RU2671413C1 - Method for obtaining a spherical catalyst and isobutane alkylation catalyst with isobutene - Google Patents

Method for obtaining a spherical catalyst and isobutane alkylation catalyst with isobutene Download PDF

Info

Publication number
RU2671413C1
RU2671413C1 RU2017147206A RU2017147206A RU2671413C1 RU 2671413 C1 RU2671413 C1 RU 2671413C1 RU 2017147206 A RU2017147206 A RU 2017147206A RU 2017147206 A RU2017147206 A RU 2017147206A RU 2671413 C1 RU2671413 C1 RU 2671413C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
zeolite
sulfated
content
oxide
Prior art date
Application number
RU2017147206A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Юрьевич МУРЗИН
Юлия Владимировна Александрова
Евгений Александрович Власов
Елизавета Алексеевна Дорофеева
Наталья Васильевна Мальцева
Шамиль Омарович Омаров
Аркадий Юрьевич Постнов
Дмитрий Андреевич Сладковский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)"
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 образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)"
Priority to RU2017147206A priority Critical patent/RU2671413C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2671413C1 publication Critical patent/RU2671413C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/08Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/30Ion-exchange

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to the preparation of isobutane alkylation catalysts with isobutene and can be used in the technology for the production of isobutane alkylation catalysts with alkenes and also for the production of isomerization catalysts. Method for the preparation of a spherical isobutane alkylation catalyst with isobutene based on zeolite of NaNHY type with a residual sodium oxide content of not more than 0.8 wt%, including impregnation with stirring of zeolite crystals with an aqueous solution of lanthanum nitrate in an amount providing a lanthanum content in the zeolite of 3.0 wt%, mixing the resultant slurry with a second slurry obtained by peptizing with an aqueous solution of nitric acid to pH of 2–3 in an aluminum hydroxide powder of pseudo-boehmite modification, introducing sulfated tetragonal zirconia with a content of 5 wt% of SOand natural silicate into the slurry mixture when mixing the powder, granulation of the molding composition, wilting granules at room temperature (18–24) h, drying with a temperature rise of 2 degrees per minute and exposure at 110±10 °C for at least 5 hours and calcination with a temperature rise of 10 degrees per minute and a exposure speed of 280±10 °C for not less than 4 hours and at 510±10 °C for at least 4 hours. Powders of the zeolite and aluminum hydroxide of the pseudo-boehmite modification, sulfated zirconia have a particle size of less than 10 mcm. Sulphated coarse mesoporous powder θ-AlO, containing 5 wt% of SO,and zirconium silicate ZrSiO,with particles smaller than 10 mcm are introduced into the molding mass when mixing. Molding mass is granulated by spherical formation by spheronization on a planetary granulator, with the following ratio of components in the molding mass, % by weight: zeolite of NaNHY type with a residual sodium content of not more than 0.8 wt% – (17.5–21.5), lanthanum nitrate – (1.25–1.55), aluminum hydroxide (pseudo-boehmite) – (21.4–23.8), sulfated zirconium oxide – (7.8–10.5), sulfated θ-AlO– (4.2–6.3) and zirconium silicate ZrSiO– (1.5–2.6), nitric acid – (0.40–0.45), water – up to 100. Catalyst prepared by said method comprises a zeolite of the NaLaHY type with a residual sodium oxide content of not more than 0.8 wt% and a modified with 3.0 wt% of lanthanum, aluminum γ-oxide, sulfated tetragonal zirconium oxide containing 5 wt% of SO, natural silicate and further includes sulphated θ-AlO, containing 5 wt% of SO. Natural silicate is ZrSiO. Catalyst components are in the following weight ratio, %: zeolite of the NaLaHY type (35–42), aluminum γ-oxide – (30–32), sulfated zirconium oxide – (15–19), aluminum oxide – (30–32), sulphated aluminum θ-oxide – (8–12), zirconium silicate – (3–5).EFFECT: improved catalyst properties; increased plasticity of the molding mass and strength of granules; presence of the developed volume of large mesopores facilitating the transport of reactants to the active zeolite centers in the catalyst granules and the removal of reaction products from the volume of the catalyst granules; decreased catalyst coking; high conversion and selectivity of alkylation; high mechanical abrasion and crushing strength.2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области получения катализаторов алкилирования изобутана изобутеном и может быть использовано в технологии производства катализаторов алкилирования изоалканов алкенами, а также технологии производства катализаторов изомеризации.The invention relates to the field of production of isobutane alkylation catalysts with isobutene and can be used in the production technology of isoalkanes alkylation catalysts with alkenes, as well as the production technology of isomerization catalysts.

Разработка и исследования катализаторов алкилирования и способов их получения имеют как практическое значение в связи с неудовлетворенной потребностью в целевом продукте алкилирования, так и несомненный научный интерес. Последнее обстоятельство обусловлено сложностью процесса алкилирования и специфическими требованиями к катализатору. С учетом ожидаемого отказа от использования метил-трет-бутилового эфира в качестве октаноповышающей добавки для получения высококачественных бензинов становится все более актуальным разработка катализаторов для производства 2,2,4-триметилпентана (октановое число 100) - продукта алкилирования изобутана изобутеном.The development and research of alkylation catalysts and methods for their preparation are both of practical importance in connection with the unmet need for the target alkylation product, and of undoubted scientific interest. The latter circumstance is due to the complexity of the alkylation process and the specific requirements for the catalyst. Given the expected abandonment of the use of methyl tert-butyl ether as an octane enhancing additive to produce high-quality gasolines, it is becoming increasingly important to develop catalysts for the production of 2,2,4-trimethylpentane (100 octane), an isobutane alkylation product of isobutene.

Современное промышленное алкилирование основано на использовании жидких кислот, серной и фтористоводородной, которым присущи такие серьезные недостатки как высокий удельный расход, токсичность и коррозионная активность, необходимость утилизации отработанных кислот. Прогрессивные тенденции промышленного алкилирования связаны с применением твердых (гетерогенных или гетерогенизированных) катализаторов, которые позволили бы устранить эти технико-экономические и экологические проблемы и получить технологические и экономические преимущества.Modern industrial alkylation is based on the use of liquid acids, sulfuric and hydrofluoric, which have such serious disadvantages as high specific consumption, toxicity and corrosiveness, the need for disposal of waste acids. Progressive trends in industrial alkylation are associated with the use of solid (heterogeneous or heterogenized) catalysts that would eliminate these technical, economic and environmental problems and obtain technological and economic advantages.

На настоящий момент в качестве катализаторов алкилирования изобутана алкенами предложены самые различные твердые системы: цеолиты, гетерогенизированные жидкие кислоты, алюмохлоридные комплексы, ионнообменные смолы, гетерополикислоты, хлорированные и сульфатированные оксиды металлов и др. Основной сложностью на пути широкого промышленного использования подобных катализаторов алкилирования оказалась их быстрая дезактивация, которую связывают с блокировкой активных центров и пористой структуры побочными образованиями из высокомолекулярных углеводородов. Предлагаемыми решениями этой проблемы являются разработки как катализаторов с оптимизированными химическим и фазовым составами, кислотностью и пористой структурой, снижающими вероятность блокировки, так и условий работы твердых катализаторов алкилирования, включающих их многократную регенерацию. Последнее обстоятельство выдвигает дополнительные жесткие требования к катализаторам алкилирования, а именно, требование повышенной механической прочности при сохранении высокой каталитической активности (показатели конверсии и селективности). Одновременно необходимо оптимизировать геометрические форму и размер гранул/зерен катализаторов. С учетом эффективного влияния на процесс алкилирования - снижения размера частиц катализатора, интенсификации перемешиванием, а также необходимости периодического передвижения частиц катализатора по продуктопроводу в выносной регенератор - оптимальной является мелкосферическая форма катализатора.At present, a variety of solid systems have been proposed as catalysts for isobutane alkylation with alkenes: zeolites, heterogenized liquid acids, aluminum chloride complexes, ion exchange resins, heteropoly acids, chlorinated and sulfated metal oxides, etc. Their main difficulty in the widespread use of such alkylation catalysts has been their fast deactivation, which is associated with the blocking of active centers and the porous structure by side formations from high mol eco hydrocarbons. Proposed solutions to this problem are the development of both catalysts with optimized chemical and phase compositions, acidity and a porous structure that reduce the likelihood of blocking, and the working conditions of solid alkylation catalysts, including their multiple regeneration. The latter circumstance puts forward additional stringent requirements for alkylation catalysts, namely, the requirement of increased mechanical strength while maintaining high catalytic activity (conversion and selectivity). At the same time, it is necessary to optimize the geometric shape and size of the granules / grains of the catalysts. Given the effective influence on the alkylation process — reduction of the size of the catalyst particles, intensification by stirring, and the need for periodic movement of the catalyst particles through the product pipeline to a remote regenerator — the fine-spherical form of the catalyst is optimal.

Опыт исследования алкилирования изобутана изобутеном в присутствии твердых катализаторов показал принципиальное значение наличия у катализатора как льюисовских, так и бренстедовских кислотных центров (ЛКЦ и БКЦ, соответственно), а также положительное влияние поддержания катализатора в суспендированном состоянии, т.е. проведения процесса в условиях перемешивания гранул катализатора или их движения в реакционной среде. Реализация этих условий проведения процесса обеспечивает достижение наилучших результатов в отношении активности, селективности и продолжительности работы твердых катализаторов алкилирования.The experience of studying isobutane alkylation with isobutene in the presence of solid catalysts showed the fundamental importance of the presence of both Lewis and Brønsted acid centers in the catalyst (LCC and BCC, respectively), as well as the positive effect of maintaining the catalyst in a suspended state, i.e. carrying out the process under conditions of mixing the catalyst granules or their movement in the reaction medium. The implementation of these process conditions ensures the achievement of the best results with respect to the activity, selectivity and duration of operation of solid alkylation catalysts.

