RU2728554C1 - Apparatus for treating zeolite by ion exchange and method of producing catalyst using said device - Google Patents

Apparatus for treating zeolite by ion exchange and method of producing catalyst using said device Download PDF

Info

Publication number
RU2728554C1
RU2728554C1 RU2019134254A RU2019134254A RU2728554C1 RU 2728554 C1 RU2728554 C1 RU 2728554C1 RU 2019134254 A RU2019134254 A RU 2019134254A RU 2019134254 A RU2019134254 A RU 2019134254A RU 2728554 C1 RU2728554 C1 RU 2728554C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
autoclave
ion exchange
zeolite
catalyst
calcium
Prior art date
Application number
RU2019134254A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ильяс Магомедович Герзелиев
Вера Александровна Темникова
Марьям Назарбековна Басханова
Заур Алаудинович Саитов
Антон Львович Максимов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН)
Priority to RU2019134254A priority Critical patent/RU2728554C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2728554C1 publication Critical patent/RU2728554C1/en

Links

Images

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
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/02Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
    • 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
    • B01J29/085Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y containing rare earth elements, titanium, zirconium, hafnium, zinc, cadmium, mercury, gallium, indium, thallium, tin or lead
    • B01J29/087X-type faujasite
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/04Pressure vessels, e.g. autoclaves
    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J47/00Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
    • B01J47/10Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor with moving ion-exchange material; with ion-exchange material in suspension or in fluidised-bed form
    • B01J47/11Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor with moving ion-exchange material; with ion-exchange material in suspension or in fluidised-bed form in rotating beds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/08Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
    • B01J8/10Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moved by stirrers or by rotary drums or rotary receptacles or endless belts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/54Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition of unsaturated hydrocarbons to saturated hydrocarbons or to hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring with no unsaturation outside the aromatic ring
    • C07C2/56Addition to acyclic hydrocarbons
    • C07C2/58Catalytic processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.SUBSTANCE: invention relates to production of zeolite catalysts and can be used in catalysis, particularly catalysis of isobutane alkylation processes with butylenes. Disclosed is an apparatus for treating zeolite by ion exchange, comprising an autoclave made in the form of a cylindrical housing filled with a reaction medium and equipped with a sealed cover, and placed in a detachable heating jacket. Housing of autoclave is additionally equipped with teflon sleeve-insert tightly adjacent to its walls. Housing is fixed in stationary rack with possibility of its inclination angle adjustment during autoclave installation at angle of 30–60 °C. At the base of the post there is a motor connected on one side to the setter of rotation frequency of the housing, and on the other side - to a rotary mechanism providing rotation of the housing at a rate of up to 3.0 rpm inside a stationary heating jacket coaxial to it, which is rigidly connected to the post. Autoclave cover is equipped with pocket for thermocouple, which is installed in reaction medium, and manometer. Also disclosed is a method of producing an alkylation catalyst of isobutane with butylene via successive ion exchange of NaX type zeolite on calcium, lanthanum and ammonium, drying and calcination. Ion exchange is carried out in hydrothermal conditions in a medium of aqueous solutions of salts of said cations in said device during installation of autoclave at angle of 30–60° at temperature 150–180 °C for the time required to convert the initial zeolite into a form which is substituted with calcium, lanthanum and ammonium with NaO content in the final catalyst of less than 1 wt. %.EFFECT: device and method provide high-quality ion exchange to obtain a catalyst without destroying catalyst granules and, as a result, high catalyst activity on conversion of olefins, yield of alkylate, selectivity to trimethylpentanes.2 cl, 1 dwg, 1 tbl, 9 ex

Description

Изобретение относится к области получения цеолитных катализаторов и может быть использовано в катализе, в частности катализе процессов алкилирования изобутана бутиленами.The invention relates to the field of obtaining zeolite catalysts and can be used in catalysis, in particular, catalysis of isobutane alkylation processes with butylenes.

Известен способ получения катализатора алкилирования изобутана олефинами, в том числе бутиленами (см. а.с. СССР №1309383 А1, кл. МПК B01J 29/12, С07В 37/00, опубл. 20.10.1996). Для получения катализатора порошкообразный цеолит типа фожазит загружают в автоклав и заливают раствором хлорида кальция, после выдержки при температуре 140-200°С таким же образом проводят ионный обмен с нитратами редкоземельных элементов. Полученный редкоземельно-кальциевый цеолит охлаждают, промывают, сушат и таблетируют. Таблетки (гранулы) заливают смесью тетрааммиаката палладия и нитрата аммония, выдерживают при комнатной температуре до равномерного распределения палладия по объему гранулы. Раствор сливают, гранулы промывают, сушат и прокаливают. Полученный катализатор испытывают в реакции алкилирования изобутана бутиленами при отношении изобутан: бутилены 27:1 температуре 90°С, объемной скорости 1,2 ч в течение 7 ч.A known method of producing a catalyst for the alkylation of isobutane with olefins, including butylenes (see USSR AS No. 1309383 A1, class IPC B01J 29/12, C07B 37/00, publ. 20.10.1996). To obtain a catalyst, powdered zeolite of the faujasite type is loaded into an autoclave and poured with a solution of calcium chloride, after holding at a temperature of 140-200 ° C, ion exchange with nitrates of rare earth elements is carried out in the same way. The resulting rare earth calcium zeolite is cooled, washed, dried and tableted. The tablets (granules) are poured with a mixture of palladium tetraammoniumate and ammonium nitrate, kept at room temperature until the palladium is evenly distributed over the granule volume. The solution is decanted, the granules are washed, dried and calcined. The resulting catalyst was tested in the alkylation of isobutane with butylenes at an isobutane: butylenes ratio of 27: 1 at a temperature of 90 ° C, a space velocity of 1.2 h for 7 h.

Недостатком известного способа и устройства является то, что в неподвижном автоклаве не происходит перемешивания реакционной среды, ионный обмен протекает не во всем объеме автоклава, и в полученном катализаторе содержится значительное количество фазы, не прошедшей ионный обмен, что приводит к снижению каталитической активности подготовленного катализатора алкилирования.The disadvantage of the known method and device is that in a stationary autoclave there is no mixing of the reaction medium, ion exchange does not take place in the entire volume of the autoclave, and the resulting catalyst contains a significant amount of the phase that has not undergone ion exchange, which leads to a decrease in the catalytic activity of the prepared alkylation catalyst ...

