RU2405626C1 - Method of preparing bead cracking catalyst - Google Patents

Method of preparing bead cracking catalyst Download PDF

Info

Publication number
RU2405626C1
RU2405626C1 RU2009128493/04A RU2009128493A RU2405626C1 RU 2405626 C1 RU2405626 C1 RU 2405626C1 RU 2009128493/04 A RU2009128493/04 A RU 2009128493/04A RU 2009128493 A RU2009128493 A RU 2009128493A RU 2405626 C1 RU2405626 C1 RU 2405626C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
catalyst
aluminum sulfate
zeolite
concentration
Prior art date
Application number
RU2009128493/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Константинович Смирнов (RU)
Владимир Константинович Смирнов
Андрей Сергеевич Кузнецов (RU)
Андрей Сергеевич Кузнецов
Капитолина Николаевна Ирисова (RU)
Капитолина Николаевна Ирисова
Original Assignee
ООО "Компания Катахим"
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 ООО "Компания Катахим" filed Critical ООО "Компания Катахим"
Priority to RU2009128493/04A priority Critical patent/RU2405626C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2405626C1 publication Critical patent/RU2405626C1/en

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: present invention relates to oil refining, particularly to a method of preparing a bead platinum and zeolite-containing catalyst for cracking oil fractions. Described is a method of preparing the catalyst, involving mixing an aqueous suspension of zeolite Y with a suspension of alumina, sodium silicate solution with modulus-molar ratio SiO2/Na2O equal to 2.2-3.0, aluminium sulphate solution and chloroplatinic acid solution; moulding catalyst granules in a column with mineral oil; successive activation, first with a mixture of sodium sulphate and aluminium sulphate solutions with concentration of the latter equal to 0.1-4 g/dm3, then with aluminium sulphate solution with concentration of 4-10 g/dm3, and then with a solution of a mixture of nitrates of rare-earth elements; washing; drying and calcination of the granules in an atmosphere of flue gases and water vapour.
EFFECT: higher activity and apparent density of the catalyst.
1 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к способам получения шариковых платиноцеолитсодержащих катализаторов крекинга.The invention relates to oil refining, in particular to methods for producing ball-type platinum-zeolite cracking catalysts.

Применение шариковых катализаторов с повышенным насыпным весом позволяет значительно увеличить эффективность промышленных установок крекинга типа Термофор, что становится возможным за счет увеличения времени контакта сырья с катализатором. На практике эксплуатация установок типа Термофор с утяжеленным шариковым катализатором позволяет значительно повысить мощности переработки сырья, увеличить выход светлых нефтепродуктов, поднять их качество.The use of ball catalysts with increased bulk density can significantly increase the efficiency of industrial cracking plants of the Thermofor type, which is made possible by increasing the contact time of the feedstock with the catalyst. In practice, the operation of Thermofor-type plants with a weighted ball catalyst can significantly increase the processing capacity of raw materials, increase the yield of light oil products, and increase their quality.

К настоящему времени известно много способов получения шариковых катализаторов крекинга, основанных на формовании в минеральном масле гидрогелевых гранул, полученных смешением водных суспензий цеолита, наполнителя, с растворами силиката натрия и сульфата алюминия, обработке полученных шариков гидрогеля в растворах солей, сушке и прокаливании. Их можно классифицировать по природе вводимого цеолита и наполнителя, особенностям формования, способу активации, а также условиям сушки и прокаливания. При этом первостепенное влияние на качество получаемого продукта оказывают особенности проведения стадий обработок гидрогелевых шариков водными растворами солей, а насыпной вес катализатора регулируется за счет изменения концентрации наполнителя.To date, there are many ways to obtain ball cracking catalysts based on the formation of hydrogel granules in mineral oil obtained by mixing aqueous suspensions of zeolite, filler, with sodium silicate and aluminum sulfate solutions, processing the obtained hydrogel balls in salt solutions, drying and calcining. They can be classified according to the nature of the introduced zeolite and filler, molding characteristics, activation method, as well as drying and calcination conditions. In this case, the quality of the resulting product is primarily influenced by the features of the stages of processing hydrogel beads with aqueous solutions of salts, and the bulk density of the catalyst is controlled by changing the concentration of the filler.

В первую группу способов получения шариковых катализаторов крекинга можно выделить те, что включают ионный обмен в водных растворах солей аммония и редкоземельных элементов с целью удаления катионов натрия и получения, таким образом, активного и селективного катализатора, обладающего, несмотря на присутствие наполнителя, невысоким насыпным весом.In the first group of methods for producing ball cracking catalysts, we can distinguish those that include ion exchange in aqueous solutions of ammonium salts and rare earth elements in order to remove sodium cations and, thus, obtain an active and selective catalyst that, despite the presence of a filler, has a low bulk density .

