RU2299190C1 - Light paraffin oxidative dehydrogenation process - Google Patents

Light paraffin oxidative dehydrogenation process Download PDF

Info

Publication number
RU2299190C1
RU2299190C1 RU2005136521/04A RU2005136521A RU2299190C1 RU 2299190 C1 RU2299190 C1 RU 2299190C1 RU 2005136521/04 A RU2005136521/04 A RU 2005136521/04A RU 2005136521 A RU2005136521 A RU 2005136521A RU 2299190 C1 RU2299190 C1 RU 2299190C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxidative dehydrogenation
bimetallic
clusters
catalyst
band
Prior art date
Application number
RU2005136521/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Баир Садыпович Бальжинимаев (RU)
Баир Садыпович Бальжинимаев
Евгений Александрович Паукштис (RU)
Евгений Александрович Паукштис
Андрей Николаевич Загоруйко (RU)
Андрей Николаевич Загоруйко
Людмила Григорьевна Симонова (RU)
Людмила Григорьевна Симонова
Нина Ивановна Кузнецова (RU)
Нина Ивановна Кузнецова
Елена Станиславовна Юдина (RU)
Елена Станиславовна Юдина
Original Assignee
Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук
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 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук filed Critical Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук
Priority to RU2005136521/04A priority Critical patent/RU2299190C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2299190C1 publication Critical patent/RU2299190C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: petrochemical processes.
SUBSTANCE: feed stream is passed with admixed oxygen and diluent through catalyst bed at 400-500°C and constant flow rate 50 mL/min, said catalyst being catalytic system for heterogeneous reactions and representing geometrically structured system including microfibers of high-silica fibrous carrier, which is characterized by presence in IR absorption band of hydroxyl groups with wave number ν=3620-3650 cm-1 and half-width 65-75 cm-1. The carrier has specific surface as measured according to BET method from heat desorption of argon SAr=0.5-30 m2/g, surface area as measured by alkali titration method SNa=5-150 m2/g at ratio SNa/SAr=5-50, and at least one active element, whose principal portion is composed in the form of charged either metallic, or bimetallic clusters characterized in UV-vis diffuse reflection spectrum by specific bands in the region 34000-42000 cm-1 and ratio of integral intensity of band attributed to charged either metallic, or bimetallic clusters to integral intensity of band belonging to, respectively, either metallic, or bimetallic particles is not less than 1.0.
EFFECT: increased choice of oxidative dehydrogenation catalysts.
4 cl, 5 ex

Description

Изобретение относится к области химии, а именно к способам окислительного дегидрирования легких парафинов.The invention relates to the field of chemistry, and in particular to methods of oxidative dehydrogenation of light paraffins.

Научно-исследовательское направление, разрабатывающее процессы окислительного дегидрирования легких парафинов, основывается на том факте, что химическая промышленность в большой степени зависит от наличия исходного сырья, содержащего пропилен и другие олефины. Например, по официальным оценкам потребность в пропилене увеличивалась на 4.5% ежегодно в период между 1991 и 2000.The research area developing the processes of oxidative dehydrogenation of light paraffins is based on the fact that the chemical industry is heavily dependent on the availability of feedstock containing propylene and other olefins. For example, according to official estimates, the demand for propylene increased by 4.5% annually between 1991 and 2000.

Олефины получают путем термического крекинга углеводородов и путем дегидрирования и окислительного дегидрирования парафинов. Каталитическое окислительное дегидрирование (ОД) является наиболее привлекательным способом получения олефинов по нескольким причинам. В отличие от термического крекинга, каталитическое ОД - процесс термодинамически разрешенный при низких температурах. Кроме того, в отличие от каталитического дегидрирования, в окислительном дегидрировании минимальна дезактивация катализатора из-за коксования благодаря присутствию кислорода в исходной реакционной смеси.Olefins are obtained by thermal cracking of hydrocarbons and by dehydrogenation and oxidative dehydrogenation of paraffins. Catalytic oxidative dehydrogenation (OD) is the most attractive way to produce olefins for several reasons. Unlike thermal cracking, catalytic OD is a thermodynamically resolved process at low temperatures. In addition, unlike catalytic dehydrogenation, oxidative dehydrogenation minimizes catalyst deactivation due to coking due to the presence of oxygen in the initial reaction mixture.

Известен способ окислительного дегидрирования легких парафинов, а именно этана, с использованием катализаторов, состоящих из смеси оксидов молибдена, ванадия и переходного металла (Е.М. Thorsteinson et al., "The Oxidative Dehydrogenation of Ethane over Catalyst Containing Mixed oxide of Molybdenum and Vanadium," J. Catalysis, 1978, v.52, p.116).There is a method of oxidative dehydrogenation of light paraffins, namely ethane, using catalysts consisting of a mixture of molybdenum, vanadium and transition metal oxides (E.M. Thorsteinson et al., "The Oxidative Dehydrogenation of Ethane over Catalyst Containing Mixed oxide of Molybdenum and Vanadium , "J. Catalysis, 1978, v. 52, p. 116).

