM and contact time, providing a sufficient depth of conversion of the alkylation feedstock. 10. Способ по пп.1, 2 и 9, отличающийся тем, что органическое сырье для алкилирования содержит изопарафиновые углеводороды с числом атомов углерода 4 - 6 и олефиновые углеводороды с числом атомов углерода 2 - 8, в молярном отношении 2 - 200. 10. The method according to claims 1, 2 and 9, characterized in that the organic alkylation feed contains isoparaffin hydrocarbons with 4 to 6 carbon atoms and olefin hydrocarbons with 2 to 8 carbon atoms, in a molar ratio of 2 to 200. 11. Способ по пп.1, 2 и 9, отличающийся тем, что органическое сырье для алкилирования содержит ароматические углеводороды с числом атомов углерода 6 - 12 и олефиновые углеводороды с числом атомов углерода 2 - 20 в молярном отношении 2 - 200. 11. The method according to claims 1, 2 and 9, characterized in that the organic feed for alkylation contains aromatic hydrocarbons with 6 to 12 carbon atoms and olefinic hydrocarbons with 2 to 20 carbon atoms in a molar ratio of 2 to 200. 12. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что органическое сырье для изомеризации контактируют с каталитическим комплексом, содержащим гетерополисоединение с кислотностью по шкале Гаммета в интервале рКа (-11,4) - (-12,7) при температуре 20 - 300oС, давлении 1 - 200 атм и времени контакта, обеспечивающих достаточную глубину превращения сырья изомеризации.12. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the organic raw material for isomerization is contacted with a catalytic complex containing a heteropoly compound with acidity according to the Hammett scale in the range pKa (-11.4) - (-12.7) at a temperature of 20 - 300 o With a pressure of 1 to 200 atmospheres and contact time, providing a sufficient depth of conversion of the raw material isomerization. 13. Способ по пп.1, 2 и 12, отличающийся тем, что органическое сырье для изомеризации содержит парафиновые углеводороды с числом атомов углерода 4 - 30. 13. The method according to claims 1, 2 and 12, characterized in that the organic raw material for isomerization contains paraffin hydrocarbons with 4 to 30 carbon atoms. 14. Способ по пп.1, 2 и 12, отличающийся тем, что органическое сырье для изомеризации содержит ароматические углеводороды с числом атомов углерода 8 - 30. 14. The method according to claims 1, 2 and 12, characterized in that the organic raw material for isomerization contains aromatic hydrocarbons with a carbon number of 8 to 30. 15. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что органическое сырье для полимеризации контактируют с каталитическим комплексом, содержащим гетерополисоединение с кислотностью по шкале Гаммета в интервале рКа (-5,6) - (-11,4) при температуре 10 - 300oС, давлении 1 - 200 атм и времени контакта, обеспечивающих достаточную глубину превращения сырья полимеризации.15. The method according to PP.1 and 2, characterized in that the organic raw materials for polymerization are in contact with a catalytic complex containing a heteropoly compound with acidity on a Hammett scale in the range pKa (-5.6) - (-11.4) at a temperature of 10 - 300 o With a pressure of 1 - 200 ATM and contact time, providing a sufficient depth of conversion of the polymerization feed. 16. Способ по пп.1, 2 и 15, отличающийся тем, что органическое сырье для полимеризации содержит олефиновые углеводороды с числом атомов углерода 2 - 20. 16. The method according to PP.1, 2 and 15, characterized in that the organic raw materials for polymerization contains olefinic hydrocarbons with a number of carbon atoms of 2 to 20. 17. Способ по пп.1, 2 и 15, отличающийся тем, что органическое сырье для полимеризации содержит кислородсодержащие соединения с числом атомов углерода 2 - 20. 17. The method according to claims 1, 2 and 15, characterized in that the organic polymerization feed contains oxygen-containing compounds with a number of carbon atoms of 2 to 20. 18. Способ по пп.1, 2 и 15, отличающийся тем, что органическое сырье для полимеризации содержит галогенсодержащие органические соединения с числом атомов углерода 2 - 20. 18. The method according to claims 1, 2 and 15, characterized in that the organic polymerization feed contains halogen-containing organic compounds with a carbon number of 2 to 20. 19. Катализатор для переработки органического сырья, включающий активный компонент, содержащий трифторид бора, отличающийся тем, что активный компонент представляет собой нанесенный на пористый носитель каталитический комплекс из трифторида бора и гетерополисоединения при молярном отношении трифторида бора к гетерополисоединению 0,1 - 5, предпочтительно 0,5 - 2, в количестве 0,1 - 55 мас.%, предпочтительно 2 - 30 мас.%, причем гетерополисоединение получено из одного или нескольких оксидов элементов III - VI групп и из одной или нескольких солей металлов с общей формулой
(Me)x(XO4)y,
где Me - металл III, IV групп;
x = 1 - 2, y = 2 - 3;
X - сера или фосфор,
