RU2223818C2 - Halogen-containing catalyst and a method for preparation thereof - Google Patents
Halogen-containing catalyst and a method for preparation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2223818C2 RU2223818C2 RU2000100950/04A RU2000100950A RU2223818C2 RU 2223818 C2 RU2223818 C2 RU 2223818C2 RU 2000100950/04 A RU2000100950/04 A RU 2000100950/04A RU 2000100950 A RU2000100950 A RU 2000100950A RU 2223818 C2 RU2223818 C2 RU 2223818C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- halogen
- catalyst
- drying
- temperature
- platinum
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к катализатору, используемому при производстве ароматических углеводородов, и к способу получения такого катализатора. Более конкретно изобретение относится к галогенсодержащему катализатору, такому как один или несколько галогеновых компонентов и платина, нанесенные на катализатор на основе цеолита L типа, в котором галоген распределен равномерно, при этом крекирующая активность катализатора может быть уменьшена. Изобретение также относится к способу получения катализатора. The invention relates to a catalyst used in the production of aromatic hydrocarbons, and to a method for producing such a catalyst. More specifically, the invention relates to a halogen-containing catalyst, such as one or more halogen components and platinum supported on an L type zeolite catalyst in which the halogen is evenly distributed, while the cracking activity of the catalyst can be reduced. The invention also relates to a method for producing a catalyst.
До настоящего времени в качестве катализатора при производстве ароматических углеводородов путем ароматизации неароматических углеводородов, таких как алифатические углеводороды, использовались катализаторы платина-двуокись алюминия. Однако такие катализаторы имеют недостаток, заключающийся в том, что углеводороды, содержащие 6 или 7 атомов углерода не могли быть эффективно превращены в ароматические углеводороды. To date, platinum-alumina catalysts have been used as a catalyst in the production of aromatic hydrocarbons by aromatizing non-aromatic hydrocarbons, such as aliphatic hydrocarbons. However, such catalysts have the disadvantage that hydrocarbons containing 6 or 7 carbon atoms could not be effectively converted to aromatic hydrocarbons.
Для решения этой проблемы в японской опубликованной патентной заявке 57408/1983 был предложен катализатор, в котором платина нанесена на цеолит L типа, и впоследствии для цеолита L типа были предложены различные способы улучшения активности, селективности, срока службы катализатора и т.д., или упрощенные способы получения катализатора. To solve this problem, Japanese Patent Application Publication No. 57408/1983 proposed a catalyst in which platinum is applied to an L type zeolite, and subsequently various methods for improving the activity, selectivity, catalyst life, etc., have been proposed for the L type zeolite, or simplified methods for producing a catalyst.
Например, были предложены: (1) катализатор, в котором цеолит L типа, несущий металл VIII группы, подвергается оксихлорированию с целью улучшения каталитической активности и срока службы катализатора (японская выложенная патентная заявка 168539/1985); (2) катализатор, обработанный раствором, содержащим раствор платины и соли металла, не являющегося платиной, для равномерного распределения и нанесения платины (японская выложенная патентная заявка 138539/1986); (3) катализатор, в котором платина нанесена на цеолит L типа, обработанный галогенсодержащим соединением (японская выложенная патентная заявка 57653/1987); (4) катализатор, в котором цеолит L типа, несущий платину, обработан галогенсодержащим соединением (японская выложенная патентная заявка 91334/1988) и (5) катализатор, полученный с помощью простого способа, который включает одновременное нанесение и обработку платинового компонента и одного или нескольких галогеновых компонентов на цеолит L типа (японская выложенная патентная заявка 49936/1993). For example, the following were proposed: (1) a catalyst in which type L zeolite bearing a Group VIII metal is oxychlorinated to improve catalytic activity and catalyst life (Japanese Patent Application Laid-Open No. 168539/1985); (2) a catalyst treated with a solution containing a solution of platinum and a non-platinum metal salt to uniformly distribute and deposit platinum (Japanese Patent Application Laid-Open No. 138539/1986); (3) a catalyst in which platinum is supported on a type L zeolite treated with a halogen-containing compound (Japanese Patent Application Laid-Open No. 57653/1987); (4) a catalyst in which platinum-bearing L type zeolite is treated with a halogen-containing compound (Japanese Patent Application Laid-open No. 91334/1988); and (5) a catalyst prepared using a simple process that involves simultaneously applying and treating a platinum component and one or more halogen components on type L zeolite (Japanese Patent Application Laid-Open No. 49936/1993).
Однако упомянутые выше катализаторы (1)-(5) при практическом применении создают ряд проблем, и все эти катализаторы отличаются высокой крекирующей активностью. Следовательно, селективность к ароматическим соединениям недостаточна. However, the above-mentioned catalysts (1) - (5) in practical application create a number of problems, and all these catalysts are characterized by high cracking activity. Therefore, the selectivity to aromatic compounds is insufficient.
Настоящее изобретение разработано для решения вышеуказанных недостатков. Другими словами, целью настоящего изобретения является создание катализатора для получения ароматических углеводородов, в котором количественное распределение галогена в катализаторе равномерно, так что его крекирующая активность может быть уменьшена. The present invention is designed to solve the above disadvantages. In other words, it is an object of the present invention to provide a catalyst for producing aromatic hydrocarbons in which the quantitative distribution of halogen in the catalyst is uniform, so that its cracking activity can be reduced.
Другая цель настоящего изобретения состоит в разработке способа получения описанного выше катализатора. Another objective of the present invention is to provide a process for the preparation of the catalyst described above.
Заявители настоящего изобретения провели широкие исследования с целью разработки практичного катализатора для производства ароматических соединений, который мог бы решить проблемы, связанные с названными выше катализаторами, и крекирующая активность которого может быть уменьшена. В результате исследований установлено, что, если на стадии сушки процесса получения катализатора скорость испарения воды уменьшить, можно получить катализатор, в котором галоген распределен равномерно так, что эффективно достигается цель настоящего изобретения. Настоящее изобретение полностью основывается на этом заключении. The applicants of the present invention conducted extensive research to develop a practical catalyst for the production of aromatic compounds, which could solve the problems associated with the above catalysts, and the cracking activity of which can be reduced. As a result of the studies, it was found that if the evaporation rate of water is reduced at the drying stage of the catalyst preparation process, a catalyst can be obtained in which the halogen is evenly distributed so that the object of the present invention is effectively achieved. The present invention is based entirely on this conclusion.