Наиболее близким к предлагаемому устройству является способ получения катализатора алкилирования изобутана олефинами на основе цеолита (см. патент РФ №2445164 С1, кл. МПК B01J 29/12, B01J 29/14, B01J 29/16, B01J 23/02, B01J 23/10, B01J 37/02, С07В 37/00, опубл. 20.03.2012), включающий его обработку водными растворами солей кальция, редкоземельного элемента и аммония при повышенной температуре и давлении насыщенных паров с последующим нанесение активных металлов путем пропитки водными растворами солей активных металлов, затем промывку, сушку, таблетирование, так как используют порошкообразный цеолит типа фожазит, и прокаливание. Обработку водными растворами проводят в стационарном автоклаве без перемешивания при нагревании автоклава 160-200°С.Closest to the proposed device is a method for producing a catalyst for the alkylation of isobutane with olefins based on zeolite (see RF patent No. 2445164 C1, class IPC B01J 29/12, B01J 29/14, B01J 29/16, B01J 23/02, B01J 23 / 10, B01J 37/02, С07В 37/00, publ. 03/20/2012), including its treatment with aqueous solutions of calcium salts, rare earth elements and ammonium at elevated temperature and saturated vapor pressure, followed by the application of active metals by impregnation with aqueous solutions of salts of active metals , then washing, drying, tableting, since powdered zeolite of the faujasite type is used, and calcining. The treatment with aqueous solutions is carried out in a stationary autoclave without stirring while heating the autoclave to 160-200 ° C.

Недостатком метода является не высокая селективность катализатора по сумме изоС8 (наилучший результат 73,5 мас. %, при конверсии 100 мас. % и выходе продукта 204 мас. %) в продукте реакции (алкилате), что может быть вызвано проведение не полного обмена из-за отсутствия перемешивания раствора и порошка цеолита.The disadvantage of this method is the low selectivity of the catalyst in the amount of isoC8 (the best result is 73.5 wt%, with a conversion of 100 wt% and a product yield of 204 wt%) in the reaction product (alkylate), which may be caused by an incomplete exchange from - due to the lack of mixing of the solution and zeolite powder.

Задача изобретения - разработка устройства и способа, обеспечивающих качественное проведение ионного обмена для получения катализатора без разрушения гранул катализатора и увеличение активности катализатора по конверсии олефинов, выходу алкилата, селективности по триметилпентанам.The objective of the invention is the development of a device and a method that provide high-quality ion exchange to obtain a catalyst without destroying the catalyst granules and an increase in the activity of the catalyst for the conversion of olefins, the yield of alkylate, selectivity for trimethylpentanes.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для обработки цеолита путем ионного обмена, включающее автоклав, выполненном в виде цилиндрического корпуса, заполненного реакционной средой, и снабженного герметичной крышкой и помещенный в разъемный нагревательный кожух, корпус автоклава дополнительно снабжен плотно прилегающим к его стенкам тефлоновым стаканом-вкладышем, корпус закреплен в стационарной стойке с возможностью регулирования его угла наклона при установке автоклава под углом 30÷60 град, у основания стойки расположен двигатель, соединенный с одной стороны с задатчиком частоты вращения корпуса, а с другой - с вращательным механизмом, обеспечивающим вращение корпуса со скоростью до 3 оборотов в минуту внутри соосного ей стационарного нагревательного кожуха, который жестко соединен со стойкой, крышка автоклава снабжена карманом для термопары, которая установлена в реакционную среду и манометром.The problem is solved by the fact that in a device for processing zeolite by ion exchange, including an autoclave made in the form of a cylindrical body filled with a reaction medium and equipped with a sealed lid and placed in a split heating jacket, the autoclave body is additionally equipped with a Teflon cup tightly fitting to its walls - with an insert, the body is fixed in a stationary rack with the possibility of adjusting its angle of inclination when installing the autoclave at an angle of 30 ÷ 60 degrees, at the base of the rack there is an engine connected on one side with the body rotation frequency regulator, and on the other - with a rotary mechanism providing rotation housing with a speed of up to 3 rpm inside a stationary heating casing coaxial to it, which is rigidly connected to the rack, the autoclave lid is equipped with a pocket for a thermocouple, which is installed in the reaction medium and a manometer.

Принцип работы устройства заключается в том, что последнее контролирует режим процесса ионного обмена катализатора алкилирования изобутана бутиленами, а именно точное определение условий, при которых проводится обмен, давление и температура, что способствует быстрому реагированию с случае нарушения режима синтеза.The principle of operation of the device is that the latter controls the mode of the ion exchange process of the catalyst for the alkylation of isobutane with butylenes, namely, the precise determination of the conditions under which the exchange is carried out, pressure and temperature, which contributes to a quick response in the event of a violation of the synthesis mode.

Поставленная задача также решается тем, что в способе получения катализатора алкилирования изобутана бутиленами путем последовательного ионного обмена цеолита типа NaX на кальций, лантан и аммоний, сушки и прокаливания, ионный обмен ведут в гидротермальных условиях в среде водных растворов солей указанных катионов в заявленном устройстве при установке автоклава под углом 30÷60° при температуре 150-180°С в течение времени, необходимого для перевода исходного цеолита в форму, замещенную кальцием, лантаном и аммонием при содержании Na2O в конечном катализаторе менее 1 мас. %.The problem is also solved by the fact that in the method of obtaining a catalyst for the alkylation of isobutane with butylenes by sequential ion exchange of NaX type zeolite for calcium, lanthanum and ammonium, drying and calcination, ion exchange is carried out under hydrothermal conditions in the medium of aqueous solutions of salts of the indicated cations in the claimed device during installation autoclave at an angle of 30 ÷ 60 ° at a temperature of 150-180 ° C for the time required to convert the original zeolite into a form substituted with calcium, lanthanum and ammonium when the Na 2 O content in the final catalyst is less than 1 wt. %.

В качестве солей используют нитраты кальция, аммония и редкоземельных элементов, в частности лантана.The salts used are nitrates of calcium, ammonium and rare earth elements, in particular lanthanum.

В качестве исходных цеолитов могут быть использованы гранулированные и прессованные цеолиты без связующего вещества или формованные со связующим веществом, например, с глиной или гидроокисью алюминия.As starting zeolites, granular and compressed zeolites without a binder or molded with a binder, for example, with clay or aluminum hydroxide, can be used.

Предложенное устройство представлено на Фиг. 1 и состоит из:The proposed device is shown in FIG. 1 and consists of:

1 - цилиндрического корпуса;1 - cylindrical body;

2 - герметичной крышкой;2 - a sealed cover;

3 - манометра;3 - manometer;

4 - кармана для термопары;4 - thermocouple pockets;

5 - тефлоновый стакан-вкладыш;5 - teflon liner;

6 - нагревательного кожуха;6 - heating jacket;

7 - стационарной стойки;7 - stationary rack;

8 - двигателя;8 - engine;

9 - задатчика частоты вращения корпуса;9 - housing rotation frequency setting;

10 - вращательного механизма;10 - rotary mechanism;

11 - системы управления нагревом кожуха. Предложенное устройство работает следующим образом.11 - casing heating control systems. The proposed device works as follows.

