RU2768115C1 - Catalyst and method for production thereof - Google Patents

Catalyst and method for production thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2768115C1
RU2768115C1 RU2021110271A RU2021110271A RU2768115C1 RU 2768115 C1 RU2768115 C1 RU 2768115C1 RU 2021110271 A RU2021110271 A RU 2021110271A RU 2021110271 A RU2021110271 A RU 2021110271A RU 2768115 C1 RU2768115 C1 RU 2768115C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
amount
zeolite
composition
olefin
Prior art date
Application number
RU2021110271A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Владиславович Имшенецкий
Иосиф Израилевич Лищинер
Ольга Васильевна Малова
Денис Васильевич Пчелинцев
Дмитрий Валерьевич Иванов
Марина Владимировна Белова
Надежда Юрьевна Уварова
Елена Николаевна Лобиченко
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Газовые Технологии-Синтез" (Ооо "Нгт-Синтез")
Акционерное общество "Газпромнефть-Омский НПЗ" (АО "Газромнефть-ОНПЗ")
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 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Газовые Технологии-Синтез" (Ооо "Нгт-Синтез"), Акционерное общество "Газпромнефть-Омский НПЗ" (АО "Газромнефть-ОНПЗ") filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Газовые Технологии-Синтез" (Ооо "Нгт-Синтез")
Priority to RU2021110271A priority Critical patent/RU2768115C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2768115C1 publication Critical patent/RU2768115C1/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
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/02Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • 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
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/83Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with rare earths or actinides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/40Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/04Mixing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08Heat treatment

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a catalyst and a method of producing a catalyst for producing gasolines during combined processing of hydrocarbon fractions, oxygenates and olefin-containing fractions. Catalyst contains zeolite ZSM-5 in amount of 50.0 to 85.0 wt.%, where: a. pore volume of the catalyst ranges from 0.15 to 0.26 cm3/g, b. average pore diameter of the catalyst ranges from 38 to 53 Å, c. ratio of weak and strong acid sites of the catalyst ranges from 2.2 to 3.5, wherein the catalyst contains, in terms of chemical composition, in terms of oxides: d. silicon dioxide in amount of 53.0 to 85.0 wt.%, e. aluminum oxide in amount of 10.9 to 43.0 wt.%, f. boron oxide in amount of 0.5 to 2.5 wt.%, g. zinc oxide in amount of 1.4 to 2.9 wt.%, h. oxides of rare-earth elements in amount of 0.9 to 2.0 wt.%. Method of producing catalyst includes: mixing HZSM-5 and peptized pseudoboehmite, adding boric acid, adding silica sol with pH 8–10 to obtain molding compound, molding, drying and calcination of the molding compound to obtain a catalyst composition, alkaline treatment, washing from sodium, drying and calcining the catalyst composition, impregnating the catalyst composition with solutions of zinc salts and rare-earth elements, drying and calcining.
EFFECT: interregeneration period of catalyst operation is not less than 480 hours, simultaneous increase in output of C5+ hydrocarbons and product RON.
10 cl, 5 tbl, 18 ex

Description

Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Более конкретно, изобретение относится к катализатору для производства бензинов и способу получения катализатора. Предлагаемый катализатор особенно эффективен для процессов совместной переработки углеводородных фракций, оксигенатов и олефин-содержащих фракций.The invention relates to the field of oil refining and petrochemical industry. More specifically, the invention relates to a catalyst for the production of gasolines and a method for producing the catalyst. The proposed catalyst is particularly effective for the processes of joint processing of hydrocarbon fractions, oxygenates and olefin-containing fractions.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Совместная переработка углеводородных фракций, оксигенатов и олефин-содержащих фракций позволяет производить высокооктановую основу автомобильных бензинов из сырья низкой стоимости. Известен ряд цеолитных катализаторов для переработки оксигенатов, углеводородных фракций или их смесей в компоненты бензинов. Однако подобные катализаторы быстро дезактивируются при добавлении в сырье маловостребованных олефин-содержащих фракций, таких как газы каталитического крекинга. Это приводит к уменьшению межрегенерационного периода работы катализатора, и снижает экономическую привлекательность совместной переработки. Такая проблема создает необходимость в разработке цеолитного катализатора, адаптированного к работе в условиях совместной переработки (переработка смесей углеводородных фракций, оксигенатов и олефин-содержащих фракций), и способа приготовления подобного катализатора.Joint processing of hydrocarbon fractions, oxygenates and olefin-containing fractions makes it possible to produce a high-octane base of motor gasolines from low-cost raw materials. A number of zeolite catalysts are known for processing oxygenates, hydrocarbon fractions or mixtures thereof into gasoline components. However, such catalysts are quickly deactivated when little-demanded olefin-containing fractions, such as catalytic cracking gases, are added to the feedstock. This leads to a decrease in the inter-regeneration period of the catalyst, and reduces the economic attractiveness of joint processing. This problem necessitates the development of a zeolite catalyst adapted to work under conditions of co-processing (processing of mixtures of hydrocarbon fractions, oxygenates and olefin-containing fractions), and a method for preparing such a catalyst.

WO 2017155431 описывает процесс производства бензина из смесей углеводородных фракций, фракций газообразных олефинов и оксигенатов. Описан вариант изобретения, в котором используют цеолитсодержащий катализатор, где синтетический аморфный алюмосиликат или неорганический оксид использован в качестве связующего, которое представляет собой смесь 30-70 мас. % оксида алюминия и 70-30 мас. % оксида кремния. Описан катализатор для получения жидких углеводородов из диметилового эфира, включающий кристаллический алюмосиликат типа пентасила: 63-69.8 мас. %, оксид цинка: 0.5-3.0 мас. %; оксиды редкоземельных элементов: 0.1-5.0 мас. %, оксид кобальта: 0.05-2.5 мас. %, связующее: остальное. Документ не рассматривает влияние исходных компонентов связующего на каталитические свойства катализатора. Не описана проблема замены щелочной обработки цеолита на щелочную обработку гранул катализатора, и возможные последствия такой замены. Не рассматривается влияние кислотных и текстурных свойств катализатора на межрегенерационный период работы катализатора. Не рассматриваются проблемы, возникающие при введении борной кислоты в комбинированное связующее цеолитного катализатора, и способы их решения.WO 2017155431 describes a process for the production of gasoline from mixtures of hydrocarbon fractions, gaseous olefin fractions and oxygenates. A variant of the invention is described in which a zeolite-containing catalyst is used, where a synthetic amorphous aluminosilicate or an inorganic oxide is used as a binder, which is a mixture of 30-70 wt. % aluminum oxide and 70-30 wt. % silicon oxide. Described is a catalyst for producing liquid hydrocarbons from dimethyl ether, including a crystalline aluminosilicate of the pentasil type: 63-69.8 wt. %, zinc oxide: 0.5-3.0 wt. %; oxides of rare earth elements: 0.1-5.0 wt. %, cobalt oxide: 0.05-2.5 wt. %, binder: the rest. The document does not consider the influence of the original components of the binder on the catalytic properties of the catalyst. The problem of replacing the alkaline treatment of the zeolite with the alkaline treatment of catalyst pellets, and the possible consequences of such a replacement, are not described. The effect of the acidic and textural properties of the catalyst on the inter-regeneration period of the catalyst operation is not considered. The problems arising from the introduction of boric acid into the combined binder of the zeolite catalyst, and ways to solve them, are not considered.

RU 2658832 описывает катализатор превращения углеводородов, спиртов, эфиров или смесей спиртов и эфиров. Катализатор содержит цеолит ZSM-5 или ZSM-11 с мольным отношением SiO2/Al2O3=20-150 моль/моль и остаточным содержанием оксида натрия не более 0.4 мас. %, оксид цинка и/или оксид галлия, оксид лантана, связующий компонент (гамма - Al2O3, и/или двуокись кремния, и/или синтетический алюмосиликат, и/или глина, и/или двуокись циркония и другие) и оксид стронция, причем содержание оксида стронция в составе катализатора составляет от 0.01 до 3.0 мас. %, содержание цеолита составляет от 20.0 до 90.0 мас. %, содержание оксида цинка составляет от 0.1 до 6.0 мас. %, содержание оксида галлия составляет от 0.1 до 3.0 мас. %, содержание оксида лантана (La2O3) составляет от 0.1 до 5.0 мас. %, содержание связующего компонента - остальное до 100 мас. %. Также приводится множество опциональных компонентов катализатора. Документ предполагает использование соединений стронция для приготовления катализатора, что усложняет промышленное производство (учитывая острую токсичность, взрывоопасность, пожароопасность подобного сырья). Не упоминаются последствия применения катализатора для процессов совместной переработки углеводородных фракций, оксигенатов и олефин-содержащих фракций. Исходя из описания документа, состав связующего не влияет на достигаемый результат: применение любого из десятков вариантов связующего (гамма - Al2O3, и/или двуокись кремния, и/или синтетический алюмосиликат, и/или глина, и/или двуокись циркония и другие) приводило к равнозначным результатам. Не рассматривается щелочная обработка. Не рассматривается влияние кислотных и текстурных свойств катализатора на межрегенерационный период работы катализатора. Не рассматриваются проблемы, возникающие при введении борной кислоты в комбинированное связующее цеолитного катализатора, и способы их решения.RU 2658832 describes a catalyst for the conversion of hydrocarbons, alcohols, ethers or mixtures of alcohols and ethers. The catalyst contains zeolite ZSM-5 or ZSM-11 with a molar ratio of SiO 2 /Al 2 O 3 =20-150 mol/mol and a residual sodium oxide content of not more than 0.4 wt. %, zinc oxide and/or gallium oxide, lanthanum oxide, binder (gamma - Al 2 O 3 , and/or silicon dioxide, and/or synthetic aluminosilicate, and/or clay, and/or zirconium dioxide and others) and oxide strontium, and the content of strontium oxide in the composition of the catalyst is from 0.01 to 3.0 wt. %, the zeolite content is from 20.0 to 90.0 wt. %, the content of zinc oxide is from 0.1 to 6.0 wt. %, the content of gallium oxide is from 0.1 to 3.0 wt. %, the content of lanthanum oxide (La 2 O 3 ) is from 0.1 to 5.0 wt. %, the content of the binder component - the rest up to 100 wt. %. A variety of optional catalyst components are also provided. The document assumes the use of strontium compounds for the preparation of a catalyst, which complicates industrial production (taking into account acute toxicity, explosiveness, and fire hazard of such raw materials). No mention is made of the consequences of the use of a catalyst for the processes of co-processing of hydrocarbon fractions, oxygenates and olefin-containing fractions. Based on the description of the document, the composition of the binder does not affect the achieved result: the use of any of dozens of binder options (gamma - Al 2 O 3 and / or silicon dioxide, and / or synthetic aluminosilicate, and / or clay, and / or zirconium dioxide and others) lead to similar results. Alkaline processing is not considered. The effect of the acidic and textural properties of the catalyst on the inter-regeneration period of the catalyst operation is not considered. The problems arising from the introduction of boric acid into the combined binder of the zeolite catalyst, and ways to solve them, are not considered.

ЕА 201891760 описывает катализатор совместного превращения углеводородных фракций и оксигенатов в высокооктановые компоненты топлив или ароматические углеводороды. Данный катализатор рассматривается как наиболее близкий к настоящему изобретению и взят за прототип. Описан катализатор, содержащий цеолит HZSM-5 с силикатным модулем SiO2/Al2O3=50-81.9, с остаточным количеством оксида натрия 0.04-0.15 мас. %, подвергнутого термопаровой обработке до стадии приготовления катализатора, в количестве 65-69.8 мас. %, оксид цинка в количестве 1.5-2 мас. %, оксиды редкоземельных элементов в количестве 1-2 мас. %, оксиды и/или сульфидов металлов VIII группы в количестве 0.5-1 мас. %, связующего - остальное до 100%, при этом в качестве связующего используют смесь оксида алюминия - 30.1-69.9 мас. %, и оксида кремния - 69.9-30.1 мас. %. Документ предлагает проведение термопаровой обработки цеолита, что усложняет промышленное производство катализатора (необходимость применения специализированного оборудования). Не упоминаются последствия применения катализатора для процессов совместной переработки углеводородных фракций, оксигенатов и олефин-содержащих фракций. Не описана проблема замены щелочной обработки цеолита на щелочную обработку гранул катализатора, и последствия такой замены. Не рассматривается влияние кислотных и текстурных свойств катализатора на межрегенерационный период работы катализатора. Не рассматриваются проблемы, возникающие при введении борной кислоты в комбинированное связующее цеолитного катализатора, и способы их решения.EA 201891760 describes a catalyst for the co-conversion of hydrocarbon fractions and oxygenates into high-octane fuel components or aromatic hydrocarbons. This catalyst is considered as the closest to the present invention and is taken as a prototype. Described is a catalyst containing zeolite HZSM-5 with a silicate module SiO 2 /Al 2 O 3 =50-81.9, with a residual amount of sodium oxide of 0.04-0.15 wt. %, subjected to thermocouple treatment to the stage of preparation of the catalyst, in the amount of 65-69.8 wt. %, zinc oxide in the amount of 1.5-2 wt. %, oxides of rare earth elements in the amount of 1-2 wt. %, oxides and/or sulfides of Group VIII metals in the amount of 0.5-1 wt. %, binder - the rest up to 100%, while a mixture of aluminum oxide is used as a binder - 30.1-69.9 wt. %, and silicon oxide - 69.9-30.1 wt. %. The document proposes to carry out the thermosteam treatment of the zeolite, which complicates the industrial production of the catalyst (the need to use specialized equipment). No mention is made of the consequences of the use of a catalyst for the processes of co-processing of hydrocarbon fractions, oxygenates and olefin-containing fractions. The problem of replacing the alkaline treatment of the zeolite with the alkaline treatment of the catalyst pellets and the consequences of such a change have not been described. The effect of the acidic and textural properties of the catalyst on the inter-regeneration period of the catalyst operation is not considered. The problems arising from the introduction of boric acid into the combined binder of the zeolite catalyst, and ways to solve them, are not considered.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

Обнаружено, что катализатор для производства бензинов, включающий цеолит ZSM-5, особенно эффективен для совместной переработки углеводородных фракций, оксигенатов и олефин-содержащих фракций при следующем сочетании кислотных и текстурных свойств катализатора:It was found that a catalyst for the production of gasoline, including zeolite ZSM-5, is especially effective for the co-processing of hydrocarbon fractions, oxygenates and olefin-containing fractions with the following combination of acidic and textural properties of the catalyst:

• объем пор катализатора составляет от 0.15 до 0.26 см3/г,• the pore volume of the catalyst is from 0.15 to 0.26 cm 3 /g,

• средний диаметр пор катализатора составляет от 38 до 53 Å,• the average pore diameter of the catalyst is from 38 to 53 Å,

• соотношение слабых и сильных кислотных центров катализатора составляет от 2.2 до 3.5.• the ratio of weak and strong acid sites of the catalyst is from 2.2 to 3.5.

