RU2463109C1 - Dehydrogenation catalyst, production method thereof and method of producing c2-c5 olefin hydrocarbons using said catalyst - Google Patents

Dehydrogenation catalyst, production method thereof and method of producing c2-c5 olefin hydrocarbons using said catalyst Download PDF

Info

Publication number
RU2463109C1
RU2463109C1 RU2011106085/04A RU2011106085A RU2463109C1 RU 2463109 C1 RU2463109 C1 RU 2463109C1 RU 2011106085/04 A RU2011106085/04 A RU 2011106085/04A RU 2011106085 A RU2011106085 A RU 2011106085A RU 2463109 C1 RU2463109 C1 RU 2463109C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
chromium
zeolite
dehydrogenation
producing
Prior art date
Application number
RU2011106085/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Евгеньевич Вахмистров (RU)
Вячеслав Евгеньевич Вахмистров
Андрей Борисович Пономарёв (RU)
Андрей Борисович Пономарёв
Михаил Вячеславович Шостаковский (RU)
Михаил Вячеславович Шостаковский
Валерий Николаевич Калинин (RU)
Валерий Николаевич Калинин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН)
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН)
Priority to RU2011106085/04A priority Critical patent/RU2463109C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2463109C1 publication Critical patent/RU2463109C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to production of a catalyst for dehydrogenation of C2-C5 aliphatic hydrocarbons to corresponding C2-C5 olefin hydrocarbons, a method of producing said catalyst and a method of producing olefin hydrocarbons. Described is a catalyst which contains non-boron-containing pentasil zeolite with molar ratio SiO2/Al2O3 = 20-50, modified with 10-14 wt % chromium, alkali metal (sodium, potassium or lithium) and silicon or aluminium oxide as binder, with the following ratio of components in wt %: chromium-modified zeolite 50-80; alkali metal 0.2-3.4; binder - the balance. Described is a method of producing said catalyst, involving moulding crystalline, non-boron-containing pentasil zeolite with the binder, followed by treatment with a solution of hydrazine or salt thereof and a solution of potassium, sodium or ammonium dichromate, which is repeated until achieving chromium concentration in the zeolite of 10-14 wt %, treatment with water vapour at temperature 550-650°C and a solution of an alkali metal salt. Described is a method of producing C2-C5 olefin hydrocarbons via dehydrogenation of corresponding C2-C5 aliphatic hydrocarbons by bringing a gaseous stream containing an aliphatic hydrocarbon into contact with said catalyst at high temperature.
EFFECT: high output of olefin hydrocarbons.
3 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области получения хромсодержащих катализаторов на основе цеолитов типа пентасила, а также получения олефиновых углеводородов дегидрированием соответствующих алифатических углеводородов, и может найти применение в химической и нефтехимической промышленности.The invention relates to the field of production of chromium-containing catalysts based on zeolites of the pentasil type, as well as the production of olefinic hydrocarbons by dehydrogenation of the corresponding aliphatic hydrocarbons, and can find application in the chemical and petrochemical industries.

Олефиновые углеводороды С25 широко используются в качестве промежуточных соединений в производстве многих видов крупнотоннажной химической продукции. Важным промышленным способом получения олефиновых углеводородов является дегидрирование соответствующих алифатических углеводородов. Реакция является эндотермичной, равновесная концентрация целевых продуктов достигает экономически приемлемых значений при температурах выше 550°С. Несмотря на высокую температуру, скорость дегидрирования остается низкой, в связи с чем необходимо использовать катализатор. При высоких температурах в заметной степени протекают побочные реакции, в результате которых происходит образование полиароматических соединений (кокса) на поверхности катализатора, при этом его активность постепенно снижается. Для удаления кокса и восстановления активности катализатора используют окислительные регенерации. В настоящее время в промышленных процессах дегидрирования используются катализаторы, содержащие в качестве активного дегидрирующего компонента платину или оксид хрома (III). Основным недостатком катализаторов на основе платины является их высокая стоимость, основным недостатком катализаторов на основе оксида хрома (III) является их быстрая дезактивация.C 2 -C 5 olefin hydrocarbons are widely used as intermediates in the production of many types of large-capacity chemical products. An important industrial method for producing olefinic hydrocarbons is the dehydrogenation of the corresponding aliphatic hydrocarbons. The reaction is endothermic, the equilibrium concentration of the target products reaches economically acceptable values at temperatures above 550 ° C. Despite the high temperature, the dehydrogenation rate remains low, and therefore it is necessary to use a catalyst. At high temperatures, side reactions occur to a significant extent, resulting in the formation of polyaromatic compounds (coke) on the surface of the catalyst, while its activity gradually decreases. Oxidative regenerations are used to remove coke and restore catalyst activity. Currently, industrial dehydrogenation processes use catalysts containing platinum or chromium (III) oxide as the active dehydrogenating component. The main disadvantage of platinum-based catalysts is their high cost; the main disadvantage of chromium (III) oxide-based catalysts is their rapid deactivation.

Известен катализатор дегидрирования, представляющий собой платину, нанесенную на шпинель. Катализатор используется в промышленном процессе "STAR" (Steam Active Reforming) компании Phillips Petroleum Co. для дегидрирования алифатических углеводородов C2-C5 (Патент США №4926005, кл. B01J 23/62, 15.05.1990). Недостаток катализатора - наличие дорогой и дефицитной платины.Known dehydrogenation catalyst, which is platinum deposited on spinel. The catalyst is used in Phillips Petroleum Co.'s STAR (Steam Active Reforming) industrial process. for the dehydrogenation of aliphatic hydrocarbons C 2 -C 5 (US Patent No. 4926005, CL B01J 23/62, 05/15/1990). The disadvantage of the catalyst is the presence of expensive and scarce platinum.

Известен шариковый катализатор дегидрирования, состоящий из пористого носителя, платины, олова, галогена, щелочного или щелочноземельного металла. Катализатор используется в промышленном процессе "Oleflex" компании UOP для дегидрирования алифатических углеводородов C2-C5 (Патент США №4430517, кл. B01J 23/56, 07.02.1984). Недостатки катализатора - сложный способ получения, наличие дорогой и дефицитной платины.Known ball dehydrogenation catalyst consisting of a porous carrier, platinum, tin, halogen, alkali or alkaline earth metal. The catalyst is used in UOP's Oleflex industrial process for the dehydrogenation of C 2 -C 5 aliphatic hydrocarbons (US Patent No. 4,430,517, CL B01J 23/56, 02/07/1984). The disadvantages of the catalyst is a difficult way to obtain, the presence of expensive and scarce platinum.

Известен оксидный алюмохромовый катализатор, содержащий от 15 до 25% Cr2O3 и до 0,5% щелочного металла, используемый в промышленном способе получения олефиновых углеводородов С35 из алифатических углеводородов С3-C5 (процесс "CATOFIN" компании ABB Lummus Crest/United Catalysts, Патент Великобритании №2162082, кл. B01J 23/26, 29.01.1986). Дегидрирование проводят при температуре 540-650°С, атмосферном давлении и объемной скорости газа 1440-2880 ч-1, при этом дегидрируемый углеводород может быть разбавлен инертным газом. Недостаток катализатора - быстрая дезактивация. Недостаток способа дегидрирования - низкая производительность, связанная с необходимостью частых окислительных регенераций катализатора, использование дорогостоящего мультиреакторного оборудования.Alyumohromovy known oxide catalyst containing from 15 to 25% Cr 2 O 3 and up to 0.5% of an alkali metal used in the industrial process for producing olefinic hydrocarbons C 3 -C 5 hydrocarbons from aliphatic C 3 -C 5 (Process "CATOFIN" Company ABB Lummus Crest / United Catalysts, UK Patent No. 2162082, CL B01J 23/26, 01/29/1986). Dehydrogenation is carried out at a temperature of 540-650 ° C, atmospheric pressure and a gas space velocity of 1440-2880 h -1 , while the dehydrogenated hydrocarbon can be diluted with an inert gas. The disadvantage of the catalyst is quick decontamination. The disadvantage of the dehydrogenation method is the low productivity associated with the need for frequent oxidative catalyst regenerations, the use of expensive multi-reactor equipment.