В цилиндрический корпус (1) с герметичной крышкой (2), оборудованной манометром (3) и карманом для термопары (4), предназначенным для измерения температуры внутри автоклава, установлен тефлоновый стакан-вкладыш (5). В тефлоновый стакан-вкладыш (5) засыпают цеолит, который заливают подготовленным раствором соли, причем общий объем соли и цеолита не должен превышать 2/3 объема стакана-вкладыша. Концентрация раствора и масса соли рассчитывается на абсолютно сухое вещество взятого цеолита. Причем массовое отношение раствор соли к массе взятого цеолита берется из диапазона (2÷10):1, предпочтительнее 8:1. Ионный обмен проводят последовательно растворами солей нитрата кальция, лантана и аммония или с объединением обменов, например, совмещение ионных обменов на лантан и аммоний.A teflon liner (5) is installed in a cylindrical body (1) with a sealed cover (2) equipped with a manometer (3) and a thermocouple pocket (4) for measuring the temperature inside the autoclave. Zeolite is poured into a Teflon insert (5), which is poured with a prepared salt solution, and the total volume of salt and zeolite should not exceed 2/3 of the volume of the insert. The concentration of the solution and the mass of the salt are calculated on the absolutely dry matter of the taken zeolite. Moreover, the mass ratio of the salt solution to the mass of the taken zeolite is taken from the range (2 ÷ 10): 1, preferably 8: 1. Ion exchange is carried out sequentially with solutions of salts of calcium nitrate, lanthanum and ammonium or with combining exchanges, for example, combining ion exchanges for lanthanum and ammonium.

Причем цилиндрический корпус (1) помещен в разъемный нагревательный кожух (6), снабженный термопарой для измерения температуры нагрева, и закреплен на стационарной стойке (7), которая позволяет регулировать угол наклона цилиндрического корпуса автоклава. Угол наклона цилиндрического корпуса автоклава зависит от количество загруженного для обмена цеолита, но необходимо использовать угол наклона цилиндрического корпуса автоклава от 30 до 60°.Moreover, the cylindrical body (1) is placed in a split heating casing (6), equipped with a thermocouple for measuring the heating temperature, and fixed on a stationary rack (7), which allows you to adjust the angle of inclination of the cylindrical autoclave body. The angle of inclination of the cylindrical body of the autoclave depends on the amount of zeolite loaded for exchange, but it is necessary to use the angle of inclination of the cylindrical body of the autoclave from 30 to 60 °.

На стационарной стойке (7) установлен двигатель (8), который обеспечивает вращение автоклава с заданным количеством оборотов за счет указанного количества оборотов на задатчике частоты вращения (9), через вращательный механизм (10), соединяющий двигатель с низом цилиндрического корпуса автоклава. Количество оборотов варьируется до 3 оборотов в минут, предпочтительнее использовать 1 оборот в минуту.On a stationary rack (7), a motor (8) is installed, which ensures the rotation of the autoclave with a predetermined number of revolutions due to the specified number of revolutions on the rotational speed generator (9), through a rotary mechanism (10) connecting the motor to the bottom of the cylindrical body of the autoclave. The number of revolutions varies up to 3 revolutions per minute, preferably 1 revolution per minute.

Нагрев цилиндрического автоклава осуществляется по средству системы управления нагревом (11), которая оборудована приборами необходимыми для регулирования и поддержания заданной температуры ионного обмена.Heating of a cylindrical autoclave is carried out by means of a heating control system (11), which is equipped with devices necessary to regulate and maintain a predetermined ion exchange temperature.

По окончанию ионного обмена производят охлаждение цилиндрического корпуса (1), причем нагрев останавливают с помощью системы управления нагревом автоклава (11). После охлаждения автоклава до температуры 30-60°С останавливают вращение последнего с помощью задатчика вращения (9), снимают герметичную крышку (2) и извлекают тефлоновый стакан-вкладыш (5).At the end of the ion exchange, the cylindrical body (1) is cooled, and the heating is stopped using the autoclave heating control system (11). After cooling the autoclave to a temperature of 30-60 ° C, the rotation of the latter is stopped with the help of the rotary dial (9), the sealed cover (2) is removed and the Teflon liner (5) is removed.

Из тефлонового стакана-вкладыша (5) сливают маточный раствор, отделяя его от обработанного цеолит. Цеолит промывают обессоленной водой, сушат и прокаливают.The mother liquor is drained from the Teflon liner beaker (5), separating it from the treated zeolite. The zeolite is washed with demineralized water, dried and ignited.

Полноту ионного обмена оценивают по элементному анализу обработанного цеолита, например, методом рентгенофлуоресцентного анализа.The completeness of the ion exchange is assessed by the elemental analysis of the treated zeolite, for example, by X-ray fluorescence analysis.

Предпочтительно алкилирование изобутана бутиленами ведут при температуре 60÷95°С, давлении 0,85÷1,8 МПа, объемной скорости подачи сырья по бутиленам 0,2÷0,6 ч-1, отношении изобутан: бутилены в сырье 5÷27:1, и длительности подачи сырья 4÷36 ч.Preferably, the alkylation of isobutane with butylenes is carried out at a temperature of 60 ÷ 95 ° C, a pressure of 0.85 ÷ 1.8 MPa, a volumetric feed rate for butylenes 0.2 ÷ 0.6 h -1 , the ratio of isobutane: butylenes in the feed is 5 ÷ 27: 1, and the duration of the feedstock supply is 4--36 h.

Процесс алкилирования проводят в соответствии с описанием (см. патент РФ №188626 U1, кл. МПК С07С 2/58, С07С 9/00, опубл. 18.04.2019), по приведенным формулам рассчитывают основные показатели процесса алкилирования изобутана бутиленами:The alkylation process is carried out in accordance with the description (see RF patent No. 188626 U1, class IPC С07С 2/58, С07С 9/00, publ. 18.04.2019), according to the above formulas, the main indicators of the alkylation process of isobutane with butylenes are calculated:

- конверсию бутиленов - отношение количества превращенного сырья к взятому, характеризует полноту использования сырья и выражается в мас. %,- conversion of butylenes - the ratio of the amount of converted raw materials to taken, characterizes the completeness of the use of raw materials and is expressed in wt. %,

- выход алкилбензина от бутиленов в сырье - выход продукта реакции (алкилата) при расчете на используемые бутилены, содержащиеся в сырье, и выражается в мас. %,- the yield of alkylbenzene from butylenes in the feed; - the yield of the reaction product (alkylate) based on the used butylenes contained in the feed, and is expressed in wt. %,

- селективность реакции - относительная концентрация изооктановой фракции, самого ценного компонента автобензина, на продукты реакции и выражается в мас. %.- the selectivity of the reaction - the relative concentration of the isooctane fraction, the most valuable component of gasoline, on the reaction products and is expressed in wt. %.

Производительность катализатора, съем алкилата с 1 грам. катализатора (масса алкилата на массу катализатора в час) рассчитывают по формулам, приведенным в описании (см. патент РФ №2672063 С1, кл. МПК B01J 37/30, B01J 29/08, опубл. 09.11.2018).Catalyst productivity, removal of alkylate from 1 gram. catalyst (weight of alkylate per weight of catalyst per hour) is calculated by the formulas given in the description (see RF patent No. 2672063 C1, class IPC B01J 37/30, B01J 29/08, publ. 09.11.2018).