Известен состав и способ производства катализатора для конверсии углеводородов [пат. США № 3312615], содержащего кристаллический алюмосиликат (цеолит Y), алюмосиликатную матрицу и инертные наполнители, в котором цеолит в редкоземельной катионной форме в количестве 2-15 мас.% смешивают с 10-45 об.% тонкоразмолотого глинозема, содержащего α-Al2O3 более чем 95 мас.% с размером частиц 0,1-3,0 мкм - 100 мас.%, и вводят в аморфную алюмосиликатную матрицу (50-75 об.%) в процессе формования шариков в масляной ванне; гидрогелевые шарики подвергают активации раствором сульфата аммония; отмывают от солей; сушат на воздухе и прокаливают в атмосфере водяного пара. Недостатками известного способа являются невысокие насыпная плотность, механическая прочность и активность катализатора.The known composition and method of production of a catalyst for the conversion of hydrocarbons [US Pat. US No. 3312615], containing crystalline aluminosilicate (zeolite Y), an aluminosilicate matrix and inert fillers, in which a zeolite in the rare-earth cationic form in an amount of 2-15 wt.% Is mixed with 10-45 vol.% Finely ground alumina containing α-Al 2 O 3 more than 95 wt.% With a particle size of 0.1-3.0 μm - 100 wt.%, And introduced into an amorphous aluminosilicate matrix (50-75 vol.%) In the process of forming balls in an oil bath; hydrogel beads are subjected to activation with a solution of ammonium sulfate; washed from salts; dried in air and calcined in an atmosphere of water vapor. The disadvantages of this method are the low bulk density, mechanical strength and activity of the catalyst.

Известен способ получения шарикового катализатора крекинга нефтяных фракций [пат. РФ № 2221644] путем смешения растворов силиката натрия, сульфата алюминия, суспензий цеолита типа NaY и глинозема с размером частиц менее 20 мкм - 100 мас.%, менее 10 мкм - не менее 95 мас.%, менее 4 мкм - не менее 40 мас.%; формования гидрогелевых гранул в масляной колонне; последующей активации раствором сульфата или нитрата аммония и водным раствором смеси нитратов редкоземельных элементов; сушки и прокаливания в атмосфере водяного пара с содержанием паров воды 18-30 об.%. Недостатками указанного способа являются низкая механическая прочность и активность катализатора. Кроме того, насыпной вес катализатора, получаемого по указанному техническому решению, оказывается недостаточно высоким.A known method of producing a ball catalyst for cracking oil fractions [US Pat. RF No. 2221644] by mixing solutions of sodium silicate, aluminum sulfate, suspensions of a NaY type zeolite and alumina with a particle size of less than 20 microns — 100 wt.%, Less than 10 microns — not less than 95 wt.%, Less than 4 microns — not less than 40 wt. .%; molding hydrogel granules in an oil column; subsequent activation with a solution of ammonium sulfate or nitrate and an aqueous solution of a mixture of rare earth nitrates; drying and calcining in an atmosphere of water vapor with a water vapor content of 18-30 vol.%. The disadvantages of this method are the low mechanical strength and activity of the catalyst. In addition, the bulk density of the catalyst obtained by the specified technical solution is not high enough.

Вторая группа способов получения шариковых катализаторов крекинга основана на применении активации растворами солей алюминия и редкоземельных элементов. При этом катионы алюминия используются не только для удаления катионов натрия, но так же для уплотнения структуры гидрогелевых шариков и получения, таким образом, катализатора, обладающего относительно высоким насыпным весом, с повышенной активностью и прочностью.The second group of methods for producing ball cracking catalysts is based on the use of solutions of activation of aluminum salts and rare earth elements. In this case, aluminum cations are used not only to remove sodium cations, but also to densify the structure of hydrogel beads and, thus, to obtain a catalyst having a relatively high bulk density, with increased activity and strength.

Так, например, известен способ получения шарикового цеолитсодержащего катализатора крекинга нефтяных фракций [пат. РФ № 2221645], включающий смешение водной суспензии цеолита Y в аммонийной или редкоземельно-аммонийной катионной форме с раствором силиката натрия, содержащим водную суспензию глинозема, имеющего в своем составе α-Al2O3 не более 85 мас.% и θ-Al2O3 10-20 мас.%, и раствором сульфата алюминия; формование гранул катализатора в колонне с минеральным маслом; последовательные активации раствором сульфата алюминия и смеси нитратов редкоземельных элементов; отмывку от солей; сушку и прокаливание в атмосфере дымовых газов и водяного пара. Недостатком указанного способа получения является, несмотря на высокий насыпной вес, низкая механическая прочность катализатора при большой концентрации наполнителя, что делает проблематичной его эксплуатацию на промышленных установках. С другой стороны, при умеренной или низкой концентрации наполнителя наблюдается значительное растрескивание шариков катализатора после сушки, что увеличивает объем брака и удорожает стоимость производимого продукта. Кроме того, активность получаемого катализатора оказывается относительно невысокой.So, for example, a known method of producing a ball zeolite-containing catalyst for cracking of oil fractions [US Pat. RF No. 2221645], including mixing an aqueous suspension of zeolite Y in ammonium or rare-earth-ammonium cationic form with a sodium silicate solution containing an aqueous suspension of alumina having in its composition α-Al 2 O 3 not more than 85 wt.% And θ-Al 2 O 3 10-20 wt.%, And a solution of aluminum sulfate; molding catalyst pellets in a mineral oil column; successive activation with a solution of aluminum sulfate and a mixture of rare earth nitrates; salt washing; drying and calcining in an atmosphere of flue gases and water vapor. The disadvantage of this method of obtaining is, despite the high bulk density, low mechanical strength of the catalyst at a high concentration of filler, which makes it difficult to use it in industrial plants. On the other hand, at a moderate or low concentration of filler, significant cracking of the catalyst balls after drying is observed, which increases the scrap volume and increases the cost of the product. In addition, the activity of the resulting catalyst is relatively low.

В третью группу способов получения катализаторов крекинга можно внести те, что включают дополнительно на первой стадии обработку в растворе сульфата натрия (синерезис) с целью регулирования структуры гидрогелевых шариков.In the third group of methods for producing cracking catalysts, one can add those that additionally include, in the first stage, processing in sodium sulfate solution (syneresis) in order to regulate the structure of hydrogel beads.