Другими словами, первым объектом настоящего изобретения является галогенсодержащий катализатор, который содержит один или несколько галогеновых компонентов и в котором галоген распределен равномерно. В частности, изобретение относится к галогенсодержащему катализатору, для которого на чертеже, показывающем соотношение между расстоянием по направлению ширины сечения (x: расстояние от одной поверхности катализатора) и интенсивностью рентгеновских лучей (I), которое получено при оценке атома галогена на сечении катализатора с помощью линейного анализа в одном направлении при использовании устройства с электроннолучевым микроаналитическим зондом (здесь обозначается как ЭЛМАЗ), отношение α[{ (F-F0)/F} величины (F-F0) к интегрированной величине (F)] составляет 0,17 или меньше, при этом величину (F-F0) получают путем вычитания величины (F0), полученной при интегрировании интенсивности рентгеновских лучей (I0) касательной кривой при минимуме и наименьшем значении кривой, показывающей интенсивность рентгеновских лучей относительно x между одной поверхностью катализатора и другой поверхностью катализатора, из величины (F), полученной путем интегрирования указанной выше интенсивности I относительно расстояния x между поверхностями.In other words, the first object of the present invention is a halogen-containing catalyst that contains one or more halogen components and in which the halogen is evenly distributed. In particular, the invention relates to a halogen-containing catalyst for which, in the drawing, showing the relationship between the distance in the direction of the cross-sectional width (x: distance from one surface of the catalyst) and the x-ray intensity (I) obtained by evaluating the halogen atom in the cross-section of the catalyst using linear analysis in one direction by using a device with the electron-beam microanalytical probe (herein referred to as ELMAZ), the ratio α [{(FF 0) / F} value (FF 0) for integrated greatness e (F)] is 0.17 or less, wherein the value (FF 0) is obtained by subtracting the value (F 0) obtained by integrating the X-ray intensity (I 0) of the tangent of the curve at the minimum and smallest value of the curve showing the intensity of X rays relative to x between one surface of the catalyst and another surface of the catalyst, from the value (F) obtained by integrating the above intensity I relative to the distance x between the surfaces.
Второй аспект настоящего изобретения относится к способу получения галогенсодержащего катализатора, который включает стадию нанесения одного или нескольких галогеновых компонентов на носитель, в частности на цеолит типа L, а затем стадию его сушки при скорости испарения воды 15 мас.%/час или менее. A second aspect of the present invention relates to a method for producing a halogen-containing catalyst, which comprises the step of depositing one or more halogen components on a carrier, in particular a type L zeolite, and then drying it at a water evaporation rate of 15 wt.% / Hr or less.
На Фиг. 1 показано соотношение мeждy расстоянием по направлению ширины сечения (x) и интенсивностью рентгеновских лучей (I) в случае, когда атом галогена подвергается линейному аналитическому измерению с использованием устройства с ЭЛМАЗ. In FIG. Figure 1 shows the relationship between the distance in the direction of the cross section width (x) and the x-ray intensity (I) in the case when the halogen atom is subjected to linear analytical measurement using an ELMAZ device.
На Фиг. 2 представлен перспективный вид одного из примеров катализатора на основе цеолита типа L, используемого при проведении измерений с помощью ЭЛМАЗ. In FIG. 2 shows a perspective view of one example of a catalyst based on type L zeolite used in measurements using ELMAZ.
Галогенсодержащий катализатор настоящего изобретения имеет такое равномерное распределение галогена, которое было описано выше. На Фиг.1 представлено количественное распределение галогена в галогенсодержащем катализаторе настоящего изобретения и показано соотношение между расстоянием по направлению ширины сечения (x) и интенсивностью рентгеновских лучей (I) в случае, когда атом галогена подвергается линейному анализу с использованием ЭЛМАЗ. Кроме того, на Фиг. 2 представлен перспективный вид, показывающий один из примеров катализатора на основе цеолита типа L, который использовался в названном выше измерении с помощью ЭЛМАЗ. The halogenated catalyst of the present invention has such a uniform distribution of halogen as described above. Figure 1 shows the quantitative distribution of halogen in the halogen-containing catalyst of the present invention and shows the relationship between the distance in the direction of the cross-sectional width (x) and the x-ray intensity (I) in the case when the halogen atom is linearly analyzed using ELMAZ. In addition, in FIG. 2 is a perspective view showing one example of a catalyst based on type L zeolite, which was used in the above-mentioned measurement using ELMAZ.
Настоящее изобретение далее описывается более подробно на примере Фиг.1 и 2. The present invention is further described in more detail by the example of FIGS. 1 and 2.