Поэтому обеспечение высоких эксплуатационных показателей катализатора: •активности в реакции алкилирования (оцениваемой степенью конверсии изобутена X, % и селективностью

Figure 00000001
% - массовой долей целевой фракции - триметилпентанов (ТМП) в продукте реакции) в сочетании с •прочностью гранул на раздавливание (для цилиндрических гранул: по торцу
Figure 00000002
МПа и по образующей
Figure 00000003
МПа и на истирание Ри, мас. %, а для сферических - на раздавливание Рсф, МПа и на истирание Ри, мас. %) - становится возможным лишь при его целенаправленном синтезе с учетом следующего: как механическая прочность, так и каталитическая активность во многом определяются химическим и фазовым составами, кислотностью и пористой структурой и условиями их создания, включая способ формования, то есть находятся в многофакторной и сложной зависимости.Therefore, ensuring high catalyst performance: • activity in the alkylation reaction (estimated degree of isobutene conversion X,% and selectivity
Figure 00000001
% - mass fraction of the target fraction - trimethylpentanes (TMP) in the reaction product) in combination with • crush strength of granules (for cylindrical granules: at the end
Figure 00000002
MPa and generatrix
Figure 00000003
MPa and abrasion P and , wt. %, and for spherical - crushing P sf , MPa and abrasion P and , wt. %) - becomes possible only with its purposeful synthesis, taking into account the following: both mechanical strength and catalytic activity are largely determined by chemical and phase compositions, acidity and porous structure and the conditions of their creation, including the molding method, that is, they are multifactorial and complex addictions.

В патенте [1] авторы изобретения, относящегося к процессам получения высокооктанового компонента бензина при алкилировании изобутана бутан-бутиленовой фракцией на гетерогенных катализаторах, предложили твердый гетерогенный катализатор, представляющий собой твердую пористую сверхкислоту на основе металлосиликатов циркония, гафния или их смесей, промотированных солями двух- или трехзарядных катионов металлов с двухзарядными анионами, и имеющий общую формулу (ЭО2aSiO2)⋅b(McXd), где Э=Zr, Hf или их смеси, а=17-34, b=0,5 при с=1 и d=1, M=Ni2+, Zn2+ и ZrO2+, X=SO4 2-, ZrF6 2-; b=0,1666 при с=2 и d=3, M=Sc3+, Y3+Ga3+, X=SO4 2-, причем коэффициенты а и b могут отклоняться относительно указанных значений в большую или в меньшую сторону на 20% для коэффициента «а» и на 5% для коэффициента «b». Заявлен также способ получения высокооктанового компонента автомобильного топлива бензина-алкилата путем алкилирования изобутана промышленной бутан-бутеновой фракцией в присутствии указанного катализатора при температуре от 75 до 102°С, давлении от 1,7 до 2,5 МПа, мольном отношении изобутан/бутены от 10 до 15, с объемной скоростью подачи сырья от 6,4 до 8,5 г/(см3 кат.⋅ч и последующей возможной регенерацией указанного катализатора. Технический результат - высокие показатели по конверсии, выходу алкилата, производительности и ресурсу действия катализатора. Однако в изобретении не приводятся данные о механической прочности катализатора. Воспроизведение твердого катализатора в соответствии с примером 2 изобретения [1] и оценка характеристик полученного образца по нижеуказанным методикам показали его высокие активность и селективность, соответственно, Х=86,8% и

Figure 00000004
In the patent [1], the inventors relating to the processes for producing a high-octane gasoline component by alkylating isobutane with a butane-butylene fraction on heterogeneous catalysts proposed a solid heterogeneous catalyst, which is a solid porous superacid based on zirconium, hafnium metallosilicates or mixtures thereof promoted with two- or tricharged metal cations with doubly charged anions, and having the general formula (EO 2a SiO 2 ) ⋅b (M c X d ), where E = Zr, Hf or their mixtures, a = 17-34, b = 0.5 with c = 1 and d = 1, M = Ni 2+ , Zn 2+ and ZrO 2+ , X = SO 4 2- , ZrF 6 2- ; b = 0.1666 with c = 2 and d = 3, M = Sc 3+ , Y 3+ Ga 3+ , X = SO 4 2- , and the coefficients a and b may deviate up or down relative to the indicated values 20% for coefficient “ a ” and 5% for coefficient “b”. A method is also claimed for producing a high-octane component of gasoline-alkylate automobile fuel by alkylating isobutane with an industrial butane-butene fraction in the presence of said catalyst at a temperature of 75 to 102 ° C, a pressure of 1.7 to 2.5 MPa, and an isobutane / butene molar ratio of 10 15, a flow rate of feed from 6.4 to 8.5 g / (cm 3 kat.⋅ch and possible subsequent regeneration of this catalyst technical result -. high rates of conversion, alkylate yield, productivity and resource action Single alizatora. However, the invention does not shows the mechanical strength of the catalyst. Playback of the solid catalyst according to Example 2 of the invention [1] and assessment of characteristics of the obtained sample accordance with the following procedures showed its high activity and selectivity, respectively, X = 86.8% and
Figure 00000004

Здесь и далее, указанные характеристики катализатора оценивали по результатам проведения процесса алкилирования в следующих условиях: объемное соотношение изобутан/изобутен - 19/1; давление в линии подачи сырья - 6 ати; температура подаваемого сырья - 20°С; объемная скорость подачи сырья - 3 ч-1; параметры реактора: -тип реактора - проточный, объем засыпки катализатора фракции 1-2 мм - 15 см3; температура в слое катализатора - 80°С, давление в реакторе - 6 ати; периодичность отбора проб - 30 мин., продолжительность подачи сырья - 4 ч. Активность оценивали по степени конверсии изобутена:Hereinafter, the indicated characteristics of the catalyst were evaluated by the results of the alkylation process under the following conditions: volume ratio of isobutane / isobutene - 19/1; pressure in the feed line - 6 bar; feed temperature - 20 ° C; volumetric feed rate - 3 h -1 ; reactor parameters: - reactor type - flow-through, volume of backfill of the catalyst fraction 1-2 mm - 15 cm 3 ; the temperature in the catalyst bed is 80 ° C, the pressure in the reactor is 6 ati; sampling frequency - 30 min., the duration of the feed - 4 hours. The activity was evaluated by the degree of conversion of isobutene:

Х=100⋅[(Cн iC4=-Cк iC4=)/Cн iC4=], %,X = 100⋅ [(C n iC4 = -C to iC4 = ) / C n iC4 = ],%,

где Cн iC4= и Cк iC4=, соответственно, начальная и конечная концентрации изобутена в реакционной смеси. Селективность

Figure 00000005
- селективность по триметилпентанам (ТМП) рассчитывали по формуле:where cn iC4 = and Cto iC4 =, accordingly, the initial and final concentration of isobutene in the reaction mixture. Selectivity
Figure 00000005
 - selectivity for trimethylpentanes (TMP) was calculated by the formula:

Figure 00000006
Figure 00000006

где СТМП прод - концентрация ТМП в продуктах; Спрод - концентрация продуктов.where C TMP prod - concentration of TMP in products; With prod - concentration of products.

При этом показатели механической прочности гранул составили:The indicators of the mechanical strength of the granules amounted to:

- Прочность на истирание Ри=66 мас. %, определяемая, здесь и далее, по ГОСТ 16188 и рассчитываемая по формуле: Pи=100⋅(mкон/mисх), мас. %, где mкон и mисх масса гранул целевой фракции, соответственно, после истирающих воздействий в условиях ГОСТ и исходная - до воздействий. Прочность на раздавливание по торцу

Figure 00000007
и по образующей
Figure 00000008
определяемые, здесь и далее, на приборе МП-2.- Abrasion resistance P and = 66 wt. %, determined, hereinafter, according to GOST 16188 and calculated by the formula: P and = 100⋅ (m con / m ref ), wt. %, where m kon and m ex is the mass of granules of the target fraction, respectively, after abrasion under the conditions of GOST and the original - before exposure. End crush strength
Figure 00000007
and by generatrix
Figure 00000008
defined hereinafter on the MP-2 device.

Figure 00000009
- раздавливание по торцу цилиндрической гранулы с равными диаметром d и высотой h=d; при этом цилиндрическая гранула расположена вертикально и разрушающая нагрузка Fi прилагается на площадь поперечного сечения гранулы, равную 0,785d2, и
Figure 00000010
Figure 00000009
- crushing at the end of a cylindrical granule with equal diameter d and height h = d; wherein the cylindrical granule is vertical and the breaking load F i is applied to the cross-sectional area of the granule equal to 0.785d 2 , and
Figure 00000010

Figure 00000011
- раздавливание по образующей гранулы с равными диаметром d и высотой h=d; при этом цилиндрическая гранула расположена горизонтально и разрушающая нагрузка прилагается на площадь продольного сечения гранулы, равную d h, и
Figure 00000012
Figure 00000011
- crushing along the forming granules with equal diameter d and height h = d; wherein the cylindrical granule is horizontal and the breaking load is applied to the longitudinal sectional area of the granule equal to dh, and
Figure 00000012

За результат определения

Figure 00000013
и
Figure 00000014
принимаются средние значения для выборок из 26 гранул.For the result of the determination
Figure 00000013
and
Figure 00000014
average values are taken for samples of 26 granules.

Известные [1] катализатор и описанный в примерах способ его получения имеют следующие существенные недостатки.Known [1] the catalyst and the method for its preparation described in the examples have the following significant disadvantages.

Во-первых, невысокие прочностные характеристики как по сопротивлению раздавливанию

Figure 00000015
так и на истирание (Ри). Причины недостаточной прочности - •характер пористой структуры катализатора, представленной преимущественно макропорами (по данным авторов, 80-300 и 100-1000 нм для образцов К2 и К3), являющихся, как известно, концентраторами внутренних напряжений, ослабляющих твердое пористое тело.Firstly, low strength characteristics as to crush resistance
Figure 00000015
and abrasion (P and ). The reasons for the lack of strength are • the nature of the porous structure of the catalyst, represented mainly by macropores (according to the authors, 80-300 and 100-1000 nm for samples K2 and K3), which are known to be concentrators of internal stresses that weaken a solid porous body.