Известен способ получения шарикового катализатора крекинга нефтяного сырья [пат. РФ № 2229933], включающий смешение водных растворов сульфата алюминия, силиката натрия и суспензии цеолита NaY с модулем 4,5-9,5 с образованием алюмосиликатного цеолитсодержащего гидрозоля, который далее коагулирует в гидрогель шариковой формы в слое минерального масла с плотностью 900-910 кг/см3 и вязкостью 25-50 мм2/с при 50°C; синерезис в растворе сульфата натрия; активацию раствором нитрата или сульфата аммония; активацию раствором нитратов редкоземельных элементов; промывку, сушку и прокаливание в токе паровоздушной смеси с содержанием водяного пара 18-30 об.%. Получаемый согласно этому способу катализатор обладает, несмотря на повышенную активность, невысоким насыпным весом и низкой прочностью.A known method of producing a ball catalyst for cracking petroleum feeds [US Pat. RF No. 2229933], including the mixing of aqueous solutions of aluminum sulfate, sodium silicate and a suspension of NaY zeolite with a module of 4.5-9.5 with the formation of aluminosilicate zeolite-containing hydrosol, which further coagulates into a ball-shaped hydrogel in a layer of mineral oil with a density of 900-910 kg / cm 3 and viscosity 25-50 mm 2 / s at 50 ° C; syneresis in a solution of sodium sulfate; activation with a solution of ammonium nitrate or sulfate; rare earth nitrate solution activation; washing, drying and calcining in a stream of steam-air mixture with a water vapor content of 18-30 vol.%. Obtained according to this method, the catalyst has, despite increased activity, low bulk density and low strength.

Известен способ получения цеолитсодержащего катализатора [А.С. СССР № 389829] для превращения углеводородов путем введения 15 мас.% цеолита NaY в 85 мас.% алюмокремнезоля, содержащего SiO2 - 93 мас.%, Al2O3 - 7 мас.%, в процессе формования; последующей активации последовательно растворами сульфата натрия; основной соли сульфата алюминия; промывки конденсатом; обработки раствором смеси нитратов редкоземельных элементов и заключительной промывки конденсатом; сушки и прокаливания в атмосфере дымовых газов и водяного пара. К недостаткам известного способа относятся недостаточные показатели насыпного веса, прочности и активности катализатора. Кроме того, наблюдается значительное растрескивание шариков в процессе производства и эксплуатации.A known method of producing a zeolite-containing catalyst [A.S. USSR No. 389829] for the conversion of hydrocarbons by introducing 15 wt.% Zeolite NaY into 85 wt.% Aluminosilicon containing SiO 2 - 93 wt.%, Al 2 O 3 - 7 wt.%, During molding; subsequent activation sequentially with sodium sulfate solutions; a basic salt of aluminum sulfate; condensate flushing; treatment with a solution of a mixture of rare earth nitrates and final washing with condensate; drying and calcining in an atmosphere of flue gases and water vapor. The disadvantages of this method include insufficient indicators of bulk density, strength and activity of the catalyst. In addition, there is significant cracking of the balls during production and operation.

Известен способ получения шарикового катализатора крекинга нефтяных фракций [пат. РФ № 2285562] путем смешения растворов силиката натрия, сульфата алюминия и суспензий цеолита NaY и глинозема, введения платинохлористоводородной кислоты; формования гидрогелевых гранул в масляной колонне; обработки раствором сульфата натрия и последующей активации последовательно раствором сульфата или нитрата аммония, раствором сульфата алюминия с концентрацией 0,5-7 г/дм3 и смеси нитратов редкоземельных элементов; сушки и прокаливания в атмосфере водяного пара при содержании паров воды выше 40 об.%. Недостатками указанного способа получения катализатора являются многостадийность производства, а также значительное растрескивание шариков катализатора при сушке и недостаточно высокая активность при эксплуатации.A known method of producing a ball catalyst for cracking oil fractions [US Pat. RF No. 2285562] by mixing solutions of sodium silicate, aluminum sulfate and suspensions of zeolite NaY and alumina, the introduction of platinum chloride; molding hydrogel granules in an oil column; treatment with a solution of sodium sulfate and subsequent activation sequentially with a solution of ammonium sulfate or nitrate, a solution of aluminum sulfate with a concentration of 0.5-7 g / dm 3 and a mixture of rare earth nitrates; drying and calcining in an atmosphere of water vapor with a water vapor content of more than 40 vol.%. The disadvantages of this method of producing a catalyst are multi-stage production, as well as significant cracking of the catalyst balls during drying and insufficiently high activity during operation.

