RU2803505C2 - Paraffin dehydrogenation catalyst - Google Patents

Paraffin dehydrogenation catalyst Download PDF

Info

Publication number
RU2803505C2
RU2803505C2 RU2021112533A RU2021112533A RU2803505C2 RU 2803505 C2 RU2803505 C2 RU 2803505C2 RU 2021112533 A RU2021112533 A RU 2021112533A RU 2021112533 A RU2021112533 A RU 2021112533A RU 2803505 C2 RU2803505 C2 RU 2803505C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rare earth
alumina
catalyst
compound
eta
Prior art date
Application number
RU2021112533A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021112533A (en
Inventor
Бижу Майппан ДЕВАССИ
Рекха МАХАДЕВАЙАХ
Прашант Кумар Райчур КРИШТАЧАРИЯ
Винод Санкаран НАИР
Original Assignee
Сабик Глоубл Текнолоджиз Б.В.
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 Сабик Глоубл Текнолоджиз Б.В. filed Critical Сабик Глоубл Текнолоджиз Б.В.
Publication of RU2021112533A publication Critical patent/RU2021112533A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2803505C2 publication Critical patent/RU2803505C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: catalysts.
SUBSTANCE: group of inventions relates to a paraffin dehydrogenation catalyst with a modified carrier to increase crushing strength, as well as to a method for its production. A method for producing a paraffin dehydrogenation catalyst having increased crush strength is presented, comprising the following: (a) obtaining a rare earth-modified alumina carrier in the form eta-alumina containing a compound containing a rare earth element; (b) impregnating the rare earth-modified alumina carrier with a chromium-containing solution to form a second carrier; (c) drying the second carrier to obtain a third carrier; (d) calcining the third carrier to obtain a paraffin dehydrogenation catalyst; wherein the paraffin dehydrogenation catalyst has a crushing strength of more than about 0.4 daN/mm, and the paraffin dehydrogenation catalyst comprises a rare earth metal oxide in the range of 0.5-5 wt.%, chromium oxide in the range of 17-40 wt.%, at least one alkali metal component in the range of 0.1-5 wt.%, eta-alumina the rest, and at least one alkali metal component comprises a compound of sodium, potassium, rubidium, or combinations thereof, and obtaining in stage (a) includes the following: (e) receiving eta-alumina media; (f) impregnating the eta-alumina carrier with a solution containing a rare earth compound to obtain a first carrier; and (g) drying the first carrier and calcining the dried first carrier to obtain a rare earth-modified alumina carrier in the form of eta-alumina. In another embodiment, a paraffin dehydrogenation catalyst is provided comprising: a carrier containing eta-alumina; from 0.1 to 10 wt.% of at least one component in the form of a rare earth metal; from 0.1 to 5 wt.% of at least one component containing an alkali metal; and from 17 to 40 wt.% of chromium component; eta-alumina is the rest, and at least one component of the alkali metal comprises a compound of sodium, potassium, rubidium, or combinations thereof.
EFFECT: making a paraffin dehydrogenation catalyst characterized by increased crushing strength and increased thermal stability.
12 cl, 6 dwg, 2 tbl, 4 ex

Description

Перекрёстная ссылка на родственные заявкиCross-reference to related applications

По данной заявке испрашивается преимущество приоритета на основании предварительной заявки на патент США № 62/742229, поданной 5 октября 2018 г., и предварительной заявки на патент США № 62/742231, поданной 5 октября 2018 г., полное содержание каждого из них полностью включено в настоящее описание посредством ссылки.This application claims the benefit of priority to U.S. Provisional Patent Application No. 62/742229, filed Oct. 5, 2018, and U.S. Provisional Patent Application No. 62/742231, filed Oct. 5, 2018, the entire contents of each being incorporated in their entirety. herein by reference.

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Настоящее изобретение в целом относится к катализаторам дегидрирования парафинов. Более конкретно, настоящее изобретение относится к катализатору дегидрирования парафинов с модифицированным носителем для повышения прочности на раздавливание.The present invention generally relates to catalysts for the dehydrogenation of paraffins. More specifically, the present invention relates to a carrier-modified wax dehydrogenation catalyst to improve crush strength.

Предшествующий уровень техникиPrior Art

Дегидрирование алканов представляет собой процесс, используемый для получения разнообразных алкеновых продуктов. Примеры указанных алкеновых продуктов включают в себя изобутилен, используемый для получения метил-трет-бутилового простого эфира (MTBE), и пропилен, используемый для производства полипропилена. В настоящее время в большинстве промышленно доступных технологий дегидрирования алканов, включая процесс Süd-Chemie CATOFIN®, процесс UOP’s Oleflex®, процесс Phillips’ Star™ и процесс Snamprogetti-Yarsintez, применяются реакторы с неподвижными или псевдоожиженными слоями катализаторов различных типов. Dehydrogenation of alkanes is a process used to produce a variety of alkene products. Examples of these alkene products include isobutylene, used to make methyl tert-butyl ether (MTBE), and propylene, used to make polypropylene. Currently, most commercially available alkane dehydrogenation technologies, including the Süd-Chemie CATOFIN® process, UOP's Oleflex® process, Phillips' Star™ process and the Snamprogetti-Yarsintez process, use fixed or fluidized bed reactors of various types.

Одним из наиболее распространённых катализаторов, применяемых для дегидрирования алканов, является оксид хрома, нанесённый на оксид алюминия. Несмотря на то, что указанный тип катализаторов применялся в течение десятилетий, имеется ряд недостатков, связанных с ними, при использовании в реакторах с неподвижным слоем. Прежде всего, термическая стабильность катализаторов на основе хрома является относительно низкой. Вследствие высоких рабочих температур и в режиме работы, и в режиме регенерации процесса дегидрирования алканов низкая термическая стабильность катализатора оказывает значительное отрицательное влияние на ожидаемый срок службы слоя катализатора, что в результате приводит к частой замене катализаторов. Во-вторых, доступные в настоящее время катализаторы на основе оксида хрома, как правило, не обладают достаточной механической прочностью для удержания своей собственной массы и противостояния турбулентности технологических потоков процесса дегидрирования алканов. В ходе процесса дегидрирования механическая прочность катализатора постепенно снижается до такого уровня, что катализатор необходимо исключать из производственного цикла, даже хотя металлические элементы в катализаторах всё ещё активны для катализирования реакции дегидрирования, что в результате приводит к образованию отходов активных металлов в составе катализатора. С учётом вышесказанного, эффективность традиционных катализаторов в процессе дегидрирования алканов является относительно низкой. One of the most common catalysts used for the dehydrogenation of alkanes is chromium oxide supported on alumina. Although this type of catalyst has been used for decades, there are a number of disadvantages associated with it when used in fixed bed reactors. First of all, the thermal stability of chromium-based catalysts is relatively low. Due to the high operating temperatures in both operation and regeneration modes of the alkane dehydrogenation process, poor thermal stability of the catalyst has a significant negative impact on the life expectancy of the catalyst bed, resulting in frequent catalyst replacement. Secondly, currently available chromium oxide catalysts generally do not have sufficient mechanical strength to support their own mass and withstand the turbulence of the alkane dehydrogenation process streams. During the dehydrogenation process, the mechanical strength of the catalyst gradually decreases to such a level that the catalyst must be removed from the production cycle, even though the metal elements in the catalysts are still active to catalyze the dehydrogenation reaction, resulting in the formation of waste active metals within the catalyst. Taking into account the above, the efficiency of traditional catalysts in the process of dehydrogenation of alkanes is relatively low.

В целом, хотя катализаторы дегидрирования алканов существуют, потребность в усовершенствованиях в данной области продолжает оставаться актуальной, по меньшей мере, в свете вышеупомянутых недостатков.In general, although catalysts for the dehydrogenation of alkanes exist, the need for improvements in this area continues to be relevant, at least in light of the above-mentioned disadvantages.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Найдено решение, по меньшей мере, некоторых из вышеупомянутых проблем, связанных с катализаторами на основе хрома. Данное решение заключается в катализаторе, содержащем модифицированный редкоземельным элементом материал носителя, и способе получения катализатора, который включает в себя многочисленные стадии прокалки. А именно, алюмохромоксидный катализатор, приготовленный данным способом, демонстрирует повышенную прочность на раздавливание по сравнению с традиционными катализаторами дегидрирования на основе хрома. Кроме того, катализатор, приготовленный данным способом, демонстрирует повышенную термическую стабильность в сопоставлении с традиционным катализатором дегидрирования на основе хрома. В целом, катализатор, соответствующий вариантам воплощения способа изобретения, характеризуется увеличенным ожидаемым сроком службы в сравнении с традиционным катализатором дегидрирования, что в результате приводит к снижению стоимости производства. С учётом вышесказанного, катализатор и способы настоящего изобретения предоставляют техническое решение, по меньшей мере, некоторых из проблем, связанных с доступными в настоящее время катализаторами дегидрирования алканов.A solution has been found to at least some of the above problems associated with chromium-based catalysts. This solution consists of a catalyst comprising a rare earth modified support material and a method for producing the catalyst which includes multiple calcination steps. Namely, the chromium-aluminum catalyst prepared by this method exhibits increased crush strength compared to conventional chromium-based dehydrogenation catalysts. In addition, the catalyst prepared by this method exhibits improved thermal stability compared to a conventional chromium-based dehydrogenation catalyst. In general, the catalyst according to embodiments of the method of the invention has an increased life expectancy compared to a conventional dehydrogenation catalyst, resulting in lower production costs. With that said, the catalyst and methods of the present invention provide a technical solution to at least some of the problems associated with currently available alkane dehydrogenation catalysts.

Варианты воплощения данного изобретения включают в себя катализатор дегидрирования парафинов, обладающий повышенной прочностью на раздавливание. Катализатор дегидрирования парафинов получают способом, включающим в себя приготовление модифицированного редкоземельным элементом алюмооксидного носителя в форме эта-оксида алюминия, форме тета-оксида алюминия или их сочетаний. Способ дополнительно включает в себя пропитку модифицированного редкоземельным элементом алюмооксидного носителя в форме эта-оксида алюминия, тета-оксида алюминия или их сочетаний хромсодержащим раствором для получения второго носителя. Способ дополнительно включает в себя сушку второго носителя и прокаливание высушенного второго носителя для получения катализатора дегидрирования парафинов. Данный катализатор дегидрирования парафинов обладает прочностью на раздавливание выше чем около 0,4 даН/мм. Катализатор дегидрирования парафинов содержит оксид редкоземельного элемента в диапазоне 0,5-5% масс. В вариантах осуществления изобретения оксид редкоземельного элемента может заключать в себе оксид лантана.Embodiments of the present invention include a wax dehydrogenation catalyst having increased crush strength. The paraffin dehydrogenation catalyst is prepared by a process comprising preparing a rare earth modified alumina support in the form of eta alumina, the form of theta alumina, or combinations thereof. The method further includes impregnating a rare earth modified alumina support in the form of eta alumina, theta alumina, or combinations thereof, with a chromium-containing solution to produce a second support. The method further includes drying the second support and calcining the dried second support to obtain a wax dehydrogenation catalyst. This wax dehydrogenation catalyst has a crush strength higher than about 0.4 daN/mm. The paraffin dehydrogenation catalyst contains rare earth oxide in the range of 0.5-5 wt%. In embodiments of the invention, the rare earth oxide may comprise lanthanum oxide.

Варианты воплощения изобретения включают в себя катализатор дегидрирования парафинов, имеющий повышенную прочность на раздавливание. Катализатор дегидрирования парафинов получают способом, включающим в себя приготовление модифицированного редкоземельным элементом алюмооксидного носителя в форме эта-оксида алюминия, тета-оксида алюминия или их сочетаний (стадия (a)). Способ дополнительно включает в себя пропитку модифицированного редкоземельным элементом алюмооксидного носителя хромсодержащим раствором для получения второго носителя. Способ дополнительно включает в себя сушку второго носителя и прокаливание высушенного второго носителя для получения катализатора дегидрирования парафинов. Катализатор дегидрирования парафинов характеризуется прочностью на раздавливание более чем около 0,4 даН/мм. Катализатор дегидрирования парафинов содержит оксид редкоземельного элемента в диапазоне 0,5-5%, или 0,8-4%, или 0,5-1% масс. В вариантах осуществления изобретения оксид редкоземельного элемента может заключать в себе оксид лантана. Получение на стадии (a) включает в себя приготовление эта-алюмооксидного носителя. Получение на стадии (a) дополнительно включает в себя пропитку эта-алюмооксидного носителя раствором, содержащим редкоземельный элемент, для получения первого носителя. Получение на стадии (a), как и описано ранее, дополнительно включает в себя сушку первого носителя и прокаливание высушенного первого носителя для получения модифицированного редкоземельным элементом алюмооксидного носителя в форме эта-оксида алюминия, тета-оксида алюминия или их сочетаний.Embodiments of the invention include a wax dehydrogenation catalyst having increased crush strength. The wax dehydrogenation catalyst is prepared by a process comprising preparing a rare earth modified alumina support in the form of eta alumina, theta alumina or combinations thereof (step (a)). The method further includes impregnating the rare earth modified alumina support with a chromium-containing solution to obtain a second support. The method further includes drying the second support and calcining the dried second support to obtain a wax dehydrogenation catalyst. The wax dehydrogenation catalyst has a crush strength of more than about 0.4 daN/mm. The paraffin dehydrogenation catalyst contains rare earth oxide in the range of 0.5-5%, or 0.8-4%, or 0.5-1% by weight. In embodiments of the invention, the rare earth oxide may comprise lanthanum oxide. Preparation in step (a) involves preparing the eta-alumina support. The preparation in step (a) further includes impregnating the eta-aluminum oxide support with a solution containing a rare earth element to obtain a first support. Preparation in step (a), as previously described, further includes drying the first support and calcining the dried first support to obtain a rare earth modified alumina support in the form of eta alumina, theta alumina, or combinations thereof.

