RU2767413C1 - Method for obtaining a catalyst for hydrofinishing of hydrocarbon raw materials - Google Patents

Method for obtaining a catalyst for hydrofinishing of hydrocarbon raw materials Download PDF

Info

Publication number
RU2767413C1
RU2767413C1 RU2021107746A RU2021107746A RU2767413C1 RU 2767413 C1 RU2767413 C1 RU 2767413C1 RU 2021107746 A RU2021107746 A RU 2021107746A RU 2021107746 A RU2021107746 A RU 2021107746A RU 2767413 C1 RU2767413 C1 RU 2767413C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
platinum
temperature
palladium
hydrofinishing
Prior art date
Application number
RU2021107746A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Денис Николаевич Герасимов
Вадим Владимирович Фадеев
Светлана Вячеславовна Заглядова
Ольга Александровна Косарева
Евгений Васильевич Кашин
Олег Владимирович Голубев
Илья Владиславович Лебедев
Игорь Александрович Маслов
Ирина Владимировна Пиголева
Алексей Викторович Леонтьев
Ирина Александровна Архипова
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть")
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 "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") filed Critical Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть")
Priority to RU2021107746A priority Critical patent/RU2767413C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2767413C1 publication Critical patent/RU2767413C1/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
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/42Platinum
    • 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
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/44Palladium
    • 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
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201Impregnation
    • B01J37/0213Preparation of the impregnating solution

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: oil industry.
SUBSTANCE: invention relates to the field of catalysis and oil refining, in particular to a method for preparing a hydrofinishing catalyst. A carrier containing aluminosilicate and aluminum oxide is prepared by mixing the initial components: aluminosilicate containing from 5 to 70 wt. % of silicon oxide, and boehmite, by peptization, molding, drying and calcination with temperature rise up to 500-600°C. Platinum and palladium or platinum from an impregnating solution containing Pt(NH3)4(NO3)2 and Pd(NH3)4(NO3)2 or Pt(NH3)4(NO3)2 and an ammonia solution with a molar ratio of ammonia: platinum + palladium or platinum from 1 to 5 are applied to the carrier, 0.1-1.0 wt. %. The resulting mixture is heated to a temperature of 60-95°C. The impregnated catalyst is dried and calcined at a temperature of 350-450°C at a rate of temperature rise up to 40°C/h.
EFFECT: increase in the activity and stability of the hydrofinishing catalyst of hydrocarbon raw materials.
3 cl, 4 tbl, 22 ex

Description

Изобретение относится к области катализа и нефтепереработки, в частности к способу приготовления катализатора гидрофинишинга, направленного на улучшение цвета и/или окислительной стабильности базовых масел путем гидрирования непредельных углеводородов сырья.The invention relates to the field of catalysis and oil refining, in particular to a method for preparing a hydrofinishing catalyst aimed at improving the color and/or oxidative stability of base oils by hydrogenating unsaturated hydrocarbons of the feedstock.

Процесс гидрофинишинга используется для улучшения качества продуктов гидрокаталитических процессов, в ходе которых гидрирование непредельных соединений сырья протекает недостаточно глубоко, либо в которых возможно образование непредельных соединений путем дегидрирования исходных углеводородов. К таким процессам, в частности, относятся процессы гидроочистки и гидроконверсии, изодепарафинизации дизельных и масляных фракций (остатков гидрокрекинга, продуктов гидроконверсии рафинатов и т.п.) и высокопарафинистого сырья (гачей, петролатумов и т.п.). Таким образом, в описании и примерах представленного изобретения термином «гидрофинишинг» обозначен процесс, в ходе которого целевыми являются реакции гидрирования непредельных (главным образом - ароматических) углеводородов в продуктах гидрокаталитических процессов.The hydrofinishing process is used to improve the quality of products of hydrocatalytic processes, during which the hydrogenation of unsaturated compounds of the feedstock does not go deep enough, or in which the formation of unsaturated compounds by dehydrogenation of the original hydrocarbons is possible. Such processes, in particular, include the processes of hydrotreatment and hydroconversion, isodeparaffinization of diesel and oil fractions (hydrocracking residues, hydroconversion products of raffinates, etc.) and highly paraffinic raw materials (slacks, petrolatums, etc.). Thus, in the description and examples of the present invention, the term "hydrofinishing" denotes a process in which the target reactions are the hydrogenation of unsaturated (mainly aromatic) hydrocarbons in the products of hydrocatalytic processes.

Из литературных данных известно, что такие металлы, как платина и палладий проявляют высокую активность в реакциях гидрирования. При этом они малоактивны в побочных реакциях гидрогенолиза, ведущих к потере выхода целевых процессов, чем выгодно отличаются от остальных металлов платиновой группы (МПГ), которые высокоактивны как в реакциях гидрирования, так и в реакциях гидрогенолиза. Piegsa А., Korth W., Demir F., Jess A. Hydrogenation and Ring Opening of Aromatic and Naphthenic Hydrocarbons Over Noble Metal (Ir, Pt, Rh)/Al2O3 Catalysts. Catalysis Letters. 2012, v. 142, p. 531-540.It is known from the literature that metals such as platinum and palladium exhibit high activity in hydrogenation reactions. At the same time, they are inactive in side reactions of hydrogenolysis, leading to a loss in the yield of target processes, which compares favorably with other platinum group metals (PGMs), which are highly active both in hydrogenation reactions and in hydrogenolysis reactions. Piegsa A., Korth W., Demir F., Jess A. Hydrogenation and Ring Opening of Aromatic and Naphthenic Hydrocarbons Over Noble Metal (Ir, Pt, Rh)/Al 2 O 3 Catalysts. Catalysis letters. 2012,v. 142, p. 531-540.

На активность и стабильность катализатора гидрофинишинга оказывает влияние степень дисперсности (размер) металлических частиц на поверхности носителя. Применение биметаллических катализаторов, к примеру, сочетание платины и палладия в различных соотношениях, позволяет повысить активность и стабильность катализатора путем увеличения дисперсности (уменьшения размера) металлических частиц Stanley J.N.G., Heinroth F., Weber C.C., Masters A.F., Maschmeyer T. Robust bimetallic Pt-Ru catalysts for the rapid hydrogenation of toluene and tetralin at ambient temperature and pressure. Applied Catalysis A: General. 2013, v. 454. p. 46-52, Suppino R.S., Landers R., Cobo A.J.G. Influence of noble metals (Pd, Pt) on the performance of Ru/Al2O3 based catalysts for toluene hydrogenation in liquid phase. Applied Catalysis A: General. 2016, v. 525, p.41-49. Ali A-G, Ali L.I., Aboul-Fotouh S.M., Aboul-Gheit A.K. Hydrogenation of aromatics on modified platinum-alumina catalysts. Applied Catalysis A: General. 1998, v. 170, p. 285-296.The activity and stability of the hydrofinishing catalyst is affected by the degree of dispersion (size) of metal particles on the carrier surface. The use of bimetallic catalysts, for example, a combination of platinum and palladium in various ratios, can increase the activity and stability of the catalyst by increasing the dispersion (reducing the size) of metal particles Stanley JNG, Heinroth F., Weber CC, Masters AF, Maschmeyer T. Robust bimetallic Pt- Ru catalysts for the rapid hydrogenation of toluene and tetralin at ambient temperature and pressure. Applied Catalysis A: General. 2013,v. 454.p. 46-52, Suppino RS, Landers R., Cobo AJG Influence of noble metals (Pd, Pt) on the performance of Ru/Al 2 O 3 based catalysts for toluene hydrogenation in liquid phase. Applied Catalysis A: General. 2016, v. 525, p.41-49. Ali AG, Ali LI, Aboul-Fotouh SM, Aboul-Gheit AK Hydrogenation of aromatics on modified platinum-alumina catalysts. Applied Catalysis A: General. 1998, v. 170, p. 285-296.

Многие литературные источники отмечают перспективность использования платино-палладиевых катализаторов гидрирования, отличающихся повышенной активностью и стабильностью по сравнению с монометаллическими катализаторами. Coq В., Figueras F. Bimetallic palladium catalysts: influence of the co-metal on the catalyst performance. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2001, v. 173, p. 117-134.Many literature sources point out the prospects of using platinum-palladium hydrogenation catalysts, which are characterized by increased activity and stability compared to monometallic catalysts. Coq B., Figueras F. Bimetallic palladium catalysts: influence of the co-metal on the catalyst performance. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2001, v. 173, p. 117-134.

При применении биметаллических катализаторов значительное влияние на показатели катализатора в реакциях гидрирования оказывает методика нанесения металлов на поверхность катализатора: одновременно или последовательно.When bimetallic catalysts are used, the catalyst performance in hydrogenation reactions is significantly affected by the method of depositing metals on the catalyst surface: simultaneously or sequentially.