Известен также способ окислительного дегидрирования легких парафинов, в котором используют ванадийсодержащие оксидные катализаторы, нанесенные на оксид алюминия, состав которых определяется формулами MV и MVSb, где М - Ni, Co, Bi и Sn (R.Juarez Lopez et al., "Oxidative Dehydrogenation of Ethane on Supported Vanadium-Containing Oxides," Applied Catalysis A: General, 1995, v.124, p.281).There is also known a method of oxidative dehydrogenation of light paraffins, which use vanadium-containing oxide catalysts supported on alumina, the composition of which is determined by the formulas MV and MVSb, where M is Ni, Co, Bi and Sn (R. Juarez Lopez et al., "Oxidative Dehydrogenation of Ethane on Supported Vanadium-Containing Oxides, "Applied Catalysis A: General, 1995, v. 124, p. 281).

Известен также способ окислительного дегидрирования легких парафинов, в котором используют катализатор, содержащий ненанесенные оксиды железа, кобальта и никеля, которые проявляют активность в окислительном дегидрировании этана (Y.Schuurman et al., "Low Temperature Oxidative Dehydrogenation of Ethane over Catalysts Based on Group VIII Metals," 1997, Applied Catalysis A: General, v.163, p.227).There is also a known method for oxidative dehydrogenation of light paraffins, which uses a catalyst containing unsupported oxides of iron, cobalt and nickel, which are active in the oxidative dehydrogenation of ethane (Y.Schuurman et al., "Low Temperature Oxidative Dehydrogenation of Ethane over Catalysts Based on Group VIII Metals, "1997, Applied Catalysis A: General, v. 163, p. 227).

Недостатком известных способов является недостаточно высокая активность катализаторов и связанная с ней необходимость проведения процесса при высокой температуре, что требует высоких энергозатрат и приводит к низкой селективности превращения исходного парафина. Эти недостатки препятствует промышленному использованию процессов на основе данных катализаторов.A disadvantage of the known methods is the insufficiently high activity of the catalysts and the associated need for the process at a high temperature, which requires high energy consumption and leads to low selectivity for the conversion of the starting paraffin. These disadvantages hinder the industrial use of processes based on these catalysts.

Активность оксидных катализаторов увеличивается в результате введения в их состав платиновых металлов.The activity of oxide catalysts increases as a result of the introduction of platinum metals into their composition.

Известен способ окислительного дегидрирования легких парафинов, преимущественно, изобутана, н-бутана, пропана, включающий превращение парафина в олефин в присутствие кислорода с использованием катализатора, состоящего из металла платиновой группы, закрепленного на носителе, выбранный в качестве прототипа (Патент США RE37663, "Catalysis", B01J 023/00, опубл. 16.04.2002). Процесс дегидрирования проводят при температуре порядка 450-550°С. Катализатор представляет собой Pt, нанесенную на носитель, состоящий из смеси оксида олова и оксида циркония. Содержание Pt варьируется от 0.1 мас.%. до 3 мас.%. Данный способ дегидрирования парафинов отличается по одному или нескольким показателям, таким как высокий выход олефинов, высокая селективность образования олефинов, низкая температура реакции, простота системы и слабая дезактивация катализатора.A known method of oxidative dehydrogenation of light paraffins, mainly isobutane, n-butane, propane, comprising converting paraffin to olefin in the presence of oxygen using a catalyst consisting of a platinum group metal, mounted on a carrier, selected as a prototype (US Patent RE37663, "Catalysis ", B01J 023/00, publ. 16.04.2002). The dehydrogenation process is carried out at a temperature of about 450-550 ° C. The catalyst is Pt supported on a carrier consisting of a mixture of tin oxide and zirconium oxide. The content of Pt varies from 0.1 wt.%. up to 3 wt.%. This method of dehydrogenation of paraffins differs in one or several indicators, such as a high yield of olefins, high selectivity for the formation of olefins, low reaction temperature, simplicity of the system, and poor catalyst deactivation.

Недостатком известного способа является высокая стоимость катализатора, обусловленная большим содержанием платинового металла, а именно платины.The disadvantage of this method is the high cost of the catalyst due to the high content of platinum metal, namely platinum.

Перед авторами ставилась задача разработать способ окислительного дегидрирования легких парафинов, стоимость которого была бы ниже за счет использования катализатора с более низким весовым содержанием платины, обеспечивающий высокий выход и селективность в реакциях окислительного дегидрирования легких парафинов.The authors were tasked with developing a method for the oxidative dehydrogenation of light paraffins, the cost of which would be lower due to the use of a catalyst with a lower weight content of platinum, providing a high yield and selectivity in the reactions of oxidative dehydrogenation of light paraffins.

