RU2333035C2 - Zeolite-containing catalyst, method for obtaining same and method of transformation of c2-c12 aliphatic hydrocarbon into aromatic hydrocarbons or high-octane gasoline component - Google Patents
Zeolite-containing catalyst, method for obtaining same and method of transformation of c2-c12 aliphatic hydrocarbon into aromatic hydrocarbons or high-octane gasoline component Download PDFInfo
- Publication number
- RU2333035C2 RU2333035C2 RU2006130340/04A RU2006130340A RU2333035C2 RU 2333035 C2 RU2333035 C2 RU 2333035C2 RU 2006130340/04 A RU2006130340/04 A RU 2006130340/04A RU 2006130340 A RU2006130340 A RU 2006130340A RU 2333035 C2 RU2333035 C2 RU 2333035C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zeolite
- catalyst
- containing catalyst
- component
- hydrocarbons
- Prior art date
Links
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и посвящено созданию катализаторов, используемых в переработке алифатических углеводородов C2-С12 в смесь ароматических углеводородов или высокооктановый компонент бензина.The invention relates to the field of oil refining and petrochemical industries and is devoted to the creation of catalysts used in the processing of aliphatic hydrocarbons C 2 -C 12 into a mixture of aromatic hydrocarbons or high-octane gasoline component.
Известен цеолитсодержащий катализатор и способ получения с его использованием высокооктановых бензинов и ароматических углеводородов (патент РФ №2087191, 1997). Катализатор включает цеолит группы пентасила, оксид цинка, оксид редкоземельного элемента (РЗЭ), связующий компонент и дополнительно содержит оксид бора и фтор, а в качестве редкоземельного элемента - два или более оксидов, выбранных из группы лантаноидов: оксид лантана, оксид церия, оксид неодима, оксид празеодима, и имеет следующее содержание компонентов, мас.%: цеолит 20-70, оксид цинка 1,0-4,0, оксиды РЗЭ 0,1-2,0, оксид бора 0,1-3,0, фтор 0,1-3,0, связующий компонент - остальное. Способ превращения алифатических углеводородов C2-C12 в высокооктановый бензин и ароматические углеводороды осуществляется путем контакта их с катализатором при 280-550°С, давлении 0,5-3,0 МПа и объемной скорости подачи сырья 0,5-3,0 ч-1.A known zeolite-containing catalyst and a method for producing high octane gasolines and aromatic hydrocarbons with its use (RF patent No. 2087191, 1997). The catalyst includes a zeolite of the pentasil group, zinc oxide, rare earth oxide (REE), a binder component and additionally contains boron oxide and fluorine, and as a rare earth element two or more oxides selected from the group of lanthanides: lanthanum oxide, cerium oxide, neodymium oxide , praseodymium oxide, and has the following content of components, wt.%: zeolite 20-70, zinc oxide 1.0-4.0, REE oxides 0.1-2.0, boron oxide 0.1-3.0, fluorine 0.1-3.0, the binder component is the rest. The method of converting aliphatic hydrocarbons C 2 -C 12 to high-octane gasoline and aromatic hydrocarbons is carried out by contacting them with a catalyst at 280-550 ° C, a pressure of 0.5-3.0 MPa and a bulk feed rate of 0.5-3.0 h -1 .
Известен цеолитсодержащий катализатор для превращения алифатических углеводородов C2-C12 в высокооктановый бензин, обогащенный ароматическими углеводородами (патент РФ №2092240, 1997). Катализатор содержит цеолит группы пентасила с силикатным модулем SiO2/Al2О3=20-80 моль/моль и остаточным содержанием Na2О 0,1-0,4 мас.%, связующий компонент, цинк и смесь оксидов редкоземельных элементов при следующем соотношении компонентов, мас.%: цеолит 25,0-50,0, цинк 1,0-3,0, сумма оксидов РЗЭ 0,1-2,0, представляющая собой смесь следующего состава, мас.%: СеО2 40,0-55,0, сумма La2O3, Pr2O3, Nd2O3 60,0-45,0, связующий компонент - остальное. Способ превращения алифатических углеводородов C2-C12 в высокооктановый компонент автомобильного бензина с октановым числом не менее 76 пунктов или концентрат ароматических углеводородов осуществляется путем контакта катализатора с сырьем при температуре 280-550°С, давлении 0,2-2,0 МПа и объемной скорости подачи сырья 0,5-5,0 ч-1.A known zeolite-containing catalyst for the conversion of aliphatic hydrocarbons C 2 -C 12 into high-octane gasoline enriched in aromatic hydrocarbons (RF patent No. 2092240, 1997). The catalyst contains a zeolite of the pentasil group with a silicate module SiO 2 / Al 2 O 3 = 20-80 mol / mol and a residual Na 2 O content of 0.1-0.4 wt.%, A binder component, zinc and a mixture of rare earth oxides in the following the ratio of components, wt.%: zeolite 25.0-50.0, zinc 1.0-3.0, the sum of REE oxides 0.1-2.0, which is a mixture of the following composition, wt.%: CeO 2 40, 0-55,0 sum La 2 O 3, Pr 2 O 3, Nd 2 O 3 60,0-45,0, a binder component - the rest. The method of converting aliphatic hydrocarbons C 2 -C 12 into a high-octane component of motor gasoline with an octane rating of at least 76 points or an aromatic hydrocarbon concentrate is carried out by contacting the catalyst with the feed at a temperature of 280-550 ° C, a pressure of 0.2-2.0 MPa and volumetric feed rates of 0.5-5.0 h -1 .