Так, в работе Fujikawa Т., Idei К., Ebihara Т., Mizuguchi Н., Usui K. Aromatic hydrogenation of distillates over SiO2-Al2O3-supported noble metal catalysts. Applied Catalysis A: General. 2000, v. 192, p. 253-261 указывается, что приготовление катализатора путем нанесения активных металлов в одну стадию приводит к большей активности в процессе гидрирования ароматических углеводородов в составе средних дистиллятов.Thus, Fujikawa T., Idei K., Ebihara T., Mizuguchi H., Usui K. Aromatic hydrogenation of distillates over SiO 2 -Al 2 O 3 -supported noble metal catalysts. Applied Catalysis A: General. 2000, v. 192, p. 253-261 indicate that the preparation of the catalyst by applying active metals in one stage leads to greater activity in the process of hydrogenation of aromatic hydrocarbons in the composition of middle distillates.

На степень дисперсности металлических частиц и, следовательно, активность катализатора гидрофинишинга влияет не только количество металлов, но и свойства поверхности носителя, в частности - кислотность. Литературные данные указывают на то, что чрезмерное повышение кислотности носителя приводит к резкому возрастанию доли побочных процессов гидрокрекинга, что уменьшает выход целевых продуктов. Вместе с тем, умеренная кислотность носителя, как правило, позволяет улучшить работу катализатора гидрирования:The degree of dispersion of metal particles and, consequently, the activity of the hydrofinishing catalyst is affected not only by the amount of metals, but also by the properties of the carrier surface, in particular, by acidity. Literature data indicate that an excessive increase in the acidity of the support leads to a sharp increase in the proportion of hydrocracking side processes, which reduces the yield of target products. At the same time, the moderate acidity of the support, as a rule, improves the performance of the hydrogenation catalyst:

- эффект «химического якоря» - кислотные центры способствуют высокой дисперсности и препятствуют агрегации частиц металла за счет связывания МПГ и кислотного центра (КЦ);- the effect of "chemical anchor" - acid centers contribute to high dispersion and prevent the aggregation of metal particles due to the binding of PGM and acid center (AC);

- металл приобретает электрон-дефицитный характер;- the metal acquires an electron-deficient character;

- металл функционирует в составе единого бифункционального активного центра: Ме0-КЦ.- the metal functions as part of a single bifunctional active center: Me 0 -CC.

В разных литературных источниках приводятся различные методы умеренного увеличения кислотности катализаторов гидрирования (гидрофинишинга), что повышает дисперсность металлических частиц, но не приводит к ускорению реакций гидрокрекинга. Ali A-G, Ali L.I., Aboul-Fotouh S.M., Aboul-Gheit A.K. Hydrogenation of aromatics on modified platinum-alumina catalysts. Applied Catalysis A: General. 1998, v. 170, p.285-296. Kishore Kumar S.A., John M., Pai S.M., Niwate Y., Newalkar B.L. Low temperature hydrogenation of aromatics over Pt-Pd/SiO2-Al2O3 catalyst. Fuel Processing Technology. 2014, v. 128, p. 303-309, в частности:Various literature sources present various methods for moderately increasing the acidity of hydrogenation (hydrofinishing) catalysts, which increases the fineness of metal particles, but does not lead to acceleration of hydrocracking reactions. Ali AG, Ali LI, Aboul-Fotouh SM, Aboul-Gheit AK Hydrogenation of aromatics on modified platinum-alumina catalysts. Applied Catalysis A: General. 1998, v. 170, p.285-296. Kishore Kumar SA, John M., Pai SM, Niwate Y., Newalkar BL Low temperature hydrogenation of aromatics over Pt-Pd/SiO 2 -Al 2 O 3 catalyst. fuel processing technology. 2014,v. 128, p. 303-309, in particular:

- введение в состав носителя (оксида алюминия) галогенов (хлора или фтора);- introduction of halogens (chlorine or fluorine) into the composition of the carrier (aluminum oxide);

- использование алюмосиликатов различного состава, содержащих Бренстедовские кислотные центры, в качестве носителей или их компонентов;- the use of aluminosilicates of various compositions containing Bronsted acid centers as carriers or their components;

- применение при изготовлении катализатора гетерополикислот.- the use of heteropolyacids in the manufacture of a catalyst.

Существует значительное количество литературных источников, в которых металлические компоненты наносятся на цеолиты различной структуры. Следует особо отметить, что большинство цеолитов отличаются повышенной кислотностью, что может не только повысить активность катализатора гидрофинишинга, но и ускорить реакции гидрокрекинга, тем самым, снизив селективность процесса. Не Т., Wang Y., Miao P., Li J., Wua J., Fang Y. Hydrogenation of naphthalene over noble metal supported on mesoporous zeolite in the absence and presence of sulfur. Fuel. 2013, v.106, p.365-371.There is a significant number of literary sources in which metal components are deposited on zeolites of various structures. It should be especially noted that most zeolites are characterized by high acidity, which can not only increase the activity of the hydrofinishing catalyst, but also accelerate hydrocracking reactions, thereby reducing the selectivity of the process. Ne T., Wang Y., Miao P., Li J., Wua J., Fang Y. Hydrogenation of naphthalene over noble metal supported on mesoporous zeolite in the absence and presence of sulfur. fuel. 2013, v.106, p.365-371.

Известен катализатор гидрофинишинга, представляющий собой платино-палладиевый образец. Носитель готовится смешением оксида алюминия марки Pural SB, алюмосиликата марки Siral 40 и эфира метилцеллюлозы марки F4M, который затем однократно пропитывается растворами солей платины и палладия в концентрациях, к примеру, 0,2 мас.% и 0,16 мас.%, соответственно. В отдельных образцах соотношение платины и палладия в катализаторе варьировалось от 2,5:1 до 1:2. Температура прокаливания катализатора составляла 450°С. Процесс гидрофинишинга осуществлялся при температуре 230°С и объемной скорости подачи сырья 1,0 ч-1, давлении, не превышающим 7,6 МПа. Как результат, содержание ароматики в стабильном масле снизилось до 5,8 мас.% при индексе вязкости 103. US 5993644 А, опубл. 30.11.1999.Known hydrofinishing catalyst, which is a platinum-palladium sample. The carrier is prepared by mixing Pural SB alumina, Siral 40 aluminosilicate, and F4M methylcellulose ether, which is then impregnated once with solutions of platinum and palladium salts at concentrations of, for example, 0.2 wt.% and 0.16 wt.%, respectively. In individual samples, the ratio of platinum and palladium in the catalyst varied from 2.5:1 to 1:2. The calcination temperature of the catalyst was 450°C. The hydrofinishing process was carried out at a temperature of 230°C and a feed space velocity of 1.0 h -1 , a pressure not exceeding 7.6 MPa. As a result, the aromatic content in the stable oil was reduced to 5.8 wt.% with a viscosity index of 103. US 5993644 A, publ. 11/30/1999.