Задача решается тем, что в способе окислительного дегидрирования легких парафинов, включающем пропускание потока смеси с кислородом и разбавителем через слой катализатора при температуре 400-500°С, с постоянной скоростью 50 мл/мин в качестве катализатора используют каталитическую систему для гетерогенных реакций, представляющую собой геометрически структурированную систему, включающую микроволокна высококремнеземистого волокнистого носителя, который характеризуется наличием в инфракрасном спектре полосы поглощения гидроксильных групп с волновым числом ν=3620-3650 см-1 и полушириной 65-85 см-1, имеет удельную поверхность, измеренную методом БЭТ по тепловой десорбции аргона, SAr=0.5-30 м2/г, величину поверхности, измеренную методом щелочного титрирования, SNa=5-150 м2/г при соотношении SNa/SAr=5-50, и, по крайней мере, один активный элемент, основная часть которого сформирована в виде заряженных либо металлических, либо биметаллических кластеров, характеризующихся в УФ-Вид спектре диффузного отражения специфическими полосами в области 34000-42000 см-1 и соотношением интегральной интенсивности полосы, относящейся к заряженным либо металлическим, либо биметаллическим кластерам, к интегральной интенсивности полосы, относящейся, соответственно, либо к металлическим, либо к биметаллическим частицам, не менее 1.0. При этом металлические кластеры сформированы из атомов либо платины, либо палладия, либо родия, либо иридия, либо серебра, либо циркония, либо хрома, либо кобальта, либо никеля, либо марганца, либо меди, либо олова, либо золота, а биметаллические кластеры сформированы из соединения атомов либо палладия, либо платины с атомами либо серебра, либо циркония, либо хрома, либо кобальта, либо никеля, либо марганца, либо меди, либо олова, либо золота. Кроме того, микроволокна высокококремнеземистого волокнистого носителя выполнены диаметром 5-20 мкм, содержат 50-98.8% SiO2, и, по крайней мере, один элемент, выбранный из группы, включающей металлы титан, алюминий, железо, молибден, щелочные, щелочноземельные и редкоземельные элементы.The problem is solved in that in a method of oxidative dehydrogenation of light paraffins, including passing a stream of a mixture with oxygen and a diluent through a catalyst bed at a temperature of 400-500 ° C, at a constant speed of 50 ml / min, a catalyst system for heterogeneous reactions is used as a catalyst, which is a geometrically structured system including microfibres of a high siliceous fibrous carrier, which is characterized by the presence in the infrared spectrum of the absorption band of hydroxyl groups Nos with the wave number ν = 3620-3650 cm -1 and half-width 65-85 cm -1, has a specific surface area measured by the BET method of thermal desorption of argon, S Ar = 0.5-30 m 2 / g, BET surface area, as measured by alkali titration, S Na = 5-150 m 2 / g with the ratio S Na / S Ar = 5-50, and at least one active element, the main part of which is formed in the form of charged either metal or bimetallic clusters, characterized in UV View of the diffuse reflectance spectrum with specific bands in the region 34000-42000 cm -1 and the ratio of the integrated intensity the bandwidth corresponding to charged either metal or bimetallic clusters, to the integrated intensity of the band, corresponding, respectively, to metal or bimetallic particles, not less than 1.0. In this case, metal clusters are formed from atoms of either platinum or palladium, or rhodium, or iridium, or silver, or zirconium, or chromium, or cobalt, or nickel, or manganese, or copper, or tin, or gold, and bimetallic clusters are formed from a combination of atoms of either palladium or platinum with atoms of either silver or zirconium or chromium or cobalt or nickel or manganese or copper or tin or gold. In addition, microfibers of a high-siliceous fibrous carrier are made with a diameter of 5-20 μm, contain 50-98.8% SiO 2 , and at least one element selected from the group comprising metals titanium, aluminum, iron, molybdenum, alkaline, alkaline earth and rare earth elements.

Технический эффект заявляемого способа заключается в том, что реакции окислительного дегидрирования легких парафинов проходят при сравнительно низких температурах с использованием дешевого катализатора, низкая стоимость которого обусловлена малым содержанием металлов, что позволяет применять его в промышленности.The technical effect of the proposed method lies in the fact that the oxidative dehydrogenation reactions of light paraffins take place at relatively low temperatures using a cheap catalyst, the low cost of which is due to the low metal content, which allows it to be used in industry.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.The inventive method is as follows.