В том случае, когда катализатор настоящего изобретения имеет, например, такую цилиндрическую форму, которая показана на Фиг.2, линейный анализ с использованием ЭЛМАЗ проводят по прямой, показанной на чертеже относительно отрезка сечения параллельно нижней поверхности. На Фиг.1 представлены полученные результаты линейного анализа вместе с соотношением между расстоянием по направлению ширины сечения (x: расстояние от одной поверхности катализатора), которое представляет собой ось абсцисс, и интенсивностью рентгеновских лучей (I), показывающую концентрацию атомов галогена, которая представляет собой ось ординат. В соответствии с Фиг.1 в галогенсодержащем катализаторе настоящего изобретения отношение α({(F-F0)/F} величины (F-F0) к интегрированной величине (F)] составляет 0,17 или меньше, где величину (F-F0) рассчитывают путем вычитания величины (F0), полученной при интегрировании интенсивности рентгеновских лучей (I0) касательной кривой при минимуме и наименьшем значении кривой, показывающей интенсивность рентгеновских лучей относительно расстояния x между одной поверхностью катализатора (x=0) и другой поверхностью катализатора (x=х0), из величины (F), полученной путем интегрирования названной выше интенсивности I относительно расстояния x между поверхностями (x; 0-х0). Если величина α составляет больше 0,17, крекирующая селективность увеличивается и, как результат, селективность ароматизации нежелательно падает. С этой точкой зрения в настоящем изобретении предпочтительно, чтобы величина α составляла 0,15 или менее.In the case where the catalyst of the present invention has, for example, such a cylindrical shape as shown in FIG. 2, a linear analysis using ELMAZ is carried out in a straight line shown in the drawing with respect to a sectional section parallel to the lower surface. Figure 1 presents the results of a linear analysis together with the ratio between the distance in the direction of the cross-sectional width (x: distance from one catalyst surface), which is the abscissa axis, and the x-ray intensity (I), which shows the concentration of halogen atoms, which is ordinate axis. In accordance with FIG. 1, in a halogen-containing catalyst of the present invention, the ratio of α ({(FF 0 ) / F} of a quantity (FF 0 ) to an integrated quantity (F)] is 0.17 or less, where the value (FF 0 ) is calculated by subtracting the value (F 0 ) obtained by integrating the x-ray intensity (I 0 ) of the tangent curve with a minimum and the smallest value of the curve showing the x-ray intensity relative to the distance x between one catalyst surface (x = 0) and the other catalyst surface (x = x 0 ), from the value (F), obtained oh referred to above by integrating the intensity I with respect to the distance x between the surfaces (x; x 0, 0). If the value α is more than 0.17, the cracking selectivity increases, and as a result, undesirable aromatization selectivity falls From this point of view, in the present invention. preferably, the value of α is 0.15 or less.
Кроме того, упоминаемый выше линейный анализ настоящего изобретения может быть применен к катализатору, имеющему любую форму, и до тех пор, пока катализатор имеет указанное выше значение α, особенность настоящего изобретения может быть реализована. Поэтому в настоящем изобретении нет особых ограничений по форме катализатора. В настоящем изобретении, однако, катализатор, имеющий цилиндрическую форму, может быть предпочтительным с точки зрения легкости формования и прочности катализатора. In addition, the above linear analysis of the present invention can be applied to a catalyst having any shape, and as long as the catalyst has the above value α, a feature of the present invention can be implemented. Therefore, in the present invention there are no particular restrictions on the shape of the catalyst. In the present invention, however, a catalyst having a cylindrical shape may be preferred in terms of ease of molding and strength of the catalyst.
Для получения нового катализатора на основе цеолита L типа в качестве исходного материала используется обычный цеолит L типа. В данном случае исходный цеолит L типа может быть представлен формулой 0,9-1,3М2/nО•Аl2О3•5,0-7,0SiО2•0-9H2O (где М представляет собой щелочной металл или щелочноземельный металл), а n представляет собой валентность М). Типичные примеры цеолита раскрыты на стр. 9 и 10 японской патентной выложенной заявки 133835/1983, а также на стр. 5 японской выложенной патентной заявки 80333/1984.To obtain a new catalyst based on L type zeolite, a conventional L type zeolite is used as a starting material. In this case, the initial L type zeolite can be represented by the formula 0.9-1.3 M 2 / n O • Al 2 O 3 • 5.0-7.0 SiO 2 • 0-9H 2 O (where M is an alkali metal or alkaline earth metal), and n represents the valency of M). Typical examples of zeolite are disclosed on pages 9 and 10 of Japanese Patent Laid-open Application 133835/1983, as well as on page 5 of Japanese Laid-Open Patent Application 80333/1984.
Новый катализатор на основе цеолита L типа настоящего изобретения может быть получен путем нанесения одного или нескольких галогеновых компонентов и металлсодержащих соединений, в особенности соединения, содержащего платину, на названный выше исходный материал - цеолит L типа. При нанесении одного или нескольких галогеновых компонентов и компонента металла, такого как содержащее платину соединение, могут быть получены прекрасная каталитическая активность и прекрасная долговечность катализатора, которые не были получены до настоящего времени. The new catalyst based on type L zeolite of the present invention can be obtained by applying one or more halogen components and metal-containing compounds, in particular a platinum-containing compound, to the aforementioned starting material, type L zeolite. By applying one or more halogen components and a metal component, such as a platinum-containing compound, excellent catalytic activity and excellent catalyst durability can be obtained, which have not been obtained to date.
В данном случае примерами галогенсодержащих соединений являются различные соединения, и особенных ограничений не накладывается. Типичными примерами галогенсодержащих соединений являются хлорсодержащие соединения, такие как хлористый водород и хлорид аммония, фторсодержащие соединения, такие как фтористый водород и фторид аммония, йодсодержащие соединения, такие как йодистый водород и йодид аммония, и бромсодержащие соединения, такие как бромистый водород и бромид аммония. Что касается галогенсодержащих соединений, то названные выше соединения могут быть использованы отдельно или в виде смеси из двух или более соединений, а сочетание хлорсодержащего соединения и фторсодержащего соединения является особенно предпочтительным. In this case, examples of halogen-containing compounds are various compounds, and there are no particular restrictions. Typical examples of halogen-containing compounds are chlorine-containing compounds such as hydrogen chloride and ammonium chloride, fluorine-containing compounds such as hydrogen fluoride and ammonium fluoride, iodine-containing compounds such as hydrogen iodide and ammonium iodide, and bromine-containing compounds such as hydrogen bromide and ammonium bromide. As for halogen-containing compounds, the above compounds can be used separately or as a mixture of two or more compounds, and the combination of a chlorine-containing compound and a fluorine-containing compound is particularly preferred.
Кроме того, в качестве металлсодержащего соединения предпочтительно использовать соединение, содержащее платину, и нет какого-либо ограничения по содержащему платину соединению, пока оно является источником платины, но обычно используются соли платины. Типичными примерами соединения, содержащего платину, являются хлорид тетраминплатины, хлорплатиновая кислота, хлорплатинаты, гидроксид тетраминплатины и динитродиаминоплатина. Furthermore, it is preferable to use a compound containing platinum as the metal-containing compound, and there is no limitation on the platinum-containing compound as long as it is the source of platinum, but platinum salts are usually used. Typical examples of a platinum-containing compound are tetraminplatinum chloride, chloroplatinic acid, chlorplatinates, tetraminplatinum hydroxide and dinitrodiaminoplatin.