Варианты осуществления изобретения включают в себя катализатор дегидрирования парафинов, характеризующийся повышенной прочностью на раздавливание. Катализатор дегидрирования парафинов получают способом, включающим в себя приготовление модифицированного редкоземельным элементом алюмооксидного носителя в форме эта-оксида алюминия, тета-оксида алюминия или их сочетаний (стадия (a)). Способ дополнительно включает в себя пропитку модифицированного редкоземельным элементом алюмооксидного носителя хромсодержащим раствором для получения второго носителя. Способ дополнительно включает в себя сушку второго носителя и прокаливание высушенного второго носителя для получения катализатора дегидрирования парафинов. Катализатор дегидрирования парафинов характеризуется прочностью на раздавливание более чем около 0,4 даН/мм. Катализатор дегидрирования парафинов содержит оксид редкоземельного элемента в диапазоне 0,5-5%, или 0,8-4%, или 0,5-1% масс. В вариантах осуществления изобретения оксид редкоземельного элемента может заключать в себе оксид лантана. Получение на стадии (a) включает в себя приготовление предшественника эта-алюмооксидного носителя; контактирование предшественника с раствором, содержащим редкоземельный элемент, для получения связанного предшественника; формование связанного предшественника эта-алюмооксидного носителя; сушку связанного предшественника и прокаливание высушенного связанного предшественника для получения модифицированного редкоземельным элементом алюмооксидного носителя в форме эта-оксида алюминия, тета-оксида алюминия или их сочетаний.Embodiments of the invention include a wax dehydrogenation catalyst having increased crush strength. The wax dehydrogenation catalyst is prepared by a process comprising preparing a rare earth modified alumina support in the form of eta alumina, theta alumina or combinations thereof (step (a)). The method further includes impregnating the rare earth modified alumina support with a chromium-containing solution to obtain a second support. The method further includes drying the second support and calcining the dried second support to obtain a wax dehydrogenation catalyst. The wax dehydrogenation catalyst has a crush strength of more than about 0.4 daN/mm. The paraffin dehydrogenation catalyst contains rare earth oxide in the range of 0.5-5%, or 0.8-4%, or 0.5-1% by weight. In embodiments of the invention, the rare earth oxide may comprise lanthanum oxide. Preparation in step (a) includes preparing an eta-alumina support precursor; contacting the precursor with a solution containing the rare earth element to obtain a bound precursor; forming a bound eta alumina support precursor; drying the bound precursor; and calcining the dried bound precursor to obtain a rare earth modified alumina support in the form of eta alumina, theta alumina, or combinations thereof.

Следующее ниже включает в себя определения различных терминов и выражений, употребляемых на протяжении данного описания.The following includes definitions of various terms and expressions used throughout this description.

Выражения «редкоземельный металл», «добавка редкоземельного компонента» и «редкоземельный элемент» употребляются в настоящем документе взаимозаменяемо.The expressions “rare earth metal”, “rare earth additive” and “rare earth element” are used interchangeably herein.

Термины «около» или «приблизительно» определяются как близкие к пониманию специалиста в данной области техники. В одном из неограничивающих вариантов осуществления описывается, что термины охватывают диапазон в пределах 10%, предпочтительно, в пределах 5%, более предпочтительно, в пределах 1%, и наиболее предпочтительно, в пределах 0,5%.The terms “about” or “approximately” are defined as being within the understanding of one skilled in the art. In one non-limiting embodiment, the terms are described to cover a range within 10%, preferably within 5%, more preferably within 1%, and most preferably within 0.5%.

Термины «масс.%», «об.%» или «мол.%» относятся к массовым, объёмным или мольным процентам компонента, соответственно, в расчёте на общую массу, общий объём или суммарное количество молей материала, который включает в себя компонент. В неограничивающем примере 10 молей компонента в 100 молях материала составляют 10 мол.% компонента.The terms "wt%", "vol%" or "mol%" refer to the mass, volume or mole percentage of a component, respectively, based on the total mass, total volume or total number of moles of the material that includes the component. In a non-limiting example, 10 moles of a component in 100 moles of material constitutes 10 mole percent of the component.

Термин «по существу» и его варианты определяются как охватывающие диапазоны в пределах 10%, в пределах 5%, в пределах 1% или в пределах 0,5%.The term “substantially” and variations thereof are defined to include ranges within 10%, within 5%, within 1%, or within 0.5%.

Термины «ингибирующий», либо «снижающий», либо «предотвращающий», либо «исключающий» или любой вариант указанных терминов при употреблении в формуле изобретения и/или описании включают любое измеряемое снижение или полное ингибирование для достижения желаемого результата.The terms “inhibiting” or “reducing” or “preventing” or “eliminating” or any variant of these terms when used in the claims and/or description include any measurable reduction or complete inhibition to achieve the desired result.

Термин «эффективный» как таковой употребляется в описании и/или формуле изобретения, подразумевает адекватный для достижения желаемого, ожидаемого или предполагаемого результата.The term "effective" as such used in the description and/or claims implies adequate to achieve the desired, expected or intended result.

Употребление слов “a” или “an” при использовании в сочетании с термином «заключающий в себе», «включающий в себя», «содержащий» или «имеющий» в формуле изобретения или описании может обозначать «один», а также согласуется со значением «один или несколько», «по меньшей мере, один» и «один или больше одного».The use of the words “a” or “an” when used in conjunction with the term “comprising”, “including”, “comprising” or “having” in a claim or description may mean “one” and is also consistent with the meaning "one or more", "at least one" and "one or more than one".

Слова «заключающий в себе» (и любая форма «заключающего в себе», такая как «заключают в себе» и «заключает в себе»), «имеющий» (и любая форма «имеющего», такая как «имеют» и «имеет»), «включающий в себя» (и любая форма «включающего в себя», такая как «включает в себя» и «включают в себя») или «содержащий» (и любая форма «содержащего», такая как «содержит» и «содержат») являются включающими или выражениями открытого типа и не исключают дополнительных, неупомянутых элементов или стадий способа. The words "encompassing" (and any form of "encompassing" such as "encompassing" and "encompassing"), "having" (and any form of "having" such as "have" and "has "), "including" (and any form of "including" such as "includes" and "include") or "containing" (and any form of "containing" such as "contains" and "comprise") are inclusive or open-ended expressions and do not exclude additional, unmentioned elements or method steps.

Способ настоящего изобретения может «заключать в себе», «состоять по существу из» или «состоять из» конкретных ингредиентов, компонентов, композиций и т.д., раскрываемых на протяжении всего описания. The method of the present invention may “comprise,” “consist essentially of,” or “consist of” specific ingredients, components, compositions, etc., disclosed throughout the specification.

Термин «в основном» в том значении, как он употребляется в описании и/или формуле изобретения, подразумевает величину большую, чем любая из величин: 50 масс.%, 50 мол.% и 50 об.%. Например, «в основном» может включать в себя от 50,1 масс.% до 100 масс.% и все имеющиеся между этими значениями значения и диапазоны, от 50,1 мол.% до 100 мол.% и все имеющиеся между этими значениями значения и диапазоны, а также от 50,1 об.% до 100 об.% и все имеющиеся между этими значениями значения и диапазоны.The term “substantially” as used in the specification and/or claims implies a value greater than any of 50% by weight, 50% by weight, and 50% by volume. For example, "substantially" may include from 50.1 wt.% to 100 wt.% and all values and ranges therein between, from 50.1 mole.% to 100 mole.% and all values in between. values and ranges, as well as from 50.1 vol.% to 100 vol.% and all values and ranges between these values.

Другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидны из следующих ниже фигур, подробного описания и примеров. Однако следует понимать, что фигуры, подробное описание и примеры, хотя и демонстрируют конкретные варианты осуществления изобретения, приведены только в качестве иллюстрации и не подразумеваются как ограничительные. В дополнение к этому, предполагается, что изменения и модификации в пределах сущности и объёма настоящего изобретения станут очевидны специалистам в данной области техники из данного подробного описания. В представленных далее вариантах осуществления признаки, взятые из конкретных вариантов осуществления, можно объединять с признаками, взятыми из других вариантов осуществления. Например, признаки, взятые из одного варианта осуществления, можно объединять с признаками, взятыми из любых других вариантов осуществления. В представленных далее вариантах осуществления можно добавлять дополнительные признаки к конкретным вариантам осуществления, описанным в настоящем документе.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following figures, detailed description and examples. It should be understood, however, that the figures, detailed description and examples, while showing specific embodiments of the invention, are provided by way of illustration only and are not intended to be limiting. In addition, it is intended that changes and modifications within the spirit and scope of the present invention will become apparent to those skilled in the art from this detailed description. In the following embodiments, features taken from specific embodiments may be combined with features taken from other embodiments. For example, features taken from one embodiment may be combined with features taken from any other embodiments. In the following embodiments, additional features may be added to the specific embodiments described herein.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Для более полного понимания обращаемся теперь к следующим ниже описаниям, взятым в сочетании с сопроводительными чертежами, в которых:For a more complete understanding, reference is now made to the following descriptions, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:

на фиг. 1 показана технологическая блок-схема способа получения катализатора дегидрирования парафинов согласно вариантам воплощения данного изобретения;in fig. 1 is a flow chart of a method for producing a wax dehydrogenation catalyst according to embodiments of the present invention;

на фиг. 2 представлена технологическая блок-схема способа дегидрирования низшего парафина с использованием катализатора согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;in fig. 2 is a flow chart of a process for dehydrogenating lower wax using a catalyst according to embodiments of the present invention;

на фиг. 3 приведено сравнение выходов изобутилена при осуществлении дегидрирования изобутана с использованием традиционного катализатора и катализатора (примера 2), соответствующего вариантам осуществления данного изобретения; и in fig. 3 shows a comparison of isobutylene yields when carrying out the dehydrogenation of isobutane using a traditional catalyst and the catalyst (example 2) corresponding to embodiments of this invention; And

на фиг. 4 приведено сравнение селективностей превращения изобутана в изобутилен при использовании традиционного катализатора и катализатора (примера 2), соответствующего вариантам осуществления данного изобретения;in fig. 4 shows a comparison of the selectivities for converting isobutane to isobutylene using a conventional catalyst and a catalyst (Example 2) corresponding to embodiments of this invention;

на фиг. 5 приведены выходы изобутилена при осуществлении дегидрирования изобутана с использованием катализатора (примера 4) согласно вариантам осуществления данного изобретения, до (A) и после (B) первого старения катализатора, описанных в примере 4;in fig. 5 shows the yields of isobutylene when carrying out the dehydrogenation of isobutane using the catalyst (example 4) according to embodiments of this invention, before (A) and after (B) the first aging of the catalyst described in example 4;

на фиг. 6 представлены селективности превращения изобутана в изобутилен при использовании катализатора (примера 4) согласно вариантам осуществления данного изобретения, до (A) и после (B) первого старения катализатора, описанных в примере 4.in fig. 6 shows the selectivities for converting isobutane to isobutylene using the catalyst (Example 4) according to embodiments of the present invention, before (A) and after (B) the first aging of the catalyst described in Example 4.

Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention

В настоящее время катализаторы дегидрирования парафинов, используемые в реакторах с неподвижным слоем, как правило, характеризуются низкой стабильностью и ограниченной механической прочностью, что приводит к малому ожидаемому сроку службы катализаторов и высоким производственным расходам в результате частой замены катализаторов. В настоящем изобретении предлагается решение указанных проблем. Данное решение осуществляется на основе катализатора, который включает в себя модифицированный редкоземельным элементом алюмооксидный носитель в форме эта-оксида алюминия, тета-оксида алюминия или их сочетаний. Катализатор получают путём выполнения множественных стадий прокалки, и он включает в себя хром и редкоземельный элемент на алюмооксидном носителе в форме эта-оксида алюминия, тета-оксида алюминия или их сочетаний. Стабильность и механическая прочность указанного катализатора повышается по сравнению с традиционными катализаторами дегидрирования на основе хрома, что в результате приводит к снижению производственных затрат на осуществление дегидрирования парафина. Указанные и другие неограничивающие аспекты настоящего изобретения обсуждаются более подробно в следующих ниже разделах. Currently, wax dehydrogenation catalysts used in fixed bed reactors typically have low stability and limited mechanical strength, resulting in short catalyst life expectancy and high operating costs resulting from frequent catalyst replacement. The present invention provides a solution to these problems. This solution is based on a catalyst that includes a rare earth modified alumina support in the form of eta alumina, theta alumina, or combinations thereof. The catalyst is prepared by performing multiple calcination steps and includes chromium and a rare earth element on an alumina support in the form of eta alumina, theta alumina, or combinations thereof. The stability and mechanical strength of this catalyst is increased compared to traditional chromium-based dehydrogenation catalysts, resulting in lower production costs for paraffin dehydrogenation. These and other non-limiting aspects of the present invention are discussed in more detail in the following sections.

A. Способы получения катализатора дегидрирования парафиновA. Methods for preparing a catalyst for the dehydrogenation of paraffins

В вариантах осуществления настоящего изобретения катализатор дегидрирования парафина может включать в себя модифицированный редкоземельным элементом алюмооксидный носитель в форме эта-оксида алюминия, тета-оксида алюминия или их сочетаний. Со ссылкой на фиг. 1 представлена технологическая блок-схема способа 100 получения катализатора дегидрирования парафинов, обладающего повышенной прочностью на раздавливание в сравнении с традиционными катализаторами дегидрирования парафинов. In embodiments of the present invention, the wax dehydrogenation catalyst may include a rare earth modified alumina support in the form of eta alumina, theta alumina, or combinations thereof. With reference to FIG. 1 is a flow diagram of a process 100 for producing a wax dehydrogenation catalyst having increased crush strength compared to conventional wax dehydrogenation catalysts.

Согласно вариантам осуществления изобретения способ 100 может включать в себя получение модифицированного редкоземельным элементом алюмооксидного носителя в форме эта-оксида алюминия, тета-оксида алюминия или их сочетаний (стадия (a)), как показано в блоке 101. В вариантах осуществления изобретения редкоземельный элемент может включать лантан, церий, неодим или их сочетания.In embodiments of the invention, method 100 may include preparing a rare earth modified alumina support in the form of eta alumina, theta alumina, or combinations thereof (step (a)), as shown in block 101. In embodiments of the invention, the rare earth element may include lanthanum, cerium, neodymium, or combinations thereof.

