RU2256640C1 - Способ алкилирования бензола этиленом и катализатор для его осуществления - Google Patents
Способ алкилирования бензола этиленом и катализатор для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2256640C1 RU2256640C1 RU2004111638/04A RU2004111638A RU2256640C1 RU 2256640 C1 RU2256640 C1 RU 2256640C1 RU 2004111638/04 A RU2004111638/04 A RU 2004111638/04A RU 2004111638 A RU2004111638 A RU 2004111638A RU 2256640 C1 RU2256640 C1 RU 2256640C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- benzene
- catalyst
- ethylene
- alkylation
- zeolite
- Prior art date
Links
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
Использование: нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность. Сущность: проводят алкилирование бензола этиленом при температуре 250-425°С, давлении 0,1-2,5 МПа, мольном отношении бензол:этилен 1-5, объемной скорости подачи сырья 0,5-3,5 ч-1, в присутствии цеолитсодержащего катализатора в шариковой форме, имеющего следующий состав: 5-55% масс. высококремнеземного цеолита типа ZSM-5 с мольным отношением оксид кремния:оксид алюминия, равным 20-150 и 45-95% масс. аморфной алюмосиликатной основы. Катализатор имеет следующий химический состав, % масс.: оксид алюминия 3,0-9,5; оксид редкоземельных элементов 0,4-5; оксид кальция 1,0-5,0; оксид натрия 0,1-0,6; оксид кремния - остальное. Технический результат: повышение выхода этилбензола и селективности процесса алкилирования. 2 н.п ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретения относятся к получению этилбензола путем каталитического алкилирования бензола этиленом и катализатору алкилирования.
Известен способ алкилирования бензола этиленом с использованием каталитической композиции, включающей бета-цеолит, как таковой или модифицированный бором, железом или галлием, а также неорганических лиганд из оксидов кремния, алюминия, магния или природных глин или их комбинации. Каталитическое алкилирование проводят при 100-350°С, давлении 10-50 атм, объемной скорости 0,1-200 ч-1 и мольном отношении бензол/этилен - 1-20 (Патент Италии №97120884/25 от 11.12.1997, Кл. B 01 J 29/76).
Известен также способ алкилирования бензола этиленом в присутствии катализатора, содержащего от 20 до 80% масс. цеолита ERS-10 и оксид алюминия. Каталитическое алкилирование осуществляют в интервале температур 100-300°С, в интервале давлений 1000-5000 кПа, при объемной скорости подачи сырья в интервале 0,1-200 ч-1 и при мольном соотношении бензол:этилен 1-20 (Патент Италии №99108253/04 от 20.02.2001, Кл. С 07 С 02/66).
Известен способ получения этилбензола путем взаимодействия бензола с этиленом при температуре 100 - 250 °С и мольном отношении бензол:этилен (3-10):1 в присутствии кислотного морденитного катализатора, имеющего молярное отношение оксид кремния: оксид алюминия более чем 30:1 и содержащего оксид кремния в качестве инертного связующего (Патент США №4849570, Кл. С 07 С 02/68).
Недостатком данных способов алкилирования бензола этиленом является недостаточно высокий выход этилбензола и селективность по целевому продукту.
Наиболее близким к предлагаемому способу по техническому решению, достигаемому результату и катализатору является способ алкилирования бензола этиленом в присутствии катализатора, в котором первый пористый неорганический материал представляет собой ZSM-5, а второй пористый неорганический материал является силикалитом 1 или силикалитом 2 (Заявка RU №2001131562/04 от 20.07.2003, Кл. B 01 J 37/00).
Недостатком данного способа алкилирования бензола этиленом является недостаточно высокий выход этилбензола и селективность процесса алкилирования, а также форма катализатора, которая приводит к повышенному гидравлическому сопротивлению в реакторе, и недостаточно высокая механическая прочность катализатора.
Задачей настоящего изобретения является повышение выхода этилбензола и селективности процесса алкилирования за счет применения шарикового цеолитсодержащего алюмосиликатного катализатора.