В способе получения нового катализатора на основе цеолита L типа настоящего изобретения практически нет ограничений по методу нанесения металлического компонента, такого как содержащее платину соединение, и одного или нескольких галогеновых компонентов, на исходный цеолит L типа. Может быть использован любой способ пропитки при атмосферном давлении, способ вакуумной пропитки, осмотический способ и ионообменный способ. Кроме того, когда металлсодержащее соединение и одно или несколько галогенсодержащих соединений наносятся на исходный цеолит L типа, они могут быть нанесены одновременно, но и после первоначального нанесения металла затем может быть нанесен(ы) галоген(ы). С другой стороны, возможна и обратная процедура. In the method for producing a new catalyst based on L type zeolite of the present invention, there are practically no restrictions on the method of applying a metal component, such as a platinum-containing compound, and one or more halogen components, onto the initial L type zeolite. Any atmospheric impregnation method, vacuum impregnation method, osmotic method and ion exchange method can be used. In addition, when a metal-containing compound and one or more halogen-containing compounds are applied to an initial type L zeolite, they can be applied simultaneously, but after the initial metal application, halogen (s) can then be applied. On the other hand, the reverse procedure is also possible.
Практически нет ограничений по количеству соединений, которые должны быть нанесены на стадии нанесения, но количество металлсодержащего соединения, такого как содержащее платину соединение, предпочтительно обычно находится в интервале от 0,1 до 5,0 мас.% по металлу из расчета на общий вес катализатора. Интервал от 0,3 до 1,5 мас.% является особенно оптимальным. Кроме того, количество одного или нескольких галогенсодержащих соединений, которые должны быть нанесены на катализатор, обычно предпочтительно находится в интервале от 0,1 до 5,0 мас.% по галогену из расчета на общую массу катализатора. В случае, когда количество металлсодержащего соединения и галогенсодержащего соединения, которое должно быть нанесено на катализатор, отклоняется от указанных выше интервалов, эффект улучшения каталитической активности иногда не проявляется. There is practically no limit on the number of compounds to be applied at the application stage, but the amount of a metal-containing compound, such as a platinum-containing compound, is preferably usually in the range from 0.1 to 5.0 wt.% Metal based on the total weight of the catalyst . The range from 0.3 to 1.5 wt.% Is particularly optimal. In addition, the amount of one or more halogen-containing compounds to be supported on the catalyst is usually preferably in the range of 0.1 to 5.0% by weight of halogen based on the total weight of the catalyst. In the case where the amount of the metal-containing compound and the halogen-containing compound to be deposited on the catalyst deviates from the above ranges, the effect of improving the catalytic activity is sometimes not manifested.
В настоящем изобретении практически нет ограничений по условиям нанесения, и они обычно могут быть выбраны в соответствии с обстоятельствами. Обычно цеолит L типа может быть приведен в контакт с одним или несколькими галогенсодержащими соединениями и металлсодержащим соединением при температуре от комнатной до 90oС в течение от 1 минуты до 10 часов.In the present invention, there are practically no restrictions on the conditions of application, and they can usually be selected in accordance with the circumstances. Typically, L type zeolite can be brought into contact with one or more halogen-containing compounds and a metal-containing compound at a temperature of from room temperature to 90 ° C. for 1 minute to 10 hours.
При получении галогенсодержащего катализатора настоящего изобретения обработанный цеолит L типа подвергается сушке после нанесения одного или нескольких галогенов и металла или на стадии между нанесением металла к галогена. В это время в качестве способа сушки можно использовать или вакуумную сушку, или атмосферную сушку. В настоящем изобретении роторная сушка или вакуумная роторная сушка является предпочтительной с точки зрения распределения галогена. In the preparation of the halogen-containing catalyst of the present invention, the treated L type zeolite is dried after applying one or more halogens and a metal or in the step between applying a metal to a halogen. At this time, either vacuum drying or atmospheric drying can be used as a drying method. In the present invention, rotary drying or vacuum rotary drying is preferred in terms of halogen distribution.
Более того, в настоящем изобретении после нанесения галогена предпочтительно осуществить относительно медленную сушку. В случае, когда металл, такой как платина, и один или несколько галогеновых компонентов последовательно нанесены в данном порядке, предпочтительно, чтобы скорость сушки на стадии сушки после нанесения галогена(нов) была относительно низкой. С другой стороны, в случае, когда один или несколько галогеновых компонентов и металл последовательно нанесены в данном порядке, предпочтительно, чтобы скорость сушки на стадии сушки после нанесения галогена(нов), т.е. скорость сушки на стадии сушки между стадией нанесения галогена(нов) и стадией нанесения металла, была относительно низкой. Кроме того, предпочтительно медленно сушить цеолит не только на стадии сушки между стадиями нанесения одного или более галогеновых компонентов и металла последовательно в указанном порядке, но также на стадии сушки после нанесения металла. Moreover, in the present invention, after applying the halogen, it is preferable to carry out relatively slow drying. In the case where the metal, such as platinum, and one or more halogen components are sequentially deposited in this order, it is preferable that the drying speed in the drying step after application of the halogen (s) is relatively low. On the other hand, in the case where one or more halogen components and the metal are sequentially deposited in this order, it is preferable that the drying speed in the drying step after applying the halogen (s), i.e. the drying rate at the drying stage between the halogen (s) deposition step and the metal deposition step was relatively low. In addition, it is preferable to slowly dry the zeolite, not only in the drying step between the steps of applying one or more halogen components and the metal sequentially in this order, but also in the drying step after applying the metal.
С другой стороны, в случае, когда металл и один или несколько галогеновых компонентов наносятся одновременно, предпочтительно, чтобы после их нанесения скорость сушки на стадии сушки была низкой. On the other hand, in the case where the metal and one or more halogen components are applied simultaneously, it is preferable that after their application the drying speed at the drying stage is low.