Настоящее изобретение также предлагает способ получения катализатора, позволяющий достичь указанного сочетания кислотных и текстурных характеристик катализатора.The present invention also provides a method for preparing a catalyst that achieves the specified combination of acidic and textural characteristics of the catalyst.

Основным техническим результатом является достижение межрегенерационного периода работы катализатора не менее 480 часов в условиях совместной переработки. Также достигается одновременное увеличение выхода углеводородов C5+ и ОЧИ фракции С5+ углеводородного продукта.The main technical result is the achievement of an inter-regeneration period of catalyst operation of at least 480 hours under conditions of joint processing. Also achieved is a simultaneous increase in the yield of C 5+ hydrocarbons and the ROI of the C 5+ fraction of the hydrocarbon product.

Обозначенные выше технические результаты достигаются за счет предлагаемого катализатора для производства бензинов, включающего цеолит ZSM-5 в количестве от 50.0 до 85.0 мас. %, где:The above technical results are achieved by the proposed catalyst for the production of gasoline, including zeolite ZSM-5 in an amount of from 50.0 to 85.0 wt. %, where:

a. объем пор катализатора составляет от 0.15 до 0.26 см3/г,a. the pore volume of the catalyst is from 0.15 to 0.26 cm 3 /g,

b. средний диаметр пор катализатора составляет от 38 до 53 Å.b. the average pore diameter of the catalyst is from 38 to 53 Å.

c. соотношение слабых и сильных кислотных центров катализатора составляет от 2.2 до 3.5,c. the ratio of weak and strong acid sites of the catalyst is from 2.2 to 3.5,

причем катализатор включает, по химическому составу, в пересчете на оксиды:moreover, the catalyst includes, by chemical composition, in terms of oxides:

d. диоксид кремния в количестве от 53.0 до 85.0 мас. %,d. silicon dioxide in an amount from 53.0 to 85.0 wt. %,

e. оксид алюминия в количестве от 10.9 до 43.0 мас. %,e. aluminum oxide in an amount from 10.9 to 43.0 wt. %,

f. оксид бора в количестве от 0.5 до 2.5 мас. %,f. boron oxide in an amount of 0.5 to 2.5 wt. %,

g. оксид цинка в количестве от 1.4 до 2.9 мас. %,g. zinc oxide in an amount of 1.4 to 2.9 wt. %,

h. оксиды редкоземельных элементов в количестве от 0.9 до 2.0 мас. %.h. oxides of rare earth elements in an amount of 0.9 to 2.0 wt. %.

Возможно исполнение изобретения, в котором катализатор применяется для совместной переработки углеводородных фракций, оксигенатов и олефин-содержащих фракций в бензины, предпочтительно катализатор применяется для способа получения бензинов, в котором в качестве сырья используют три потока, один из которых включает углеводородную фракцию, второй поток включает оксигенат, третий поток включает олефин-содержащую фракцию, где олефин-содержащая фракция включает один или более олефинов, выбранных из группы, включающей: этилен, пропилен, нормальные бутилены, изобутилен, в общем количестве от 10.0 до 50.0 мас. %.It is possible to carry out the invention in which the catalyst is used for the co-processing of hydrocarbon fractions, oxygenates and olefin-containing fractions into gasolines, preferably the catalyst is used for a method for producing gasolines, in which three streams are used as feedstock, one of which includes a hydrocarbon fraction, the second stream includes oxygenate, the third stream includes an olefin-containing fraction, where the olefin-containing fraction includes one or more olefins selected from the group including: ethylene, propylene, normal butylenes, isobutylene, in a total amount of from 10.0 to 50.0 wt. %.

Возможно исполнение изобретения, в котором редкоземельные элементы включают один или более элементов, выбранных из группы, включающей: лантан, празеодим, неодим, церий.It is possible to carry out the invention, in which the rare earth elements include one or more elements selected from the group including: lanthanum, praseodymium, neodymium, cerium.

Возможно исполнение изобретения, в котором катализатор не содержит одного или более элементов, выбранных из группы, включающей: платиновые металлы, железо, кобальт, никель.It is possible to execute the invention, in which the catalyst does not contain one or more elements selected from the group including: platinum metals, iron, cobalt, nickel.

Возможно исполнение изобретения, в котором цеолит имеет кремнеземный модуль SiO2/Al2O3 в диапазоне от 50 до 90, предпочтительно от 60 до 80.It is possible to carry out the invention, in which the zeolite has a silica module SiO 2 /Al 2 O 3 in the range from 50 to 90, preferably from 60 to 80.

Обозначенные выше технические результаты также достигаются за счет предлагаемого способа получения катализатора, включающего следующие стадии:The above technical results are also achieved through the proposed method for producing a catalyst, which includes the following stages:

a. добавление HZSM-5 к пептизированному псевдобемиту для получения смеси цеолита и псевдобемита,a. adding HZSM-5 to peptized pseudoboehmite to obtain a mixture of zeolite and pseudoboehmite,

b. добавление борной кислоты к смеси цеолита и псевдобемита,b. adding boric acid to a mixture of zeolite and pseudoboehmite,

c. добавление кремнезоля с рН 8-10 к смеси, полученной на стадии (b), для получения формовочной массы,c. adding silica sol with a pH of 8-10 to the mixture obtained in step (b) to obtain a molding composition,

d. формование, сушка и прокаливание формовочной массы с получением катализаторной композиции,d. molding, drying and calcining the molding mass to obtain a catalyst composition,

e. щелочная обработка катализаторной композиции, полученной на стадии (d),e. alkaline treatment of the catalyst composition obtained in step (d),

f. отмывка от натрия катализаторной композиции, полученной на стадии (е), сушка и прокалка,f. washing the catalyst composition obtained in step (e) from sodium, drying and calcining,

g. пропитка катализаторной композиции, полученной на стадии (f), растворами солей цинка и редкоземельных элементов, сушка и прокалка.g. impregnation of the catalyst composition obtained in step (f) with solutions of zinc and rare earth salts, drying and calcination.

Возможно исполнение изобретения, в котором для щелочной обработки используют водный раствор щелочи с рН от 10 до 14, предпочтительно рН от 12 до 14.It is possible to carry out the invention, in which an aqueous solution of alkali with a pH of 10 to 14, preferably a pH of 12 to 14, is used for alkaline treatment.

Возможно исполнение изобретения, в котором для щелочной обработки используют водный раствор гидроксида натрия с концентрацией 0.01-0.5 М.It is possible to execute the invention, in which an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 0.01-0.5 M is used for alkaline treatment.

Возможно исполнение изобретения, в котором щелочную обработку проводят при нагревании до 30-80°С.It is possible to execute the invention, in which the alkali treatment is carried out by heating up to 30-80°C.

Возможно исполнение изобретения, в котором для пропитки катализаторной композиции используется пропитка по влагоемкости или пропитка в избытке раствора.It is possible to carry out the invention in which the impregnation of the catalyst composition is carried out using moisture capacity impregnation or impregnation in excess solution.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION

КАТАЛИЗАТОРCATALYST

Текстурные свойства образцов катализатора (в т.ч. объем пор и распределение пор по размерам) определялись методом низкотемпературной адсорбции азота. Объем пор определялся по кривой десорбции. Кривые распределения пор по размерам рассчитывались методом BJH.The textural properties of the catalyst samples (including the pore volume and pore size distribution) were determined by the low-temperature nitrogen adsorption method. The pore volume was determined from the desorption curve. Pore size distribution curves were calculated using the BJH method.

Кислотные свойства образцов катализатора (в т.ч. соотношение слабых и сильных кислотных центров) определялись методом термопрограммируемой десорбции аммиака (ТПД NH3). При этом профили ТПД NH3 для катализаторов по изобретению включают два ярко выраженных пика:The acid properties of the catalyst samples (including the ratio of weak and strong acid sites) were determined by the method of thermally programmed ammonia desorption (TPD NH 3 ). At the same time, the TPD profiles of NH 3 for the catalysts according to the invention include two pronounced peaks:

• низкотемпературный пик десорбции аммиака со слабых кислотных центров и кислотных центров средней силы, Tmax(I)=170-190°С,• low-temperature peak of desorption of ammonia from weak acid centers and acid centers of medium strength, T max(I) =170-190°C,

• высокотемпературный пик десорбции аммиака с сильных кислотных центров,• high-temperature peak of desorption of ammonia from strong acid sites,

Tmax(II)=365-390°С. Tmax(II) =365-390°C.

Соотношение между слабыми и сильными кислотными центрами (мкмоль/г: мкмоль/г) определяется как отношение Низкотемпературный пик, мкмоль/г к Высокотемпературный пик, мкмоль/г.The ratio between weak and strong acid sites (µmol/g: µmol/g) is defined as the ratio of Low temperature peak, µmol/g to High temperature peak, µmol/g.

Объем пор катализатораCatalyst pore volume

Разработанный катализатор отличается относительно низким объемом пор (0.15 до 0.26 см3/г). Известные источники обычно рекомендуют использование катализаторов с повышенным объемом пор, в частности катализаторы с объемом пор более 0.3 см3/г, в т.ч. более 0.6 см3/г. Однако обнаружено, что при попытках создания катализатора с соотношением слабых и сильных кислотных центров от 2.2 до 3.5, увеличение объема пор выше 0.26 см3/г заметно ускоряет накопление кокса в процессах совместной переработки, в особенности в первые 100 часов работы катализатора. Как следствие, снижается межрегенерационный период работы катализатора. Это неожиданно, так как увеличение объема пор катализатора как правило рекомендуется для увеличения межрегенерационного периода. При этом замечено, что и увеличение объема пор катализатора выше 0.26 см3/г, и уменьшение объема пор катализатора ниже 0.15 см3/г приводят к снижению межрегенерационного периода работы катализатора с более 450 часов до 200-350 часов.The developed catalyst has a relatively low pore volume (0.15 to 0.26 cm3 /g). Known sources usually recommend the use of catalysts with increased pore volume, in particular catalysts with a pore volume of more than 0.3 cm 3 /g, incl. more than 0.6 cm 3 /g. However, it was found that when trying to create a catalyst with a ratio of weak and strong acid sites from 2.2 to 3.5, an increase in the pore volume above 0.26 cm As a result, the interregeneration period of the catalyst operation is reduced. This is unexpected, since increasing the pore volume of the catalyst is generally recommended to increase the regeneration period. It was noted that both an increase in the pore volume of the catalyst above 0.26 cm 3 /g and a decrease in the pore volume of the catalyst below 0.15 cm 3 /g lead to a decrease in the interregeneration period of the catalyst from more than 450 hours to 200-350 hours.

Средний диаметр пор катализатораCatalyst average pore diameter

Обнаружено что при попытках создания катализатора с объемом пор от 0.15 см3/г до 0.26 см3/г, увеличение среднего размера пор выше 53 Å приводит к нежелательному увеличению производства ароматики С11+ в процессах совместной переработки. В то же время снижение среднего диаметра пор менее 38 Å приводит к нежелательному увеличению селективности образования метана и олефинов С24.It was found that when trying to create a catalyst with a pore volume from 0.15 cm 3 /g to 0.26 cm 3 /g, an increase in the average pore size above 53 Å leads to an undesirable increase in the production of C 11+ aromatics in coprocessing processes. At the same time, a decrease in the average pore diameter below 38 Å leads to an undesirable increase in the selectivity for the formation of methane and C 2 -C 4 olefins.

Влияние сочетания объема пор катализатора от 0.15 до 0.26 см3/г, среднего размера пор от 38 до 53 Å, и соотношения слабых и сильных кислотных центров катализатора составляет от 2.2 до 3.5 на межрегенерационный период работы катализатора вероятно связано с введением маловостребованных олефин-содержащих фракций в процесс совместной переработки.The influence of the combination of the catalyst pore volume from 0.15 to 0.26 cm3/g, the average pore size from 38 to 53 Å, and the ratio of weak and strong acid sites of the catalyst is from 2.2 to 3.5 on the regeneration period of the catalyst operation is probably associated with the introduction of low-demand olefin-containing fractions in the process of joint processing.

Подобные олефин-содержащие фракции включают олефины С24 в количестве от 10 до 50 мас. %. Такое содержание олефинов не позволяет использовать эти фракции в классических процессах нефтехимии без дополнительной подготовки и концентрирования. Обнаружено, что добавление олефинов С24 в процесс совместной переработки может ускорять коксование по сравнению с олефинами, выделяющимся из оксигенатов в процессе конверсии. Известные ранее катализаторы на основе цеолитов решали проблему присутствия в сырье оксигенатов (в т.ч. устойчивость катализатора к среде водяного пара). Однако добавление в сырье разбавленных олефинов С24 создает новые проблемы, связанные с коксованием, и приводит к снижению межрегенерационного периода для известных катализаторов.Such olefin-containing fractions include C 2 -C 4 olefins in an amount of from 10 to 50 wt. %. This content of olefins does not allow the use of these fractions in classical petrochemical processes without additional preparation and concentration. It has been found that the addition of C 2 -C 4 olefins to the coprocessing process can accelerate coking compared to olefins released from oxygenates during the conversion process. Previously known catalysts based on zeolites solved the problem of the presence of oxygenates in the feedstock (including the resistance of the catalyst to water vapor). However, the addition of dilute C 2 -C 4 olefins to the feed creates new coking problems and reduces the regeneration time for known catalysts.