Технический результат, который может быть получен от предлагаемого изобретения, заключается в следующем:The technical result that can be obtained from the proposed invention is as follows:

- качественное проведение ионного обмена для получения катализатора без разрушения гранул;- high-quality ion exchange to obtain a catalyst without destroying the granules;

- увеличение активности катализатора по конверсии бутиленов, практически до 100 мас. %;- an increase in the activity of the catalyst for the conversion of butylenes, practically up to 100 wt. %;

- увеличение активности катализатора по выходу алкилата;- an increase in the activity of the catalyst for the yield of alkylate;

- увеличение селективности по триметилпентанам, основным продуктам процесса;- increased selectivity for trimethylpentanes, the main products of the process;

- увеличение производительности катализатора. Нижеследующие примеры иллюстрируют предлагаемое техническое решение, но никоим образом его не ограничивают.- increasing the productivity of the catalyst. The following examples illustrate the proposed technical solution, but in no way limit it.

Пример 1Example 1

Образец катализатора готовят на основе порошкообразного цеолита типа NaX. Ионный обмен цеолита (30 г) на кальций проводят в растворе нитрата кальция (концентрация раствора 82 г/л, количество 240 мл) в стакане-вкладыше, который установлен в автоклаве с углом наклона 45° скорость вращения автоклава 1 оборотов в мин, при температуре 150°С и выдержки 6 ч. По окончанию выдержки автоклав охлаждают, сливают маточный раствор, порошок цеолита отфильтровывают, промывают и сушат. Далее проводят последовательный ионный обмен сначала в растворе нитрата лантана (концентрация раствора 142,2 г/л, количество 240 мл) затем в растворе нитрата аммония (концентрация раствора 26,3 г/л, количество 240 мл) при тех же условиях.A catalyst sample is prepared on the basis of powdered NaX type zeolite. Ion exchange of zeolite (30 g) for calcium is carried out in a solution of calcium nitrate (solution concentration 82 g / l, amount 240 ml) in an insert glass, which is installed in an autoclave with an inclination angle of 45 °, the rotation speed of the autoclave is 1 rpm, at a temperature 150 ° C and exposure for 6 hours. At the end of exposure, the autoclave is cooled, the mother liquor is decanted, the zeolite powder is filtered off, washed and dried. Next, sequential ion exchange is carried out first in a solution of lanthanum nitrate (solution concentration 142.2 g / l, amount 240 ml) then in a solution of ammonium nitrate (solution concentration 26.3 g / l, amount 240 ml) under the same conditions.

После трехкратного ионного обмена содержание Na2O составило 0,8 мас. %, СаО - 0,5 мас. %, La2O3 - 20,7 мас. %. Полученный порошок прессуют для получения таблеток, из которых готовят необходимую фракцию.After three times ion exchange, the Na 2 O content was 0.8 wt. %, CaO - 0.5 wt. %, La 2 O 3 - 20.7 wt. %. The resulting powder is compressed to obtain tablets, from which the required fraction is prepared.

Полученный образец катализатора подвергают сушке и прокаливанию. Затем полученный катализатор испытывают в реакции алкилирования изобутана бутиленами на лабораторной установке, при температуре 80°С, давлении 1,25 МПа, отношении изобутан: бутилены в сырье 10:1, объемной скорости подачи сырья по бутиленам 0,6 ч-1, длительности подачи сырья 4 ч.The resulting catalyst sample is dried and calcined. Then the resulting catalyst is tested in the alkylation reaction of isobutane with butylenes in a laboratory setup, at a temperature of 80 ° C, a pressure of 1.25 MPa, the isobutane: butylenes ratio in the feed is 10: 1, the volumetric feed rate for butylenes is 0.6 h -1 , the feed duration is raw materials 4 tsp

Результаты испытаний представлены в таблице 1.The test results are presented in table 1.

Пример 2.Example 2.

Образец катализатора готовят на основе гранулированного цеолита NaX без связующего. Ионный обмен цеолита (30 г) на кальций проводят в растворе нитрата кальция (концентрация раствора 37,5 г/л, количество 240 мл) в стакане-вкладыше, который установлен в автоклаве с углом наклона 45° скорость вращения автоклава 1 оборотов в мин, при температуре 150°С и выдержки 6 ч. По окончанию выдержки автоклав охлаждают, сливают маточный раствор, порошок цеолита отфильтровывают, промывают и сушат. Далее проводят последовательный ионный обмен сначала в растворе нитрата лантана (концентрация раствора 142,2 г/л, количество 240 мл), затем в растворах нитратов лантана и аммония (концентрация растворов 142,2 и 26,3 г/л, соответственно, количество раствора 240 мл) при тех же условиях.A catalyst sample was prepared on the basis of granular NaX zeolite without binder. Ion exchange of zeolite (30 g) for calcium is carried out in a solution of calcium nitrate (solution concentration 37.5 g / l, amount 240 ml) in an insert glass, which is installed in an autoclave with an inclination angle of 45 °; the rotation speed of the autoclave is 1 rpm, at a temperature of 150 ° C and holding for 6 hours. At the end of the holding, the autoclave is cooled, the mother liquor is decanted, the zeolite powder is filtered off, washed and dried. Next, sequential ion exchange is carried out, first in a solution of lanthanum nitrate (solution concentration 142.2 g / l, amount 240 ml), then in solutions of lanthanum and ammonium nitrates (solution concentration 142.2 and 26.3 g / l, respectively, the amount of solution 240 ml) under the same conditions.

После четыхкратного ионного обмена содержание Na2O составило 0,7 мас. %, СаО - 0,7 мас. %, La2O3 - 20,1 мас. %. Разрушения гранул не наблюдалось.After four times ion exchange, the Na 2 O content was 0.7 wt. %, CaO - 0.7 wt. %, La 2 O 3 - 20.1 wt. %. No destruction of the granules was observed.

Полученный образец катализатора сушат, прокаливают и испытывают в реакции алкилирования изобутана бутиленами при условиях примера 1. Результаты испытаний представлены в таблице 1.The obtained catalyst sample is dried, calcined and tested in the alkylation reaction of isobutane with butylenes under the conditions of example 1. The test results are shown in Table 1.

Пример 3.Example 3.

Образец катализатора готовят на основе гранулированного цеолита NaX без связующего. Ионный обмен цеолита (30 г) на кальций проводят в растворе нитрата кальция (концентрация раствора 150 г/л, количество 240 мл) в стакане-вкладыше, который установлен в автоклаве с углом наклона 45° скорость вращения автоклава 1 оборотов в мин, при температуре 150°С и выдержки 6 ч. По окончанию выдержки автоклав охлаждают, сливают маточный раствор, порошок цеолита отфильтровывают, промывают и сушат. Далее проводят последовательный ионный обмен сначала в растворе нитрата лантана (концентрация раствора 142,2 г/л, количество 240 мл) затем двухкратный ионный обмен в растворе нитрата аммония (концентрация раствора 26,3 г/л, количество 240 мл) при тех же условиях.A catalyst sample was prepared on the basis of granular NaX zeolite without binder. Ion exchange of zeolite (30 g) for calcium is carried out in a solution of calcium nitrate (solution concentration 150 g / l, amount 240 ml) in an insert glass, which is installed in an autoclave with an inclination angle of 45 °, the rotation speed of the autoclave is 1 rpm, at a temperature 150 ° C and exposure for 6 hours. At the end of exposure, the autoclave is cooled, the mother liquor is decanted, the zeolite powder is filtered off, washed and dried. Then, sequential ion exchange is carried out first in a solution of lanthanum nitrate (solution concentration 142.2 g / l, amount 240 ml), then double ion exchange in a solution of ammonium nitrate (solution concentration 26.3 g / l, amount 240 ml) under the same conditions ...