Известен цеолитсодержащий катализатор для превращения алифатических углеводородов C2-C12 в высокооктановый компонент бензина с октановым числом не менее 76 пунктов или в концентрат ароматических углеводородов (патент РФ №2100075, 1997). Катализатор содержит цеолит группы пентасила с силикатным модулем SiO2/Al2О3=20-80 моль/моль и остаточным содержанием Na2O не более 0,2 мас.%, связующий компонент, оксиды цинка и редкоземельных элементов в качестве промоторов, и отличается тем, что он дополнительно содержит пятиокись фосфора при использовании в качестве оксидов РЗЭ двух и более из нижеприведенных: CeO2, La2O3, Nd2O3, Pr2O3 и т.п. при следующем содержании компонентов, мас.%: цеолит 50-75, ZnO 0,5-3,0, сумма (РЗЭ)2O3 0,5-3,0, Р2O5 0,5-2,0, связующий компонент - остальное. Способ превращения алифатических углеводородов C2-C12 в высокооктановый компонент автомобильного бензина с октановым числом не менее 76 пунктов или концентрат ароматических углеводородов на данном цеолитсодержащем катализаторе осуществляют путем контакта катализатора с сырьем при температуре 280-550°С, давлении 0,2-2,0 МПа и объемной скорости подачи сырья 0,5-5,0 ч-1.A zeolite-containing catalyst is known for converting C 2 -C 12 aliphatic hydrocarbons into a high-octane gasoline component with an octane rating of at least 76 points or into an aromatic hydrocarbon concentrate (RF patent No. 2100075, 1997). The catalyst contains a zeolite of the pentasil group with a silicate module SiO 2 / Al 2 O 3 = 20-80 mol / mol and a residual Na 2 O content of not more than 0.2 wt.%, A binder component, zinc oxides and rare earth elements as promoters, and characterized in that it additionally contains phosphorus pentoxide when two or more of the following are used as REE oxides: CeO 2 , La 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Pr 2 O 3 , etc. with the following content of components, wt.%: zeolite 50-75, ZnO 0.5-3.0, sum (REE) 2 O 3 0.5-3.0, P 2 O 5 0.5-2.0, the connecting component is the rest. The method of converting aliphatic hydrocarbons C 2 -C 12 into a high-octane component of motor gasoline with an octane rating of at least 76 points or an aromatic hydrocarbon concentrate on this zeolite-containing catalyst is carried out by contacting the catalyst with the feed at a temperature of 280-550 ° C, pressure 0.2-2, 0 MPa and a volumetric feed rate of 0.5-5.0 h -1 .
Известны способы получения моторных топлив из газового конденсата (патенты РФ №№2008323, 1994 и 2030446, 1995). Прямогонную бензиновую фракцию контактируют при 300-480°С и 0,2-4,0 МПа с цеолитсодержащим катализатором. Полученные продукты фракционируют с выделением газообразной и жидкой фракций, жидкую фракцию ректифицируют с выделением высокооктановой и остаточной фракций. Прямогонную остаточную фракцию или ее смесь с газообразными продуктами контактирования подвергают пиролизу. Полученные продукты фракционируют с выделением пироконденсата и пирогаза с последующим смешиванием пирогаза с прямогонной бензиновой фракцией и их совместным контактированием с катализатором. Пироконденсат компаундируют с жидкими продуктами контактирования и подвергают их совместной ректификации с выделением целевого бензина и остаточной фракции. В качестве катализатора используют системы, приготовленные на основе цеолитов со структурами ZSM-5 или ZSM-11, в том числе модифицированные элементами I, II, III, V, VI и VIII групп периодической системы элементов.Known methods for producing motor fuels from gas condensate (RF patents No. 20088323, 1994 and 2030446, 1995). The straight run gasoline fraction is contacted at 300-480 ° C and 0.2-4.0 MPa with a zeolite-containing catalyst. The resulting products are fractionated with the release of gaseous and liquid fractions, the liquid fraction is rectified with the release of high octane and residual fractions. The straight run residual fraction or its mixture with gaseous contact products is subjected to pyrolysis. The resulting products are fractionated with the release of pyrocondensate and pyrogas, followed by mixing of the pyrogas with a straight-run gasoline fraction and their joint contact with the catalyst. The pyrocondensate is combined with liquid contact products and subjected to their joint distillation with the release of the target gasoline and the residual fraction. As a catalyst, systems based on zeolites with ZSM-5 or ZSM-11 structures are used, including those modified by elements of groups I, II, III, V, VI, and VIII of the periodic system of elements.
Недостатками вышеперечисленных способов получения цеолитсодержащих катализаторов являются их сложный состав и наличие вредных стоков в процессе их производстве, а также необходимость применения в синтезе фтора (патент РФ №2087191, 1997), высокое остаточное содержание оксида натрия и низкая массовая доля активной части катализатора (патент РФ №2092240, 1997), что существенно снижает его производительность по целевому продукту, высокая стоимость катализаторов, содержащих дорогостоящие оксиды редкоземельных элементов. Кроме этого, существенным недостатком большинства цеолитсодержащих катализаторов является отсутствие возможности реализации с их помощью способа превращения газообразных алифатических углеводородов состава С2-С4 в конденсированную жидкую фазу ароматических углеводородов.The disadvantages of the above methods for producing zeolite-containing catalysts are their complex composition and the presence of harmful effluents in the production process, as well as the need for fluorine synthesis (RF patent No. 2087191, 1997), high residual content of sodium oxide and low mass fraction of the active part of the catalyst (RF patent No. 2092240, 1997), which significantly reduces its productivity in the target product, the high cost of catalysts containing expensive rare earth oxides. In addition, a significant drawback of most zeolite-containing catalysts is the inability to implement with their help a method for converting gaseous aliphatic hydrocarbons of composition C 2 -C 4 into a condensed liquid phase of aromatic hydrocarbons.