Известен катализатор состава, масс.%: Cr2O3 - 6,0-30,0; SnO - 0,1-3,5; MeO 0,4-3,0; SiO2 - 0,08-3,0; Al2O3 - остальное, где Me - щелочной металл, используемый в промышленном способе получения олефиновых углеводородов путем дегидрирования соответствующих алифатических углеводородов в псевдоожиженном слое катализатора при температуре от 450 до 800°С, давлении от 0,1 до 3 атм. абс. и объемной скорости газа от 100 до 1000 ч-1 (процесс "FBD" компаний Snaprogetti и Ярсинтез, Патент РФ №2127242, кл. B01J 23/18, 10.03.1999). Недостатком катализатора является сложный способ получения, а также быстрая дезактивация, требующая непрерывной регенерации. Недостатком способа дегидрирования является использование псевдоожиженного слоя катализатора, требующее специального дорогостоящего оборудования и приводящее к абразивному износу конструкций, истиранию и уносу катализатора, содержащего токсичный хром.Known catalyst composition, wt.%: Cr 2 O 3 - 6.0-30.0; SnO - 0.1-3.5; MeO 0.4-3.0; SiO 2 - 0.08-3.0; Al 2 O 3 is the rest, where Me is an alkali metal used in the industrial method of producing olefinic hydrocarbons by dehydrogenation of the corresponding aliphatic hydrocarbons in a fluidized bed of a catalyst at a temperature of from 450 to 800 ° C, pressure from 0.1 to 3 atm. abs. and gas volumetric velocity from 100 to 1000 h -1 ("FBD" process of Snaprogetti and Yarsintez companies, RF Patent No. 2127242, CL B01J 23/18, 03/10/1999). The disadvantage of the catalyst is a complex method of obtaining, as well as fast decontamination, requiring continuous regeneration. The disadvantage of the dehydrogenation method is the use of a fluidized catalyst bed, which requires special expensive equipment and leads to abrasive wear of structures, abrasion and entrainment of a catalyst containing toxic chromium.

Известен хромсодержащий катализатор дегидрирования на основе цеолита L (Патент США №6084145, кл. B01J 23/26, 04.07.2000). Катализатор разработан компанией Phillips Petroleum Co. и предназначен для дегидрирования алифатических углеводородов С27. Катализатор стабильно работает в условиях реакции дегидрирования, однако имеет низкую активность. Например, в случае дегидрирования н-бутана конверсия последнего составляет лишь 18%.Known chromium-containing dehydrogenation catalyst based on zeolite L (US Patent No. 6084145, CL B01J 23/26, 04.07.2000). The catalyst was developed by Phillips Petroleum Co. and is intended for the dehydrogenation of aliphatic hydrocarbons With 2 -C 7 . The catalyst operates stably under the conditions of a dehydrogenation reaction, but has a low activity. For example, in the case of n-butane dehydrogenation, the conversion of the latter is only 18%.

Известно, что использование высококремнистых цеолитов в процессах переработки углеводородного сырья в качестве основы для бифункциональных катализаторов позволяет существенно снизить скорость образования кокса. Стерические ограничения, накладываемые на протекающие реакции системой пор цеолита, препятствуют образованию конденсированных полиароматических соединений, увеличивая время непрерывной работы катализатора.It is known that the use of high-silicon zeolites in the processing of hydrocarbon materials as the basis for bifunctional catalysts can significantly reduce the rate of coke formation. Steric restrictions imposed on the ongoing reactions by the pore system of the zeolite prevent the formation of condensed polyaromatic compounds, increasing the time of continuous operation of the catalyst.

Для модифицирования каталитических и/или молекулярно-ситовых свойств высококремнистых цеолитов широко используют промотирующие добавки соединений различных металлов, которые могут быть введены в катализатор как на стадии синтеза цеолита, так и путем последующих обработок (пропитка, ионный обмен).To modify the catalytic and / or molecular sieve properties of high-silicon zeolites, promoters of compounds of various metals are widely used, which can be introduced into the catalyst both at the zeolite synthesis stage and by subsequent treatments (impregnation, ion exchange).

В настоящее время известны хромосиликаты (Kucherov A.V., Zeolites. 1995. V.15. P.431-438) и хромоалюмосиликаты (Giannetto G., Zeolites. 1997. V.19. Р.169-174) MFI, полученные путем гидротермального синтеза из реакционной массы, содержащей соединения хрома, однако высокие концентрации хрома в таких цеолитах приводят к их низкой термической устойчивости. Использование традиционного ионного обмена как с растворами солей Cr (III), так и Cr (II), также не приводит к введению в катионные позиции цеолитов заметных количеств хрома. В связи с этим, наибольшее распространение для модифицирования цеолитов хромом получила реакция ионного обмена в твердой фазе (Кучеров А.В., Кинетика и катализ. 1986. Т.27. №3. С.678-684), формально приводящая к материалам почти любого состава. Однако и в этом случае мольное количество хрома, входящее в пористую структуру цеолита, не превышает 20% от количества решеточных атомов алюминия (Слинкин А.А., Кинетика и катализ. 1989. Т.30. №1. С.184-192), использование избытка модификатора приводит лишь к образованию отдельной фазы оксида хрома. Таким образом, максимальная концентрация хрома в системе пор цеолита не превышает 1%, активность таких материалов недостаточна для их промышленного использования в качестве катализаторов дегидрирования.Currently known chromosilicates (Kucherov AV, Zeolites. 1995. V.15. P.431-438) and chromoaluminosilicates (Giannetto G., Zeolites. 1997. V.19. P.169-174) MFI obtained by hydrothermal synthesis from the reaction mass containing chromium compounds, however, high concentrations of chromium in such zeolites lead to their low thermal stability. The use of traditional ion exchange with both solutions of Cr (III) and Cr (II) salts also does not lead to the introduction of appreciable amounts of chromium into the cationic positions of zeolites. In this regard, the reaction of ion exchange in the solid phase (Kucherov A.V., Kinetics and Catalysis. 1986. Vol. 27. No. 3. P.678-684), formally leading to materials any composition. However, in this case, the molar amount of chromium included in the porous structure of the zeolite does not exceed 20% of the number of lattice atoms of aluminum (Slinkin AA, Kinetics and catalysis. 1989. V.30. No. 1. P.184-192) , the use of excess modifier only leads to the formation of a separate phase of chromium oxide. Thus, the maximum concentration of chromium in the pore system of the zeolite does not exceed 1%, the activity of such materials is insufficient for their industrial use as dehydrogenation catalysts.