При проведении операции сушки вначале сушку проводят при низкой температуре в течение некоторого времени и затем при высокой температуре, или в случае, когда сушку проводят при повышенной температуре, желательно уменьшать скорость повышения температуры. When carrying out the drying operation, first the drying is carried out at a low temperature for some time and then at a high temperature, or in the case when the drying is carried out at an elevated temperature, it is desirable to reduce the rate of temperature increase.
Кроме того, для того чтобы удалить воду из системы, из названных выше способов сушки особенно предпочтительна вакуумная сушка. Глубина вакуума при вакуумной сушке оптимальна в интервале, в котором скорость испарения воды удовлетворительна, но предпочтительно находится в интервале от 5 до 750 мм рт.ст., более предпочтительно в интервале от 30 до 720 мм рт.ст. In addition, in order to remove water from the system, vacuum drying is particularly preferred from the above drying methods. The vacuum depth during vacuum drying is optimal in the range in which the evaporation rate of water is satisfactory, but is preferably in the range of 5 to 750 mm Hg, more preferably in the range of 30 to 720 mm Hg.
Более того, на упомянутой выше стадии сушки сушку предпочтительно проводить при скорости испарения воды 15 мас.%/час или меньше. Если скорость испарения воды составляет больше 15 мас.%/час, галоген наносится на катализатор неравномерно, что нежелательно. С этой точки зрения предпочтительно, чтобы скорость испарения воды составляла 10 мас.%/час или менее. Если скорость испарения воды составляет 15 мас.%/час или менее, сушку можно проводить при постоянной температуре или по мере повышения температуры. В случае, когда сушку проводят при повышении температуры, температуру можно повышать ступенчато или при постоянном коэффициенте. В настоящем изобретении особенно предпочтительно использовать способ, при котором сушку проводят при температуре в интервале от 25 до 60oС в течение от 10 до 180 минут, а затем температуру повышают до уровня от 70 до 250oС в течение от 5 до 120 минут и эту температуру поддерживают постоянной в течение от 10 до 180 минут, причем роторную сушку или вакуумную роторную сушку проводят во всем интервале температур; или способ, в котором температуру повышают от уровня в интервале от 0 до 60oС до уровня в интервале от 70 до 250oС в течение от 100 до 180 минут, и эту температуру поддерживают постоянной в течение от 10 до 80 минут, причем роторную сушку или вакуумную роторную сушку проводят во всем температурном интервале. Прежде всего предпочтительным примером описанной выше стадии сушки является способ, в котором сушку проводят при 40oС в течение 2 часов и затем температуру повышают до 100oС в течение 40 минут и поддерживают температуру 100oС в течение 30 минут, а роторную или вакуумную роторную сушку проводят во всем температурном интервале, и способ, в котором температуру повышают от 40 до 100oС в течение 2 часов и 30 минут, и температуру поддерживают при 100oС в течение 30 минут, при этом роторную сушку или вакуумную роторную сушку проводят во всем температурном интервале.Moreover, in the aforementioned drying step, drying is preferably carried out at a water evaporation rate of 15% w / h or less. If the evaporation rate of water is more than 15 wt.% / Hour, the halogen is applied to the catalyst unevenly, which is undesirable. From this point of view, it is preferable that the rate of evaporation of water is 10 wt.% / Hour or less. If the evaporation rate of water is 15 wt.% / Hour or less, drying can be carried out at a constant temperature or as the temperature rises. In the case when the drying is carried out with increasing temperature, the temperature can be increased stepwise or at a constant coefficient. In the present invention, it is particularly preferable to use a method in which drying is carried out at a temperature in the range from 25 to 60 ° C. for 10 to 180 minutes, and then the temperature is raised to a level of 70 to 250 ° C. for 5 to 120 minutes and this temperature is kept constant for 10 to 180 minutes, and rotary drying or rotary vacuum drying is carried out over the entire temperature range; or a method in which the temperature is raised from a level in the range from 0 to 60 ° C. to a level in the range from 70 to 250 ° C. for 100 to 180 minutes, and this temperature is kept constant for 10 to 80 minutes, and rotary drying or rotary vacuum drying is carried out over the entire temperature range. First of all, a preferred example of the drying step described above is a method in which drying is carried out at 40 ° C. for 2 hours and then the temperature is raised to 100 ° C. for 40 minutes and the temperature is maintained at 100 ° C. for 30 minutes, and rotary or vacuum rotary drying is carried out over the entire temperature range, and a method in which the temperature is raised from 40 to 100 ° C. for 2 hours and 30 minutes, and the temperature is maintained at 100 ° C. for 30 minutes, wherein rotary drying or rotary vacuum drying is carried out in all temperature in tervale.
Кроме того, предпочтительно, чтобы катализатор прокаливался при более высокой температуре, чем указанная выше температура сушки, например, при температуре от 250 до 350oС. В случае, когда температура прокаливания отклоняется от указанного интервала, каталитическая активность катализатора иногда бывает недостаточной. В настоящем изобретении нет особенных ограничений для атмосферы во время прокаливания, но обычно его проводят в воздухе. В этом случае прокаливание может быть осуществлено в потоке воздуха или оно может быть проведено без какого-либо потока или воздуха.In addition, it is preferable that the catalyst is calcined at a higher temperature than the above drying temperature, for example, at a temperature of from 250 to 350 o C. In the case when the calcination temperature deviates from the specified interval, the catalytic activity of the catalyst is sometimes insufficient. In the present invention, there is no particular limitation on the atmosphere during calcination, but is usually carried out in air. In this case, the calcination can be carried out in a stream of air or it can be carried out without any stream or air.
Галогенсодержащий катализатор настоящего изобретения содержит названный выше цеолит L типа, но если это необходимо, к нему может быть добавлен в качестве связующего вещества природный или синтетический неорганический оксид, такой как окись алюминия, двуокись кремния или алюмосиликат. Количество используемого связующего вещества предпочтительно находится в интервале от 5 до 90 мас.% из расчета на общую массу катализатора. The halogen-containing catalyst of the present invention contains the above type L zeolite, but if necessary, a natural or synthetic inorganic oxide such as alumina, silica or aluminosilicate can be added as a binder. The amount of binder used is preferably in the range of 5 to 90% by weight based on the total weight of the catalyst.