Наиболее близким к заявляемому катализатору является цеолитсодержащий катализатор, способ его получения и способ превращения алифатических углеводородов в концентрат ароматических углеводородов или высокооктановый компонент бензина (патент РФ, 2221643, 2004). Цеолитсодержащий катализатор содержит цеолит группы пентасила с силикатным модулем SiO2/Al2O3=55-102 моль/моль и остаточным содержанием оксида натрия 0,02-0,07 мас.%, оксиды цинка, олова и лантана в качестве элементов структуры цеолита, а в качестве промотора - оксид хрома при следующем содержании компонентов, мас.%: цеолит 65,0-80,0; ZnO 0,0-4,0; SnO2 0,0-2,5; La2O3 0,0-0,8; Cr2O3 0,0-5,0; Na2O 0,02-0,07, связующий компонент - остальное. Описаны также способы превращения алифатических углеводородов в концентрат ароматических углеводородов или высокооктановый компонент бензина (варианты) путем пропускания газообразной смеси низкомолекулярных предельных углеводородов или паров прямогонной бензиновой фракции нефти через слой цеолитсодержащего катализатора соответственно при температуре 500-600°С и 300-380°С, нагрузке катализатора по сырью 100-400 ч-1 и 2 ч-1. Выход целевого продукта при переработке газообразных углеводородов и прямогонной бензиновой фракции нефти составляет соответственно 49,0-60,2% и не менее 67%.Closest to the claimed catalyst is a zeolite-containing catalyst, a method for its preparation and a method for converting aliphatic hydrocarbons into an aromatic hydrocarbon concentrate or high-octane gasoline component (RF patent, 2221643, 2004). The zeolite-containing catalyst contains a pentasil group zeolite with a silicate module SiO 2 / Al 2 O 3 = 55-102 mol / mol and a residual content of sodium oxide of 0.02-0.07 wt.%, Zinc, tin and lanthanum oxides as structural elements of the zeolite and, as a promoter, chromium oxide with the following content of components, wt.%: zeolite 65.0-80.0; ZnO 0.0-4.0; SnO 2 0.0-2.5; La 2 O 3 0.0-0.8; Cr 2 O 3 0.0-5.0; Na 2 O 0.02-0.07, the binder component is the rest. Methods are also described for converting aliphatic hydrocarbons into an aromatic hydrocarbon concentrate or high-octane gasoline component (options) by passing a gaseous mixture of low molecular weight saturated hydrocarbons or straight-run gasoline fraction of oil through a layer of zeolite-containing catalyst at a temperature of 500-600 ° C and 300-380 ° C, respectively, catalyst for raw materials 100-400 h -1 and 2 h -1 . The yield of the target product in the processing of gaseous hydrocarbons and straight-run gasoline fraction of oil is 49.0-60.2% and not less than 67%, respectively.
Основными недостатками данного цеолитсодержащего катализатора являются его сложный компонентный состав, использование дорогостоящего оксида редкоземельного элемента (оксид лантана) и большое количество стадий приготовления. Данный цеолитсодержащий катализатор, способ его получения и способ использования выбран в качестве прототипа. Выход, октановые числа и групповой состав бензинов, полученных по способу-прототипу из прямогонной бензиновой фракции нефти, а также конверсия смеси алканов С2-С4, выход и селективность образования ароматических углеводородов на этом катализаторе приведены в таблицах 2 и 8.The main disadvantages of this zeolite-containing catalyst are its complex component composition, the use of expensive rare earth oxide (lanthanum oxide) and a large number of stages of preparation. This zeolite-containing catalyst, its production method and method of use is selected as a prototype. The output, octane numbers and group composition of gasolines obtained by the prototype method from a straight-run gasoline fraction of oil, as well as the conversion of a mixture of C 2 -C 4 alkanes, the yield and selectivity of the formation of aromatic hydrocarbons on this catalyst are shown in tables 2 and 8.
Предлагаемый цеолитсодержащий катализатор, способ его получения и способ превращения алифатических углеводородов С2-С12 в смесь ароматических углеводородов или высокооктановый компонент бензина с его использованием устраняет указанные недостатки.The proposed zeolite-containing catalyst, a method for its preparation and a method for converting C 2 -C 12 aliphatic hydrocarbons into a mixture of aromatic hydrocarbons or a high-octane gasoline component with its use eliminates these disadvantages.
Задача изобретения - удешевление катализатора, упрощение способа его получения, повышение степени превращения сырья, качества и выхода целевых продуктов.The objective of the invention is to reduce the cost of the catalyst, simplifying the method of its production, increasing the degree of conversion of raw materials, quality and yield of target products.
Технический результат изобретения - снижение количества компонентов и стадий синтеза цеолитсодержащего катализатора, повышение степени превращения сырья, качества и выхода целевых продуктов на заявленном катализаторе.The technical result of the invention is to reduce the number of components and stages of the synthesis of a zeolite-containing catalyst, increasing the degree of conversion of raw materials, quality and yield of target products on the claimed catalyst.
Технический результат относительно способа получения цеолитсодержащего катализатора достигается тем, что цеолитсодержащий катализатор содержит цеолит группы пентасила с силикатным модулем SiO2/Al2О3=60-80 моль/моль и оксиды циркония и никеля в качестве элементов структуры цеолита, а в качестве промотора оксид цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%: цеолит 65,00-80,00; ZrO2 0-4,00; NiO 0-1,00; ZnO 0-5,00; Na2O 0,02-0,05; связующий компонент - остальное.The technical result regarding the method of producing a zeolite-containing catalyst is achieved by the fact that the zeolite-containing catalyst contains a pentasil group zeolite with a silicate module SiO 2 / Al 2 O 3 = 60-80 mol / mol and zirconium and nickel oxides as zeolite structure elements and oxide as a promoter zinc in the following ratio of components, wt.%: zeolite 65.00-80.00; ZrO 2 0-4.00; NiO 0-1.00; ZnO 0-5.00; Na 2 O 0.02-0.05; the connecting component is the rest.