Во-вторых, использованный способ таблетирования катализатора - сухим прессованием, не обеспечивающий, с учетом условий завершающей термообработки, формирование прочных и устойчивых к жидкой реакционной среде кристаллизационно-конденсационных контактов между частицами компонентов катализатора.Secondly, the used method of tabletting the catalyst is by dry pressing, which does not provide, taking into account the conditions of the final heat treatment, the formation of crystallization-condensation contacts between the particles of the catalyst components that are strong and resistant to the liquid reaction medium.

Известны также твердый гетерогенный катализатор для процесса алкилирования изопарафиновых углеводородов олефинами и способ его получения, описанные в патенте [2] РФ №2505357, кл. МПК B01J 37/30, B01J 29/08, B01J 29/12, С07С 2/58, опубл. 27.01.2014.Also known is a solid heterogeneous catalyst for the process of alkylation of isoparaffin hydrocarbons with olefins and the method for its preparation described in RF patent [2] No. 2505357, class. IPC B01J 37/30, B01J 29/08, B01J 29/12, C07C 2/58, publ. 01/27/2014.

В [2] предложен способ получения катализатора алкилирования изобутана олефинами на основе цеолита типа NaNH4Y при остаточном содержании оксида натрия не более 0,8 мас. %, в котором цеолит при перемешивании пропитывают водным раствором нитрата лантана, взятого в количестве, обеспечивающем содержание лантана в конечном катализаторе 0,5 мас. %-6,0% - получают суспензию; порошок гидроксида алюминия бемитной структуры пептизируют раствором кислоты до рН 1-3 и получают другую суспензию. Затем обе суспензии перемешивают, упаривают до состояния формуемости и формуют в гранулы. После чего полученные гранулы провяливают при комнатной температуре, сушат при 50-120°С не менее 5 часов и прокаливают при 150-500°С не менее 4 часов. В частном случае после прокаливания на катализатор наносят хлорид палладия. Предложен также способ алкилирования изобутана олефинами в присутствии указанного катализатора. Технический результат - упрощение и удешевление процесса получения катализатора.In [2], a method for producing an isobutane alkylation catalyst by olefins based on a zeolite of the NaNH 4 Y type with a residual sodium oxide content of not more than 0.8 wt. %, in which the zeolite with stirring is impregnated with an aqueous solution of lanthanum nitrate, taken in an amount providing a lanthanum content in the final catalyst of 0.5 wt. % -6.0% - get a suspension; the boehmite structure aluminum hydroxide powder is peptized with an acid solution to a pH of 1-3 and another suspension is obtained. Then both suspensions are mixed, evaporated to formability and molded into granules. After which the obtained granules are dried at room temperature, dried at 50-120 ° C for at least 5 hours and calcined at 150-500 ° C for at least 4 hours. In the particular case, after calcination, palladium chloride is applied to the catalyst. A method for the alkylation of isobutane with olefins in the presence of said catalyst is also provided. EFFECT: simplification and cheapening of the process of producing a catalyst.

Катализатор, полученный по [2], содержит, в соответствии с приведенными примерами: цеолит типа NaNH4Y (с остаточным содержанием оксида натрия не более 0,8 мас. %), - (64,0-79,5) мас. %; лантан - (0,5-6,0) мас. % и оксид алюминия - (20-30) мас. %, в частном случае - палладий - 0,2 мас. % и имеет, согласно данным авторов, следующие характеристики: конверсия бутиленов - 99-100%, селективность по ТМП - 63,1-71,2%. Данные о механической прочности катализатора в патенте, к сожалению, отсутствуют.The catalyst obtained according to [2] contains, in accordance with the examples given: a zeolite of the NaNH 4 Y type (with a residual content of sodium oxide of not more than 0.8 wt.%), - (64.0-79.5) wt. %; lanthanum - (0.5-6.0) wt. % and alumina - (20-30) wt. %, in a particular case - palladium - 0.2 wt. % and has, according to the authors, the following characteristics: butylene conversion - 99-100%, TMP selectivity - 63.1-71.2%. Unfortunately, there are no data on the mechanical strength of the catalyst in the patent.

Воспроизведение способа получения катализатора в соответствии с примером 4 изобретения [2] и оценка характеристик полученного катализатора по вышеуказанным методикам показали его достаточно высокие активность и селективность в процессе алкилирования изобутана изобутеном, соответственно, Х=92,6% и

Figure 00000016
Показатели механической прочности гранул составили: на раздавливание -
Figure 00000017
и
Figure 00000018
на истирание - Ри=71 мас. %.Reproduction of the catalyst preparation method in accordance with Example 4 of the invention [2] and evaluation of the characteristics of the obtained catalyst according to the above methods showed its rather high activity and selectivity in the process of isobutane alkylation with isobutene, respectively, X = 92.6% and
Figure 00000016
Indicators of mechanical strength of the granules amounted to: crushing -
Figure 00000017
and
Figure 00000018
abrasion - P and = 71 wt. %

Известный [2] способ получения катализатора и катализатор, описанный в примерах патента, имеют следующие существенные недостатки.Known [2] the method of producing the catalyst and the catalyst described in the examples of the patent have the following significant disadvantages.

Во-первых, катализатор характеризуется невысокой механической прочностью гранул как на раздавливание, так и на истирание; причиной этого является использование в качестве Al2O3-связующего - гидроксида алюминия бемитной модификации (гидроксид алюминия AlO(ОН), являющегося недостаточно реакционноспособным по отношению к кислотам-пептизаторам и вследствие этого характеризующегося невысокими (например, по сравнению с гидроксидом алюминия псевдобемитной модификации - моногидроксидом алюминия AlOOH⋅nH2O) пластифицирующими свойствами, которые способствовали бы оптимальной упаковке частиц цеолита при формовании и образованию после термообработки гранул как максимально возможного числа контактов на единицу контактного сечения, так и высокой прочности единичных контактов. А именно эти факторы являются одними из основных, формирующих прочностные свойства гранул.Firstly, the catalyst is characterized by low mechanical strength of the granules both crushing and abrasion; the reason for this is the use of boehmite modification (Al hydroxide AlO (ОН) as an Al 2 O 3 -binding - aluminum hydroxide, which is not sufficiently reactive with peptizing acids and, therefore, is low (for example, compared with pseudoboehmite modification of aluminum hydroxide - aluminum monohydroxide AlOOH⋅nH 2 O) plasticizing properties that would contribute to the optimal packing of zeolite particles during molding and the formation of granules after heat treatment as max of the possible number of contacts per contact section unit, as well as the high strength of individual contacts, namely, these factors are one of the main ones that form the strength properties of granules.

Во-вторых, показатели прочности гранул катализатора на раздавливание

Figure 00000019
и
Figure 00000020
отличаются почти в 2 раза, что свидетельствует об анизотропии сформированной пористой структуры и наличии значительных внутренних напряжений, а это может стать причиной разрушения гранул при регенерации.Secondly, crush strength indicators of catalyst granules
Figure 00000019
and
Figure 00000020
differ by almost 2 times, which indicates the anisotropy of the formed porous structure and the presence of significant internal stresses, and this can cause destruction of the granules during regeneration.

Наиболее близкими к заявляемым являются способ приготовления катализатора и алкилирования изобутана изобутеном, описанные в патенте [3] РФ №2579512, кл. МПК B01J 37/30, B01J 29/08, B01J 29/12, С07С 2/58, опубл. 10.04.2016, бюл. №10 (прототип).Closest to the claimed are a method of preparing a catalyst and alkylation of isobutane with isobutene, described in patent [3] of the Russian Federation No. 2579512, class. IPC B01J 37/30, B01J 29/08, B01J 29/12, C07C 2/58, publ. 04/10/2016, bull. No. 10 (prototype).

В прототипе [3] описывается способ приготовления катализатора на основе цеолита типа NaNH4Y с остаточным содержанием оксида натрия не более 0,8 мас. %, включающий пропитку при перемешивании кристаллов цеолита с водным раствором нитрата лантана в количестве, обеспечивающем содержание лантана в цеолите 3,0 мас. %, смешение образовавшейся суспензии со второй суспензией, полученной пептизацией водным раствором азотной кислоты до рН 1-3 порошка гидроксида алюминия, гранулирование формовочной массы, провяливание при комнатной температуре 18-24 ч, сушку с подъемом температуры 2 градуса в минуту и выдержкой при 110±10°С не менее 5 ч и прокаливание с подъемом температуры 10 градусов в минуту и выдержкой при 280±10°С не менее 4 ч и при 510±10°С не менее 4 ч; порошки цеолита и гидроксида алюминия псевдобемитной модификации имеют размер частиц менее 40 мкм, а в формовочную массу дополнительно вводят при перемешивании порошок сульфатированного тетрагонального диоксида циркония с содержанием 5 мас. % SO4 2- и с частицами размером менее 40 мкм, а также микроигольчатый волластонит немодифицированный - природный силикат кальция CaSiO3 с характеристическим отношением