К примеру, использование катализатора сравнения (состав: цеолит HZSM-5 с силикатным модулем SiO2/Al2O3=81.9:69.8 мас. %, оксид цинка 2 мас. %, оксиды РЗЭ 1.5 мас. %, оксид никеля 0.5 мас. %, связующее (смесь оксида алюминия 50 мас. % и оксида кремния 50 мас. %), остальное до 100%), в условиях примера 10 приводит к снижению межрегенерационного периода катализатора до 340 часов (по сравнению с 480 часов для катализатора изобретению по примеру 10, см. Таблицу 5). При замене никеля на кобальт в составе катализатора сравнения получаются аналогично низкие значения межрегенерационного периода (311 часов).For example, the use of a reference catalyst (composition: HZSM-5 zeolite with a silicate module SiO 2 /Al 2 O 3 = 81.9:69.8 wt.%, zinc oxide 2 wt.%, REE oxides 1.5 wt.%, nickel oxide 0.5 wt. %, binder (a mixture of alumina 50 wt. % and silicon oxide 50 wt. %), the rest up to 100%), under the conditions of example 10, leads to a decrease in the regeneration period of the catalyst to 340 hours (compared to 480 hours for the catalyst of the invention according to example 10, see Table 5). When nickel is replaced by cobalt in the composition of the reference catalyst, similarly low values of the interregeneration period (311 hours) are obtained.

Соотношение слабых и сильных кислотных центровThe ratio of weak and strong acid sites

Обнаружено что соотношение слабых и сильных кислотных центров позволяет контролировать селективность катализатора к образованию углеводородов С5+. При этом максимальный выход углеводородов С5+ в процессах совместной переработки наблюдается при соотношении между слабыми и сильными кислотными центрами (мкмоль/г : мкмоль/г) катализатора в диапазоне 2.2-3.5.It was found that the ratio of weak and strong acid sites makes it possible to control the selectivity of the catalyst to the formation of C 5+ hydrocarbons. At the same time, the maximum yield of C 5+ hydrocarbons in the processes of joint processing is observed at a ratio between weak and strong acid sites (µmol/g : µmol/g) of the catalyst in the range of 2.2–3.5.

Использование катализаторов с соотношением между слабыми и сильными кислотными центрами менее 2.2 снижает выход углеводородов С5+ до менее 65 мас. % на поданное углеводородное сырье. В то же время использование катализаторов с соотношением между слабыми и сильными кислотными центрами в диапазоне 3.6-6.5 не позволяет достичь ОЧИ продукта выше 90 ед. при сохранении выхода продукта более 65 мас. %.The use of catalysts with a ratio between weak and strong acid sites of less than 2.2 reduces the yield of C 5+ hydrocarbons to less than 65 wt. % for supplied hydrocarbon feedstock. At the same time, the use of catalysts with a ratio between weak and strong acid sites in the range of 3.6–6.5 does not allow the RON of the product to exceed 90 units. while maintaining the product yield of more than 65 wt. %.

Увеличение селективности образования углеводородов С5+ при рекомендуемом сочетании объема пор и кислотность может быть связано со снижением селективности образования метана и олефинов С24. В частности, при использовании предлагаемого катализатора, количество метана в газообразных продуктах реакции снижается до менее 1.0 мас. %, количество олефинов С24 в газообразных продуктах реакции снижается до следовых количеств (менее 0.5 мас. %).An increase in the selectivity of formation of hydrocarbons С 5+ with the recommended combination of pore volume and acidity may be associated with a decrease in the selectivity of formation of methane and olefins С 24 . In particular, when using the proposed catalyst, the amount of methane in the gaseous reaction products is reduced to less than 1.0 wt. %, the amount of olefins C 2 -C 4 in the gaseous reaction products is reduced to trace amounts (less than 0.5 wt. %).

Состав катализатораCatalyst Composition

Предлагаемый катализатор включает, по химическому составу, в пересчете на оксиды:The proposed catalyst includes, by chemical composition, in terms of oxides:

• диоксид кремния в количестве от 53.0 до 85.0 мас. %,• silicon dioxide in an amount of 53.0 to 85.0 wt. %,

• оксид алюминия в количестве от 10.9 до 43.0 мас. %,• aluminum oxide in the amount of 10.9 to 43.0 wt. %,

• оксид бора в количестве от 0.5 до 2.5 мас. %,• boron oxide in an amount of 0.5 to 2.5 wt. %,

• оксид цинка в количестве от 1.4 до 2.9 мас. %,• zinc oxide in an amount of 1.4 to 2.9 wt. %,

• оксиды редкоземельных элементов в количестве от 0.9 до 2.0 мас. %.• oxides of rare earth elements in an amount of 0.9 to 2.0 wt. %.

При этом катализатор включает, по фазовому составу, цеолит ZSM-5 в количестве от 50.0 до 85.0 мас. %, а также связующее и промоторы. Химический состав катализатора, мас. % и доля цеолита в катализаторе, мас. %, неаддитивны (не складываются до 100 мас. %), так как доля цеолита относится к фазовому составу катализатора.In this case, the catalyst includes, in terms of phase composition, ZSM-5 zeolite in an amount of from 50.0 to 85.0 wt. %, as well as a binder and promoters. The chemical composition of the catalyst, wt. % and the proportion of zeolite in the catalyst, wt. %, non-additive (do not add up to 100 wt. %), since the proportion of zeolite refers to the phase composition of the catalyst.

- Связующее. Предлагаемый катализатор включает связующее, включающее по химическому составу, в пересчете на оксиды, смесь SiO2 и Al2O3 (комбинированное связующее). Однако доля и в особенности химический состав такого связующего как правило не могут быть однозначно определены в образце цеолитного катализатора экспериментальными методами. В связи с этим настоящее изобретение ограничивает долю и химический состав связующего через предлагаемое сочетание химического состава катализатора и доли цеолита в катализаторе, которые могут быть определены в готовом образце катализатора экспериментальными методами.- Binder. The proposed catalyst includes a binder, including the chemical composition, in terms of oxides, a mixture of SiO 2 and Al 2 O 3 (combined binder). However, the proportion and, in particular, the chemical composition of such a binder cannot, as a rule, be unambiguously determined in a zeolite catalyst sample by experimental methods. In this regard, the present invention limits the proportion and chemical composition of the binder through the proposed combination of the chemical composition of the catalyst and the proportion of zeolite in the catalyst, which can be determined in the finished sample of the catalyst by experimental methods.

В частности, в приведенных ниже примерах 1-7 по изобретению, катализатор включает от 50.0 до 85.0 мас. % цеолита ZSM-5, где остальное до 100 мас. % приходится на связующее и промоторы. Доля и химический состав связующего в готовых образцах катализатора не определяется экспериментально. Расчетное содержание связующего в катализаторах по примерам 1-7 составляет 10.9-46.0 мас. % от массы катализатора. Расчетный химический состав связующего, в катализаторах по примерам 1-7, в пересчете на оксиды SiO2 и Al2O3, составляет 7.9-51.8 мас. % оксида кремния и 48.2-92.1 мас. % оксида алюминия от массы связующего.In particular, in the following examples 1-7 according to the invention, the catalyst comprises from 50.0 to 85.0 wt. % zeolite ZSM-5, where the rest is up to 100 wt. % falls on the binder and promoters. The share and chemical composition of the binder in the finished samples of the catalyst is not determined experimentally. The estimated content of the binder in the catalysts for examples 1-7 is 10.9-46.0 wt. % by weight of the catalyst. The calculated chemical composition of the binder, in the catalysts according to examples 1-7, in terms of oxides of SiO 2 and Al 2 O 3 is 7.9-51.8 wt. % silicon oxide and 48.2-92.1 wt. % aluminum oxide by weight of the binder.

- Промоторы - соединения редкоземельных элементов, щелочных металлов, щелочноземельных металлов, металлов групп III - VIII А/В), предпочтительно оксид бора, оксид цинка, оксид лантана, оксид церия, оксид празеодима, оксид неодима.- Promoters - compounds of rare earth elements, alkali metals, alkaline earth metals, metals of groups III - VIII A/B), preferably boron oxide, zinc oxide, lanthanum oxide, cerium oxide, praseodymium oxide, neodymium oxide.

Возможно исполнение изобретения, в котором катализатор не содержит одного или более элементов, выбранных из группы, включающей: платиновые металлы, железо, кобальт, никель. Учитывая различную чувствительность методов аналитической химии к определению содержания металлов, под термином «не содержит» понимается что общее содержание железа, кобальта, никеля в катализаторе не превышает 0.10 мас. %, предпочтительно не превышает 0.05 мас. %, наиболее предпочтительно не превышает 0.01 мас. %.It is possible to execute the invention, in which the catalyst does not contain one or more elements selected from the group including: platinum metals, iron, cobalt, nickel. Given the different sensitivity of analytical chemistry methods to the determination of metal content, the term "does not contain" means that the total content of iron, cobalt, nickel in the catalyst does not exceed 0.10 wt. %, preferably does not exceed 0.05 wt. %, most preferably does not exceed 0.01 wt. %.

Катализатор может включать примесные количества оксида натрия, к примеру, от 0.01 до 0.15 мас. % оксида натрия.The catalyst may include impurity amounts of sodium oxide, for example, from 0.01 to 0.15 wt. % sodium oxide.

Цеолиты ZSM-5 как правило характеризуются модулем (мольное соотношение SiO2/Al2O3). Предлагаемый способ приготовления катализатора позволяет использовать цеолиты с широким диапазоном модулей, в частности, возможно использование цеолита с модулем SiO2/Al2O3 в диапазоне 30-120, предпочтительно 50-90, наиболее предпочтительно 70-80.ZSM-5 zeolites are generally characterized by modulus (molar ratio of SiO 2 /Al 2 O 3 ). The proposed method of catalyst preparation allows the use of zeolites with a wide range of modules, in particular, it is possible to use a zeolite with a SiO 2 /Al 2 O 3 module in the range of 30-120, preferably 50-90, most preferably 70-80.

Химический состав цеолитных катализаторов как правило приводится в расчете на катализатор, прокаленный при определенной температуре. В частности, для катализаторов по примерам 1-9, химический состав катализатора, мас. %, в пересчете на оксиды, дается для образцов, прокаленных при 550°С. Данная температура прокалки не связана с операциями прокаливания, производимыми в способе получения катализатора, и относится к прокалке катализатора с целью определения его химического состава методами аналитической химии, в частности для удаления сорбированной влаги.The chemical composition of zeolite catalysts is usually given based on the catalyst calcined at a certain temperature. In particular, for the catalysts according to examples 1-9, the chemical composition of the catalyst, wt. %, in terms of oxides, is given for samples calcined at 550°C. This calcination temperature is not related to the calcination operations carried out in the catalyst preparation process, and refers to the calcination of the catalyst in order to determine its chemical composition by analytical chemistry methods, in particular to remove sorbed moisture.

Обнаружено, что соответствие катализатора указанным требованиям по фазовому и химическому составу сам по себе не гарантирует наличия у катализатора предлагаемого сочетания текстурных и кислотных характеристик (объем пор катализатора 0.15-0.26 см3/г, средний диаметр пор катализатора 38-53 Å, соотношение слабых и сильных кислотных центров катализатора 2.2-3.5).It was found that the compliance of the catalyst with the specified requirements for the phase and chemical composition does not in itself guarantee that the catalyst has the proposed combination of texture and acid characteristics (the pore volume of the catalyst is 0.15–0.26 cm3/g, the average pore diameter of the catalyst is 38–53 Å, the ratio of weak and strong acid sites of the catalyst 2.2-3.5).

В частности, катализатор сравнения по примеру 8 соответствует характеристикам предлагаемого катализатора по химическому и фазовому составу (см. Таблицу 2). Однако катализатор сравнения по примеру 8 достигает сочетания объема пор, среднего диаметра пор и соотношения слабых и сильных кислотных центров катализатора по предлагаемому изобретению (см Таблицу 2). В частности, катализатор сравнения по примеру 8 показывает слишком низкий объем пор (0.12 см3/г) и пониженное соотношение между слабыми и сильными кислотными центрами (1.2). В результате межрегенерационный период работы катализатора резко снижается до 240 часов, при этом не удается достичь выхода продукта более 65 мас. % при сохранении ОЧИ продукта более 90 ед. (см. Таблицу 5, пример 17, применение катализатора по сравнительному примеру 8).In particular, the comparison catalyst according to example 8 corresponds to the characteristics of the proposed catalyst in terms of chemical and phase composition (see Table 2). However, the reference catalyst of Example 8 achieves the combination of pore volume, average pore diameter, and weak/strong acid site ratio of the catalyst of the invention (see Table 2). In particular, the reference catalyst of Example 8 shows too low a pore volume (0.12 cm 3 /g) and a reduced ratio between weak and strong acid sites (1.2). As a result, the interregeneration period of the catalyst is sharply reduced to 240 hours, while it is not possible to achieve a product yield of more than 65 wt. % while maintaining the product ROI more than 90 units. (see Table 5, example 17, use of the catalyst according to comparative example 8).

Оксид бораBoron oxide

Предлагаемый катализатор включает, по химическому составу, в пересчете на оксиды, оксид бора в количестве от 0.5 до 2.5 мас. %. Работа в данном диапазоне позволяет одновременно увеличить выход углеводородов C5+ и ОЧИ продукта (по сравнению с катализатором, при приготовлении которого не использовалась борная кислота). В частности, можно наблюдать увеличение выхода фракции C5+ продукта с 56 мас. % до 65 мас. % (см. приведенные ниже пример 10 по изобретению и пример 18, использующий катализатор сравнения 9, при приготовлении которого не использовалась борная кислота, Таблица 5). При этом ОЧИ продукта увеличивается с 91 до 92. В результате достигается необычный эффект одновременного увеличения выхода и октанового числа жидкого продукта. При использовании оксида бора в количестве менее 0.5 мас. % или более 2.5 мас. %, достижение выхода фракции C5+ продукта сопровождается нежелательным снижением ОЧИ продукта менее 88.The proposed catalyst includes, by chemical composition, in terms of oxides, boron oxide in an amount of from 0.5 to 2.5 wt. %. Operation in this range allows one to simultaneously increase the yield of C 5+ hydrocarbons and the RON of the product (compared to a catalyst that did not use boric acid). In particular, an increase in the yield of the C 5+ fraction of the product from 56 wt. % up to 65 wt. % (see below example 10 according to the invention and example 18 using the catalyst of comparison 9, in the preparation of which boric acid was not used, Table 5). This increases the RON of the product from 91 to 92. As a result, the unusual effect of simultaneously increasing the yield and octane number of the liquid product is achieved. When using boron oxide in an amount of less than 0.5 wt. % or more than 2.5 wt. %, achieving the yield of the C 5+ fraction of the product is accompanied by an undesirable decrease in the RON of the product below 88.