После четыхкратного ионного обмена содержание Na20 составило 0,4 мас. %, СаО - 0,9 мас. %, La2O3 - 16,9 мас. %. Разрушения гранул не наблюдалось.After four-fold ion exchange, the Na 2 0 content was 0.4 wt. %, CaO - 0.9 wt. %, La 2 O 3 - 16.9 wt. %. No destruction of the granules was observed.

Полученный образец катализатора сушат, прокаливают и испытывают в реакции алкилирования изобутана бутиленами при условиях примера 1. Результаты испытаний представлены в таблице 1.The obtained catalyst sample is dried, calcined and tested in the alkylation reaction of isobutane with butylenes under the conditions of example 1. The test results are shown in Table 1.

Пример 4.Example 4.

Образец катализатора готовят на основе гранулированного цеолита NaX без связующего. Ионный обмен цеолита (30 г) на кальций проводят в растворе нитрата кальция (концентрация раствора 37,5 г/л, количество 240 мл) в стакане-вкладыше, который установлен в автоклаве с углом наклона 45° скорость вращения автоклава 1 оборотов в мин, при температуре 150°С и выдержки 6 ч. По окончанию выдержки автоклав охлаждают, сливают маточный раствор, порошок цеолита отфильтровывают, промывают и сушат. Далее проводят последовательный ионный обмен сначала двухкратный в растворе нитрата лантана (концентрация раствора 142,2 г/л, количество 240 мл), затем в растворе нитрата аммония (концентрация раствора 26,3 г/л, количество 240 мл) при тех же условиях.A catalyst sample was prepared on the basis of granular NaX zeolite without binder. Ion exchange of zeolite (30 g) for calcium is carried out in a solution of calcium nitrate (solution concentration 37.5 g / l, amount 240 ml) in an insert glass, which is installed in an autoclave with an inclination angle of 45 °; the rotation speed of the autoclave is 1 rpm, at a temperature of 150 ° C and holding for 6 hours. At the end of the holding, the autoclave is cooled, the mother liquor is decanted, the zeolite powder is filtered off, washed and dried. Next, a sequential ion exchange is carried out, first twice in a solution of lanthanum nitrate (solution concentration 142.2 g / l, amount 240 ml), then in a solution of ammonium nitrate (solution concentration 26.3 g / l, amount 240 ml) under the same conditions.

После четыхкратного ионного обмена содержание Na2O составило 0,5 мас. %, СаО - 0,6 мас. %, La2O3 - 18,3 мас. %. Разрушения гранул не наблюдалось.After four times ion exchange, the Na 2 O content was 0.5 wt. %, CaO - 0.6 wt. %, La 2 O 3 - 18.3 wt. %. No destruction of the granules was observed.

Полученный образец катализатора сушат, прокаливают и испытывают в реакции алкилирования изобутана бутиленами при условиях примера 1. Результаты испытаний представлены в таблице 1.The obtained catalyst sample is dried, calcined and tested in the alkylation reaction of isobutane with butylenes under the conditions of example 1. The test results are shown in Table 1.

Пример 5.Example 5.

Образец катализатора готовят на основе гранулированного цеолита NaX со связующим (глина, 30 мас. %). Ионный обмен цеолита (30 г) на кальций проводят в растворе нитрата кальция (концентрация раствора 82 г/л, количество 240 мл) в стакане-вкладыше, который установлен в автоклаве с углом наклона 45° скорость вращения автоклава 1 оборотов в мин, при температуре 155°С и выдержки 6 ч. По окончанию выдержки автоклав охлаждают, сливают маточный раствор, порошок цеолита отфильтровывают, промывают и сушат. Далее проводят последовательный ионный обмен сначала в растворе нитрата лантана (концентрация раствора 142,2 г/л, количество 240 мл), затем в растворе нитрата аммония (концентрация раствора 26,3 г/л, количество 240 мл) при тех же условиях.The catalyst sample is prepared on the basis of granular NaX zeolite with a binder (clay, 30 wt.%). Ion exchange of zeolite (30 g) for calcium is carried out in a solution of calcium nitrate (solution concentration 82 g / l, amount 240 ml) in an insert glass, which is installed in an autoclave with an inclination angle of 45 °, the rotation speed of the autoclave is 1 rpm, at a temperature 155 ° C and exposure for 6 hours. At the end of exposure, the autoclave is cooled, the mother liquor is decanted, the zeolite powder is filtered off, washed and dried. Next, a sequential ion exchange is carried out, first in a solution of lanthanum nitrate (solution concentration 142.2 g / l, amount 240 ml), then in a solution of ammonium nitrate (solution concentration 26.3 g / l, amount 240 ml) under the same conditions.

После трехкратного ионного обмена содержание Na2O составило 0,9 мас. %, СаО - 0,3 мас. %, La2O3 - 16,0 мас. %. Разрушения гранул не наблюдалось, что объясняется наличием слабосвязанного связующего вещества.After three times ion exchange, the Na 2 O content was 0.9 wt. %, CaO - 0.3 wt. %, La 2 O 3 - 16.0 wt. %. The destruction of the granules was not observed, which is explained by the presence of a weakly bound binder.

Полученный образец катализатора сушат, прокаливают и испытывают в реакции алкилирования изобутана бутиленами при условиях примера 1. Результаты испытаний представлены в таблице 1. Пример 6.The obtained catalyst sample is dried, calcined and tested in the alkylation reaction of isobutane with butylenes under the conditions of example 1. The test results are presented in table 1. Example 6.