Поставленная задача решается тем, что в способе алкилирования бензола этиленом, включающем взаимодействие бензола с этиленом в присутствии цеолитсодержащего катализатора, согласно изобретению, алкилирование бензола этиленом осуществляют при температуре 250 - 425°С, давлении 0,1 - 2,5 МПа, мольном отношении бензол:этилен в интервале (1 - 5):1, при объемной скорости подачи бензола 0,5 - 3,5 ч-1 и используют катализатор в шариковой форме диаметром 3-8 мм, состоящий из 5-55 масс.% высококремнеземного цеолита типа ZSM-5 с мольным отношением оксид кремния:оксид алюминия, равным 20-150 и 45-95 масс.% аморфной алюмосиликатной основы, и имеющий химический состав, масс.%:
оксид алюминия 3,0-9,5
оксиды редкоземельных элементов 0-4,5
оксид кальция 1,0-5,0
оксид натрия 0,1-0,6
оксид кремния остальное,
а также решается тем, что катализатор для алкилирования бензола этиленом, согласно изобретению, включает катализатор в шариковой форме диаметром 3-8 мм, состоящий из 5-55 масс.% высококремнеземного цеолита типа ZSM-5 с мольным отношением оксид кремния:оксид алюминия, равным 20-150 и 45-95 масс.% аморфной алюмосиликатной основы, и имеющий химический состав, масс.%:
оксид алюминия 3,0-9,5
оксиды редкоземельных элементов 0-4,5
оксид кальция 1,0-5,0
оксид натрия 0,1-0,6
оксид кремния остальное.
Катализатор готовят по следующей методике.
Водные растворы: сульфата аммония, подкисленного серной кислотой, содержащий 3-25 кг/м3 оксида алюминия и 40-80 кг/м3 серной кислоты, и силиката натрия (жидкого стекла), содержащий высококремнеземный цеолит типа ZSM-5 в количестве 20-140 кг/м3, SiO2 140-180 кг/м3 и Na2O 55-75 кг/м3, смешивают в смесителе с образованием алюмосиликатного цеолитсодержащего гидрозоля, который далее коагулирует при 5-20°С и рН 7,8-8,7 в гидрогель шариковой формы в слое минерального масла. Затем гидрогель в водном растворе сульфата натрия концентрации 0-25 кг/м3 подвергают синерезису при 20-50°С в течение 4-8 часов. Далее гидрогель обрабатывают водным раствором сульфата аммония концентрации 5-20 кг/м3 при 20-50°С в течение 6-18 часов и/или водным раствором нитратов редкоземельных элементов в концентрации 0-5 кг/м3 (в расчете на оксиды редкоземельных элементов) в течение 6-10 часов при 20-50°С и водным раствором хлорида кальция концентрации 5-20 кг/м3 при 20-50°С в течение 6-18 часов, промывают конденсатной водой при 20-50°С в течение 8-24 часов, сушат при 110-190°С и прокаливают при 600°С в течение 6 часов в токе паровоздушной смеси.
Ниже приведены примеры получения катализатора и способа получения этилбензола путем алкилирования бензола этиленом в присутствии данного катализатора.
Также катализатор готовят путем смешивания в смесителе водного раствора сульфата алюминия, подкисленного серной кислотой, с характеристиками, указанными выше, водного раствора силиката натрия с содержанием 150-350 кг/м3 SiO2 и 60-165 кг/м3 Na2O и водной суспензии цеолита У 15-60 кг/м3 и глины 15-200 кг/м3 с образованием гидрозоля и гидрогеля при условиях, указанных выше, а также с последующей обработкой гидрогеля при условиях, представленных выше.
Для стабилизации суспензии цеолита У и глины, а также стабилизации процесса золеобразования и перехода гидрозоля в гидрогель в суспензии цеолита У и глины могут быть добавлены поверхностно-активные вещества.
Ниже приведены примеры получения катализатора и способа получения этилбензола каталитическим алкилированием бензола в присутствии данного катализатора.
Полученные катализаторы используют в процессе алкилирования бензола этиленом для получения этилбензола в интервале температур 250-425°С, при мольном отношении бензол:этилен (1-5):1, в интервале давлений 0,1-2,5 МПа, при объемной скорости подачи бензола в интервале 0,5-3,5 ч-1.
