RU2672665C1 - Zeolite-containing catalyst, method for production and transition method of mixture of low molecular paraffin and olefin hydrocarbons in the concentrate of aromatic hydrocarbons or high-octane number component of benzine (variants) - Google Patents

Zeolite-containing catalyst, method for production and transition method of mixture of low molecular paraffin and olefin hydrocarbons in the concentrate of aromatic hydrocarbons or high-octane number component of benzine (variants) Download PDF

Info

Publication number
RU2672665C1
RU2672665C1 RU2018117021A RU2018117021A RU2672665C1 RU 2672665 C1 RU2672665 C1 RU 2672665C1 RU 2018117021 A RU2018117021 A RU 2018117021A RU 2018117021 A RU2018117021 A RU 2018117021A RU 2672665 C1 RU2672665 C1 RU 2672665C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
zeolite
catalyst
oxide
mixture
containing catalyst
Prior art date
Application number
RU2018117021A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Иванович Терентьев
Александр Леонидович Хлытин
Сергей Анатольевич Буймов
Александр Владимирович Струков
Александр Владимирович Восмериков
Людмила Николаевна Восмерикова
Людмила Леонидовна Коробицына
Николай Алексеевич Юркин
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" (ПАО "НЗХК")
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО 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 Публичное акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" (ПАО "НЗХК"), Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН) filed Critical Публичное акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" (ПАО "НЗХК")
Priority to RU2018117021A priority Critical patent/RU2672665C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2672665C1 publication Critical patent/RU2672665C1/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
    • B01J29/40Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/02Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/04Alumina
    • 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
    • B01J37/04Mixing
    • 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
    • B01J37/08Heat treatment
    • 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
    • B01J37/32Freeze drying, i.e. lyophilisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G35/00Reforming naphtha
    • C10G35/04Catalytic reforming
    • C10G35/06Catalytic reforming characterised by the catalyst used
    • C10G35/095Catalytic reforming characterised by the catalyst used containing crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.SUBSTANCE: zeolite-containing catalyst is proposed for conversion of a mixture of low-molecular paraffin and olefin hydrocarbons into a concentrate of aromatic hydrocarbon or a high-octane number component of benzine, containing zeolite ZSM-5 with silicate module SiO/AlO= 30–100 mol/mol and a residual content of sodium oxide 0.03–0.07 wt. %, elements of zeolite structure and a binder, and as elements of zeolite structure, the catalyst contains zirconium oxide, scandium oxide, cerium oxide, tin oxide, zinc oxide, lead oxide, or a mixture of oxides of these metals. Invention also discloses methods for production of a zeolite-containing catalyst.EFFECT: technical result is achievement of a high phase frequency of the zeolite and improvement of quality and yield of target products on claimed catalyst.4 cl, 11 ex, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а именно - к производству катализаторов, используемых в переработке алифатических углеводородов в концентрат ароматических углеводородов или высокооктановый компонент бензина.The invention relates to the field of oil refining and petrochemical industries, namely, to the production of catalysts used in the processing of aliphatic hydrocarbons into an aromatic hydrocarbon concentrate or high-octane gasoline component.

Известен способ получения высокооктановых бензиновых фракций и ароматических углеводородов (см. патент RU №2087191). Катализатор включает цеолит группы пентасила, оксид цинка, оксид редкоземельного элемента, связующий компонент и дополнительно содержит оксид бора и фтор, а в качестве редкоземельного элемента - два или более оксидов, выбранных из группы лантаноидов (оксид лантана, оксид церия, оксид неодима, оксид празеодима), и имеет следующее содержание компонентов, мас. %: цеолит 20-70; оксид цинка 1-4; оксиды редкоземельных элементов 0,1-2,0; оксид бора 0,1-3,0; связующий компонент - остальное. Способ превращения алифатических углеводородов С212 в высокооктановый бензин и ароматические углеводороды осуществляется путем контакта их с катализатором при t=280-550°С, давлении 0,5-3,0 МПа и объемной скорости подачи сырья 0,5-3,0 ч-1.A known method of producing high octane gasoline fractions and aromatic hydrocarbons (see patent RU No. 2087191). The catalyst includes a zeolite of the pentasil group, zinc oxide, rare earth oxide, a binder component and additionally contains boron oxide and fluorine, and two or more oxides selected from the group of lanthanides (lanthanum oxide, cerium oxide, neodymium oxide, praseodymium oxide) as a rare earth element ), and has the following content of components, wt. %: zeolite 20-70; zinc oxide 1-4; rare earth oxides 0.1-2.0; boron oxide 0.1-3.0; the connecting component is the rest. The method of converting aliphatic hydrocarbons C 2 -C 12 to high-octane gasoline and aromatic hydrocarbons is carried out by contacting them with a catalyst at t = 280-550 ° C, a pressure of 0.5-3.0 MPa, and a bulk feed rate of 0.5-3, 0 h -1 .

Недостатком данного цеолитсодержащего катализатора является его сложный состав, необходимость применения фтора при синтезе, а также высокая стоимость, обусловленная применением дорогих редкоземельных элементов.The disadvantage of this zeolite-containing catalyst is its complex composition, the need for the use of fluorine in the synthesis, as well as the high cost due to the use of expensive rare earth elements.

Известен цеолитсодержащий катализатор для превращения алифатических углеводородов в высокооктановый бензин, обогащенный ароматическими углеводородами (см. патент RU №2092240). Катализатор содержит цеолит группы пентасила с силикатным модулем SiO2/Al2O3 = 20-80 моль/моль и остаточным содержанием Na2O 0,1-0,4 мас. %, связующий компонент, цинк и смесь оксидов редкоземельных элементов при следующем соотношении компонентов, мас. %: цеолит 25-50; цинк 1,0-3,0; сумма оксидов редкоземельных элементов 0,1-2,0, представляющая собой смесь следующего состава: СеO2 40-55, Lа2О3, Pr2O3, Nd2O3 60-45, связующий компонент - остальное.A known zeolite-containing catalyst for converting aliphatic hydrocarbons into high-octane gasoline enriched in aromatic hydrocarbons (see patent RU No. 2092240). The catalyst contains a zeolite of the pentasil group with a silicate module SiO 2 / Al 2 O 3 = 20-80 mol / mol and a residual Na 2 O content of 0.1-0.4 wt. %, a binder component, zinc and a mixture of rare earth oxides in the following ratio of components, wt. %: zeolite 25-50; zinc 1.0-3.0; the sum of oxides of rare-earth elements 0.1-2.0, which is a mixture of the following composition: CeO 2 40-55, La 2 O 3 , Pr 2 O 3 , Nd 2 O 3 60-45, the binder component is the rest.

Недостатком этого цеолитсодержащего катализатора является высокое остаточное содержание оксида натрия и низкая массовая доля активной части, что существенно снижает производительность по конечному продукту.The disadvantage of this zeolite-containing catalyst is the high residual content of sodium oxide and low mass fraction of the active part, which significantly reduces the productivity of the final product.