Известны способы получения хромсодержащих цеолитов ZSM-5 как путем гидротермального синтеза из реакционной массы, содержащей нитрат хрома, так и путем пропитки исходного цеолита соединениями хрома с последующей термической обработкой (V.A.Tsiatouras, Studies in Surface Science and Catalysis. V.142. 2002. P.839). В обоих случаях количество хрома, введенного в состав цеолитов, недостаточно для получения активных катализаторов, выход пропилена в реакции дегидрирования пропана не превышает 10%.Known methods for producing chromium-containing zeolites ZSM-5 both by hydrothermal synthesis from a reaction mass containing chromium nitrate, and by impregnation of the initial zeolite with chromium compounds followed by heat treatment (VATsiatouras, Studies in Surface Science and Catalysis. V.142. 2002. P .839). In both cases, the amount of chromium introduced into the composition of zeolites is insufficient to obtain active catalysts; the propylene yield in the propane dehydrogenation reaction does not exceed 10%.

Известен способ получения хромсодержащих цеолитов ZSM-5 путем ионного обмена исходного цеолита с водными растворами солей Cr (III) (P.S.Chintawar, Applied Catalysis В: Environmental. V.14. Issues 1-2. P.37-47). Недостаток способа - низкое (менее 1%) содержание хрома в модифицированном цеолите.A known method for producing chromium-containing zeolites ZSM-5 by ion exchange of the initial zeolite with aqueous solutions of Cr (III) salts (P. S. Chintawar, Applied Catalysis B: Environmental. V.14. Issues 1-2. P.37-47). The disadvantage of this method is the low (less than 1%) chromium content in the modified zeolite.

Известен способ получения хромсодержащих высококремнистых цеолитов путем ионного обмена исходного цеолита с водными растворами солей Cr (II), получаемыми in-situ (Патент США №4452958, кл. C08F 10/00, 05.06.1984). Недостаток способа - низкое (также менее 1%) содержание хрома в модифицированном цеолите.There is a method of producing chromium-containing high-silicon zeolites by ion exchange of the initial zeolite with aqueous solutions of Cr (II) salts obtained in situ (US Patent No. 4452958, class C08F 10/00, 06/05/1984). The disadvantage of this method is the low (also less than 1%) chromium content in the modified zeolite.

Таким образом, все известные до настоящего времени способы модифицирования высококремнистых цеолитов не позволяют вводить в их пористую систему значительные концентрации хрома.Thus, all currently known methods for the modification of high-silicon zeolites do not allow significant concentrations of chromium to be introduced into their porous system.

Наиболее близким к настоящему изобретению (прототип) является катализатор дегидрирования на основе высококремнистых бороалюмосиликатов, включающий в себя не менее 35% кремния, не более 0,3% алюминия и 1-20% хрома (Патент Японии №2008266286, кл. С07С 5/333, 06.11.2008). Катализатор получают пропиткой синтезируемых гидротермальным способом бороалюмосиликатов раствором нитрата хрома (III) с последующей обработкой при температуре 300-900°С газовой смесью, содержащей кислород и водяной пар. Катализатор, разработанный компанией Mitsubishi Chem. Corp., предложен для дегидрирования алканов в соответствующие алкены путем контакта газовой смеси, содержащей исходный алкан и углекислый газ, с неподвижным слоем катализатора при повышенной температуре. Катализатор характеризуется высокой стабильностью действия, однако сложен в приготовлении и проявляет недостаточную дегидрирующую активность, связанную с низкой концентрацией хрома внутри пор катализатора. Недостатком способа получения алкенов является их низкий выход.Closest to the present invention (prototype) is a dehydrogenation catalyst based on high-silicon boroaluminosilicates, which includes at least 35% silicon, not more than 0.3% aluminum and 1-20% chromium (Japan Patent No. 2008266286, class C07C 5/333 November 6, 2008). The catalyst is obtained by impregnation of boroaluminosilicates synthesized by the hydrothermal method with a solution of chromium (III) nitrate, followed by treatment at a temperature of 300-900 ° C with a gas mixture containing oxygen and water vapor. The catalyst developed by Mitsubishi Chem. Corp., proposed for the dehydrogenation of alkanes to the corresponding alkenes by contacting a gas mixture containing the starting alkane and carbon dioxide with a fixed catalyst bed at elevated temperature. The catalyst is characterized by high stability of action, however, it is difficult to prepare and exhibits insufficient dehydrogenation activity associated with a low concentration of chromium inside the pores of the catalyst. The disadvantage of the method of producing alkenes is their low yield.

Задачей настоящего изобретения является создание активного и селективного катализатора дегидрирования алифатических углеводородов С25 в соответствующие олефиновые углеводороды C2-C5, характеризующегося высокой стабильностью действия, а также создание экономичного способа получения олефиновых углеводородов C2-C5 путем дегидрирования соответствующих алифатических углеводородов С25.The objective of the present invention is to provide an active and selective catalyst for the dehydrogenation of C 2 -C 5 aliphatic hydrocarbons to the corresponding C 2 -C 5 olefinic hydrocarbons, characterized by high stability of action, as well as the creation of an economical method for producing C 2 -C 5 olefin hydrocarbons by dehydrogenation of the corresponding aliphatic hydrocarbons C 2 -C 5 .

Поставленная задача решается катализатором дегидрирования алифатических углеводородов C2-C5 в соответствующие олефиновые углеводороды С2-C5, включающим кристаллический алюмосиликат - не содержащий бора цеолит типа пентасила с мольным соотношением SiO2/Al2O3=от 20 до 50, модифицированный 10-14 масс.% хрома, щелочной металл, выбранный из группы: натрий, калий или литий, связующее - оксид кремния или оксид алюминия при следующем соотношении компонентов, (масс.%):The problem is solved by a catalyst for the dehydrogenation of aliphatic hydrocarbons C 2 -C 5 into the corresponding olefinic hydrocarbons C 2 -C 5 , including crystalline aluminosilicate - a boron-free pentasil type zeolite with a molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 = from 20 to 50, modified 10 -14 wt.% Chromium, an alkali metal selected from the group: sodium, potassium or lithium, a binder is silica or alumina in the following ratio of components (wt.%):

модифицированный хромом цеолит - 50-80;zeolite modified with chromium - 50-80;

щелочной металл - 0,2-3,4;alkali metal - 0.2-3.4;

связующее - остальное.the binder is the rest.

Решением задачи настоящего изобретения является также способ получения катализатора указанного состава, заключающийся в том, что кристаллический алюмосиликат, не содержащий бора цеолит типа пентасила, формуют со связующим - оксидом кремния или оксидом алюминия, затем сформованный цеолит последовательно обрабатывают раствором гидразина или его соли и раствором бихромата калия, натрия или аммония, повторяя указанную последовательность обработок до достижения концентрации хрома в цеолите 10-14 масс.%, после чего обрабатывают сформованный хромсодержащий цеолит водяным паром при температуре 550-650°С в течение 1-6 часов, затем полученную композицию обрабатывают раствором соли щелочного металла, в качестве которой используют соль натрия, калия или лития.The solution of the present invention is also a method of producing a catalyst of the specified composition, which consists in the fact that a crystalline aluminosilicate that does not contain a pentasil type zeolite is formed with a binder - silica or alumina, then the formed zeolite is subsequently treated with a solution of hydrazine or its salt and a solution of bichromate potassium, sodium or ammonium, repeating the indicated sequence of treatments until the chromium concentration in the zeolite reaches 10-14 wt.%, after which the molded chromium-containing zeolite with water vapor at a temperature of 550-650 ° C for 1-6 hours, then the resulting composition is treated with a solution of an alkali metal salt, which is used as a salt of sodium, potassium or lithium.