В вариантах осуществления изобретения стадия получения в блоке 101 может включать получение эта-алюмооксидного носителя, как показано в блоке 102. Стадия получения в блоке 101 может дополнительно включать в себя пропитку эта- алюмооксидного носителя раствором, содержащим редкоземельный элемент, для получения первого носителя, как показано в блоке 103. В вариантах осуществления изобретения стадия получения в блоке 101, как и прежде, может дополнительно включать в себя стадию нагревания, заключающую в себе сушку первого носителя и прокаливание высушенного первого носителя для получения модифицированного редкоземельным элементом алюмооксидного носителя в форме эта-оксида алюминия, тета-оксида алюминия или их сочетаний, как показано в блоке 104. In embodiments of the invention, the production step at block 101 may include preparing an eta-aluminum oxide support, as shown in block 102. The production step at block 101 may further include impregnating the eta-aluminum oxide support with a solution containing a rare earth element to produce a first support, as shown in block 103. In embodiments of the invention, the preparation step in block 101, as before, may further include a heating step comprising drying the first support and calcining the dried first support to obtain a rare earth modified alumina support in the form of eta oxide aluminum, theta alumina, or combinations thereof, as shown in block 104.

В вариантах осуществления изобретения эта-алюмооксидный носитель, находящийся в блоке 102, может включать в себя экструдированные цилиндрические гранулы эта-оксида алюминия. В вариантах осуществления изобретения неограничивающие примеры раствора, содержащего редкоземельный элемент, включают в себя раствор, выбранный из группы, состоящей из растворов лантана, церия, неодима или их сочетаний. Согласно вариантам осуществления изобретения температура сушки в блоке 104 может находиться в диапазоне от 70 до 150°C, включая все диапазоны и значения от 70 до 74°C, от 74 до 78°C, от 78 до 82°C, от 82 до 86°C, от 86 до 90°C, от 90 до 94°C, от 94 до 98°C, от 98 до 102°C, от 102 до 106°C, от 106 до 110°C, от 110 до 114°C, от 114 до 118°C, от 118 до 122°C, от 122 до 126°C, от 126 до 130°C, от 130 до 134°C, от 134 до 138°C, от 138 до 142°C, от 142 до 146°C и от 146 до 150°C. Прокаливание в блоке 104 можно выполнять при температуре в диапазоне от 700 до 1000°C, включая все диапазоны и значения от 700 до 715°C, от 715 до 730°C, от 730 до 745°C, от 745 до 760°C, от 760 до 775°C, от 775 до 790°C, от 790 до 805°C, от 805 до 820°C, от 820 до 835°C, от 835 до 850°C, от 850 до 865°C, от 865 до 880°C, от 880 до 895°C, от 895 до 910°C, от 910 до 925°C, от 925 до 940°C, от 940 до 955°C, от 955 до 970°C, от 970 до 985°C и от 985 до 1000°C. Скорость повышения температуры прокаливания в блоке 104 может находиться в диапазоне от 0,5 до 10°C/мин, включая все диапазоны и значения от 0,5 до 1°C/мин, от 1 до 1,5°C/мин, от 1,5 до 2,0°C/мин, от 2,0 до 2,5°C/мин, от 2,5 до 3,0°C/мин, от 3,0 до 3,5°C/мин, от 3,5 до 4,0°C/мин, от 4,0 до 4,5°C/мин, от 4,5 до 5,0°C/мин, от 5,0 до 5,5°C/мин, от 5,5 до 6,0°C/мин, от 6,0 до 6,5°C/мин, от 6,5 до 7,0°C/мин, от 7,0 до 7,5°C/мин, от 7,5 до 8,0°C/мин, от 8,0 до 8,5°C/мин, от 8,5 до 9,0°C/мин и от 9,0 до 10,0°C/мин. Длительность прокалки в блоке 104 может находиться в диапазоне от 0,5 до 4 часов и во всех промежуточных диапазонах и значениях. В вариантах осуществления изобретения прокаливание в блоке 104 можно осуществлять в атмосферной окружающей среде, содержащей кислород, азот, пар или их сочетания.In embodiments of the invention, the eta alumina carrier located in block 102 may include extruded cylindrical eta alumina pellets. In embodiments of the invention, non-limiting examples of a solution containing a rare earth element include a solution selected from the group consisting of solutions of lanthanum, cerium, neodymium, or combinations thereof. According to embodiments of the invention, the drying temperature in block 104 may be in the range from 70 to 150°C, including all ranges and values from 70 to 74°C, from 74 to 78°C, from 78 to 82°C, from 82 to 86 °C, 86 to 90°C, 90 to 94°C, 94 to 98°C, 98 to 102°C, 102 to 106°C, 106 to 110°C, 110 to 114° C, 114 to 118°C, 118 to 122°C, 122 to 126°C, 126 to 130°C, 130 to 134°C, 134 to 138°C, 138 to 142°C , from 142 to 146°C and from 146 to 150°C. Calcination in block 104 can be performed at temperatures ranging from 700 to 1000°C, including all ranges and values from 700 to 715°C, 715 to 730°C, 730 to 745°C, 745 to 760°C, from 760 to 775°C, from 775 to 790°C, from 790 to 805°C, from 805 to 820°C, from 820 to 835°C, from 835 to 850°C, from 850 to 865°C, from 865 to 880°C, from 880 to 895°C, from 895 to 910°C, from 910 to 925°C, from 925 to 940°C, from 940 to 955°C, from 955 to 970°C, from 970 up to 985°C and from 985 to 1000°C. The rate of increase in the calcination temperature in block 104 can be in the range from 0.5 to 10°C/min, including all ranges and values from 0.5 to 1°C/min, from 1 to 1.5°C/min, from 1.5 to 2.0°C/min, 2.0 to 2.5°C/min, 2.5 to 3.0°C/min, 3.0 to 3.5°C/min , from 3.5 to 4.0°C/min, from 4.0 to 4.5°C/min, from 4.5 to 5.0°C/min, from 5.0 to 5.5°C /min, from 5.5 to 6.0°C/min, from 6.0 to 6.5°C/min, from 6.5 to 7.0°C/min, from 7.0 to 7.5 °C/min, 7.5 to 8.0°C/min, 8.0 to 8.5°C/min, 8.5 to 9.0°C/min and 9.0 to 10 ,0°C/min. The duration of calcination in block 104 can be in the range from 0.5 to 4 hours and in all intermediate ranges and values. In embodiments of the invention, calcination in block 104 can be performed in an atmospheric environment containing oxygen, nitrogen, steam, or combinations thereof.

Дополнительно или как альтернатива, в вариантах осуществления изобретения стадия получения в блоке 101 может включать в себя получение предшественника эта-алюмооксидного носителя, как показано в блоке 105. Стадия получения в блоке 101 может дополнительно включать в себя контактирование предшественника с раствором, содержащим редкоземельный элемент, для получения связанного (контактировавшего) предшественника, как показано в блоке 106. Стадия получения в блоке 101 может дополнительно включать в себя формование связанного предшественника эта-алюмооксидного носителя для получения формованного связанного предшественника, как показано в блоке 107. В вариантах осуществления изобретения предшественник приводят в контакт с добавкой, по меньшей мере, одного редкоземельного элемента в блоке 106 до стадии формования в блоке 107. Стадия получения в блоке 101, как и прежде, может дополнительно включать в себя стадию нагревания, заключающую в себе сушку формованного связанного предшественника и прокаливание высушенного формованного связанного предшественника для получения модифицированного редкоземельным элементом алюмооксидного носителя в форме эта-оксида алюминия, тета-оксида алюминия или их сочетаний, как показано в блоке 108. Additionally or alternatively, in embodiments of the invention, the production step at block 101 may include producing an eta-alumina support precursor as shown at block 105. The production step at block 101 may further include contacting the precursor with a solution containing a rare earth element, to produce a bound (contacted) precursor, as shown at block 106. The preparation step at block 101 may further include molding the bound precursor of the eta alumina support to produce a molded bound precursor, as shown at block 107. In embodiments of the invention, the precursor is brought into contacting the addition of at least one rare earth element in block 106 prior to the forming step in block 107. The production step in block 101, as before, may further include a heating step comprising drying the shaped bonded precursor and calcining the dried shaped a linked precursor to produce a rare earth modified alumina support in the form of eta alumina, theta alumina, or combinations thereof, as shown in block 108.

В вариантах осуществления изобретения предшественник эта-алюмооксидного носителя может включать в себя байерит, ро-оксид алюминия (rho alumina), алюмогель (смотрите Oxides and Hydroxides of Aluminum, Alcoa Technical Paper No. 19, revised by Karl Wefers and Chanakya Misra, Alcoa Laboratories 1987) или их сочетания. В вариантах осуществления изобретения неограничивающие примеры раствора, содержащего редкоземельный элемент, включают в себя раствор соединений лантана, церия, неодима или их сочетания. Согласно вариантам осуществления изобретения формование в блоке 107 может включать в себя экструзию, гранулирование или их сочетания. В вариантах осуществления изобретения сушка в блоке 108 может включать в себя температуру сушки в диапазоне от 70 до 150°C, а также все промежуточные диапазоны и значения. В вариантах осуществления изобретения прокаливание в блоке 108 можно выполнять при температуре в диапазоне от 700 до 1000°C, а также в случае всех промежуточных диапазонов и значений. Скорость повышения температуры прокаливания в блоке 108 может находиться в диапазоне от 0,5 до 10°C/мин и во всех промежуточных диапазонах и при всех промежуточных значениях, включая диапазон от 0,5 до 10°C/мин и все промежуточные диапазоны и все промежуточные значения, включая диапазоны от 0,5 до 1°C/мин, от 1 до 1,5°C/мин, от 1,5 до 2,0°C/мин, от 2,0 до 2,5°C/мин, от 2,5 до 3,0°C/мин, от 3,0 до 3,5°C/мин, от 3,5 до 4,0°C/мин, от 4,0 до 4,5°C/мин, от 4,5 до 5,0°C/мин, от 5,0 до 5,5°C/мин, от 5,5 до 6,0°C/мин, от 6,0 до 6,5°C/мин, от 6,5 до 7,0°C/мин, от 7,0 до 7,5°C/мин, от 7,5 до 8,0°C/мин, от 8,0 до 8,5°C/мин, от 8,5 до 9,0°C/мин и от 9,0 до 10,0°C/мин. Длительность прокалки в блоке 108 может находиться в диапазоне от 0,5 до 4 часов и во всех промежуточных диапазонах и при всех промежуточных значениях. В вариантах осуществления изобретения прокаливание в блоке 108 можно осуществлять в атмосферной окружающей среде, содержащей кислород, азот, пар или их сочетания. In embodiments of the invention, the eta alumina support precursor may include bayerite, rho alumina, alumina gel (see Oxides and Hydroxides of Aluminum, Alcoa Technical Paper No. 19, revised by Karl Wefers and Chanakya Misra, Alcoa Laboratories 1987) or combinations thereof. In embodiments of the invention, non-limiting examples of a solution containing a rare earth element include a solution of lanthanum, cerium, neodymium compounds, or combinations thereof. According to embodiments of the invention, molding in block 107 may include extrusion, granulation, or combinations thereof. In embodiments of the invention, drying in block 108 may include drying temperatures in the range of 70 to 150°C, as well as all intermediate ranges and values. In embodiments of the invention, calcination in block 108 can be performed at a temperature in the range from 700 to 1000°C, as well as in the case of all intermediate ranges and values. The rate of increase in the calcination temperature in block 108 may be in the range of 0.5 to 10°C/min and all intermediate ranges and all intermediate values, including the range from 0.5 to 10°C/min and all intermediate ranges and all intermediate values, including ranges from 0.5 to 1°C/min, from 1 to 1.5°C/min, from 1.5 to 2.0°C/min, from 2.0 to 2.5°C /min, from 2.5 to 3.0°C/min, from 3.0 to 3.5°C/min, from 3.5 to 4.0°C/min, from 4.0 to 4.5 °C/min, 4.5 to 5.0°C/min, 5.0 to 5.5°C/min, 5.5 to 6.0°C/min, 6.0 to 6 .5°C/min, from 6.5 to 7.0°C/min, from 7.0 to 7.5°C/min, from 7.5 to 8.0°C/min, from 8.0 up to 8.5°C/min, from 8.5 to 9.0°C/min and from 9.0 to 10.0°C/min. The duration of calcination in block 108 can range from 0.5 to 4 hours and in all intermediate ranges and at all intermediate values. In embodiments of the invention, calcination in block 108 can be performed in an atmospheric environment containing oxygen, nitrogen, steam, or combinations thereof.

В вариантах осуществления изобретения способ 100 может дополнительно включать в себя пропитку модифицированного редкоземельным элементом алюмооксидного носителя в форме эта-оксида алюминия, тета-оксида алюминия или их сочетаний хромсодержащим раствором для получения второго носителя, как показано в блоке 109. В вариантах осуществления изобретения хромсодержащий раствор может включать в себя соединение хрома. Неограничивающие примеры соединения хрома могут включать в себя гидроксид хрома, хромат натрия, дихромат натрия, нитрат хрома, ацетат хрома, триоксид хрома и их сочетания. Предпочтительными соединениями хрома являются водорастворимые соединения хрома. В вариантах осуществления изобретения стадия пропитки в блоке 109 дополнительно включает в себя пропитку модифицированного редкоземельным элементом алюмооксидного носителя, по меньшей мере, одним соединением щелочного металла до или после пропитки модифицированного редкоземельным элементом алюмооксидного носителя хромсодержащим раствором. В вариантах осуществления изобретения для пропитки модифицированного редкоземельным элементом алюмооксидного носителя можно использовать раствор, содержащий, по меньшей мере, по одному соединению щелочного металла и хрома. Типичные соединения щелочного металла включают в себя соединение натрия, соединение калия, соединение рубидия, соединение цезия и их сочетания. В вариантах осуществления изобретения пропитка в блоке 109 заключает в себе пропитку до достижения содержания соединения хрома до 50% включительно.In embodiments of the invention, method 100 may further include impregnating a rare earth modified alumina support in the form of eta alumina, theta alumina, or combinations thereof, with a chromium-containing solution to form a second support, as shown in block 109. In embodiments of the invention, the chromium-containing solution may include a chromium compound. Non-limiting examples of chromium compounds may include chromium hydroxide, sodium chromate, sodium dichromate, chromium nitrate, chromium acetate, chromium trioxide, and combinations thereof. Preferred chromium compounds are water-soluble chromium compounds. In embodiments of the invention, the impregnation step at block 109 further includes impregnating the rare earth modified alumina support with at least one alkali metal compound before or after impregnating the rare earth modified alumina support with the chromium-containing solution. In embodiments of the invention, a solution containing at least one alkali metal and chromium compound may be used to impregnate the rare earth modified alumina support. Typical alkali metal compounds include a sodium compound, a potassium compound, a rubidium compound, a cesium compound, and combinations thereof. In embodiments of the invention, the impregnation in block 109 comprises impregnation until the chromium compound content reaches up to and including 50%.