Известен способ получения высокооктановых бензиновых фракций и ароматических углеводородов (см. патент RU №2333035). Катализатор содержит цеолит ZSM-5 с силикатным модулем SiO2/Al2O3 = 60-80 моль/моль и остаточным содержанием оксида натрия 0,02-0,05 мас. %, элемент структуры цеолита, промотор и связующий компонент. В качестве элемента структуры цеолита катализатор содержит оксид циркония или оксиды циркония и никеля, в качестве промотора оксид цинка при следующем содержании компонентов, мас. %: цеолит 65,00-80,00; ZrO2 1,59-4,00; NiO 0-1,00; ZnO 0-5,00; Na2O 0,02-0,05; связующий компонент остальное. Способ получения цеолитсодержащего катализатора включает операции смешения реагентов, гидротермальный синтез, промывку, сушку и прокаливание осадка, причем реакционную смесь, полученную путем смешения водных растворов солей алюминия, циркония, никеля, гидрооксида натрия, силикагеля и/или кислоты кремниевой водной, затравочных кристаллов цеолита со структурой ZSM-5 в Na- или Н-форме, структурообразователя, например, н-бутанола, загружают в автоклав, в котором проводят гидротермальный синтез при температуре 160-190°С в течение 10-20 час. при постоянном перемешивании, после завершения гидротермального синтеза пульпу Na-формы цеолита фильтруют, полученный осадок промывают хозяйственно-питьевой водой и направляют на проведение солевого ионного обмена путем его обработки водным раствором хлорида аммония при нагревании и перемешивании пульпы, полученную после солевого ионного обмена пульпу фильтруют, промывают хозяйственно-питьевой водой и затем промывают водой деминерализованной до остаточного содержания оксида натрия 0,02-0,05 мас. %, в пересчете на высушенный и прокаленный продукт, промытый осадок аммонийной формы цеолита направляют на операцию ввода промотора - цинка, и приготовления катализаторной массы путем смешения аммонийной формы цеолита, модифицированного цинком, с активным гидрооксидом алюминия, полученную катализаторную массу подвергают экструзии и гранулированию, гранулы сушат при температуре 100-110°С и прокаливают при 550-650°С, прокаленные гранулы цеолитсодержащего катализатора классифицируют, отделяют фракцию готового цеолитсодержащего катализатора, а фракцию гранул <2,5 мм измельчают до однородного порошка и возвращают на операцию приготовления катализаторной массы. Способ превращения алифатических углеводородов в высокооктановый компонент бензина с помощью цеолитсодержащего катализатора включает нагревание и пропускание сырья через цеолитсодержащий катализатор, при этом в качестве сырья используют пары прямогонной бензиновой фракции нефти, которые пропускают через стационарный слой цеолитсодержащего катализатора, нагретого до температуры 300-420°С.A known method of producing high octane gasoline fractions and aromatic hydrocarbons (see patent RU No. 2333035). The catalyst contains zeolite ZSM-5 with a silicate module SiO 2 / Al 2 O 3 = 60-80 mol / mol and a residual content of sodium oxide of 0.02-0.05 wt. %, zeolite structure element, promoter and binder component. As an element of the zeolite structure, the catalyst contains zirconium oxide or oxides of zirconium and nickel, zinc oxide as a promoter in the following components, wt. %: zeolite 65.00-80.00; ZrO 2 1.59-4.00; NiO 0-1.00; ZnO 0-5.00; Na 2 O 0.02-0.05; the binding component is the rest. A method for producing a zeolite-containing catalyst includes the steps of mixing reagents, hydrothermal synthesis, washing, drying and calcining a precipitate, the reaction mixture obtained by mixing aqueous solutions of aluminum, zirconium, nickel, sodium hydroxide, silica gel and / or silicic acid, and zeolite seed crystals with structure of ZSM-5 in Na- or H-form, a structurant, for example, n-butanol, is loaded into an autoclave in which hydrothermal synthesis is carried out at a temperature of 160-190 ° C for 10-20 hours. with constant stirring, after completion of hydrothermal synthesis, the Na-form zeolite pulp is filtered, the resulting precipitate is washed with drinking water and sent to conduct ion salt exchange by treating it with an aqueous solution of ammonium chloride while heating and stirring the pulp, the pulp obtained after salt-ion exchange is filtered, washed with drinking water and then washed with demineralized water to a residual content of sodium oxide of 0.02-0.05 wt. %, in terms of the dried and calcined product, the washed precipitate of the ammonium form of the zeolite is sent to the input operation of the promoter - zinc, and the preparation of the catalyst mass by mixing the ammonium form of the zeolite modified with zinc, with active aluminum hydroxide, the resulting catalyst mass is extruded and granulated, granules dried at a temperature of 100-110 ° C and calcined at 550-650 ° C, calcined granules of a zeolite-containing catalyst are classified, the fraction of the finished zeolite-containing catalyst is separated, and the fraction of granules <2.5 mm is crushed to a homogeneous powder and returned to the operation of preparing the catalyst mass. The method of converting aliphatic hydrocarbons into a high-octane gasoline component using a zeolite-containing catalyst involves heating and passing the feed through a zeolite-containing catalyst, using straight-run gasoline fractions of oil as feed which are passed through a stationary layer of a zeolite-containing catalyst heated to a temperature of 300-420 ° C.

Основными недостатками данного катализатора и способа его получения и превращения являются ограниченное сочетание и узкий интервал концентраций вводимых в цеолит добавок, выступающих элементами его структуры, внесение промотера оксида цинка на стадии приготовления катализаторной массы, приводящее к неравномерному распределению промотера в катализаторе и образованию кристаллитов, блокирующих доступ углеводородного сырья в часть каналов цеолита в процессе каталитических превращений, а также к удалению оксида цинка при термоокислительной регенерации катализатора, недостаточное качество отмывок при использовании хозяйственно-питьевой воды для отмывки осадка цеолита Н-формы и, соответственно, повышенный объем требуемых промывных вод.The main disadvantages of this catalyst and the method of its preparation and conversion are the limited combination and narrow range of concentrations of additives introduced into the zeolite, which are elements of its structure, the introduction of a zinc oxide promoter at the stage of preparation of the catalyst mass, which leads to an uneven distribution of the promoter in the catalyst and the formation of crystallites that block access hydrocarbon feed to part of the zeolite channels during catalytic transformations, as well as to the removal of zinc oxide during thermal oxidation integral regeneration of the catalyst, insufficient quality of washing when using household drinking water to wash the precipitate of H-zeolite and, accordingly, the increased volume of required washing water.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному катализатору и способу его получения и превращения является цеолитсодержащий катализатор и способ превращения алифатических углеводородов в концентрат ароматических углеводородов или высокооктановый компонент бензина (см. патент RU №2221643). Цеолитсодержащий катализатор содержит цеолит группы пентасила с силикатным модулем SiO2/Al2O3 = 55-102 моль/моль и остаточным содержанием оксида натрия 0,02-0,07 мас. %, оксиды цинка, олова, лантана в качестве элементов структуры цеолита, в качестве промотора - оксид хрома, при следующем содержании компонентов, мас. %: цеолит 65,0-80,0; ZnO 0-4,0; La2O3 0-0,80; SnO2 0-2,50; Сr2O3 0-5,0; Na2O 0,02-0,07; связующий компонент - остальное. Описан способ превращения алифатических углеводородов в концентрат ароматических углеводородов или компонент бензина (варианты) на данном цеолитсодержащем катализаторе путем пропускания газообразной смеси низкомолекулярных предельных углеводородов при температуре 500-600°С и объемной скорости подачи сырья 100-400 ч-1 или паров прямогонной бензиновой фракции нефти через слой цеолитсодержащего катализатора при температуре 300-380°С и объемной скорости подачи сырья 2 ч-1.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed catalyst and the method for its preparation and conversion is a zeolite-containing catalyst and a method for converting aliphatic hydrocarbons into an aromatic hydrocarbon concentrate or high-octane gasoline component (see patent RU No. 2221643). The zeolite-containing catalyst contains a pentasil group zeolite with a silicate module of SiO 2 / Al 2 O 3 = 55-102 mol / mol and a residual content of sodium oxide of 0.02-0.07 wt. %, oxides of zinc, tin, lanthanum as elements of the structure of the zeolite, as a promoter - chromium oxide, with the following components, wt. %: zeolite 65.0-80.0; ZnO 0-4.0; La 2 O 3 0-0.80; SnO 2 0-2.50; Cr 2 O 3 0-5.0; Na 2 O 0.02-0.07; the connecting component is the rest. A method is described for converting aliphatic hydrocarbons into an aromatic hydrocarbon concentrate or gasoline component (options) on a given zeolite-containing catalyst by passing a gaseous mixture of low molecular weight saturated hydrocarbons at a temperature of 500-600 ° C and a volumetric feed rate of 100-400 h -1 or vapor of a straight-run gasoline fraction of oil through a layer of zeolite-containing catalyst at a temperature of 300-380 ° C and a volumetric feed rate of 2 h -1 .