Примерами углеводородов как исходного материала, с которыми может быть использован галогенсодержащий катализатор настоящего изобретения, являются парафиновые углеводороды, олефиновые углеводороды, ацетиленовые углеводороды, циклопарафиновые углеводороды и циклоолефиновые углеводороды, и они могут быть использованы по отдельности или в виде смеси двух или нескольких углеводородов. Examples of hydrocarbons as a starting material with which the halogen-containing catalyst of the present invention can be used are paraffin hydrocarbons, olefinic hydrocarbons, acetylene hydrocarbons, cycloparaffin hydrocarbons and cycloolefin hydrocarbons, and they can be used individually or as a mixture of two or more hydrocarbons.
Названные выше парафиновые углеводороды предпочтительно содержат от 6 до 10 атомов углерода и их типичными примерами являются н-гексан, метилпентан, н-гептан, метилгексан, диметилпентан и н-октан. The paraffinic hydrocarbons mentioned above preferably contain from 6 to 10 carbon atoms and their typical examples are n-hexane, methylpentane, n-heptane, methylhexane, dimethylpentane and n-octane.
Кроме того, названные выше олефиновые углеводороды предпочтительно содержат от 6 до 10 атомов углерода и их типичными примерами являются гексен, метилпентен, гептен, метилгексен, диметилпентен и октен. Названные выше ацетиленовые углеводороды предпочтительно содержат от 6 до 10 атомов углерода и их типичными примерами являются гексин, гептин и октин. In addition, the above olefinic hydrocarbons preferably contain from 6 to 10 carbon atoms and their typical examples are hexene, methylpentene, heptene, methylhexene, dimethylpentene and octene. The acetylene hydrocarbons mentioned above preferably contain from 6 to 10 carbon atoms and their typical examples are hexine, heptin and octin.
Упомянутые выше циклопарафиновые углеводороды предпочтительно содержат от 6 до 10 атомов и их типичными примерами являются метилциклопентан, циклогексан, метилциклогексан и диметилциклогексан. The cycloparaffin hydrocarbons mentioned above preferably contain from 6 to 10 atoms and their typical examples are methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane and dimethylcyclohexane.
Кроме того, упомянутые выше циклоолефиновые углеводороды предпочтительно содержат от 6 до 10 атомов углерода и их типичными примерами являются метилциклопентен, циклогексен, метилциклогексен и диметилциклогексен. In addition, the above-mentioned cycloolefin hydrocarbons preferably contain from 6 to 10 carbon atoms and their typical examples are methylcyclopentene, cyclohexene, methylcyclohexene and dimethylcyclohexene.
Как описывалось выше, в галогенсодержащем катализаторе настоящего изобретения количественное распределение галогена в катализаторе может быть сделано равномерным за счет замедления скорости испарения воды на стадии сушки процесса получения катализатора, в результате металл, такой как платина, становится высоко диспергированным так, что снижается крекирующая селективность катализатора и повышается его селективность для ароматизации. Следовательно, крекирующую активность можно регулировать. As described above, in the halogen-containing catalyst of the present invention, the quantitative distribution of halogen in the catalyst can be made uniform by slowing down the evaporation rate of water during the drying step of the catalyst preparation process, as a result a metal such as platinum becomes highly dispersed so that the cracking selectivity of the catalyst is reduced and increases its selectivity for aromatization. Therefore, cracking activity can be regulated.
Настоящее изобретение описывается более подробно с помощью примеров и сравнительного примера. The present invention is described in more detail using examples and a comparative example.
Пример 1
(1) Получение катализатора
К 100 мас. частям цеолита L типа (TSZ-500 КОА, изготовлен фирмой Toso Co., Ltd) добавляют 20 мас. частей связующей двуокиси кремния (Snow Тех, фирма Nissan Chemicals Co., Ltd), затем перемешивают и прессуют. Далее проводят прокаливание на воздухе в течение 2 часов при температуре 500oС, получают связанный двуокисью кремния цеолит L типа.Example 1
(1) Preparation of catalyst
To 100 wt. parts of zeolite L type (TSZ-500 KOA, manufactured by Toso Co., Ltd) add 20 wt. parts of a binder of silicon dioxide (Snow Tech, Nissan Chemicals Co., Ltd), then mixed and pressed. Next, annealing is carried out in air for 2 hours at a temperature of 500 ° C. , type L zeolite bound with silica is obtained.
Для получения пропитывающего раствора смешивают 0,086 г хлорида тетраминплатины, 0,088 г фторида аммония, 0,019 г хлорида аммония и 2,1 г деионизированной воды. Полученный таким образом пропитывающий раствор медленно по каплям добавляют к 5 г описанного выше прессованного цеолита L типа со связующей двуокисью кремния для нанесения на него платины и галогенов. На стадии сушки первоначально проводят сушку на роторном испарителе в вакууме при 40oС в течение 2 часов, затем температуру повышают до 100oС в течение 40 минут в условиях роторного испарителя, затем следует сушка в вакуумном роторном испарителе при 100oС в течение 30 минут. В данном случае уровень вакуума в вакуумном роторном испарителе составляет 40 мм рт.ст. Затем для получения катализатора проводят прокаливание на воздухе при 320oС в течение 1 часа.To obtain an impregnating solution, 0.086 g of tetramine platinum chloride, 0.088 g of ammonium fluoride, 0.019 g of ammonium chloride and 2.1 g of deionized water are mixed. The impregnation solution thus obtained is slowly added dropwise to 5 g of the above pressed L type zeolite with a binder of silica to deposit platinum and halogens on it. At the drying stage, drying is first carried out on a rotary evaporator in vacuum at 40 ° C for 2 hours, then the temperature is increased to 100 ° C for 40 minutes under conditions of a rotary evaporator, followed by drying in a vacuum rotary evaporator at 100 ° C for 30 minutes. In this case, the vacuum level in the vacuum rotary evaporator is 40 mm Hg. Then, to obtain a catalyst, calcination is carried out in air at 320 ° C. for 1 hour.
