RU2674769C1 - Комбинированный катализатор и способ получения обогащённого триптаном экологически чистого высокооктанового бензина в его присутствии - Google Patents
Комбинированный катализатор и способ получения обогащённого триптаном экологически чистого высокооктанового бензина в его присутствии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2674769C1 RU2674769C1 RU2017123910A RU2017123910A RU2674769C1 RU 2674769 C1 RU2674769 C1 RU 2674769C1 RU 2017123910 A RU2017123910 A RU 2017123910A RU 2017123910 A RU2017123910 A RU 2017123910A RU 2674769 C1 RU2674769 C1 RU 2674769C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- enriched
- triptane
- zeolite
- gasoline
- catalyst
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/12—Silica and alumina
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/02—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/02—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
- B01J23/04—Alkali metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/10—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of rare earths
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/44—Palladium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/08—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
- B01J29/10—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y containing iron group metals, noble metals or copper
- B01J29/12—Noble metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/40—Crystalline 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение относится к получению высокооктанового бензина с низким содержанием ароматических соединений, но с высоким содержанием триптана (2,2,3-триметилбутана), и может применяться в области получения моторного топлива. Комбинированный катализатор получения обогащенного триптаном экологически чистого бензина включает модифицированные цеолиты HZSM-5 и HY при их массовом отношении 1:1-1:2, причем модифицированный цеолит HZSM-5 имеет следующий состав, мас.%: цеолит HZSM-5 с SiO/AlO=37, содержащий не более 0,04 мас.% оксида натрия - 50-70, Mg - 0,1-2,0, оксид алюминия - остальное, а модифицированный цеолит HY имеет следующий состав, мас.%: цеолит HY с SiO/AlO=2.73, содержащий не более 0,02 мас.% оксида натрия - 50-70, Pd - 0,1-1,0, оксид лантана - 0,5-3,5, оксид алюминия - остальное. Способ получения обогащенного триптаном экологически чистого бензина с октановым числом не менее 90 пунктов по исследовательскому методу включает превращение ДМЭ и/или метанола в присутствии указанного комбинированного катализатора. Технический результат заключается в получении обогащенного триптаном бензина, повышении селективности по высокоразветвленным C-углеводородам, снижении содержания в продуктах ароматических углеводородов, в частности дурола, экологическая чистота продукта. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 17 пр.
Description
Настоящее изобретение относится к получению высокооктанового бензина с низким содержанием ароматических соединений, но с высоким содержанием триптана (2,2,3-триметилбутана), из диметилового эфира и/или метанола (продуктов конверсии синтез-газа, одним из источников которого является попутный нефтяной газ). По разным источникам октановое число (ИОЧ) триптана варьируется от 110 до 112 (МОЧ выше 100). Изобретение может применяться в области получения моторного топлива.
Известны катализатор на основе цеолита типа пентасилов, содержащего оксид цинка, оксид лантана и палладий, для получения смеси углеводородов, и способ получения смеси углеводородов с низким содержанием ароматических соединений по патенту РФ №2442650, С07С 1/20, 20.02.2012 г. Согласно способу в проточном изотермическом реакторе в циркуляционном режиме проводят синтез углеводородов при давлении 10 МПа и температуре 340-380°C. В качестве сырья используют модельную газовую смесь, составленную из паров диметилового эфира (ДМЭ) и синтез-газа состава (в об. %): N2 - 4,0; СО - 21,0; CO2 - 3,0; Н2 - 72,0.
Такой способ позволяет получать с высокой селективностью жидкий продукт с низким содержанием ароматических углеводородов (4,5-8,0%) и высоким содержанием алканов изо-строения (более 77%). Получаемый продукт содержит следовые количества триптанов.
Недостатком представленного способа является низкое октановое число (по исследовательскому методу не более 75 пунктов), обусловленное низким содержанием ароматических углеводородов в составе получаемого продукта, что не позволяет использовать его в качестве базового компонента автобензина.
Из уровня техники неизвестны способы получения бензина, обогащенного триптаном и гетерогенные катализаторы для таких способов.
Задачей предлагаемого изобретения является получение каталитических систем (катализаторов) для получения бензина повышенного качества, содержащего триптаны и другие высоко-разветвленные С5+-углеводороды, с пониженным содержанием ароматических углеводородов, в частности тетраметилбензола (дурол).