Основными недостатками данного цеолитсодержащего катализатора являются ограниченное сочетание и узкий интервал концентраций вводимых в цеолит добавок, выступающих элементами его структуры, что препятствует образованию широкого набора его активных кислотно-основных центров и использованию катализатора в превращении низкомолекулярных углеводородных смесей, а также необходимость проведения двух дополнительных стадий изготовления катализатора - модифицирование аммонийной формы цеолита лантаном и промотирование лантансодержащей формы цеолита хромом. Данный цеолитсодержащий катализатор выбран в качестве прототипа.The main disadvantages of this zeolite-containing catalyst are the limited combination and narrow range of concentrations of additives introduced into the zeolite, which are elements of its structure, which prevents the formation of a wide range of its active acid-base centers and the use of the catalyst in the conversion of low molecular weight hydrocarbon mixtures, as well as the need for two additional manufacturing steps catalyst - modification of the ammonium form of zeolite with lanthanum and promotion of lanthanum-containing f zeolite chromium forms. This zeolite-containing catalyst is selected as a prototype.

Предлагаемый цеолитсодержащий катализатор, способ его получения, его элементный состав и способ превращения низкомолекулярных парафиновых и олефиновых углеводородов в концентрат ароматических углеводородов с его использованием устраняет указанные недостатки. Степень конверсии, выход и селективность образования ароматических углеводородов, полученных по способу-прототипу из различных низкомолекулярных газообразных смесей, приведены соответственно в таблицах 2 и 3.The proposed zeolite-containing catalyst, the method for its preparation, its elemental composition and the method for converting low molecular weight paraffinic and olefinic hydrocarbons into an aromatic hydrocarbon concentrate using it eliminates these disadvantages. The degree of conversion, yield and selectivity of the formation of aromatic hydrocarbons obtained by the prototype method from various low molecular weight gaseous mixtures are shown in tables 2 and 3, respectively.

Технической задачей изобретения является расширение возможностей использования катализатора, введение более одного модифицирующего элемента в структуру цеолита, повышение качества и выхода целевых продуктов.An object of the invention is to expand the use of the catalyst, the introduction of more than one modifying element in the structure of the zeolite, improving the quality and yield of target products.

Технический результат изобретения - достижение высокой фазовой чистоты цеолита и широкого распределения его кислотно-основных центров по природе, введение более одного модифицирующего элемента в структуру цеолита, повышение качества и выхода целевых продуктов на заявленном катализаторе.The technical result of the invention is the achievement of high phase purity of the zeolite and the wide distribution of its acid-base centers in nature, the introduction of more than one modifying element in the structure of the zeolite, improving the quality and yield of target products on the claimed catalyst.

Технический результат относительно цеолитсодержащего катализатора достигается тем, что в цеолитсодержащем катализаторе, содержащем цеолит ZSM-5 с силикатным модулем SiO2/Аl2О3 = 30-80 моль/моль и остаточным содержанием оксида натрия 0,03-0,07 мас. %, элементы структуры цеолита и связующий компонент, в качестве элементов структуры цеолита содержится оксид циркония, оксид скандия, оксид церия, оксид олова, оксид цинка, оксид свинца или смесь оксидов этих металлов при следующем содержании компонентов, мас. %: цеолит - 85,00; ZrO2 - 0-3,00; Sc2O3 - 0-3,00; СеO2 - 0-3,00; SnO2 - 0-3,00; ZnO - 0-3,00; PbO2 - 0-3,00; Na2O - 0,03-0,07; связующий компонент - остальное.The technical result regarding the zeolite-containing catalyst is achieved in that in the zeolite-containing catalyst containing zeolite ZSM-5 with a silicate module SiO 2 / Al 2 About 3 = 30-80 mol / mol and a residual content of sodium oxide of 0.03-0.07 wt. %, zeolite structure elements and a binder component, zirconia, scandium oxide, cerium oxide, tin oxide, zinc oxide, lead oxide or a mixture of the oxides of these metals in the following components, wt. %: zeolite - 85.00; ZrO 2 - 0-3.00; Sc 2 O 3 - 0-3.00; CeO 2 - 0-3.00; SnO 2 - 0-3.00; ZnO - 0-3.00; PbO 2 - 0-3.00; Na 2 O - 0.03-0.07; the connecting component is the rest.

Технический результат достигается тем, что в способе получения цеолитсодержащего катализатора, включающем операции смешения реагентов, гидротермальный синтез, промывку, сушку и прокаливание осадка, согласно изобретению, реакционную смесь, полученную путем смешения химических реагентов, содержащих алюминий, цинк, олово, церий, цирконий, свинец, скандий, кремний, гидрооксид натрия, затравочных кристаллов цеолита со структурой ZSM-5/MF1 в Na- или NH4-форме, органического структурообразователя, например, н-бутанола, моноэтаноламина, дибутиламина, диэтилентриамина, загружают в реактор, в котором проводят гидротермальный синтез при температуре 165-180°С в течение 8-48 ч., после завершения гидротермального синтеза пульпу Na-формы цеолита фильтруют и полученный осадок репульпируют в 2,0-3,0% водном растворе аммония бикарбоната, осадок цеолита фильтруют и направляют на проведение кислотного или солевого ионного обмена путем его обработки водным раствором азотной кислоты или водными растворами солей аммония при нагревании и перемешивании пульпы, в полученную после кислотного или солевого ионного обмена пульпу добавляют аммония бикарбонат, пульпу цеолита фильтруют, промытый осадок Н- или NH4-формы цеолита сушат и направляют на операцию приготовления катализаторной массы путем смешения порошка цеолита с активным гидрооксидом алюминия и концентрированной азотной кислотой, полученную катализаторную массу подвергают экструзии и гранулированию, гранулы сушат при температуре 150°С и прокаливают при 550-600°С.The technical result is achieved by the fact that in the method for producing a zeolite-containing catalyst, including the operations of mixing reagents, hydrothermal synthesis, washing, drying and calcining the precipitate, according to the invention, a reaction mixture obtained by mixing chemical reagents containing aluminum, zinc, tin, cerium, zirconium, lead, scandium, silicon, sodium hydroxide, seed crystals of zeolite with the structure of ZSM-5 / MF1 in the Na or NH 4 form, an organic structure-forming agent, for example, n-butanol, monoethanolamine, dibutylamine , diethylenetriamine, is loaded into a reactor in which hydrothermal synthesis is carried out at a temperature of 165-180 ° C for 8-48 hours, after completion of hydrothermal synthesis, the Na-form zeolite pulp is filtered and the resulting precipitate is repulped in 2.0-3.0% in an aqueous solution of ammonium bicarbonate, the zeolite precipitate is filtered and sent to carry out acid or salt ion exchange by treating it with an aqueous solution of nitric acid or aqueous solutions of ammonium salts by heating and stirring the pulp into the one obtained after acid or salt and nnogo exchange pulp added ammonium bicarbonate, zeolite, the pulp was filtered, washed precipitate H or NH 4 -form of the zeolite is dried and sent to a catalyst mass cooking operation by mixing zeolite powder with an active aluminum hydroxide and concentrated nitric acid, the resulting catalyst mass was extruded and granulated, the granules are dried at a temperature of 150 ° C and calcined at 550-600 ° C.