Сравнительный пример 1
(1) Получение катализатора
Цеолит L типа (5 г), доведенный до стадии нанесения Примера 1, нагревают в вакуумном роторном испарителе до 100oС в течение 60 минут и температуру 100oС поддерживают в течение 3 часов также в условиях сушки в вакуумном роторном испарителе. Применяют ту же методику, что и в Примере 1, за исключением стадии сушки. В данном случае уровень вакуума в вакуумном роторном испарителе составляет 40 мм рт.ст.Comparative Example 1
(1) Preparation of catalyst
Zeolite L type (5 g), brought to the application step of Example 1, is heated in a vacuum rotary evaporator to 100 ° C. for 60 minutes and a temperature of 100 ° C. is maintained for 3 hours also under drying conditions in a vacuum rotary evaporator. Apply the same methodology as in Example 1, except for the drying stage. In this case, the vacuum level in the vacuum rotary evaporator is 40 mm Hg.
Пример 2
(1) Получение катализатора
Цеолит L типа (5 г), доведенный до стадии нанесения и обработки Примера 1, нагревают в вакуумном роторном испарителе от 40 до 100oС в течение 2 часов 30 минут и температуру 100oС поддерживают в течение 3 часов также в условиях сушки в вакуумом роторном испарителе. Применяют ту же методику, что и в Примере 1, за исключением стадии сушки. В данном случае уровень вакуума в вакуумном роторном испарителе составляет 40 мм рт.ст.Example 2
(1) Preparation of catalyst
Zeolite L type (5 g), brought to the stage of application and processing of Example 1, is heated in a vacuum rotary evaporator from 40 to 100 o C for 2
Пример 3
(1) Получение катализатора
Цеолит L типа (5 г), доведенный до стадии нанесения и обработки Примера 1, нагревают при вращении от комнатной температуры до 90oС в течение 2 часов при атмосферном давлении и температуру 90oС поддерживают в течение 3 часов также в роторном испарителе при атмосферном давлении. Применяют ту же методику, что и в Примере 1, за исключением стадии сушки.Example 3
(1) Preparation of catalyst
Zeolite L type (5 g), brought to the stage of application and processing of Example 1, is heated under rotation from room temperature to 90 ° C. for 2 hours at atmospheric pressure and a temperature of 90 ° C. is maintained for 3 hours also in a rotary evaporator at atmospheric pressure pressure. Apply the same methodology as in Example 1, except for the drying stage.
Пример 4
(1) Получение катализатора
Цеолит L типа (5 г), доведенный до стадии нанесения и обработки Примера 1, нагревают в вакуумном роторном испарителе от 40 до 100oС в течение 100 минут и температуру 100oС поддерживают в течение 30 минут также в условиях сушки в вакуумном роторном испарителе. Применяют ту же методику, что и в Примере 1, за исключением стадии сушки. В данном случае уровень вакуума в вакуумном роторном испарителе составляет 40 мм рт.ст.Example 4
(1) Preparation of catalyst
Zeolite L type (5 g), brought to the stage of application and processing of Example 1, is heated in a vacuum rotary evaporator from 40 to 100 ° C for 100 minutes and a temperature of 100 ° C is maintained for 30 minutes also under drying conditions in a vacuum rotary evaporator . Apply the same methodology as in Example 1, except for the drying stage. In this case, the vacuum level in the vacuum rotary evaporator is 40 mm Hg.
Пример 5
(1) Получение катализатора
Цеолит L типа (5 г), доведенный до стадии нанесения и обработки Примера 1, нагревают при вращении от комнатной температуры до 90oС в течение 3 часов при атмосферном давлении и температуру 90oС поддерживают в течение 3 часов также в роторном испарителе при атмосферном давлении. Применяют ту же методику, что и в Примере 1, за исключением стадии сушки.Example 5
(1) Preparation of catalyst
Zeolite L type (5 g), brought to the stage of application and processing of Example 1, is heated by rotation from room temperature to 90 o C for 3 hours at atmospheric pressure and a temperature of 90 o C is maintained for 3 hours also in a rotary evaporator at atmospheric pressure. Apply the same methodology as in Example 1, except for the drying stage.
(2) Оценка каталитических свойств
Определение содержания воды
В каждом из вышеупомянутых примеров и сравнительном примере отбирают пробу катализатора во время их сушки и определяют содержание воды с помощью устройства TG-DTA. Взвешивают 10 мг катализатора в виде формованного изделия и затем помещают в устройство. Температуру повышают от комнатной до 1000oС в токе воздуха 70 см3/мин. Скорость повышения температуры составляет 20oС/мин. Уменьшение веса катализатора, достигнутое к 500oС, считается содержанием воды. Рассчитывают скорость испарения воды. Результаты приведены в Таблице.(2) Evaluation of the catalytic properties
Determination of water content
In each of the above examples and comparative example, a catalyst sample was taken during drying and the water content was determined using a TG-DTA device. 10 mg of the catalyst in the form of a molded product is weighed and then placed in the device. The temperature is raised from room temperature to 1000 ° C. in an air stream of 70 cm 3 / min. The rate of temperature increase is 20 o C / min. The reduction in catalyst weight achieved at 500 ° C. is considered to be water content. Calculate the rate of evaporation of water. The results are shown in the table.
Измерение с помощью ЭЛМАЗ
Каждый из полученных выше катализаторов покрывают смолой (ПММА: полиметилметакрилат), и смолу, содержащую катализатор, разрезают параллельно нижней плоскости так, чтобы открыть такую поверхность для измерения, которая показана на Фиг.2. Используя обычное устройство с ЭЛМАЗ, измеряют значение α при напряжении ускорения 15 кВ, размере пучка 1 мкм и токе в образце 0/05 мкА. Результаты приведены в Таблице.Measurement with ELMAZ
Each of the catalysts obtained above is coated with a resin (PMMA: polymethylmethacrylate), and the resin containing the catalyst is cut parallel to the lower plane so as to open such a measurement surface as shown in FIG. 2. Using a conventional device with ELMAZ, the value of α is measured at an acceleration voltage of 15 kV, a beam size of 1 μm and a current in the sample of 0/05 μA. The results are shown in the table.