Figure 00000021
и длиной микроигл
Figure 00000022
при следующем соотношении компонентов в формовочной массе, мас. %: цеолит типа NaNH4Y с остаточным содержанием натрия не более 0,8 мас. % - (36,2-40,4), нитрат лантана (1,8-2,1), гидроксид алюминия (псевдобемит) - (9,8-16,0), сульфатированный оксид циркония - (9,4-12,5) и микроигольчатый волластонит - природный силикат кальция CaSiO3 с характеристическим отношением
Figure 00000023
при длине микроигл
Figure 00000024
- (1,2-2,9), азотная кислота - (0,4-0,5), вода - до 100.The prototype [3] describes a method for preparing a catalyst based on a zeolite of the NaNH 4 Y type with a residual content of sodium oxide of not more than 0.8 wt. %, including the impregnation with stirring of the crystals of zeolite with an aqueous solution of lanthanum nitrate in an amount providing a lanthanum content in the zeolite of 3.0 wt. %, mixing the resulting suspension with a second suspension obtained by peptization with an aqueous solution of nitric acid to a pH of 1-3 aluminum hydroxide powder, granulating the molding mass, drying at room temperature for 18-24 hours, drying with a temperature rise of 2 degrees per minute and holding at 110 ± 10 ° C for at least 5 hours and annealing with a temperature increase of 10 degrees per minute and holding at 280 ± 10 ° C for at least 4 hours and at 510 ± 10 ° C for at least 4 hours; powders of zeolite and aluminum hydroxide of pseudoboehmite modification have a particle size of less than 40 microns, and a powder of sulfated tetragonal zirconium dioxide with a content of 5 wt. % SO 4 2- and with particles less than 40 microns in size, as well as non-modified microneedle wollastonite - natural calcium silicate CaSiO 3 with a characteristic ratio
Figure 00000021
and microneedle length
Figure 00000022
in the following ratio of components in the molding material, wt. %: zeolite type NaNH 4 Y with a residual sodium content of not more than 0.8 wt. % - (36.2-40.4), lanthanum nitrate (1.8-2.1), aluminum hydroxide (pseudoboehmite) - (9.8-16.0), sulfated zirconium oxide - (9.4-12 , 5) and microneedle wollastonite - natural calcium silicate CaSiO 3 with a characteristic ratio
Figure 00000023
with microneedle length
Figure 00000024
- (1.2-2.9), nitric acid - (0.4-0.5), water - up to 100.

В прототипе [3] описывается также катализатор, включающий цеолит типа NaLaHY с остаточным содержанием оксида натрия не более 0,8 мас. % и модифицированный 3,0 мас. % лантана, γ-оксид алюминия, дополнительно содержащий сульфатированный тетрагональный оксид циркония с 5 мас. % SO4 2-, и микроигольчатый волластонит - природный силикат кальция CaSiO3 с характеристическим отношением

Figure 00000025
и длиной микроигл
Figure 00000026
а компоненты катализатора находятся в массовом соотношении, %: цеолит типа NaLaHY - (49-55), γ-оксид алюминия - (22-30), сульфатированный оксид циркония (18-25), силикат кальция - (2-4). Технический результат - достаточно высокие показатели активности и селективности в процессе алкилирования изобутана изобутеном в условиях эксперимента, а именно: при отработке 0,5 ч - Х=89,3-95,7 мас. %, а
Figure 00000027
Оценка стабильности характеристик X и
Figure 00000028
показала их снижение за 4 часа работы на 4-10%. Показатели механической прочности гранул составили: на раздавливание -
Figure 00000029
и
Figure 00000030
на истирание - Ри=75,1-90,1 мас. %.The prototype [3] also describes a catalyst comprising a zeolite of the NaLaHY type with a residual content of sodium oxide of not more than 0.8 wt. % and modified 3.0 wt. % lanthanum, γ-alumina, optionally containing sulfated tetragonal zirconia with 5 wt. % SO 4 2- , and microneedle wollastonite - natural calcium silicate CaSiO 3 with a characteristic ratio
Figure 00000025
and microneedle length
Figure 00000026
and the components of the catalyst are in a mass ratio,%: zeolite of the NaLaHY type - (49-55), γ-alumina - (22-30), sulfated zirconium oxide (18-25), calcium silicate - (2-4). EFFECT: rather high indices of activity and selectivity in the process of isobutane alkylation with isobutene under experimental conditions, namely: when working out for 0.5 hours, X = 89.3-95.7 wt. %, but
Figure 00000027
Assessment of the stability of the characteristics of X and
Figure 00000028
showed their decrease over 4 hours by 4-10%. Indicators of mechanical strength of the granules amounted to: crushing -
Figure 00000029
and
Figure 00000030
abrasion - P and = 75.1-90.1 wt. %

Известные способ получения катализатора и катализатор, описанные в примерах патента-прототипа [3], имеют следующие существенные недостатки.The known method of producing the catalyst and the catalyst described in the examples of the patent prototype [3], have the following significant disadvantages.

Во-первых, катализатор, полученный по способу-прототипу, характеризуется недостаточно высокой механической прочностью гранул как на раздавливание, так и на истирание; причиной этого является завышенное содержание кристаллов цеолита (в катализаторе -48-56 мас. %), не проявляющих пластичности и вяжущих свойств, особенно в сочетании с достаточно крупными частицами (до 40 мкм) сульфатированного тетрагонального диоксида циркония, в связи с чем число единичных контактов в составе формовочной массы и гранул на единицу их контактного сечения требует увеличения.Firstly, the catalyst obtained by the prototype method is characterized by insufficiently high mechanical strength of the granules both for crushing and abrasion; the reason for this is the overestimated content of zeolite crystals (-48-56 wt.% in the catalyst) that do not exhibit plasticity and astringent properties, especially in combination with fairly large particles (up to 40 microns) of sulfated tetragonal zirconia, in connection with which the number of single contacts in the composition of the molding mass and granules per unit of their contact section requires an increase.

Во-вторых, неоптимальность (по сравнению с предпочтительной сферической) формы катализатора (экструдированной цилиндрической или зерненной после дробления гранул), в значительно большей степени подверженных воздействию истирающих нагрузок при проведении процесса в условиях перемешивания гранул катализатора и их движения в реакционной среде или при подаче на регенерацию. Этот недостаток катализатора продиктован ограниченными возможностями способа его гранулирования - экструзией, выбор которой, в свою очередь, обусловлен составом формовочной массы. Она характеризуется повышенным содержанием относительно крупных частиц цеолита и оксида циркония (до 40 мкм) по отношению к пептизированному азотной кислотой псевдобемиту, образующему коллоидные прослойки в местах контактов их (цеолита, оксида циркония) частиц, практически не участвующих в пептизации.Secondly, the non-optimal (compared to the preferred spherical) form of the catalyst (extruded cylindrical or granular after crushing of the granules), which are much more susceptible to abrasive loads when carrying out the process under conditions of mixing the catalyst granules and their movement in the reaction medium or when applying to regeneration. This disadvantage of the catalyst is dictated by the limited capabilities of the method of its granulation - extrusion, the choice of which, in turn, is due to the composition of the molding material. It is characterized by an increased content of relatively large particles of zeolite and zirconium oxide (up to 40 μm) with respect to pseudoboehmite peptized with nitric acid, which forms colloidal interlayers at the points of contact (zeolite, zirconium oxide) of particles that are practically not involved in peptization.

В-третьих, наличие у катализатора, полученного по способу-прототипу, тенденции к снижению за 4 часа работы показателей активности и селективности в процессе алкилирования изобутана изобутеном в условиях эксперимента. Причиной может явиться отложение высокомолекулярных олефиновых углеводородов, дезактивирующих активные центры и экранирующих полости цеолита и кислотные центры на поверхности сульфатированного оксида циркония.Thirdly, the presence of the catalyst obtained by the prototype method, a tendency to decrease over 4 hours of operation indicators of activity and selectivity in the process of alkylation of isobutane with isobutene under experimental conditions. The reason may be the deposition of high molecular weight olefin hydrocarbons that deactivate active centers and shield the zeolite cavity and acid centers on the surface of sulfated zirconium oxide.

Задачей изобретения является достижение технического результата - разработки способа приготовления сферического катализатора и катализатора алкилирования изобутана изобутеном с повышенной механической прочностью сферических гранул и с сохранением высоких показателей процесса - конверсии изобутена и селективности по триметилпентанам и их стабильности при отработке.The objective of the invention is to achieve a technical result - the development of a method for preparing a spherical catalyst and an isobutane alkylation catalyst with isobutene with increased mechanical strength of spherical granules and maintaining high process performance - isobutene conversion and trimethylpentane selectivity and their stability during mining.

В основе решения поставленной технической задачи лежит повышение эксплуатационных свойств гетерогенного катализатора, которое выражается в оптимизации формы его гранул и увеличении механической прочности катализатора при обеспечении высоких показателей его каталитической активности - степени конверсии изобутена и селективности по триметилпентанам, и их стабильности при отработке в процессе алкилирования.The basis of the solution of the stated technical problem is to increase the operational properties of a heterogeneous catalyst, which is expressed in optimizing the shape of its granules and increasing the mechanical strength of the catalyst while ensuring high rates of its catalytic activity - the degree of conversion of isobutene and selectivity for trimethylpentanes, and their stability during mining during the alkylation process.