Однако обнаружено, что модификация цеолитного катализатора соединениями бора может привести к резкому падению стабильности работы катализатора в условиях совместной переработки углеводородных фракций, оксигенатов и олефин-содержащих фракций. В частности, сравнительный пример 8 демонстрирует, что использование катализатора, отвечающего химическому составуHowever, it has been found that the modification of a zeolite catalyst with boron compounds can lead to a sharp drop in the stability of the catalyst under conditions of joint processing of hydrocarbon fractions, oxygenates, and olefin-containing fractions. In particular, Comparative Example 8 demonstrates that the use of a catalyst corresponding to the chemical composition

a. диоксид кремния в количестве от 53.0 до 85.0 мас. %,a. silicon dioxide in an amount from 53.0 to 85.0 wt. %,

b. оксид алюминия в количестве от 10.9 до 43.0 мас. %,b. aluminum oxide in an amount from 10.9 to 43.0 wt. %,

c. оксид бора в количестве от 0.5 до 2.5 мас. %,c. boron oxide in an amount of 0.5 to 2.5 wt. %,

d. оксид цинка в количестве от 1.4 до 2.9 мас. %,d. zinc oxide in an amount of 1.4 to 2.9 wt. %,

e. оксиды редкоземельных элементов в количестве от 0.9 до 2.0 мас. %.e. oxides of rare earth elements in an amount of 0.9 to 2.0 wt. %.

способно резко снизить межрегенерационный период работы цеолитного катализатора с более 480 часов до 240 часов в условиях совместной переработки (см. приведенный ниже пример 17, Таблица 5). Возникшую проблему удается решить за счет использования сочетания объема пор катализатора от 0.15 до 0.26 см3/г, среднего размера пор от 38 до 53 Å, и соотношения слабых и сильных кислотных центров катализатора составляет от 2.2 до 3.5, что, в частности, показывает сравнение примеров 10 и 17 (см. Таблицы 2 и 5).can dramatically reduce the interregeneration period of the zeolite catalyst from more than 480 hours to 240 hours under co-processing conditions (see example 17 below, Table 5). The problem can be solved by using a combination of a pore volume of the catalyst from 0.15 to 0.26 cm 3 /g, an average pore size of 38 to 53 Å, and the ratio of weak and strong acid sites of the catalyst is from 2.2 to 3.5, which, in particular, shows a comparison examples 10 and 17 (see Tables 2 and 5).

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРАMETHOD FOR PRODUCING A CATALYST

Для получения катализатора по предлагаемому способу осуществляют следующие стадии:To obtain a catalyst according to the proposed method, the following steps are carried out:

a. добавление HZSM-5 к пептизированному псевдобемиту для получения смеси цеолита и псевдобемита,a. adding HZSM-5 to peptized pseudoboehmite to obtain a mixture of zeolite and pseudoboehmite,

b. добавление борной кислоты к смеси цеолита и псевдобемита,b. adding boric acid to a mixture of zeolite and pseudoboehmite,

c. добавление кремнезоля с рН 8-10 к смеси, полученной на стадии (b), для получения формовочной массы,c. adding silica sol with a pH of 8-10 to the mixture obtained in step (b) to obtain a molding composition,

d. формование, сушка и прокаливание формовочной массы с получением катализаторной композиции,d. molding, drying and calcining the molding mass to obtain a catalyst composition,

e. щелочная обработка катализаторной композиции, полученной на стадии (d),e. alkaline treatment of the catalyst composition obtained in step (d),

f. отмывка от натрия катализаторной композиции, полученной на стадии (е), сушка и прокалка,f. washing the catalyst composition obtained in step (e) from sodium, drying and calcining,

g. пропитка катализаторной композиции, полученной на стадии (f), растворами солей цинка и редкоземельных элементов, сушка и прокалка.g. impregnation of the catalyst composition obtained in step (f) with solutions of zinc and rare earth salts, drying and calcination.

Стадия (а)Stage (a)

Смешивают пептизированный псевдобемит и HZSM-5. Опционально, смесь упаривают при перемешивании до тестообразной консистенции. В результате получают смесь цеолита и псевдобемита. При этом:Peptized pseudoboehmite and HZSM-5 are mixed. Optionally, the mixture is evaporated with stirring to a pasty consistency. The result is a mixture of zeolite and pseudoboehmite. Wherein:

- HZSM-5 (цеолит ZSM-5 в Н-форме) может быть получен уже известными методами, к примеру, путем ионного обмена натриевой формы цеолита ZSM-5 с получением аммонийной формы цеолита, и последующим прокаливанием аммонийной формы цеолита с получением цеолита ZSM-5 в Н-форме. Опционально, перед смешением цеолит может просушиваться и/или прокаливаться и/или измельчаться. HZSM-5 может содержать остаточные количества натрия.- HZSM-5 (zeolite ZSM-5 in H-form) can be obtained by already known methods, for example, by ion exchange of the sodium form of the ZSM-5 zeolite to obtain the ammonium form of the zeolite, and subsequent calcination of the ammonium form of the zeolite to obtain the ZSM-zeolite 5 in H-form. Optionally, the zeolite may be dried and/or calcined and/or milled before mixing. HZSM-5 may contain trace amounts of sodium.

- Пептизированный псевдобемит может быть получен известными методами, к примеру путем обработки порошка или лепешки псевдобемита водным раствором неорганической кислоты, предпочтительно азотной кислоты. Псевдобемит (гидроксид алюминия псевдобемитной структуры) коммерчески доступен.The peptized pseudoboehmite can be obtained by known methods, for example by treating a powder or pellet of pseudoboehmite with an aqueous solution of an inorganic acid, preferably nitric acid. Pseudoboehmite (aluminum hydroxide with a pseudoboehmite structure) is commercially available.

- Опционально, пептизованный псевдобемит может быть получен из термоактивированного гидроксида алюминия (продукт ТХА). При этом получение пептизированного псевдобемита может включать стадии отмывки от натрия, автоклавирования, гидратации, порядок проведения которых может отличаться в зависимости от конфигурации оборудования конкретного производства. Такое исполнение позволяет добиться дополнительного технического результата: увеличить механическую прочность катализатора, причем снижаются потери катализатора при производстве, вызываемые получением частиц катализатора размером менее 1 мм.- Optionally, peptized pseudoboehmite can be obtained from thermally activated aluminum hydroxide (TCA product). At the same time, the preparation of peptized pseudoboehmite may include the stages of washing from sodium, autoclaving, hydration, the procedure for which may differ depending on the configuration of the equipment of a particular production. This design allows to achieve an additional technical result: to increase the mechanical strength of the catalyst, and the losses of the catalyst during production, caused by the production of catalyst particles with a size of less than 1 mm, are reduced.

- Опционально, пептизованный псевдобемит может быть получен из термоактивированного гидроксида алюминия, где способ получения псевдобемита включает следующие стадии:- Optionally, peptized pseudoboehmite can be obtained from thermally activated aluminum hydroxide, where the process for obtaining pseudoboehmite includes the following steps:

a. гидратация термоактивированного гидроксида алюминия при мольном соотношении азотная кислота/оксид алюминия 0.01 до 0.02;a. hydration of thermally activated aluminum hydroxide at a molar ratio of nitric acid/alumina 0.01 to 0.02;

b. отмывка от натрия суспензии, полученной на стадии (а);b. washing from sodium suspension obtained in stage (a);

c. обработка суспензии, полученной на стадии (b), в автоклаве при мольном соотношении азотная кислота/оксид алюминия от 0.10 до 0.20.c. treatment of the suspension obtained in step (b) in an autoclave at a molar ratio of nitric acid/alumina from 0.10 to 0.20.

- Опционально, пептизованный псевдобемит может быть получен из термоактивированного гидроксида алюминия, где способ получения псевдобемита включает следующие стадии:- Optionally, peptized pseudoboehmite can be obtained from thermally activated aluminum hydroxide, where the process for obtaining pseudoboehmite includes the following steps:

a. отмывка термоактивированного гидроксида алюминия от натрия;a. washing thermally activated aluminum hydroxide from sodium;

b. обработка суспензии, полученной на стадии (b), в автоклаве при мольном соотношении азотная кислота/оксид алюминия от 0.01 до 0.02;b. treatment of the suspension obtained in step (b) in an autoclave at a molar ratio of nitric acid/alumina from 0.01 to 0.02;

с. гидратация суспензии, полученной на стадии (b) при мольном соотношении азотная кислота/оксид алюминия от 0.10 до 0.20.from. hydration of the suspension obtained in stage (b) at a molar ratio of nitric acid/alumina from 0.10 to 0.20.

Стадия (b)Step (b)

К смеси цеолита и псевдобемита, полученной на стадии (а), добавляют борную кислоту.Boric acid is added to the mixture of zeolite and pseudoboehmite obtained in step (a).

- Борная кислота используется в виде водного раствора борной кислоты. Водный раствор борной кислоты может приготавливаться уже известными методами, при этом такие параметры как масса борной кислоты, количество воды, температура приготовления раствора могут быть подобраны оператором исходя из особенностей конкретного производства на основании справочных данных.- Boric acid is used in the form of an aqueous solution of boric acid. An aqueous solution of boric acid can be prepared by already known methods, while such parameters as the mass of boric acid, the amount of water, the temperature for preparing the solution can be selected by the operator based on the characteristics of a particular production based on reference data.

- При определении количества борной кислоты, добавляемой к смеси цеолита и псевдобемита, значение имеет содержание оксида бора в полученном катализаторе, по химическому составу, в пересчете на оксиды (от 0.5 до 2.5 мас. %).- When determining the amount of boric acid added to a mixture of zeolite and pseudoboehmite, the content of boron oxide in the resulting catalyst, in terms of chemical composition, in terms of oxides (from 0.5 to 2.5 wt.%) is important.

Предлагаемый катализатор содержит цеолит и комбинированное связующее, где в процессе приготовления связующего используются источники оксида алюминия и оксида кремния. Известны случаи использования борной кислоты при приготовлении цеолитных катализаторов. Однако обнаружено, что использование борной кислоты при приготовлении цеолитного катализатора с комбинированным связующим приводит к резкому падению стабильности работы катализатора в условиях совместной переработки углеводородных фракций, оксигенатов и олефин-содержащих фракций. В частности, приведенный ниже сравнительный пример 8 демонстрирует, что добавление борной кислоты к связующему на основе смеси SiO2 и Al2O3 способно резко снизить межрегенерационный период работы цеолитного катализатора с более 480 часов до 240 часов в условиях совместной переработки (см. Таблицы 1 и 5).The proposed catalyst contains a zeolite and a combined binder, where sources of alumina and silicon oxide are used in the preparation of the binder. Cases of using boric acid in the preparation of zeolite catalysts are known. However, it was found that the use of boric acid in the preparation of a zeolite catalyst with a combined binder leads to a sharp drop in the stability of the catalyst under conditions of joint processing of hydrocarbon fractions, oxygenates, and olefin-containing fractions. In particular, Comparative Example 8 below demonstrates that the addition of boric acid to a binder based on a mixture of SiO 2 and Al 2 O 3 can dramatically reduce the turnaround time of a zeolite catalyst from over 480 hours to 240 hours under coprocessing conditions (see Tables 1 and 5).

Возникшую проблему удалось решить за счет проведения щелочной обработки катализаторной композиции. Обнаружено что одновременное применение борной кислоты и щелочной обработки катализаторной композиции позволяет:This problem was solved by alkaline treatment of the catalyst composition. It was found that the simultaneous use of boric acid and alkaline treatment of the catalyst composition allows:

• увеличить межрегенерационный период работы катализатора (по сравнению с катализатором, где использовалась борная кислота, но не проводилась щелочная обработка катализаторной композиции). В частности, межрегенерационный период увеличивается с 240 часов (сравн. пример 8) до 480 часов (пример 1);• to increase the inter-regeneration period of the catalyst (compared to the catalyst, where boric acid was used, but the catalyst composition was not subjected to alkaline treatment). In particular, the inter-regeneration period is increased from 240 hours (cf. example 8) to 480 hours (example 1);

• увеличить выход углеводородов C5+ и ОЧИ продукта (по сравнению с катализатором, при приготовлении которого не использовалась борная кислота). В частности, выход C5+ с 56 мас. % (сравн. пример 9) до 65 мас. % выхода (пример 1). ОЧИ продукта увеличивается с 91 (сравн. пример 9) до 92 (пример 1). При этом достигается необычный эффект одновременного увеличения выхода и октанового числа жидкого продукта. В известных процессах увеличение ОЧИ продукта обычно сопровождается снижением выхода жидкого продукта, чего удалось избежать в условиях совместной переработки за счет использования предлагаемой комбинации признаков. Таким образом одновременное использование борной кислоты и щелочной обработки катализаторной композиции позволяет добиться результатов, не достигающихся при индивидуальном использовании каждого из подходов.• increase the yield of C 5+ hydrocarbons and the RON of the product (compared to a catalyst that did not use boric acid). In particular, the yield of C 5+ with 56 wt. % (compare example 9) up to 65 wt. % yield (example 1). The ROI of the product increases from 91 (comp. example 9) to 92 (example 1). This achieves the unusual effect of simultaneously increasing the yield and octane number of the liquid product. In known processes, an increase in the RON of the product is usually accompanied by a decrease in the yield of the liquid product, which was avoided under conditions of co-processing through the use of the proposed combination of features. Thus, the simultaneous use of boric acid and alkaline treatment of the catalyst composition makes it possible to achieve results that are not achieved with the individual use of each of the approaches.