Ближайшим по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ получения шарикового катализатора крекинга нефтяных фракций [пат. РФ № 2287370], включающий смешение водной суспензии цеолита Y в водородной или водородно-редкоземельной форме с суспензией глинозема в количестве 3-65 мас.% (считая на прокаленный катализатор), содержащего α-Al2O3 не более 85 мас.% и θ-Al2O3 10-20 мас.% и имеющего размеры частиц менее 10 мкм - 90-100 мас.%, менее 5 мкм - 40-80 мас.%, в водном растворе силиката натрия и раствором сульфата алюминия, с добавлением платинохлористоводородной кислоты в раствор сульфата алюминия или в водную суспензию цеолита, подаваемых на формовку; формование гранул катализатора в колонне с минеральным маслом; последовательные активации растворами сульфата алюминия и смеси нитратов редкоземельных элементов; отмывку от солей конденсатной водой; сушку и прокаливание в атмосфере дымовых газов и водяного пара. Получаемый катализатор имеет высокий насыпной вес. Однако недостатком промышленного производства катализатора по этому способу является значительное растрескивание шариков катализатора на стадии сушки (брак по растрескиванию), что вызвано накоплением дефектов внутри гидрогелевых шариков вследствие их чрезмерного неконтролируемого уплотнения на стадии активации раствором сульфата алюминия. Это приводит к значительному снижению выработки катализатора и повышению его себестоимости.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed method is a method for producing a ball catalyst for cracking oil fractions [US Pat. RF No. 2287370], including mixing an aqueous suspension of zeolite Y in hydrogen or hydrogen-rare-earth form with a suspension of alumina in an amount of 3-65 wt.% (Counting on a calcined catalyst) containing α-Al 2 O 3 not more than 85 wt.% And θ-Al 2 O 3 10-20 wt.% and having a particle size of less than 10 microns - 90-100 wt.%, less than 5 microns - 40-80 wt.%, in an aqueous solution of sodium silicate and a solution of aluminum sulfate, with the addition of platinum hydrochloric acid in a solution of aluminum sulfate or in an aqueous suspension of zeolite fed to the molding; molding catalyst pellets in a mineral oil column; successive activation with solutions of aluminum sulfate and a mixture of rare earth nitrates; washing from salts with condensate water; drying and calcining in an atmosphere of flue gases and water vapor. The resulting catalyst has a high bulk density. However, the disadvantage of the industrial production of the catalyst by this method is the significant cracking of the catalyst balls at the drying stage (cracking marriage), which is caused by the accumulation of defects inside the hydrogel balls due to their excessive uncontrolled compaction at the stage of activation with aluminum sulfate solution. This leads to a significant reduction in catalyst production and an increase in its cost.

Целью предлагаемого технического решения является получение высокоактивного катализатора с повышенным насыпным весом при снижении потерь в производстве.The aim of the proposed technical solution is to obtain a highly active catalyst with increased bulk density while reducing production losses.

Поставленная цель достигается способом получения шарикового платиноцеолитсодержащего катализатора крекинга нефтяных фракций, включающим смешение водной суспензии цеолита Y с суспензией глинозема, раствором силиката натрия, раствором сульфата алюминия и раствором платинохлористоводородной кислоты, формование гранул катализатора в колонне с минеральным маслом, последовательные активации раствором сульфата алюминия и раствором смеси нитратов редкоземельных элементов, отмывку, сушку и прокаливание гранул в атмосфере дымовых газов и водяного пара, отличающимся тем, что для приготовления катализатора используют силикат натрия с модулем (мольным отношением SiO2/Na2O) 2,2-3,0, а перед активацией в растворе сульфата алюминия проводят обработку раствором смеси сульфата натрия и сульфата алюминия с концентрацией последнего 0,1-4 г/дм3, при этом концентрация сульфата алюминия в активирующем растворе составляет 4-10 г/дм3.This goal is achieved by a method of producing a ball-type platinum-zeolite-containing cracking catalyst for petroleum fractions, comprising mixing an aqueous suspension of zeolite Y with a suspension of alumina, a solution of sodium silicate, a solution of aluminum sulfate and a solution of platinum chloride, forming granules of the catalyst in a column with mineral oil, successive activations with a solution of aluminum sulfate and a solution mixtures of rare earth nitrates, washing, drying and calcining granules in a flue gas atmosphere and water vapor, characterized in that for the preparation of the catalyst using sodium silicate with a module (molar ratio of SiO 2 / Na 2 O) of 2.2-3.0, and before activation in a solution of aluminum sulfate, a solution of a mixture of sodium sulfate and aluminum sulfate with the concentration of the latter is 0.1-4 g / dm 3 , while the concentration of aluminum sulfate in the activating solution is 4-10 g / dm 3 .

Отличительными чертами предлагаемого способа получения шарикового платиноцеолитсодержащего катализатора крекинга нефтяных фракций, включающего смешение водной суспензии цеолита Y с суспензией глинозема, раствором силиката натрия, раствором сульфата алюминия и раствором платинохлористоводородной кислоты, формование гранул катализатора в колонне с минеральным маслом, обработку раствором сульфата алюминия и раствором нитратов редкоземельных элементов, является использование силиката натрия с модулем 2,2-3,0, а также обработка перед активацией раствором сульфата алюминия, раствором смеси сульфата натрия и сульфата алюминия с концентрацией последнего 0,1-4 г/дм3, при этом концентрация сульфата алюминия в активирующем растворе составляет 4-10 г/дм3.Distinctive features of the proposed method for producing a ball-type platinum-zeolite-containing cracking catalyst for oil fractions, comprising mixing an aqueous suspension of zeolite Y with a suspension of alumina, a solution of sodium silicate, a solution of aluminum sulfate and a solution of platinum chloride, forming granules of the catalyst in a column with mineral oil, processing with a solution of aluminum sulfate and a solution of nitrates rare earth elements, is the use of sodium silicate with a module of 2.2-3.0, as well as processing before tivatsiey solution of aluminum sulfate solution of a mixture of sodium sulfate and aluminum sulfate with the concentration of the latter 0.1-4 g / dm 3, the concentration of aluminum sulfate in the activating solution is 4-10 g / dm 3.