В вариантах осуществления изобретения способ 100 может дополнительно включать в себя сушку второго носителя для получения третьего носителя, как показано в блоке 110. В вариантах осуществления изобретения температура сушки в блоке 110 может находиться в диапазоне от 70 до 150°C и во всех промежуточных диапазонах и значениях, включая диапазоны от 70 до 74°C, от 74 до 78°C, от 78 до 82°C, от 82 до 86°C, от 86 до 90°C, от 90 до 94°C, от 94 до 98°C, от 98 до 102°C, от 102 до 106°C, от 106 до 110°C, от 110 до 114°C, от 114 до 118°C, от 118 до 122°C, от 122 до 126°C, от 126 до 130°C, от 130 до 134°C, от 134 до 138°C, от 138 до 142°C, от 142 до 146°C и от 146 до 150°C.In embodiments of the invention, the method 100 may further include drying the second carrier to obtain a third carrier, as shown in block 110. In embodiments of the invention, the drying temperature in block 110 may be in the range of 70 to 150°C and in all intermediate ranges and ranges including 70 to 74°C, 74 to 78°C, 78 to 82°C, 82 to 86°C, 86 to 90°C, 90 to 94°C, 94 to 98 °C, 98 to 102°C, 102 to 106°C, 106 to 110°C, 110 to 114°C, 114 to 118°C, 118 to 122°C, 122 to 126° C, 126 to 130°C, 130 to 134°C, 134 to 138°C, 138 to 142°C, 142 to 146°C and 146 to 150°C.

Согласно вариантам осуществления изобретения способ 100 может дополнительно включать в себя прокаливание третьего носителя для получения катализатора, как показано в блоке 111. При прокалке в блоке 111 соединение хрома в значительной степени превращается в оксид хрома (III) (Cr2O3). В вариантах осуществления изобретения температура прокалки в блоке 111 может находиться в диапазоне от 650 до 850°C, а также во всех промежуточных диапазонах и значениях, включая диапазоны от 650 до 660°C, от 660 до 670°C, от 670 до 680°C, от 680 до 690°C, от 690 до 700°C, от 700 до 710°C, от 710 до 720°C, от 720 до 730°C, от 730 до 740°C, от 740 до 750°C, от 750 до 760°C, от 760 до 770°C, от 770 до 780°C, от 780 до 790°C, от 790 до 800°C, от 800 до 810°C, от 810 до 820°C, от 820 до 830°C, от 830 до 840°C и от 840 до 850°C. Скорость повышения температуры прокаливания в блоке 111 может находиться в диапазоне от 0,5 до 10°C/мин, а также во всех промежуточных диапазонах и значениях, включая диапазоны от 0,5 до 1°C/мин, от 1 до 1,5°C/мин, от 1,5 до 2,0°C/мин, от 2,0 до 2,5°C/мин, от 2,5 до 3,0°C/мин, от 3,0 до 3,5°C/мин, от 3,5 до 4,0°C/мин, от 4,0 до 4,5°C/мин, от 4,5 до 5,0°C/мин, от 5,0 до 5,5°C/мин, от 5,5 до 6,0°C/мин, от 6,0 до 6,5°C/мин, от 6,5 до 7,0°C/мин, от 7,0 до 7,5°C/мин, от 7,5 до 8,0°C/мин, от 8,0 до 8,5°C/мин, от 8,5 до 9,0°C/мин и от 9,0 до 10,0°C/мин. В вариантах осуществления изобретения длительность прокалки в блоке 111 может находиться в диапазоне от 0,5 до 4 часов, а также во всех промежуточных диапазонах и значениях, включая диапазоны от 0,5 до 1 часа, от 1 до 1,5 часов, от 1,5 до 2,0 часов, от 2,0 до 2,5 часов, от 2,5 до 3,0 часов, от 3,0 до 3,5 часов и от 3,5 до 4,0 часов. В вариантах осуществления изобретения прокаливание в блоке 111 можно выполнять в атмосферной окружающей среде, например, второй атмосферной окружающей среде, содержащей воздух, диоксид углерода, пар или их сочетания.In embodiments of the invention, method 100 may further include calcining a third support to produce a catalyst, as shown at block 111. When calcined at block 111, the chromium compound is substantially converted to chromium(III) oxide (Cr 2 O 3 ). In embodiments of the invention, the calcination temperature in block 111 may be in the range from 650 to 850°C, as well as in all intermediate ranges and values, including the ranges from 650 to 660°C, from 660 to 670°C, from 670 to 680° C, 680 to 690°C, 690 to 700°C, 700 to 710°C, 710 to 720°C, 720 to 730°C, 730 to 740°C, 740 to 750°C , from 750 to 760°C, from 760 to 770°C, from 770 to 780°C, from 780 to 790°C, from 790 to 800°C, from 800 to 810°C, from 810 to 820°C, 820 to 830°C, 830 to 840°C and 840 to 850°C. The rate of increase in the calcination temperature in block 111 can be in the range from 0.5 to 10°C/min, as well as in all intermediate ranges and values, including ranges from 0.5 to 1°C/min, from 1 to 1.5 °C/min, from 1.5 to 2.0°C/min, from 2.0 to 2.5°C/min, from 2.5 to 3.0°C/min, from 3.0 to 3 .5°C/min, from 3.5 to 4.0°C/min, from 4.0 to 4.5°C/min, from 4.5 to 5.0°C/min, from 5.0 up to 5.5°C/min, from 5.5 to 6.0°C/min, from 6.0 to 6.5°C/min, from 6.5 to 7.0°C/min, from 7 ,0 to 7.5°C/min, from 7.5 to 8.0°C/min, from 8.0 to 8.5°C/min, from 8.5 to 9.0°C/min and from 9.0 to 10.0°C/min. In embodiments of the invention, the duration of calcination in block 111 may be in the range from 0.5 to 4 hours, as well as in all intermediate ranges and values, including the ranges from 0.5 to 1 hour, from 1 to 1.5 hours, from 1 .5 to 2.0 hours, 2.0 to 2.5 hours, 2.5 to 3.0 hours, 3.0 to 3.5 hours and 3.5 to 4.0 hours. In embodiments of the invention, the calcination in block 111 can be performed in an atmospheric environment, for example, a second atmospheric environment containing air, carbon dioxide, steam, or combinations thereof.

В вариантах осуществления изобретения катализатор дегидрирования парафинов, полученный способом 100, может включать в себя от 5 до 40 масс.% оксида хрома, предпочтительно от 13 до 28 масс.%, а также все промежуточные диапазоны и значения, в том числе диапазоны от 13 до 14 масс.%, от 14 до 15 масс.%, от 15 до 16 масс.%, от 16 до 17 масс.%, от 17 до 18 масс.%, от 18 до 19 масс.%, от 19 до 20 масс.%, от 20 до 21 масс.%, от 21 до 22 масс.%, от 22 до 23 масс.%, от 23 до 24 масс.%, от 24 до 25 масс.%, от 25 до 26 масс.%, от 26 до 27 масс.% и от 27 до 28 масс.%. Катализатор дегидрирования парафинов, полученный способом 100, может дополнительно включать в себя от 0,1 до 10 масс.%, предпочтительно от 1 до 5 масс.% оксидов, по меньшей мере, одного редкоземельного металла, а также все промежуточные диапазоны и значения, включая диапазоны от 1 до 1,2 масс.%, от 1,2 до 1,4 масс.%, от 1,4 до 1,6 масс.%, от 1,6 до 1,8 масс.%, от 1,8 до 2,0 масс.%, от 2,0 до 2,2 масс.%, от 2,2 до 2,4 масс.%, от 2,4 до 2,6 масс.%, от 2,6 до 2,8 масс.%, от 2,8 до 3,0 масс.%, от 3,0 до 3,2 масс.%, от 3,2 до 3,4 масс.%, от 3,4 до 3,6 масс.%, от 3,6 до 3,8 масс.%, от 3,8 до 4,0 масс.%, от 4,0 до 4,2 масс.%, от 4,2 до 4,4 масс.%, от 4,4 до 4,6 масс.%, от 4,6 до 4,8 масс.% и от 4,8 до 5,0 масс.%. В вариантах осуществления изобретения катализатор дегидрирования парафинов, полученный способом 100, дополнительно может включать в себя от 0,1 до 5 масс.%, по меньшей мере, одного щелочного металла, а также все промежуточные диапазоны и значения, в том числе диапазоны от 0,1 до 0,2 масс.%, от 0,2 до 0,3 масс.%, от 0,3 до 0,4 масс.%, от 0,4 до 0,5 масс.%, от 0,5 до 0,6 масс.%, от 0,6 до 0,7 масс.%, от 0,7 до 0,8 масс.%, от 0,8 до 0,9 масс.%, от 0,9 до 1,0 масс.%, от 1 до 1,2 масс.%, от 1,2 до 1,4 масс.%, от 1,4 до 1,6 масс.%, от 1,6 до 1,8 масс.%, от 1,8 до 2,0 масс.%, от 2,0 до 2,2 масс.%, от 2,2 до 2,4 масс.%, от 2,4 до 2,6 масс.%, от 2,6 до 2,8 масс.%, от 2,8 до 3,0 масс.%, от 3,0 до 3,2 масс.%, от 3,2 до 3,4 масс.%, от 3,4 до 3,6 масс.%, от 3,6 до 3,8 масс.%, от 3,8 до 4,0 масс.%, от 4,0 до 4,2 масс.%, от 4,2 до 4,4 масс.%, от 4,4 до 4,6 масс.%, от 4,6 до 4,8 масс.% и от 4,8 до 5,0 масс.%. В вариантах осуществления изобретения остальная часть массы катализатора представляет собой эта-оксид алюминия, тета-оксид алюминия или их сочетания. In embodiments of the invention, the wax dehydrogenation catalyst produced by Method 100 may include from 5 to 40 wt% chromium oxide, preferably from 13 to 28 wt%, and all ranges and values therein, including the ranges from 13 to 14 wt.%, from 14 to 15 wt.%, from 15 to 16 wt.%, from 16 to 17 wt.%, from 17 to 18 wt.%, from 18 to 19 wt.%, from 19 to 20 wt. .%, from 20 to 21 wt.%, from 21 to 22 wt.%, from 22 to 23 wt.%, from 23 to 24 wt.%, from 24 to 25 wt.%, from 25 to 26 wt.% , from 26 to 27 wt.% and from 27 to 28 wt.%. The wax dehydrogenation catalyst produced by Method 100 may further include from 0.1 to 10 wt%, preferably from 1 to 5 wt%, oxides of at least one rare earth metal, and all ranges and values therein, including ranges from 1 to 1.2 wt.%, from 1.2 to 1.4 wt.%, from 1.4 to 1.6 wt.%, from 1.6 to 1.8 wt.%, from 1, 8 to 2.0 wt.%, from 2.0 to 2.2 wt.%, from 2.2 to 2.4 wt.%, from 2.4 to 2.6 wt.%, from 2.6 to 2.8 wt.%, from 2.8 to 3.0 wt.%, from 3.0 to 3.2 wt.%, from 3.2 to 3.4 wt.%, from 3.4 to 3, 6 wt.%, from 3.6 to 3.8 wt.%, from 3.8 to 4.0 wt.%, from 4.0 to 4.2 wt.%, from 4.2 to 4.4 wt. .%, from 4.4 to 4.6 wt.%, from 4.6 to 4.8 wt.% and from 4.8 to 5.0 wt.%. In embodiments of the invention, the wax dehydrogenation catalyst produced by method 100 may further include from 0.1 to 5 wt.% of at least one alkali metal, as well as all intermediate ranges and values, including ranges from 0. 1 to 0.2 wt.%, from 0.2 to 0.3 wt.%, from 0.3 to 0.4 wt.%, from 0.4 to 0.5 wt.%, from 0.5 to 0.6 wt.%, from 0.6 to 0.7 wt.%, from 0.7 to 0.8 wt.%, from 0.8 to 0.9 wt.%, from 0.9 to 1, 0 wt.%, from 1 to 1.2 wt.%, from 1.2 to 1.4 wt.%, from 1.4 to 1.6 wt.%, from 1.6 to 1.8 wt.% , from 1.8 to 2.0 wt.%, from 2.0 to 2.2 wt.%, from 2.2 to 2.4 wt.%, from 2.4 to 2.6 wt.%, from 2.6 to 2.8 wt.%, from 2.8 to 3.0 wt.%, from 3.0 to 3.2 wt.%, from 3.2 to 3.4 wt.%, from 3, 4 to 3.6 wt.%, from 3.6 to 3.8 wt.%, from 3.8 to 4.0 wt.%, from 4.0 to 4.2 wt.%, from 4.2 to 4.4 wt%, 4.4 to 4.6 wt%, 4.6 to 4.8 wt% and 4.8 to 5.0 wt%. In embodiments of the invention, the remainder of the catalyst is eta alumina, theta alumina, or combinations thereof.