Наиболее близким к предложенному изобретению является катализатор гидрофинишинга, описанный в Kishore Kumar S.A., John М., Pai S.M., Niwate Y., Newalkar B.L. Low temperature hydrogenation of aromatics over Pt-Pd/SiO2-Al2O3 catalyst. Fuel Processing Technology. 2014, v. 128, p. 303-309, содержащий платину и палладий на алюмосиликатном носителе. В данной работе рассмотрено влияние кислотности носителя и содержания металлов биметаллического платино-палладиевого катализатора гидрофинишинга на его активность. В составе носителей катализатора гидрофинишинга исследовали серию коммерческих алюмосиликатов Siral (производства Sasol) с содержанием оксида кремния от 1,5 до 70 мас.%. Носитель катализатора готовили путем смешения Siral со связующим - оксидом алюминия, источником которого являлся бемит марки Pural SB (Sasol), которые предварительно сушили при температуре 120°С в течение 10-20 ч. В качестве пептизатора использовали уксусную кислоту в количестве 5 мас.% Формование полученной пасты проводили с использованием экструдера с диаметром фильеры 1,6 мм. Экструдаты длиной 3 мм сушили при температуре 130°С в течение 10-20 ч, затем прокаливали при температуре 550°С в течение 7 ч. Нанесение платины и палладия проводили методом пропитки по влагоемкости с использованием пропиточного раствора, содержащего нитрат тетраамминплатины (Pt(NH3)4(NO3)2) и нитрат тетраамминпалладия Pd(NH3)4(NO3)2. На этапе пропитки значение рН поддерживалось на уровне около 9. Содержание платины и палладия в образцах катализаторов варьировалось в диапазоне 0,125-0,25 мас.% для каждого из металлов при их массовом соотношении 1:1. Полученные катализаторы сушили в течение 14-18 ч при температуре 130°С и прокаливали при температуре 400°С в течение 4 ч.Closest to the proposed invention is the hydrofinishing catalyst described in Kishore Kumar SA, John M., Pai SM, Niwate Y., Newalkar BL Low temperature hydrogenation of aromatics over Pt-Pd/SiO 2 -Al 2 O 3 catalyst. fuel processing technology. 2014,v. 128, p. 303-309 containing platinum and palladium on an aluminosilicate carrier. In this paper, the influence of the acidity of the support and the metal content of a bimetallic platinum-palladium hydrofinishing catalyst on its activity is considered. As part of hydrofinishing catalyst carriers, a series of commercial aluminosilicates Siral (manufactured by Sasol) with a silicon oxide content of 1.5 to 70 wt.% was investigated. The catalyst carrier was prepared by mixing Siral with a binder - alumina, the source of which was Pural SB boehmite (Sasol), which were pre-dried at a temperature of 120°C for 10-20 hours. Acetic acid was used as a peptizer in an amount of 5 wt.% The molding of the resulting paste was carried out using an extruder with a die diameter of 1.6 mm. Extrudates 3 mm long were dried at a temperature of 130°C for 10–20 h, then calcined at a temperature of 550°C for 7 h. Platinum and palladium were deposited by impregnation by moisture capacity using an impregnation solution containing tetraammineplatinum nitrate (Pt(NH 3 ) 4 (NO 3 ) 2 ) and tetraammine palladium nitrate Pd(NH 3 ) 4 (NO 3 ) 2 . During the impregnation step, the pH was maintained at about 9. The content of platinum and palladium in the catalyst samples varied in the range of 0.125-0.25 wt.% for each of the metals at a mass ratio of 1:1. The resulting catalysts were dried for 14–18 h at 130°C and calcined at 400°C for 4 h.

Испытания катализаторов проводили на лабораторной установке с использованием модельного сырья (50 мас.% толуола в додекане и 5 мас.% нафталина в додекане). Перед началом испытаний катализатор сушили в течение 10-20 ч при температуре 150°С с последующим восстановлением в токе водорода при температуре 300°С в течение 5 ч. После восстановления реактор охлаждали до необходимой температуры, набирали требуемое давление водорода. При исследовании гидрирующей активности катализаторов в реакции гидрирования толуола процесс проводили в реакторе с неподвижным слоем катализатора при давлении 2 МПа, температуре 110-150°С, объемной скорости подачи сырья 1-5 ч-1. При исследовании гидрирующей активности катализаторов в реакции гидрирования нафталина процесс проводили в реакторе с неподвижным слоем катализатора при давлении 2 МПа, температуре 130-250°С, объемной скорости подачи сырья 1-12 ч-1. В ходе проведенного исследования выявлено, что в реакциях гидрирования ароматических углеводородов наибольшую активность проявляет катализатор, включающий носитель из смеси алюмосиликата с содержанием 40 мас.% оксида кремния (Siral 40) и оксида алюминия, с нанесенным на них платиной в количестве 0,18 мас.% и палладием - в количестве 0,18 мас.%.The catalysts were tested on a laboratory setup using model feedstock (50 wt.% toluene in dodecane and 5 wt.% naphthalene in dodecane). Before testing, the catalyst was dried for 10–20 h at a temperature of 150°С, followed by reduction in a hydrogen flow at a temperature of 300°С for 5 h. After reduction, the reactor was cooled to the required temperature, and the required hydrogen pressure was built up. When studying the hydrogenation activity of catalysts in the toluene hydrogenation reaction, the process was carried out in a reactor with a fixed catalyst bed at a pressure of 2 MPa, a temperature of 110–150°C, and a feed space velocity of 1–5 h -1 . When studying the hydrogenation activity of the catalysts in the naphthalene hydrogenation reaction, the process was carried out in a reactor with a fixed catalyst bed at a pressure of 2 MPa, a temperature of 130–250°C, and a feed space velocity of 1–12 h -1 . In the course of the study, it was found that in the reactions of hydrogenation of aromatic hydrocarbons, the catalyst exhibits the highest activity, including a carrier from a mixture of aluminosilicate with a content of 40 wt.% silicon oxide (Siral 40) and aluminum oxide, with platinum deposited on them in an amount of 0.18 wt. % and palladium - in the amount of 0.18 wt.%.

К недостаткам способа приготовления катализатора можно отнести отсутствие описания условий приготовления катализатора, которые оказывают значительное влияние на показатели катализатора в процессе гидрофинишинга:The disadvantages of the catalyst preparation method include the lack of a description of the catalyst preparation conditions, which have a significant impact on the catalyst performance in the hydrofinishing process:

- скорость подъема температуры при прокаливании катализатора (после нанесения Pt и Pd);- the rate of temperature rise during the calcination of the catalyst (after the application of Pt and Pd);

- температура нанесения Pt и Pd на носитель.- temperature of deposition of Pt and Pd on the carrier.

Кроме того, испытания катализатора, описанного в данной статье, проводили на модельном сырье, что затрудняет оценку его эффективности для реального сырья гидрофинишинга. Также следует отметить, что загрузка катализатора в указанном исследовании производилась по массе, тогда как в реальных условиях загрузка катализатора производится по объему катализатор. В связи с этим в данных по активности катализатора не отражены изменения, связанные с разницей в насыпной плотности испытанных катализаторов.In addition, the tests of the catalyst described in this article were carried out on model feedstock, which makes it difficult to evaluate its effectiveness for real hydrofinishing feedstock. It should also be noted that the loading of the catalyst in this study was carried out by weight, while in real conditions the loading of the catalyst is carried out by volume of the catalyst. In this regard, the data on the activity of the catalyst does not reflect the changes associated with the difference in bulk density of the tested catalysts.

Техническая задача предлагаемого изобретения заключается в разработке способа приготовления катализатора гидрофинишинга базовых масел для улучшения цвета и/или окислительной стабильности путем гидрирования непредельных углеводородов сырья.The technical problem of the invention is to develop a method for preparing a base oil hydrofinishing catalyst to improve color and/or oxidative stability by hydrogenating unsaturated hydrocarbons of the feedstock.

Технический результат заключается в повышении активности и стабильности катализатора гидрофинишинга углеводородного сырья.The technical result consists in increasing the activity and stability of the catalyst for hydrofinishing of hydrocarbon raw materials.

Технический результат достигается тем, что способ получения катализатора гидрофинишинга углеводородного сырья, включающий приготовление носителя, содержащего алюмосиликат и оксид алюминия, смешением исходных компонентов, пептизацией, формованием, сушкой и прокаливанием, нанесение на носитель платины и палладия или платины из пропиточного раствора, содержащего нитраты тетраамминплатины и тетраамминпалладия или тетраамминплатины, сушку и прокаливание пропитанного катализатора, согласно изобретению, 0,1-1,0 мас.% платины и палладия или платины наносят на носитель из пропиточного раствора дополнительно содержащего раствор аммиака при мольном отношении аммиак: платина и палладий или платина от 1 до 5, полученную смесь нагревают до температуры 60-95°С, пропитанный катализатор сушат и прокаливают при температуре 350-450°С со скоростью подъема температуры до 40°С/ч.The technical result is achieved by the fact that a method for producing a hydrofinishing catalyst for hydrocarbon raw materials, including preparing a carrier containing aluminosilicate and aluminum oxide, mixing the starting components, peptization, molding, drying and calcining, applying platinum and palladium or platinum to the carrier from an impregnating solution containing tetraammineplatinum nitrates and tetraamminepalladium or tetraammineplatinum, drying and calcining the impregnated catalyst, according to the invention, 0.1-1.0 wt.% of platinum and palladium or platinum is applied to the carrier from the impregnating solution additionally containing an ammonia solution at a molar ratio of ammonia: platinum and palladium or platinum from 1 to 5, the resulting mixture is heated to a temperature of 60-95°C, the impregnated catalyst is dried and calcined at a temperature of 350-450°C with a temperature rise rate of up to 40°C/h.

Достижению технического результата также способствует то, что оксид алюминия имеет удельную площадь поверхности 170-450 м2/г, а алюмосиликат содержит от 5 до 70 мас.% оксида кремния. Катализатор дополнительно содержит рутений в количестве до 0,1 мас.%.The achievement of the technical result is also facilitated by the fact that aluminum oxide has a specific surface area of 170-450 m 2 /g, and the aluminosilicate contains from 5 to 70 wt.% silicon oxide. The catalyst additionally contains ruthenium in an amount of up to 0.1 wt.%.