Поставленная задача решается также способом получения олефиновых углеводородов C2-C5 дегидрированием соответствующих алифатических углеводородов С25, включающим контакт газового потока, содержащего алифатический углеводород как чистый, так и разбавленный азотом, углекислым газом, водяным паром или их смесью, с катализатором по настоящему изобретению при температуре 550-650°С, давлении 90-110 кПа, с объемной скоростью газового потока 400-3000 ч-1.The task is also solved by a method of producing olefinic hydrocarbons C 2 -C 5 aliphatic hydrocarbon dehydrogenation of the corresponding C 2 -C 5, comprising contacting the gas stream comprising an aliphatic hydrocarbon as a pure or diluted with nitrogen, carbon dioxide, steam or a mixture thereof with a catalyst of the present invention at a temperature of 550-650 ° C, a pressure of 90-110 kPa, with a gas flow rate of 400-3000 h -1 .

По настоящему изобретению в состав катализатора в качестве кристаллического алюмосиликата входит высококремнистый цеолит типа пентасила. Выбор типа высококремнистого цеолита связан, прежде всего, с его термической и гидролитической устойчивостью. Предпочтительно использовать цеолиты типа пентасила - ZSM-5 (Патент США №3702886, кл. B01J 29/40, 14.11.1972), ZSM-8 (Патент Великобритании №1334243, кл. B01J 29/40, 17.10.1973) и ZSM-11 (Патент США №3709979, кл. B01J 29/40, 09.01.1973), хорошо работающие в условиях высоких температур и выдерживающие многочисленные регенерации.According to the present invention, a high-silica pentasil type zeolite is included as a crystalline aluminosilicate in the composition of the catalyst. The choice of the type of high-silicon zeolite is associated primarily with its thermal and hydrolytic stability. It is preferable to use zeolites of the pentasil type — ZSM-5 (US Patent No. 3702886, CL B01J 29/40, 11/14/1972), ZSM-8 (UK Patent No. 1334243, CL B01J 29/40, 10/17/1973) and ZSM- 11 (US Patent No. 3709979, class B01J 29/40, 01/09/1973), which work well at high temperatures and withstand numerous regenerations.

Формование цеолита со связующим проводят обычными методами (экструзия, прессование, жидкостная формовка) с целью придания катализатору необходимой формы (гранулы, шарики, таблетки) и обеспечения механической прочности. В качестве связующего используют неорганические оксиды, предпочтительно использовать доступные оксид кремния или оксид алюминия. Формование цеолита со связующим возможно проводить на любой стадии приготовления катализатора, однако с целью облегчения технологических операций, связанных с фильтрацией, предпочтительно сначала формовать цеолит со связующим, после чего проводить все дальнейшие обработки.The formation of a zeolite with a binder is carried out by conventional methods (extrusion, pressing, liquid molding) in order to give the catalyst the necessary shape (granules, balls, tablets) and ensure mechanical strength. Inorganic oxides are used as the binder, it is preferable to use available silica or alumina. It is possible to form a zeolite with a binder at any stage of preparation of the catalyst, however, in order to facilitate the technological operations associated with filtration, it is preferable to first form a zeolite with a binder, and then carry out all further processing.

Согласно настоящему изобретению для модифицирования высококремнистых цеолитов хромом используют метод, названный авторами "Многостадийный кластерный синтез", далее МКС (Вахмистров В.Е. Неорганические материалы. 2010. Т.46. №9. С.1090-1094).According to the present invention, for modifying high-silica zeolites with chromium, a method is used, called by the authors "Multi-stage cluster synthesis", then MKS (Vakhmistrov V.E. Inorganic materials. 2010. T. 46. No. 9. S.1090-1094).

Сущность метода МКС заключается в проведении такой последовательности химических реакций между реагентом, локализованным внутри пор цеолита, и внешними реагентами, чтобы при каждой новой реакции происходило ступенчатое накопление модификатора или модификаторов в виде нерастворимых соединений внутри пор цеолита. Поскольку ионы хрома (III) или (II), как сказано выше, плохо проникают в высококремнистые цеолиты, в качестве источника хрома были выбраны соединения хрома (VI) - хроматы. Однако хромат-анионы сами по себе не способны модифицировать катионообменные позиции цеолитов, поэтому предварительно необходимо ввести в них подходящий реагент, переводящий хром (VI) в какую-либо нерастворимую форму. Повторный ввод реагента в ионообменные позиции цеолита и последующая реакция с соединениями хрома (VI) приводит к обогащению цеолита еще одной порцией нерастворимого соединения хрома. Действуя далее аналогичным образом, можно ступенчато увеличивать количество хрома в системе пор цеолита.The essence of the ISS method is to carry out such a sequence of chemical reactions between a reagent localized inside the zeolite pores and external reagents such that stepwise accumulation of the modifier or modifiers in the form of insoluble compounds inside the zeolite pores occurs with each new reaction. Since chromium (III) or (II) ions, as mentioned above, do not penetrate well into high-silicon zeolites, chromium (VI) compounds — chromates — were chosen as a source of chromium. However, the chromate anions themselves are not capable of modifying the cation exchange positions of zeolites; therefore, it is first necessary to introduce a suitable reagent into them that converts chromium (VI) into some insoluble form. Re-introducing the reagent into the ion-exchange positions of the zeolite and the subsequent reaction with chromium (VI) compounds enriches the zeolite with another portion of the insoluble chromium compound. Acting further in a similar way, one can stepwise increase the amount of chromium in the pore system of the zeolite.

По настоящему изобретению, в качестве реагента, переводящего хром (VI) в нерастворимую форму, используют предварительно введенный в систему пор цеолита гидразин. Гидразин в состав цеолита может быть введен ионным обменом цеолитов, содержащих щелочной металл, с растворами солей гидразина, либо реакцией Н-формы цеолита с растворами гидразина.According to the present invention, as a reagent converting chromium (VI) into an insoluble form, hydrazine previously introduced into the pore system of the zeolite is used. Hydrazine in the composition of the zeolite can be introduced by ion exchange of zeolites containing an alkali metal with solutions of hydrazine salts, or by the reaction of the H-form of zeolite with solutions of hydrazine.

В качестве источника хромат-анионов предпочтительно использовать доступные соединения - бихроматы калия, натрия или аммония, растворы которых содержат, наряду с бихромат-анионами, равновесную концентрацию хромат-анионов.As a source of chromate anions, it is preferable to use available compounds — potassium, sodium or ammonium dichromates, the solutions of which contain, along with dichromate anions, an equilibrium concentration of chromate anions.

Мольное соотношение SiO2/Al2O3 в высококремнистых цеолитах типа пентасила может изменяться в широких пределах, начиная с минимального значения 20; для введения максимального количества хрома за одну стадию МКС предпочтительно использовать цеолиты с соотношением SiO2/Al2O3 в диапазоне 20-50, поскольку в них имеется достаточная плотность ионообменных центров. В связи с тем что количество хрома, введенного за один цикл МКС, зависит от мольного соотношения SiO2/Al2O3 исходного цеолита, для достижения указанного диапазона концентраций хрома для разных цеолитов требуется разное количество циклов МКС. С ростом концентрации хрома в цеолите нарастают диффузионные ограничения, приводящие к блокированию части ионообменных позиций и замедлению, а в предельном случае и к прекращению дальнейшего накопления хрома в пористой системе цеолита. Практически максимально достижимая концентрация хрома в цеолитах типа пентасила составляет приблизительно 14 масс.%, дальнейшие обработки по методу МКС не приводят к ее увеличению.The molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 in high-silicon zeolites of the pentasil type can vary within wide limits, starting from a minimum value of 20; to introduce the maximum amount of chromium in one stage of the ISS, it is preferable to use zeolites with a ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 in the range of 20-50, since they have a sufficient density of ion-exchange centers. Due to the fact that the amount of chromium introduced during one ISS cycle depends on the molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 of the initial zeolite, a different number of ISS cycles is required to achieve the indicated range of chromium concentrations for different zeolites. With an increase in the concentration of chromium in zeolite, diffusion restrictions increase, leading to the blocking of part of the ion-exchange sites and to a slowdown, and in the extreme case, to the termination of further accumulation of chromium in the porous zeolite system. The practically achievable concentration of chromium in pentasil-type zeolites is approximately 14 wt.%, Further processing by the ISS method does not lead to its increase.