Поставленная задача решается тем, что предложен комбинированный катализатор получения обогащенного триптаном экологически чистого бензина, включающий модифицированные цеолиты HZSM-5 и HY при их массовом отношении 1:1-1:2, причем модифицированный цеолит HZSM-5 имеет следующий состав, % мас.:
цеолит HZSM-5 с SiO2/Al2O3=37, содержащий | |
не более 0,04 мас. % оксида натрия | - 50-70 |
Mg | - 0,1-2,0 |
оксид алюминия | - остальное, |
а модифицированный цеолит HY имеет следующий состав, % мас.:
цеолит HY с SiO2/Al2O3=2.73, содержащий | |
не более 0,02 мас. % оксида натрия | - 50-70 |
Pd | - 0,1-1,0 |
оксид лантана | - 0,5-3,5 |
оксид алюминия | - остальное. |
Поставленная задача также решается тем, что способ получения обогащенного триптаном экологически чистого бензина с октановым числом не менее 90 пунктов по исследовательскому методу включает превращение ДМЭ и/или метанола в присутствии указанного комбинированного катализатора.
В предлагаемом изобретении указанный технический результат достигается за счет использования на стадии синтеза углеводородов из ДМЭ и/или метанола комбинированного катализатора, состоящего из обменных форм цеолитов (модифицированных цеолитов) HZSM-5 и HY.
Предлагаемый способ получения высокооктанового бензина позволяет снизить содержание дурола от 1,0 до 0 мас. % и ароматических углеводородов в целом до ≤2,0 мас. %, при этом улучшается октановая характеристика получаемого жидкого продукта от 75 (в сравнительном примере 8) до 91,5. Предлагаемое изобретение иллюстрируется приведенными ниже примерами.
Пример 1
Катализатор готовят по методике, приведенной в патенте РФ №2248341 от 2005 г., на основе цеолита, представляющего собой отечественный аналог цеолита типа пентасил, ЦВМ с мольным отношением SiO2/Al2O3=30 (ТУ 38.102168-85). Катализатор содержит в своем составе оксид цинка в количестве 1,0 мас. %, палладий в количестве 0,5 мас. % и оксид алюминия в количестве 32,5 мас. %.
Пример 2 (сравнительный)
Катализатор готовят на основе цеолита типа HY с SiO2/Al2O3=2.73 и содержанием не более 0,02 мас. % оксида натрия. Перед смешением цеолита со связующим (оксид алюминия) в состав катализатора вводят лантан методом ионного обмена из водного раствора нитрата лантана, взятого в количестве, обеспечивающем содержание оксида лантана в конечном катализаторе 2 мас. %. Полученные гранулы катализатора сушат на воздухе, затем в сушильном шкафу при 100-110°C в течение 4 ч, затем, прокаливают при 500°C в течение 4 ч. Палладий наносят на гранулы катализатора из аммиаката палладия. Катализатор снова сушат при 120°C и прокаливают при 500°C в течение 3 часов. Катализатор имеет состав, % мас.: Pd - 0,5; оксид лантана - 2; цеолит - 65; оксид алюминия - остальное.
Пример 3 (сравнительный)
Катализатор готовят на основе цеолита типа ZSM-5 с мольным отношением SiO2/Al2O3=37 (производство ОАО «Ангарский завод катализаторов и органического синтеза», содержит не более 0,04 мас. % оксида натрия). Водородную форму цеолита с заданным остаточным содержанием в нем оксида натрия не более 0,04 мас. % получают при двукратном катионном обмене Na+ в 1N растворе азотнокислого аммония с последующей сушкой и прокаливанием в течение 4 ч при 500°C. Перед смешением цеолита со связующим (оксид алюминия) методом ионного обмена в состав катализатора вводят магний из водного раствора шестиводного нитрата магния. Полученные гранулы катализатора сушат на воздухе, затем в сушильном шкафу при 100-110°C в течение 4 ч, затем прокаливают при 500°C в течение 4 ч. Катализатор имеет состав, мас. %: Mg - 1,0; цеолит - 66,0; оксид алюминия - остальное.
Пример 4
Катализатор (комбинированный) готовят смешением катализатора по примеру 2 с катализатором по примеру 3, взятых в массовом соотношении 1/1.
Пример 5
Комбинированный катализатор приготовлен по примеру 4 с той разницей, что катализатор по примеру 2 и катализатор по примеру 3 взяты в массовом соотношении 2/1.
Пример 6
Комбинированный катализатор приготовлен по примеру 4 с той разницей, что катализатор по примеру 2 и катализатора по примеру 3, взяты в массовом соотношении 1/2.
Пример 7
Катализатор приготовлен по примеру 2 с той разницей, что проведено дополнительное модифицирование магнием в количестве 1 мас. %.
Пример 8 (сравнительный).