Важным аспектом изобретения являются условия нанесения металлов платиновой группы на носитель катализатора гидрофинишинга углеводородного сырья. Активным центром катализаторов гидрофинишинга, содержащих алюмосиликаты, является структура (аддукт), вида Ме0-КЦ, состоящая из восстановленного МПГ и бренстедовских или льюисовских кислотных центров, льюисовских кислотных центров. Ertl G.,

Figure 00000001
Н.,
Figure 00000002
F., Weitkamp J. Handbook of Heterogeneous Catalysis, v.82nd Edition. WILEY-VCH, 2008, p. 4270.An important aspect of the invention are the conditions for applying platinum group metals to the carrier of the hydrofinishing catalyst for hydrocarbon feedstock. The active center of hydrofinishing catalysts containing aluminosilicates is a structure (adduct) of the Me 0 -CC type, consisting of reduced PGM and Brönsted or Lewis acid sites, Lewis acid sites. Ertl G.,
Figure 00000001
N.,
Figure 00000002
F., Weitkamp J. Handbook of Heterogeneous Catalysis, v.82nd Edition. WILEY-VCH, 2008, p. 4270.

Таким образом, снижение расстояния между КЦ и частицей металла позволяет увеличить эффективность работы катализатора. Исходя из этого, при нанесении платины и палладия на носитель катализатора гидрофинишинга желательно выбрать условия процесса, способствующие нанесению МПГ на кислотный компонент (алюмосиликат) и затрудняющие его нанесение на материал связующего (оксид алюминия). Для определения подобных условий было изучено влияние температуры и содержания конкурента при нанесении Pt и Pd из аммиакатных комплексов на эффективность их нанесения на поверхность оксида алюминия и алюмосиликата. В качестве оксида алюминия использовали Pural SB, в качестве алюмосиликата - Siral 40 HPV, предварительно прокаленные при следующих условиях: подъем до температуры 550°С со скоростью 50°С/ч, выдержка при этой температуре -4 ч.Thus, reducing the distance between the CC and the metal particle makes it possible to increase the efficiency of the catalyst. Based on this, when applying platinum and palladium to a hydrofinishing catalyst carrier, it is desirable to choose process conditions that facilitate the deposition of PGM on the acid component (aluminosilicate) and hinder its deposition on the binder material (alumina). To determine such conditions, we studied the influence of temperature and the content of a competitor during the deposition of Pt and Pd from ammonia complexes on the efficiency of their deposition on the surface of aluminum oxide and aluminosilicate. Pural SB was used as alumina, and Siral 40 HPV was used as aluminosilicate, pre-calcined under the following conditions: rise to a temperature of 550°C at a rate of 50°C/h, holding at this temperature for -4 h.

Платину и палладий наносили совместно. Для этого 1 г порошка помещали в 9 мл раствора, содержащего необходимое количество Pt(NH3)4(NO3)2 и Pd(NH3)4(NO3)2, а также NH4OH из расчета 1, 5 и 10 моль на 1 моль суммы Pt+Pd. Начальное содержание платины и палладия в растворах было одинаковым и определялось как 0,375 мас.% Pt и 0,75 мас.% Pd в расчете на «сухую» массу Siral 40 HPV с учетом ППП (что соответствует 0,15 мас.% Pt и 0,30 мас.% Pd на катализаторе, содержащем 40 мас.% этого алюмосиликата). Нанесение смеси Pt и Pd проводили при перемешивании и комнатной температуре или при температуре 95°С в течение 120 мин. Для предотвращения испарения раствора при проведении процесса при температуре 95°С использовали обратный холодильник. После окончания процесса раствор центрифугировали и определяли содержание в нем платины и палладия. Данные по степени нанесения платины и палладия из растворов на прокаленные образцы Siral 40 HPV и Pural SB в зависимости от температуры и количества конкурента представлены в таблице 1.Platinum and palladium were deposited together. To do this, 1 g of the powder was placed in 9 ml of a solution containing the required amount of Pt(NH 3 ) 4 (NO 3 ) 2 and Pd(NH 3 ) 4 (NO 3 ) 2 , as well as NH 4 OH at the rate of 1, 5 and 10 mol per 1 mol of Pt + Pd. The initial content of platinum and palladium in the solutions was the same and was determined as 0.375 wt.% Pt and 0.75 wt.% Pd calculated on the “dry” weight of Siral 40 HPV, taking into account the TFR (which corresponds to 0.15 wt.% Pt and 0 ,30 wt.% Pd on a catalyst containing 40 wt.% of this aluminosilicate). The deposition of a mixture of Pt and Pd was carried out with stirring at room temperature or at a temperature of 95°C for 120 min. A reflux condenser was used to prevent evaporation of the solution when the process was carried out at a temperature of 95°C. After the end of the process, the solution was centrifuged and the content of platinum and palladium in it was determined. Data on the degree of deposition of platinum and palladium from solutions on calcined samples of Siral 40 HPV and Pural SB depending on the temperature and the amount of the competitor are presented in Table 1.

Полученные данные свидетельствуют о том, что повышение температуры с комнатной до 95°С способствует нанесению Pt и Pd на Siral 40 HPV, но затрудняет ее нанесение на связующее. Пониженные содержания аммиака в растворе (1-5 моль NH4OH на 1 моль Pt + Pd) ведут к снижению нанесения Pt и Pd на оксид алюминия, но в меньшей степени сказываются на степени нанесения этих металлов на Siral 40 HPV.The data obtained indicate that an increase in temperature from room temperature to 95°C promotes the deposition of Pt and Pd on Siral 40 HPV, but makes it difficult to apply it to the binder. Reduced ammonia content in the solution (1-5 mol NH 4 OH per 1 mol Pt + Pd) leads to a decrease in the deposition of Pt and Pd on alumina, but to a lesser extent affects the degree of deposition of these metals on Siral 40 HPV.

Figure 00000003
Figure 00000003

Таким образом, для увеличения доли Pt и Pd нанесенных на кислотный компонент катализатора и, соответственно, повышения его эффективности в процессе гидрофинишинга желательно использовать:Thus, to increase the proportion of Pt and Pd deposited on the acid component of the catalyst and, accordingly, to increase its efficiency in the hydrofinishing process, it is desirable to use:

- повышенную температуру нанесения Pt и Pd или платины - 60-95°С (использование температуры более 95°С нецелесообразно, так как может привести к неконтролируемому кипению раствора в ходе процесса);- increased temperature of application of Pt and Pd or platinum - 60-95°C (using a temperature of more than 95°C is impractical, as it can lead to uncontrolled boiling of the solution during the process);

- соотношение от 1 до 5 моль NH4OH на 1 моль Pt + Pd или платины.- ratio from 1 to 5 mol NH 4 OH per 1 mol Pt + Pd or platinum.

Изобретение иллюстрируется, но не лимитируется следующими примерами.The invention is illustrated but not limited by the following examples.

Пример 1Example 1

Приготовление катализатора 1 проводят в два этапа. На первом этапе готовят формованный носитель катализатора, используя в качестве кислотного компонента коммерческий алюмосиликат Siral 40 HPV (содержащий 40 мас.% оксида кремния), а в качестве прекурсора связующего - бемит марки Pural SB, который при прокаливании переходит в оксид алюминия, имеющий удельную площадью поверхности, измеренную по методу БЭТ - 250 м2/г. На втором этапе проводят нанесение активных металлов.The preparation of catalyst 1 is carried out in two stages. At the first stage, a shaped catalyst carrier is prepared using commercial aluminosilicate Siral 40 HPV (containing 40 wt.% silicon oxide) as an acid component, and Pural SB brand boehmite as a binder precursor, which, upon calcination, turns into alumina, having a specific area surface, measured by the BET method - 250 m 2 /g. At the second stage, active metals are deposited.

Этап 1 включает следующие стадии:Stage 1 includes the following stages:

1.1 Смешение 40 г (в пересчете на сухую массу) порошка алюмосиликата с 60 г (в пересчете на оксид алюминия) бемита.1.1 Mixing 40 g (dry basis) of aluminosilicate powder with 60 g (expressed as alumina) of boehmite.

1.2 Добавление к полученной смеси небольшими порциями раствора, состоящего из 150-200 мл дистиллированной воды, 2,3-3,1 мл пептизатора - 65 мас.%-ной азотной кислоты и 4,0-5,3 мл пластификатора - триэтиленгликоля. Полученную массу перемешивали до состояния однородной пасты.1.2 Adding to the resulting mixture in small portions a solution consisting of 150-200 ml of distilled water, 2.3-3.1 ml of a peptizer - 65 wt.% nitric acid and 4.0-5.3 ml of a plasticizer - triethylene glycol. The resulting mass was stirred until a homogeneous paste.