При этом важна стадия проведения щелочной обработки. Щелочная обработка исходного цеолита не приводит к получению требуемых технических эффектов, в отличии от щелочной обработки катализаторной композиции в процессе приготовления катализатора.In this case, the alkaline treatment step is important. Alkaline treatment of the original zeolite does not lead to the desired technical effects, in contrast to the alkaline treatment of the catalyst composition during the preparation of the catalyst.

Стадия (с)Stage (s)

К смеси цеолита, псевдобемита и борной кислоты, полученной на стадии (b), добавляют кремнезоль (коллоидный диоксид кремния) с рН в диапазоне от 8 до 10. Опционально, полученную массу упаривают до формуемости. В результате получают формовочную массу. При этом:To the mixture of zeolite, pseudoboehmite and boric acid obtained in step (b) is added silica sol (colloidal silicon dioxide) with a pH in the range of 8 to 10. Optionally, the resulting mass is evaporated to formability. As a result, a molding mass is obtained. Wherein:

- Предлагаемый способ получения катализатора использует кремнезоль с рН в диапазоне от 8 до 10 ед. рН 8-10 исходного кремнезоля является одним из признаков, позволяющих достичь оптимального сочетания среднего размера пор катализатора и его кислотных свойств в способе получения катализатора.- The proposed method for producing a catalyst uses silica with a pH in the range from 8 to 10 units. The pH 8-10 of the original silica sol is one of the features that make it possible to achieve the optimal combination of the average pore size of the catalyst and its acidic properties in the method of obtaining the catalyst.

Обнаружено что применение кремнезоля с рН менее 8 приводит к резкому падению межрегенерационного периода работы получаемого катализатора в условиях совместной переработки до менее 250 ч. В то же время катализаторы по примерам 1-7, для приготовления которых использовалась кремнезоль с рН от 8 до 10 ед., показывают межрегенерационный период работы не менее 480 ч. Такой результат может быть связан с увеличением среднего размера пор получаемого катализатора при применении кремнезоля с рН менее 8 ед., что в свою очередь изменяет характер коксования. Обнаружено что применение кремнезоля с рН более 10 приводит к снижению механической прочности получаемого катализатора.It was found that the use of silica sol with a pH of less than 8 leads to a sharp drop in the interregeneration period of operation of the resulting catalyst under conditions of joint processing to less than 250 hours. , show an interregeneration period of at least 480 hours. This result can be associated with an increase in the average pore size of the resulting catalyst when using silica sol with a pH of less than 8 units, which in turn changes the nature of coking. It was found that the use of silica sol with a pH of more than 10 leads to a decrease in the mechanical strength of the resulting catalyst.

- Предлагаемый способ получения катализатора предполагает определенный порядок смешения цеолитного компонента и исходных компонентов связующего:- The proposed method for obtaining a catalyst involves a certain order of mixing the zeolite component and the initial components of the binder:

а. добавление HZSM-5 к пептизированному псевдобемиту для получения смеси цеолита и псевдобемита,but. adding HZSM-5 to peptized pseudoboehmite to obtain a mixture of zeolite and pseudoboehmite,

b. добавление борной кислоты к смеси цеолита и псевдобемита,b. adding boric acid to a mixture of zeolite and pseudoboehmite,

c. добавление кремнезоля с рН 8-10 к смеси, полученной на стадии (b), для получения формовочной массы,c. adding silica sol with a pH of 8-10 to the mixture obtained in step (b) to obtain a molding composition,

d. формование, сушка и прокаливание формовочной массы с получением катализаторной композиции.d. molding, drying and calcining the molding mass to obtain a catalyst composition.

Обнаружено что предлагаемый порядок смешения компонентов катализаторной композиции позволяет подавить формирование побочной алюмосиликатной фракции связующего. Обнаружено, что несоблюдение рекомендованного порядка смешения компонентов, к примеру смешение цеолита, псевдобемита и кремнезоля в одну стадию, искажает фазовую картину итогового образца катализатора, и изменяет распределение пор получаемого катализатора по размерам.It was found that the proposed order of mixing the components of the catalyst composition makes it possible to suppress the formation of a by-product aluminosilicate fraction of the binder. It was found that non-compliance with the recommended order of mixing components, for example, mixing zeolite, pseudoboehmite and silica sol in one stage, distorts the phase pattern of the final catalyst sample and changes the pore size distribution of the resulting catalyst.

Стадия (d)Stage (d)

Формовочную массу, полученную на стадии (с), подвергают формованию, сушат и прокаливают. Опционально, перед сушкой гранулы провяливают. В результате получают катализаторную композицию. При этом:The molding mass obtained in step (c) is molded, dried and calcined. Optionally, the granules are dried before drying. The result is a catalyst composition. Wherein:

- Могут быть использованы уже известные способы формования катализаторов на основе цеолитов, к примеру, формование методом экструзии, таблетирование.- Already known methods of shaping catalysts based on zeolites can be used, for example, extrusion molding, tableting.

- Температура, скорость подъема температуры, длительность операций провяливания (опционально), сушки и прокалки могут варьироваться в зависимости от условий конкретного производства, и могут быть подобраны уже известными методами в ходе рутинных экспериментов.- Temperature, temperature rise rate, duration of the withering (optional), drying and roasting operations may vary depending on the conditions of a particular production, and can be selected by already known methods in the course of routine experiments.

Стадия (е)Stage (e)

Катализаторную композицию, полученную на стадии (d), подвергают щелочной обработке. В результате получают катализаторную композицию, прошедшую щелочную обработку. При этом:The catalyst composition obtained in step (d) is subjected to an alkaline treatment. The result is a catalyst composition that has undergone alkaline treatment. Wherein:

- Для щелочной обработки используют раствор щелочи с рН от 10 до 14, предпочтительно рН от 12 до 14. Предпочтительно, раствор щелочи включает гидроксид щелочного или щелочноземельного металла, более предпочтительно гидроксид натрия. Наиболее предпочтительно для щелочной обработки используют водный раствор гидроксида натрия с концентрацией от 0.01 до 0.5 моль/л.- For alkali treatment, an alkali solution with a pH of 10 to 14 is used, preferably a pH of 12 to 14. Preferably, the alkali solution comprises an alkali or alkaline earth metal hydroxide, more preferably sodium hydroxide. Most preferably, an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 0.01 to 0.5 mol/l is used for alkaline treatment.

- Опционально, после обработки раствором щелочи, катализаторная композиция отмывается водой от остатков щелочи и сушится. Опционально, возможна прокалка катализаторной композиции после сушки. Предпочтительно для щелочной обработки используется избыток раствора щелочи.- Optionally, after treatment with an alkali solution, the catalyst composition is washed with water from alkali residues and dried. Optionally, it is possible to calcinate the catalyst composition after drying. Preferably, an excess of alkali solution is used for alkali treatment.

- Температура, скорость подъема температуры, длительность операций сушки и прокалки могут варьироваться в зависимости от условий конкретного производства, и могут быть подобраны уже известными методами в ходе рутинных экспериментов.- Temperature, rate of temperature rise, duration of drying and calcining operations may vary depending on the conditions of a particular production, and can be selected by already known methods in the course of routine experiments.

Предлагаемый способ получения катализатора использует источники SiO2 и Al2O3 (кремнезоль и псевдобемит) для приготовления комбинированного связующего. Обнаружено, что щелочная обработка катализаторной композиции, приготовленной на основе цеолита и комбинированного связующего, позволяет увеличить межрегенерационный период работы катализатора:The proposed method for producing a catalyst uses sources of SiO 2 and Al 2 O 3 (silica sol and pseudoboehmite) for the preparation of a combined binder. It was found that alkaline treatment of a catalyst composition based on a zeolite and a combined binder makes it possible to increase the interregeneration period of catalyst operation:

• по сравнению с отсутствием щелочной обработки: с 230 до более 480 часов;• compared to no alkali treatment: from 230 to over 480 hours;

• по сравнению с проведением щелочной обработки исходного цеолита: с 390 до более 480 часов.• compared to alkaline treatment of the original zeolite: from 390 to more than 480 hours.

Замена щелочной обработки исходного цеолита на щелочную обработку катализаторной композиции увеличивает межрегенерационный период работы катализатора. Это неожиданно, так как известные методы рекомендуют щелочную обработку исходного цеолита до его смешения с компонентами связующего. Замена щелочной обработки исходного цеолита на щелочную обработку катализаторной композиции также выгодна с точки зрения промышленного производства. Щелочная обработка порошка цеолита связана с высокими технологическими потерями цеолита. Замена щелочной обработки цеолита на щелочную обработку гранул упрощает производство катализатора и снижает потери цеолита на стации щелочной обработки.Replacing the alkaline treatment of the original zeolite with alkaline treatment of the catalyst composition increases the regeneration period of the catalyst. This is surprising since known methods recommend alkaline treatment of the original zeolite prior to its mixing with the binder components. Replacing the alkaline treatment of the starting zeolite with the alkaline treatment of the catalyst composition is also advantageous from a commercial production point of view. Alkaline treatment of zeolite powder is associated with high technological losses of zeolite. Replacing alkali treatment of zeolite with alkali treatment of pellets simplifies catalyst production and reduces zeolite losses at the alkali treatment station.

Стадия (f)Stage (f)

Катализаторную композицию, полученную на стадии (е), отмывают от натрия, сушат и прокаливают. При этом:The catalyst composition obtained in step (e) is washed free of sodium, dried and calcined. Wherein:

- Отмывка от натрия может осуществляться методом ионного обмена. Предпочтительно, катализаторная композиция обрабатывается водным раствором, содержащим ионы аммония. Наиболее предпочтительно, катализаторная композиция обрабатываться водным раствором хлорида аммония или нитрата аммония.- Washing from sodium can be carried out by ion exchange. Preferably, the catalyst composition is treated with an aqueous solution containing ammonium ions. Most preferably, the catalyst composition is treated with an aqueous solution of ammonium chloride or ammonium nitrate.

- Методы ионного обмена известны в области производства цеолитных катализаторов. Количество соли аммония, воды, соотношение твердое : жидкость по массе, время и температура обработки могут быть подобраны известными методами. Опционально, ионный обмен проводят без перемешивания при комнатной температуре. Опционально, возможно проведение повторного ионного обмена и промывки водой. Предпочтительно, конечное содержание Na2O в катализаторной композиции не превышает 0.15 мас. %.- Ion exchange methods are known in the field of zeolite catalysts. The amount of ammonium salt, water, the ratio of solid : liquid by weight, time and temperature of processing can be selected by known methods. Optionally, the ion exchange is carried out without stirring at room temperature. Optionally, it is possible to carry out repeated ion exchange and washing with water. Preferably, the final content of Na 2 O in the catalyst composition does not exceed 0.15 wt. %.

- Температура, скорость подъема температуры, длительность операций сушки и прокалки могут варьироваться в зависимости от условий конкретного производства, и могут быть подобраны известными методами.- The temperature, the temperature rise rate, the duration of the drying and calcining operations may vary depending on the conditions of a particular production, and can be selected by known methods.

Стадия (g)Stage (g)

Катализаторную композицию, полученную на стадии (f), подвергают пропитке растворами солей цинка и редкоземельных элементов, сушат и прокаливают. В результате получают катализатор. При этом:The catalyst composition obtained in step (f) is impregnated with solutions of zinc and rare earth salts, dried and calcined. The result is a catalyst. Wherein:

- Пропитка может осуществляться известными методами, к примеру методом пропитки по влагоемкости или методом пропитки в избытке раствора.- The impregnation can be carried out by known methods, for example by the method of impregnation according to the moisture capacity or by the method of impregnation in excess solution.

- Опционально, при пропитке по влагоемкости объем пропиточного раствора (V, мл), рассчитывают по формуле: V=В⋅m, где В - влагоемкость носителя, мл/г, m - масса носителя, г. - Optionally, when impregnating by moisture capacity, the volume of the impregnating solution (V, ml) is calculated by the formula: V=B⋅m, where B is the moisture capacity of the carrier, ml/g, m is the mass of the carrier, g.

- Предпочтительно, в качестве солей цинка используются соли неорганических кислот, наиболее предпочтительно нитрат цинка.- Preferably, salts of inorganic acids are used as zinc salts, most preferably zinc nitrate.

- Предпочтительно, в качестве солей редкоземельных элементов используются соли неорганических кислот, наиболее предпочтительно нитраты редкоземельных элементов (РЗЭ). Предпочтительно, редкоземельные элементы выбраны из группы, включающей лантан, празеодим, неодим, церий, а также их смеси.- Preferably, salts of inorganic acids are used as salts of rare earth elements, most preferably nitrates of rare earth elements (REE). Preferably, the rare earth elements are selected from the group consisting of lanthanum, praseodymium, neodymium, cerium, and mixtures thereof.

- Опционально, в качестве источника редкоземельных элементов может быть использован промышленный концентрат РЗЭ. Промышленные концентраты РЗЭ как правило содержат смеси солей редкоземельных элементов, в особенности лантана и церия. Использование промышленных концентратов РЗЭ снижает стоимость производства катализаторов в промышленных масштабах.- Optionally, an industrial REE concentrate can be used as a source of rare earth elements. Commercial REE concentrates usually contain mixtures of salts of rare earth elements, especially lanthanum and cerium. The use of commercial REE concentrates reduces the cost of industrial-scale production of catalysts.

- Температура, скорость подъема температуры, длительность операций сушки и прокалки могут варьироваться в зависимости от условий конкретного производства, и могут быть подобраны известными методами.- The temperature, the temperature rise rate, the duration of the drying and calcining operations may vary depending on the conditions of a particular production, and can be selected by known methods.

ПРИМЕНЕНИЕ КАТАЛИЗАТОРАCATALYST APPLICATION

Возможно использование предлагаемого катализатора для совместной переработки углеводородных фракций, оксигенатов и олефин-содержащих фракций.It is possible to use the proposed catalyst for the joint processing of hydrocarbon fractions, oxygenates and olefin-containing fractions.