Образец катализатора готовят на основе гранулированного цеолита NaX со связующим (гидроокись алюминия, 30 мас. %). Ионный обмен цеолита (30 г) на кальций проводят в растворе нитрата кальция (концентрация раствора 82 г/л, количество 240 мл) в стакане-вкладыше, который установлен в автоклаве с углом наклона 45° скорость вращения автоклава 1 оборотов в мин, при температуре 150°С и выдержки 6 ч. По окончанию выдержки автоклав охлаждают, сливают маточный раствор, порошок цеолита отфильтровывают, промывают и сушат. Далее проводят последовательный ионный обмен сначала в растворе нитрата лантана (концентрация раствора 142,2 г/л, количество 240 мл), затем в растворе нитрата аммония (концентрация раствора 26,3 г/л, количество 240 мл) при тех же условиях.A catalyst sample is prepared on the basis of granular NaX zeolite with a binder (aluminum hydroxide, 30 wt%). Ion exchange of zeolite (30 g) for calcium is carried out in a solution of calcium nitrate (solution concentration 82 g / l, amount 240 ml) in an insert glass, which is installed in an autoclave with an inclination angle of 45 °, the rotation speed of the autoclave is 1 rpm, at a temperature 150 ° C and exposure for 6 hours. At the end of exposure, the autoclave is cooled, the mother liquor is decanted, the zeolite powder is filtered off, washed and dried. Next, a sequential ion exchange is carried out, first in a solution of lanthanum nitrate (solution concentration 142.2 g / l, amount 240 ml), then in a solution of ammonium nitrate (solution concentration 26.3 g / l, amount 240 ml) under the same conditions.

После трехкратного ионного обмена содержание Na2O составило 0,9 мас. %, СаО - 1,0 мас. %, La2O3 - 15,6 мас. %. Разрушения гранул не наблюдалось.After three times ion exchange, the Na 2 O content was 0.9 wt. %, CaO - 1.0 wt. %, La 2 O 3 - 15.6 wt. %. No destruction of the granules was observed.

Полученный образец катализатора сушат, прокаливают и испытывают в реакции алкилирования изобутана бутиленами при условиях примера 1.The obtained catalyst sample is dried, calcined and tested in the alkylation reaction of isobutane with butylenes under the conditions of Example 1.

Результаты испытаний представлены в таблице 1.The test results are presented in table 1.

Пример 7 (сравнительный, по а.с. СССР №1309383).Example 7 (comparative, according to AS USSR No. 1309383).

Образец катализатора готовят на основе гранулированного цеолита типа X. Ионный обмен цеолита (10 г) на кальций проводят в растворе нитрата кальция (концентрация раствора 40 г/л, количество 1020 мл) в автоклаве нагревают до 150 С, выдерживают 3 ч. и охлаждают. По окончанию выдержки автоклав охлаждают, сливают маточный раствор. Полученный цеолит в кальциевой форме обрабатывают 450 мл смеси растворов нитратов редкоземельных элементов и аммония (концентрация 15 г/л по La2O3). Затем цеолит промывают обессоленной водой и гранулы подсушивают.После чего навеску (10 г) редкоземельно-кальциевого катализатора заливают 20 мл раствора тетрааммиаката платины (концентрация 2,4 г/л по Pt) и водой до полного погружения гранул. Смесь выдерживают при комнатной температуре при периодическом перемешивании до равномерного распределения платины по объему гранулы. Затем отработанный раствор сливают, таблетки промывают, сушат и прокаливают.A sample of the catalyst is prepared on the basis of granular zeolite of type X. Ion exchange of zeolite (10 g) for calcium is carried out in a solution of calcium nitrate (solution concentration 40 g / l, amount 1020 ml) in an autoclave, heated to 150 ° C, held for 3 hours and cooled. At the end of the exposure, the autoclave is cooled, the mother liquor is drained. The obtained zeolite in the calcium form is treated with 450 ml of a mixture of solutions of nitrates of rare earth elements and ammonium (concentration 15 g / l for La 2 O 3 ). Then the zeolite is washed with demineralized water and the granules are dried, after which a weighed portion (10 g) of the rare earth calcium catalyst is poured with 20 ml of a solution of platinum tetraammoniumate (concentration 2.4 g / l by Pt) and water until the granules are completely immersed. The mixture is kept at room temperature with periodic stirring until the platinum is evenly distributed over the volume of the granule. Then the spent solution is drained, the tablets are washed, dried and calcined.

Катализатор, полученный таким способом, имеет следующий химический состав Na2O - 0,6 мас. %, СаО - 2,0 мас. %, La2O3 - 15,1 мас. %, PtO - 0,55 мас. %. Полученный порошок прессуют для получения таблеток, из которых готовят необходимую фракцию.The catalyst obtained in this way has the following chemical composition Na 2 O - 0.6 wt. %, CaO - 2.0 wt. %, La 2 O 3 - 15.1 wt. %, PtO - 0.55 wt. %. The resulting powder is compressed to obtain tablets, from which the required fraction is prepared.

Полученный образец катализатора испытывают в реакции алкилирования изобутана бутиленами на лабораторной микропилотной установке, при температуре 90°С, давлении 1,4 МПа, отношении изобутан: бутиленам в сырье 17:1, объемной скорости подачи сырья по бутиленам 0,4 ч-1, длительности подачи сырья 7 ч.The obtained catalyst sample is tested in the reaction of isobutane alkylation with butylenes in a laboratory micro-propulsion plant, at a temperature of 90 ° C, a pressure of 1.4 MPa, the isobutane: butylenes ratio in the raw material is 17: 1, the volumetric feed rate for butylenes is 0.4 h -1 , the duration supply of raw materials 7 h.

Результаты испытаний представлены в таблице 1.The test results are presented in table 1.

Пример 8 (сравнительный, по патенту РФ 2445164).Example 8 (comparative, according to RF patent 2445164).

Образец катализатора готовят на основе порошкообразного цеолита типа фожазит. Ионный обмен цеолита (40 г) на кальций проводят в растворе хлорида кальция (концентрация раствора 60 г/л, количество 260 мл) в автоклаве без перемешивания при температуре 160°С и выдержки 3 ч. По окончанию выдержки автоклав охлаждают, сливают маточный раствор. Далее проводят ионный обмен в растворах нитрата редкозелемельных элементов и аммония (концентрация 30 г/л, количество 210 мл) при температуре 160°С и выдержки 3 ч. Затем, на редкоземельный кальциевый цеолит наносят палладий и никель в два этапа при температуре 25°С и 75°С с выдержкой на каждом этапе по 1 час. Для нанесения палладия используют тетрааммиакат палладия с концентрацией 0,68 г/л по палладию, для нанесения никеля - нитрат никеля с концентрацией 0,22 г/л по никелю.The catalyst sample is prepared on the basis of powdered zeolite of the faujasite type. Ion exchange of zeolite (40 g) for calcium is carried out in a solution of calcium chloride (solution concentration 60 g / l, amount 260 ml) in an autoclave without stirring at 160 ° C and holding for 3 hours. At the end of exposure, the autoclave is cooled, the mother liquor is drained. Next, ion exchange is carried out in solutions of nitrate of rare earth elements and ammonium (concentration 30 g / l, amount 210 ml) at a temperature of 160 ° C and holding for 3 hours.Then, palladium and nickel are applied to the rare earth calcium zeolite in two stages at a temperature of 25 ° C and 75 ° C with exposure at each stage for 1 hour. For the deposition of palladium, palladium tetraammonate with a concentration of 0.68 g / l for palladium is used, for the deposition of nickel - nickel nitrate with a concentration of 0.22 g / l for nickel.