Пример 1. Водный раствор сульфата алюминия, содержащий 25 кг/м3 Аl2О3 и 60 кг/м3 H2SO4, и водный раствор силиката натрия (жидкое стекло), содержащий высококремнеземный цеолит в Na-форме в количестве 230 кг/м3 с мольным отношением оксид кремния:оксид алюминия, равным 20, оксид кремния 140 кг/м3 и оксид натрия 75 кг/м3, смешивают в смесителе с образованием гидрозоля, коагулируют при 5°С и рН 7,8 в гидрогель шариковой формы в слое минерального масла. Затем гидрогель подвергают синерезису при 50°С в течение 8 часов в водном растворе сульфата натрия концентрации 25 кг/м3 и далее обрабатывают: водным раствором сульфата аммония концентрации 5 кг/м3 при 50°С, водным раствором хлорида кальция концентрации 5 кг/м3 по СаО при 50°С в течение 18 ч и затем водным раствором нитратов редкоземельных элементов концентрации 1,0 кг/м3 (в расчете на оксиды редкоземельных элементов - ОРЗЭ) при 50°С в течение 6 ч, промывают конденсатной водой в течение 24 ч, сушат при 150°С и прокаливают при 750°С в течение 12 ч в токе паровоздушной смеси.
Полученный шариковый катализатор содержит 55 масс.% цеолита и имеет состав, %масс.:
оксид алюминия 11,5
оксиды редкоземельных элементов 1,0
оксид кальция 3,4
оксид натрия 0,2
оксид кремния остальное
Пример 2. Водный раствор сульфата алюминия, содержащий 5 кг/м3 Аl2О3 и 40 кг/м3 H2SO4, водный раствор силиката натрия (жидкое стекло), содержащий высококремнеземный цеолит в Na-форме в количестве 9 кг/м3 с мольным отношением оксид кремния:оксид алюминия, равным 60, оксид кремния 160 кг/м3 и оксид натрия 60 кг/м3, смешивают в смесителе с образованием гидрозоля, коагулируют при 10°С и рН 7,5 в гидрогель шариковой формы в слое минерального масла. Затем гидрогель подвергают синерезусу при 20°С в течение 4 часов в водном растворе сульфата натрия концентрации 10 кг/м3 и далее обрабатывают: водным раствором сульфата аммония концентрации 10 кг/м3 при 50°С в течение 12 ч, водным раствором хлорида кальция при 50°С в течение 6 часов концентрации 20 кг/м3, промывают конденсатной водой при 50°С в течение 12 ч, сушат при 110°С и прокаливают при 750°С в течение 12 ч в токе паровоздушной смеси.
Полученный шариковый катализатор содержит 5 масс.% цеолита и имеет состав, % масс.:
оксид алюминия 6,0
оксиды редкоземельных элементов 0
оксид кальция 5,0
оксид натрия 0,1
оксид кремния остальное
Пример 3. Водный раствор сульфата алюминия, содержащий 3 кг/м3 Аl2O3 и 80 кг/м3 H2SO4, водный раствор силиката натрия (жидкое стекло), содержащий высококремнеземный цеолит в Na-форме в количестве 200 кг/м3 с мольным отношением оксид кремния:оксид алюминия, равным 150, оксид кремния 160 кг/м3 и оксид натрия 65 кг/м3, смешивают в смесителе с образованием гидрозоля, коагулируют при 5°С и рН 8,0 в гидрогель шариковой формы в слое минерального масла. Затем гидрогель подвергают синерезусу при 35 °С в течение 4 часов в водном растворе сульфата натрия концентрации 15 кг/м3 и далее обрабатывают: водным раствором сульфата аммония концентрации 15 кг/м3 при 50°С в течение 8 ч, водным раствором хлорида кальция концентрации 15 кг/м3 при 50°С в течение 12 ч и водным раствором нитратов редкоземельных элементов концентрации 3 кг/м3 (в расчете на оксиды редкоземельных элементов - ОРЗЭ) при 50°С в течение 6 ч, промывают конденсатной водой при 50°С в течение 8 ч, сушат при 150°С и прокаливают при 750°С в течение 12 ч в токе паровоздушной смеси.