Технический результат относительно способа, основанного на использовании предлагаемого цеолитсодержащего катализатора для превращения смеси низкомолекулярных парафиновых и олефиновых углеводородов в концентрат ароматических углеводородов или высокооктановый компонент бензина, достигается путем пропускания различных газообразных смесей низкомолекулярных предельных и непредельных углеводородов, содержащих водород, сероводород, оксиды углерода и при их отсутствии (сырье), через стационарный слой катализатора, нагретого до температуры 400-600°С, при нагрузке катализатора по сырью 100-300 ч-1, со степенью конверсии углеводородов 60-100%), с выходом целевого продукта не менее 40% и селективностью образования ароматических углеводородов 40-60%.The technical result regarding the method based on the use of the proposed zeolite-containing catalyst for converting a mixture of low molecular weight paraffin and olefin hydrocarbons into an aromatic hydrocarbon concentrate or high octane gasoline component is achieved by passing various gaseous mixtures of low molecular weight saturated and unsaturated hydrocarbons containing hydrogen, hydrogen sulfide, carbon oxides and absence (raw material) through a stationary catalyst bed heated to tempera atura 400-600 ° C, with a catalyst load of 100-300 h -1 for raw materials, with a degree of hydrocarbon conversion of 60-100%), with a yield of at least 40% of the target product and an aromatic hydrocarbon formation selectivity of 40-60%.

Преимущество предлагаемого цеолитсодержащего катализатора состоит в использовании дешевых и доступных соединений при меньшем количестве стадий его синтеза и в широком сочетании модифицирующих добавок, позволяющих использовать катализатор для конверсии различных по углеводородному составу газообразных смесей.The advantage of the proposed zeolite-containing catalyst is the use of cheap and affordable compounds with fewer stages of its synthesis and a wide combination of modifying additives, allowing the use of the catalyst for the conversion of gaseous mixtures of different hydrocarbon composition.

Сущность изобретения поясняется конкретными примерами его выполнения.The invention is illustrated by specific examples of its implementation.

Пример 1. Для получения цеолитсодержащего катализатора, содержащего в качестве активного компонента цеолит ZSM-5 в Н-форме (85 мас. %) и носитель в виде γ-Аl2O3 (15 мас. %), сначала гидротермальным синтезом получают Na-форму цеолита. Для этого готовят 6 фторопластовых стаканов объемом 100 см3, которые используют в качестве вкладышей в металлических стаканах-реакторах, выполненных из нержавеющей стали. В каждый из стаканов наливают по 25 см3 воды дистиллированной. Помещают в каждый из стаканов магнит, находящийся в изолированной оболочке, и устанавливают стаканы на магнитные мешалки. Включением магнитных мешалок создают перемешивание содержимого стаканов. Затем в каждый стакан помещают 2,2596 г гидрата окиси натрия. После растворения навески гидрата окиси натрия в стаканах растворяют по 1,5297 г алюминия азотнокислого 9-водного. Смесь выдерживают при перемешивании в течение 5 минут. Затем в каждый стакан добавляют по 0,4982 г хлорида олова (IV) 4-водного. После растворения навески в каждый из стаканов добавляют по 0,8235 г нитрата цинка 6-водного квалификации «ЧДА». Смесь выдерживают при перемешивании в течение 5 минут. После этого в каждый стакан добавляют 9,0000 г силикагеля марки КСКГ. Смесь выдерживают при перемешивании в течение 5 минут. После этого в каждый стакан загружают 0,25 г порошка цеолита структурного типа ZSM-5/MFI. Смесь выдерживают при перемешивании в течение 5 минут. Затем в каждый стакан при помощи дозатора ТУ 9452-002-3318999 пипеточного одноканального переменного объема вместимостью 1000-5000 микролитров (далее дозатор) наливают по 3,76 см3 н-бутанола. Смесь выдерживают при перемешивании в течение 5 минут. Из каждого фторопластового стакана с помощью металлического пинцета извлекают магнит и ополаскивают его 26,05 см3 воды дистиллированной (объем воды измеряют при помощи дозатора) таким образом, чтобы вся вода при промывке магнитов и пинцета попадала внутрь стаканов. Приготовленные реакционные смеси во фторопластовых стаканах помещают внутрь 6 стаканов-реакторов, выполненных из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т. Фторопластовые стаканы закрывают сверху фторопластовыми крышками. Стаканы-реакторы герметизируют, соединяя металлическую крышку стакана-реактора с его корпусом при помощи резьбового соединения. Герметизация резьбовых соединений в стаканах-реакторах обеспечивается при помощи фторопластовых прокладок. Стаканы-реакторы помещают в термический шкаф и выдерживают при температуре 170-180°С в течение 8-48 часов, после чего нагрев отключают.Example 1. To obtain a zeolite-containing catalyst containing, as an active component, ZSM-5 zeolite in the H-form (85 wt.%) And the carrier in the form of γ-Al 2 O 3 (15 wt.%), Na- is first obtained by hydrothermal synthesis zeolite form. To do this, prepare 6 fluoroplastic glasses with a volume of 100 cm 3 , which are used as inserts in metal glasses-reactors made of stainless steel. 25 cm 3 of distilled water is poured into each of the glasses. Place a magnet in an insulated shell in each of the glasses and place the glasses on magnetic stirrers. The inclusion of magnetic stirrers create mixing of the contents of the glasses. Then 2.2596 g of sodium hydroxide is placed in each glass. After dissolving a sample of sodium hydroxide in glasses, 1.5297 g of 9-aqueous aluminum nitrate are dissolved. The mixture is kept under stirring for 5 minutes. Then, 0.4982 g of tin (IV) 4-aqueous chloride is added to each glass. After dissolution of the sample, 0.8235 g of zinc nitrate of 6-water grade “ChDA” is added to each of the glasses. The mixture is kept under stirring for 5 minutes. After that, 9.0000 g of KSKG silica gel is added to each glass. The mixture is kept under stirring for 5 minutes. After that, 0.25 g of zeolite powder of the structural type ZSM-5 / MFI is loaded into each glass. The mixture is kept under stirring for 5 minutes. Then, in each glass using a dispenser TU 9452-002-3318999 pipette single-channel variable volume with a capacity of 1000-5000 microliters (hereinafter dispenser), 3.76 cm 3 of n-butanol are poured. The mixture is kept under stirring for 5 minutes. A magnet is extracted from each PTFE cup with metal tweezers and rinsed with 26.05 cm 3 of distilled water (the volume of water is measured with a dispenser) so that all the water rinsing the magnets and tweezers gets inside the cups. The prepared reaction mixtures in fluoroplastic glasses are placed inside 6 glasses-reactors made of stainless steel grade 12X18H10T. Ftoroplastovy glasses are closed from above by ftoroplastovy covers. The reactor glasses are sealed by connecting the metal cover of the reactor glass with its body using a threaded connection. Sealing of threaded joints in reactor glasses is ensured by means of fluoroplastic gaskets. The reactor glasses are placed in a thermal cabinet and kept at a temperature of 170-180 ° C for 8-48 hours, after which the heating is turned off.