Технический результат относительно способа, основанного на использовании предлагаемого цеолитсодержащего катализатора для превращения алифатических углеводородов C2-C12 в высокооктановый компонент бензина, достигается путем пропускания паров прямогонной бензиновой фракции нефти (сырье) через стационарный слой катализатора, нагретого до температуры 300-420°С, при нагрузке катализатора по сырью 2 ч-1 и с выходом целевого продукта не менее 53%.The technical result regarding the method based on the use of the proposed zeolite-containing catalyst for the conversion of aliphatic hydrocarbons C 2 -C 12 into a high-octane gasoline component is achieved by passing the vapors of the straight-run gasoline fraction of oil (feedstock) through a stationary catalyst bed heated to a temperature of 300-420 ° C, when the catalyst load for raw materials is 2 h -1 and with the yield of the target product of at least 53%.
Технический результат в отношении способа, основанного на использовании предлагаемого цеолитсодержащего катализатора для получения смеси ароматических углеводородов, достигается путем пропускания паров газообразной смеси насыщенных углеводородов С2-С4 (сырье) через стационарный слой катализатора, нагретого до температуры 550-600°С, при нагрузке катализатора по сырью 100-200 ч-1, со степенью конверсии сырья 99-100% и выходом ароматических углеводородов 42,0-61,1%.The technical result in relation to the method based on the use of the proposed zeolite-containing catalyst to obtain a mixture of aromatic hydrocarbons is achieved by passing the vapors of a gaseous mixture of saturated hydrocarbons C 2 -C 4 (raw materials) through a stationary catalyst bed heated to a temperature of 550-600 ° C, under load catalyst for raw materials 100-200 h -1 , with the degree of conversion of raw materials 99-100% and the yield of aromatic hydrocarbons 42.0-61.1%.
Преимущества предлагаемого цеолитсодержащего катализатора состоят в использовании более дешевых и доступных соединений для его синтеза, в отсутствии дорогостоящего оксида редкоземельного элемента - лантана, и в сокращении количества компонентов и стадий синтеза катализатора.The advantages of the proposed zeolite-containing catalyst are the use of cheaper and more affordable compounds for its synthesis, in the absence of an expensive rare-earth oxide - lanthanum, and in reducing the number of components and stages of catalyst synthesis.
В дальнейшем предлагаемое изобретение поясняется конкретными примерами его выполнения.In the future, the invention is illustrated by specific examples of its implementation.
Пример 1. Для получения цеолитсодержащего катализатора заданного состава, содержащего в качестве активного компонента цеолит группы пентасила в Н-форме (65-80 мас.%) и носитель в виде γ-Al2О3 (15-30 мас.%), вначале гидротермальным синтезом получают Na-форму цеолита, модифицированную на стадии синтеза цирконием и никелем. Для этого в промежуточных емкостях приготавливают водные растворы нитрата алюминия, нитрата никеля и гидрата окиси натрия. В емкость объемом 3,5 л, изготовленную из нержавеющей стали и снабженную механической мешалкой лопастного типа, вводят 28,7 г сульфата циркония 4-х водного марки «ч» (содержание основного вещества в реактиве 99,5%), 400,0 г кислоты кремниевой водной марки «чда» (массовая доля потерь прокаливания ПП400=15,56%) и 1430 мл воды хозяйственно-питьевой. Включают мешалку и при интенсивном перемешивании последовательно добавляют в смесь 133,9 мл водного раствора нитрата алюминия с концентрацией алюминия 28,2 г/л, 637,6 мл раствора гидрата окиси натрия с концентрацией гидрооксида натрия 128,4 г/л, 12,0 г затравочных кристаллов цеолита в Na или Н-форме и 123,0 мл н-бутанола. После перемешивания смеси в течение 5 мин выключают мешалку и переливают полученную смесь в автоклав объемом 5,0 л, снабженный механической мешалкой с лопастями. Освободившуюся емкость ополаскивают в 2-3 приема 714 мл воды хозяйственно-питьевой, которую переливают в автоклав. Включают мешалку автоклава и приготовленную реакционную смесь выдерживают в автоклаве при 160-190°С в течение 10-20 ч. После завершения гидротермального синтеза пульпу Na-формы цеолита фильтруют, полученный осадок промывают водой хозяйственно-питьевой до достижения в промывном фильтрате-маточнике рН=8,5-7,0 (соотношение жидкой и твердой фаз при промывке составляет 22:1). Промытый осадок Na-формы направляют на проведение солевого ионного обмена.Example 1. To obtain a zeolite-containing catalyst of a given composition containing, as an active component, a zeolite of the pentasil group in the H-form (65-80 wt.%) And a carrier in the form of γ-Al 2 O 3 (15-30 wt.%), First By hydrothermal synthesis, the Na-form of the zeolite is obtained, modified at the stage of synthesis by zirconium and nickel. For this, in intermediate containers, aqueous solutions of aluminum nitrate, nickel nitrate and sodium hydroxide are prepared. 28.7 g of zirconium sulfate of the 4th water grade “h” (99.5% of the main substance in the reagent), 400.0 g, are introduced into a 3.5-liter capacity tank made of stainless steel and equipped with a vane-type mechanical stirrer. acids of the “chda” silica water mark (mass fraction of loss of calcination PP 400 = 15.56%) and 1430 ml of household drinking water. The stirrer is turned on and with vigorous stirring, 133.9 ml of an aqueous solution of aluminum nitrate with an aluminum concentration of 28.2 g / l, 637.6 ml of a solution of sodium hydroxide with a concentration of sodium hydroxide of 128.4 g / l, 12.0 are successively added to the mixture g of seed crystals of zeolite in Na or H-form and 123.0 ml of n-butanol. After mixing the mixture for 5 minutes, turn off the stirrer and pour the resulting mixture into a 5.0 L autoclave equipped with a mechanical stirrer with blades. The vacated container is rinsed in 2-3 doses of 714 ml of household drinking water, which is poured into an autoclave. The autoclave mixer is turned on and the prepared reaction mixture is autoclaved at 160-190 ° С for 10-20 hours. After completion of hydrothermal synthesis, the Na-form zeolite pulp is filtered, the resulting precipitate is washed with household drinking water until the pH = 8.5-7.0 (the ratio of liquid to solid phase during washing is 22: 1). The washed precipitate of Na-form is sent to conduct salt ion exchange.