В вариантах осуществления изобретения катализатор дегидрирования парафинов характеризуется площадью поверхности в диапазоне от 60 до 120 м2/г, а также во всех промежуточных диапазонах и значениях, включая диапазоны от 60 до 63 м2/г, от 63 до 66 м2/г, от 66 до 69 м2/г, от 69 до 72 м2/г, от 72 до 75 м2/г, от 75 до 78 м2/г, от 78 до 81 м2/г, от 81 до 84 м2/г, от 84 до 87 м2/г, от 87 до 90 м2/г, от 90 до 93 м2/г, от 93 до 96 м2/г, от 96 до 99 м2/г, от 99 до 102 м2/г, от 102 до 105 м2/г, от 105 до 108 м2/г, от 108 до 111 м2/г, от 111 до 114 м2/г, от 114 до 117 м2/г и от 117 до 120 м2/г. Объём пор (адсорбция-десорбция азота) катализатора дегидрирования парафинов может находиться в диапазоне от 0,1 до 0,4 см3/г, а также во всех промежуточных диапазонах и значениях, включая диапазоны от 0,1 до 0,15 см3/г, от 0,15 до 0,20 см3/г, от 0,20 до 0,25 см3/г, от 0,25 до 0,30 см3/г, от 0,30 до 0,35 см3/г и от 0,35 до 0,40 см3/г. В вариантах осуществления изобретения катализатор дегидрирования парафинов имеет насыпную плотность в диапазоне от 0,8 до 1,2 г/мл, а также во всех промежуточных диапазонах и значениях, включая диапазоны от 0,8 до 0,85 г/мл, от 0,85 до 0,90 г/мл, от 0,90 до 0,95 г/мл, от 0,95 до 1,0 г/мл, от 1,05 до 1,10 г/мл, от 1,10 до 1,15 г/мл и от 1,15 до 1,20 г/мл. В вариантах осуществления изобретения катализатор дегидрирования парафинов может характеризоваться прочностью на раздавливание, равной примерно 0,4 даН/мм или больше.In embodiments of the invention, the wax dehydrogenation catalyst has a surface area in the range of 60 to 120 m 2 /g, and all intermediate ranges and values, including the ranges of 60 to 63 m 2 /g, 63 to 66 m 2 /g, from 66 to 69 m 2 /g, from 69 to 72 m 2 /g, from 72 to 75 m 2 /g, from 75 to 78 m 2 /g, from 78 to 81 m 2 /g, from 81 to 84 m 2 /g, from 84 to 87 m 2 /g, from 87 to 90 m 2 /g, from 90 to 93 m 2 /g, from 93 to 96 m 2 /g, from 96 to 99 m 2 /g, from 99 to 102 m 2 /g, from 102 to 105 m 2 /g, from 105 to 108 m 2 /g, from 108 to 111 m 2 /g, from 111 to 114 m 2 /g, from 114 to 117 m 2 /g and from 117 to 120 m 2 /g. The pore volume (nitrogen adsorption-desorption) of the wax dehydrogenation catalyst can be in the range from 0.1 to 0.4 cm 3 /g, as well as in all intermediate ranges and values, including ranges from 0.1 to 0.15 cm 3 / g, from 0.15 to 0.20 cm 3 /g, from 0.20 to 0.25 cm 3 /g, from 0.25 to 0.30 cm 3 /g, from 0.30 to 0.35 cm 3 /g and from 0.35 to 0.40 cm 3 /g. In embodiments of the invention, the wax dehydrogenation catalyst has a bulk density in the range of 0.8 to 1.2 g/ml, and in all intermediate ranges and values, including the ranges from 0.8 to 0.85 g/ml, from 0. 85 to 0.90 g/ml, from 0.90 to 0.95 g/ml, from 0.95 to 1.0 g/ml, from 1.05 to 1.10 g/ml, from 1.10 to 1.15 g/ml and 1.15 to 1.20 g/ml. In embodiments of the invention, the wax dehydrogenation catalyst may have a crush strength of about 0.4 daN/mm or greater.

B. Способы дегидрирования парафинаB. Methods for paraffin dehydrogenation

Как показано на фиг. 2, варианты осуществления изобретения включают в себя способ 200 дегидрирования низшего парафина. В вариантах осуществления изобретения низший парафин может заключать в себе этан, пропан, бутан, изобутан, пентан или их сочетания. Способ 200 можно воплощать при помощи катализатора дегидрирования парафинов, полученного способом 100, как показано на фиг. 1. Согласно вариантам осуществления изобретения, как показано в блоке 201, способ 200 может включать в себя получение катализатора дегидрирования парафинов, приготовленного способом 100.As shown in FIG. 2, embodiments of the invention include a method 200 for dehydrogenating lower wax. In embodiments of the invention, the lower paraffin may include ethane, propane, butane, isobutane, pentane, or combinations thereof. Method 200 can be implemented using a wax dehydrogenation catalyst produced by method 100, as shown in FIG. 1. According to embodiments of the invention, as shown in block 201, method 200 may include preparing a wax dehydrogenation catalyst prepared by method 100.

В вариантах осуществления изобретения способ 200 может дополнительно включать в себя размещение катализатора дегидрирования парафинов в реакторе, как показано в блоке 202. Согласно вариантам осуществления изобретения реактор может представлять собой реактор с неподвижным слоем. В вариантах осуществления изобретения неподвижный слой катализатора в реакторе может заключать в себе частицы катализатора дегидрирования парафинов, имеющие диаметр в диапазоне от 2 до 4 мм, а также во всех промежуточных диапазонах и значениях, включая диапазоны от 2 до 2,1 мм, от 2,1 до 2,2 мм, от 2,2 до 2,3 мм, от 2,3 до 2,4 мм, от 2,4 до 2,5 мм, от 2,5 до 2,6 мм, от 2,6 до 2,7 мм, от 2,7 до 2,8 мм, от 2,8 до 2,9 мм, от 2,9 до 3,0 мм, от 3,0 до 3,1 мм, от 3,1 до 3,2 мм, от 3,2 до 3,3 мм, от 3,3 до 3,4 мм, от 3,4 до 3,5 мм, от 3,5 до 3,6 мм, от 3,6 до 3,7 мм, от 3,7 до 3,8 мм, от 3,8 до 3,9 мм и от 3,9 до 4,0 мм. В вариантах осуществления изобретения неподвижный слой катализатора в реакторе дополнительно может заключать в себе альфа-оксид алюминия, тепловыделяющий материал или их сочетания.In embodiments of the invention, the method 200 may further include placing a wax dehydrogenation catalyst in a reactor, as shown at block 202. In embodiments of the invention, the reactor may be a fixed bed reactor. In embodiments of the invention, the fixed bed of catalyst in the reactor may comprise paraffin dehydrogenation catalyst particles having a diameter in the range of 2 to 4 mm, as well as in all intermediate ranges and values, including the ranges of 2 to 2.1 mm, from 2, 1 to 2.2 mm, from 2.2 to 2.3 mm, from 2.3 to 2.4 mm, from 2.4 to 2.5 mm, from 2.5 to 2.6 mm, from 2, 6 to 2.7 mm, from 2.7 to 2.8 mm, from 2.8 to 2.9 mm, from 2.9 to 3.0 mm, from 3.0 to 3.1 mm, from 3, 1 to 3.2 mm, from 3.2 to 3.3 mm, from 3.3 to 3.4 mm, from 3.4 to 3.5 mm, from 3.5 to 3.6 mm, from 3, 6 to 3.7 mm, 3.7 to 3.8 mm, 3.8 to 3.9 mm and 3.9 to 4.0 mm. In embodiments of the invention, the fixed catalyst bed in the reactor may further comprise alpha-alumina, a fuel-generating material, or combinations thereof.

В вариантах осуществления изобретения способ 200 дополнительно может включать в себя проведение реакции низшего парафина в присутствии катализатора дегидрирования парафинов в условиях реакции, адекватных для дегидрирования низшего парафина, как показано в блоке 203. В вариантах осуществления изобретения условия реакции в блоке 203 могут включать в себя температуру реакции от 400 до 800°C, а также все промежуточные диапазоны и значения, в том числе диапазоны от 400 до 420°C, от 420 до 440°C, от 440 до 460°C, от 460 до 480°C, от 480 до 500°C, от 500 до 520°C, от 520 до 540°C, от 540 до 560°C, от 560 до 580°C, от 580 до 600°C, от 600 до 620°C, от 620 до 640°C, от 640 до 660°C, от 660 до 680°C, от 680 до 700°C, от 700 до 720°C, от 720 до 740°C, от 740 до 760°C, от 760 до 780°C и от 780 до 800°C. Условия реакции в блоке 203 дополнительно могут включать в себя давление реакции от 0,2 до 1 бар, а также все промежуточные диапазоны и значения, включая 0,3 бар, 0,4 бар, 0,5 бар, 0,6 бар, 0,7 бар, 0,8 бар и 0,9 бар. Условия реакции дополнительно могут включать в себя газовую и/или массовую почасовую объёмную скорость, составляющую от 300 до 800 ч-1, а также находящуюся во всех промежуточных диапазонах и значениях, в том числе диапазонах от 300 до 320 ч-1, от 320 до 340 ч-1, от 340 до 360 ч-1, от 360 до 380 ч-1, от 380 до 400 ч-1, от 400 до 420 ч-1, от 420 до 440 ч-1, от 440 до 460 ч-1, от 460 до 480 ч-1, от 480 до 500 ч-1, от 500 до 520 ч-1, от 520 до 540 ч-1, от 540 до 560 ч-1, от 560 до 580 ч-1, от 580 до 600 ч-1, от 600 до 620 ч-1, от 620 до 640 ч-1, от 640 до 660 ч-1, от 660 до 680 ч-1, от 680 до 700 ч-1, от 700 до 720 ч-1, от 720 до 740 ч-1, от 740 до 760 ч-1, от 760 до 780 ч-1 и от 780 до 800 ч-1. В вариантах осуществления изобретения проведение реакции в блоке 203 осуществляют при почасовой объёмной скорости газа в диапазоне от 250 до 750 млч-1г-1, предпочтительно от 350 до 650 мл ч-1г-1, более предпочтительно, от 400 до 600 мл ч-1г-1.In embodiments of the invention, method 200 may further include reacting the lower wax in the presence of a wax dehydrogenation catalyst under reaction conditions adequate to dehydrogenate the lower wax, as shown at block 203. In embodiments, the reaction conditions at block 203 may include temperature reactions from 400 to 800°C, and all intermediate ranges and values, including the ranges from 400 to 420°C, from 420 to 440°C, from 440 to 460°C, from 460 to 480°C, from 480 up to 500°C, from 500 to 520°C, from 520 to 540°C, from 540 to 560°C, from 560 to 580°C, from 580 to 600°C, from 600 to 620°C, from 620 to 640°C, from 640 to 660°C, from 660 to 680°C, from 680 to 700°C, from 700 to 720°C, from 720 to 740°C, from 740 to 760°C, from 760 to 780 °C and 780 to 800°C. The reaction conditions at block 203 may further include a reaction pressure of 0.2 to 1 bar, as well as all intermediate ranges and values, including 0.3 bar, 0.4 bar, 0.5 bar, 0.6 bar, 0 .7 bar, 0.8 bar and 0.9 bar. Reaction conditions may further include gas and/or mass hourly space velocity ranging from 300 to 800 h -1 , as well as being in all intermediate ranges and values, including the ranges from 300 to 320 h -1 , from 320 to 340 h -1 , from 340 to 360 h -1 , from 360 to 380 h -1 , from 380 to 400 h -1 , from 400 to 420 h -1 , from 420 to 440 h -1 , from 440 to 460 h -1 , from 460 to 480 h -1 , from 480 to 500 h -1 , from 500 to 520 h -1 , from 520 to 540 h -1 , from 540 to 560 h -1 , from 560 to 580 h -1 , from 580 to 600 h -1 , from 600 to 620 h -1 , from 620 to 640 h -1 , from 640 to 660 h -1 , from 660 to 680 h -1 , from 680 to 700 h -1 , from 700 to 720 h -1 , from 720 to 740 h -1 , from 740 to 760 h -1 , from 760 to 780 h -1 and from 780 to 800 h -1 . In embodiments of the invention, the reaction in block 203 is carried out at an hourly gas space velocity in the range from 250 to 750 ml h -1 g -1 , preferably from 350 to 650 ml h -1 g -1 , more preferably from 400 to 600 ml h -1 g -1 .

Как показано в блоке 204, способ 200 дополнительно может включать в себя стадии окисления и восстановления катализатора дегидрирования парафинов. В вариантах осуществления изобретения окисление и восстановление в блоке 204, а также проведение реакции в блоке 203 повторяются в циклическом режиме. Через реактор можно пропускать инертный газ, такой как водяной пар или азот, между любыми или всеми стадиями окисления, восстановления и проведения реакции. As shown at block 204, method 200 may further include the steps of oxidizing and reducing a wax dehydrogenation catalyst. In embodiments of the invention, the oxidation and reduction in block 204, as well as the reaction in block 203, are repeated in a cyclic manner. An inert gas such as steam or nitrogen may be passed through the reactor between any or all of the oxidation, reduction and reaction steps.

Хотя варианты осуществления настоящего изобретения описаны со ссылкой на блоки фиг. 1 и 2, следует принимать во внимание, что работа в рамках настоящего изобретения не ограничивается конкретными блоками и/или конкретным порядком блоков, проиллюстрированным на фиг. 1 и 2. Соответственно, варианты осуществления данного изобретения могут обеспечивать функциональность, описанную в настоящем документе, с использованием различных блоков в последовательности, отличной от той, что показана на фиг. 1 и 2.Although embodiments of the present invention have been described with reference to the blocks of FIGS. 1 and 2, it should be appreciated that the operation of the present invention is not limited to the specific blocks and/or the specific order of blocks illustrated in FIG. 1 and 2. Accordingly, embodiments of the present invention may provide the functionality described herein using various blocks in a sequence different from that shown in FIG. 1 and 2.

Как часть раскрытия настоящего изобретения ниже включены конкретные примеры. Данные примеры приведены только в пояснительных целях и не предназначены для ограничения изобретения. Обычные специалисты в данной области техники с лёгкостью определят параметры, которые можно изменять или модифицировать для достижения практически одних и тех же результатов.As part of the disclosure of the present invention, specific examples are included below. These examples are provided for illustrative purposes only and are not intended to limit the invention. Those of ordinary skill in the art will readily recognize parameters that can be changed or modified to achieve substantially the same results.

ПримерыExamples

Сравнительный пример 1Comparative example 1

(Приготовление катализатора без редкоземельного элемента, сравнительный пример)(Preparation of catalyst without rare earth element, comparative example)

Для приготовления катализатора использовали экструдаты эта-оксида алюминия (размером примерно 3,1 мм × 8,9 мм) с площадью поверхности 335 м2/г. Сто граммов алюмооксидного носителя подвергали термообработке (прокаливали) в присутствии воздуха в трубчатой печи при 800°C в течение 2 часов при скорости потока воздуха 21 мл/мин. Прокалённые экструдаты использовали для приготовления катализатора методом пропитки по влагоёмкости. Объём водяных пор экструдатов (площадь поверхности, изменяющаяся при прокалке) измеряли путём отбора 5 граммов носителя и титрования его деминерализованной водой. Конечной точкой являлся момент, в который экструдаты прилипали к поверхности стеклянной посуды. Определили, что измеренный объём водяных пор составлял 0,39 ± 0,1 см3/г.Eta-alumina extrudates (approximately 3.1 mm x 8.9 mm in size) with a surface area of 335 m 2 /g were used to prepare the catalyst. One hundred grams of alumina support was heat treated (calcined) in the presence of air in a tube furnace at 800° C. for 2 hours at an air flow rate of 21 ml/min. Calcined extrudates were used to prepare the catalyst using the moisture-capacity impregnation method. The water pore volume of the extrudates (the surface area that changes during calcination) was measured by taking 5 grams of the carrier and titrating it with demineralized water. The end point was the point at which the extrudates adhered to the surface of the glassware. It was determined that the measured water pore volume was 0.39 ± 0.1 cm 3 /g.