Для увеличения стабильности работы и повышения селективности по целевым олефинам катализатор обрабатывают водяным паром при повышенной температуре, в результате чего происходит гидролиз сильных кислотных центров цеолита. Эту стадию предпочтительно проводить после введения хрома в состав катализатора, поскольку такая обработка приводит к снижению плотности ионообменных центров в цеолите, увеличивая число циклов МКС, требуемых в дальнейшем для введения достаточного количества хрома в катализатор. Обработка паром проводится до введения щелочного металла, поскольку она эффективна только для декатионированных цеолитов.To increase the stability of work and increase the selectivity for the target olefins, the catalyst is treated with water vapor at an elevated temperature, resulting in the hydrolysis of the strong acid centers of the zeolite. This step is preferably carried out after the introduction of chromium into the composition of the catalyst, since this treatment leads to a decrease in the density of ion exchange centers in the zeolite, increasing the number of ISS cycles required in the future to introduce a sufficient amount of chromium into the catalyst. Steam treatment is carried out before the introduction of an alkali metal, since it is effective only for decationized zeolites.

Высокая кислотность цеолита, входящего в состав катализатора дегидрирования, приводит к протеканию различных побочных реакций, таких как крекинг, изомеризация, олигомеризация, дегидроциклизация и ароматизация. По настоящему изобретению эффективным способом ингибирования указанных реакций является введение в состав катализатора щелочного металла. Количество металла, добавляемого в катализатор, должно обеспечивать нейтрализацию имеющихся в цеолите кислотных центров. Модифицирование катализатора щелочным металлом осуществляют методом пропитки по влагоемкости или с помощью реакции ионного обмена, в качестве источника щелочного металла предпочтительно использовать растворы доступных солей натрия, калия или лития.The high acidity of the zeolite, which is part of the dehydrogenation catalyst, leads to various side reactions, such as cracking, isomerization, oligomerization, dehydrocyclization and aromatization. According to the present invention, an effective method of inhibiting these reactions is the introduction of an alkali metal into the catalyst. The amount of metal added to the catalyst should neutralize the acid sites present in the zeolite. Modification of the catalyst with an alkali metal is carried out by impregnation by moisture capacity or by ion exchange reaction, it is preferable to use solutions of available sodium, potassium or lithium salts as a source of alkali metal.

По настоящему изобретению дегидрирование алифатических углеводородов предпочтительно осуществлять в диапазоне давлений близких к атмосферному. Проведение процесса при пониженном давлении хотя и увеличивает равновесную концентрацию продуктов реакции, однако требует дорогостоящего вакуумного оборудования. Такого же эффекта можно достичь, используя разбавление исходного алифатического углеводорода другим газом, предпочтительно азотом, углекислым газом, водяным паром или их смесью. При этом следует учитывать, что такое техническое решение имеет и недостатки, связанные с увеличением затрат на выделение и очистку продукта реакции, а также нагрев дополнительных объемов газа, решение о целесообразности его использования принимается после анализа технико-экономических параметров конкретного процесса.According to the present invention, the dehydrogenation of aliphatic hydrocarbons is preferably carried out in the pressure range close to atmospheric. Although the process is carried out under reduced pressure, it increases the equilibrium concentration of reaction products, but it requires expensive vacuum equipment. The same effect can be achieved by diluting the starting aliphatic hydrocarbon with another gas, preferably nitrogen, carbon dioxide, water vapor, or a mixture thereof. It should be borne in mind that such a technical solution also has drawbacks associated with an increase in the cost of isolating and purifying the reaction product, as well as heating additional volumes of gas, the decision on the feasibility of its use is made after analyzing the technical and economic parameters of a particular process.

Общая методика I. Получение катализаторов дегидрированияGeneral Procedure I. Preparation of Dehydrogenation Catalysts

(а) Исходный пентасил ZSM-5 (CBV 2314 и CBV 5524G фирмы Zeolyst International с мольным соотношением SiO2/Al2O3 23 и 50 соответственно) формуют со связующим - оксидом алюминия или оксидом кремния по методикам, описанным соответственно в Патентах США №3140253, кл. B01J 29/08, 07.07.1964 и №4582815, кл. B01J 20/10, 15.04.1986. Сформованный декатионированный цеолит обрабатывают пятикратным количеством 0,1 М водного раствора гидразина и оставляют на 2 часа при 20°С. Раствор декантируют, продукт промывают деионизированной водой до нейтрального рН.(a) The original pentasil ZSM-5 (CBV 2314 and CBV 5524G of Zeolyst International with a molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 of 23 and 50, respectively) is formed with a binder - alumina or silica according to the methods described respectively in US Patent No. 3140253, cl. B01J 29/08, 07/07/1964 and No. 4582815, class. B01J 20/10, 04/15/1986. The formed decationized zeolite is treated with five times the amount of 0.1 M aqueous solution of hydrazine and left for 2 hours at 20 ° C. The solution is decanted, the product is washed with deionized water to a neutral pH.

(б) Полученный влажный сформованный гидразинсодержащий цеолит обрабатывают пятикратным количеством 0.25 М раствора бихромата калия, натрия или аммония, при этом наблюдается интенсивное выделение газа, продолжающееся приблизительно 20 мин. Суспензию оставляют еще на 2 часа при 20°С, после чего раствор декантируют, продукт промывают несколькими порциями 0,01 М раствора карбоната калия до образования бесцветного фильтрата. Полупродукт обрабатывают пятикратным количеством 0,1 М раствора гидрокарбоната гидразония, приготовленного in-situ из 0,1 М раствора гидразина. Суспензию перемешивают в течение 1 часа при 20°С, после чего повторяют ионный обмен еще раз. Раствор декантируют, продукт промывают деионизированной водой до нейтрального рН. Получают сформованный хромсодержащий цеолит после первого цикла МКС.(b) The obtained wet molded hydrazine-containing zeolite is treated with a five-fold amount of a 0.25 M solution of potassium, sodium or ammonium dichromate, with intense gas evolution lasting approximately 20 minutes. The suspension is left for another 2 hours at 20 ° C, after which the solution is decanted, the product is washed with several portions of a 0.01 M potassium carbonate solution until a colorless filtrate forms. The intermediate is treated with a five-fold amount of 0.1 M hydrazonium hydrogen carbonate solution prepared in situ from a 0.1 M hydrazine solution. The suspension is stirred for 1 hour at 20 ° C, after which the ion exchange is repeated once more. The solution is decanted, the product is washed with deionized water to a neutral pH. A molded chromium-containing zeolite is obtained after the first ISS cycle.

(в) Еще одна или две обработки по методике (б) приводят к сформованным хромсодержащим цеолитам после двух или трех циклов МКС соответственно.(c) Another or two treatments according to procedure (b) lead to formed chromium-containing zeolites after two or three ISS cycles, respectively.