Для осуществления способа исходную реакционную смесь, содержащую один или несколько легких парафинов, кислород и разбавитель, пропускают через слой катализатора, представляющего собой геометрически структурированную систему, включающую микроволокна высококремнеземистого волокнистого носителя и активный элемент. Высококремнеземистый волокнистый носитель характеризуется наличием в инфракрасном спектре полосы поглощения гидроксильных групп с волновым числом ν=3620-3650 см-1 и полушириной 65-75 см-1, имеющий удельную поверхность, измеренную методом БЭТ по тепловой десорбции аргона, SAr=0.5-30 м2/г, величину поверхности, измеренную методом щелочного титрирования, SNA=5-150 м2/г при соотношении SNa/SAr=5-50, содержит 50-98.8% SiO2 и, по крайней мере, один элемент, выбранный из группы, включающей титан, алюминий, железо, молибден, щелочные, щелочноземельные и редкоземельные элементы. Основная часть активного компонента сформирована в виде заряженных либо металлических, либо биметаллических кластеров, характеризующихся в УФ-Вид спектре диффузного отражения специфическими полосами в области 34000-42000 см-1 и соотношением интегральной интенсивности полосы, относящейся к заряженным либо металлическим, либо биметаллическим кластерам, к интегральной интенсивности полосы, относящейся, соответственно, либо к металлическим, либо к биметаллическим частицам, не менее 1.0. Металлические кластеры сформированы из атомов либо платины, либо палладия, либо родия, либо иридия, либо серебра, либо циркония, либо хрома, либо кобальта, либо никеля, либо марганца, либо меди, либо олова, либо золота. А биметаллические кластеры сформированы из соединения атомов либо палладия, либо платины с атомами либо серебра, либо циркония, либо хрома, либо кобальта, либо никеля, либо марганца, либо меди, либо олова, либо золота.To implement the method, the initial reaction mixture containing one or more light paraffins, oxygen and a diluent, is passed through a catalyst bed, which is a geometrically structured system comprising microfibers of a high silica fibrous carrier and an active element. A high-siliceous fibrous carrier is characterized by the presence in the infrared spectrum of the absorption band of hydroxyl groups with a wave number of ν = 3620-3650 cm -1 and a half-width of 65-75 cm -1 , which has a specific surface area measured by the BET method for thermal desorption of argon, S Ar = 0.5-30 m 2 / g, the surface value measured by the method of alkaline titration, S NA = 5-150 m 2 / g at a ratio of S Na / S Ar = 5-50 , contains 50-98.8% SiO 2 and at least one element selected from the group consisting of titanium, aluminum, iron, molybdenum, alkaline, alkaline earth and rare earth Wowed items. The main part of the active component is formed in the form of charged either metal or bimetallic clusters, characterized in the UV-type diffuse reflection spectrum by specific bands in the region of 34000-42000 cm -1 and the ratio of the integrated intensity of the band related to charged either metal or bimetallic clusters to the integral intensity of the band, corresponding, respectively, to either metallic or bimetallic particles, is not less than 1.0. Metal clusters are formed from atoms of either platinum or palladium or rhodium or iridium or silver or zirconium or chromium or cobalt or nickel or manganese or copper or tin or gold. And bimetallic clusters are formed from a combination of atoms of either palladium or platinum with atoms of either silver or zirconium or chromium or cobalt or nickel or manganese or copper or tin or gold.

Каталитическая система готовится обработкой поверхности силикатного материала комплексными соединениями металлов либо неорганическими или органическими солями металлов. Например, в случае палладия это могут быть хлорид, нитрат или сульфат палладия (II), тетраммин палладий (II) хлорид. В случае платины могут быть использованы платинохлористоводородная кислота, тетрахлороплатоат калия, тетрамминплатохлорид.The catalytic system is prepared by treating the surface of a silicate material with complex metal compounds or inorganic or organic metal salts. For example, in the case of palladium, it can be palladium (II) chloride, nitrate or sulfate, palladium (II) tetrammine chloride. In the case of platinum, platinum chloride, potassium tetrachloroplatoate, tetramine platochloride can be used.

Применяют обычные методы нанесения, в частности, могут быть использованы процедуры пропитки, адсорбции, осаждения. Процедура нанесения может проводиться однократно либо несколько раз. После высушивания носитель с активным компонентом подвергают термической обработке при температуре 100-600°С либо на воздухе, либо в токе азота, а затем выдерживают в токе водорода или содержащего водород газа при температуре 100-300°С.Conventional application methods are used, in particular, impregnation, adsorption, and precipitation procedures can be used. The application procedure can be carried out once or several times. After drying, the carrier with the active component is subjected to heat treatment at a temperature of 100-600 ° C either in air or in a stream of nitrogen, and then kept in a stream of hydrogen or a gas containing hydrogen at a temperature of 100-300 ° C.

Готовые каталитические системы содержат 0.001-0.01 мас.% платинового металла, что значительно меньше содержания платины в катализаторе прототипа.Finished catalytic systems contain 0.001-0.01 wt.% Platinum metal, which is significantly lower than the platinum content in the catalyst of the prototype.

Платиновые металлы находятся большой частью в виде кластеров, дающих в УФ спектре полосу в области 34000-42000 см-1. Наличие таких кластеров обеспечивает высокую активность каталитической системы в реакциях окислительного дегидрирования парафинов.Platinum metals are found in large part in the form of clusters, giving a band in the UV spectrum in the region of 34000-42000 cm -1 . The presence of such clusters ensures a high activity of the catalytic system in the oxidative dehydrogenation of paraffins.