В емкости объемом 3,5 л, выполненной из нержавеющей стали и снабженной механической мешалкой, распульповывают осадок Na-формы цеолита в 1,8 л 25%-го водного раствора хлорида аммония. Полученную пульпу выдерживают при температуре 90-100°С и постоянном перемешивании в течение 4-6 ч.In a 3.5 liter container made of stainless steel and equipped with a mechanical stirrer, the precipitate of the Na-form of zeolite in 1.8 liter of a 25% aqueous solution of ammonium chloride is pulped. The resulting pulp is maintained at a temperature of 90-100 ° C and with constant stirring for 4-6 hours
Полученную после солевого ионного обмена пульпу фильтруют, промывают водой хозяйственно-питьевой при соотношении жидкой и твердой фаз Ж:Т=18:1 и затем промывают водой деминерализованной при соотношении жидкой и твердой фаз Ж:Т=2:1.The pulp obtained after salt-ion exchange is filtered, washed with household drinking water at a ratio of liquid and solid phases W: T = 18: 1, and then washed with demineralized water at a ratio of liquid and solid phases W: T = 2: 1.
Промытый осадок аммонийной формы цеолита сушат в сушильном шкафу при температуре 100-110°С в течение 6-8 ч и направляют на операцию приготовления катализаторной массы.The washed precipitate of the ammonium form of the zeolite is dried in an oven at a temperature of 100-110 ° C for 6-8 hours and sent to the operation of preparing the catalyst mass.
Промытый и высушенный осадок аммонийной формы цеолита смешивают со 125 мл деминерализованной воды, к полученной смеси добавляют 176,6 г активного гидрооксида алюминия в виде влажной пасты (с остаточной массовой долей влаги 26,7%) и 80 мл раствора азотной кислоты с концентрацией азотной кислоты 76,7 г/л.The washed and dried precipitate of the ammonium form of zeolite is mixed with 125 ml of demineralized water, 176.6 g of active aluminum hydroxide in the form of a wet paste (with a residual moisture mass fraction of 26.7%) and 80 ml of nitric acid solution with a concentration of nitric acid are added to the resulting mixture. 76.7 g / l.
Полученную смесь перемешивают до получения однородной пластической катализаторной массы, пригодной для проведения экструзии и гранулирования катализатора (смесь при необходимости выдерживают в вакуумном сушильном шкафу до получения консистенции, пригодной для экструзии и формования гранул катализатора).The resulting mixture is stirred until a homogeneous plastic catalyst mass suitable for extrusion and granulation of the catalyst (if necessary, kept in a vacuum oven to obtain a consistency suitable for extrusion and molding of catalyst granules).
Полученные после экструзии и гранулирования влажные гранулы катализатора сушат в вакуумном сушильном шкафу при температуре 100-110°С в течение 4-6 ч и прокаливают в муфельной печи при температуре 550-650°С в течение 1 ч.The wet catalyst granules obtained after extrusion and granulation are dried in a vacuum oven at a temperature of 100-110 ° C for 4-6 hours and calcined in a muffle furnace at a temperature of 550-650 ° C for 1 hour.
Прокаленные гранулы катализатора подвергают классификационному рассеву. Фракцию готового катализатора отделяют, а фракцию гранул <2,5 мм направляют на операцию измельчения в шаровой мельнице до получения однородного порошка, который в последующем используется в качестве компонента шихты на операции приготовления катализаторной массы.The calcined catalyst pellets are screened for classification. The finished catalyst fraction is separated, and the granule fraction <2.5 mm is sent to the grinding operation in a ball mill to obtain a homogeneous powder, which is subsequently used as a charge component in the preparation of the catalyst mass.
Пример 2. Прямогонную бензиновую фракцию нефти (25,44 мас.% n-парафинов, 39,24 мас.% i-парафинов, 29,34 мас.% нафтенов, 5,98 мас.% ароматических углеводородов, октановое число 51 и 44 по исследовательскому и моторному методам соответственно) подвергают контактированию с цеолитсодержащим катализатором, помещенным в реактор объемом 5 см3, при температуре 300-420°С, объемной скорости подачи жидкого сырья 2 ч-1 и атмосферном давлении. Катализатор состоит из 80,38 мас.% цеолита структурного типа ZSM-5, содержащего в своей структуре 1,59 мас.% циркония, и 19,62 мас.% γ-Al2О3, используемого в качестве связующего вещества.Example 2. Straight-run gasoline fraction of oil (25.44 wt.% N-paraffins, 39.24 wt.% I-paraffins, 29.34 wt.% Naphthenes, 5.98 wt.% Aromatic hydrocarbons, octane 51 and 44 according to research and motor methods, respectively) is subjected to contact with a zeolite-containing catalyst placed in a reactor with a volume of 5 cm 3 at a temperature of 300-420 ° C, a volumetric feed rate of liquid raw materials of 2 h -1 and atmospheric pressure. The catalyst consists of 80.38 wt.% Zeolite of the structural type ZSM-5, containing in its structure 1.59 wt.% Zirconium, and 19.62 wt.% Γ-Al 2 About 3 used as a binder.
Цеолитсодержащий катализатор готовили по способу, описанному в примере 1, только в качестве кремнийсодержащего компонента использовали измельченный силикагель (марка КСКГ, фракция менее 50 мкм). Качественный и количественный состав полученного катализатора приведен в таблице 1. Выход, групповой состав и октановые числа полученных бензинов приводятся в таблице 2.The zeolite-containing catalyst was prepared according to the method described in example 1, only crushed silica gel (KSKG grade, fraction less than 50 μm) was used as the silicon-containing component. The qualitative and quantitative composition of the obtained catalyst are shown in table 1. The output, group composition and octane numbers of the obtained gasolines are given in table 2.