Катализатор, полученный по примеру 1, используют для получения смеси углеводородов бензинового ряда с низким содержанием ароматических соединений из сырья, содержащего диметиловый эфир, оксиды углерода и водород в циркуляционном режиме в проточном изотермическом реакторе высокого давления.
Процесс осуществляют согласно патенту РФ №2442650 по следующей схеме: перед опытом проводят активацию катализатора в потоке водорода (Р=0,1 МПа, V=5 л/ч) при подъеме температуры 50° в час. По достижении рабочей температуры образец катализатора выдерживают в этом режиме в течение 3 часов. Затем подачу водорода прекращают и при давлении 10 МПа и температуре 340°C начинают подачу исходного сырья. В качестве сырья используют модельную газовую смесь, составленную из паров диметилового эфира и синтез-газа состава (в об. %): N2 - 4,0; СО - 21,0; CO2 - 3,0; Н2 - 72,0.
Контактная смесь из реактора поступает в сепаратор, где происходит разделение ее на водную, жидкую органическую и газовую фазу. Газовая фаза (содержит непрореагировавшие компоненты синтез-газа и легкие углеводородные газы С1-С4) разделяется на два потока и поступает в реактор синтеза углеводородов и часть потока сбрасывается в атмосферу (газ сдувки).
Пример 9
Катализатор, полученный по примеру 2, используют для получения обогащенного триптаном экологически чистого бензина в условиях, приведенных в примере 8.
Примеры 10-17
Катализаторы, полученные по примерам 2-7, используют для получения обогащенного триптаном экологически чистого бензина в условиях, приведенных в примере 8, с той разницей, что в качестве сопутствующего газа используют водород.
Условия проведения описанного способа и характеристики получаемой смеси углеводородов приведены в табл. 1.
Таблица 1. Основные показатели процесса получения из ДМЭ обогащенного триптаном экологически чистого бензина
*в расчете на массу катализатора по примеру 2
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получать из газовой смеси, содержащей диметиловый эфир, бензин повышенного качества с октановым числом не менее 90 пунктов по исследовательскому методу, содержащий триптаны и другие высоко-разветвленные С5+-углеводороды, с пониженным содержанием ароматических углеводородов, в частности тетраметилбензола (дурол).
Следует отметить экологическое значение предлагаемого способа: высокая степень чистоты получаемого продукта едва ли может быть достигнута при использовании нефтяного сырья.
Необходимо также подчеркнуть, что аналогов подобного способа получения экологически чистого высокооктанового бензина нет ни в зарубежной, ни в отечественной промышленности.
Claims (6)
1. Комбинированный катализатор получения обогащенного триптаном экологически чистого бензина с октановым числом не менее 90 пунктов по исследовательскому методу, включающий модифицированные цеолиты HZSM-5 и HY при их массовом отношении 1:1-1:2, причем модифицированный цеолит HZSM-5 имеет следующий состав, мас.%:
а модифицированный цеолит HY имеет следующий состав, мас.%:
цеолит HY с SiO2/Al2O3=2.73, содержащий
2. Способ получения обогащенного триптаном экологически чистого бензина с октановым числом не менее 90 пунктов по исследовательскому методу, включающий превращение ДМЭ в присутствии комбинированного катализатора по п. 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017123910A RU2674769C1 (ru) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | Комбинированный катализатор и способ получения обогащённого триптаном экологически чистого высокооктанового бензина в его присутствии |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017123910A RU2674769C1 (ru) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | Комбинированный катализатор и способ получения обогащённого триптаном экологически чистого высокооктанового бензина в его присутствии |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2674769C1 true RU2674769C1 (ru) | 2018-12-13 |
Family
ID=64753130
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017123910A RU2674769C1 (ru) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | Комбинированный катализатор и способ получения обогащённого триптаном экологически чистого высокооктанового бензина в его присутствии |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2674769C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2248341C1 (ru) * | 2003-08-07 | 2005-03-20 | Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН (ИНХС РАН) | Катализатор, способ его приготовления и способ получения экологически чистого высокооктанового бензина |