(г) Полученные сформованные хромсодержащие цеолиты высушивают в течение 2 часов при 120°С и прокаливают в течение 2 часов при 600°С.(d) The obtained formed chromium-containing zeolites are dried for 2 hours at 120 ° C and calcined for 2 hours at 600 ° C.

(д) Полученные образцы обрабатывают водяным паром в кварцевом изотермическом реакторе при температуре 550-650°С в течение 1-6 часов.(e) The obtained samples are treated with water vapor in a quartz isothermal reactor at a temperature of 550-650 ° C for 1-6 hours.

(е) В обработанные паром полупродукты методом пропитки по влагоемкости или реакцией ионного обмена вводят щелочной металл, используя растворы гидрокарбоната натрия, карбоната калия или гидроксида лития. Пропитку полупродуктов осуществляют раствором расчетного количества соли щелочного металла, реакцию ионного обмена проводят, перемешивая полупродукт с пятикратным количеством 0,1 М раствора соли щелочного металла в течение 2 часов, после чего декантируют раствор и промывают катализатор деионизированной водой.(f) An alkali metal is introduced into the steamed semi-processed products by the method of impregnation by moisture capacity or by the ion exchange reaction using solutions of sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate or lithium hydroxide. The intermediates are impregnated with a solution of the calculated amount of an alkali metal salt, the ion exchange reaction is carried out by mixing the intermediate with a five-fold amount of a 0.1 M alkali metal salt solution for 2 hours, after which the solution is decanted and the catalyst is washed with deionized water.

(ж) Полученные катализаторы высушивают в течение 2 часов при 120°С и прокаливают в течение 2 часов при 600°С.(g) The resulting catalysts are dried for 2 hours at 120 ° C and calcined for 2 hours at 600 ° C.

Общая методика II. Дегидрирование алифатических углеводородовGeneral procedure II. Dehydrogenation of aliphatic hydrocarbons

Дегидрирование проводят в кварцевом изотермическом реакторе, объем загруженного катализатора составляет 1 мл. Температуру в зоне реакции контролируют внутренней термопарой. Количественный анализ продуктов реакции проводят методом ГЖХ.Dehydrogenation is carried out in a quartz isothermal reactor, the volume of the loaded catalyst is 1 ml. The temperature in the reaction zone is controlled by an internal thermocouple. Quantitative analysis of the reaction products is carried out by GLC.

Сущность предлагаемого изобретения и его практическая применимость иллюстрируется нижеприведенными примерами.The essence of the invention and its practical applicability is illustrated by the following examples.

В Примерах №1-16 (Таблица 1) приведены данные о составе и условиях получения катализаторов по настоящему изобретению (Примеры №1-9) и катализаторов сравнения (Примеры №10-16).In Examples No. 1-16 (Table 1) data on the composition and conditions for producing the catalysts of the present invention (Examples No. 1-9) and comparison catalysts (Examples No. 10-16) are given.

В Примерах №17-33 (Таблица 2) представлены экспериментальные данные по дегидрированию пропана на катализаторах по настоящему изобретению (Примеры №17-25), катализаторах сравнения (Примеры №26-32), а также на катализаторе по прототипу (Пример №33).In Examples No. 17-33 (Table 2) presents experimental data on the propane dehydrogenation on the catalysts of the present invention (Examples No. 17-25), comparison catalysts (Examples No. 26-32), as well as on the prototype catalyst (Example No. 33) .

Анализ полученных результатов показывает, что активность катализаторов, прежде всего, зависит от содержания хрома, введенного в состав цеолита. Катализаторы сравнения, содержащие недостаточное количество хрома, проявляют низкую дегидрирующую активность (Примеры №26, 30, 31, 32). Кроме того, катализаторы сравнения, не содержащие щелочного металла, проявляют низкую селективность по пропилену (Примеры №27, 29). Обработка катализаторов водяным паром приводит лишь к незначительному увеличению выхода пропилена, с 39,3 до 39,9% (Примеры №28 и 17 соответственно). Однако дополнительные эксперименты по длительному дегидрированию пропана на этих катализаторах показали, что длительность действия обработанного паром катализатора в 3 раза превышает длительность действия необработанного катализатора. Выход пропилена на всех катализаторах по настоящему изобретению не менее чем в 2,5 раза превышает выход пропилена на катализаторе по прототипу.An analysis of the results shows that the activity of the catalysts primarily depends on the chromium content introduced into the zeolite. Comparison catalysts containing insufficient chromium exhibit low dehydrogenating activity (Examples No. 26, 30, 31, 32). In addition, alkali metal-free reference catalysts exhibit low propylene selectivity (Examples No. 27, 29). The treatment of the catalysts with water vapor leads only to a slight increase in the yield of propylene, from 39.3 to 39.9% (Examples No. 28 and 17, respectively). However, additional experiments on the long-term dehydrogenation of propane on these catalysts showed that the duration of the steam-treated catalyst was 3 times the duration of the untreated catalyst. The propylene yield on all catalysts of the present invention is not less than 2.5 times higher than the propylene yield on the prototype catalyst.

В Примерах №34-39 (Таблица 3) приведены параметры и результаты экспериментов по дегидрированию этана, бутана, изобутана и изопентана на катализаторах по настоящему изобретению (Примеры №34-37), а также данные по дегидрированию бутана и изобутана на катализаторе по прототипу (Примеры №38, 39). Все примеры, представленные в Таблице 3, выполнены по Общей методике 2.Examples No. 34-39 (Table 3) show the parameters and results of experiments on the dehydrogenation of ethane, butane, isobutane and isopentane on the catalysts of the present invention (Examples No. 34-37), as well as data on the dehydrogenation of butane and isobutane on the catalyst of the prototype ( Examples No. 38, 39). All examples presented in Table 3 were performed according to General Procedure 2.

Анализ результатов, приведенных в Таблице 3, показывает, что во всех случаях катализаторы по настоящему изобретению проявляют высокие активность и селективность в реакциях дегидрирования алифатических углеводородов C2-C5, при этом выходы бутенов на катализаторе по настоящему изобретению в 3-5,5 раз превышают выходы бутенов на катализаторе по прототипу.An analysis of the results shown in Table 3 shows that in all cases the catalysts of the present invention show high activity and selectivity in the dehydrogenation reactions of aliphatic hydrocarbons C 2 -C 5 , while the yields of butenes on the catalyst of the present invention are 3-5.5 times exceed the yields of butenes on the catalyst of the prototype.

Таким образом, применение настоящего изобретения позволит получить технический и экономический эффекты, заключающиеся в увеличении выхода олефиновых углеводородов и снижении себестоимости продукции.Thus, the application of the present invention will allow to obtain technical and economic effects, consisting in increasing the yield of olefinic hydrocarbons and reducing the cost of production.