Приготовляли около 100 мл исходного раствора оксида хрома (VI) (CrO3) путём растворения 114 г CrO3 в воде. Пропиточный раствор получали при растворении 0,77 г NaOH в 17,4 мл исходного раствора хрома. Перед пропиткой хромом экструдаты сушили при 120°C в течение 2 часов.About 100 ml of a stock solution of chromium (VI) oxide (CrO 3 ) was prepared by dissolving 114 g of CrO 3 in water. The impregnating solution was prepared by dissolving 0.77 g of NaOH in 17.4 ml of the original chromium solution. Before impregnation with chromium, the extrudates were dried at 120°C for 2 hours.

Пропитку осуществляли путём приведения в контакт пропиточного раствора с 44,4 г термообработанного и высушенного алюмооксидного носителя при комнатной температуре. После этого пропитываемый алюмооксидный носитель выдерживали при комнатной температуре в течение 2 часов, а затем сушили при 120°C в течение 12 часов.Impregnation was carried out by bringing the impregnation solution into contact with 44.4 g of heat-treated and dried alumina carrier at room temperature. Thereafter, the impregnated alumina support was kept at room temperature for 2 hours and then dried at 120°C for 12 hours.

Затем высушенный образец прокаливали при 650°C в течение 2 часов на воздухе (скорость потока 240 ± 5 мл/мин) с последующим прокаливанием при 750°C в течение 4 часов в среде, состоящей из 80% воздуха и 20% водяного пара (суммарная скорость потока 240 ± 5 мл/г/ч). После прокалки катализатор охлаждали на воздухе, а затем хранили в воздухонепроницаемой ёмкости. Конечный рассчитанный состав катализатора заключал в себе 25 масс.% Cr2O3 и 1 масс.% Na2O, при этом остальная часть соответствует Al2O3.The dried sample was then calcined at 650°C for 2 hours in air (flow rate 240 ± 5 ml/min), followed by calcination at 750°C for 4 hours in an environment consisting of 80% air and 20% water vapor (total flow rate 240 ± 5 ml/g/h). After calcination, the catalyst was cooled in air and then stored in an airtight container. The final calculated catalyst composition was 25 wt.% Cr 2 O 3 and 1 wt.% Na 2 O, with the remainder corresponding to Al 2 O 3 .

Пример 2Example 2

(Приготовление катализатора, содержащего редкоземельный металл)(Preparation of a catalyst containing a rare earth metal)

Для приготовления катализатора использовали экструдаты эта-оксида алюминия (размером ~3,1 мм x ~8,9 мм), имеющие площадь поверхности 335 м2/г. Указанный носитель подвергали термообработке в воздухе при 120°C в течение 2 ч. 4,78 г La(NO3)3·6H2O растворяли в 22,6 мл воды и пропитывали 58 г эта-оксида алюминия. Указанный пропитываемый материал La2O3 выдерживали при комнатной температуре в течение 2 часов, сушили при 120°C в течение 12 часов и прокаливали в присутствии воздуха в трубчатой печи при 800°C в течение 2 часов (поток воздуха 21 мл/мин). Прокалённые экструдаты использовали для приготовления катализатора методом пропитки по влагоёмкости.Etha-alumina extrudates (~3.1 mm x ~8.9 mm in size) having a surface area of 335 m 2 /g were used to prepare the catalyst. This support was heat treated in air at 120°C for 2 hours. 4.78 g of La(NO 3 ) 3 ·6H 2 O was dissolved in 22.6 ml of water and soaked in 58 g of etha-alumina. This La 2 O 3 impregnation material was kept at room temperature for 2 hours, dried at 120°C for 12 hours and calcined in the presence of air in a tube furnace at 800°C for 2 hours (air flow 21 ml/min). Calcined extrudates were used to prepare the catalyst using the moisture-capacity impregnation method.

Объём занятых водой пор прокалённых экструдатов измеряли путём отбора 5 граммов носителя и титрования его деминерализованной водой. Конечной точкой являлся момент, в который экструдаты прилипали к поверхности стеклянной посуды. Определили, что измеренный объём пор, занятых водой, составлял 0,39 ± 0,1 см3/г.The volume of pores occupied by water in calcined extrudates was measured by taking 5 grams of the carrier and titrating it with demineralized water. The end point was the point at which the extrudates adhered to the surface of the glassware. It was determined that the measured volume of pores occupied by water was 0.39 ± 0.1 cm 3 /g.

Приготовляли 100 мл исходного раствора оксида хрома (VI) (CrO3) путём растворения 114 г CrO3 в воде. Пропиточный раствор получали при растворении 0,77 г NaOH в 17,4 мл исходного раствора хрома. A 100 ml stock solution of chromium (VI) oxide (CrO 3 ) was prepared by dissolving 114 g of CrO 3 in water. The impregnating solution was prepared by dissolving 0.77 g of NaOH in 17.4 ml of the original chromium solution.

Перед пропиткой хромом оксид алюминия сушили при 120°C в течение 2 часов. Пропитку осуществляли путём контактирования пропиточного раствора с 44,4 г термообработанного и высушенного алюмооксидного носителя при комнатной температуре. Пропитываемый алюмооксидный носитель выдерживали при комнатной температуре в течение 2 часов, а затем сушили при 120°C в течение 12 часов. После этого высушенный образец прокаливали при 650°C в течение 2 часов на воздухе (скорость потока 240 ± 5 мл/мин), а затем при 750°C в течение 4 часов в среде, состоящей из 80% воздуха и 20% пара (суммарная скорость потока 240 ± 5мл/г/ч). После прокалки катализатор охлаждали на воздухе, а затем хранили в воздухонепроницаемой ёмкости. Конечный рассчитанный состав катализатора заключал в себе 25 масс.% Cr2O3, 3 масс.% La2O3 и 1 масс.% Na2O, при этом остальная часть соответствует Al2O3.Before impregnation with chromium, the aluminum oxide was dried at 120°C for 2 hours. Impregnation was carried out by contacting the impregnation solution with 44.4 g of heat-treated and dried alumina carrier at room temperature. The impregnated alumina support was kept at room temperature for 2 hours and then dried at 120°C for 12 hours. After this, the dried sample was calcined at 650°C for 2 hours in air (flow rate 240 ± 5 ml/min), and then at 750°C for 4 hours in an environment consisting of 80% air and 20% steam (total flow rate 240 ± 5ml/g/h). After calcination, the catalyst was cooled in air and then stored in an airtight container. The final catalyst composition calculated was 25 wt% Cr 2 O 3 , 3 wt% La 2 O 3 and 1 wt% Na 2 O, with the remainder being Al 2 O 3 .

Пример 3Example 3

(Испытание катализаторов)(Testing catalysts)

Испытание прочности катализаторов на раздавливание Catalyst crush strength testing

Измеряли радиальную прочность на раздавливание катализаторов, приготовленных в примерах 1 и 2. Около 50 г катализатора сушили в печи при 300°C в течение 2 часов. После охлаждения катализаторов в эксикаторе использовали 30 экструдатов. Каждый экструдат подвергали воздействию повышенной нагрузки до достижения разлома. Сила, прилагаемая к экструдату в момент разлома, определена в декаНьютонах (даН), а результаты по прочности на раздавливание выражены в даН/мм и показаны в таблицах 1 и 2. The radial crush strength of the catalysts prepared in Examples 1 and 2 was measured. About 50 g of the catalyst was dried in an oven at 300°C for 2 hours. After cooling the catalysts, 30 extrudates were used in the desiccator. Each extrudate was subjected to increased stress until fracture was achieved. The force applied to the extrudate at the moment of fracture is determined in decaNewtons (daN), and the results for crushing strength are expressed in daN/mm and are shown in Tables 1 and 2.

Таблица 1. Прочность на раздавливание катализатора, приготовленного с использованием способа примера 1Table 1: Crushing Strength of Catalyst Prepared Using the Method of Example 1

  Сравнительный пример 1Comparative example 1   Минимальное значениеMinimum value Среднее значениеAverage value Максимальное
значение
Maximum
meaning
Стандартное отклонениеStandard deviation
Номинальный диаметр (мм)Nominal diameter (mm) 2,82.8 3,073.07 3,273.27 0,120.12 Диаметр при раздавливании (мм)Crushing diameter (mm) 2,692.69 2,962.96 3,223.22 0,140.14 Раздавливающая сила (даН)Crushing force (daN) 1,61.6 2,932.93 4,824.82 0,920.92 Наклон (даН/мм)Tilt (daN/mm) 1,361.36 41,741.7 85,5785.57 24,4924.49 Прочность на раздавливание (даН/мм)Crushing strength (daN/mm) 0,230.23 0,410.41 0,830.83 0,150.15 Скорость повышения нагрузки (даН/с)Load increase rate (daN/s) 0,10.1 0,420.42 0,860.86 0,240.24

Таблица 2. Прочность на раздавливание катализатора, приготовленного с использованием способа примера 2Table 2: Crushing Strength of Catalyst Prepared Using the Method of Example 2

  Пример 2Example 2   Минимальное значениеMinimum value Среднее значениеAverage value Максимальное
значение
Maximum
meaning
Стандартное отклонениеStandard deviation
Номинальный диаметр (мм)Nominal diameter (mm) 2,872.87 3,233.23 3,453.45 0,150.15 Диаметр при раздавливании (мм)Crushing diameter (mm) 2,682.68 3,043.04 3,323.32 0,180.18 Раздавливающая сила (даН)Crushing force (daN) 3,193.19 5,585.58 10,9010.90 1,801.80 Наклон (даН/мм)Tilt (daN/mm) 6,906.90 48,1648.16 109,04109.04 32,4432.44 Прочность на раздавливание (даН/мм)Crushing strength (daN/mm) 0,300.30 0,690.69 1,181.18 0,210.21 Скорость повышения нагрузки (даН/с)Load increase rate (daN/s) 0,070.07 0,480.48 1,091.09 0,320.32

Как показано в таблицах 1 и 2, прочность на раздавливание катализаторов, содержащих редкоземельный элемент, выше, чем в случае катализаторов, которые не содержат редкоземельного элемента. Среднее увеличение прочности на раздавливание составляет около 41%. As shown in Tables 1 and 2, the crush strength of catalysts containing a rare earth element is higher than that of catalysts that do not contain a rare earth element. The average increase in crush strength is about 41%.

Испытание активности катализаторов Catalyst activity testing

Активность катализаторов в дегидрировании определяли в трубчатом кварцевом реакторе с неподвижным слоем катализатора. Подробности, касающиеся загрузки катализатора и реактора, являлись следующими: масса катализатора составляла 5 г, размер частиц катализатора составлял 0,4-0,5 мм, внутренний диаметр реактора составлял 16 мм, внешний диаметр реактора составлял 19 мм.The activity of the catalysts in dehydrogenation was determined in a tubular quartz reactor with a fixed catalyst bed. Details regarding catalyst and reactor loading were as follows: catalyst weight was 5 g, catalyst particle size was 0.4-0.5 mm, reactor internal diameter was 16 mm, reactor external diameter was 19 mm.

В качестве исходного вещества использовали изобутан (99,9 об.%). Над слоем катализатора загружали кварцевую крошку с размером частиц 1-1,4 мм. Между стадиями дегидрирования, регенерации/окисления катализатора и его восстановления водородом использовали продувку азотом. Суммарная скорость потока сырья на стадии дегидрирования соответствует почасовой объёмной скорости газа (GHSV), равной 600 млч-1г-1. Газы на выходе из реактора анализировали при помощи встроенного в линию газового хроматографа (Agilent 6890), оснащённого пламенно-ионизационным детектором для анализа углеводородов и детектором по теплопроводности для анализа водорода. Скорости потоков реагента и продуктов измеряли с использованием измерителя расхода влажного газа Ritter.Isobutane (99.9 vol.%) was used as the starting material. Quartz chips with a particle size of 1-1.4 mm were loaded above the catalyst layer. Nitrogen purge was used between the stages of dehydrogenation, catalyst regeneration/oxidation and hydrogen reduction. The total feed flow rate at the dehydrogenation stage corresponds to an hourly gas volumetric velocity (GHSV) of 600 mlh -1 g -1 . Gases leaving the reactor were analyzed using an in-line gas chromatograph (Agilent 6890) equipped with a flame ionization detector for hydrocarbon analysis and a thermal conductivity detector for hydrogen analysis. Reactant and product flow rates were measured using a Ritter wet gas flow meter.

Реактор работал при атмосферном давлении и в циклическом режиме с использованием следующих стадий: 1) окисление на воздухе при 650°C в течение 30 мин; 2) продувка азотом при 650°C в течение 10 мин.; 3) восстановление водородом H2 при 650°C в течение 6 мин.; 4) охлаждение в азоте от 650°C до 585°C, затем выдерживание при 585°C в течение 40 мин; 5) дегидрирование изобутана при 585°C в течение 21 мин.; и 6) проведение анализа при помощи газового хроматографа (ГХ) на 20-й минуте от момента пуска изобутанового сырья. Стадии 1 - 6 повторяли несколько раз.The reactor was operated at atmospheric pressure and in a cyclic mode using the following stages: 1) oxidation in air at 650°C for 30 min; 2) nitrogen purging at 650°C for 10 minutes; 3) reduction of H2 with hydrogen at 650°C for 6 minutes; 4) cooling in nitrogen from 650°C to 585°C, then holding at 585°C for 40 minutes; 5) dehydrogenation of isobutane at 585°C for 21 minutes; and 6) analysis using a gas chromatograph (GC) at 20 minutes from the start of isobutane feedstock. Stages 1 - 6 were repeated several times.