Для регулирования насыпного веса предлагаемый способ впервые включает подход, основанный на изменении модуля применяемого при формовании жидкого стекла. Снижение модуля с 3,0 до 2,2 позволяет существенно повысить насыпной вес катализатора и, кроме того, увеличить его активность.To regulate bulk density, the proposed method for the first time includes an approach based on changing the module used in the molding of water glass. Reducing the module from 3.0 to 2.2 can significantly increase the bulk density of the catalyst and, in addition, increase its activity.

Кроме того, предлагаемый способ впервые включает проведение стадий синерезиса и коагуляции в мягких условиях раствора смеси сульфата натрия и сульфата алюминия. Разделение обработки раствором сульфата алюминия на два этапа - мягкой с концентрацией 0,1-4 г/дм3 в смеси с сульфатом натрия, затем жесткой с концентрацией 4-10 г/дм3 - позволяет минимизировать растрескивание гранул катализатора на стадии сушки, уменьшая тем самым количества брака.In addition, the proposed method for the first time includes the stages of syneresis and coagulation under mild conditions of a solution of a mixture of sodium sulfate and aluminum sulfate. The separation of the treatment with a solution of aluminum sulfate in two stages - soft with a concentration of 0.1-4 g / dm 3 mixed with sodium sulfate, then hard with a concentration of 4-10 g / dm 3 - minimizes cracking of the catalyst granules at the drying stage, thereby reducing the most marriage rates.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обладает признаками «новизна» и «существенные отличия».Thus, the proposed technical solution has the signs of "novelty" and "significant differences".

Ниже приведены примеры реализации предлагаемого технического решения, которыми оно иллюстрируется, но не исчерпывается. Условия приготовления, а также свойства катализаторов согласно примерам представлены в таблице 1.Below are examples of the implementation of the proposed technical solution, with which it is illustrated, but not exhausted. The preparation conditions, as well as the properties of the catalysts according to the examples are presented in table 1.

1 Синтез катализаторов1 Synthesis of catalysts

1.1 Сырье1.1 Raw materials

Раствор сульфата алюминия с концентрацией 80 г/дм3.A solution of aluminum sulfate with a concentration of 80 g / DM 3 .

Растворы силиката натрия с концентрацией 2,20-2,30 моль/дм3, модулем (мольным отношением SiO2/Na2O) 2,1-3,1.Solutions of sodium silicate with a concentration of 2.20-2.30 mol / dm 3 , modulus (molar ratio SiO 2 / Na 2 O) of 2.1-3.1.

Цеолиты Y с размером частиц до 10 мкм более 95 мас.%:Zeolites Y with a particle size of up to 10 microns more than 95 wt.%:

- в водородной форме (H-Y) с содержанием оксида натрия 2,1-3,0 мас.%, степенью кристалличности 92-95% и мольным отношением SiO2/Al2O3 7,1 и 9,0;- in hydrogen form (HY) with a sodium oxide content of 2.1-3.0 wt.%, a crystallinity of 92-95% and a molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 of 7.1 and 9.0;

- в водородно-редкоземельной форме (Re/H-Y) с содержанием оксида натрия 1,2 мас.%, оксидов редкоземельных элементов 0,3 мас.%, степенью кристалличности 90% и мольным отношением SiO2/Al2O3=15,0.- in a hydrogen-rare-earth form (Re / HY) with a sodium oxide content of 1.2 wt.%, rare earth oxides of 0.3 wt.%, a crystallinity of 90% and a molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 = 15.0 .

Платинохлористоводородная кислота.Platinum hydrochloric acid.

Наполнитель - оксид алюминия с содержанием α-Al2O3 не менее 85 мас.% и размером частиц до 10 мкм более 95 мас.%.The filler is aluminum oxide with an α-Al 2 O 3 content of at least 85 wt.% And a particle size of up to 10 microns more than 95 wt.%.

Стабилизаторы суспензий: лигниносульфонат натрия; полиакрилат натрия.Suspension stabilizers: sodium lignin sulfonate; sodium polyacrylate.

Вода химически очищенная.Chemically purified water.

Раствор сульфата натрия с концентрацией 20 г/дм3.A solution of sodium sulfate with a concentration of 20 g / DM 3 .

Раствор нитратов редкоземельных элементов (РЗЭ) с концентрацией суммы РЗЭ (в пересчете на оксиды) 2 г/дм3.A solution of rare earth nitrates (REE) with a concentration of the sum of REE (in terms of oxides) 2 g / DM 3 .

1.2 Подготовка сырья1.2 Preparation of raw materials

Для подготовки суспензий цеолита в подогретую воду вносят расчетное количество цеолита и перемешивают; при необходимости в суспензию цеолита добавляют стабилизатор (лигниносульфонат натрия) и обрабатывают на дезинтеграторе для измельчения частиц. Полученную суспензию разбавляют до концентрации цеолита 100-120 г/дм3 и добавляют расчетное количество раствора платинохлористоводородной кислоты.To prepare zeolite suspensions, the calculated amount of zeolite is added to the heated water and mixed; if necessary, a stabilizer (sodium lignin sulfonate) is added to the zeolite suspension and processed on a disintegrator to grind the particles. The resulting suspension is diluted to a zeolite concentration of 100-120 g / dm 3 and the calculated amount of a solution of platinum chloride is added.