Технический результат - улучшение свойств катализатора по сравнению с прототипом достигается за счет: 1) Изменения содержания в формовочной массе и снижения содержания - в составе катализатора кристаллов цеолита и оксида циркония, повышения содержания в составе формовочной массы пептизированного псевдобемита при одновременном повышении их дисперсности до частиц размером менее 10 мкм, что обеспечивает их более равномерное распределение в объеме массы и гранул, повышение числа единичных контактов частиц через прослойки пептизированного псевдобемита - связующего и пластификатора; как следствие - повышение пластичности формовочной массы и прочности гранул. 2) Дополнительного введения в состав формовочной массы и гранул инертной добавки высокодисперсных (менее 10 мкм) частиц сульфатированного (5 мас. % SO4 2-) крупномезопористого θ-Al2O3, способствующих развитию объема крупных мезопор как за счет аддитивного вклада объема собственных пор, так и за счет влияния на упаковку частиц в массе и образования вторичных мезопор; как следствие - наличие в гранулах катализатора развитого объема крупных мезопор, облегчающих транспорт: реагентов к активным центрам цеолита и продуктов реакции из объема гранул катализатора; это способствует снижению закоксовываемости катализатора; 3) введения в состав формовочной массы и гранул катализатора в качестве природного силиката - высокодисперсного (менее 10 мкм) силиката циркония, являющегося твердой кислотой средней силы и вносящего свой вклад в обеспечение высоких показателей конверсии и селективности алкилирования и повышение их стабильности в процессе отработки, в том числе за счет влияния на упаковку частиц в массе и гранулах, т.е. при формировании вторичных пор; 4) формования массы в сферические гранулы методом окатывания на планетарном грануляторе, обеспечивающем оптимальность формы катализатора и его высокую механическую прочность, как на истирание, так и на раздавливание без эффекта анизотропии за счет создаваемых значительных центробежных окатывающих усилий, что в совокупности всех условий получения и ингредиентного состава катализатора обеспечивает высокие эксплуатационные показатели и их устойчивость при отработке в целевом процессе.EFFECT: improved properties of the catalyst compared to the prototype achieved by: 1) Changes in the content in the molding material and reduction in the content of zeolite and zirconium crystals in the catalyst, increase in the content of peptized pseudoboehmite in the molding composition while increasing their dispersion to particle size less than 10 microns, which ensures their more uniform distribution in the volume of mass and granules, increasing the number of individual contacts of particles through peptized layers pseudoboehmite - binder and plasticizer; as a result, an increase in the plasticity of the molding material and the strength of the granules. 2) An additional introduction of finely dispersed (less than 10 μm) particles of sulfated (5 wt.% SO 4 2- ) coarse mesoporous θ-Al 2 O 3 into the molding composition and granules of the inert additive, contributing to the development of the volume of large mesopores due to the additive contribution of the intrinsic volume then, and due to the influence on the packing of particles in the mass and the formation of secondary mesopores; as a result, the presence in the catalyst granules of a developed volume of large mesopores facilitating transport of: reagents to the active centers of the zeolite and reaction products from the volume of the catalyst granules; this helps to reduce the coking capacity of the catalyst; 3) introducing into the composition of the molding material and granules a catalyst as a natural silicate - a highly dispersed (less than 10 microns) zirconium silicate, which is a medium strength solid acid and contributes to ensuring high conversion rates and selectivity of alkylation and increasing their stability during mining, in including due to the effect on the packing of particles in the mass and granules, i.e. in the formation of secondary pores; 4) molding the mass into spherical granules by the method of rolling on a planetary granulator, which ensures the optimum shape of the catalyst and its high mechanical strength, both abrasion and crushing without the effect of anisotropy due to the significant centrifugal pelletizing forces created, which in the aggregate of all production conditions and ingredient the composition of the catalyst provides high performance and their stability during testing in the target process.

Поставленная задача достигается за счет способа приготовления катализатора алкилирования изобутана изобутеном на основе цеолита типа NaNH4Y с остаточным содержанием оксида натрия не более 0,8 мас. %, включающего пропитку при перемешивании кристаллов цеолита с водным раствором нитрата лантана в количестве, обеспечивающем содержание лантана в цеолите 3,0 мас. %, смешение образовавшейся суспензии со второй суспензией, полученной пептизацией водным раствором азотной кислоты до рН=(2-3) порошка гидроксида алюминия псевдобемитной модификации, введение в смесь суспензий при перемешивании порошков сульфатированного тетрагонального диоксида циркония с содержанием 5 мас. % SO4 2- и природного силиката, гранулирование формовочной массы, провяливание гранул при комнатной температуре (18-24) ч, сушку с подъемом температуры 2 градуса в минуту и выдержкой при 110±10°С не менее 5 ч и прокаливание с подъемом температуры 10 градусов в минуту и выдержкой при 280±10°С не менее 4 ч и при 510±10°С не менее 4 ч, отличающегося тем, что порошки цеолита и гидроксида алюминия псевдобемитной модификации, сульфатированного диоксида циркония имеют размер частиц менее 10 мкм, а в формовочную массу дополнительно вводят при перемешивании порошки сульфатированного крупномезопористого θ-Al2O3, содержащего 5 мас. % SO4 2-, и силиката циркония ZrSiO4 с частицами размером менее 10 мкм, гранулируют формовочную массу, осуществляя сферообразование методом окатывания на планетарном грануляторе, при следующем соотношении компонентов в формовочной массе, мас. %: цеолит типа NaNH4Y с остаточным содержанием натрия не более 0,8 мас. % - (17,5-21,5), нитрат лантана (1,25-1,55), гидроксид алюминия (псевдобемит) - (21,4-23,8), сульфатированный оксид циркония - (7,8-10,5), сульфатированный θ-Al2O3 - (4,2-6,3) и силикат циркония ZrSiO4 (1,5-2,6), азотная кислота - (0,40-0,45), вода - до 100.The problem is achieved due to the method of preparing an isobutane alkylation catalyst with isobutene based on a NaNH 4 Y type zeolite with a residual sodium oxide content of not more than 0.8 wt. %, including the impregnation with stirring of the crystals of zeolite with an aqueous solution of lanthanum nitrate in an amount providing a lanthanum content in the zeolite of 3.0 wt. %, mixing the resulting suspension with a second suspension obtained by peptization with an aqueous solution of nitric acid to pH = (2-3) pseudoboehmite modification of aluminum hydroxide, introducing into the mixture of suspensions with stirring powders of sulfated tetragonal zirconium dioxide with a content of 5 wt. % SO 4 2- and natural silicate, granulating the molding material, drying granules at room temperature (18-24) h, drying with a temperature rise of 2 degrees per minute and holding at 110 ± 10 ° C for at least 5 hours and calcination with a temperature increase 10 degrees per minute and exposure at 280 ± 10 ° C for at least 4 hours and at 510 ± 10 ° C for at least 4 hours, characterized in that the powders of zeolite and aluminum hydroxide pseudoboehmite modification, sulfated zirconia have a particle size of less than 10 μm, and powders are additionally added to the molding mass with stirring sulfated coarse mesoporous θ-Al 2 O 3 containing 5 wt. % SO 4 2- , and zirconium silicate ZrSiO 4 with particles smaller than 10 microns, granulate the molding material by sphering by rolling on a planetary granulator, with the following ratio of components in the molding material, wt. %: zeolite type NaNH 4 Y with a residual sodium content of not more than 0.8 wt. % - (17.5-21.5), lanthanum nitrate (1.25-1.55), aluminum hydroxide (pseudoboehmite) - (21.4-23.8), sulfated zirconium oxide - (7.8-10 5), sulfated θ-Al 2 O 3 - (4.2-6.3) and zirconium silicate ZrSiO 4 (1.5-2.6), nitric acid - (0.40-0.45), water - up to 100.

Поставленная задача решается также за счет катализатора сферической формы с повышенной механической прочностью, высокими показателями каталитической активности - степенью конверсии изобутена, селективностью по триметилпентанам при их стабилизации в процессе отработки. Катализатор включает цеолит типа NaLaHY с остаточным содержанием оксида натрия не более 0,8 мас. % и модифицированный 3,0 мас. % лантана, γ-оксид алюминия, сульфатированный тетрагональный оксид циркония, содержащий 5 мас. % SO4 2-, и природный силикат, отличается тем, что дополнительно включает сульфатированный θ-Al2O3, содержащий 5 мас. % SO4 2-, природный силикат представляет собой ZrSiO4, а компоненты катализатора находятся в следующем массовом соотношении, %: цеолит типа NaLaHY - (35-42), γ-оксид алюминия - (30-32), сульфатированный оксид циркония (15-19), сульфатированный θ-оксид алюминия (8-12), силикат циркония - (3-5).The problem is also solved by means of a spherical catalyst with increased mechanical strength, high catalytic activity — the degree of isobutene conversion, and selectivity for trimethyl pentanes during their stabilization during mining. The catalyst includes a zeolite of the NaLaHY type with a residual sodium oxide content of not more than 0.8 wt. % and modified 3.0 wt. % lanthanum, γ-alumina, sulfated tetragonal zirconium oxide containing 5 wt. % SO 4 2- , and natural silicate, characterized in that it further includes sulfated θ-Al 2 O 3 containing 5 wt. % SO 4 2- , natural silicate is ZrSiO 4 , and the catalyst components are in the following weight ratio,%: NaLaHY type zeolite - (35-42), γ-alumina - (30-32), sulfated zirconia (15 -19), sulfated θ-alumina (8-12), zirconium silicate - (3-5).

Существенным отличием предлагаемого изобретения (способа получения катализатора) является использование при приготовлении катализатора формовочной массы, содержащей от 17,5 до 21,5 мас. % кристаллов цеолита типа NaNH4Y (с остаточным содержанием натрия до 0,8 мас. %), пропитанных водным раствором нитрата лантана от 1,25 до 1,55 мас. % его содержания в массе, и от 21,4 до 23,8 мас. % гидроксида алюминия псевдобемитной модификации, пептизированного азотной кислотой до рН 2-3, от 7,8 до 10,5 мас. % сульфатированного тетрагонального диоксида циркония с содержанием 5 мас. % SO4 2- и с частицами размером менее 10 мкм, а также в качестве природного силиката - от 1,5 до 2,6 мас. % силиката циркония с размером частиц менее 10 мкм, и дополнительно от 4,2 до 6,3 мас. % крупномезопористого θ-оксида алюминия с размером частиц менее 10 мкм, формовочная масса содержит от 0,40 до 0,45 мас. % азотной кислоты, воды - до 100; а гранулирование формовочной массы осуществляется сферообразованием методом окатывания на планетарном грануляторе, в отличие от экструзии - в случае прототипа.A significant difference of the present invention (a method of producing a catalyst) is the use in the preparation of the catalyst molding material containing from 17.5 to 21.5 wt. % crystals of zeolite type NaNH 4 Y (with a residual sodium content of up to 0.8 wt.%), impregnated with an aqueous solution of lanthanum nitrate from 1.25 to 1.55 wt. % of its content in mass, and from 21.4 to 23.8 wt. % aluminum hydroxide pseudoboehmite modification peptized with nitric acid to a pH of 2-3, from 7.8 to 10.5 wt. % sulfated tetragonal zirconia with a content of 5 wt. % SO 4 2 - and with particles less than 10 microns in size, and also as a natural silicate - from 1.5 to 2.6 wt. % zirconium silicate with a particle size of less than 10 microns, and additionally from 4.2 to 6.3 wt. % coarse mesoporous θ-alumina with a particle size of less than 10 μm, the molding mass contains from 0.40 to 0.45 wt. % nitric acid, water - up to 100; and granulation of the molding material is carried out by sphere formation by the rolling method on a planetary granulator, in contrast to extrusion, in the case of the prototype.