После окончания процесса синтеза и охлаждения стаканов-реакторов до комнатной температуры содержимое стаканов-реакторов сливают в химический стакан объемом 1,0 дм3. Фторопластовые стаканы-вкладыши ополаскивают 50 см3 воды дистиллированной и промывную воду сливают в стакан с основным продуктом синтеза.After the process of synthesis and cooling of the beaker reactors to room temperature is completed, the contents of the beaker reactors are poured into a beaker of 1.0 dm 3 volume. Teflon cups are rinsed with 50 cm 3 of distilled water and the wash water is poured into a glass with the main synthesis product.

Полученную пульпу Na-формы цеолита фильтруют и полученный осадок репульпируют в 1,0-2,0% водном растворе углеаммонийных солей при соотношении жидкой и твердой фаз Ж : Т = 8-10, осадок цеолита отфильтровывают. Отфильтрованный и промытый осадок Na-формы цеолита сушат в сушильном шкафу до постоянной массы при температуре 150°С. Масса порошка Na-формы цеолита составляет 53,32 г.The resulting pulp of the Na-form of the zeolite is filtered and the precipitate obtained is repulped in a 1.0-2.0% aqueous solution of carbon ammonium salts with a ratio of liquid and solid phases W: T = 8-10, the zeolite precipitate is filtered off. The filtered and washed precipitate of the Na-form of the zeolite is dried in an oven to constant weight at a temperature of 150 ° C. The mass of the powder of the Na form of zeolite is 53.32 g.

Порошок Na-формы цеолита направляют на проведение солевого ионного обмена. В химический стакан объемом 1,0 дм3 опускают лопасти лабораторной мешалки и распульповывают 53,32 г порошка Na -формы цеолита в растворе нитрата аммония (объем раствора 282,3 см3). Раствор азотной кислоты приготавливают растворением 33,88 г нитрата аммония квалификации «ЧДА» в 282,3 см3 воды дистиллированной. Полученную пульпу выдерживают при температуре 90-100°С и постоянном перемешивании в течение 1,0-1,5 ч. Затем после солевого ионного обмена пульпу цеолита фильтруют, промывают 1,0 дм водой дистиллированной при соотношении жидкой и твердой фаз Ж : Т = 18:1. Промытый осадок Na -формы цеолита сушат в сушильном шкафу при температуре 150°С до постоянного веса и направляют на операцию приготовления катализаторной массы. К промытому и высушенному порошку цеолита в количестве 31 г приливают 10 см3 дистиллированной воды, к полученной смеси добавляют 13,423 г переосажденного гидрооксида алюминия в виде влажной пасты (с остаточной массовой долей при высушивании и прокаливании 72,72%) и 5,302 см3 концентрированной азотной кислоты квалификации «ХЧ» (азотную кислоту дозируют при помощи дозатора). Приготовленную смесь перемешивают до получения однородной пластической катализаторной массы, пригодной для проведения экструзии и гранулирования катализатора. Полученные после экструзии и гранулирования влажные гранулы катализатора сушат в сушильном шкафу при температуре 150°С в течение 2 часов и прокаливают в муфельной печи при температуре 550-600°С в течение 1-2 часов.The powder of the Na-form of zeolite is sent to conduct salt ion exchange. In a beaker with a volume of 1.0 dm 3, lower the blades of a laboratory stirrer and pulp 53.32 g of powder of Na-form zeolite in a solution of ammonium nitrate (solution volume 282.3 cm 3 ). A solution of nitric acid is prepared by dissolving 33.88 g of ammonia nitrate of the qualification "ChDA" in 282.3 cm 3 of distilled water. The resulting pulp is maintained at a temperature of 90-100 ° C and constant stirring for 1.0-1.5 hours. Then, after salt-ion exchange, the zeolite pulp is filtered, washed with 1.0 dm distilled water with a ratio of liquid and solid phases W: T = 18: 1. The washed precipitate of the Na-form of zeolite is dried in an oven at a temperature of 150 ° C to constant weight and sent to the operation of preparing the catalyst mass. To the washed and dried zeolite powder in an amount of 31 g is added 10 cm 3 of distilled water, 13.423 g of precipitated aluminum hydroxide are added to the resulting mixture in the form of a wet paste (with a residual mass fraction of 72.72% when dried and calcined) and 5.302 cm 3 of concentrated nitric acids of qualification "ChP" (nitric acid is dosed using a dispenser). The prepared mixture is stirred until a homogeneous plastic catalyst mass suitable for extrusion and granulation of the catalyst. The wet catalyst granules obtained after extrusion and granulation are dried in an oven at a temperature of 150 ° C for 2 hours and calcined in a muffle furnace at a temperature of 550-600 ° C for 1-2 hours.

Пример 2. Пропан-бутановую смесь следующего состава, мас. %: 0,44 метана; 11,80 этана; 52,16 пропана; 35,38 изо- и н-бутана; 0,22 диоксида углерода подвергают контактированию с цеолитсодержащим катализатором, помещенным в реактор объемом 5 см3, при температуре 550-600°С, объемной скорости подачи газообразного сырья 100-200 ч-1 и без создания избыточного давления. Перед проведением процесса образцы цеолитсодержащего катализатора подвергают обработке в токе кислородсодержащего газа с последующей восстановительной обработкой в токе водорода. После окончания процесса рассчитывают конверсию исходных углеводородов (X, мас. %), селективность образования ароматических углеводородов (Sap, мас. %), массовое содержание ароматических углеводородов в конечном продукте (ωар, мас. %). Полученные результаты представлены в таблице 2. Катализатор состоит из 85,00 мас. %» цеолита структурного типа ZSM-5/MFI, содержащего в своей структуре 77,42 мас. % оксида кремния, 3,29 мас. % оксида алюминия, 1,70 мас. % оксида церия, 2,55 мас. % оксида цинка и 15,00 мас. % γ-Аl2О3, используемого в качестве связующего вещества.Example 2. Propane-butane mixture of the following composition, wt. %: 0.44 methane; 11.80 ethane; 52.16 propane; 35.38 iso and n-butane; 0.22 carbon dioxide is subjected to contact with a zeolite-containing catalyst, placed in a reactor with a volume of 5 cm 3 , at a temperature of 550-600 ° C, the volumetric feed rate of the gaseous feed is 100-200 h -1 and without creating excessive pressure. Before the process, samples of the zeolite-containing catalyst are subjected to treatment in a stream of oxygen-containing gas, followed by reduction treatment in a stream of hydrogen. After the end of the process, the conversion of the initial hydrocarbons (X, wt.%), The selectivity of the formation of aromatic hydrocarbons (S ap , wt.%), The mass content of aromatic hydrocarbons in the final product (ω ar , wt.%) Are calculated. The results are presented in table 2. The catalyst consists of 85.00 wt. % ”Zeolite structural type ZSM-5 / MFI, containing in its structure 77.42 wt. % silicon oxide, 3.29 wt. % alumina, 1.70 wt. % cerium oxide, 2.55 wt. % zinc oxide and 15.00 wt. % γ-Al 2 O 3 used as a binder.

Цеолитсодержащий катализатор готовили по способу, описанному в примере 1. Качественный и количественный состав полученного катализатора приведен в таблице 1. Конверсия, выход и селективность образования ароматических углеводородов приводятся в таблице 2.The zeolite-containing catalyst was prepared according to the method described in example 1. The qualitative and quantitative composition of the obtained catalyst are shown in table 1. The conversion, yield and selectivity of the formation of aromatic hydrocarbons are given in table 2.