Подготовка суспензии оксида алюминия включает перемешивание в воде, содержащей стабилизатор (полиакрилат натрия), расчетного количества порошка глинозема - до концентрации 250 г/дм3.Preparation of a suspension of alumina involves mixing in water containing a stabilizer (sodium polyacrylate), the calculated amount of alumina powder - to a concentration of 250 g / dm 3 .

1.3 Формование катализаторов1.3 Formation of catalysts

Формование основано на смешении предварительно приготовленной силикатной смеси (первый поток) с раствором сульфата алюминия (второй поток). Для приготовления силикатной смеси в смесителе предварительно смешивают растворы жидкого стекла, водные суспензии цеолита и глинозема. Охлажденные до температуры 3-8°C силикатная смесь и раствор сульфата алюминия смешивают и подают на распределительный конус формовочной колонны, откуда капли золя стекают в минеральное масло, образуя шарики гидрогеля.The molding is based on mixing a pre-prepared silicate mixture (first stream) with a solution of aluminum sulfate (second stream). To prepare a silicate mixture in a mixer pre-mixed solutions of water glass, aqueous suspensions of zeolite and alumina. Cooled to a temperature of 3-8 ° C, the silicate mixture and the aluminum sulfate solution are mixed and fed to the distribution cone of the molding column, from which drops of sol flow into the mineral oil, forming hydrogel balls.

Потоки смешивают в соотношении, необходимом для получения катализатора, содержащего 10-12 мас.% цеолита и 20-25 мас.% наполнителя.The streams are mixed in the ratio necessary to obtain a catalyst containing 10-12 wt.% Zeolite and 20-25 wt.% Filler.

1.4 Мокрые операции1.4 Wet operations

Полученные шарики гидрогеля последовательно подвергают следующим обработкам (мокрым операциям):The obtained hydrogel beads are subsequently subjected to the following treatments (wet operations):

1 Обработка в смеси растворов сульфата натрия и сульфата алюминия. При этом происходит одновременное протекание процессов синерезиса (сжатие гидрогеля с выделением интермицеллярной жидкости) и мягкое уплотнение гидрогелевых шариков под воздействием солей алюминия. На этой стадии в шарике гидрогеля закладывается структура, обеспечивающая высокую механическую прочность, минимальное разрушение катализатора при обезвоживании в процессах сушки и прокаливания. Обработку проводят при температуре от 30-40°C в течение 4-8 ч при концентрации сульфата натрия 7 г/дм3, значения концентраций сульфата алюминия приведены в таблице 1.1 Processing in a mixture of solutions of sodium sulfate and aluminum sulfate. In this case, the simultaneous occurrence of the processes of syneresis (compression of the hydrogel with the release of intermicellar fluid) and soft compaction of the hydrogel beads under the influence of aluminum salts. At this stage, a structure is laid in the hydrogel ball that provides high mechanical strength, minimal destruction of the catalyst during dehydration during drying and calcination. The treatment is carried out at a temperature of 30-40 ° C for 4-8 hours at a concentration of sodium sulfate 7 g / DM 3 , the values of the concentration of aluminum sulfate are shown in table 1.

2 Обработка в растворе сульфата алюминия в течение 12-24 ч, что обеспечивает удаление катионов натрия из алюмосиликатной матрицы и дальнейшее, более жесткое уплотнение гидрогелевых шариков, что позволяет контролировать насыпной вес товарного катализатора. Используемые концентрации сульфата алюминия приведены в таблице 1.2 Processing in a solution of aluminum sulfate for 12-24 hours, which ensures the removal of sodium cations from the aluminosilicate matrix and further, more rigid compaction of the hydrogel balls, which allows you to control the bulk weight of the commercial catalyst. The concentrations of aluminum sulfate used are shown in table 1.

3 Обработка в растворе нитратов редкоземельных элементов (РЗЭ) с концентрацией оксидов РЗЭ 2 г/дм3 в течение 12 ч, при этом катионы натрия и частично алюминия удаляются из цеолита и матрицы и замещаются на катионы РЗЭ, что улучшает селективность катализатора.3 Processing in a solution of nitrates of rare-earth elements (REE) with a concentration of REE oxides of 2 g / dm 3 for 12 h, while sodium and partially aluminum cations are removed from the zeolite and matrix and replaced by REE cations, which improves the selectivity of the catalyst.

4 Промывка шариков водой в течение 8 ч с целью удаления избытка водорастворимых солей (сульфата натрия, нитрата натрия, сульфата алюминия).4 Rinsing the balls with water for 8 hours to remove excess water-soluble salts (sodium sulfate, sodium nitrate, aluminum sulfate).

1.5 Сушка катализатора1.5 Drying the catalyst

Сушка катализатора проводится при температуре 160-170°C в паровоздушной атмосфере с регулированием давления пара, что снижает риск растрескивания шариков вследствие повышения в них давления паров воды при нагреве.Drying of the catalyst is carried out at a temperature of 160-170 ° C in a vapor-air atmosphere with steam pressure control, which reduces the risk of cracking of balls due to an increase in water vapor pressure during heating.

1.6 Прокаливание катализатора1.6 Calcination of the catalyst

После сушки катализатор прокаливают при температуре 680-770°С в течение 68-72 ч в атмосфере дымовых газов и водяного пара.After drying, the catalyst is calcined at a temperature of 680-770 ° C for 68-72 hours in an atmosphere of flue gases and water vapor.