В известном уровне техники аналогичной совокупности условий получения сферического катализатора алкилирования изобутана изобутеном, включая совокупность ингредиентов в формовочной массе с указанным массовым соотношением (%), не обнаружено; получение сферического катализатора с повышенными показателями прочности и высокими показателями каталитической активности и их стабилизации при отработке в процессе алкилирования обусловлено следующим:In the prior art, a similar set of conditions for obtaining a spherical catalyst for the alkylation of isobutane with isobutene, including the combination of ingredients in the molding composition with the indicated mass ratio (%), was not found; obtaining a spherical catalyst with increased strength and high rates of catalytic activity and their stabilization during mining during the alkylation process is due to the following:

•оптимизацией упаковки частиц в формовочной массе при введении цеолита, псевдобемита, θ-оксида алюминия, оксида циркония и силиката циркония в виде порошков с размером частиц менее 10 мкм и распределением между ними образующихся при пептизации псевдобемита азотной кислотой оксинитратов алюминия, являющихся эффективными пластифицирующими и вяжущими веществами, что в совокупности всего ингредиентного состава формовочной массы и прокаленных гранул катализатора, упрочняет их;• optimization of the packing of particles in the molding material with the introduction of zeolite, pseudoboehmite, θ-alumina, zirconium oxide and zirconium silicate in the form of powders with a particle size of less than 10 microns and the distribution between them of aluminum oxynitrates formed by peptization with nitric acid, which are effective plasticizing and binders substances that in the aggregate of the entire ingredient composition of the molding material and calcined catalyst pellets, strengthens them;

•оптимизацией формы гранул получением их сферическими посредством окатывания на планетарном грануляторе, обеспечивая их высокие прочностные свойства и гарантируя износостойкость в процессе перемешивания при эксплуатации, что в конечном счете позволяет прогнозировать увеличение числа регенерационных циклов с сохранением целевых свойств катализатора;• optimization of the shape of the granules by obtaining them spherical by rolling on a planetary granulator, ensuring their high strength properties and guaranteeing wear resistance during mixing during operation, which ultimately allows us to predict an increase in the number of regeneration cycles while maintaining the target properties of the catalyst;

•оптимизацией баланса бренстедовских и льюисовских кислотных центров катализатора при введении в его состав в определенных соотношениях как протонизированного и лантан-замещенного цеолита типа У, так и сульфатированного крупномезопористого θ-оксида алюминия, сульфатированного оксида циркония, силиката циркония, что, в совокупности всего ингредиентного состава катализатора, обеспечило высокие показатели его каталитической активности - конверсии изобутена и селективности по триметилпентану;• optimization of the balance of the Brønsted and Lewis acid sites of the catalyst when introducing into its composition in certain proportions both protonized and lanthanum-substituted zeolite type U, and sulfated coarse mesoporous θ-alumina, sulfated zirconia, zirconium silicate, which, in total, of the entire composition catalyst, provided high rates of its catalytic activity - isobutene conversion and selectivity for trimethylpentane;

введением в состав формовочной массы добавок - сульфатированного крупномезопористого θ-оксида алюминия и силиката циркония, оказывающих армирующее воздействие на текстуру формовочной массы и прокаленных гранул катализатора и способствующих образованию транспортных крупномезопористых пор, обеспечивающих отвод из них продуктов реакции, что в совокупности всего ингредиентного состава повышает стабильность показателей в процессе алкилирования за счет снижения вероятности отложения высокомолекулярных олефиновых углеводородов, дезактивирующих активные центры и экранирующих полости цеолита.the introduction of additives — sulfated coarse mesoporous θ-alumina and zirconium silicate into the molding composition, reinforcing the texture of the molding composition and calcined catalyst granules and contributing to the formation of coarse mesoporous pores, which ensure the removal of reaction products from them, which together increases the stability indicators in the process of alkylation by reducing the likelihood of deposition of high molecular weight olefin hydrocarbons, des tiviruyuschih active centers and the shielding cavity zeolite.

Существенным отличием предлагаемого изобретения (катализатора) является также образование катализатора сферической формы, содержащего ингредиенты в следующем массовом соотношении, %: цеолит типа NaLaHY - (35-42), γ-оксид алюминия - (30-32), сульфатированный оксид циркония (15-20), сульфатированный θ-оксид алюминия (8-12), силикат циркония - (3-5).A significant difference of the present invention (catalyst) is also the formation of a spherical catalyst containing the ingredients in the following weight ratio,%: zeolite of the NaLaHY type - (35-42), γ-alumina - (30-32), sulfated zirconium oxide (15- 20), sulfated θ-alumina (8-12), zirconium silicate - (3-5).

В известном уровне техники аналогичной совокупности ингредиентов катализатора с указанным массовым соотношением (%) в сочетании со сферической формой гранул катализатора, не обнаружено; получение катализатора с повышенными показателями прочности, высокими показателями каталитической активности и увеличением их стабильности при отработке в процессе алкилирования обусловлено следующим:In the prior art, a similar set of catalyst ingredients with the indicated mass ratio (%) in combination with the spherical shape of the catalyst granules was not found; obtaining a catalyst with increased strength, high catalytic activity and an increase in their stability during mining during the alkylation process is due to the following:

•взаимодействием при сушке и прокаливании ингредиентов состава гранул и образованием большего, по сравнению с прототипом, числа единичных прочных кристаллизационно-конденсационных контактов между высокодисперсными частицами цеолита, сульфатированного θ-оксида алюминия, сульфатированного оксида циркония, силиката циркония, имеющими размеры менее 10 мкм, и распределенными между ними контактами - прослойками из γ-Al2O3-связующего (образовавшегося при терморазложении основных солей алюминия - продуктов взаимодействия псевдобемита и кислоты-пептизатора HNO3);• interaction when drying and calcining the ingredients of the composition of the granules and the formation of a larger, compared with the prototype, the number of unitary strong crystallization-condensation contacts between highly dispersed particles of zeolite, sulfated θ-alumina, sulfated zirconium oxide, zirconium silicate having sizes less than 10 μm, and distributed between contacts - layers of γ-Al 2 O 3 -bond (formed during the thermal decomposition of basic aluminum salts, - reaction products of the pseudoboehmite and ki lots-peptizer HNO 3);

•сбалансированностью бренстедовских и льюисовских кислотных центров катализатора при введении в его состав в определенных соотношениях как протонизированного и лантан-замещенного цеолита типа У, так и сульфатированного крупномезопористого θ-оксида алюминия, сульфатированного оксида циркония, силиката циркония, что, в совокупности всего ингредиентного состава катализатора, обеспечило высокие показатели его каталитической активности - конверсии изобутена и селективности;• the balance of the Brandsted and Lewis acid sites of the catalyst when introduced into its composition in certain proportions of both protonized and lanthanum-substituted zeolite type U, and sulfated coarse mesoporous θ-alumina, sulfated zirconia, zirconium silicate, which, in total, the entire composition of the catalyst , provided high rates of its catalytic activity - isobutene conversion and selectivity;

•формированием, вследствие упаковки совокупности частиц и содержания в этой совокупности крупномезопористого θ-оксида алюминия и частиц силиката циркония, - текстуры катализатора с транспортными крупномезопористыми порами, облегчающими подвод сырья и отвод продуктов реакции, но не разупрочняющими, в отличие от макропор, гранулы.• the formation, due to packing of the aggregate of particles and the content of coarse mesoporous θ-alumina and particles of zirconium silicate in this aggregate, — catalyst textures with coarse mesoporous transport pores that facilitate the supply of raw materials and the removal of reaction products, but not soften granules, unlike macropores.

Таким образом, заявляемая совокупность признаков заявляемых способа получения катализатора и катализатора является существенной и соответствует изобретательскому уровню.Thus, the claimed combination of features of the claimed method for producing a catalyst and a catalyst is essential and corresponds to an inventive step.

Приготовление сферического катализатора осуществляется следующим образом.The preparation of a spherical catalyst is as follows.

Навеску порошка цеолита типа NaNH4Y с остаточным содержанием оксида натрия не более 0,8 мас. % и размером частиц менее 10 мкм пропитывают при перемешивании водным раствором нитрата лантана в количестве, обеспечивающем содержание лантана в цеолите 3,0 мас. % (суспензия 1).A portion of the zeolite powder type NaNH 4 Y with a residual content of sodium oxide of not more than 0.8 wt. % and a particle size of less than 10 microns are impregnated with stirring with an aqueous solution of lanthanum nitrate in an amount providing a lanthanum content in the zeolite of 3.0 wt. % (suspension 1).

Навеску порошка гидроксида алюминия псевдобемитной модификации с размером частиц менее 10 мкм при перемешивании пептизируют водным раствором азотной кислоты до рН 1-3 (суспензия 2).A portion of the powder of aluminum hydroxide pseudoboehmite modification with a particle size of less than 10 microns with stirring is peptized with an aqueous solution of nitric acid to pH 1-3 (suspension 2).