Пример 3. Аналогичен примеру 1, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит структуры ZSM-5, содержащий в своей структуре 1,99 мас.% циркония и полученный с использованием измельченного силикагеля (марка КСКГ, фракция менее 50 мкм).Example 3. Similar to example 1, only the zeolite component of the zeolite-containing catalyst is used zeolite structure ZSM-5, containing in its structure 1.99 wt.% Zirconium and obtained using crushed silica gel (brand KSKG, fraction less than 50 microns).
Качественный и количественный состав цеолитсодержащего катализатора представлен в таблице 1. Выход, групповой состав и октановые числа полученных бензинов приводятся в таблице 3.The qualitative and quantitative composition of the zeolite-containing catalyst is presented in table 1. The yield, group composition and octane numbers of the obtained gasolines are given in table 3.
Пример 4. Аналогичен примеру 1, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит структуры ZSM-5, содержащий в своей структуре 2,42 мас.% циркония.Example 4. Similar to example 1, only as a zeolite component of a zeolite-containing catalyst is used a zeolite structure ZSM-5, containing in its structure 2.42 wt.% Zirconium.
Качественный и количественный состав цеолитсодержащего катализатора представлен в таблице 1. Выход, групповой состав и октановые числа полученных бензинов приводятся в таблице 3.The qualitative and quantitative composition of the zeolite-containing catalyst is presented in table 1. The yield, group composition and octane numbers of the obtained gasolines are given in table 3.
Пример 5. Аналогичен примеру 1, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит структуры ZSM-5, содержащий в своей структуре 3,21 мас.% циркония.Example 5. Similar to example 1, only as a zeolite component of a zeolite-containing catalyst is used a zeolite structure ZSM-5, containing in its structure 3.21 wt.% Zirconium.
Качественный и количественный состав цеолитсодержащего катализатора представлен в таблице 1. Выход, групповой состав и октановые числа полученных бензинов приводятся в таблице 4.The qualitative and quantitative composition of the zeolite-containing catalyst are presented in table 1. The yield, group composition and octane numbers of the obtained gasolines are given in table 4.
Пример 6. Аналогичен примеру 4, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит структуры ZSM-5, промотированный цинком.Example 6. Similar to example 4, only as a zeolite component of a zeolite-containing catalyst is used a zeolite structure ZSM-5, promoted with zinc.
Качественный и количественный состав цеолитсодержащего катализатора представлен в таблице 1. Выход, групповой состав и октановые числа полученных бензинов приводятся в таблице 4.The qualitative and quantitative composition of the zeolite-containing catalyst are presented in table 1. The yield, group composition and octane numbers of the obtained gasolines are given in table 4.
Пример 7. Аналогично примеру 4, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит структуры ZSM-5, отличающийся по силикатному модулю.Example 7. Analogously to example 4, only as a zeolite component of a zeolite-containing catalyst is used a zeolite structure ZSM-5, different in silicate modulus.
Качественный и количественный состав цеолитсодержащего катализатора представлен в таблице 1. Выход, групповой состав и октановые числа полученных бензинов приводятся в таблице 5.The qualitative and quantitative composition of the zeolite-containing catalyst are presented in table 1. The yield, group composition and octane numbers of the obtained gasolines are given in table 5.
Пример 8. Аналогичен примеру 7, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит структуры ZSM-5, промотированный цинком.Example 8. Similar to example 7, only as a zeolite component of a zeolite-containing catalyst is used a zeolite structure ZSM-5, promoted with zinc.
Качественный и количественный состав цеолитсодержащего катализатора представлен в таблице 1. Выход, групповой состав и октановые числа полученных бензинов приводятся в таблице 5.The qualitative and quantitative composition of the zeolite-containing catalyst are presented in table 1. The yield, group composition and octane numbers of the obtained gasolines are given in table 5.
Пример 9. Аналогичен примеру 7, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит структуры ZSM-5, содержащий в своей структуре 0,08 мас.% никеля.Example 9. Similar to example 7, only as a zeolite component of the zeolite-containing catalyst is used a zeolite structure ZSM-5, containing in its structure 0.08 wt.% Nickel.
Качественный и количественный состав цеолитсодержащего катализатора представлен в таблице 1. Выход, групповой состав и октановые числа полученных бензинов приводятся в таблице 6.The qualitative and quantitative composition of the zeolite-containing catalyst are presented in table 1. The yield, group composition and octane numbers of the obtained gasolines are given in table 6.
Пример 10. Аналогичен примеру 7, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит структуры ZSM-5, содержащий в своей структуре 0,39 мас.% никеля.Example 10. Similar to example 7, only as a zeolite component of the zeolite-containing catalyst is used a zeolite structure ZSM-5, containing in its structure 0.39 wt.% Nickel.
Качественный и количественный состав цеолитсодержащего катализатора представлен в таблице 1. Выход, групповой состав и октановые числа полученных бензинов приводятся в таблице 6.The qualitative and quantitative composition of the zeolite-containing catalyst are presented in table 1. The yield, group composition and octane numbers of the obtained gasolines are given in table 6.