Предлагаемый способ позволяет проводить окислительное дегидрирование парафинов с образованием алкенов. Окислительное дегидрирование проводят в проточном реакторе, с размещенной в нем каталитической системой. Микроволокнистая структура высококремнеземистого носителя упрощает размещение и закрепление каталитической системы в реакторе, обеспечивает эффективный контакт каталитически активной поверхности с потоком реагентов и препятствует уносу частиц с потоком реагентов.The proposed method allows for the oxidative dehydrogenation of paraffins with the formation of alkenes. Oxidative dehydrogenation is carried out in a flow reactor with a catalytic system disposed therein. The microfiber structure of the high-siliceous carrier simplifies the placement and fixing of the catalytic system in the reactor, provides effective contact of the catalytically active surface with the flow of reagents, and prevents the entrainment of particles with the flow of reagents.

Контактирующий с каталитической системой поток реагентов содержит газообразный парафин или пары парафина, кислород в количестве 1-10 об.% и разбавитель в количестве 0-10%. Разбавителем может быть азот, водород или пары воды.The reagent stream in contact with the catalyst system contains gaseous paraffin or paraffin vapor, oxygen in an amount of 1-10 vol.% And a diluent in an amount of 0-10%. The diluent may be nitrogen, hydrogen, or water vapor.

Способ может проводиться при температуре 400-500°С. Как высокая, так и слишком низкая температура неблагоприятно сказывается на производительности системы.The method can be carried out at a temperature of 400-500 ° C. Both high and too low temperatures adversely affect system performance.

При низкой температуре каталитическая система может проявлять низкую активность. Высокая температура неблагоприятна для реакции, поскольку вызывает глубокое окисление парафинов с образованием оксидов углерода и, тем самым, приводит к непроизводительному расходованию парафинов.At low temperatures, the catalyst system may exhibit low activity. High temperature is unfavorable for the reaction, since it causes deep oxidation of paraffins with the formation of carbon oxides and, thus, leads to unproductive consumption of paraffins.

Окислительное дегидрирование обычно протекает при атмосферном давлении, но может проводиться при повышенном давлении.Oxidative dehydrogenation usually occurs at atmospheric pressure, but can be carried out at elevated pressure.

Объемная скорость газовой смеси составляет 50 мл/мин.The volumetric velocity of the gas mixture is 50 ml / min.

Преимущество заявляемого способа состоит в высокой активности каталитической системы при пониженном по сравнению с прототипом содержании платины. Существенные признаки заявляемого способа обеспечивают его удешевление по сравнению с прототипом, что позволяет применять его в промышленности.The advantage of the proposed method is the high activity of the catalytic system with a reduced platinum content compared to the prototype. The essential features of the proposed method provide its cost reduction in comparison with the prototype, which allows its use in industry.

Пример 1.Example 1

Способ окислительного дегидрирования пропана осуществляют, пропуская поток смеси 95% пропана с 5% кислорода через катализатор (1 г) при температуре 400-500°С, с постоянной скоростью 50 мл/мин. В качестве катализатора используют каталитическую систему для гетерогенных реакций, представляющую собой геометрически структурированную систему, включающую микроволокна высококремнеземистого волокнистого носителя диаметром 20 мкм, состоящие из 97.2 мас% SiO2, 0.12 мас% Na, 1.4 мас% Al, который характеризуются наличием в инфракрасном спектре полосы поглощения гидроксильных групп с волновым числом ν=3620 см-1 и полушириной 75 см-1, имеет удельную поверхность, измеренную методом БЭТ по тепловой десорбции аргона, SAr=1.2 м2/г, величину поверхности, измеренную методом щелочного титрирования, SNa=5.5 м2/г при соотношении SNa/SAr=5. Каталитическая система содержит 0.005 мас.% Pt, основная часть которой сформирована в виде кластера, имеющего в УФ-Вид спектре диффузного отражения специфическую полосу с максимумом при 36000 см-1. Отношение интегральной интенсивности полосы, относящейся к заряженным кластерам (Iкласт), к интенсивности полосы, обусловленной металлическими частицами (Iмет), составляет 2 (Iмет=0,95). Согласно результату хроматографического анализа газа на выходе из реактора выход пропилена составляет 7 мол.%.The method of oxidative dehydrogenation of propane is carried out by passing a stream of a mixture of 95% propane with 5% oxygen through a catalyst (1 g) at a temperature of 400-500 ° C, at a constant speed of 50 ml / min. As a catalyst, a catalytic system for heterogeneous reactions is used, which is a geometrically structured system including microfibers of a high siliceous fibrous carrier with a diameter of 20 μm, consisting of 97.2 wt% SiO 2 , 0.12 wt% Na, 1.4 wt% Al, which are characterized by the presence in the infrared spectrum of the band absorption of hydroxyl groups with a wave number ν = 3620 cm -1 and a half-width of 75 cm -1 has a specific surface area measured by the BET method for thermal desorption of argon, S Ar = 1.2 m 2 / g, the surface alkaline titration method, S Na = 5.5 m 2 / g at a ratio of S Na / S Ar = 5. The catalytic system contains 0.005 wt.% Pt, the main part of which is formed in the form of a cluster having a specific band with a maximum at 36,000 cm -1 in the UV-type diffuse reflection spectrum. The ratio of the integrated intensity of the band related to charged clusters (I clt ) to the intensity of the band due to metal particles (I met ) is 2 (I met = 0.95). According to the result of chromatographic analysis of the gas at the outlet of the reactor, the propylene yield is 7 mol%.