Смешивают суспензии 1 и 2 и в их смесь вводят при перемешивании навески порошков с размером частиц не более 10 мкм: сульфатированного крупномезопористого θ-оксида алюминия с содержанием 5 мас. % SO4 2-, сульфатированного тетрагонального диоксида циркония с содержанием 5 мас. % SO4 2-, силиката циркония и гомогенизируют полученную смесь 20 минут до однородной окраски и влажности, добавляя дистиллированную воду до общей влажности формовочной массы Ф=39-40 мас. %, в зависимости от ингредиентного состава, после чего дополнительно гомогенизируют еще 10 минут до консистенции пластилина. При этом в формовочной массе должно обеспечиваться соотношение компонентов, мас. %: цеолит типа NaNH4Y с остаточным содержанием натрия не более 0,8 мас. % - (17,5-21,5), нитрат лантана (1,25-1,55), гидроксид алюминия (псевдобемит) - (21,4-23,8), сульфатированный оксид циркония - (7,8-10,5), сульфатированный θ-Al2O3 - (4,2-6,3) и силикат циркония ZrSiO4 (1,5-2,6), азотная кислота - (0,40-0,45), вода - до 100.Suspensions 1 and 2 are mixed and weighed samples of powders with a particle size of not more than 10 μm: sulfated coarse mesoporous θ-alumina with a content of 5 wt. % SO 4 2- , sulfated tetragonal zirconia with a content of 5 wt. % SO 4 2- , zirconium silicate and homogenize the resulting mixture for 20 minutes until a uniform color and humidity, adding distilled water to the total moisture content of the molding material f = 39-40 wt. %, depending on the ingredient composition, after which they are further homogenized for another 10 minutes until the consistency of plasticine. At the same time, the ratio of components, wt. %: zeolite type NaNH 4 Y with a residual sodium content of not more than 0.8 wt. % - (17.5-21.5), lanthanum nitrate (1.25-1.55), aluminum hydroxide (pseudoboehmite) - (21.4-23.8), sulfated zirconium oxide - (7.8-10 5), sulfated θ-Al 2 O 3 - (4.2-6.3) and zirconium silicate ZrSiO 4 (1.5-2.6), nitric acid - (0.40-0.45), water - up to 100.

Приготовленную формовочную массу протирают через сито с диаметром отверстий 2,5 мм, образовавшуюся «крупку» порциями гранулируют окатыванием на планетарном грануляторе при продолжительности окатывания 20 минут. После выгрузки из гранулятора свежесформованные сферические гранулы помещают слоем высотой не более 20 мм на эмалированный поддон и «провяливают» при комнатной температуре 18-24 ч, сушат в электрошкафу с подъемом температуры 2 градуса в минуту и выдержкой при 110±10°С не менее 5 ч, затем переносят в фарфоровые чашки и прокаливают в муфельной электропечи в воздушной атмосфере с подъемом температуры 10 градусов в минуту и выдержкой при 280±10°С не менее 4 ч и при 510±10°С не менее 4 ч.The prepared molding material is rubbed through a sieve with a hole diameter of 2.5 mm, the resulting "grain" is granulated in portions by pelletizing on a planetary granulator with a pelletizing time of 20 minutes. After unloading from the granulator, freshly formed spherical granules are placed in a layer of no more than 20 mm high on an enamel tray and are “dried” at room temperature for 18-24 hours, dried in an electric cabinet with a temperature rise of 2 degrees per minute and holding at 110 ± 10 ° C for at least 5 h, then transferred to porcelain cups and calcined in a muffle electric furnace in an air atmosphere with a temperature rise of 10 degrees per minute and exposure at 280 ± 10 ° C for at least 4 hours and at 510 ± 10 ° C for at least 4 hours.

После охлаждения до комнатной температуры сферические гранулы рассеивают на ситах с выделением целевой фракции 1-2 мм, которую хранят в эксикаторе. Готовый катализатор сферической формы содержит ингредиенты в следующем массовом соотношении, %: цеолит типа NaLaHY - (35-42), γ-оксид алюминия - (30-32), сульфатированный оксид циркония (15-20), сульфатированный θ-оксид алюминия (8-12), силикат циркония - (3-5).After cooling to room temperature, the spherical granules are scattered on a sieve with the allocation of the target fraction of 1-2 mm, which is stored in a desiccator. The finished spherical catalyst contains the ingredients in the following weight ratio,%: zeolite of the NaLaHY type (35-42), γ-alumina - (30-32), sulfated zirconia (15-20), sulfated θ-alumina (8 -12), zirconium silicate - (3-5).

Перед испытаниями в процессе алкилирования гранулы перед загрузкой в каталитический реактор дегидратируют прокаливаем при 350°С.Before testing in the alkylation process, the granules are dehydrated and calcined at 350 ° C before being loaded into the catalytic reactor.

Выход за указанные параметры приводит к ухудшению сферообразования при окатывании в планетарном грануляторе, снижению механической прочности гранул и показателей каталитической активности при алкилировании. катализатора.Going beyond these parameters leads to a deterioration in sphere formation during pelletizing in a planetary granulator, a decrease in the mechanical strength of the granules, and indicators of catalytic activity during alkylation. catalyst.

Изобретение иллюстрируется примерами 1-8, условия приготовления катализаторов по этим примерам и их характеристики представлены в таблице 1. Полученные по примерам 1-8 образцы и образец по примеру патента-прототипа испытывали по вышеописанным показателям.The invention is illustrated by examples 1-8, the preparation conditions of the catalysts for these examples and their characteristics are presented in table 1. Obtained in examples 1-8, the samples and the sample according to the example of the patent prototype were tested according to the above indicators.

Figure 00000031
Figure 00000031

Источники информацииInformation sources

1 - Патент РФ №2313391,1 - RF Patent No. 2313391,

2 - Патент РФ №2505357,2 - RF Patent No. 2505357,

3 - Патент РФ №2579512.3 - RF Patent No. 2579512.

Измерения структурно-прочностных характеристик образцов примеров, представленные в таблице 1, показали, что все образцы сферического катализатора, приготовленные заявляемым способом, характеризуются повышенными показателями механической прочности, а именно:Measurements of the structural and strength characteristics of the samples of the examples presented in table 1 showed that all samples of the spherical catalyst prepared by the claimed method are characterized by increased indicators of mechanical strength, namely:

на раздавливание Рсф=11,9-16,2 МПа и на истирание Ри=97,8-99,7 мас. % по сравнению с показателями прочностных свойств для прототипа по примеру 4 [3] -

Figure 00000032
и
Figure 00000033
Ри=87,1 мас. % (для примеров 1-10 [3] эти показатели изменяются в интервалах, соответственно:
Figure 00000034
Figure 00000035
Ри=75,1-90,1 мас. %)by crushing P sf = 11.9-16.2 MPa and by abrasion P and = 97.8-99.7 wt. % compared with the strength properties for the prototype of example 4 [3] -
Figure 00000032
and
Figure 00000033
P and = 87.1 wt. % (for examples 1-10 [3], these indicators vary in intervals, respectively:
Figure 00000034
Figure 00000035
P and = 75.1-90.1 wt. %)

при высоких, не уступающих «прототипу», показателях каталитической активности:at high, not inferior to the "prototype", indicators of catalytic activity:

X, мас. %: 98,3-99,8 при τ=0,5 ч и 98,0-99,1 при τ=4 ч, тогда как в [3], соответственно: 89,3-95,7 и 79,8-91,0;X, wt. %: 98.3-99.8 at τ = 0.5 h and 98.0-99.1 at τ = 4 h, whereas in [3], respectively: 89.3-95.7 and 79.8 -91.0;

Figure 00000036
мас. %: 82,4-84,7 при τ=0,5 ч и 80,3-82,6 при τ=4 ч, тогда как в [3], соответственно, 76,1-86,9 и 67,3-81,2,
Figure 00000036
wt. %: 82.4-84.7 at τ = 0.5 h and 80.3-82.6 at τ = 4 h, whereas in [3], respectively, 76.1-86.9 and 67.3 -81.2

что свидетельствует о получении по заявляемому способу катализатора с не уступающей прототипу стабильностью в условиях алкилирования.which indicates the receipt according to the claimed method of the catalyst is not inferior to the prototype stability under conditions of alkylation.

Таким образом, заявляемый способ обеспечивает, в совокупности всех условий, приготовление сферического катализатора и увеличение показателей его механической прочности при высокой каталитической активности, характеризуемой конверсией изобутена и селективностью по триметилпентанам и стабильностью этих показателей при отработке катализатора в процессе алкилирования изобутана изобутеном за счет использования: •формовочной массы определенного состава, дополнительно содержащей сульфатированный θ-оксид алюминия и силикат циркония при изменении содержания в ней цеолита NaNH4Y, нитрата лантана и сульфатированного оксида циркония и пептизированного псевдобемита; •более высокодисперсных порошков твердых компонентов с размером частиц менее 10 мкм; •метода гранулирования окатыванием в планетарном грануляторе,Thus, the inventive method provides, in the aggregate of all conditions, the preparation of a spherical catalyst and an increase in its mechanical strength at high catalytic activity, characterized by isobutene conversion and selectivity for trimethyl pentanes and the stability of these indicators when working out the catalyst during isobutane alkylation with isobutene due to the use of: • a molding composition of a certain composition, additionally containing sulfated θ-alumina and zirconium silicate When changing the content of zeolite in it NaNH 4 Y, lanthanum nitrate and sulfated zirconia and peptized pseudoboehmite; • more highly dispersed powders of solid components with a particle size of less than 10 microns; • pelletizing method by pelletizing in a planetary granulator,

в результате чего получить заявляемый сферический катализатор, обеспечивающий совокупностью: •сферической формы; •определенного ингредиентного состава при, по сравнению с прототипом, *измененном содержании цеолита, сульфатированного оксида циркония и γ-оксида алюминия, образующегося при терморазложении псевдобемита, *дополнительном содержании сульфатированного крупномезопористого θ-оксида алюминия и силиката циркония, *исключении силиката кальция; улучшенные эксплуатационные характеристики: •повышенную механическую прочность; •высокую каталитическую активность, характеризуемую конверсией изобутена и селективностью по триметилпентенам и стабильностью этих показателей при отработке катализатора в процессе алкилирования изобутана изобутеном.as a result, to obtain the inventive spherical catalyst, providing a combination of: • spherical shape; • a certain ingredient composition with, in comparison with the prototype, * a modified content of zeolite, sulfated zirconium oxide and γ-alumina formed during thermal decomposition of pseudoboehmite, * an additional content of sulfated coarse mesoporous θ-alumina and zirconium silicate, * exclusion of calcium silicate; improved operational characteristics: • increased mechanical strength; • high catalytic activity, characterized by the conversion of isobutene and selectivity for trimethylpentenes and the stability of these indicators when working out the catalyst during the alkylation of isobutene with isobutene.