Углеводородная фракцияHydrocarbon fraction

Подходящие углеводородные фракции характеризуются температурой конца кипения не более 215°С. В частности, конец кипения может составлять 200°С, 180°С, 160°С или 85°С. Предпочтительно температура конца кипения составляет не выше 180°С. Температура конца кипения (Конец кипения, °С) может быть определена, к примеру, по ГОСТ 2177 или ASTM D 86.Suitable hydrocarbon fractions are characterized by an end point of the boiling point of not more than 215°C. In particular, the end of the boil may be 200°C, 180°C, 160°C or 85°C. Preferably, the end point of the boil is at most 180°C. The end boiling point (End Boiling Point, °C) can be determined, for example, according to GOST 2177 or ASTM D 86.

Температура начала кипения слабо влияет на достигаемые результаты, в частности потому что углеводородные фракции, в т.ч. фракции нефти и полупродукты нефтехимических производств, могут содержать различные количества растворенных газов С14, в зависимости от внутренних требований промышленного производства. Температура начала кипения углеводородной фракции может составлять, к примеру, 62°С, 85°С, 140°С. Предпочтительно температура начала кипения не ниже 62°С.The initial boiling point has little effect on the results achieved, in particular because hydrocarbon fractions, incl. oil fractions and semi-products of petrochemical industries may contain various amounts of dissolved gases C 1 -C 4 , depending on the internal requirements of industrial production. The initial boiling point of the hydrocarbon fraction may be, for example, 62°C, 85°C, 140°C. Preferably, the initial boiling point is not lower than 62°C.

Детальный углеводородный состав углеводородной фракции, к примеру, определенный по ASTM D 6729, слабо влияет на возможность достижения технических результатов, в т.ч. потому что типичная углеводородная фракция содержит сотни индивидуальных химических веществ. Таблица 3 приводит частные случаи химического состава углеводородных фракций, использованных в примерах 10-18. Углеводородная фракция может включать смеси нормальных парафинов, изопарафинов, олефинов, нафтенов и ароматики (PIONA). Однако в составе углеводородной фракции может отсутствовать одна или более химическая группа, выбранная из списка, включающего нормальные парафины, изопарафины, олефины, нафтены, ароматические углеводороды.The detailed hydrocarbon composition of the hydrocarbon fraction, for example, determined according to ASTM D 6729, has little effect on the ability to achieve technical results, incl. because a typical hydrocarbon fraction contains hundreds of individual chemicals. Table 3 lists special cases of the chemical composition of the hydrocarbon fractions used in examples 10-18. The hydrocarbon fraction may include mixtures of normal paraffins, isoparaffins, olefins, naphthenes and aromatics (PIONA). However, one or more chemical groups selected from a list including normal paraffins, isoparaffins, olefins, naphthenes, aromatic hydrocarbons may be absent from the hydrocarbon fraction.

ОксигенатOxygenate

Подходящими оксигенатами являются алифатические спирты или простые эфиры С14. В частности, оксигенат может быть выбран из группы, включающей: метанол, этанол, диметиловый эфир, а также их смеси, в т.ч. с водой. Оксигена может содержать примеси, к примеру альдегиды, карбоновые кислоты, сложные эфиры, ароматические спирты, непредельные (ненасыщенные) спирты.Suitable oxygenates are aliphatic alcohols or C 1 -C 4 ethers. In particular, the oxygenate may be selected from the group consisting of: methanol, ethanol, dimethyl ether, and mixtures thereof, incl. with water. Oxygen may contain impurities, such as aldehydes, carboxylic acids, esters, aromatic alcohols, unsaturated (unsaturated) alcohols.

Олефин-содержащая фракцияOlefin-containing fraction

Подходящие олефин-содержащие фракции включают от 10.0 до 50.0 мас. % олефинов С24 (этилен, пропилен, нормальные бутилены, изобутилен или их смеси). Олефин-содержащая фракция может содержать инертные или слабо-реакционноспособные компоненты, отличные от олефинов, к примеру: метан, этан, пропан, бутан, водород, азот. К примеру, олефин-содержащая фракция может содержать от 0.5 до 8 мас. % водорода, предпочтительно от 2.3 до 8.0 мас. % водорода. Олефин-содержащая фракция может представлять собой, к примеру, газы термического или каталитического крекинга, в т.ч. сухой газ каталитического крекинга (СГКК), отходящий газ коксования, а также их смеси.Suitable olefin-containing fractions include from 10.0 to 50.0 wt. % olefins C 2 -C 4 (ethylene, propylene, normal butylenes, isobutylene or mixtures thereof). The olefin-containing fraction may contain inert or weakly reactive components other than olefins, for example: methane, ethane, propane, butane, hydrogen, nitrogen. For example, the olefin-containing fraction may contain from 0.5 to 8 wt. % hydrogen, preferably from 2.3 to 8.0 wt. % hydrogen. The olefin-containing fraction may be, for example, thermal or catalytic cracking gases, incl. dry catalytic cracking gas (SGCC), coking off-gas, as well as their mixtures.

ОЧИ - октановое число, определенное по исследовательскому методу. Предпочтительно определяется согласно ASTM D2699 или ГОСТ 8226.OCHI - octane number, determined by the research method. Preferably determined according to ASTM D2699 or GOST 8226.

ПродуктыProducts

Предлагаемый катализатор и способ получения катализатора особенно эффективны для производства бензинов в процессах совместной переработки углеводородных фракций, оксигенатов и олефин-содержащих фракций.The proposed catalyst and method for producing a catalyst are particularly effective for the production of gasoline in the processes of joint processing of hydrocarbon fractions, oxygenates and olefin-containing fractions.

В результате совместной переработки углеводородных фракций, оксигенатов и олефин-содержащих фракций образуются жидкий углеводородных продукт (в основном углеводороды С5+), газообразный углеводородный продукт (в основном углеводороды С14) и водная фракция (образуется в результате наличия в сырье оксигенатов). Жидкий углеводородный продукт может содержать растворенные газы С14, количество которых определяется исходя из нужд конкретного предприятия.As a result of the joint processing of hydrocarbon fractions, oxygenates and olefin-containing fractions, a liquid hydrocarbon product (mainly C 5+ hydrocarbons), a gaseous hydrocarbon product (mainly C 1 -C 4 hydrocarbons) and an aqueous fraction (formed as a result of the presence of oxygenates in the feedstock) are formed. ). The liquid hydrocarbon product may contain dissolved gases C 1 -C 4 , the amount of which is determined based on the needs of a particular enterprise.

При этом бензин характеризуется как жидкий углеводородный продукт процесса.In this case, gasoline is characterized as a liquid hydrocarbon product of the process.

Под бензинами в настоящем изобретении понимается автомобильный бензин или основной компонент для производства автомобильных бензинов методами компаундирования и/или фракционирования. Название жидкого углеводородного продукта процесса может изменяться в зависимости от экологических требований региона или внутренних стандартов производства. В частности, в зависимости от экологических требований к автомобильным бензинам в конкретном регионе, жидкий углеводородный продукт по примерам 10-18 может называться автомобильным бензином или основой (основным компонентом) для производства автомобильных бензинов.Under the gasoline in the present invention refers to motor gasoline or the main component for the production of motor gasoline by compounding and/or fractionation. The name of the liquid hydrocarbon product of the process may vary depending on the environmental requirements of the region or internal production standards. In particular, depending on the environmental requirements for motor gasoline in a particular region, the liquid hydrocarbon product of examples 10-18 may be called motor gasoline or the base (main component) for the production of motor gasoline.

ПримерыExamples

Характеристики катализаторов по изобретению и способы их получения описаны в примерах 1-7. Характеристики катализаторов сравнения и способы их получения описаны в примерах 8-9. Примеры 10-18 описывают результаты применения образцов катализаторов по примерам 1-9 в условиях совместной переработки углеводородных фракций, оксигенатов и олефин-содержащих фракций.Characteristics of the catalysts according to the invention and methods for their preparation are described in examples 1-7. Characteristics of the reference catalysts and methods for their preparation are described in examples 8-9. Examples 10-18 describe the results of using the samples of catalysts according to examples 1-9 in the conditions of co-processing of hydrocarbon fractions, oxygenates and olefin-containing fractions.

Катализатор по сравнительному примеру 8 отличается от катализаторов по изобретению тем, что при его изготовлении не проводится щелочная обработка катализаторной композиции. Катализатор по сравнительному примеру 9 отличается от катализаторов по изобретению тем, что для приготовления катализаторной композиции не используется борная кислота.The catalyst of Comparative Example 8 differs from the catalysts of the invention in that no alkaline treatment of the catalyst composition is carried out during its manufacture. The catalyst according to comparative example 9 differs from the catalysts according to the invention in that boric acid is not used to prepare the catalyst composition.

Таблица 1 показывает сырье и параметры получения катализаторов по примерам.Table 1 shows the raw materials and production parameters of the catalysts in the examples.

Таблица 2 показывает характеристики катализаторов по примерам 1-9.Table 2 shows the characteristics of the catalysts for examples 1-9.

Таблица 3 показывает характеристики углеводородных фракций.Table 3 shows the characteristics of hydrocarbon fractions.

Таблица 4 показывает составы олефин-содержащих фракций.Table 4 shows the compositions of the olefin containing fractions.

Таблица 5 показывает условия и основные параметры примеров 10-18.Table 5 shows the conditions and main parameters of examples 10-18.

Оксигенаты - в качестве оксигената в примерах 10-13 и 16-18 использован метанол технический марки «А» ГОСТ 2222-95. В примере 15 использован диметиловый эфир (ДМЭ), 99%. В примере 14 использован 95% этанол.Oxygenates - as an oxygenate in examples 10-13 and 16-18 used technical methanol brand "A" GOST 2222-95. Example 15 used dimethyl ether (DME), 99%. Example 14 used 95% ethanol.

Текстурные свойства. Для образцов катализаторов по примерам 1-9, текстурные характеристики катализатора определялись на приборе Micromeritics Gemini VII 2390t, перед измерениями образцы дегазировали при температуре 300°С в течении 4 ч.texture properties. For catalyst samples according to examples 1-9, the textural characteristics of the catalyst were determined on a Micromeritics Gemini VII 2390t instrument, before measurements, the samples were degassed at a temperature of 300°C for 4 hours.

Кислотные свойства. Для образцов катализаторов по примерам 1-9, кислотные свойства образцов определяли методом ТПД NH3 на приборе Micromeritics AutoChem НР2950. Исследуемый образец предварительно прокаливали при температуре 550°С в течение 4 часов в токе воздуха, затем помещали в кварцевый реактор и выдерживали в токе азота при 200°С в течение 1 часа со скоростью продувки 50 мл⋅мин-1. Насыщение проводили в токе азот-аммиачной смеси (10.14 об. % аммиака) при температуре 60°С в течение 30 мин. Удаление физически адсорбированного аммиака проводили при 100°С в токе азота в течение 30 мин со скоростью продувки 50 мл⋅мин-1. Затем образец снова охлаждали и начинали подъем температуры от 60°С до 750°С со скоростью 10°С⋅мин-1 и вели регистрацию сигнала детектора по теплопроводности.acid properties. For the catalyst samples of Examples 1-9, the acidic properties of the samples were determined by NH 3 TPD on a Micromeritics AutoChem HP2950 instrument. The test sample was preliminarily calcined at a temperature of 550°C for 4 hours in an air stream, then placed in a quartz reactor and kept in a nitrogen stream at 200°C for 1 hour with a purge rate of 50 ml⋅min -1 . Saturation was carried out in a stream of nitrogen-ammonia mixture (10.14 vol. % ammonia) at a temperature of 60°C for 30 min. Removal of physically adsorbed ammonia was carried out at 100°C in a stream of nitrogen for 30 min at a purge rate of 50 ml⋅min -1 . Then the sample was cooled down again and the temperature began to rise from 60°C to 750°C at a rate of 10°C⋅min -1 and the detector signal was recorded by thermal conductivity.

Примеры 1-7 (по изобретению)Examples 1-7 (according to the invention)

Приготовление катализаторов по примерам 1-7 осуществлялось следующим образом (конкретные значения параметров для каждого образца катализатора см. в Таблице 1).The preparation of catalysts according to examples 1-7 was carried out as follows (specific parameter values for each catalyst sample, see Table 1).

Получение пептизированного псевдобемитаObtaining peptized pseudoboehmite

Пептизированный псевдобемит для примеров 1-5 получали из термоактивированного гидроксида алюминия (продукт ТХА). Для этого термоактивированный гидроксид алюминия размалывали, размолотый термоактивированный гидроксид алюминия направляли в реактор для отмывки от натрия. В реактор заливали 20 л воды и 12 мл азотной кислоты с концентрацией 47 мас. %. Затем в реактор загружали 2 кг размолотого продукта ТХА. Суспензию нагревали до 70°С и перемешивали в течение 2 ч. После окончания перемешивания суспензию отфильтровывали на вакуумном фильтре, после чего операцию отмывки повторяли до рН=7. Отмытый и отфильтрованный гидроксид алюминия в виде увлажненного порошка направляли на загрузку в автоклав. Отмытый гидроксид алюминия со стадии фильтрации при перемешивании загружали в автоклав (соотношение ТХА:вода=1:2 по массе, кислотный модуль 0.015). Автоклав герметизировали, и при постоянном перемешивании повышали температуру до 150°. После нагревания продолжали перемешивание суспензии при постоянной температуре в течение 8 ч. По завершении процесса автоклавирования полученную суспензию псевдобемита передавали из автоклава в приемную емкость. Гидратацию проводили при добавлении раствора азотной кислоты концентрацией 47 мас. % к суспензии псевдобемита. Мольное отношение азотная кислота/оксид алюминия (кислотный модуль) составляло 0.15. Гидратацию проводили при перемешивании в течение 1 часа.Peptized pseudoboehmite for examples 1-5 was obtained from thermally activated aluminum hydroxide (TCA product). To do this, thermally activated aluminum hydroxide was ground, ground thermally activated aluminum hydroxide was sent to the reactor for sodium removal. The reactor was filled with 20 l of water and 12 ml of nitric acid with a concentration of 47 wt. %. Then, 2 kg of the milled TCA product was loaded into the reactor. The suspension was heated to 70°C and stirred for 2 hours. After stirring, the suspension was filtered on a vacuum filter, after which the washing operation was repeated until pH=7. The washed and filtered aluminum hydroxide in the form of a moistened powder was sent to be loaded into an autoclave. The washed aluminum hydroxide from the filtration stage was loaded into an autoclave with stirring (TXA:water ratio = 1:2 by weight, acid modulus 0.015). The autoclave was sealed, and the temperature was raised to 150°C with constant stirring. After heating, stirring of the suspension was continued at a constant temperature for 8 hours. Upon completion of the autoclaving process, the resulting pseudoboehmite suspension was transferred from the autoclave to a receiving vessel. Hydration was carried out by adding a solution of nitric acid with a concentration of 47 wt. % to a suspension of pseudoboehmite. The molar ratio of nitric acid/alumina (acid modulus) was 0.15. Hydration was carried out with stirring for 1 hour.