Пример 3. Аналогичен примеру 1, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит типа ZSM-5, содержащий в своей структуре 0,85 мас. % оксида церия и 1,70 мас. % оксида цинка.Example 3. Similar to example 1, only as a zeolite component of a zeolite-containing catalyst is used zeolite type ZSM-5, containing in its structure 0.85 wt. % cerium oxide and 1.70 wt. % zinc oxide.

Качественный и количественный состав полученного катализатора приведен в таблице 1. Конверсия, выход и селективность образования ароматических углеводородов приводятся в таблице 2.The qualitative and quantitative composition of the obtained catalyst are shown in table 1. The conversion, yield and selectivity of the formation of aromatic hydrocarbons are given in table 2.

Пример 4. Аналогичен примеру 1, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит типа ZSM-5, содержащий в своей структуре 1,70 мас. % оксида церия и 0,85 мас. % оксида цинка.Example 4. Similar to example 1, only as a zeolite component of a zeolite-containing catalyst is used a zeolite type ZSM-5, containing in its structure 1.70 wt. % cerium oxide and 0.85 wt. % zinc oxide.

Качественный и количественный состав полученного катализатора приведен в таблице 1. Конверсия, выход и селективность образования ароматических углеводородов приводятся в таблице 2.The qualitative and quantitative composition of the obtained catalyst are shown in table 1. The conversion, yield and selectivity of the formation of aromatic hydrocarbons are given in table 2.

Пример 5. Аналогичен примеру 1, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит типа ZSM-5, содержащий в своей структуре 0,85 мас. % оксида церия, 0,85 оксида циркония и 0,85 мас. % оксида цинка.Example 5. Similar to example 1, only as a zeolite component of a zeolite-containing catalyst is used a zeolite type ZSM-5, containing in its structure 0.85 wt. % cerium oxide, 0.85 zirconium oxide and 0.85 wt. % zinc oxide.

Качественный и количественный состав полученного катализатора приведен в таблице 1. Конверсия, выход и селективность образования ароматических углеводородов приводятся в таблице 2.The qualitative and quantitative composition of the obtained catalyst are shown in table 1. The conversion, yield and selectivity of the formation of aromatic hydrocarbons are given in table 2.

Пример 6. Аналогичен примеру 1, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит типа ZSM-5, содержащий в своей структуре 1,70 мас. % оксида церия и 2,55 мас. % оксида цинка.Example 6. Similar to example 1, only as a zeolite component of a zeolite-containing catalyst is used a zeolite type ZSM-5, containing in its structure 1.70 wt. % cerium oxide and 2.55 wt. % zinc oxide.

Качественный и количественный состав полученного катализатора приведен в таблице 1. Конверсия, выход и селективность образования ароматических углеводородов приводятся в таблице 2.The qualitative and quantitative composition of the obtained catalyst are shown in table 1. The conversion, yield and selectivity of the formation of aromatic hydrocarbons are given in table 2.

Пример 7. Аналогичен примеру 1, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит типа ZSM-5, содержащий в своей структуре 1,27 мас. % оксида церия, 2,12 мас. % оксида цинка и 0,85 мас. % оксида олова.Example 7. Similar to example 1, only as a zeolite component of the zeolite-containing catalyst is used zeolite type ZSM-5, containing in its structure 1.27 wt. % cerium oxide, 2.12 wt. % zinc oxide and 0.85 wt. % tin oxide.

Качественный и количественный состав полученного катализатора приведен в таблице 1. Конверсия, выход и селективность образования ароматических углеводородов приводятся в таблице 2.The qualitative and quantitative composition of the obtained catalyst are shown in table 1. The conversion, yield and selectivity of the formation of aromatic hydrocarbons are given in table 2.

Пример 8. Аналогичен примеру 1, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит типа ZSM-5, содержащий в своей структуре 0,85 мас. % оксида церия, 1,27 мас. % оксида олова и 2,12 мас. % оксида цинка.Example 8. Similar to example 1, only as a zeolite component of a zeolite-containing catalyst is used a zeolite type ZSM-5, containing in its structure 0.85 wt. % cerium oxide, 1.27 wt. % tin oxide and 2.12 wt. % zinc oxide.

Качественный и количественный состав полученного катализатора приведен в таблице 1. Конверсия, выход и селективность образования ароматических углеводородов приводятся в таблице 2.The qualitative and quantitative composition of the obtained catalyst are shown in table 1. The conversion, yield and selectivity of the formation of aromatic hydrocarbons are given in table 2.

Пример 9. Аналогичен примеру 1, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит типа ZSM-5, содержащий в своей структуре 0,42 мас. % оксида олова, 1,70 мас. % оксида церия и 2,12 мас. % оксида свинца.Example 9. Similar to example 1, only as a zeolite component of a zeolite-containing catalyst is used a zeolite type ZSM-5, containing in its structure 0.42 wt. % tin oxide, 1.70 wt. % cerium oxide and 2.12 wt. % lead oxide.

Качественный и количественный состав полученного катализатора приведен в таблице 1. Конверсия, выход и селективность образования ароматических углеводородов приводятся в таблице 2.The qualitative and quantitative composition of the obtained catalyst are shown in table 1. The conversion, yield and selectivity of the formation of aromatic hydrocarbons are given in table 2.

Пример 10. Аналогичен примеру 1, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит типа ZSM-5, содержащий в своей структуре 2,12 мас. % оксида скандия и 2,12 мас. % оксида свинца.Example 10. Similar to example 1, only as a zeolite component of the zeolite-containing catalyst is used zeolite type ZSM-5, containing in its structure 2.12 wt. % scandium oxide and 2.12 wt. % lead oxide.

Качественный и количественный состав полученного катализатора приведен в таблице 1. Конверсия, выход и селективность образования ароматических углеводородов приводятся в таблице 2.The qualitative and quantitative composition of the obtained catalyst are shown in table 1. The conversion, yield and selectivity of the formation of aromatic hydrocarbons are given in table 2.

Пример 11. Углеводородную смесь предельных и непредельных углеводородов состава, мас. %: 16,87 метана; 9,94 этана; 12,96 этилена; 15,87 пропилена; 6,15 бутана, а также содержащую, мас. %: 14,06 водорода; 2,63 сероводорода; 10,95 оксида углерода; 8,15 диоксида углерода; 1,04 кислорода; 1,38 азота подвергают контактированию с цеолитсодержащим катализатором, помещенным в реактор объемом 5 см3, при температуре 400-600°С, объемной скорости подачи исходного сырья 300 ч-1, без избыточного давления. В качестве цеолитсодержащего катализатора используется образец из примера 8.Example 11. A hydrocarbon mixture of saturated and unsaturated hydrocarbons composition, wt. %: 16.87 methane; 9.94 ethane; 12.96 ethylene; 15.87 propylene; 6.15 butane, as well as containing, by weight. %: 14.06 hydrogen; 2.63 hydrogen sulfide; 10.95 carbon monoxide; 8.15 carbon dioxide; 1.04 oxygen; 1.38 nitrogen is subjected to contact with a zeolite-containing catalyst, placed in a reactor with a volume of 5 cm 3 , at a temperature of 400-600 ° C, a volumetric feed rate of the feedstock 300 h -1 , without excess pressure. As the zeolite-containing catalyst, the sample from Example 8 is used.