Пример 11. Образцы цеолитсодержащего катализатора готовили по способу, описанному в примере 1. В результате этого были получены восемь образцов цеолитсодержащего катализатора, отличающиеся по количеству в структуре циркония, силикатному модулю цеолитного компонента и наличию цинка в качестве промотора. Все полученные образцы испытывали в процессе конверсии смеси насыщенных углеводородов С2-С4 в смесь ароматических углеводородов в равных условиях: сырье следующего состава, мас.%: 2,2 этана, 73,7 пропана, 24,1 i- и н-бутана, подвергали контактированию с образцами цеолитсодержащего катализатора при температуре 600°С, объемной скорости 100 ч-1 и атмосферном давлении. После окончания процесса анализировали степень превращения сырья в конечный продукт (X, %), селективность образования ароматических углеводородов (Sap, мас.%) и массовое содержание ароматических углеводородов в конечном продукте (ωар, мас.%). Полученные результаты представлены в таблице 7.Example 11. Samples of the zeolite-containing catalyst were prepared according to the method described in example 1. As a result, eight samples of the zeolite-containing catalyst were obtained, differing in the amount in the structure of the zirconium, the silicate module of the zeolite component and the presence of zinc as a promoter. All obtained samples were tested in the process of converting a mixture of saturated C 2 -C 4 hydrocarbons into a mixture of aromatic hydrocarbons under equal conditions: raw materials of the following composition, wt.%: 2.2 ethane, 73.7 propane, 24.1 i- and n-butane were subjected to contact with samples of a zeolite-containing catalyst at a temperature of 600 ° C, a space velocity of 100 h -1 and atmospheric pressure. After the end of the process, the degree of conversion of the raw material to the final product (X,%), the selectivity of the formation of aromatic hydrocarbons (S ap , wt.%) And the mass content of aromatic hydrocarbons in the final product (ω ar , wt.%) Were analyzed. The results are presented in table 7.
Как следует из представленных в таблице 7 данных, высокая каталитическая активность (X, %) и селективность (Sap, мас.%) цеолитсодержащего катализатора характерна для образцов, содержащих 2,42 мас.% циркония и промотированных цинком. При этом увеличение силикатного модуля от 60 до 80 моль/моль приводит к повышению массового содержания ароматических углеводородов в конечном продукте (ωap, мас.%).As follows from the data presented in table 7, the high catalytic activity (X,%) and selectivity (S ap , wt.%) Of the zeolite-containing catalyst is typical for samples containing 2.42 wt.% Zirconium and promoted with zinc. Moreover, an increase in the silicate module from 60 to 80 mol / mol leads to an increase in the mass content of aromatic hydrocarbons in the final product (ω ap , wt.%).
Пример 12. Образец цеолитсодержащего катализатора готовили по способу, описанному в примере 1. Содержание компонентов катализатора составило, мас.%: SiO2 75,76; Al2О3 1,60; ZrO2 2,39; ZnO 1,00; Na2O 0,05; связующий компонент 19,20. Для сравнения активности приготовленного цеолитсодержащего катализатора приведены данные активности цеолитсодержащего катализатора по прототипу. Образцы испытывали в процессе конверсии смеси насыщенных углеводородов С2-С4 в смесь ароматических углеводородов в равных условиях: сырье следующего состава, мас.%: 2,2 этана, 73,7 пропана, 24,1 i- и н-бутана, подвергали контактированию с образцами цеолитсодержащего катализатора при температуре 600°С, объемной скорости 100 и 200 ч-1 и атмосферном давлении. После окончания процесса анализировали степень превращения сырья в конечный продукт (X, %), селективность образования ароматических углеводородов (Sap, мас.%) и массовое содержание ароматических углеводородов в конечном продукте (ωар, мас.%). Полученные результаты представлены в таблице 8.Example 12. A sample of a zeolite-containing catalyst was prepared according to the method described in example 1. The content of the catalyst components was, wt.%: SiO 2 75.76; Al 2 O 3 1,60; ZrO 2 2.39; ZnO 1.00; Na 2 O 0.05; binder component 19.20. To compare the activity of the prepared zeolite-containing catalyst, the activity data of the zeolite-containing catalyst according to the prototype are given. Samples were tested during the conversion of a mixture of saturated C 2 -C 4 hydrocarbons into a mixture of aromatic hydrocarbons under equal conditions: raw materials of the following composition, wt.%: 2.2 ethane, 73.7 propane, 24.1 i- and n-butane, subjected contacting samples of a zeolite-containing catalyst at a temperature of 600 ° C, a space velocity of 100 and 200 h -1 and atmospheric pressure. After the end of the process, the degree of conversion of the raw material to the final product (X,%), the selectivity of the formation of aromatic hydrocarbons (S ap , wt.%) And the mass content of aromatic hydrocarbons in the final product (ω ar , wt.%) Were analyzed. The results are presented in table 8.
Из представленных в таблице 8 данных видно, что по активности (X, %), выходу (ωap, мас.%) и селективности (Sap, мас.%) образования ароматических углеводородов заявляемый цеолитсодержащий катализатор не уступает показателям прототипа. При разных объемных скоростях подачи сырья степень конверсии на сравниваемых цеолитсодержащих катализаторах составила 100%. Массовое содержание ароматических углеводородов в конечном продукте в результате конверсии сырья в присутствии заявляемого цеолитсодержащего катализатора при объемных скоростях 100 и 200 ч-1 изменялось от 61,1 до 57,1%. Массовое содержание ароматических углеводородов в конечном продукте при использовании другого цеолитсодержащего катализатора при объемной скорости 100-200 ч-1 изменялось от 60,2 до 56,3%, что несколько меньше по сравнению со значениями, полученными для заявляемого цеолитсодержащего катализатора.From the data presented in table 8, it is seen that the claimed zeolite-containing catalyst is not inferior to the prototype in terms of activity (X,%), yield (ω ap , wt.%) And selectivity (S ap , wt.%) Of the formation of aromatic hydrocarbons. At different bulk feed rates, the degree of conversion on the compared zeolite-containing catalysts was 100%. The mass content of aromatic hydrocarbons in the final product as a result of the conversion of raw materials in the presence of the inventive zeolite-containing catalyst at bulk speeds of 100 and 200 h -1 varied from 61.1 to 57.1%. The mass content of aromatic hydrocarbons in the final product when using another zeolite-containing catalyst at a space velocity of 100-200 h -1 varied from 60.2 to 56.3%, which is slightly less than the values obtained for the inventive zeolite-containing catalyst.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006130340/04A RU2333035C2 (en) | 2006-08-22 | 2006-08-22 | Zeolite-containing catalyst, method for obtaining same and method of transformation of c2-c12 aliphatic hydrocarbon into aromatic hydrocarbons or high-octane gasoline component |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006130340/04A RU2333035C2 (en) | 2006-08-22 | 2006-08-22 | Zeolite-containing catalyst, method for obtaining same and method of transformation of c2-c12 aliphatic hydrocarbon into aromatic hydrocarbons or high-octane gasoline component |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006130340A RU2006130340A (en) | 2008-02-27 |