Испытание катализаторов на стабильность Catalyst stability testing

Оценку стабильности катализаторов осуществляли посредством процедуры искусственного ускоренного старения в циклическом режиме работы. Цикл состоял из ступеней пропускания водорода-изобутана-воздуха, отделённых различными временными интервалами. Старение осуществляли при 820°C в течение 72 часов, а второе старение выполняли при 820°C в течение 48 часов. Параметры для оценки стабильности катализатора включали в себя массу катализатора, равную 5 г, скорость GHSV изобутана, равную 400 мл⋅г-1⋅ч-1, и объёмное отношение воздуха к изобутану, равное 4. Осуществляли следующие стадии: 1) окисление на воздухе в течение 15 мин.; 2) продувку азотом в течение 3 мин.; 3) восстановление H2 в течение 6 мин.; 4) продувку азотом в течение 3 мин.; 5) пропускание потока изобутана в течение 3 мин.; 6) продувку азотом в течение 3 мин.The stability of the catalysts was assessed using an artificial accelerated aging procedure in a cyclic operating mode. The cycle consisted of stages of passing hydrogen-isobutane-air, separated by various time intervals. Aging was carried out at 820°C for 72 hours, and the second aging was performed at 820°C for 48 hours. Parameters for assessing catalyst stability included a catalyst mass of 5 g, an isobutane GHSV rate of 400 ml⋅g -1 ⋅h -1 , and an air to isobutane volume ratio of 4. The following steps were performed: 1) oxidation in air within 15 minutes; 2) purging with nitrogen for 3 minutes; 3) reduction of H 2 for 6 minutes; 4) purging with nitrogen for 3 minutes; 5) passing a stream of isobutane for 3 minutes; 6) purging with nitrogen for 3 minutes.

Результаты испытания активности и стабильности катализаторовResults of testing the activity and stability of catalysts

Сравнение выходовComparison of outputs

Как отображено на фиг. 3, два типа катализаторов (катализатор сравнительного примера 1, не содержащий редкоземельного металла, и катализатор примера 2, содержащий соединение редкоземельного металла, оксид лантана) демонстрировали сравнимый выход изобутилена на протяжении первых 22 циклов. Катализаторы, которые состаривали с использованием процедуры искусственного ускоренного старения, показывали заметное различие в выходе изобутилена. Катализаторы примера 2 (катализатор, имеющий в своём составе соединение, содержащее редкоземельный металл, оксид лантана) демонстрировали выход изобутилена, составляющий выше 40%, на протяжении циклов 24-47. В продолжение того же периода циклов катализаторы примера 1 (без редкоземельного металла) демонстрировали выход около 36%. Различие в выходах было ещё более значительным на протяжении циклов 49-65. В течение указанного периода катализатор, содержащий оксид лантана (пример 2), демонстрировал выход изобутилена выше 33%. Результаты указывают на то, что катализатор, приготовленный с использованием эта-оксида алюминия, модифицированного оксидом лантана, являлся более стабильным по сравнению с катализатором без модификации.As shown in FIG. 3, the two types of catalysts (Comparative Example 1 catalyst containing no rare earth metal and Example 2 catalyst containing the rare earth metal compound lanthanum oxide) exhibited comparable isobutylene yields over the first 22 cycles. Catalysts that were aged using an artificially accelerated aging procedure showed a noticeable difference in isobutylene yield. The catalysts of Example 2 (a catalyst containing a rare earth metal compound, lanthanum oxide) exhibited isobutylene yields above 40% over cycles 24-47. Over the same period of cycling, the catalysts of Example 1 (without the rare earth metal) exhibited a yield of about 36%. The difference in yields was even more significant during cycles 49-65. During this period, the catalyst containing lanthanum oxide (Example 2) showed an isobutylene yield above 33%. The results indicate that the catalyst prepared using etha alumina modified with lanthanum oxide was more stable compared to the unmodified catalyst.

Сравнение селективностиSelectivity comparison

Как отображено на фиг. 4, два типа катализаторов (катализатор сравнительного примера 1, не содержащий редкоземельного металла, и катализатор примера 2, содержащий соединение редкоземельного металла, оксид лантана) в результате показывали близкие селективности по изобутилену на протяжении первых 22 циклов. После осуществления процесса искусственного ускоренного старения селективности катализаторов начали расходиться в умеренной степени. Катализаторы примера 2 (катализатор, имеющий в своём составе соединение, содержащее редкоземельный металл, оксид лантана) демонстрировали несколько повышенную селективность по изобутилену на протяжении циклов 24-47. Различие в селективностях увеличилось на протяжении циклов 49-65. Катализатор, содержащий оксид лантана (пример 2), демонстрировал селективность по изобутилену около 93%, в сопоставлении с селективностью катализатора, не содержащего оксида лантана (сравнительный пример 1), составляющей около 89%. Результаты по селективности показывают, что катализатор, имеющий в своём составе соединение, содержащее редкоземельный металл, оксид лантана, демонстрировал более высокие показатели с течением времени по сравнению с катализатором без оксида лантана.As shown in FIG. 4, the two types of catalysts (Comparative Example 1 catalyst containing no rare earth metal and Example 2 catalyst containing the rare earth metal compound lanthanum oxide) resulted in similar isobutylene selectivities over the first 22 cycles. After the implementation of the artificial accelerated aging process, the selectivities of the catalysts began to diverge to a moderate extent. The catalysts of example 2 (a catalyst containing a compound containing a rare earth metal, lanthanum oxide) demonstrated slightly increased selectivity for isobutylene over cycles 24-47. The difference in selectivity increased over cycles 49–65. The lanthanum oxide containing catalyst (Example 2) exhibited an isobutylene selectivity of about 93%, compared to the selectivity of the catalyst not containing lanthanum oxide (Comparative Example 1) of about 89%. The selectivity results show that the catalyst containing the rare earth metal lanthanum oxide exhibited superior performance over time compared to the catalyst without lanthanum oxide.

Пример 4Example 4

(Катализатор, содержащий редкоземельный металл)(Catalyst containing rare earth metal)

Приготовление катализатора: Катализатор получали пропиткой с использованием экструдатов эта-оксида алюминия в качестве алюмооксидного носителя. Экструдаты эта-оксида алюминия приготовляли в соответствии со следующей процедурой. Материал байерит (Pural-BT, фирма Sasol) экструдировали с использованием азотной кислоты в качестве пептизирующего реагента. Упомянутый порошок байерита (800 г), помещённый в замесочную машину Sigma, перемешивали в сухом состоянии со скоростью около 45 об/мин в течение периода времени от 5 до 10 минут, а затем в замесочную машину произвольным образом добавляли по каплям 44,8 мл деионизированной воды за период времени от 10 до 15 минут. Затем по каплям добавляли 160 мл азотной кислоты с концентрацией 37 об.% и перемешивали смесь примерно в течение 30 минут. После этого порциями медленно добавляли 2,64 г гидроксилпропилметилцеллюлозы (HPMC) и продолжали замешивание в течение дополнительных 20 - 30 минут. Затем экструдировали полученную густую массу с использованием лабораторного экструдера (фирмы Sunsai) с головками, имеющими круглые отверстия 3,5 мм диаметром. После этого полученные экструдаты выдерживали при 25°C в течение двух часов. Затем экструдаты помещали в печь при 70°C на 30 минут, а после этого охлаждали до 25°C, выдерживали в течение 12 часов и снова помещали в печь при 70°C на 12 часов. Затем экструдаты охлаждали до 25°C, разделяли и разламывали на частицы длиной 6 - 8 мм. После этого указанные экструдаты сушили при 90°C и 120°C по 12 часов в каждом случае. Затем 450 г высушенных экструдатов помещали в трубчатый реактор с неподвижным слоем и прокаливали при 550°C на воздухе в течение 3 часов, с подачей потока воздуха (мл/мин) в объёме, равном объёму экструдатов оксида алюминия. После охлаждения до комнатной температуры прокалённые экструдаты оксида алюминия использовали для получения катализатора. Пропиточный раствор приготовляли в соответствии со следующей процедурой. Получали водный раствор хромовой кислоты путём растворения 451 г CrO3 в 400 мл воды. Затем в растворе хромовой кислоты растворяли 14 г оксида лантана путём медленного добавления при перемешивании. После этого приготовляли водный раствор гидроксида натрия путём растворения 18 г гидроксида натрия в 40 мл воды, а затем добавляли к раствору хромовой кислоты, содержащему оксид лантана. К вышеупомянутому раствору добавляли дополнительные 55 мл воды и хорошо перемешивали. Пропитку выполняли с использованием двухконусного смесителя. Экструдаты эта-оксида алюминия (1000 г; 3,2 мм x 6-8 мм) помещали в двухконусный смеситель. При вращении двухконусного смесителя (15 об/мин) пропиточный раствор добавляли в смеситель вместе с воздушным потоком в течение 2 часов с использованием перистатического насоса. По окончании пропитки смесителю давали вращаться со скоростью 15 об/мин в течение 1 часа. Затем смеситель вращали со скоростью 15 об/мин при продувке воздухом в течение 15 часов. По истечении 15 часов вращение смесителя и продувку воздухом останавливали, выгружали пропитанные хромовой кислотой экструдаты в стеклянные лотки и сушили при 70°C в течение 12 часов. Затем пропитанные экструдаты оксида алюминия сушили при 120°C в течение 15 часов. Высушенный материал прокаливали путём загрузки 500 г высушенного пропитанного материала в трубчатый кварцевый реактор с неподвижным слоем. Катализатор прокаливали при 650°C в течение 2 часов в потоке воздуха (1375 мл/мин), а затем при 750°C в течение 4 часов в присутствии смеси, состоящей из 13 объёмных % пара и 87 объёмных % воздуха (с общей скоростью потока 1575 мл/мин).Catalyst Preparation: The catalyst was prepared by impregnation using etha-alumina extrudates as an alumina support. Eta-alumina extrudates were prepared according to the following procedure. Bayerite material (Pural-BT, Sasol) was extruded using nitric acid as a peptising agent. The said bayerite powder (800 g) placed in a Sigma kneading machine was dry mixed at a speed of about 45 rpm for a period of 5 to 10 minutes, and then 44.8 ml of deionized water for a period of time from 10 to 15 minutes. Then 160 ml of nitric acid at a concentration of 37% by volume was added dropwise and the mixture was stirred for approximately 30 minutes. 2.64 g of hydroxylpropyl methylcellulose (HPMC) was then slowly added in portions and mixing continued for an additional 20 to 30 minutes. The resulting thick mass was then extruded using a laboratory extruder (Sunsai) with heads having round holes of 3.5 mm in diameter. The resulting extrudates were then kept at 25°C for two hours. The extrudates were then placed in an oven at 70°C for 30 minutes, and then cooled to 25°C, held for 12 hours, and placed back in the oven at 70°C for 12 hours. The extrudates were then cooled to 25°C, separated and broken into particles 6 - 8 mm long. Thereafter, said extrudates were dried at 90°C and 120°C for 12 hours in each case. Then, 450 g of dried extrudates were placed in a fixed bed tubular reactor and calcined at 550°C in air for 3 hours, with an air flow (ml/min) equal to the volume of alumina extrudates. After cooling to room temperature, the calcined alumina extrudates were used to prepare the catalyst. The impregnation solution was prepared according to the following procedure. An aqueous solution of chromic acid was prepared by dissolving 451 g of CrO 3 in 400 ml of water. Then 14 g of lanthanum oxide was dissolved in the chromic acid solution by slowly adding with stirring. An aqueous sodium hydroxide solution was then prepared by dissolving 18 g of sodium hydroxide in 40 ml of water and then adding it to a chromic acid solution containing lanthanum oxide. An additional 55 ml of water was added to the above solution and mixed well. Impregnation was carried out using a double-cone mixer. Eta-alumina extrudates (1000 g; 3.2 mm x 6-8 mm) were placed in a double-cone mixer. While rotating the two-cone mixer (15 rpm), the impregnation solution was added to the mixer along with the air flow for 2 hours using a peristatic pump. After impregnation was completed, the mixer was allowed to rotate at 15 rpm for 1 hour. The mixer was then rotated at 15 rpm while blowing air for 15 hours. After 15 hours, the mixer rotation and air flow were stopped, the chromic acid-impregnated extrudates were discharged into glass trays and dried at 70°C for 12 hours. The impregnated alumina extrudates were then dried at 120°C for 15 hours. The dried material was calcined by loading 500 g of the dried impregnated material into a fixed bed tubular quartz reactor. The catalyst was calcined at 650°C for 2 hours in an air stream (1375 ml/min), and then at 750°C for 4 hours in the presence of a mixture consisting of 13 volume % steam and 87 volume % air (at a total flow rate 1575 ml/min).

Испытание прочности катализатора на раздавливание: Измеряли радиальную прочность на раздавливание катализаторов, приготовленных в примере 4. Около 50 г катализатора сушили в печи при 300°C в течение 2 часов. После охлаждения катализаторов в эксикаторе использовали 30 экструдатов. Каждый экструдат подвергали воздействию в режиме повышения нагрузки до достижения разлома. Сила, прилагаемая к экструдату в момент разлома, определена в декаНьютонах (даН), а результаты по прочности на раздавливание выражены в единицах даН/мм. Обнаружено, что средняя прочность на раздавливание катализатора составляла 1,5 даН/мм.Catalyst Crushing Strength Test: The radial crush strength of the catalysts prepared in Example 4 was measured. About 50 g of the catalyst was dried in an oven at 300° C. for 2 hours. After cooling the catalysts, 30 extrudates were used in the desiccator. Each extrudate was subjected to increasing load until failure was achieved. The force applied to the extrudate at the moment of fracture is defined in decaNewtons (daN), and the crushing strength results are expressed in units of daN/mm. The average crush strength of the catalyst was found to be 1.5 daN/mm.

Испытание активности катализатора: Активность катализаторов в дегидрировании определяли в трубчатом кварцевом реакторе с неподвижным слоем катализатора. Подробности, касающиеся загрузки катализатора и реактора, являлись следующими: масса катализатора составляла 5 г, размер частиц катализатора составлял 0,4-0,5 мм, внутренний диаметр реактора составлял 16 мм, внешний диаметр реактора составлял 19 мм.Catalyst Activity Test: The dehydrogenation activity of the catalysts was determined in a tubular quartz fixed bed reactor. Details regarding catalyst and reactor loading were as follows: catalyst weight was 5 g, catalyst particle size was 0.4-0.5 mm, reactor internal diameter was 16 mm, reactor external diameter was 19 mm.