1.3 Формование пасты с использованием лабораторного поршневого экструдера (диаметр фильеры 1,6 мм). Экструдаты подсушивали при комнатной температуре в течение 14-18 ч, затем сушили при ступенчатом подъеме температуры (60, 80, 120°С) с выдержкой 2, 4 и 4 ч при каждой температуре, затем измельчали до гранул длиной 5-7 мм.1.3 Paste molding using a laboratory piston extruder (die diameter 1.6 mm). The extrudates were dried at room temperature for 14–18 h, then dried at a stepwise increase in temperature (60, 80, 120°C) with holding for 2, 4, and 4 h at each temperature, then crushed to granules 5–7 mm long.

1.4 Прокаливание гранул носителя в течение 4 ч при температуре 550°С при подъеме температуры со скоростью 50°С/час.1.4 Calcination of carrier granules for 4 hours at a temperature of 550°C while raising the temperature at a rate of 50°C/hour.

Этап 2 включает следующие стадии:Stage 2 includes the following stages:

2.1 Добавление к 100 г носителя, охлажденного до комнатной температуры, (95 г «сухого» носителя, с учетом потерь при прокаливании) 230-480 мл пропиточного раствора (рН=10,5-11,5), содержащего (Pt(NH3)4(NO3)2 (в расчете на 0,15 мас.% металлической платины в конечном катализаторе), Pd(NH3)4(NO3)2 (в расчете на 0,3 мас.% металлического палладия в конечном катализаторе) и 25 мас.%-ной водный раствор аммиака (из расчета 5 моль NH4OH на 1 моль суммы металлов платиновой группы), растворенных в дистиллированной воде.2.1 Addition to 100 g of carrier cooled to room temperature (95 g of "dry" carrier, taking into account losses on ignition) 230-480 ml of an impregnating solution (pH = 10.5-11.5) containing (Pt (NH 3 ) 4 (NO 3 ) 2 (based on 0.15 wt.% platinum metal in the final catalyst), Pd(NH 3 ) 4 (NO 3 ) 2 (based on 0.3 wt.% palladium metal in the final catalyst ) and 25 wt.% aqueous ammonia solution (based on 5 mol of NH 4 OH per 1 mol of the sum of platinum group metals) dissolved in distilled water.

2.2 Нагрев смеси до температуры 95°С, выдерживание при этой температуре -6 ч. Для предотвращения испарения раствора использовали обратный холодильник.2.2 Heating the mixture to a temperature of 95°C, keeping it at this temperature for -6 hours. A reflux condenser was used to prevent evaporation of the solution.

2.3 Выдерживание носителя в растворе платины и палладия в течение 16 ч при комнатной температуре.2.3 Holding the carrier in a solution of platinum and palladium for 16 hours at room temperature.

2.4 Отделение гранул от пропиточного раствора. Промывка гранул катализатора дистиллированной водой.2.4 Separation of granules from the impregnating solution. Washing the catalyst granules with distilled water.

2.5 Сушка гранул катализатора при ступенчатом подъеме температуры (60, 80, 120°С) с выдержкой 2, 4 и 4 ч при каждой температуре.2.5 Drying of the catalyst granules at a stepwise increase in temperature (60, 80, 120°C) with a holding time of 2, 4 and 4 hours at each temperature.

2.6 Прокаливание просушенного катализатора в течение 3 ч при температуре 400°С при подъеме температуры со скоростью 20°С/ч.2.6 Ignition of the dried catalyst for 3 hours at a temperature of 400°C while raising the temperature at a rate of 20°C/h.

Полученный катализатор содержал 0,15 мас.% Pt и 0,3 мас.% Pd, нанесенных на носитель, содержащий 40 мас.% Siral 40 HPV и 60 мас.% оксида алюминия.The resulting catalyst contained 0.15 wt.% Pt and 0.3 wt.% Pd supported on a carrier containing 40 wt.% Siral 40 HPV and 60 wt.% alumina.

Пример 2Example 2

Катализатор 2 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что в качестве прекурсора связующего использовали бемит марки Pural ТН 80, который при прокаливании переходит в оксид алюминия, имеющий удельную площадью поверхности, измеренную по методу БЭТ - 195 м2/г.Catalyst 2 was synthesized similarly to catalyst 1, except that Pural TH 80 boehmite was used as a binder precursor, which, upon calcination, transforms into alumina, which has a BET specific surface area of 195 m2 /g.

Пример 3Example 3

Катализатор 3 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что в качестве прекурсора связующего использовали бемит марки Disperal HP 14, который при прокаливании переходит в оксид алюминия, имеющий удельную площадью поверхности, измеренную по методу БЭТ - 170 м2/г.Catalyst 3 was synthesized similarly to catalyst 1, except that the binder precursor was Disperal HP 14 boehmite, which on calcination transforms into alumina, which has a BET specific surface area of 170 m2 /g.

Пример 4Example 4

Катализатор 4 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что:Catalyst 4 was synthesized similarly to Catalyst 1, except that:

- носитель вместо Siral 40 HPV содержал коммерческий алюмосиликат Siral 5 (содержащий 5 мас.% оксида кремния);- the media instead of Siral 40 HPV contained a commercial aluminosilicate Siral 5 (containing 5 wt.% silicon oxide);

- по п. 2.1 на носитель было нанесено 0,3 мас.% Pt.- according to paragraph 2.1, 0.3 wt.% Pt was applied to the carrier.

Пример 5Example 5

Катализатор 5 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что носитель вместо Siral 40 HPV содержал коммерческий алюмосиликат Siral 70 HPV (содержащий 70 мас.% оксида кремния). Температура нанесения Pt и Pd - 60°С и выдержка смеси в течение 7 ч, при комнатной температуре - 20 ч.Catalyst 5 was synthesized similarly to Catalyst 1, except that the carrier instead of Siral 40 HPV contained commercial aluminosilicate Siral 70 HPV (containing 70 wt.% silica). The application temperature of Pt and Pd is 60°C and the exposure of the mixture for 7 hours, at room temperature - 20 hours.

Пример 6Example 6

Катализатор 6 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что:Catalyst 6 was synthesized similarly to Catalyst 1, except that:

- содержание Siral-40 HPV в составе носителя составляло 10 мас.%;- the content of Siral-40 HPV in the composition of the media was 10 wt.%;

- по п. 2.1 на носитель было нанесено 0,3 мас.% Pt.- according to paragraph 2.1, 0.3 wt.% Pt was applied to the carrier.

Пример 7Example 7

Катализатор 7 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что:Catalyst 7 was synthesized similarly to Catalyst 1, except that:

- содержание Siral-40 HPV в составе носителя составляло 80 мас.%;- the content of Siral-40 HPV in the composition of the media was 80 wt.%;

- в качестве прекурсора связующего использовали бемит, который при прокаливании переходит в оксид алюминия, имеющий удельную площадью поверхности, измеренную по методу БЭТ - 450 м2/г;- as a binder precursor, boehmite was used, which, when calcined, turns into aluminum oxide, having a specific surface area measured by the BET method - 450 m 2 /g;

- по п. 2.1 на носитель было нанесено 0,3 мас.% Pt.- according to paragraph 2.1, 0.3 wt.% Pt was applied to the carrier.

Пример 8Example 8

Катализатор 8 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что по п. 2.1 на носитель было нанесено 0,1 мас.% Pt.Catalyst 8 was synthesized similarly to catalyst 1, except that, according to paragraph 2.1, 0.1 wt.% Pt was deposited on the carrier.

Пример 9Example 9

Катализатор 9 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что по п. 2.1 на носитель было нанесено 0,3 мас.% Pt.Catalyst 9 was synthesized similarly to catalyst 1, except that, according to paragraph 2.1, 0.3 wt.% Pt was deposited on the support.

Пример 10Example 10

Катализатор 10 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что по п. 2.1 на носитель было нанесено 0,225 мас.% Pt и 0,225 мас.% Pd.Catalyst 10 was synthesized similarly to catalyst 1, except that, according to paragraph 2.1, 0.225 wt.% Pt and 0.225 wt.% Pd were deposited on the support.

Пример 11Example 11

Катализатор 11 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что по п. 2.1 на носитель было нанесено 0,3 мас.% Pt и 0,15 мас.% Pd.Catalyst 11 was synthesized similarly to catalyst 1, except that, according to paragraph 2.1, 0.3 wt.% Pt and 0.15 wt.% Pd were deposited on the support.