RU2365409C1 (ru) * | 2008-04-07 | 2009-08-27 | Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИППУ СО РАН) | Катализатор для глубокого крекинга нефтяных фракций и способ его приготовления |
RU2442650C1 (ru) * | 2010-08-11 | 2012-02-20 | Учреждение Российской Академии Наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимического Синтеза Им. А.В. Топчиева Ран (Инхс Ран) | Катализатор, способ его приготовления и способ получения смеси углеводородов с низким содержанием ароматических соединений |
RU2473384C1 (ru) * | 2011-08-25 | 2013-01-27 | Открытое акционерное общество "Газпромнефть-Омский НПЗ" | Микросферический бицеолитный катализатор для повышения октанового числа бензина крекинга вакуумного газойля и способ его приготовления |
CN104399520A (zh) * | 2014-11-11 | 2015-03-11 | 中国海洋石油总公司 | 一种由重芳烃生产高辛烷值汽油组分的催化剂及制法 |
-
2017
- 2017-07-06 RU RU2017123910A patent/RU2674769C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2248341C1 (ru) * | 2003-08-07 | 2005-03-20 | Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН (ИНХС РАН) | Катализатор, способ его приготовления и способ получения экологически чистого высокооктанового бензина |
RU2365409C1 (ru) * | 2008-04-07 | 2009-08-27 | Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИППУ СО РАН) | Катализатор для глубокого крекинга нефтяных фракций и способ его приготовления |
RU2442650C1 (ru) * | 2010-08-11 | 2012-02-20 | Учреждение Российской Академии Наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимического Синтеза Им. А.В. Топчиева Ран (Инхс Ран) | Катализатор, способ его приготовления и способ получения смеси углеводородов с низким содержанием ароматических соединений |
RU2473384C1 (ru) * | 2011-08-25 | 2013-01-27 | Открытое акционерное общество "Газпромнефть-Омский НПЗ" | Микросферический бицеолитный катализатор для повышения октанового числа бензина крекинга вакуумного газойля и способ его приготовления |
CN104399520A (zh) * | 2014-11-11 | 2015-03-11 | 中国海洋石油总公司 | 一种由重芳烃生产高辛烷值汽油组分的催化剂及制法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10099209B2 (en) | Alumina bound catalyst for selective conversion of oxygenates to aromatics | |
US9296665B2 (en) | Synthesis of drop-in liquid fuels and chemicals from methanol, ethanol or syngas using mixed catalysts | |
Erofeev et al. | Production of high-octane gasoline from straight-run gasoline on ZSM-5 modified zeolites | |
EA031119B1 (ru) | Катализатор и способ ароматизации c-cгазов, легких углеводородных фракций и алифатических спиртов, а также их смесей | |
Makarfi et al. | Conversion of bioethanol over zeolites | |
EA007767B1 (ru) | Производство олефинов | |
RU2391135C1 (ru) | Катализатор и способ получения олефинов из диметилового эфира в его присутствии | |
RU2323777C1 (ru) | Катализатор и способ получения олефинов из диметилового эфира в его присутствии | |
JP5824462B2 (ja) | エチルベンゼンの調製方法 | |
Tabassum et al. | A review on synthesis and transformation of ethanol into olefins using various catalysts | |
RU2446135C1 (ru) | Способ получения жидких углеводородов | |
RU2372988C1 (ru) | Катализатор для превращения алифатических углеводородов c2-c12 и/или алифатических кислородсодержащих соединений c1-c12, способ его получения и способ получения высокооктанового бензина или ароматических углеводородов | |
Anekwe et al. | Catalytic conversion of bioethanol over cobalt and nickel‐doped HZSM‐5 zeolite catalysts | |
JP6976679B2 (ja) | 芳香族炭化水素、p−キシレン及びテレフタル酸を製造する方法 | |
RU2674769C1 (ru) | Комбинированный катализатор и способ получения обогащённого триптаном экологически чистого высокооктанового бензина в его присутствии | |
CN106881146B (zh) | 一种用于干气和苯烷基化反应f-zsm-11分子筛催化剂的制备方法 | |
CN108779399B (zh) | 用于生产高辛烷值成分的方法及催化剂 | |
RU2248341C1 (ru) | Катализатор, способ его приготовления и способ получения экологически чистого высокооктанового бензина | |
RU2242279C2 (ru) | Катализатор для превращения парафиновых углеводородов с2-с5, способ его получения и способ превращения парафиновых углеводородов с2-с5 в низшие олефины | |
RU2510389C1 (ru) | Способ получения реактивного топлива из биоэтанола | |
RU2442650C1 (ru) | Катализатор, способ его приготовления и способ получения смеси углеводородов с низким содержанием ароматических соединений | |
Tret’yakov et al. | Production of aviation fuel by bioethanol conversion on zeolite catalysts | |
US3773652A (en) | Jet fuel manufacture | |
RU2322294C2 (ru) | Катализатор для получения жидких углеводородов из диметилового эфира | |
WO2011159202A1 (ru) | Катализатор и способ получения олефинов из диметилового эфира в его присутствии |