Полученный шариковый катализатор содержит 55 масс.% цеолита и имеет состав, % масс.:
оксид алюминия 2,8
оксиды редкоземельных элементов 2,4
оксид кальция 4,3
оксид натрия 0,2
оксид кремния остальное
Пример 4. Водный раствор сульфата алюминия, содержащий 7,5 кг/м3 Аl2О3 и 80 кг/м3 H2SO4, водный раствор силиката натрия (жидкое стекло), содержащий высококремнеземный цеолит в Na-форме в количестве 56 кг/м3 с мольным отношением оксид кремния:оксид алюминия, равным 40, оксид кремния 160 кг/м3 и оксид натрия 55 кг/м3, смешивают в смесителе с образованием гидрозоля, коагулируют при 10° С и рН 8,5 в гидрогель шариковой формы в слое минерального масла. Затем гидрогель подвергают синерезусу при 50°С в течение 6 часов в водном растворе сульфата натрия концентрации 10 кг/м3 и далее обрабатывают: водным раствором сульфата аммония концентрации 10 кг/м3 при 50°С в течение 6 ч, водным раствором хлорида кальция концентрации 10 кг/м3 при 50°С в течение 12 ч и водным раствором нитратов редкоземельных элементов концентрации 3,0 кг/м3 (в расчете на оксиды редкоземельных элементов - ОРЗЭ) при 50°С в течение 10 ч, промывают конденсатной водой при 50°С в течение 24 ч, сушат при 150°С и прокаливают при 750°С в течение 12 ч в токе паровоздушной смеси.
Полученный шариковый катализатор содержит 25 масс.% цеолита и имеет состав, % масс.:
оксид алюминия 5,0
оксиды редкоземельных элементов 4,0
оксид кальция 2,5
оксид натрия 0,6
оксид кремния остальное
Пример 5. Водный раствор сульфата алюминия, содержащий 9,5 кг/м3 Аl2O3 и 80 кг/м3 H2SО4, водный раствор силиката натрия (жидкое стекло), содержащий высококремнеземный цеолит в Na-форме в количестве 35 кг/м3 с мольным отношением оксид кремния:оксид алюминия, равным 100, оксид кремния 180 кг/м3 и оксид натрия 75 кг/м3, смешивают в смесителе с образованием гидрозоля, коагулируют при 20°С и рН 7,5 в гидрогель шариковой формы в слое минерального масла. Затем гидрогель подвергают синерезусу при 35°С в течение 4 часов в конденсатной воде и затем обрабатывают: водным раствором сульфата аммония концентрации 20 кг/м3 при 20°С в течение 18 ч, водным раствором хлорида кальция концентрации 10 кг/м3 при 20°С в течение 12 часов, водным раствором нитратов редкоземельных элементов концентрации 5 кг/м3 (в расчете на оксиды редкоземельных элементов - ОРЗЭ) при 20° С в течение 6 ч и промывают конденсатной водой при 20° С в течение 24 ч, сушат при 150°С и прокаливают при 750° С в течение 12 ч в токе паровоздушной смеси.
Полученный шариковый катализатор содержит 7,5 масс.% цеолита и имеет состав, % масс.:
оксид алюминия 6,8
оксиды редкоземельных элементов 4,5
оксид кальция 1,0
оксид натрия 0,6
оксид кремния остальное
Результаты испытаний катализаторов, приготовленных по примерам 1-5, в процессе алкилирования бензола этиленом представлены в таблице.