Пример 12Example 12

Катализатор 12 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что по п. 2.1 на носитель было нанесено 0,3 мас.% Pt, 0,05 мас.% Pd и 0,1 мас.% рутения, источником которого являлся Ru(NH3)6Cl2.Catalyst 12 was synthesized similarly to catalyst 1, except that, according to paragraph 2.1, 0.3 wt.% Pt, 0.05 wt.% Pd and 0.1 wt.% ruthenium, the source of which was Ru(NH 3 ) 6Cl2 .

Пример 13Example 13

Катализатор 13 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что по п. 2.1 на носитель было нанесено 0,5 мас.% Pt и 0,5 мас.% Pd.Catalyst 13 was synthesized similarly to catalyst 1, except that, according to paragraph 2.1, 0.5 wt.% Pt and 0.5 wt.% Pd were deposited on the support.

Пример 14Example 14

Катализатор 14 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что нанесение Pt и Pd осуществляли последовательно. Сначала выполняли действия по пунктам 2.1-2.6 с нанесением 0,3 мас.% палладия (в расчете на готовый катализатор). Затем выполняли действия по пунктам 2.1-2.6 с нанесением 0,15 мас.% платины (в расчете на готовый катализатор).Catalyst 14 was synthesized similarly to catalyst 1, except that the deposition of Pt and Pd was carried out sequentially. First, the steps in paragraphs 2.1-2.6 were performed with the application of 0.3 wt.% palladium (calculated on the finished catalyst). Then the actions according to paragraphs 2.1-2.6 were carried out with the application of 0.15 wt.% platinum (calculated on the finished catalyst).

Пример 15Example 15

Катализатор 15 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что нанесение Pt и Pd осуществляли последовательно. Сначала выполняли действия по пунктам 2.1-2.6 с нанесением 0,15 мас.% платины (в расчете на готовый катализатор). Затем выполняли действия по пунктам 2.1-2.6 с нанесением 0,3 мас.% палладия (в расчете на готовый катализатор).Catalyst 15 was synthesized similarly to catalyst 1, except that the deposition of Pt and Pd was carried out sequentially. First, the steps in paragraphs 2.1-2.6 were performed with the application of 0.15 wt.% platinum (calculated on the finished catalyst). Then the actions according to paragraphs 2.1-2.6 were performed with the application of 0.3 wt.% palladium (calculated on the finished catalyst).

Пример 16Example 16

Катализатор 16 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что по п. 1.4 прокаливание гранул носителя осуществляли в течение 4 ч при температуре 450°С со скоростью подъема 50°С/ч.Catalyst 16 was synthesized similarly to catalyst 1, except that, according to paragraph 1.4, the calcination of carrier granules was carried out for 4 h at a temperature of 450°C with a rise rate of 50°C/h.

Пример 17Example 17

Катализатор 17 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что по п. 1.4 прокаливание гранул носителя осуществляли в течение 4 ч при температуре 650°С со скоростью подъема 50°С/ч.Catalyst 17 was synthesized similarly to catalyst 1, except that, according to paragraph 1.4, the support granules were calcined for 4 h at a temperature of 650°С with a rise rate of 50°С/h.

Пример 18Example 18

Катализатор 18 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что по п. 2.6 прокаливание просушенного катализатора осуществляли в течение 3 ч при температуре 300°С со скоростью подъема 20°С/ч.Catalyst 18 was synthesized similarly to catalyst 1, except that, according to paragraph 2.6, the dried catalyst was calcined for 3 h at a temperature of 300°С with a rise rate of 20°С/h.

Пример 19Example 19

Катализатор 19 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что по п. 2.6 прокаливание просушенного катализатора осуществляли в течение 3 ч при температуре 500°С со скоростью подъема 20°С/ч.Catalyst 19 was synthesized similarly to catalyst 1, except that, according to paragraph 2.6, the dried catalyst was calcined for 3 h at a temperature of 500°С with a rise rate of 20°С/h.

Пример 20Example 20

Катализатор 20 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что по п. 2.6 прокаливание просушенного катализатора осуществляли в течение 3 ч при температуре 400°С со скоростью подъема 40°С/ч.Catalyst 20 was synthesized similarly to catalyst 1, except that, according to paragraph 2.6, the dried catalyst was calcined for 3 h at a temperature of 400°С with a rise rate of 40°С/h.

Пример 21Example 21

Катализатор 21 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что по п. 2.1 на носитель было нанесено 0,3 мас.% PdCatalyst 21 was synthesized similarly to catalyst 1, except that, according to paragraph 2.1, 0.3 wt.% Pd was deposited on the carrier

Пример 22Example 22

Катализатор 22 синтезировали аналогично катализатору 1, за исключением того, что:Catalyst 22 was synthesized similarly to Catalyst 1, except that:

- носитель катализатора содержал 100 мас.% оксида алюминия, источником которого являлся бемит марки Pural SB;- the carrier of the catalyst contained 100 wt.% alumina, the source of which was Pural SB brand boehmite;

- по п. 2.1 на носитель было нанесено 0,3 мас.% Pt.- according to paragraph 2.1, 0.3 wt.% Pt was applied to the carrier.

Тестирование образцов в процессе гидрофинишинга.Testing samples in the process of hydrofinishing.

Образцы, приготовленные согласно примерам 1-22, испытывали в процессе гидрофинишинга с использованием в качестве сырья продукта изодепарафинизации остатка гидрокрекинга. Физико-химические свойства сырья представлены в таблице 2.The samples prepared according to examples 1-22 were tested in the process of hydrofinishing using the product of isodeparaffinization of the hydrocracking residue as a raw material. Physical and chemical properties of raw materials are presented in table 2.

Figure 00000004
Figure 00000004

Процесс гидрофинишинга проводили на проточной лабораторной установке. Эксперименты проводили следующим образом.The process of hydrofinishing was carried out on a flow laboratory installation. The experiments were carried out as follows.

Катализатор загружали в центр реактора, сверху и снизу слоя катализатора располагались частицы кварца и керамические шары. На первой стадии при атмосферном давлении проводили сушку катализатора в токе азота при температуре 150°С в течение 2 ч. Затем катализатор восстанавливали в токе водорода при ступенчатом подъеме температуры до 250 и 400°C с выдержкой на каждой ступени в течение 1 и 3 ч, соответственно. Сушку и восстановление катализатора проводили однократно для каждого катализатора.The catalyst was loaded into the center of the reactor; quartz particles and ceramic balls were placed above and below the catalyst bed. At the first stage, at atmospheric pressure, the catalyst was dried in a stream of nitrogen at a temperature of 150°C for 2 h. Then, the catalyst was reduced in a stream of hydrogen at a stepwise increase in temperature to 250 and 400°C, holding at each stage for 1 and 3 h, respectively. Drying and reduction of the catalyst was carried out once for each catalyst.

После сушки и восстановления реактор охлаждали до первой рабочей температуры, набирали требуемое давление водорода, устанавливали требуемый расход водорода. После выхода на рабочую температуру включали подачу сырья с заданной объемной скоростью. Перед отбором каждой целевой пробы проводили накопление промежуточной не анализируемой пробы.After drying and reduction, the reactor was cooled to the first operating temperature, the required hydrogen pressure was increased, and the required hydrogen flow rate was set. After reaching the operating temperature, the supply of raw materials was switched on at a given volumetric velocity. Before taking each target sample, an intermediate unanalyzed sample was accumulated.

Параметры проведения процесса гидрофинишинга представлены в таблице 3.The parameters of the hydrofinishing process are presented in Table 3.

Figure 00000005
Figure 00000005

В качестве основных показателей проведения процесса гидрофинишинга использовали: среднюю степень гидрирования (ССГ), потерю активности катализатора (ПАК) и удельную активность катализатора (УАК).As the main indicators of the hydrofinishing process, the following were used: the average degree of hydrogenation (SHG), the loss of catalyst activity (PAA) and the specific activity of the catalyst (SAC).

Для оценки активности катализатора вычисляли степень гидрирования (СГ, %) по следующей формуле:To assess the activity of the catalyst, the degree of hydrogenation (SH, %) was calculated using the following formula:

Figure 00000006
Figure 00000006

СНпр - содержание насыщенных углеводородов в продукте процесса, мас.%CH pr - the content of saturated hydrocarbons in the process product, wt.%

CHc - содержание насыщенных углеводородов в сырье процесса, мас.%CH c is the content of saturated hydrocarbons in the raw material of the process, wt.%

ССГ представляла собой среднеарифметическое значение значений СГ для всех точек, полученных при рабочей температуре.The SG was the arithmetic mean of the SG values for all points obtained at operating temperature.