Качественный и количественный состав полученного катализатора приведен в таблице 1. Состав образующихся продуктов и выход жидких продуктов, а также конверсия и количество ароматических углеводородов для углеводородной составляющей смеси приводятся в таблице 3.The qualitative and quantitative composition of the obtained catalyst are shown in table 1. The composition of the resulting products and the yield of liquid products, as well as the conversion and amount of aromatic hydrocarbons for the hydrocarbon component of the mixture are given in table 3.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Примечание, t - температура реакции; W - объемная скорость подачи исходного сырья.Note, t is the reaction temperature; W is the volumetric feed rate of the feedstock.

Figure 00000003
Figure 00000003

* - остальное - водород, оксид и диоксид углерода, азот.* - the rest is hydrogen, carbon monoxide and dioxide, nitrogen.

Таким образом, применение предлагаемого технического решения позволяет достичь необходимого технического эффекта: высокой фазовой чистоты цеолитного катализатора и широкого распределения его кислотно-основных центров по природе, введение более одного модифицирующего элемента в структуру цеолита, повышение качества и выхода целевых продуктов на заявленном катализаторе.Thus, the application of the proposed technical solution allows to achieve the necessary technical effect: high phase purity of the zeolite catalyst and a wide distribution of its acid-base centers in nature, the introduction of more than one modifying element in the structure of the zeolite, improving the quality and yield of target products on the claimed catalyst.

Claims (5)

1. Цеолитсодержащий катализатор для превращения смеси низкомолекулярных парафиновых и олефиновых углеводородов в концентрат ароматических углеводородов или высокооктановый компонент бензина, содержащий цеолит ZSM-5 с силикатным модулем SiO2/Al2O3=30-100 моль/моль и остаточным содержанием оксида натрия 0,03 - 0,07 мас.%, элементы структуры цеолита и связующий компонент, отличающийся тем, что в качестве элементов структуры цеолита катализатор содержит оксид циркония, оксид скандия, оксид церия, оксид олова, оксид цинка, оксид свинца или смесь оксидов этих металлов при следующем содержании компонентов, мас.%:1. Zeolite-containing catalyst for converting a mixture of low molecular weight paraffin and olefin hydrocarbons into a concentrate of aromatic hydrocarbons or a high-octane gasoline component containing zeolite ZSM-5 with a silicate module SiO 2 / Al 2 O 3 = 30-100 mol / mol and a residual content of sodium oxide 0, 03 - 0.07 wt.%, Zeolite structure elements and a binder component, characterized in that, as zeolite structure elements, the catalyst contains zirconium oxide, scandium oxide, cerium oxide, tin oxide, zinc oxide, lead oxide or a mixture of oxide . These metals at the following component ratio, wt%: цеолитzeolite 85,0085.00 ZrO2 ZrO 2 0-3,000-3.00 Sc2O3 Sc 2 O 3 0-3,000-3.00 CeO2 CeO 2 0-3,000-3.00 SnO2 Sno 2 0-3,000-3.00 ZnOZno 0-3,000-3.00 PbO2 PbO 2 0-3,000-3.00 Na2ONa 2 O 0,03-0,070.03-0.07 связующий компонентbinder component остальное.rest.
2. Способ получения цеолитсодержащего катализатора, включающий операции смешения реагентов, гидротермальный синтез, промывку, сушку и прокаливание осадка, отличающийся тем, что реакционную смесь, полученную путем смешения химических реагентов, содержащих алюминий, цинк, олово, церий, цирконий, свинец, скандий, кремний, гидрооксида натрия, затравочных кристаллов цеолита со структурой ZSM-5/MF1 в Na- или NH4-форме, структурообразователя, например н-бутанола, моноэтаноламина, дибутиламина, диэтилентриамина, загружают в реактор, в котором проводят гидротермальный синтез при температуре 165-180°С в течение 8-48 ч, после завершения гидротермального синтеза пульпу Na-формы цеолита фильтруют и полученный осадок репульпируют в 2,0-3,0%-ном водном растворе аммония бикарбоната, осадок цеолита фильтруют и направляют на проведение кислотного или солевого ионного обмена путем его обработки водным раствором азотной кислоты или водными растворами солей аммония при нагревании и перемешивании пульпы, в полученную после кислотного или солевого ионного обмена пульпу добавляют аммония бикарбонат, пульпу цеолита фильтруют, промытый осадок Н- или NH4-формы цеолита сушат и направляют на операцию приготовления катализаторной массы путем смешения порошка цеолита с активным гидрооксидом алюминия и концентрированной азотной кислотой, полученную катализаторную массу подвергают экструзии и гранулированию, гранулы сушат при температуре 150°С и прокаливают при 550-600°С.2. A method of obtaining a zeolite-containing catalyst, including the operation of mixing the reagents, hydrothermal synthesis, washing, drying and calcining the precipitate, characterized in that the reaction mixture obtained by mixing chemical reagents containing aluminum, zinc, tin, cerium, zirconium, lead, scandium, silicon, sodium hydroxide, seed crystals of zeolite with a structure of ZSM-5 / MF1 in the Na or NH 4 form, a structurant, for example n-butanol, monoethanolamine, dibutylamine, diethylenetriamine, are loaded into a reactor in which hydrothermal synthesis at a temperature of 165-180 ° C for 8-48 hours, after completion of hydrothermal synthesis, the Na-form pulp of the zeolite is filtered and the resulting precipitate is repulped in a 2.0-3.0% aqueous solution of ammonium bicarbonate, the zeolite precipitate is filtered and they are directed to carrying out acid or salt ion exchange by treating it with an aqueous solution of nitric acid or aqueous solutions of ammonium salts by heating and stirring the pulp, ammonium bicarbonate, bullets are added to the pulp obtained after acid or salt ion exchange in the zeolite was filtered, washed precipitate H or NH 4 -form of the zeolite is dried and sent to a catalyst mass cooking operation by mixing zeolite powder with an active aluminum hydroxide and concentrated nitric acid, the resulting catalyst mass was extruded and granulated, the granules were dried at 150 ° C and calcined at 550-600 ° C. 3. Способ превращения смеси низкомолекулярных парафиновых и олефиновых углеводородов в концентрат ароматических углеводородов или высокооктановый компонент бензина с помощью цеолитсодержащего катализатора, включающий нагревание и пропускание сырья через цеолитсодержащий катализатор, отличающийся тем, что в качестве сырья используют газообразную смесь предельных углеводородов, которую пропускают через стационарный слой цеолитсодержащего катализатора, нагретого до температуры 400-600°С, при нагрузке катализатора по сырью 100-300 ч-1.3. A method of converting a mixture of low molecular weight paraffinic and olefinic hydrocarbons into an aromatic hydrocarbon concentrate or a high-octane gasoline component using a zeolite-containing catalyst, comprising heating and passing the feed through a zeolite-containing catalyst, characterized in that a gaseous mixture of saturated hydrocarbons is used as raw material, which is passed through a stationary layer zeolite-containing catalyst heated to a temperature of 400-600 ° C, with a catalyst load of 100-300 h -1 for raw materials. 4. Способ превращения смеси низкомолекулярных парафиновых и олефиновых углеводородов в концентрат ароматических углеводородов или высокооктановый компонент бензина с помощью цеолитсодержащего катализатора, включающий нагревание и пропускание сырья через цеолитсодержащий катализатор, отличающийся тем, что в качестве сырья используют газообразную смесь низкомолекулярных предельных и непредельных углеводородов, водорода, сероводорода, оксида углерода, диоксида углерода, азота, которую пропускают через стационарный слой цеолитсодержащего катализатора, нагретого до температуры 400-600°С, при нагрузке катализатора по сырью 300 ч-1.4. A method of converting a mixture of low molecular weight paraffinic and olefinic hydrocarbons into an aromatic hydrocarbon concentrate or a high octane gasoline component using a zeolite-containing catalyst, comprising heating and passing the feed through a zeolite-containing catalyst, characterized in that a gaseous mixture of low molecular weight saturated and unsaturated hydrocarbons, hydrogen, is used as a raw material hydrogen sulfide, carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen, which is passed through a stationary layer of zeolite soder a burning catalyst heated to a temperature of 400-600 ° C, with a catalyst load of raw material of 300 h -1 .
RU2018117021A 2018-05-07 2018-05-07 Zeolite-containing catalyst, method for production and transition method of mixture of low molecular paraffin and olefin hydrocarbons in the concentrate of aromatic hydrocarbons or high-octane number component of benzine (variants) RU2672665C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018117021A RU2672665C1 (en) 2018-05-07 2018-05-07 Zeolite-containing catalyst, method for production and transition method of mixture of low molecular paraffin and olefin hydrocarbons in the concentrate of aromatic hydrocarbons or high-octane number component of benzine (variants)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018117021A RU2672665C1 (en) 2018-05-07 2018-05-07 Zeolite-containing catalyst, method for production and transition method of mixture of low molecular paraffin and olefin hydrocarbons in the concentrate of aromatic hydrocarbons or high-octane number component of benzine (variants)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2672665C1 true RU2672665C1 (en) 2018-11-19