Claims (2)
1. Способ алкилирования бензола этиленом, включающий взаимодействие бензола с этиленом на цеолитсодержащем катализаторе при повышенных температуре и давлении, отличающийся тем, алкилирование бензола этиленом осуществляют при температуре 250-425°С, давлении 0,1-2,5 МПа, мольном отношении бензол:этилен (1-5):1 при объемной скорости подачи бензола 0,5-3,5 ч-1 и в качестве цеолитсодержащего катализатора используют катализатор в шариковой форме диаметром 3-8 мм, состоящий из 5-55 мас.% высококремнеземного цеолита типа ZSM-5 с мольным отношением оксид кремния:оксид алюминия, равным 20-150 и 45-95 мас.% аморфной алюмосиликатной основы и имеющий химический состав, мас.%:
Оксид алюминия 3,0-9,5
Оксиды редкоземельных элементов 0-4,5
Оксид кальция 1,0-5,0
Оксид натрия 0,1-0,6
Оксид кремния Остальное
2. Катализатор алкилирования бензола этиленом на основе цеолита ZSM-5 отличающийся тем, что катализатор является шариковым с диаметром 3-8 мм, состоящий из 5-55 мас.% высококремнеземного цеолита типа ZSM-5 с мольным отношением оксид кремния:оксид алюминия, равным 20-150 и 45-95 мас.% аморфной алюмосиликатной основы и имеющий химический состав, мас.%:
Оксид алюминия 3,0-9,5
Оксиды редкоземельных элементов 0-4,5
Оксид кальция 1,0-5,0
Оксид натрия 0,1-0,6
Оксид кремния Остальное
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004111638/04A RU2256640C1 (ru) | 2004-04-19 | 2004-04-19 | Способ алкилирования бензола этиленом и катализатор для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004111638/04A RU2256640C1 (ru) | 2004-04-19 | 2004-04-19 | Способ алкилирования бензола этиленом и катализатор для его осуществления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2256640C1 true RU2256640C1 (ru) | 2005-07-20 |
Family
ID=35842537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004111638/04A RU2256640C1 (ru) | 2004-04-19 | 2004-04-19 | Способ алкилирования бензола этиленом и катализатор для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2256640C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11059034B2 (en) | 2016-10-06 | 2021-07-13 | Shell Oil Company | Alkylaromatic conversion catalyst |
| RU2812584C1 (ru) * | 2023-05-15 | 2024-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром нефтехим Салават" | Способ получения катализатора, катализатор и способ алкилирования бензола этиленом с его использованием |
-
2004
- 2004-04-19 RU RU2004111638/04A patent/RU2256640C1/ru active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11059034B2 (en) | 2016-10-06 | 2021-07-13 | Shell Oil Company | Alkylaromatic conversion catalyst |
| RU2753868C2 (ru) * | 2016-10-06 | 2021-08-24 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Алкилароматический катализатор конверсии |
| RU2812584C1 (ru) * | 2023-05-15 | 2024-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром нефтехим Салават" | Способ получения катализатора, катализатор и способ алкилирования бензола этиленом с его использованием |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1024654C (zh) | 将芳香化合物烷基化制备富含对位取代异构体的烷基化物的方法 | |
| CA1038364A (en) | Process for preparing a petroleum cracking catalyst | |
| US4218307A (en) | Hydrocarbon cracking catalyst | |
| CN102822124A (zh) | 制造用于mto工艺的包含磷改性沸石的催化剂的方法 | |
| CN102861551B (zh) | BaX型沸石颗粒及其制备方法 | |
| US4125591A (en) | Process for producing rare earth exchanged crystalline aluminosilicate | |
| CN112371167B (zh) | 一种生产高辛烷值组分汽油的催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN102091648B (zh) | 一种全白土型脱烯烃催化剂的制备方法 | |
| CN102746096A (zh) | 多乙基苯与苯液相烷基转移的方法 | |
| CN105728014A (zh) | 一种催化裂化催化剂的制备方法 | |
| RU2256640C1 (ru) | Способ алкилирования бензола этиленом и катализатор для его осуществления | |
| CN101992120B (zh) | 一种环烷烃加氢转化催化剂及其制备方法和应用 | |
| EP0912240B1 (en) | Zeolite containing cation exchangers, methods for preparation, and use | |
| JPS5833016B2 (ja) | シリンゾルマトリツクスオペ−スニシタ リユウドウクラツキングシヨクバイ | |
| CN103979572B (zh) | 一种循环利用母液改性合成分子筛的方法 | |
| JPS6241782B2 (ru) | ||
| RU2289477C1 (ru) | Способ получения катализатора алкилирования | |
| CN100475337C (zh) | 石脑油催化裂解制乙烯丙烯的催化剂 | |
| RU2677870C1 (ru) | Гранулированный катализатор крекинга и способ его приготовления | |
| RU2287370C1 (ru) | Способ получения шарикового катализатора крекинга | |
| CN105983434A (zh) | 一种无粘结剂的zsm-11分子筛催化剂的制备方法和应用 | |
| RU2410368C1 (ru) | Способ алкилирования бензола этиленом и катализатор для его осуществления | |
| CN101279878B (zh) | 石脑油催化裂解制乙烯丙烯的方法 | |
| US3527826A (en) | Catalyst for the disproportionation of toluene | |
| RU2233309C1 (ru) | Способ получения моторных топлив |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20170202 |