Катализатор прототипа, содержащий 1 мас.% Pt, при тех же условиях в окислительном дегидрировании пропана дает выход пропилена от 12 до 19%.The prototype catalyst containing 1 wt.% Pt, under the same conditions in the oxidative dehydrogenation of propane gives a propylene yield of from 12 to 19%.

Пример 2.Example 2

Способ окислительного дегидрирования пропана осуществляют, пропуская поток смеси 95% изобутана с 5% кислорода через катализатор (1 г) при температуре 400-500°С, с постоянной скоростью 50 мл/мин. В качестве катализатора используют каталитическую систему, для которой параметры носителя описаны в Примере 1, содержащую 0.005 мас.% Pd и имеющую в УФ-Вид спектре диффузного отражения специфическую полосу с максимумом при 35000 см-1. Соотношение Iкласт/Iмет=1.2. Выход изобутилена составляет 4 мол.%.The method of oxidative dehydrogenation of propane is carried out by passing a stream of a mixture of 95% isobutane with 5% oxygen through a catalyst (1 g) at a temperature of 400-500 ° C, at a constant speed of 50 ml / min. As a catalyst, a catalytic system is used, for which the carrier parameters are described in Example 1, containing 0.005 wt.% Pd and having a specific band with a maximum at 35,000 cm -1 in the UV-Diffuse reflectance spectrum. The ratio of I clast / I met = 1.2. The yield of isobutylene is 4 mol.%.

Пример 3.Example 3

Способ окислительного дегидрирования пропана осуществляют, пропуская поток смеси 85% пропана, 5% кислорода и 10% воды через катализатор (1 г) при температуре 400-500°С, с постоянной скоростью 50 мл/мин. В качестве катализатора используют каталитическую систему, для которой параметры носителя описаны в Примере 1, содержащую 0.005 мас.% Pt и 0.002 мас.% Au и имеющую в УФ-Вид спектре диффузного отражения специфическую полосу с максимумом при 38000 см-1. Соотношение Iкласт/Iмет=1.2. Выход пропилена составляет 12 мол.%.The method of oxidative dehydrogenation of propane is carried out by passing a mixture of 85% propane, 5% oxygen and 10% water through a catalyst (1 g) at a temperature of 400-500 ° C, at a constant speed of 50 ml / min. As a catalyst, a catalytic system is used, for which the parameters of the support are described in Example 1, containing 0.005 wt.% Pt and 0.002 wt.% Au and having a specific band in the UV diffuse reflectance spectrum with a maximum at 38000 cm -1 . The ratio of I clast / I met = 1.2. The propylene yield is 12 mol%.

Пример 4.Example 4

Способ окислительного дегидрирования пропана осуществляют, как описывается в Примере 1. В качестве катализатора используют каталитическую систему, для которой параметры носителя описаны в Примере 1, содержащую 0.005 мас.% Pt и 0.05 мас.% Cu и имеющую в УФ-Вид спектре диффузного отражения специфическую полосу с максимумом при 40500 см-1. Соотношение Iкласт/Iмет=1.2. Согласно результату хроматографического анализа газа на выходе из реактора выход пропилена составляет 13 мол.%.The method of oxidative dehydrogenation of propane is carried out as described in Example 1. As a catalyst, a catalytic system is used, for which the carrier parameters are described in Example 1, containing 0.005 wt.% Pt and 0.05 wt.% Cu and having a specific diffuse reflection spectrum in the UV-type a strip with a maximum at 40500 cm -1 . The ratio of I clast / I met = 1.2. According to the result of chromatographic analysis of the gas at the outlet of the reactor, the propylene yield is 13 mol%.