Катализатор, полученный таким способом, имеет следующий химический состав Na2O - 0,26 мас. %, СаО - 0,8 мас. %, La2O3 - 17,4 мас. %, PdO - 0,11 мас. %, NiO - 0,05 мас. %.The catalyst obtained in this way has the following chemical composition Na 2 O - 0.26 wt. %, CaO - 0.8 wt. %, La 2 O 3 - 17.4 wt. %, PdO - 0.11 wt. %, NiO - 0.05 wt. %.

Полученный образец катализатора испытывают в реакции алкилирования изобутана бутиленами на лабораторной микропилотной установке, при температуре 90°С, давлении 1,6 МПа, отношении изобутан: бутилены в сырье 27:1, объемной скорости подачи сырья по сырью 1,2 (соответствует объемной скорости подачи по бутиленам 0,6 ч-1, длительности подачи сырья 7 ч).The obtained catalyst sample is tested in the alkylation reaction of isobutane with butylenes in a laboratory micro-propylene plant, at a temperature of 90 ° C, a pressure of 1.6 MPa, the isobutane: butylenes ratio in the feed is 27: 1, the space velocity of the raw material for the raw material is 1.2 (corresponds to the space velocity of the feed for butylenes 0.6 h -1 , duration of raw material supply 7 h).

Результаты испытаний представлены в таблице 1.The test results are presented in table 1.

Пример 9 (сравнительный, по патенту РФ №2672063 С1).Example 9 (comparative, according to RF patent No. 2672063 C1).

Образец катализатора готовят на основе гранулированного без связующего цеолита типа NaX. Ионный обмен цеолита (30 г) на кальций проводят в растворе нитрата кальция (концентрация раствора 37,5 г/л, количество 240 мл) при температуре 85°С и выдержки 2 ч при механическом перемешивании над гранулами. Обработанные гранулы отфильтровывают, промывают, сушат при 120°С в течение 10 ч, затем прокаливают при 350°С в течение 1,5 ч и 450°С в течение 2,5 ч. Далее проводят последовательный ионный обмен вначале двухкратный в растворе нитрата лантана (концентрация раствора 135 г/л, количество 240 мл), затем в растворе нитрата аммония (концентрация раствора 26,3 г/л, количество 240 мл) при тех же условиях.A catalyst sample is prepared on the basis of a granular, binder-free NaX type zeolite. Ion exchange of zeolite (30 g) for calcium is carried out in a solution of calcium nitrate (solution concentration 37.5 g / l, amount 240 ml) at a temperature of 85 ° C and holding for 2 h with mechanical stirring over the granules. The treated granules are filtered off, washed, dried at 120 ° C for 10 h, then calcined at 350 ° C for 1.5 h and 450 ° C for 2.5 h. Then, sequential ion exchange is carried out, first twice in a solution of lanthanum nitrate (solution concentration 135 g / l, amount 240 ml), then in a solution of ammonium nitrate (solution concentration 26.3 g / l, amount 240 ml) under the same conditions.

После четыхкратного ионного обмена содержание Na2O составило 0,7 мас. %, СаО - 2,4 мас. %, La2O3 - 19,1 мас. %. Наблюдалось существенное разрушение гранул.After four times ion exchange, the Na 2 O content was 0.7 wt. %, CaO - 2.4 wt. %, La 2 O 3 - 19.1 wt. %. Significant destruction of the granules was observed.

Полученный образец катализатора испытывают в реакции алкилирования изобутана бутиленами при условиях примера 1.The resulting catalyst sample was tested in the alkylation reaction of isobutane with butylenes under the conditions of Example 1.

Результаты испытаний представлены в таблице 1.The test results are presented in table 1.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет проводить качественный ионный обмен без разрушения гранул цеолита.Thus, the proposed device allows high-quality ion exchange without destruction of zeolite granules.

Также данное техническое решение позволяет увеличить активность по конверсии бутиленов, практически до 100 мас. %, выход продукта (алкилбензина) и селективность процесса алкилирования изобутана бутиленами по целевому продукту - изооктанам (изо-С8) до 83,6 мас. % по сравнению с 73,5 мас. % по патенту РФ 2445164 при использовании автоклава без перемешивания, и селективность по ТМП до 67,1 мас. % с 47,3 мас. % по патенту РФ №2672063 С1 при использовании механического перемешивания раствора и цеолита, причем при использовании настоящего устройства гранулы цеолита не разрушаются и не пылят при использовании цеолита без связующего вещества. В сравнении с данными с а.с. СССР №1309383 наблюдается увеличение выхода алкилата и как следствие съем алкилата с 1 г катализатора с 0,78 г алкилата/г катализатора до 1,188 г алкилата/г катализатора.Also, this technical solution allows you to increase the activity for the conversion of butylenes, almost up to 100 wt. %, the yield of the product (alkyl benzene) and the selectivity of the alkylation process of isobutane with butylenes with respect to the target product - isooctanes (iso-C8) up to 83.6 wt. % compared to 73.5 wt. % according to RF patent 2445164 when using an autoclave without stirring, and selectivity for TMP up to 67.1 wt. % with 47.3 wt. % according to RF patent No. 2672063 C1 when using mechanical stirring of the solution and zeolite, and when using this device, the zeolite granules do not collapse and do not become dusty when using zeolite without a binder. In comparison with the data with A.w. USSR No. 1309383 there is an increase in the yield of alkylate and, as a result, the removal of alkylate from 1 g of catalyst from 0.78 g of alkylate / g of catalyst to 1.188 g of alkylate / g of catalyst.

Figure 00000001
Figure 00000001

* - триметилпентаны* - trimethylpentanes

Claims (2)