Таблица 1Table 1 Пример №Example No. SiO2/Al2O3 (мольное) цеолитаSiO 2 / Al 2 O 3 (molar) zeolite Связующее, его содержание в сформованном цеолите, масс.%Binder, its content in the molded zeolite, wt.% Кратность введения Cr и его содержание в цеолите (масс.%)The multiplicity of the introduction of Cr and its content in zeolite (wt.%) Щелочной металл (способ его введения *), содержание в катализаторе, масс.%Alkali metal (method of its introduction *), content in the catalyst, wt.% Режим обработки паром, Т, °С×t, чSteaming mode, T, ° С × t, h 1 (изобретение)1 (invention) 2323 SiO2, 50%SiO 2 , 50% 2 (13,9)2 (13.9) Na (Пр.)1,2Na (Ex) 1.2 600×4600 × 4 2 (изобретение)2 (invention) 2323 SiO2, 50%SiO 2 , 50% 2 (13,9)2 (13.9) Li (Пр.) 0,4Li (Ave) 0.4 600×4600 × 4 3 (изобретение)3 (invention) 2323 SiO2, 50%SiO 2 , 50% 2 (13,9)2 (13.9) K (И.О.) 1,7K (I.O.) 1.7 600×4600 × 4 4 (изобретение)4 (invention) 2323 SiO2, 20%SiO 2 , 20% 2 (14,0)2 (14.0) K (Пр.) 3,4K (Ex.) 3.4 600×4600 × 4 5 (изобретение)5 (invention) 2323 Al2O3, 35%Al 2 O 3 , 35% 2 (13,7)2 (13.7) Na (Пр.) 1,6Na (Ex) 1.6 600×4600 × 4 6 (изобретение)6 (invention) 2323 SiO2, 50%SiO 2 , 50% 2 (13,9)2 (13.9) Na (Пр.) 1,2Na (Ex) 1.2 650×1650 × 1 7 (изобретение)7 (invention) 2323 SiO2, 50%SiO 2 , 50% 2 (13,9)2 (13.9) Na (И.О.) 0,6Na (I.O.) 0.6 600×4600 × 4 8 (изобретение)8 (invention) 2323 SiO2, 50%SiO 2 , 50% 2 (13,9)2 (13.9) Na (Пр.) 1,2Na (Ex) 1.2 550×6550 × 6 9 (изобретение)9 (invention) 50fifty SiO2, 50%SiO 2 , 50% 3 (13,0)3 (13.0) Li (Пр.) 0,2Li (Ave) 0.2 600×4600 × 4 10 (сравнение)10 (comparison) 2323 SiO2, 50%SiO 2 , 50% 1 (9,4)1 (9.4) Na (Пр.) 1,3Na (Ex) 1.3 600×4600 × 4 11 (сравнение)11 (comparison) 2323 SiO2, 50%SiO 2 , 50% 2 (13,9)2 (13.9) -- -- 12 (сравнение)12 (comparison) 2323 SiO2, 50%SiO 2 , 50% 2 (13,9)2 (13.9) Na (Пр.) 1,2Na (Ex) 1.2 -- 13 (сравнение)13 (comparison) 2323 SiO2, 50%SiO 2 , 50% 2 (13,9)2 (13.9) -- 600×4600 × 4 14 (сравнение)14 (comparison) 2323 Al2O3, 35%Al 2 O 3 , 35% 1 (9,3)1 (9.3) Na (Пр.) 1,7Na (Ex) 1.7 600×4600 × 4 15 (сравнение)15 (comparison) 50fifty SiO2, 50%SiO 2 , 50% 1 (4,3)1 (4.3) Na (Пр.) 0,7Na (Ex) 0.7 600×4600 × 4 16 (сравнение)16 (comparison) 50fifty SiO2, 50%SiO 2 , 50% 2 (8,8)2 (8.8) Na (Пр.) 0,6Na (Ex) 0.6 600×4600 × 4 * Пр. - пропитка, И.O. - ионный обмен.* Etc. - impregnation, I.O. - ion exchange.

Таблица 2table 2 Пример №Example No. Катализатор по примеру №The catalyst according to example No. Т, °СT, ° С Объемная скорость пропана, ч-1 Volumetric speed of propane, h -1 Конверсия пропана, мол.%Propane conversion, mol.% Выход пропилена, мол.%The yield of propylene, mol.% Селективность по пропилену, мол.%Propylene selectivity, mol.% 17 (изобретение)17 (invention) 1one 580580 420420 43,943.9 39,939.9 90,990.9 18 (изобретение)18 (invention) 22 580580 420420 42,642.6 37,937.9 89,089.0 19 (изобретение)19 (invention) 33 580580 420420 44,144.1 39,739.7 90,090.0 20 (изобретение)20 (invention) 4four 580580 670670 42,742.7 38,638.6 90,490,4 21 (изобретение)21 (invention) 55 580580 550550 44,144.1 39,039.0 88,488.4 22 (изобретение)22 (invention) 66 580580 420420 44,044.0 39,739.7 90,290.2 23 (изобретение)23 (invention) 77 580580 420420 44,344.3 39,739.7 89,689.6 24 (изобретение)24 (invention) 88 580580 420420 43,743.7 39,539.5 90,490,4 25 (изобретение)25 (invention) 99 580580 420420 40,240,2 35,935.9 89,389.3 26 (сравнение)26 (comparison) 1010 580580 420420 15,115.1 13,713.7 90,790.7 27 (сравнение)27 (comparison) 11eleven 580580 420420 47,247.2 18,318.3 38,838.8 28 (сравнение)28 (comparison) 1212 580580 420420 44,744.7 39,339.3 87,987.9 29 (сравнение)29 (comparison) 1313 580580 420420 39,539.5 17,217,2 43,543.5 30 (сравнение)30 (comparison) 14fourteen 580580 550550 17,017.0 14,914.9 87,687.6 31 (сравнение)31 (comparison) 15fifteen 580580 420420 7,87.8 7,17.1 91,091.0 32 (сравнение)32 (comparison) 1616 580580 420420 12,712.7 11,511.5 90,690.6 33 (прототип)33 (prototype) 1 прототипа1 prototype 600600 310*310 * 16,016,0 14,314.3 89,289.2 * В расчете на неразбавленный катализатор.* Based on undiluted catalyst.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (3)