Пептизированный псевдобемит для примеров 6-7 получали из порошка псевдобемита. Порошок псевдобемита при перемешивании пептизовали водным раствором азотной кислоты с концентрацией 3 мас. % в течении 30 мин. Мольное отношение азотная кислота/оксид алюминия (кислотный модуль) составляло 0.05.The peptized pseudoboehmite for Examples 6-7 was prepared from pseudoboehmite powder. The powder of pseudoboehmite was peptized under stirring with an aqueous solution of nitric acid with a concentration of 3 wt. % within 30 min. The molar ratio of nitric acid/alumina (acid modulus) was 0.05.

Способ получения катализатораCatalyst production method

В Z-образный смеситель помещали пептизированный псевдобемит, добавляли HZSM-5, перемешивали. Смесь упаривали при перемешивании до тестообразной консистенции.Peptized pseudoboehmite was placed into a Z-shaped mixer, HZSM-5 was added, and mixed. The mixture was evaporated with stirring to a pasty consistency.

Затем к смеси цеолита и псевдобемита добавлялся водный раствор борной кислоты (расчетное количество порошка борной кислоты (ГОСТ 9656, х.ч., 99.9 мас. %) согласно Таблице 1, растворение при температуре 80°С).Then, an aqueous solution of boric acid was added to the mixture of zeolite and pseudoboehmite (calculated amount of boric acid powder (GOST 9656, chemically pure, 99.9 wt %) according to Table 1, dissolution at a temperature of 80°C).

К полученной смеси добавляли кремнезоль с рН в диапазоне от 8 до 10 (значения рН см. в Таблице 1). Полученную массу упаривали до формуемости. В результате получают формовочную массу.To the resulting mixture was added silica sol with a pH in the range from 8 to 10 (pH values, see Table 1). The resulting mass was evaporated to formability. As a result, a molding mass is obtained.

Полученную формовочную массу формовали на грануляторе с размером фильеры 3.5-4.0 мм. Гранулы провяливали в течение 12 ч, сушили в сушильном шкафу с конвекцией, сначала при температуре 80°С в течение 2 ч, затем при 120°С в течение 6 ч. Прокаливание гранул осуществляли в муфельной печи при температуре 550°С в течение 6 ч, подъем температуры 3°С/мин. В результате получают катализаторную композицию.The resulting molding mass was molded on a granulator with a die size of 3.5–4.0 mm. The granules were dried for 12 h, dried in a convection oven, first at 80°С for 2 h, then at 120°С for 6 h. The granules were calcined in a muffle furnace at 550°С for 6 h , temperature rise 3°C/min. The result is a catalyst composition.

Полученную катализаторную композицию подвергали щелочной обработке. Для этого гранулы катализаторной композиции помещали в емкость и приливали раствор гидроксида натрия (значения концентрации водного раствора гидроксида натрия, температуры и длительность обработки см. в Таблице 1). Затем отфильтровывали и отмывали дистиллированной водой от остатков щелочи. Полученные гранулы сушили в сушильном шкафу с конвекцией, сначала при температуре 80°С в течение 2 ч, затем при 120°С в течение 6 ч. Прокаливание осуществляли в муфельной печи при температуре 550°С в течение 6 ч, подъем температуры 3°С/мин.The obtained catalyst composition was subjected to alkali treatment. To do this, the granules of the catalyst composition were placed in a container and a sodium hydroxide solution was added (for the concentration of an aqueous solution of sodium hydroxide, temperature and duration of treatment, see Table 1). Then it was filtered and washed with distilled water to remove alkali residues. The resulting granules were dried in a convection oven, first at 80°C for 2 h, then at 120°C for 6 h. /min

Катализаторную композицию, прошедшую щелочную обработку, отмывали от натрия методом ионного обмена. Для этого в емкость загружали катализаторную композицию и добавляли раствор хлорида аммония (для отмывки 500 г катализаторной композиции готовили раствор 6 г хлорида аммония на 2.4 л воды), соблюдая соотношение твердое : жидкость=1:4 по массе. Смесь оставляли на 1 ч без перемешивания при комнатной температуре, раствор сливали и при необходимости производили повторный ионный обмен и промывку водой. Конечное содержание Na2O в катализаторной композиции не превышало 0.15 мас. %. Отмытую катализаторную композицию сушили в сушильном шкафу с конвекцией, сначала при температуре 80°С в течение 2 ч, затем при 120°С в течение 6 ч. Затем прокаливали в муфельной печи при температуре 550°С в течение 6 ч, подъем температуры 3°С/мин.The catalyst composition that underwent alkaline treatment was washed from sodium by the ion exchange method. To do this, the catalyst composition was loaded into the container and an ammonium chloride solution was added (to wash 500 g of the catalyst composition, a solution of 6 g of ammonium chloride per 2.4 l of water was prepared), observing the ratio solid : liquid = 1: 4 by weight. The mixture was left for 1 h without stirring at room temperature, the solution was decanted and, if necessary, repeated ion exchange and washing with water. The final content of Na 2 O in the catalyst composition did not exceed 0.15 wt %. %. The washed catalyst composition was dried in a convection oven, first at 80°C for 2 h, then at 120°C for 6 h. Then it was calcined in a muffle furnace at 550°C for 6 h, temperature rise 3° C/min

Полученную катализаторную композицию пропитывали по влагоемкости растворами цинка и редкоземельных элементов (составы пропиточных растворов приведены в Таблице 1). Для приготовления пропиточного раствора расчетное количество нитрата цинка растворяли в воде, добавляли нитраты РЗЭ в виде порошка или в виде промышленного концентрата нитратов РЗЭ (для катализаторов, включающих празеодим и неодим) и доводили до нужного объема дистиллированной водой. Пропитку проводили однократно по влагоемкости. Смесь катализаторной композиции и пропиточного раствора интенсивно перемешивали в течение 1 ч.The resulting catalyst composition was impregnated in terms of moisture capacity with solutions of zinc and rare earth elements (compositions of impregnating solutions are given in Table 1). To prepare an impregnating solution, the calculated amount of zinc nitrate was dissolved in water, REE nitrates were added in the form of a powder or in the form of an industrial concentrate of REE nitrates (for catalysts including praseodymium and neodymium) and brought to the required volume with distilled water. Impregnation was carried out once according to moisture capacity. The mixture of catalyst composition and impregnating solution was vigorously stirred for 1 hour.

По завершении пропитки гранулы провяливали 30 мин. Полученные пропитанные гранулы сушили в сушильном шкафу с конвекцией, сначала при температуре 80°С в течение 2 ч, затем при 120°С в течение 6 ч. Высушенный продукт прокаливали в муфельной печи при 550°С в течение 6 ч. Скорость подъема температуры 3°С/мин.Upon completion of the impregnation, the granules were dried for 30 min. The resulting impregnated granules were dried in a convection oven, first at 80°C for 2 hours, then at 120°C for 6 hours. The dried product was calcined in a muffle furnace at 550°C for 6 hours. °C/min.

В результате получают катализатор.The result is a catalyst.

Пример 8 (сравнительный)Example 8 (comparative)

Катализатор по примеру 8 получали аналогично примерам 1-7, однако не проводили щелочную обработку катализаторной композиции.The catalyst according to example 8 was obtained analogously to examples 1-7, however, alkali treatment of the catalyst composition was not carried out.

Пептизированный псевдобемит для примера 8 получали аналогично примерам 1-5Peptized pseudoboehmite for example 8 was obtained analogously to examples 1-5

Примеры 9 (сравнительный)Examples 9 (comparative)

Катализатор по примеру 9 получали аналогично примерам 1-7, однако к смеси цеолита и псевдобемита не добавлялся водный раствор борной кислоты.The catalyst according to example 9 was obtained similarly to examples 1-7, however, an aqueous solution of boric acid was not added to the mixture of zeolite and pseudoboehmite.

Пептизированный псевдобемит для примера 9 получали аналогично примерам 1-5.Peptized pseudo-boehmite for example 9 was obtained analogously to examples 1-5.

Примеры 10-18Examples 10-18

Примеры 10-18 показывают случаи получения бензинов. В зависимости от экологических требований конкретной страны и внутренних требований предприятия, получаемый продукт может рассматриваться как бензин, готовый к коммерческой реализации, либо как основной компонент для приготовления товарных бензинов методом компаундирования и/или фракционирования.Examples 10-18 show cases of obtaining gasolines. Depending on the environmental requirements of a particular country and the internal requirements of the enterprise, the resulting product can be considered as gasoline ready for commercial sale, or as the main component for the preparation of commercial gasoline by compounding and / or fractionation.

Для проведения примеров 10-18 использовалась каталитическая установка, включающая каталитический реактор, автоматические регуляторы расхода газа, редукторы давления газа, регулятор давления «до себя», счетчик газа, насосы для подачи жидкого сырья, охлаждаемую ловушку-сепаратор, в которой осуществляется сбор жидких продуктов катализа, криотермостат-циркулятор, а также автоматический регулятор температуры. Реактор оборудован двумя каналами для термопар, аксиальным и пристеночным. Внутренние диаметры каналов 3 мм. Аксиальный канал служит для измерения температуры по слою катализатора, пристеночный для установки термопары регулятора температуры. Температура в реакторе контролируется регулятором температуры в точке установки термопары в пристеночном канале. Термопара в пристеночном канале устанавливается на уровне нижней границы слоя катализатора.For examples 10-18, a catalytic plant was used, including a catalytic reactor, automatic gas flow regulators, gas pressure reducers, a pressure regulator "to itself", a gas meter, pumps for supplying liquid raw materials, a cooled separator trap in which liquid products are collected catalysis, a cryothermostat-circulator, and an automatic temperature controller. The reactor is equipped with two channels for thermocouples, axial and near-wall. The internal diameters of the channels are 3 mm. The axial channel is used to measure the temperature along the catalyst bed, the wall channel is used to install a temperature controller thermocouple. The temperature in the reactor is controlled by a temperature controller at the point where the thermocouple is installed in the near-wall channel. The thermocouple in the near-wall channel is installed at the level of the lower boundary of the catalyst layer.

Предварительно взвешенный катализатор (размер частиц катализатора 1-1.5 мм) помещали в реактор между слоями кварца, продували инертным газом, после чего проводили проверку данного реактора на герметичность. Для этого на стенд через реактор подавали азот. Длительность продувки составляла 10-15 минут. С помощью регулятора давления «до себя» устанавливали рабочее давление и проводили проверку реактора и подводящих к нему коммуникаций на герметичность. По результатам проверки герметичности реактора, включали его нагрев. При достижении рабочих параметров температуры и давления в реактор с помощью насосов-дозаторов подавали жидкое углеводородное сырье (углеводородные фракции и оксигенаты). Подача газообразных олефин-содержащих фракций осуществлялась с помощью регуляторов расхода газа. Образующиеся в процессе химических реакций жидкие и газообразные продукты выходят из реактора, охлаждаются в холодильнике, проходят регулятор давления и собираются в охлаждаемой ловушке. Через змеевик ловушки постоянно циркулирует хладагент. Циркуляция осуществляется криотермостатом-циркулятором. Газообразные продукты из ловушки через счетчик газа сбрасываются на свечу. После окончания эксперимента прекращалась подача исходного сырья, давление в реакторе сбрасывалось до атмосферного и в течение 15-20 минут в реактор подавался азот.A preliminarily weighed catalyst (catalyst particle size 1–1.5 mm) was placed in a reactor between quartz layers, purged with an inert gas, after which this reactor was checked for leaks. For this, nitrogen was supplied to the stand through the reactor. The duration of the purge was 10-15 minutes. With the help of a pressure regulator “up to oneself”, the working pressure was set and the reactor and the communications leading to it were checked for tightness. According to the results of the reactor tightness check, its heating was switched on. When the operating parameters of temperature and pressure were reached, liquid hydrocarbon feedstock (hydrocarbon fractions and oxygenates) was supplied to the reactor using dosing pumps. The supply of gaseous olefin-containing fractions was carried out using gas flow regulators. Liquid and gaseous products formed in the course of chemical reactions leave the reactor, are cooled in a refrigerator, pass through a pressure regulator and are collected in a cooled trap. The trap coil constantly circulates refrigerant. Circulation is carried out by a cryothermostat-circulator. Gaseous products from the trap are discharged through the gas meter to the candle. After the end of the experiment, the supply of feedstock was stopped, the pressure in the reactor was dropped to atmospheric pressure, and nitrogen was supplied to the reactor for 15-20 minutes.