1.7 Испытания катализаторов1.7 Catalyst Testing

Катализатор анализируют по следующим показателям:The catalyst is analyzed for the following indicators:

- брак по растрескиванию, мас.% (массовая доля расколовшихся после сушки шариков);- cracking marriage, wt.% (mass fraction of balls cracked after drying);

- насыпной вес, кг/м3;- bulk weight, kg / m 3 ;

- прочность при ударно-истирающем воздействии, износ 50 мас.%, с;- strength under shock abrasion, wear 50 wt.%, s;

- активность по конверсии, мас.%, выходу, мас.%, и октановому числу согласно исследовательскому методу (ИМ) бензиновой фракции (н.к. - 200°C) при крекинге вакуумного газойля (с температурой конца кипения 510°C, плотностью 910 кг/м3) при температуре 460°C, объемной скорости подачи сырья 1,75 ч-1.- activity according to the conversion, wt.%, yield, wt.%, and octane number according to the research method (MI) of the gasoline fraction (bp - 200 ° C) when cracking vacuum gas oil (with a boiling point of 510 ° C, density 910 kg / m 3 ) at a temperature of 460 ° C, a volumetric feed rate of 1.75 h -1 .

Пример I иллюстрирует способ получения катализаторов согласно данному техническому решению. При этом для их приготовления используются раствор жидкого стекла с модулем (мольным отношением SiO2/Al2O3) 2,2-3,0, а также цеолиты Y в водородной или водородно-редкоземельных формах с мольным отношением SiO2/Al2O3 7,1-15,0. Наблюдаемый брак по растрескиванию получаемых катализаторов относительно низок и составляет 15-23 мас.%. Насыпной вес катализаторов относительно высок (от 803 до 889 кг/м3) и регулируется модулем используемого при формовании жидкого стекла, а также концентрацией сульфата алюминия на 1-й и 2-й стадиях мокрых операций. Катализаторы имеют высокую прочность (50 мас.% износа за 800-900 с) и активность, что позволяет получать бензиновую фракцию, обладающую октановым числом согласно исследовательскому методу 88,5-92,3, с выходом 36-42 мас.%.Example I illustrates a method for producing catalysts according to this technical solution. At the same time, liquid glass solution with a module (molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 ) of 2.2-3.0, as well as zeolites Y in hydrogen or hydrogen-rare-earth forms with a molar ratio of SiO 2 / Al 2 O, are used for their preparation 3 7.1-15.0. The observed defect cracking of the resulting catalysts is relatively low and amounts to 15-23 wt.%. The bulk density of the catalysts is relatively high (from 803 to 889 kg / m 3 ) and is regulated by the modulus of liquid glass used in the molding, as well as by the concentration of aluminum sulfate at the 1st and 2nd stages of wet operations. The catalysts have high strength (50 wt.% Wear for 800-900 s) and activity, which allows to obtain a gasoline fraction having an octane number according to the research method 88.5-92.3, with a yield of 36-42 wt.%.

Пример II иллюстрирует ухудшение характеристик получаемого катализатора при использовании для его приготовления силиката натрия с модулем, значения которого находятся вне пределов предлагаемого технического решения. Применение силиката натрия с мольным отношением Na2O/Al2O3 2,1 приводит к снижению активности катализатора, а при модуле 3,1 приводит к росту брака по растрескиванию до 35 мас.% и снижению насыпного веса до 770 кг/м3.Example II illustrates the deterioration of the characteristics of the obtained catalyst when used for its preparation of sodium silicate with a module whose values are outside the scope of the proposed technical solution. The use of sodium silicate with a molar ratio of Na 2 O / Al 2 O 3 of 2.1 leads to a decrease in the activity of the catalyst, and with a module of 3.1 it leads to an increase in rejects by cracking to 35 wt.% And a decrease in bulk density to 770 kg / m 3 .

Пример III показывает, что отсутствие сульфата алюминия в растворе сульфата натрия или изменение его концентрации до значений, находящихся вне пределов предлагаемого технического решения, приводит к увеличению брака по растрескиванию или снижению активности катализатора.Example III shows that the absence of aluminum sulfate in a solution of sodium sulfate or a change in its concentration to values outside the range of the proposed technical solution leads to an increase in rejects for cracking or a decrease in the activity of the catalyst.

Согласно примеру IV отсутствие первой стадии обработки смесью сульфатов натрия и алюминия приводит к увеличению брака по растрескиванию до 62 мас.%. С другой стороны, обработка шариков либо раствором смеси сульфатов натрия и алюминия, либо раствором только сульфата натрия приводит к значительному снижению насыпного веса, прочности и активности получаемого катализатора. Наконец, при отсутствии обоих обработок наблюдается большой брак по растрескиванию, а получаемый катализатор обладает невысокими показателями активности, прочности и насыпного веса.According to example IV, the absence of the first stage of treatment with a mixture of sodium sulfates and aluminum leads to an increase in reject cracking to 62 wt.%. On the other hand, treating the balls with either a solution of a mixture of sodium and aluminum sulfates, or a solution of only sodium sulfate leads to a significant reduction in bulk density, strength and activity of the resulting catalyst. Finally, in the absence of both treatments, a large cracking marriage is observed, and the resulting catalyst has low activity, strength and bulk density.