RU2333035C2 true RU2333035C2 (en) | 2008-09-10 |
Family
ID=39278611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006130340/04A RU2333035C2 (en) | 2006-08-22 | 2006-08-22 | Zeolite-containing catalyst, method for obtaining same and method of transformation of c2-c12 aliphatic hydrocarbon into aromatic hydrocarbons or high-octane gasoline component |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2333035C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2477656C1 (en) * | 2012-02-07 | 2013-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые газовые технологии - синтез" | Heterogeneous catalysts for producing benzene aromatic hydrocarbons from methanol and methanol processing method |
RU2478007C2 (en) * | 2009-01-19 | 2013-03-27 | Учреждение Российской академии наук Институт химии нефти Сибирского отделения РАН | Zeolite-containing catalyst, method for production thereof and method of converting c2-c12 aliphatic hydrocarbons and methanol to high-octane gasoline and aromatic hydrocarbons |
RU2480282C2 (en) * | 2011-03-18 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Zeolite-bearing catalyst, method of its production and method of converting low-octane gasoline in high-octane gasoline with and without hydrogen |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116139915B (en) * | 2021-11-23 | 2024-05-14 | 中国石油天然气股份有限公司 | Catalyst for converting methane and propane into aromatic hydrocarbon and preparation method thereof |
-
2006
- 2006-08-22 RU RU2006130340/04A patent/RU2333035C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2478007C2 (en) * | 2009-01-19 | 2013-03-27 | Учреждение Российской академии наук Институт химии нефти Сибирского отделения РАН | Zeolite-containing catalyst, method for production thereof and method of converting c2-c12 aliphatic hydrocarbons and methanol to high-octane gasoline and aromatic hydrocarbons |
RU2480282C2 (en) * | 2011-03-18 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Zeolite-bearing catalyst, method of its production and method of converting low-octane gasoline in high-octane gasoline with and without hydrogen |
RU2477656C1 (en) * | 2012-02-07 | 2013-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые газовые технологии - синтез" | Heterogeneous catalysts for producing benzene aromatic hydrocarbons from methanol and methanol processing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006130340A (en) | 2008-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3927704B2 (en) | Catalyst for catalytic pyrolysis process for the production of light olefins and its preparation | |
CN103361114B (en) | Be rich in the technique that carbon four carbon five carbon six paraffinic feedstock produces stop bracket gasoline | |
CN105967202B (en) | A kind of synthetic method of low silica-alumina ratio ZSM-48 molecular sieves | |
EP2617797A1 (en) | Aromatic hydrocarbon production process | |
CN101491772A (en) | Catalyst for naphtha catalytic cracking | |
RU2333035C2 (en) | Zeolite-containing catalyst, method for obtaining same and method of transformation of c2-c12 aliphatic hydrocarbon into aromatic hydrocarbons or high-octane gasoline component | |
CN108262062B (en) | Heavy oil cracking catalyst for producing more isoolefins and preparation method thereof | |
TW201425565A (en) | Hydrocarbon oil catalytic cracking catalyst and hydrocarbon oil catalytic cracking method | |
RU2672665C1 (en) | Zeolite-containing catalyst, method for production and transition method of mixture of low molecular paraffin and olefin hydrocarbons in the concentrate of aromatic hydrocarbons or high-octane number component of benzine (variants) | |
RU2478007C2 (en) | Zeolite-containing catalyst, method for production thereof and method of converting c2-c12 aliphatic hydrocarbons and methanol to high-octane gasoline and aromatic hydrocarbons | |
CN1099788A (en) | Cracking catalyst of rich producing olefines | |
US3617509A (en) | Catalytic composition, method of preparing same, and hydrocarbon-conversion process employing same | |
US4146462A (en) | Hydroisomerization of gasoline fraction | |
CN101428233B (en) | Catalyst for catalytic pyrolysis | |
RU2700409C2 (en) | Magnesium-stabilized cracking catalysts with ultra-low content of sodium | |
RU2221643C1 (en) | Zeolite-containing catalyst, method for preparation thereof, and a method for converting aliphatic hydrocarbons into aromatic hydrocarbon concentrate or high-octane gasoline component (options) | |
RU2100075C1 (en) | Zeolite-containing catalyst and method of converting $$$-hydrocarbons into high-antiknock gasoline component or aromatic hydrocarbon concentrate | |
CN103361116B (en) | Be rich in the method that carbon four carbon five carbon six paraffinic feedstock produces stop bracket gasoline | |
RU2382814C2 (en) | Zeolite-containing catalyst, method of preparing said catalyst and method of preparing engine fuel using said catalyst | |
CN1034680A (en) | The rich silicon molecular sieve by crystal Cracking catalyst that contains rare earth | |
RU2323778C1 (en) | Zeolite catalyst, method to manufacture thereof and method to convert straight-run gasoline to high-octane number component | |
RU2342996C1 (en) | Method of obtaining zeolite-containing catalyst and method of processing low-octane benzene fractions | |
RU2473384C1 (en) | Microspheric bizeolite catalyst for increasing octane number of petrol of vacuum gas oil cracking and method of its preparation | |
RU2242279C2 (en) | Paraffin c2-c5-hydrocarbon conversion catalyst, method of preparation thereof, and a method for conversion of paraffin c2-c5-hydrocarbons into lower olefins | |
RU2480282C2 (en) | Zeolite-bearing catalyst, method of its production and method of converting low-octane gasoline in high-octane gasoline with and without hydrogen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080823 |