Для оценки стабильности работы катализатора вычисляли показатель потери активности катализатора (ПАК, %/ч) по следующей формуле:To assess the stability of the catalyst, the catalyst activity loss index (PAA, %/h) was calculated using the following formula:

Figure 00000007
Figure 00000007

t1- значение длительности эксперимента в момент отбора первой целевой пробы, ч;t 1 - the value of the duration of the experiment at the time of selection of the first target sample, h;

t2 - значение длительности эксперимента в момент отбора последней целевой пробы, ч;t 2 - the value of the duration of the experiment at the time of selection of the last target sample, h;

t1 - степень гидрирования в точке t1;CG t1 - the degree of hydrogenation at the point t 1 ;

СГt2 - степень гидрирования в точке t2.SG t2 - the degree of hydrogenation at the point t 2 .

Также проводили вычисление удельной активности катализатора - УАК по следующей формуле:We also calculated the specific activity of the catalyst - UAC according to the following formula:

Figure 00000008
Figure 00000008

Xarom - исходное содержание ароматических углеводородов в сырье, мас.%;X arom - the initial content of aromatic hydrocarbons in the raw material, wt.%;

Graw - расход подаваемого сырья, г/ч;G raw - feedstock consumption, g/h;

Marom.feed - средняя молекулярная масса ароматических углеводородов исходного сырья, г/моль;M arom.feed - average molecular weight of aromatic hydrocarbons of the feedstock, g/mol;

Xarom.res. - остаточное содержание ароматических углеводородов, мас.%;X arom.res. - residual content of aromatic hydrocarbons, wt.%;

Marom.prod. - средняя молекулярная масса ароматических углеводородов продукта, г/моль.M arom.prod. - average molecular weight of aromatic hydrocarbons of the product, g/mol.

mcat - масса загруженного катализатора, г;m cat is the weight of the loaded catalyst, g;

XPt - массовая доля платины в катализаторе, мас.%;X Pt - mass fraction of platinum in the catalyst, wt.%;

APt - атомная масса платины, г/моль;A Pt - atomic mass of platinum, g/mol;

XPd - массовая доля палладия в катализаторе, мас.%;X Pd - mass fraction of palladium in the catalyst, wt.%;

APd - атомная масса палладия, г/моль;A Pd - atomic mass of palladium, g/mol;

Xru - массовая доля рутения в катализаторе, мас.%;X ru - mass fraction of ruthenium in the catalyst, wt.%;

Aru - атомная масса рутения, г/моль.A ru is the atomic mass of ruthenium, g/mol.

Испытанные катализаторы в процессе гидрофинишинга обеспечивали выход гидрированных продуктов в диапазоне 99-102 мас.%, то есть значительного протекания побочных реакций гидрокрекинга или гидрогенолиза не наблюдалось. При этом повышение температуры процесса до 230°С также не вызывало снижения выхода ниже указанного диапазона. Продукты процесса гидрофинишинга мало отличались от сырья по вязкости при 100°С (4,3-4,4 сСт при значении для сырья - 4,34 сСт), ИВ (113-116 при значении для сырья - 113) и фракционному составу.The tested catalysts in the process of hydrofinishing provided the yield of hydrogenated products in the range of 99-102 wt.%, that is, no significant side reactions of hydrocracking or hydrogenolysis were observed. At the same time, an increase in the process temperature to 230°C also did not cause a decrease in the yield below the specified range. The products of the hydrofinishing process differed little from the raw materials in terms of viscosity at 100°C (4.3-4.4 cSt with a value for raw materials of 4.34 cSt), VI (113-116 with a value for raw materials of 113) and fractional composition.

Данные по основным показателям работы и составу катализаторов гидрофинишинга представлены в таблице 4.Data on the main performance indicators and the composition of hydrofinishing catalysts are presented in Table 4.

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

Представленные данные свидетельствуют о том, что улучшение активности (по ССГ и/или УАК) и/или стабильности работы катализатора достигнуто при:The presented data indicate that the improvement in activity (according to SSG and/or AAA) and/or stability of the catalyst was achieved with:

- введение в состав катализатора алюмосиликата; к примеру - см. результаты для катализаторов 9 и 22;- introduction of aluminosilicate into the composition of the catalyst; for example - see results for catalysts 9 and 22;

- использовании в составе катализатора связующего оксида алюминия с высокой удельной площадью поверхности (не менее 170 м2/г); см. результаты для катализаторов 1, 2, 3 и 7;- use in the composition of the catalyst binder aluminum oxide with a high specific surface area (not less than 170 m 2 /g); see results for catalysts 1, 2, 3 and 7;

- прокаливании носителя при температуре 550°С (±50°С); см. результаты для катализаторов 1, 16 и 17;- calcination of the carrier at a temperature of 550°C (±50°C); see results for catalysts 1, 16 and 17;

- использовании в качестве металлического компонента катализатора платины или смеси платины и палладия: введение палладия ведет к уменьшению УАК, но улучшению стабильности работы катализатора; к примеру - см. результаты для катализаторов 1, 9 и 21;- the use of platinum or a mixture of platinum and palladium as a metal component of the catalyst: the introduction of palladium leads to a decrease in the VAC, but an improvement in the stability of the catalyst; for example - see results for catalysts 1, 9 and 21;

- введении в состав катализатора небольших количеств Ru (до 0,1 мас.%); см. результаты для катализаторов 11 и 12;- introduction of small amounts of Ru into the composition of the catalyst (up to 0.1 wt.%); see results for catalysts 11 and 12;

- нанесение металлов платиновой группы в рамках одной стадии при мольном отношении аммиака и Pt+Pd в пропиточном растворе от 1 до 5; см. результаты для катализаторов 1, 14 и 15;- deposition of platinum group metals within one stage at a molar ratio of ammonia and Pt + Pd in an impregnating solution from 1 to 5; see results for catalysts 1, 14 and 15;

- температуре нанесения Pt или Pt+Pd - 60-95°С;- application temperature of Pt or Pt + Pd - 60-95°C;

- прокаливании катализатора при температуре 400°С (±50°С) со скоростью ее подъема температуры до 40°С/ч; см. результаты для катализатора 1, 18, 19 и 20.- calcining the catalyst at a temperature of 400°C (±50°C) with the rate of its temperature rise to 40°C/h; see results for catalyst 1, 18, 19 and 20.

Для образцов на основе Siral 40 HPV ССГ и стабильность работы катализатора повышаются по мере снижения содержания алюмосиликата с 80 до 10 мас.%. Вместе с тем, данные по УАК свидетельствуют о том, что скорость гидрирования ароматических углеводородов в расчете на количество металлов платиновой группы (МПГ) в составе катализатора увеличивалась по мере роста содержания кислотного компонента. Таким образом, в расчете на моль МПГ более кислые катализаторы работали более активно. Подобное различие между работой слоя катализатора (средняя степень гидрирования) и УАК объясняется тем, что при испытаниях (и при эксплуатации) загрузка катализатора производится фиксировано по объему. Вместе с тем, нанесение драгоценного металла производится в расчете на массу катализатора. В связи с этим, при значительных различиях в насыпной плотности катализаторов, один и тот же слой катализатора содержит различное количество МПГ. Таким образом, эффективность катализатора в расчете на слой катализатора (ССГ) и на единицу МПГ (УАК) могут значительно различаться, что и наблюдалось в исследуемом случае. Причиной этого для катализаторов, различающихся содержанием материала Siral, является тот факт, что образцы, содержащие большее количество алюмосиликата, отличались гораздо меньшей насыпной плотностью, что связано с тем, что они имели большую пористость. Таким образом, более активные катализаторы, содержащие большие количества кислотного компонента, способствующего дисперсности МПГ и снижению его электронной плотности, при загрузке, фиксированной по объему, демонстрировали более низкие значения средней степени гидрирования за счет меньшей насыпной плотности. Для катализаторов гидрофинишинга углеводородного сырья желательно максимизировать как ССГ, так и УАК.For samples based on Siral 40 HPV, the SSG and the stability of the catalyst increase as the content of aluminosilicate decreases from 80 to 10 wt.%. At the same time, the AAC data indicate that the rate of hydrogenation of aromatic hydrocarbons in terms of the amount of platinum group metals (PGM) in the catalyst composition increased as the content of the acid component increased. Thus, per mole of PGM, the more acidic catalysts worked more actively. Such a difference between the work of the catalyst bed (average degree of hydrogenation) and the AAC is explained by the fact that during testing (and during operation) the catalyst is loaded in a fixed volume. At the same time, the application of the precious metal is based on the weight of the catalyst. In this regard, with significant differences in the bulk density of the catalysts, the same catalyst layer contains a different amount of PGM. Thus, the efficiency of the catalyst per catalyst bed (CCB) and per PGM unit (UAC) can differ significantly, which was observed in the case under study. The reason for this for catalysts differing in Siral material content is the fact that the samples containing more aluminosilicate had a much lower bulk density due to the fact that they had a higher porosity. Thus, more active catalysts containing large amounts of an acidic component, which contributes to PGM dispersity and a decrease in its electron density, at a fixed volume load, showed lower values of the average degree of hydrogenation due to a lower bulk density. For catalysts for hydrofinishing of hydrocarbon feedstocks, it is desirable to maximize both SSG and AAA.