Family

ID=64327886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018117021A RU2672665C1 (en) 2018-05-07 2018-05-07 Zeolite-containing catalyst, method for production and transition method of mixture of low molecular paraffin and olefin hydrocarbons in the concentrate of aromatic hydrocarbons or high-octane number component of benzine (variants)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2672665C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112619689A (en) * 2021-01-07 2021-04-09 江苏正丹化学工业股份有限公司 Preparation and application method of catalyst for synthesizing triisononyl trimellitate
CN114425408A (en) * 2020-10-14 2022-05-03 中国石油化工股份有限公司 Aromatization catalyst and preparation method thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2039790C1 (en) * 1993-03-17 1995-07-20 Виктор Георгиевич Степанов Method for production of high-octane gasoline fractions and aromatic hydrocarbons
RU2155099C2 (en) * 1998-10-16 2000-08-27 Каратун Ольга Николаевна Catalyst and method for conversion of aliphatic c2-c6-hydrocarbons into high-octane gasoline or aromatic hydrocarbons
US6228789B1 (en) * 1998-04-15 2001-05-08 Phillips Petroleum Company Silylated water vapor treated zinc or gallium promoted zeolite and use thereof for the conversion of non-aromatic hydrocarbons to olefins and aromatic hydrocarbons
RU2367643C2 (en) * 2004-03-03 2009-09-20 Сауди Бейсик Индастриз Корпорейшн Catalyst for alkanes aromatisation, preparation method and application thereof
RU2518468C2 (en) * 2012-09-17 2014-06-10 Открытое акционерное общество "Ангарский завод катализаторов и органического синтеза" (ОАО "АЗКиОС") Zeolite-containing catalyst or oil fraction dewaxing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2039790C1 (en) * 1993-03-17 1995-07-20 Виктор Георгиевич Степанов Method for production of high-octane gasoline fractions and aromatic hydrocarbons
US6228789B1 (en) * 1998-04-15 2001-05-08 Phillips Petroleum Company Silylated water vapor treated zinc or gallium promoted zeolite and use thereof for the conversion of non-aromatic hydrocarbons to olefins and aromatic hydrocarbons
RU2155099C2 (en) * 1998-10-16 2000-08-27 Каратун Ольга Николаевна Catalyst and method for conversion of aliphatic c2-c6-hydrocarbons into high-octane gasoline or aromatic hydrocarbons
RU2367643C2 (en) * 2004-03-03 2009-09-20 Сауди Бейсик Индастриз Корпорейшн Catalyst for alkanes aromatisation, preparation method and application thereof
RU2518468C2 (en) * 2012-09-17 2014-06-10 Открытое акционерное общество "Ангарский завод катализаторов и органического синтеза" (ОАО "АЗКиОС") Zeolite-containing catalyst or oil fraction dewaxing

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114425408A (en) * 2020-10-14 2022-05-03 中国石油化工股份有限公司 Aromatization catalyst and preparation method thereof
CN114425408B (en) * 2020-10-14 2024-01-30 中国石油化工股份有限公司 Aromatization catalyst and preparation method thereof
CN112619689A (en) * 2021-01-07 2021-04-09 江苏正丹化学工业股份有限公司 Preparation and application method of catalyst for synthesizing triisononyl trimellitate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2491121C2 (en) Selective catalyst for converting aromatic hydrocarbons
JP2969062B2 (en) Hydrotreating method for producing premium isomerized gasoline
CN102387861B (en) The catalyst useful to alkylating aromatic hydrocarbon
US5393718A (en) Activated zeolite beta and its use for hydrocarbon conversion
US5258570A (en) Activated zeolite beta and its use for hydrocarbon conversion
CN1997593A (en) UZM-8 and UZM-8HS crystalline aluminosilicate zeolitic compositions and processes using the same
NO164830B (en) NEW CRYSTALLINE ALUMINUM SILICATES.
CN101384366A (en) A high throughput process for manufacturing molecular sieves
RU2672665C1 (en) Zeolite-containing catalyst, method for production and transition method of mixture of low molecular paraffin and olefin hydrocarbons in the concentrate of aromatic hydrocarbons or high-octane number component of benzine (variants)
US5659099A (en) Activated zeolite beta and its use for hydrocarbon conversion
CN101397230B (en) C5 and/or C6 alkane isomerization process
US8049051B2 (en) Process for production of aromatic hydrocarbons
EP4031279A1 (en) Chromium-based catalysts and processes for converting alkanes into higher and lower aliphatic hydrocarbons
US20170252731A1 (en) Composite catalyst, method for producing composite catalyst, method for producing lower olefin and method for regenerating composite catalyst
RU2333035C2 (en) Zeolite-containing catalyst, method for obtaining same and method of transformation of c2-c12 aliphatic hydrocarbon into aromatic hydrocarbons or high-octane gasoline component
WO2020050092A1 (en) Method for producing xylene
RU2478007C2 (en) Zeolite-containing catalyst, method for production thereof and method of converting c2-c12 aliphatic hydrocarbons and methanol to high-octane gasoline and aromatic hydrocarbons
RU2482917C1 (en) Method of producing heterogeneous catalyst for producing valuable and energy-saturated gasoline components
CN109569703B (en) Catalyst for producing gasoline component from naphtha and methanol, preparation method and application
CN103801389B (en) A kind of Catalysts and its preparation method for ethene and benzene preparing ethylbenzene by reaction and application
JPS61153140A (en) Production of solid acid catalyst
RU2480282C2 (en) Zeolite-bearing catalyst, method of its production and method of converting low-octane gasoline in high-octane gasoline with and without hydrogen
RU2617684C1 (en) Zeolite catalyst of deparafinization and method of deparafinization
RU2100075C1 (en) Zeolite-containing catalyst and method of converting $$$-hydrocarbons into high-antiknock gasoline component or aromatic hydrocarbon concentrate
CN103361116A (en) Method for producing high-octane gasoline from carbon-rich four-carbon five-carbon hexaalkane raw material