взятых в молярном отношении оксидов к солям 0,5 - 20, предпочтительно 1,5 - 10, или из соединений, образующих при приготовлении гетерополисоединения указанные оксиды и соли, причем состав гетерополисоединения в пересчете на оксиды описывается эмпирической формулой
MekXmOn,
где Me - элементы, выбранные из ряда Ga, B, Al, Ti, Zr, Sn, или их смеси;
X - элементы, выбранные из ряда P, S, или их смеси;
k = 1 - 80, m = 1 - 100, n = 100 - 400,
и кислотностью гетерополисоединения, определенной по шкале Гаммета в интервале рКа (-5,6) - (-12,7).
19. A catalyst for the processing of organic raw materials, comprising an active component containing boron trifluoride, characterized in that the active component is a supported catalyst complex of boron trifluoride and a heteropoly compound with a molar ratio of boron trifluoride to heteropoly compound of 0.1-5, preferably 0 5 to 2, in an amount of 0.1 to 55 wt.%, Preferably 2 to 30 wt.%, The heteropoly compound being obtained from one or more oxides of elements of groups III to VI and from one or more metal salts in the general formula
(Me) x (XO 4 ) y,
where Me is a metal of groups III, IV;
x = 1 - 2, y = 2 - 3;
X is sulfur or phosphorus,
taken in a molar ratio of oxides to salts of 0.5 to 20, preferably 1.5 to 10, or from compounds forming these oxides and salts in the preparation of the heteropoly compound, the composition of the heteropoly compound in terms of oxides is described by the empirical formula
Me k X m O n ,
where Me are elements selected from the series Ga, B, Al, Ti, Zr, Sn, or mixtures thereof;
X - elements selected from the series P, S, or mixtures thereof;
k = 1 - 80, m = 1 - 100, n = 100 - 400,
and the acidity of the heteropoly compound determined on the Hammett scale in the pKa range (-5.6) - (-12.7).
20. Катализатор по п.19, отличающийся тем, что его активный компонент дополнительно включает избыток трифторида бора, поступающий в каталитическую секцию с потоком перерабатываемого органического сырья в количестве 5 - 50000 ppmw, предпочтительно 10 - 200 ppmw. 20. The catalyst according to claim 19, characterized in that its active component further includes an excess of boron trifluoride entering the catalytic section with a stream of processed organic materials in an amount of 5 to 50,000 ppmw, preferably 10 to 200 ppmw. 21. Катализатор по пп.19 и 20, отличающийся тем, что гетерополисоединение синтезируют на поверхности пористого носителя при температуре 150 - 550oС.21. The catalyst according to PP.19 and 20, characterized in that the heteropoly compound is synthesized on the surface of a porous carrier at a temperature of 150 - 550 o C. 22. Катализатор по пп.19 и 20, отличающийся тем, что в качестве пористого носителя используют органический, или неорганический, или углеродный материал, имеющий средний радиус пор не менее 30
Figure 00000003
суммарный объем пор не менее 0,55 см3/г, поверхность не менее 170 м2/г, включающий металл VIII группы в количестве 0,1 - 1,0 мас.%.
22. The catalyst according to PP.19 and 20, characterized in that as a porous carrier using organic, or inorganic, or carbon material having an average pore radius of at least 30
Figure 00000003
the total pore volume is not less than 0.55 cm 3 / g, the surface is not less than 170 m 2 / g, including group VIII metal in an amount of 0.1 - 1.0 wt.%.
23. Катализатор по пп.19 и 20, отличающийся тем, что для проведения процессов алкилирования и полимеризации используют каталитический комплекс, содержащий гетерополисоединение с кислотностью по шкале Гаммета в интервале рКа (-5,6) - (-11,4). 23. The catalyst according to PP.19 and 20, characterized in that for carrying out the processes of alkylation and polymerization using a catalytic complex containing a heteropoly compound with acidity according to the Hammett scale in the interval pKa (-5.6) - (-11.4). 24. Катализатор по пп.19 и 20, отличающийся тем, что для проведения процесса изомеризации используют каталитический комплекс, содержащий гетерополисоединение с кислотностью по шкале Гаммета в интервале рКа (-11,4) - (-12,7). 24. The catalyst according to PP.19 and 20, characterized in that for carrying out the isomerization process using a catalytic complex containing a heteropoly compound with acidity according to the Hammett scale in the range pKa (-11.4) - (-12.7).
RU99105725/04A 1999-03-30 1999-03-30 Method of processing of organic raw material and catalyst for its embodiment RU2142931C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99105725/04A RU2142931C1 (en) 1999-03-30 1999-03-30 Method of processing of organic raw material and catalyst for its embodiment
PCT/RU1999/000355 WO2000058243A1 (en) 1999-03-30 1999-09-27 Method for processing organic raw material and catalyst for realising the same
AU62345/99A AU6234599A (en) 1999-03-30 1999-09-27 Method for processing organic raw material and catalyst for realising the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99105725/04A RU2142931C1 (en) 1999-03-30 1999-03-30 Method of processing of organic raw material and catalyst for its embodiment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2142931C1 true RU2142931C1 (en) 1999-12-20