1. Устройство для обработки цеолита путем ионного обмена, включающее автоклав, выполненный в виде цилиндрического корпуса, заполненного реакционной средой и снабженного герметичной крышкой, и помещенный в разъемный нагревательный кожух, отличающееся тем, что корпус автоклава дополнительно снабжен плотно прилегающим к его стенкам тефлоновым стаканом-вкладышем, корпус закреплен в стационарной стойке с возможностью регулирования его угла наклона при установке автоклава под углом 30-60°, у основания стойки расположен двигатель, соединенный с одной стороны с задатчиком частоты вращения корпуса, а с другой - с вращательным механизмом, обеспечивающим вращение корпуса со скоростью до 3,0 оборотов в минуту внутри соосного ей стационарного нагревательного кожуха, который жестко соединен со стойкой, крышка автоклава снабжена карманом для термопары, которая установлена в реакционную среду, и манометром.1. A device for processing zeolite by ion exchange, including an autoclave made in the form of a cylindrical body filled with a reaction medium and equipped with a sealed lid, and placed in a split heating jacket, characterized in that the autoclave body is additionally equipped with a Teflon glass tightly fitting to its walls; an insert, the body is fixed in a stationary rack with the possibility of adjusting its angle of inclination when the autoclave is installed at an angle of 30-60 °, at the base of the rack there is an engine connected on one side with a body rotation frequency regulator, and on the other, with a rotary mechanism that ensures rotation of the body at a speed of up to 3.0 rpm inside a stationary heating jacket coaxial to it, which is rigidly connected to the rack, the autoclave lid is equipped with a pocket for a thermocouple, which is installed in the reaction medium, and a manometer. 2. Способ получения катализатора алкилирования изобутана бутиленами путем последовательного ионного обмена цеолита типа NaX на кальций, лантан и аммоний, сушки и прокаливания, отличающийся тем, что ионный обмен ведут в гидротермальных условиях в среде водных растворов солей указанных катионов в устройстве по п. 1 при установке автоклава под углом 30-60° при температуре 150-180°С в течение времени, необходимого для перевода исходного цеолита в форму, замещенную кальцием, лантаном и аммонием при содержании Na2O в конечном катализаторе менее 1 мас.%.2. A method of obtaining a catalyst for the alkylation of isobutane with butylenes by sequential ion exchange of a zeolite of the NaX type for calcium, lanthanum and ammonium, drying and calcination, characterized in that the ion exchange is carried out under hydrothermal conditions in an aqueous solution of salts of the said cations in the device according to claim 1 at setting the autoclave at an angle of 30-60 ° at a temperature of 150-180 ° C for the time required to convert the original zeolite into a form substituted with calcium, lanthanum and ammonium when the Na 2 O content in the final catalyst is less than 1 wt%.
RU2019134254A 2019-10-25 2019-10-25 Apparatus for treating zeolite by ion exchange and method of producing catalyst using said device RU2728554C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019134254A RU2728554C1 (en) 2019-10-25 2019-10-25 Apparatus for treating zeolite by ion exchange and method of producing catalyst using said device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019134254A RU2728554C1 (en) 2019-10-25 2019-10-25 Apparatus for treating zeolite by ion exchange and method of producing catalyst using said device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2728554C1 true RU2728554C1 (en) 2020-07-30

Family

ID=72085500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019134254A RU2728554C1 (en) 2019-10-25 2019-10-25 Apparatus for treating zeolite by ion exchange and method of producing catalyst using said device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2728554C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3840613A (en) * 1971-12-29 1974-10-08 Exxon Research Engineering Co Paraffin alkylation with olefin using highly active crystalline zeolite catalyst
SU507350A1 (en) * 1972-01-20 1976-03-25 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтеперерабатывающей И Нефтехимической Прмышленности Method of preparing catalyst for alkylation of isoparaffin hydrocarbons with olefins
SU936991A1 (en) * 1980-08-19 1982-06-23 Предприятие П/Я Р-6518 Method of preparing zeolyte based catalyst for alkylation of isobutane or benzene by c2-c4 olefins
RU2518U1 (en) * 1994-07-06 1996-08-16 Научно-производственное предприятие "Фитохим" SWINGING AUTOCLAVE WITH ELECTRIC HEATING FOR HETEROGENEOUS PROCESSES
JP2003181304A (en) * 2001-12-19 2003-07-02 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Method for exchanging ion and device therefor
RU2440190C1 (en) * 2010-09-24 2012-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Method of producing catalyst for alkylation of paraffin hydrocarbons with olefins

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3840613A (en) * 1971-12-29 1974-10-08 Exxon Research Engineering Co Paraffin alkylation with olefin using highly active crystalline zeolite catalyst
SU507350A1 (en) * 1972-01-20 1976-03-25 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтеперерабатывающей И Нефтехимической Прмышленности Method of preparing catalyst for alkylation of isoparaffin hydrocarbons with olefins
SU936991A1 (en) * 1980-08-19 1982-06-23 Предприятие П/Я Р-6518 Method of preparing zeolyte based catalyst for alkylation of isobutane or benzene by c2-c4 olefins
RU2518U1 (en) * 1994-07-06 1996-08-16 Научно-производственное предприятие "Фитохим" SWINGING AUTOCLAVE WITH ELECTRIC HEATING FOR HETEROGENEOUS PROCESSES
JP2003181304A (en) * 2001-12-19 2003-07-02 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Method for exchanging ion and device therefor
RU2440190C1 (en) * 2010-09-24 2012-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Method of producing catalyst for alkylation of paraffin hydrocarbons with olefins

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
И.М. Герзелиев, В.А Остоумова и др. "О выборе метода ионного обмена цеолита типа FAU для синтеза активного и селективного катализатора алкилирования изобутана бутиленами", Нефтехимия, 2017, том 57, номер 6, с. 805-808. *
И.М. Герзелиев, В.А. Темникова и др. "Влияние химического состава цеолитных катализаторов на их каталитические свойства в реакции алкилирования изобутана бутиленами", Нефтехимия, 2019, том 59, номер 4, стр.423-427, поступила в редакцию 11.03.2019. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1192005B1 (en) Hydrocarbon conversion process and catalyst useful therein
KR102305167B1 (en) Molding for a hydrophobic zeolitic material and process for its production
EP0687500A1 (en) Catalytic composition and process for the alkylation or transalkylation of aromatic compounds
NO164830B (en) NEW CRYSTALLINE ALUMINUM SILICATES.
Nozik et al. Propane dehydrogenation and cracking over Zn/H-MFI prepared by solid-state ion exchange of ZnCl2
JPS6247854B2 (en)
WO2011123344A2 (en) Aromatic alkylation process using uzm-37 aluminosilicate zeolite
US20140296600A1 (en) Production of para-xylene by catalytically reacting 2,5-dimethylfuran and ethylene in a solvent
EP2920112A1 (en) Production and use of a zeolitic material in a process for the conversion of oxygenates to olefins
EP0002900A1 (en) Method for producing aluminosilicates and their use as catalysts and supports
EP0021445A2 (en) Method for preparing zeolites, zeolites obtained by such method and their use for the conversion of hydrocarbons
RU2728554C1 (en) Apparatus for treating zeolite by ion exchange and method of producing catalyst using said device
EP0156595A2 (en) Process for preparing discrete, zeolite-containing particles
JP6968406B2 (en) Method for manufacturing KFI-type zeolite
Jiang et al. In situ hydrothermal conversion of silica gel precursors to binderless zeolite x pellets for enhanced olefin adsorption
JP2020518558A (en) Method for converting ethylene oxide into monoethanolamine and ethylenediamine using zeolite
WO2014019935A1 (en) Catalyst composition for the production of aromatic hydrocarbons
NO753624L (en)
Gorshunova et al. Influence of synthesis conditions on the adsorption and catalytic properties of mordenite zeolite
RU2658018C1 (en) Catalyst and method for hydroisomerisation of normal c5-c8 hydrocarbons using said catalyst
CN111406035B (en) MWW-type zeolite, process for producing the same, and cracking catalyst
RU195954U1 (en) AUTOCLAV FOR PROCESSING ZEOLITE BY ION EXCHANGE
JP6045890B2 (en) MCM-22 type zeolite having novel crystal structure and aromatic hydrocarbon purification catalyst comprising said zeolite
EP2849883B1 (en) Catalysts for improved cumene production
JP5071174B2 (en) Ethylene production method

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200831

Effective date: 20200831

QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200831

Effective date: 20210111