Таким образом, заявленное сочетание отличительных признаков изобретения позволяет повысить активность катализатора и существенно улучшить стабильность работы катализатора гидрофинишинга углеводородного сырья.Thus, the claimed combination of distinctive features of the invention makes it possible to increase the activity of the catalyst and significantly improve the stability of the catalyst for the hydrofinishing of hydrocarbon feedstock.

Claims (3)

1. Способ получения катализатора гидрофинишинга углеводородного сырья, характеризующийся тем, что готовят носитель, содержащий алюмосиликат и оксид алюминия, смешением исходных компонентов: алюмосиликата, содержащего от 5 до 70 мас.% оксида кремния, и бемита, пептизацией, формованием, сушкой и прокаливанием с подъемом температуры до 500-600°С, наносят на носитель 0,1-1,0 мас.% платины и палладия или платины из пропиточного раствора, содержащего нитраты тетраамминплатины и тетраамминпалладия или тетрааминплатины и раствор аммиака при мольном отношении аммиак : платина + палладий или платина от 1 до 5, полученную смесь нагревают до температуры 60-95°С, пропитанный катализатор сушат и прокаливают при температуре 350-450°С со скоростью подъема температуры до 40°С/ч.1. A method for producing a hydrofinishing catalyst for hydrocarbon raw materials, characterized in that a carrier containing aluminosilicate and aluminum oxide is prepared by mixing the initial components: aluminosilicate containing from 5 to 70 wt.% silicon oxide, and boehmite, peptization, molding, drying and calcination with by raising the temperature to 500-600 ° C, 0.1-1.0 wt.% of platinum and palladium or platinum is applied to the carrier from an impregnating solution containing tetraammineplatinum and tetraamminepalladium or tetraamineplatinum nitrates and an ammonia solution at a molar ratio of ammonia: platinum + palladium or platinum from 1 to 5, the resulting mixture is heated to a temperature of 60-95°C, the impregnated catalyst is dried and calcined at a temperature of 350-450°C with a temperature rise rate of up to 40°C/h. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что оксид алюминия имеет удельную площадь поверхности 170-450 м2/г.2. The method according to p. 1, characterized in that the aluminum oxide has a specific surface area of 170-450 m 2 /g. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что катализатор дополнительно содержит рутений в количестве до 0,1 мас.%.3. The method according to p. 1, characterized in that the catalyst additionally contains ruthenium in an amount of up to 0.1 wt.%.
RU2021107746A 2021-03-24 2021-03-24 Method for obtaining a catalyst for hydrofinishing of hydrocarbon raw materials RU2767413C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107746A RU2767413C1 (en) 2021-03-24 2021-03-24 Method for obtaining a catalyst for hydrofinishing of hydrocarbon raw materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107746A RU2767413C1 (en) 2021-03-24 2021-03-24 Method for obtaining a catalyst for hydrofinishing of hydrocarbon raw materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2767413C1 true RU2767413C1 (en) 2022-03-17

Family

ID=80737001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021107746A RU2767413C1 (en) 2021-03-24 2021-03-24 Method for obtaining a catalyst for hydrofinishing of hydrocarbon raw materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2767413C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4399058A (en) * 1979-09-04 1983-08-16 Gulf Research & Development Company Impregnating solution for hydrogenation catalyst manufacture and production thereof
EP2455161A1 (en) * 2010-11-18 2012-05-23 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Isomerisation catalyst preparation process
CN106466601A (en) * 2015-08-14 2017-03-01 中国石油化工股份有限公司 A kind of preparation method of hydrocatalyst for saturating arylhydrocarbon and the application of the catalyst prepared by the method and this catalyst
RU2739566C1 (en) * 2020-01-24 2020-12-25 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") Method of producing catalyst for isodeparaffinization of diesel fractions for use in catalyst system consisting of hydrotreating catalysts and iso- isodeparaffinization and catalyst obtained using said method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4399058A (en) * 1979-09-04 1983-08-16 Gulf Research & Development Company Impregnating solution for hydrogenation catalyst manufacture and production thereof
EP2455161A1 (en) * 2010-11-18 2012-05-23 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Isomerisation catalyst preparation process
CN106466601A (en) * 2015-08-14 2017-03-01 中国石油化工股份有限公司 A kind of preparation method of hydrocatalyst for saturating arylhydrocarbon and the application of the catalyst prepared by the method and this catalyst
RU2739566C1 (en) * 2020-01-24 2020-12-25 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") Method of producing catalyst for isodeparaffinization of diesel fractions for use in catalyst system consisting of hydrotreating catalysts and iso- isodeparaffinization and catalyst obtained using said method

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Kishore Kumar S.A., John М., Pai S.M., Niwate Y., Newalkar B.L. Low temperature hydrogenation of aromatics over Pt-Pd/SiO2-Al2O3 catalyst. Fuel Processing Technology. 2014, v. 128, p. 303-309. *
Исмагилов З.Р., Шкрабина Р.А., Корябкина Н.А. Алюмооксидные носители: производство, свойства и применение в каталитических процессах защиты окружающей среды: Аналит. обзор / СО РАН. ГПНТБ; Ин-т катализа им. Г.К. Борескова. - Новосибирск, 1998. - 82 с. - (Сер. Экология. Вып. 50). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2696607C (en) An aromatics hydrogenation catalyst and a method of making and using such catalyst
US20160030934A1 (en) Hydroprocessing catalyst and hydroprocessing catalyst of making the same
US9512372B2 (en) Method for making a hydroprocessing catalyst
EP3342844A1 (en) Method for manufacturing lubricant base oil
JPWO2009099111A1 (en) Hydroisomerization catalyst and method for producing the same, method for dewaxing hydrocarbon oil, and method for producing lubricating base oil
AU2006299398B2 (en) Modified Pt/Ru catalyst for ring opening and process using the catalyst
CN112004600B (en) Process for preparing a bimetallic catalyst based on nickel and copper for the hydrogenation of aromatic compounds
EP2858752A1 (en) A catalyst composition and a process for selective hydrogenation of methyl acetylene and propadiene
CN106552646B (en) Supported catalyst, preparation method and application thereof, and method for catalyzing ring opening of naphthenic hydrocarbon by hydrogenolysis
KR20230128493A (en) Hydroisomerization catalyst with improved thermal stability
TW201219550A (en) Catalyst for selective paraffin isomerization and preparation method and use thereof
RU2767413C1 (en) Method for obtaining a catalyst for hydrofinishing of hydrocarbon raw materials
CN114585439A (en) Catalyst suitable for hydrocarbon conversion reaction, preparation method and application thereof
JP5498720B2 (en) Method for producing monocyclic aromatic hydrocarbons
RU2616003C1 (en) Method for producing low-sulphur, low pour-point diesel fuel
KR101600285B1 (en) Method for producing lubricating-oil base oil
CN108654636B (en) Supported trimetal catalyst, preparation method thereof and method for catalyzing ring opening of naphthenic hydrocarbon by hydrogenolysis
RU2704014C1 (en) Method of producing alumina metal-containing catalyst for processing hydrocarbon material (versions)
CN108654612B (en) Supported bimetallic catalyst, preparation method thereof and naphthenic hydrocarbon hydrogenolysis ring-opening method
JP2002301372A (en) Solid acid catalyst, method for producing the same and method for hydrodesulfurizing and isomerizing light hydrocarbon oil using the same
RU2758847C1 (en) Method for producing winter and arctic diesel fuels from straight-run diesel fractions with a sulfur content of up to 5000 mg/kg and nitrogen up to 200 mg/kg
RU2762251C1 (en) Catalyst for the process of hydroisomerization of benzene-containing gasoline fractions
RU2620813C1 (en) Catalyst for hydroizomerization of diesel fuel
WO2003076071A1 (en) Hydrogenation desulfurization isomerization catalyst, process for producing the same and method of desulfurization isomerization for sulfurous hydrocarbon oil
JP2001205084A (en) Catalyst for hydrogenating aromatic compound in hydrocarbon oil