Таким образом, смешение водной суспензии цеолита Y с суспензией глинозема, раствором силиката натрия с модулем (мольным отношением SiO2/Na2O) 2,2-3,0, раствором сульфата алюминия и раствором платинохлористоводородной кислоты, формование гранул катализатора в колонне с минеральным маслом, последовательные активации раствором смеси сульфата натрия и сульфата алюминия с концентрацией последнего 0,1-4 г/дм3, раствором сульфата алюминия с концентрацией 4-10 г/дм3 и раствором смеси нитратов редкоземельных элементов, отмывка, сушка и прокаливание гранул в атмосфере дымовых газов и водяного пара позволяют получить при сниженных потерях в производстве шариковый платиноцеолитсодержащий катализатор крекинга нефтяных фракций, обладающий высокой активностью и повышенным насыпным весом.Thus, mixing an aqueous suspension of zeolite Y with a suspension of alumina, a solution of sodium silicate with a module (molar ratio of SiO 2 / Na 2 O) of 2.2-3.0, a solution of aluminum sulfate and a solution of platinum chloride, forming pellets of the catalyst in a column with mineral oil, successive activations with a solution of a mixture of sodium sulfate and aluminum sulfate with a concentration of the latter 0.1-4 g / dm 3 , a solution of aluminum sulfate with a concentration of 4-10 g / dm 3 and a solution of a mixture of rare earth nitrates, washing, drying and calcination of gra Zero in the atmosphere of flue gases and water vapor make it possible to obtain, with reduced losses in production, a ball-type platinum-zeolite-containing catalyst for cracking oil fractions with high activity and increased bulk density.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (1)

Способ получения шарикового катализатора крекинга нефтяных фракций, включающий смешение водной суспензии цеолита Y с суспензией глинозема, раствором силиката натрия, раствором сульфата алюминия и раствором платинохлористоводородной кислоты, формование гранул катализатора в колонне с минеральным маслом, последовательные активации раствором сульфата алюминия и раствором смеси нитратов редкоземельных элементов, отмывку, сушку и прокаливание гранул в атмосфере дымовых газов и водяного пара, отличающийся тем, что для приготовления катализатора используется силикат натрия с модулем-мольным отношением SiO2/Na2O 2,2-3,0, а перед активацией в растворе сульфата алюминия проводят обработку раствором смеси сульфата натрия и сульфата алюминия с концентрацией последнего 0,1-4 г/дм3, при этом концентрация сульфата алюминия в активирующем растворе составляет 4-10 г/дм3. A method of producing a ball cracker for cracking petroleum fractions, comprising mixing an aqueous suspension of zeolite Y with a suspension of alumina, a solution of sodium silicate, a solution of aluminum sulfate and a solution of platinum chloride, forming granules of the catalyst in a column with mineral oil, sequential activation of a solution of aluminum sulfate and a solution of a mixture of rare earth elements , washing, drying and calcining the granules in an atmosphere of flue gases and water vapor, characterized in that for the preparation of kata a lysator, sodium silicate with a module-molar ratio of SiO 2 / Na 2 O of 2.2-3.0 is used, and before activation in a solution of aluminum sulfate, a solution of a mixture of sodium sulfate and aluminum sulfate with a concentration of the latter 0.1-4 g / dm is carried out 3 , while the concentration of aluminum sulfate in the activating solution is 4-10 g / DM 3 .
RU2009128493/04A 2009-07-23 2009-07-23 Method of preparing bead cracking catalyst RU2405626C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009128493/04A RU2405626C1 (en) 2009-07-23 2009-07-23 Method of preparing bead cracking catalyst

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009128493/04A RU2405626C1 (en) 2009-07-23 2009-07-23 Method of preparing bead cracking catalyst

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2405626C1 true RU2405626C1 (en) 2010-12-10

Family

ID=46306348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009128493/04A RU2405626C1 (en) 2009-07-23 2009-07-23 Method of preparing bead cracking catalyst

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2405626C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB2166970A (en) Silica-alumina-rare earth cogels
CN105688977B (en) A kind of catalytic cracking catalyst preparation method containing boehmite
CN106807434B (en) A kind of preparation method of porous active catalysis material
RU2656594C2 (en) Preparation of hydrocarbon conversion catalyst
CN106809855A (en) A kind of porous material and preparation method thereof
CN106809853A (en) A kind of active porous catalysis material and preparation method thereof
CN105709789B (en) A kind of hydrocracking heavy oil catalyst and its preparation method and application
CN107008509A (en) Modified form H-G hydrocracking catalyst carrier and preparation method thereof
CN103041842A (en) Medium oil type hydrocracking catalyst and preparation method thereof
CN105728014B (en) A kind of preparation method of catalytic cracking catalyst
CN109453802B (en) Molecular sieve catalyst, preparation method thereof and application thereof in side-chain alkylation reaction of methanol and toluene
CN107286987B (en) A kind of group technology handling poor ignition quality fuel
RU2405626C1 (en) Method of preparing bead cracking catalyst
CN109304221A (en) A kind of catalyst for heavy oil catalytic cracking and preparation method thereof
JPS5823329B2 (en) Seizouhouhou
CN100475337C (en) Catalyst of naphtha catalytic pyrolysis preparing ethylene and propylene
RU2287370C1 (en) Method of production of globular catalyst of cracking
JPS62265389A (en) Cracking of hydrocarbon
CN105854927B (en) A kind of catalytic cracking catalyst and preparation method thereof
CN105709845B (en) Carrier of hydrocracking catalyst and preparation method thereof
RU2677870C1 (en) Granulated cracking catalyst and method for its preparation
US2688002A (en) Method of preparing a silica-magnesia-alumina gel catalyst
CN1132898C (en) Petroleum catalytic cracking catalyst
CN105709713A (en) High-silicon aluminum oxide dry glue, and preparation method thereof
RU2394644C1 (en) Method of preparing bead cracking catalyst