Оценка периодической (импульсной) реакции
Каждый из полученных катализаторов измельчают до размера от 32 до 65 меш, отвешивают 50 мг измельченного катализатора и помещают в реактор. После установки реактора в устройстве температуру повышают от комнатной до 540oС в течение 35 минут при скорости потока водорода 100 см3/мин и проводят восстановление водородом при 540oС в течение 1 часа. После завершения восстановления водородом устанавливают температуру 460oС. В качестве реагента используют н-С6. Размер импульса (загрузку) меняют до 0,5 мкл, 1,0 мкл, 2,0 мкл, 3,0 мкл для изменения конверсии. Результаты приведены в Таблице. Чем ниже C1-4 селективность, тем лучше катализатор. В данном случае для каждого катализатора селективность рассчитывают следующим образом:
Селективность C1-4=[мас.C1-4/(мас.C1-5+бензол)]•100.Evaluation of the periodic (impulse) reaction
Each of the resulting catalysts is ground to a size of 32 to 65 mesh, 50 mg of ground catalyst is weighed and placed in a reactor. After installing the reactor in the device, the temperature was raised from room temperature to 540 ° C. for 35 minutes at a hydrogen flow rate of 100 cm 3 / min and hydrogen reduction was carried out at 540 ° C. for 1 hour. After completion of the hydrogen reduction, a temperature of 460 ° C. is set. N-C 6 is used as a reagent. The pulse size (load) is changed to 0.5 μl, 1.0 μl, 2.0 μl, 3.0 μl to change the conversion. The results are shown in the table. The lower the C 1-4 selectivity, the better the catalyst. In this case, for each catalyst, selectivity is calculated as follows:
Selectivity C 1-4 = [mas.C /(mas.C 1-4 1-5 + benzene)] • 100.
Таким образом, галогенсодержащий катализатор и способ его получения в соответствии с настоящим изобретением могут быть широко и эффективно использованы в нефтехимической промышленности при производстве ароматических углеводородов, а также в нефтяной промышленности при производстве высокооктанового топлива и т.д. Thus, the halogen-containing catalyst and the method for its preparation in accordance with the present invention can be widely and effectively used in the petrochemical industry in the production of aromatic hydrocarbons, as well as in the oil industry in the production of high-octane fuel, etc.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9/154727 | 1997-06-12 | ||
JP9/154726 | 1997-06-12 | ||
JP15472797 | 1997-06-12 | ||
JP9/320736 | 1997-11-21 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000100950A RU2000100950A (en) | 2001-10-27 |
RU2223818C2 true RU2223818C2 (en) | 2004-02-20 |
Family
ID=32170802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000100950/04A RU2223818C2 (en) | 1997-06-12 | 1998-06-05 | Halogen-containing catalyst and a method for preparation thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2223818C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2716704C1 (en) * | 2016-09-08 | 2020-03-16 | ШЕВРОН ФИЛЛИПС КЕМИКАЛ КОМПАНИ ЭлПи | Acidic flavoring catalyst with improved activity and stability |
RU2725671C1 (en) * | 2016-12-20 | 2020-07-03 | ШЕВРОН ФИЛЛИПС КЕМИКАЛ КОМПАНИ ЭлПи | Obtaining flavouring catalyst in presence of alkali metal at washing step |
-
1998
- 1998-06-05 RU RU2000100950/04A patent/RU2223818C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2716704C1 (en) * | 2016-09-08 | 2020-03-16 | ШЕВРОН ФИЛЛИПС КЕМИКАЛ КОМПАНИ ЭлПи | Acidic flavoring catalyst with improved activity and stability |
RU2725671C1 (en) * | 2016-12-20 | 2020-07-03 | ШЕВРОН ФИЛЛИПС КЕМИКАЛ КОМПАНИ ЭлПи | Obtaining flavouring catalyst in presence of alkali metal at washing step |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6518470B1 (en) | Halogen-containing catalyst and process for the preparation thereof | |
US6812180B2 (en) | Method for preparing catalyst | |
AU579865B2 (en) | Substituted aluminosilicate compositions and process for preparing same | |
CA2140737C (en) | Catalyst for use in the dehydrogenation and isomerization of paraffins and method for preparing the catalyst | |
US5354933A (en) | Process for producing aromatic hydrocarbons | |
KR20010099616A (en) | L-Type Zeolite Catalyst | |
US4761512A (en) | Catalyst for the production of aromatic hydrocarbons and process for the production of aromatic hydrocarbons using said catalyst | |
RU2223818C2 (en) | Halogen-containing catalyst and a method for preparation thereof | |
US4354962A (en) | Method for preparing a hydrocarbon conversion catalyst | |
EP0948407B1 (en) | Preparation of uniformly impregnated extrudate catalyst | |
US5294579A (en) | L-type zeolite and catalyst for the production of aromatic hydrocarbons | |
KR100555376B1 (en) | Halogen-Containing Catalyst and Process for Preparing Same | |
FI84437B (en) | KATALYSATOR FOER AROMATISERING AV LAETTA KOLVAETEN. | |
JPH0639291A (en) | L-zeolite and catalyst for production of hydrocarbon | |
JPH01159061A (en) | N-paraffin isomerizing catalyst consisting of mordenite and titanium | |
MXPA99011410A (en) | Halogen-containing catalyst and process for the preparation thereof | |
JP3264447B2 (en) | Aromatic production catalyst and method for producing aromatic hydrocarbon using the same | |
AU758738B2 (en) | Process for the preparation of catalysts | |
JPH1157486A (en) | Preparation of halogen-containing catalyst | |
US4111841A (en) | Catalysts for the hydrotreatment of hydrocarbons and a process for preparation and application of said catalysts | |
KR0135267B1 (en) | L-type zeolite and catalyst for preduction of aromatic | |
CA2075364C (en) | L-type zeolite and catalyst for the production of aromatic hydrocarbons |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040606 |