1. Катализатор для дегидрирования алифатических углеводородов С25 в соответствующие олефиновые углеводороды С25, включающий кристаллический алюмосиликат, модифицированный хромом, отличающийся тем, что катализатор содержит в качестве кристаллического алюмосиликата не содержащий бора цеолит типа пентасила с мольным соотношением SiO2/Al2O3=от 20 до 50, модифицированный 10-14 мас.% хрома, щелочной металл, выбранный из группы: натрий, калий или литий, связующее - оксид кремния или оксид алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
модифицированный хромом цеолит 50-80 щелочной металл 0,2-3,4 связующее остальное
1. The catalyst for the dehydrogenation of aliphatic hydrocarbons C 2 -C 5 in the corresponding olefinic hydrocarbons C 2 -C 5 , comprising crystalline chromium-modified aluminosilicate, characterized in that the catalyst contains boron-free zeolite of the pentasil type with a molar ratio of SiO 2 as crystalline aluminosilicate / Al 2 O 3 = 20 to 50, modified 10-14 wt.% Chromium, an alkali metal selected from the group: sodium, potassium or lithium, a binder is silicon oxide or alumina, in the following ratio, wt.%:
chromium modified zeolite 50-80 alkali metal 0.2-3.4 binder rest
2. Способ получения катализатора по п.1, включающий введение хрома в кристаллический алюмосиликат и обработку полученного продукта водяным паром при повышенной температуре, отличающийся тем, что в качестве кристаллического алюмосиликата используют не содержащий бора цеолит типа пентасила, который формуют со связующим - оксидом кремния или оксидом алюминия, затем сформованный цеолит последовательно обрабатывают раствором гидразина или его соли и раствором бихромата калия, натрия, или аммония, повторяя указанную последовательность обработок до достижения концентрации хрома в цеолите 10-14 мас.%, после чего сформованный хромсодержащий цеолит обрабатывают водяным паром при температуре 550-650°С в течение 1-6 ч, затем полученную композицию обрабатывают раствором соли щелочного металла, в качестве которой используют соль натрия, калия или лития.2. The method for producing a catalyst according to claim 1, comprising introducing chromium into crystalline aluminosilicate and treating the resulting product with water vapor at elevated temperature, characterized in that a boron-free zeolite of the pentasil type, which is molded with a binder, is used as crystalline aluminosilicate or alumina, then the formed zeolite is successively treated with a solution of hydrazine or its salt and a solution of potassium, sodium, or ammonium dichromate, repeating the indicated sequence boot until the chromium concentration in the zeolite reaches 10-14 wt.%, after which the formed chromium-containing zeolite is treated with water vapor at a temperature of 550-650 ° C for 1-6 hours, then the resulting composition is treated with an alkali metal salt solution, which is used as a salt sodium, potassium or lithium. 3. Способ получения олефиновых углеводородов С25 дегидрированием соответствующих алифатических углеводородов С25 путем контакта газового потока, содержащего алифатический углеводород, с катализатором при повышенной температуре, отличающийся тем, что используют катализатор по п.1, и дегидрирование алифатического углеводорода, как чистого, так и разбавленного азотом, углекислым газом, водяным паром или их смесью, осуществляют при температуре 550-650°С, давлении 90-110 КПа с объемной скоростью газового потока 400-3000 ч-1. 3. A method of producing olefinic hydrocarbons C 2 -C 5 aliphatic hydrocarbon dehydrogenation of the corresponding C 2 -C 5 by contacting the gas stream containing an aliphatic hydrocarbon with a catalyst at elevated temperature, characterized in that a catalyst according to claim 1, and dehydrogenating aliphatic hydrocarbon , both pure and diluted with nitrogen, carbon dioxide, water vapor or a mixture thereof, is carried out at a temperature of 550-650 ° C, a pressure of 90-110 KPa with a gas flow rate of 400-3000 h -1 .
RU2011106085/04A 2011-02-18 2011-02-18 Dehydrogenation catalyst, production method thereof and method of producing c2-c5 olefin hydrocarbons using said catalyst RU2463109C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011106085/04A RU2463109C1 (en) 2011-02-18 2011-02-18 Dehydrogenation catalyst, production method thereof and method of producing c2-c5 olefin hydrocarbons using said catalyst

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011106085/04A RU2463109C1 (en) 2011-02-18 2011-02-18 Dehydrogenation catalyst, production method thereof and method of producing c2-c5 olefin hydrocarbons using said catalyst

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2463109C1 true RU2463109C1 (en) 2012-10-10

Family

ID=47079449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011106085/04A RU2463109C1 (en) 2011-02-18 2011-02-18 Dehydrogenation catalyst, production method thereof and method of producing c2-c5 olefin hydrocarbons using said catalyst

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2463109C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2617684C1 (en) * 2016-06-23 2017-04-26 Общество с ограниченной ответственностью "СИНТОН" Zeolite catalyst of deparafinization and method of deparafinization
RU2800379C2 (en) * 2018-11-13 2023-07-20 Клариант Интернэшнл Лтд Chromium-based dehydrogenation catalysts on aluminum oxide support and methods for their preparation and use

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2322290C1 (en) * 2006-12-18 2008-04-20 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Catalyst, method for preparation thereof, and a process of dehydrogenation of c3-c5-paraffin hydrocarbons into olefins
JP2008266286A (en) * 2007-03-26 2008-11-06 Mitsubishi Chemicals Corp Method for producing alkene
US20100010280A1 (en) * 2008-07-14 2010-01-14 Sud-Chemie Inc. Catalyst for dehydrogenation of hydrocarbons
RU2391134C2 (en) * 2008-09-01 2010-06-10 Сурен Татевосович Гулиянц Method of preparing catalyst for dehydrogenation of paraffin hydrocarbons
US20100312035A1 (en) * 2009-06-05 2010-12-09 Basf Catalysts Llc Alkane dehydrogenation catalysts

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2322290C1 (en) * 2006-12-18 2008-04-20 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Catalyst, method for preparation thereof, and a process of dehydrogenation of c3-c5-paraffin hydrocarbons into olefins
JP2008266286A (en) * 2007-03-26 2008-11-06 Mitsubishi Chemicals Corp Method for producing alkene
US20100010280A1 (en) * 2008-07-14 2010-01-14 Sud-Chemie Inc. Catalyst for dehydrogenation of hydrocarbons
RU2391134C2 (en) * 2008-09-01 2010-06-10 Сурен Татевосович Гулиянц Method of preparing catalyst for dehydrogenation of paraffin hydrocarbons
US20100312035A1 (en) * 2009-06-05 2010-12-09 Basf Catalysts Llc Alkane dehydrogenation catalysts

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2617684C1 (en) * 2016-06-23 2017-04-26 Общество с ограниченной ответственностью "СИНТОН" Zeolite catalyst of deparafinization and method of deparafinization
RU2800379C2 (en) * 2018-11-13 2023-07-20 Клариант Интернэшнл Лтд Chromium-based dehydrogenation catalysts on aluminum oxide support and methods for their preparation and use
RU2817966C1 (en) * 2023-05-11 2024-04-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук Method of preparing zeolite catalyst

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tago et al. Selective production of isobutylene from acetone over alkali metal ion-exchanged BEA zeolites
Corma et al. A comparative study of O42−/ZrO2 and zeolite beta as catalysts for the isomerization of n-butane and the alkylation of isobutane with 2-butene
DK2238094T3 (en) DEHYDRATION OF ALCOHOLS ON CRYSTALLINIC SILICATES
EP0259954B1 (en) Process for converting c2 to c12 aliphatics to aromatics over a zinc activated zeolite
EP3571178B1 (en) Multiple-stage catalyst system for self-metathesis with controlled isomerization and cracking
CN109890503B (en) Process for dehydration of monohydric alcohols using modified crystalline aluminosilicates
US10773250B2 (en) Modified crystalline aluminosilicate for dehydration of alcohols
US4310717A (en) Oxidative dehydrogenation and catalyst
RU2425091C1 (en) Method for obtaining high-octane gasoline and/or aromatic hydrocarbons with low benzene content
WO2007032447A1 (en) Process for production of ethylene and propylene
RU2463109C1 (en) Dehydrogenation catalyst, production method thereof and method of producing c2-c5 olefin hydrocarbons using said catalyst
US6034020A (en) Zeolite-based catalyst material, the preparation thereof and the use thereof
CZ302274B6 (en) Catalyst for steam cracking reactions, process for preparing thereof and process for preparing light olefins
US5235122A (en) Zeolite catalysts suitable for hydrocarbon conversion
US20110230333A1 (en) Olefin Cracking Catalyst and Manufacturing Process
EP2108634A1 (en) Dehydration of alcohols on crystalline silicates
KR100939437B1 (en) A method for preparing decomposition catalyst for hydrocarbon
RU2782893C1 (en) Method for producing a metathesis catalyst for lower olefins, catalyst and application thereof
CN109071378B (en) Process for producing lower olefin
Naicker et al. Hexane activation over vanadium modified zeolite ZSM-5
TWI609852B (en) Method for producing lower olefin
KR20050082612A (en) Solid acid catalyst for preparing dimethylether in high yield and method for preparing dimethylether using the same
JPS63208538A (en) Production of aromatic compound
JPS60248634A (en) Preparation of alcohol
JP2011105670A (en) Method for producing propylene from ethanol

Legal Events

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

Effective date: 20180219