Пример 5.Example 5

Способ окислительного дегидрирования пропана осуществляют, как описывается в Примере 1. В качестве катализатора используют каталитическую систему для гетерогенных реакций, представляющую собой геометрически структурированную систему, включающую микроволокна высококремнеземистого волокнистого носителя диаметром 5 мкм, состоящие из 96.2 мас.% SiO2, 0.008 мас.% Na, 0.09 мас.% Al и редкоземельных элементов: 0.31 мас% La, 0.26 мас% Y, 0.91 мас% Се, 0.39 мас.% Pr, 0.17 мас.% Nd, 0.17 мас.% Sm, 0.69 мас.% Er, который характеризуется наличием в инфракрасном спектре полосы поглощения гидроксильных групп с волновым числом ν=3650 см-1 и полушириной 70 см-1, имеет удельную поверхность, измеренную методом БЭТ по тепловой десорбции аргона, SAr=0.5 м2/г, величину поверхности, измеренную методом щелочного титрирования, SNa=5 м2/г при соотношении SNa/SAr=10, и 0.005 мас.% Pd, основная часть которой сформирована в виде кластера, имеющего в УФ-Вид спектре диффузного отражения специфическую полосу с максимумом при 36000 см-1. Отношение интегральной интенсивности полосы, относящейся к заряженным кластерам (Iкласт), к интенсивности полосы, обусловленной металлическими частицами (Iмет), составляет 1.4.The method of oxidative dehydrogenation of propane is carried out as described in Example 1. As a catalyst, a catalytic system for heterogeneous reactions is used, which is a geometrically structured system comprising microfibers of a high siliceous fibrous carrier with a diameter of 5 μm, consisting of 96.2 wt.% SiO 2 , 0.008 wt.% Na, 0.09 wt.% Al and rare earth elements: 0.31 wt.% La, 0.26 wt.% Y, 0.91 wt.% Ce, 0.39 wt.% Pr, 0.17 wt.% Nd, 0.17 wt.% Sm, 0.69 wt.% Er, which is characterized by the presence in the infrared spectrum of the absorption band g droksilnyh groups with the wave number ν = 3650 cm -1 and half-width of 70 cm -1, has a specific surface area measured by the BET method of thermal desorption of argon, S Ar = 0.5 m 2 / g, BET surface area, as measured by alkali titration, S Na = 5 m 2 / g with a ratio of S Na / S Ar = 10, and 0.005 wt.% Pd, the main part of which is formed as a cluster having a specific band with a maximum at 36,000 cm -1 in the UV diffuse reflectance spectrum. The ratio of the integrated intensity of the band related to charged clusters (I clt ) to the intensity of the band due to metal particles (I met ) is 1.4.

Выход пропилена составляет 3 мол.%.The propylene yield is 3 mol%.

Claims (4)

1. Способ окислительного дегидрирования легких парафинов, включающий пропускание потока смеси с кислородом и разбавителем через слой катализатора при температуре 400-500°С, с постоянной скоростью 50 мл/мин, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют каталитическую систему для гетерогенных реакций, представляющую собой геометрически структурированную систему, включающую микроволокна высококремнеземистого волокнистого носителя, который характеризуется наличием в инфракрасном спектре полосы поглощения гидроксильных групп с волновым числом v=3620-3650 см-1 и полушириной 65-75 см-1, имеющий удельную поверхность, измеренную методом БЭТ по тепловой десорбции аргона, SAr=0,5-30 м2/г, величину поверхности, измеренную методом щелочного титрирования, SNa=5-150 м2/г при соотношении SNa/SAr=5-50, и по крайней мере один активный элемент, основная часть которого сформирована в виде заряженных либо металлических, либо биметаллических кластеров, характеризующихся в УФ-Вид спектре диффузного отражения специфическими полосами в области 34000-42000 см-1 и соотношением интегральной интенсивности полосы, относящейся к заряженным либо металлическим, либо биметаллическим кластерам к интегральной интенсивности полосы, относящейся, соответственно, либо к металлическим, либо к биметаллическим частицам не менее 1,0.1. The method of oxidative dehydrogenation of light paraffins, comprising passing a stream of a mixture with oxygen and a diluent through a catalyst bed at a temperature of 400-500 ° C, at a constant speed of 50 ml / min, characterized in that the catalyst system is used for heterogeneous reactions, representing a geometrically structured system comprising microfibers of a high siliceous fibrous carrier, which is characterized by the presence in the infrared spectrum of the absorption band of hydroxyl groups with a wave number v = 3620-3650 cm -1 and a half-width of 65-75 cm -1 , having a specific surface area measured by the BET method for thermal desorption of argon, S Ar = 0.5-30 m 2 / g, the surface value measured by the method alkaline titration, S Na = 5-150 m 2 / g with a ratio of S Na / S Ar = 5-50, and at least one active element, the main part of which is formed in the form of charged either metal or bimetallic clusters characterized in UV -type spectrum in 34000-42000 specific diffuse reflection bands cm -1 and the integrated intensity ratio five bands relating to charged either metallic or bimetallic clusters to the integrated intensity of the band attributable respectively to either the metal or bimetallic particles to not less than 1.0. 2. Способ окислительного дегидрирования легких парафинов по п.1, отличающийся тем, что металлические кластеры сформированы из атомов либо платины, либо палладия, либо родия, либо иридия, либо серебра, либо циркония, либо хрома, либо кобальта, либо никеля, либо марганца, либо меди, либо олова, либо золота.2. The method of oxidative dehydrogenation of light paraffins according to claim 1, characterized in that the metal clusters are formed from atoms of either platinum or palladium, or rhodium, or iridium, or silver, or zirconium, or chromium, or cobalt, or nickel, or manganese , or copper, or tin, or gold. 3. Способ окислительного дегидрирования легких парафинов по п.1, отличающийся тем, что биметаллические кластеры сформированы из соединения атомов либо палладия, либо платины с атомами либо серебра, либо циркония, либо хрома, либо кобальта, либо никеля, либо марганца, либо меди, либо олова, либо золота.3. The method of oxidative dehydrogenation of light paraffins according to claim 1, characterized in that the bimetallic clusters are formed from a combination of atoms of either palladium or platinum with atoms of either silver or zirconium or chromium or cobalt or nickel or manganese or copper, either tin or gold. 4. Способ окислительного дегидрирования легких парафинов по п.1, отличающийся тем, что микроволокна высококремнеземистого волокнистого носителя выполнены диаметром 5-20 мкм, содержат 50-98,8% SiO2, и по крайней мере один элемент, выбранный из группы, включающей металлы титан, алюминий, железо, молибден, щелочные, щелочноземельные и редкоземельные элементы.4. The method of oxidative dehydrogenation of light paraffins according to claim 1, characterized in that the microfibers of a high siliceous fibrous carrier are made with a diameter of 5-20 μm, contain 50-98.8% SiO 2 , and at least one element selected from the group including metals titanium, aluminum, iron, molybdenum, alkaline, alkaline earth and rare earth elements.
RU2005136521/04A 2005-11-09 2005-11-09 Light paraffin oxidative dehydrogenation process RU2299190C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005136521/04A RU2299190C1 (en) 2005-11-09 2005-11-09 Light paraffin oxidative dehydrogenation process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005136521/04A RU2299190C1 (en) 2005-11-09 2005-11-09 Light paraffin oxidative dehydrogenation process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2299190C1 true RU2299190C1 (en) 2007-05-20