Активность и селективность катализаторов на основе цеолитов как правило снижается в ходе эксплуатации из-за различных механизмов дезактивации. Для поддержания сопоставимой активности и/или селективности температуру реакции постепенно повышают. Межрегенерационный период в примерах 10-18 определялся как временной отрезок, начинающийся с момента подачи сырьевых компонентов в реактор и заканчивающийся при достижении температуры в слое катализатора более 550°С. В ходе проведения реакции проводили мониторинг оксигената в водной фазе продукта не реже 3 раз в сутки. В случае появления оксигената в продуктах реакции в количестве, соответствующем конверсии оксигената менее 98%, повышали температуру слоя катализатора. В случае достижения температуры в слое катализатора выше 550°С, эксперимент останавливали.The activity and selectivity of zeolite-based catalysts tend to decrease during operation due to various deactivation mechanisms. To maintain comparable activity and/or selectivity, the reaction temperature is gradually increased. The regeneration period in examples 10-18 was defined as the time period starting from the moment the raw materials were supplied to the reactor and ending when the temperature in the catalyst bed reached more than 550°C. During the reaction, the oxygenate in the aqueous phase of the product was monitored at least 3 times a day. In the case of the appearance of oxygenate in the reaction products in an amount corresponding to an oxygenate conversion of less than 98%, the temperature of the catalyst layer was increased. If the temperature in the catalyst bed exceeded 550°C, the experiment was stopped.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Claims (26)

1. Катализатор для производства бензинов при совместной переработке углеводородных фракций, оксигенатов и олефин-содержащих фракций, включающий цеолит ZSM-5 в количестве от 50.0 до 85.0 мас. %, где:1. Catalyst for the production of gasoline in the joint processing of hydrocarbon fractions, oxygenates and olefin-containing fractions, including zeolite ZSM-5 in an amount of from 50.0 to 85.0 wt. %, where: a. объем пор катализатора составляет от 0.15 до 0.26 см3/г,a. the pore volume of the catalyst is from 0.15 to 0.26 cm 3 /g, b. средний диаметр пор катализатора составляет от 38 до 53 Å,b. the average pore diameter of the catalyst is from 38 to 53 Å, c. соотношение слабых и сильных кислотных центров катализатора составляет от 2.2 до 3.5,c. the ratio of weak and strong acid sites of the catalyst is from 2.2 to 3.5, причем катализатор включает по химическому составу в пересчете на оксиды:moreover, the catalyst includes by chemical composition in terms of oxides: d. диоксид кремния в количестве от 53.0 до 85.0 мас. %,d. silicon dioxide in an amount from 53.0 to 85.0 wt. %, e. оксид алюминия в количестве от 10.9 до 43.0 мас. %,e. aluminum oxide in an amount from 10.9 to 43.0 wt. %, f. оксид бора в количестве от 0.5 до 2.5 мас. %,f. boron oxide in an amount of 0.5 to 2.5 wt. %, g. оксид цинка в количестве от 1.4 до 2.9 мас. %,g. zinc oxide in an amount of 1.4 up to 2.9 wt. %, h. оксиды редкоземельных элементов в количестве от 0.9 до 2.0 мас. %.h. oxides of rare earth elements in an amount of 0.9 to 2.0 wt. %. 2. Катализатор по п. 1, в котором катализатор применяется для совместной переработки углеводородных фракций, оксигенатов и олефин-содержащих фракций в бензины, предпочтительно катализатор применяется для способа получения бензинов, в котором в качестве сырья используют три потока, один из которых включает углеводородную фракцию, второй поток включает оксигенат, третий поток включает олефин-содержащую фракцию, где олефин-содержащая фракция включает один или более олефинов, выбранных из группы, включающей: этилен, пропилен, нормальные бутилены, изобутилен, в общем количестве от 10.0 до 50.0 мас. %.2. The catalyst according to claim 1, in which the catalyst is used for the co-processing of hydrocarbon fractions, oxygenates and olefin-containing fractions into gasolines, preferably the catalyst is used for a gasoline production process in which three streams are used as feedstock, one of which includes a hydrocarbon fraction , the second stream includes an oxygenate, the third stream includes an olefin-containing fraction, where the olefin-containing fraction includes one or more olefins selected from the group including: ethylene, propylene, normal butylenes, isobutylene, in a total amount of from 10.0 to 50.0 wt. %. 3. Катализатор по п. 1, в котором редкоземельные элементы включают один или более элементов, выбранных из группы, включающей: лантан, празеодим, неодим, церий.3. The catalyst of claim. 1, in which the rare earth elements include one or more elements selected from the group including: lanthanum, praseodymium, neodymium, cerium. 4. Катализатор по п. 1, в котором катализатор не содержит одного или более элементов, выбранных из группы, включающей: платиновые металлы, железо, кобальт, никель.4. The catalyst according to claim 1, in which the catalyst does not contain one or more elements selected from the group including: platinum metals, iron, cobalt, nickel. 5. Катализатор по п. 1, в котором цеолит имеет кремнеземный модуль SiO2/Al2O3 в диапазоне от 50 до 90, предпочтительно от 60 до 80.5. The catalyst according to claim 1, wherein the zeolite has a silica module SiO 2 /Al 2 O 3 in the range of 50 to 90, preferably 60 to 80. 6. Способ получения катализатора по любому из пп. 1-5, включающий следующие стадии:6. The method of obtaining a catalyst according to any one of paragraphs. 1-5, including the following steps: a. добавление HZSM-5 к пептизированному псевдобемиту для получения смеси цеолита и псевдобемита,a. adding HZSM-5 to peptized pseudoboehmite to obtain a mixture of zeolite and pseudoboehmite, b. добавление борной кислоты к смеси цеолита и псевдобемита,b. adding boric acid to a mixture of zeolite and pseudoboehmite, c. добавление кремнезоля с рН 8-10 к смеси, полученной на стадии (b), для получения формовочной массы,c. adding silica sol with a pH of 8-10 to the mixture obtained in step (b) to obtain a molding composition, d. формование, сушка и прокаливание формовочной массы с получением катализаторной композиции,d. molding, drying and calcining the molding mass to obtain a catalyst composition, e. щелочная обработка катализаторной композиции, полученной на стадии (d),e. alkaline treatment of the catalyst composition obtained in step (d), f. отмывка от натрия катализаторной композиции, полученной на стадии (е), сушка и прокалка,f. washing the catalyst composition obtained in step (e) from sodium, drying and calcining, g. пропитка катализаторной композиции, полученной на стадии (f), растворами солей цинка и редкоземельных элементов, сушка и прокалка.g. impregnation of the catalyst composition obtained in step (f) with solutions of zinc and rare earth salts, drying and calcination. 7. Способ по п. 6, в котором для щелочной обработки используют водный раствор щелочи с рН от 10 до 14, предпочтительно рН от 12 до 14.7. The method of claim 6, wherein the alkaline treatment uses an aqueous alkali solution with a pH of 10 to 14, preferably a pH of 12 to 14. 8. Способ по п. 6, в котором для щелочной обработки используют водный раствор гидроксида натрия с концентрацией 0.01-0.5 М.8. The method according to p. 6, in which an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 0.01-0.5 M is used for alkaline treatment. 9. Способ по п. 6, в котором щелочную обработку проводят при нагревании до 30-80°С.9. The method according to p. 6, in which the alkaline treatment is carried out by heating to 30-80°C. 10. Способ по п. 6, в котором для пропитки катализаторной композиции используется пропитка по влагоемкости или пропитка в избытке раствора.10. The method of claim. 6, in which impregnation of the catalyst composition using impregnation by moisture capacity or impregnation in excess solution.
RU2021110271A 2021-04-13 2021-04-13 Catalyst and method for production thereof RU2768115C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021110271A RU2768115C1 (en) 2021-04-13 2021-04-13 Catalyst and method for production thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021110271A RU2768115C1 (en) 2021-04-13 2021-04-13 Catalyst and method for production thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2768115C1 true RU2768115C1 (en) 2022-03-23

Family

ID=80819899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021110271A RU2768115C1 (en) 2021-04-13 2021-04-13 Catalyst and method for production thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2768115C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2007129273A (en) * 2004-12-28 2009-02-10 Чайна Петролеум Энд Кемикел Корпорейшн (Cn) CATALYST OF CRACKING AND METHOD OF CRACKING OF HYDROCARBONS WITH ITS USE
US20130303813A1 (en) * 2012-03-31 2013-11-14 IFP Energies Nouvelles Catalyst comprising palladium and silver, and its application for selective hydrogenation
RU2516847C1 (en) * 2013-01-09 2014-05-20 Открытое акционерное общество "Газпромнефть-Омский НПЗ" Catalytic additive for octane improvement in cat-cracked petrol and method of its manufacturing
WO2017155431A1 (en) * 2016-03-09 2017-09-14 Limited Liability Company "New Gas Technologies-Synthesis" (Llc "Ngt-Synthesis") A method for producing high-octane motor gasolines of low-octane hydrocarbon fractions, fractions of gaseous olefins and oxygenates and a plant for the method embodiment
US20180029024A1 (en) * 2009-08-10 2018-02-01 Mississippi State University Novel catalysts and process for liquid hydrocarbon fuel production
RU2658832C1 (en) * 2017-01-13 2018-06-25 Михайло Барильчук Catalyst and method of transformation of c2-c12 alphatic hydrocarbons, c1-c5 alcohols, their ethers or their mixtures to each other to the gasoline high-octane component or the aromatic hydrocarbons concentrate
EA201891760A1 (en) * 2016-03-09 2019-06-28 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Газовые Технологии-Синтез" (Ооо "Нгт-Синтез") METHOD OF JOINT TRANSFORMING HYDROCARBON FRACTIONS AND OXYGENATES TO HIGH-OCTANE COMPONENTS OF FUELS OR AROMATIC HYDROCARBONS AND CATALYST FOR ITS IMPLEMENTATION
EA033290B1 (en) * 2016-10-28 2019-09-30 Михайло Барильчук Catalyst and method to convert c-caliphatic hydrocarbons, c-calcohols, their esters or mixtures into high-octane gasoline component or diesel fraction

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2007129273A (en) * 2004-12-28 2009-02-10 Чайна Петролеум Энд Кемикел Корпорейшн (Cn) CATALYST OF CRACKING AND METHOD OF CRACKING OF HYDROCARBONS WITH ITS USE
US20180029024A1 (en) * 2009-08-10 2018-02-01 Mississippi State University Novel catalysts and process for liquid hydrocarbon fuel production
US20130303813A1 (en) * 2012-03-31 2013-11-14 IFP Energies Nouvelles Catalyst comprising palladium and silver, and its application for selective hydrogenation
RU2516847C1 (en) * 2013-01-09 2014-05-20 Открытое акционерное общество "Газпромнефть-Омский НПЗ" Catalytic additive for octane improvement in cat-cracked petrol and method of its manufacturing
WO2017155431A1 (en) * 2016-03-09 2017-09-14 Limited Liability Company "New Gas Technologies-Synthesis" (Llc "Ngt-Synthesis") A method for producing high-octane motor gasolines of low-octane hydrocarbon fractions, fractions of gaseous olefins and oxygenates and a plant for the method embodiment
EA201891760A1 (en) * 2016-03-09 2019-06-28 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Газовые Технологии-Синтез" (Ооо "Нгт-Синтез") METHOD OF JOINT TRANSFORMING HYDROCARBON FRACTIONS AND OXYGENATES TO HIGH-OCTANE COMPONENTS OF FUELS OR AROMATIC HYDROCARBONS AND CATALYST FOR ITS IMPLEMENTATION
EA033290B1 (en) * 2016-10-28 2019-09-30 Михайло Барильчук Catalyst and method to convert c-caliphatic hydrocarbons, c-calcohols, their esters or mixtures into high-octane gasoline component or diesel fraction
RU2658832C1 (en) * 2017-01-13 2018-06-25 Михайло Барильчук Catalyst and method of transformation of c2-c12 alphatic hydrocarbons, c1-c5 alcohols, their ethers or their mixtures to each other to the gasoline high-octane component or the aromatic hydrocarbons concentrate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10464863B2 (en) Catalyzed alkylation, alkylation catalysts, and methods of making alkylation catalysts
KR101675603B1 (en) Selective catalyst for aromatics conversion
EP2803407B1 (en) Process for preparing paraxylene by concomitant conversion of methyl alcohol and/or dimethyl ether and c4 liquefied gas with a bimetal- and siloxane-modified zeolite catalyst
RU2563648C2 (en) Improved method of producing zeolite-based catalyst for converting methanol into olefins
EA014135B1 (en) Catalyst and process for the preparation of alkylated aromatic hydrocarbons
TW201318702A (en) Use of a catalyst comprising a phosphorus modified zeolite in an alcohol dehydration process
EA030477B1 (en) Catalyst comprising a phosphorus modified zeolite and having partly an alpo structure
RU2654205C1 (en) Substrate for a method for selectively synthesizing a high-quality kerosene fraction from synthesis gas, catalyst for this method and method of their manufacturing
JP6803729B2 (en) Manufacturing method of p-xylene
Pouria et al. Propane catalytic cracking on pretreated La-ZSM-5 zeolite during calcination for light olefins production
CA2878390A1 (en) Zeolite catalysts, methods for producing zeolite catalysts, and methods for producing lower olefins
KR101420448B1 (en) Cracking catalyst, process for preparation thereof, and process for catalytic cracking of hydrocarbon oil
RU2658832C1 (en) Catalyst and method of transformation of c2-c12 alphatic hydrocarbons, c1-c5 alcohols, their ethers or their mixtures to each other to the gasoline high-octane component or the aromatic hydrocarbons concentrate
JP2014024007A (en) Zeolite catalyst, process for producing zeolite catalyst and process for producing lower olefin
RU2768115C1 (en) Catalyst and method for production thereof
JP2010042344A (en) Catalyst for manufacturing lower olefin, method of manufacturing the same and method of manufacturing lower olefin using catalyst
WO2019008499A1 (en) Process for producing olefins from alcohols
KR20130134064A (en) Zsm-5 catalyst with micropores and mesopores, preparation method thereof and production method of light olefins through catalytic cracking of hydrocarbons using the catalyst
JP5987957B2 (en) Propylene production catalyst production method
RU2760550C1 (en) Catalyst and method for its production
RU2768118C1 (en) Method of producing catalyst
CN109569703B (en) Catalyst for producing gasoline component from naphtha and methanol, preparation method and application
CN102869443A (en) Improved catalyst based on zeolite for producing olefins and for oligomerizing olefins
RU2100075C1 (en) Zeolite-containing catalyst and method of converting $$$-hydrocarbons into high-antiknock gasoline component or aromatic hydrocarbon concentrate
JP2020510742A (en) Alkylation process with improved octane number