Claims (2)

1. Способ получения сферического катализатора алкилирования изобутана изобутеном на основе цеолита типа NaNH4Y с остаточным содержанием оксида натрия не более 0,8 мас.%, включающий пропитку при перемешивании кристаллов цеолита с водным раствором нитрата лантана в количестве, обеспечивающем содержание в цеолите 3,0 мас.% лантана, смешение образовавшейся суспензии со второй суспензией, полученной пептизацией водным раствором азотной кислоты до рН 2-3 порошка гидроксида алюминия псевдобемитной модификации, введение в смесь суспензий при перемешивании порошка сульфатированного тетрагонального диоксида циркония с содержанием 5 мас.% SO4 2-, гранулирование формовочной массы, провяливание при комнатной температуре (18-24) ч, сушку с подъемом температуры 2 градуса в минуту и выдержкой при 110±10°С не менее 5 ч и прокаливание с подъемом температуры 10 градусов в минуту, выдержкой при 280±10°С не менее 4 ч и при 510±10°С не менее 4 ч, отличающийся тем, что порошки цеолита и гидроксида алюминия псевдобемитной модификации, сульфатированного диоксида циркония имеют размер частиц менее 10 мкм, а в формовочную массу дополнительно вводят при перемешивании порошки сульфатированного крупномезопористого θ-Al2O3, содержащего 5 мас.% SO4 2-, и силиката циркония ZrSiO4 с частицами размером менее 10 мкм, гранулируют формовочную массу, осуществляя сферообразование методом окатывания на планетарном грануляторе, при следующем соотношении компонентов в формовочной массе, мас.%: цеолит типа NaNH4Y с остаточным содержанием натрия не более 0,8 мас.% - (17,5-21,5), нитрат лантана - (1,25-1,55), гидроксид алюминия (псевдобемит) - (21,4-23,8), сульфатированный оксид циркония - (7,8-10,5), сульфатированный θ-Al2O3 - (4,2-6,3) и силикат циркония ZrSiO4 - (1,5-2,6), азотная кислота - (0,40-0,45), вода до 100.1. A method of producing a spherical catalyst for the alkylation of isobutane with isobutene based on a zeolite of the NaNH 4 Y type with a residual content of sodium oxide of not more than 0.8 wt.%, Comprising impregnating zeolite crystals with an aqueous solution of lanthanum nitrate in an amount that ensures the content of zeolite 3, 0 wt.% Lanthanum, mixing the resulting suspension with a second suspension obtained by peptization with an aqueous solution of nitric acid to a pH of 2-3 aluminum hydroxide powder of pseudoboehmite modification, introducing suspensions into the mixture during alternating Shivani powder sulfated tetragonal zirconia with a content of 5 wt.% SO 4 2-, granulation molding composition wilting at room temperature (18-24) hours, with the drying temperature rise of 2 degrees per minute and holding at 110 ± 10 ° C not less 5 hours and calcination with a temperature rise of 10 degrees per minute, holding at 280 ± 10 ° C for at least 4 hours and at 510 ± 10 ° C for at least 4 hours, characterized in that the powders of zeolite and aluminum hydroxide are pseudoboehmite modification, sulfated zirconia have a particle size of less than 10 microns, and in the bulk mass is additionally introduced with stirring powders of sulfated coarse mesoporous θ-Al 2 O 3 containing 5 wt.% SO 4 2- and zirconium silicate ZrSiO 4 with particles less than 10 μm in size, the molding mass is granulated by spheroidizing by rolling on a planetary granulator, with the following ratio of components in the molding composition, weight% zeolite type NaNH 4 Y with a residual sodium content of not more than 0.8 wt% - (17,5-21,5), lanthanum nitrate - (1,25-1.,. 55), aluminum hydroxide (pseudoboehmite) - (21.4-23.8), sulfated zirconium oxide - (7.8-10.5), s ultrafated θ-Al 2 O 3 - (4.2-6.3) and zirconium silicate ZrSiO 4 - (1.5-2.6), nitric acid - (0.40-0.45), water up to 100. 2. Катализатор, приготовленный по п. 1, включающий цеолит типа NaLaHY с остаточным содержанием оксида натрия не более 0,8 мас.% и модифицированный 3,0 мас.% лантана, γ-оксид алюминия, сульфатированный тетрагональный оксид циркония, содержащий 5 мас.% SO4 2-, и природный силикат, отличающийся сферической формой и тем, что дополнительно включает сульфатированный θ-Al2O3, содержащий 5 мас.% SO4 2-, природный силикат представляет собой ZrSiO4, а компоненты катализатора находятся в следующем массовом соотношении, %: цеолит типа NaLaHY - (35-42), γ-оксид алюминия - (30-32), сульфатированный оксид циркония - (15-19), сульфатированный θ-оксид алюминия - (8-12), силикат циркония - (3-5).2. The catalyst prepared according to claim 1, comprising a zeolite of the NaLaHY type with a residual content of sodium oxide of not more than 0.8 wt.% And a modified 3.0 wt.% Of lanthanum, γ-alumina, sulfated tetragonal zirconium oxide containing 5 wt. .% SO 4 2- , and natural silicate, characterized by a spherical shape and in that it further includes sulfated θ-Al 2 O 3 containing 5 wt.% SO 4 2- , the natural silicate is ZrSiO 4 , and the catalyst components are in following mass ratio,%: zeolite of the NaLaHY type - (35-42), γ-alumina - (30-32), su flated zirconia - (15-19), sulfated θ-alumina - (8-12), zirconium silicate - (3-5).
RU2017147206A 2017-12-29 2017-12-29 Method for obtaining a spherical catalyst and isobutane alkylation catalyst with isobutene RU2671413C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017147206A RU2671413C1 (en) 2017-12-29 2017-12-29 Method for obtaining a spherical catalyst and isobutane alkylation catalyst with isobutene

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017147206A RU2671413C1 (en) 2017-12-29 2017-12-29 Method for obtaining a spherical catalyst and isobutane alkylation catalyst with isobutene

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2671413C1 true RU2671413C1 (en) 2018-10-31

Family

ID=64103483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017147206A RU2671413C1 (en) 2017-12-29 2017-12-29 Method for obtaining a spherical catalyst and isobutane alkylation catalyst with isobutene

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2671413C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3251902A (en) * 1963-07-15 1966-05-17 Socony Mobil Oil Co Inc Isoparaffin-olefin alkylation using crystalline zeolite catalyst
US4377721A (en) * 1981-06-22 1983-03-22 Mobil Oil Corporation Alkylation of isoparaffins with olefins
RU2505357C2 (en) * 2011-10-27 2014-01-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Elaboration of technology of production of alkylation catalysts
RU2579512C1 (en) * 2014-12-30 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)". Method for preparing catalyst and catalyst for alkylation of isobutane with isobutene
RU2612965C1 (en) * 2015-12-31 2017-03-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" Catalyst for alkylation of iso-butane with iso-butene and method for producing thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3251902A (en) * 1963-07-15 1966-05-17 Socony Mobil Oil Co Inc Isoparaffin-olefin alkylation using crystalline zeolite catalyst
US4377721A (en) * 1981-06-22 1983-03-22 Mobil Oil Corporation Alkylation of isoparaffins with olefins
RU2505357C2 (en) * 2011-10-27 2014-01-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Elaboration of technology of production of alkylation catalysts
RU2579512C1 (en) * 2014-12-30 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)". Method for preparing catalyst and catalyst for alkylation of isobutane with isobutene
RU2612965C1 (en) * 2015-12-31 2017-03-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" Catalyst for alkylation of iso-butane with iso-butene and method for producing thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7977523B2 (en) Catalyst and process for preparing isoolefins
US7572946B2 (en) Process for oligomerizing olefins using a silica-alumina based catalyst
US9861969B2 (en) Binderless molecular sieve catalyst and a preparation method thereof
US3849340A (en) Hydrocarbon conversion catalyst
CA2496347C (en) Mordenite zeolite alkylation catalysts
TWI813640B (en) Ni-containing catalyst for the oligomerization of olefins
JP3553878B2 (en) Solid acid catalyst, method for producing the same, and reaction method using the same
US20080035525A1 (en) "Synthetic Zeolite, in Particular for Catalytic Hydroisomerization of Higher Paraffins"
IL23341A (en) Process for preparing zeolites
CN102441416A (en) Paraffin hydrocarbon shape selective isomerization catalyst, preparation method and application thereof
RU2671413C1 (en) Method for obtaining a spherical catalyst and isobutane alkylation catalyst with isobutene
RU2612965C1 (en) Catalyst for alkylation of iso-butane with iso-butene and method for producing thereof
CN111065618A (en) Process for producing aliphatic carboxylic acid ester
US9511361B2 (en) Spherical zeolitic catalyst for converting methanol into olefins
RU2579512C1 (en) Method for preparing catalyst and catalyst for alkylation of isobutane with isobutene
CN102441417A (en) Paraffin hydrocarbon shape selective isomerization catalyst, preparation method and application thereof
JP3730792B2 (en) Hydrocarbon isomerization process
EP0650394A4 (en) Improved lewis acid promoted transition alumina catalysts and isoparaffin alkylation processes using those catalysts.
US4250059A (en) Catalytic composite, method of manufacture
RU2432203C1 (en) Catalyst for dehydration of paraffin hydrocarbons and method of its application
JP3568372B2 (en) Method for producing solid acid catalyst
CA1100468A (en) Zeolite catalyst and method of manufacture and use thereof
JP4541688B2 (en) Isoparaffin-olefin alkylation process
US20160346773A1 (en) Catalyst containing hydroxy metal oxide binder and process for preparing
RU2806559C2 (en) Solid acid catalyst, its preparation and application