Family

ID=38164103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005136521/04A RU2299190C1 (en) 2005-11-09 2005-11-09 Light paraffin oxidative dehydrogenation process

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2299190C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2480278C2 (en) * 2007-10-04 2013-04-27 Байер Текнолоджи Сервисиз Гмбх Hydrogenation and dehydrogenation unsintered catalyst and method of its production
RU2598944C1 (en) * 2015-05-14 2016-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") Method for preparation of bimetallic catalyst of redox processes in nitric acid media

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2480278C2 (en) * 2007-10-04 2013-04-27 Байер Текнолоджи Сервисиз Гмбх Hydrogenation and dehydrogenation unsintered catalyst and method of its production
RU2598944C1 (en) * 2015-05-14 2016-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") Method for preparation of bimetallic catalyst of redox processes in nitric acid media

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6084140A (en) Catalyst for selective hydrogenation of highly unsaturated hydrocarbon compound in olefin compound
US5510550A (en) Selective acetylene hydrogenation
Gluhoi et al. Alkali (earth)-doped Au/Al2O3 catalysts for the total oxidation of propene
JPH0623269A (en) Catalyst containing group viii and iiia metal supported on carrier thereof
JPH09141097A (en) Catalyst with carrier containing palladium for selective catalytic hydrogenation of acetylene in hydrocarbon current
RU2310507C2 (en) Palladium/silver hydrogenation catalyst and methods
TWI439316B (en) Process for the removal of hydrogen cyanide and formic acid from synthesis gas
CA2442942A1 (en) Process for selective hydrogenation of acetylene in an ethylene purification process
WO2005025746A1 (en) Catalyst formulation for hydrogenation
MX2008001232A (en) A selective hydrogenation catalyst and methods of making and using same.
AU696631B2 (en) Catalyst composition useful for hydrogenating unsaturated hydrocarbons
Qi et al. Catalytic reduction of nitric oxide with hydrogen and carbon monoxide in the presence of excess oxygen by Pd supported on pillared clays
KR101644665B1 (en) Selective catalytic hydrogenation of alkynes to corresponding alkenes
US6936568B2 (en) Selective hydrogenation catalyst
Bamwenda et al. The role of the metal during NO2 reduction by C3H6 over alumina and silica-supported catalysts
Yori et al. Influence of the crystalline structure of ZrO 2 on the metallic properties of Pt in Pt/WO 3–ZrO 2 catalysts
AU2001285124A1 (en) Selective hydrogenation catalyst and processes therefor and therewith
Li et al. Molecularly defined approach for preparation of ultrasmall Pt-Sn species for efficient dehydrogenation of propane to propene
RU2299190C1 (en) Light paraffin oxidative dehydrogenation process
JPH11128746A (en) New catalyst used in organic compound conversion reaction
Chen et al. Cu modified VOx/Silicalite-1 catalysts for propane dehydrogenation in CO2 atmosphere
Barrault et al. Selective oxidation of propane into oxygenated compounds over promoted nickel-molybdenum catalysts
Luo et al. Optimization of the promoter effect in the direct synthesis of oxygenates from syngas
RU2289565C1 (en) Process of selective hydrogenation of acetylene hydrocarbons in olefin-rich gas mixtures
Wang et al. Carbon monoxide hydrogenation on cobalt/alumina and cobalt/NaX catalysts

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121110