Family

ID=20217438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99105725/04A RU2142931C1 (en) 1999-03-30 1999-03-30 Method of processing of organic raw material and catalyst for its embodiment

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU6234599A (en)
RU (1) RU2142931C1 (en)
WO (1) WO2000058243A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007008097A1 (en) * 2005-07-11 2007-01-18 Institut Kataliza Imeni G.K. Boreskova Sibirskogo Otdeleniya Rosiiskoi Akademii Nauk Catalyst, method for the production thereof and a hydrocarbon isomerisation method using said catalyst

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4116880A (en) * 1977-06-16 1978-09-26 Produits Chimiques Ugine Kuhlmann Solid catalysts based on fluorinated graphite
US4992616A (en) * 1988-07-15 1991-02-12 Mobil Oil Corporation Heterogeneous isoparaffin/olefin aklylation process
EP0539277B1 (en) * 1991-10-25 1996-01-10 Institut Francais Du Petrole Use of a catalyst for paraffins alkylation
US5214017A (en) * 1991-11-27 1993-05-25 Sun Company, Inc. (R&M) Solid-acid alkylation catalyst compositions for alkylation processes
RU2091360C1 (en) * 1994-08-15 1997-09-27 Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН Method of producing high-octane gasoline components

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007008097A1 (en) * 2005-07-11 2007-01-18 Institut Kataliza Imeni G.K. Boreskova Sibirskogo Otdeleniya Rosiiskoi Akademii Nauk Catalyst, method for the production thereof and a hydrocarbon isomerisation method using said catalyst
EA012116B1 (en) * 2005-07-11 2009-08-28 Институт Катализа Имени Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Catalyst, method for the production thereof and a hydrocarbon isomerisation method using said catalyst

Also Published As

Publication number Publication date
AU6234599A (en) 2000-10-16
WO2000058243A1 (en) 2000-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7670568B2 (en) System for reactivating catalysts
US3647916A (en) Isoparaffin-olefin alkylation with crystalline zeolite catalysts at low isoparaffin to olefin ratios
Bui et al. Alkylation of isobutane with 2-butene using ionic liquids as catalyst
EP0654020A4 (en) Isoparaffin-olefin alkylation with mcm microporous material under the supercritical conditions of the isoparaffin.
US4433190A (en) Process to convert linear alkanes
AU663204B2 (en) Isoparaffin-olefin alkylation process
US20040063567A1 (en) Method and system for reactivating catalysts and a method and system for recycling supercritical fluids used to reactivate the catalysts
US5491277A (en) Mixed-phase solid bed hydrocarbon alkylation process
RU2142931C1 (en) Method of processing of organic raw material and catalyst for its embodiment
US5856606A (en) Turbulent bed solid catalyst hydrocarbon alkylation process
JP4026047B2 (en) Process for producing propylene from olefin streams
US5118897A (en) Reactivation of alkylation catalysts
WO2017222767A1 (en) Isoparaffin-olefin aklylation
EP0640575B1 (en) Process for upgrading a paraffinic feedstock
US4489213A (en) Alumina catalyst for alkylating aromatics with olefins
KR20000016195A (en) Fluid catalytic alkylation process
AU701283B2 (en) Process for upgrading a paraffinic feedstock
EP0424445A1 (en) Heterogeneous isoparaffin/olefin alkylation process.
WO2017222768A1 (en) Isoparaffin-olefin alkylation
SK29893A3 (en) Process for upgrading a paraffinic feedstock
RU2091360C1 (en) Method of producing high-octane gasoline components
JP3589669B2 (en) Paraffin raw material reforming method
US4219690A (en) Alkylation of aromatics with olefins in the presence of an alumina catalyst
WO2017222769A1 (en) Isoparaffin-olefin aklylation
MONTILLET et al. EFFECTS OF SUPERCRITICAL MEDIA ON CATALYTIC REACTIONS: APPLICATION TO ALIPHATIC ALKYLATION

Legal Events

Date Code Title Description
HK4A Changes in a published invention
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060331