В качестве исходного вещества использовали изобутан (99,9 об.%). Над слоем катализатора загружали кварцевую крошку с размером частиц 1-1,4 мм. Между стадиями дегидрирования, регенерации/окисления катализатора и его восстановления водородом использовали продувку азотом. Суммарная скорость потока сырья на стадии дегидрирования соответствует почасовой объёмной скорости газа (GHSV), равной 600 млч-1г-1. Газы на выходе из реактора анализировали при помощи встроенного в линию газового хроматографа (Agilent 6890), оснащённого пламенно-ионизационным детектором для анализа углеводородов и детектором по теплопроводности для анализа водорода. Скорости потоков реагента и продуктов измеряли с использованием измерителя расхода влажного газа Ritter.Isobutane (99.9 vol.%) was used as the starting material. Quartz chips with a particle size of 1-1.4 mm were loaded above the catalyst layer. Nitrogen purge was used between the stages of dehydrogenation, catalyst regeneration/oxidation and hydrogen reduction. The total feed flow rate at the dehydrogenation stage corresponds to an hourly gas volumetric velocity (GHSV) of 600 mlh -1 g -1 . Gases leaving the reactor were analyzed using an in-line gas chromatograph (Agilent 6890) equipped with a flame ionization detector for hydrocarbon analysis and a thermal conductivity detector for hydrogen analysis. Reactant and product flow rates were measured using a Ritter wet gas flow meter.

Реактор работал при атмосферном давлении и в циклическом режиме с использованием следующих стадий: 1) окисление на воздухе при 650°C в течение 30 мин; 2) продувка азотом при 650°C в течение 10 мин.; 3) восстановление водородом H2 при 650°C в течение 6 мин.; 4) охлаждение в азоте от 650°C до 585°C, затем выдерживание при 585°C в течение 40 мин.; 5) дегидрирование изобутана при 585°C в течение 21 мин.; и 6) проведение анализа при помощи газового хроматографа (ГХ) на 20-й минуте от момента пуска изобутанового сырья. Стадии 1 - 6 повторяли несколько раз.The reactor was operated at atmospheric pressure and in a cyclic mode using the following stages: 1) oxidation in air at 650°C for 30 min; 2) nitrogen purging at 650°C for 10 minutes; 3) reduction of H2 with hydrogen at 650°C for 6 minutes; 4) cooling in nitrogen from 650°C to 585°C, then holding at 585°C for 40 minutes; 5) dehydrogenation of isobutane at 585°C for 21 minutes; and 6) analysis using a gas chromatograph (GC) at 20 minutes from the start of isobutane feedstock. Stages 1 - 6 were repeated several times.

Испытание катализатора на стабильность: оценку стабильности катализатора осуществляли посредством процедуры искусственного ускоренного старения в циклическом режиме работы. Цикл состоял из ступеней пропускания водорода-изобутана-воздуха, отделённых различными временными интервалами. Старение осуществляли при 820°C в течение 72 часов, а второе старение выполняли при 820°C в течение 48 часов. Параметры для оценки стабильности катализатора включали в себя массу катализатора, равную 5 г, скорость GHSV изобутана, равную 400 мл⋅г-1⋅ч-1, и объёмное отношение воздуха к изобутану, равное 4. Осуществляли следующие стадии: 1) окисление на воздухе в течение 15 мин.; 2) продувка азотом в течение 3 мин.; 3) восстановление H2 в течение 6 мин.; 4) продувка азотом в течение 3 мин.; 5) пропускание потока изобутана в течение 3 мин.; 6) продувка азотом в течение 3 мин. Выход изобутилена и селективность катализатора по изобутилену до и после первого старения приведены на фиг. 5 и фиг. 6, соответственно.Catalyst stability testing: The stability of the catalyst was assessed through an artificial accelerated aging procedure in a cyclic mode. The cycle consisted of stages of passing hydrogen-isobutane-air, separated by various time intervals. Aging was carried out at 820°C for 72 hours, and the second aging was performed at 820°C for 48 hours. Parameters for assessing catalyst stability included a catalyst mass of 5 g, an isobutane GHSV rate of 400 ml⋅g -1 ⋅h -1 , and an air to isobutane volume ratio of 4. The following steps were performed: 1) oxidation in air within 15 minutes; 2) purging with nitrogen for 3 minutes; 3) reduction of H 2 for 6 minutes; 4) purging with nitrogen for 3 minutes; 5) passing a stream of isobutane for 3 minutes; 6) purging with nitrogen for 3 minutes. The yield of isobutylene and the selectivity of the catalyst for isobutylene before and after the first aging are shown in Fig. 5 and fig. 6, respectively.

В связи с настоящим изобретением описаны, по меньшей мере, следующие 34 варианта воплощения. Вариант 1 воплощения представляет собой катализатор дегидрирования парафинов, характеризующийся повышенной прочностью на раздавливание. Данный катализатор дегидрирования парафинов получают способом, включающим в себя: (a) получение модифицированного редкоземельным элементом алюмооксидного носителя в форме эта-оксида алюминия, тета-оксида алюминия или их сочетаний; (b) пропитку модифицированного редкоземельным элементом алюмооксидного носителя хромсодержащим раствором для получения второго носителя; (c) сушку второго носителя для получения третьего носителя; и (d) прокаливание третьего носителя для получения катализатора дегидрирования парафинов, характеризующегося прочностью на раздавливание примерно выше 0,4 даН/мм и дополнительно содержащего оксид редкоземельного металла в диапазоне 0,5-5 масс.%. Вариант 2 воплощения представляет собой катализатор варианта 1 воплощения, для которого получение на стадии (a) включает в себя: (e) получение эта-алюмооксидного носителя; (f) пропитку эта-алюмооксидного носителя раствором, содержащим соединение редкоземельного элемента, для получения первого носителя; и (g) сушку первого носителя и прокаливание высушенного первого носителя для получения модифицированного редкоземельным элементом алюмооксидного носителя в форме эта-оксида алюминия, тета-оксида алюминия или их сочетания. Вариант 3 воплощения представляет собой катализатор варианта 2 воплощения, для которого прокаливание на стадии (g) осуществляют при температуре прокалки от 700 до 1000°C. Вариант 4 воплощения представляет собой катализатор варианта 1 воплощения, для которого получение на стадии (a) включает в себя: (h) получение предшественника эта-алюмооксидного носителя; (i) контактирование предшественника с редкоземельным соединением для получения связанного предшественника; (j) формование связанного предшественника эта-алюмооксидного носителя для получения формованного связанного предшественника; и (k) сушку формованного связанного предшественника и прокаливание высушенного связанного предшественника для получения модифицированного редкоземельным элементом носителя в форме эта-оксида алюминия, тета-оксида алюминия или их сочетания. Вариант 5 воплощения представляет собой катализатор варианта 4 воплощения, в котором предшественник эта-алюмооксидного носителя заключает в себе байерит, ро-оксид алюминия, алюмогель или их сочетания. Вариант 6 воплощения представляет собой катализатор варианта 4 или 5 воплощения, в котором формование на стадии (j) включает в себя экструзию. Вариант 7 осуществления представляет собой катализатор любого из вариантов 4-6 осуществления, в котором прокаливание на стадии (k) выполняют при температуре прокалки от 700 до 1000°C. Вариант 8 осуществления представляет собой катализатор любого из вариантов 4-7 осуществления, в котором соединение, содержащее редкоземельный элемент, заключает в себе соединение лантана, соединение церия, соединение неодима или их сочетания. Вариант 9 осуществления представляет собой катализатор любого из вариантов 1-8 осуществления, в котором хромсодержащий раствор имеет в своём составе гидроксид щелочного металла, хромат щелочного металла, дихромат щелочного металла или их сочетания. Вариант 10 осуществления представляет собой катализатор любого из вариантов 1-9 осуществления, в котором прокаливание на стадии (d) выполняют при температуре прокалки от 650 до 850°C или от 700 до 850°C. Вариант 11 воплощения представляет собой катализатор любого из вариантов 1-10 воплощения, в котором катализатор дегидрирования парафинов содержит от 5 до 30 масс.% или от 13 до 28 масс.% хрома и от 0,1 до 5 масс.% или от 0,4 до 4,3 масс.% редкоземельного элемента. Вариант 12 осуществления представляет собой катализатор любого из вариантов 1-11 осуществления, в котором катализатор дегидрирования парафинов имеет площадь поверхности в диапазоне от 60 до 120 м2/г.At least the following 34 embodiments have been described in connection with the present invention. Embodiment 1 is a wax dehydrogenation catalyst characterized by increased crush strength. This wax dehydrogenation catalyst is prepared by a process comprising: (a) preparing a rare earth modified alumina support in the form of eta alumina, theta alumina, or combinations thereof; (b) impregnating the rare earth modified alumina support with a chromium-containing solution to obtain a second support; (c) drying the second carrier to obtain a third carrier; and (d) calcining the third support to obtain a wax dehydrogenation catalyst having a crush strength greater than about 0.4 daN/mm and further containing a rare earth metal oxide in the range of 0.5-5 wt%. Embodiment 2 is the catalyst of Embodiment 1, for which the production in step (a) includes: (e) producing an eta-alumina support; (f) impregnating the eta-aluminum oxide support with a solution containing a rare earth compound to obtain a first support; and (g) drying the first support and calcining the dried first support to obtain a rare earth modified alumina support in the form of eta alumina, theta alumina, or a combination thereof. Embodiment 3 is the catalyst of Embodiment 2, for which the calcination in step (g) is carried out at a calcination temperature of 700 to 1000°C. Embodiment 4 is the catalyst of Embodiment 1, for which the production in step (a) includes: (h) producing an eta alumina support precursor; (i) contacting the precursor with a rare earth compound to produce a bound precursor; (j) molding the bound eta alumina support precursor to form a molded bound precursor; and (k) drying the shaped bonded precursor and calcining the dried bonded precursor to obtain a rare earth modified support in the form of eta alumina, theta alumina, or a combination thereof. Embodiment 5 is the catalyst of Embodiment 4, wherein the eta alumina support precursor comprises bayerite, po-alumina, aluminogel, or combinations thereof. Embodiment 6 is the catalyst of embodiment 4 or 5, wherein the molding in step (j) includes extrusion. Embodiment 7 is a catalyst of any one of embodiments 4 to 6, in which the calcination in step (k) is performed at a calcination temperature of 700 to 1000°C. Embodiment 8 is a catalyst of any one of embodiments 4 to 7, wherein the rare earth element containing compound comprises a lanthanum compound, a cerium compound, a neodymium compound, or combinations thereof. Embodiment 9 is a catalyst of any of embodiments 1 to 8, in which the chromium-containing solution comprises an alkali metal hydroxide, an alkali metal chromate, an alkali metal dichromate, or combinations thereof. Embodiment 10 is a catalyst of any one of embodiments 1 to 9, in which the calcination in step (d) is performed at a calcination temperature of 650 to 850°C or 700 to 850°C. Embodiment 11 is a catalyst of any of embodiments 1 to 10, wherein the wax dehydrogenation catalyst contains 5 to 30 wt% or 13 to 28 wt% chromium and 0.1 to 5 wt% or 0. 4 to 4.3 wt.% rare earth element. Embodiment 12 is a catalyst of any of embodiments 1 to 11, wherein the wax dehydrogenation catalyst has a surface area in the range of 60 to 120 m 2 /g.

Вариант 13 осуществления представляет собой способ дегидрирования низшего парафина. Данный способ включает в себя получение катализатора дегидрирования парафинов по любому из вариантов 1-12 воплощения. Способ дополнительно включает в себя размещение катализатора дегидрирования парафинов в реакторе и проведение реакции низшего парафина в присутствии катализатора дегидрирования парафинов в условиях реакции, адекватных для дегидрирования низшего парафина. Вариант 14 осуществления представляет собой способ варианта 13 осуществления, в котором низший парафин заключает в себе пропан, бутан, пентан или их сочетания. Вариант 15 осуществления представляет собой способ варианта 13 или 14 осуществления, в котором реактор заключает в себе реактор с неподвижным слоем катализатора. Вариант 16 осуществления представляет собой способ любого из вариантов 13-15 осуществления, в котором условия реакции включают в себя температуру реакции от 400 до 800°C.Embodiment 13 is a method for dehydrogenating lower paraffin. This method involves preparing a wax dehydrogenation catalyst according to any one of embodiments 1 to 12. The method further includes placing a wax dehydrogenation catalyst in a reactor and reacting the lower wax in the presence of the wax dehydrogenation catalyst under reaction conditions adequate to dehydrogenate the lower wax. Embodiment 14 is the method of embodiment 13 in which the lower paraffin comprises propane, butane, pentane, or combinations thereof. Embodiment 15 is the method of embodiment 13 or 14 in which the reactor includes a fixed bed reactor. Embodiment 16 is a method of any of embodiments 13 to 15, wherein the reaction conditions include a reaction temperature of 400 to 800°C.

Вариант 17 осуществления представляет собой способ получения катализатора. Данный способ включает в себя: (a) контактирование предшественника эта-оксида алюминия с добавкой, по меньшей мере, одного редкоземельного компонента для получения связанного предшественника эта-оксида алюминия; (b) нагревание связанного предшественника эта-оксида алюминия для получения модифицированного редкоземельным элементом эта-оксида алюминия, тета-оксида алюминия или их сочетания; (c) пропитку модифицированного редкоземельным элементом оксида алюминия соединением хрома; и (d) нагревание пропитанного хромом оксида алюминия для получения катализатора. Вариант 18 осуществления представляет собой способ варианта 17 осуществления, в котором стадия пропитки соединением хрома включает в себя пропитку до достижения содержания соединения хрома вплоть до 50%. Вариант 19 осуществления представляет собой способ варианта 17 или 18 осуществления, в котором стадия пропитки соединением хрома дополнительно включает в себя пропитку, по меньшей мере, одним соединением щелочного металла. Вариант 20 осуществления представляет собой способ варианта 19 осуществления, в котором, по меньшей мере, одно соединение щелочного металла заключает в себе соединение натрия, соединение калия, соединение рубидия, соединение цезия или их сочетание. Вариант 21 осуществления представляет собой способ любого из вариантов 17-20 осуществления, в котором способ получения катализатора дополнительно включает в себя стадию формования. Вариант 22 осуществления представляет собой способ варианта 21 осуществления, в котором предшественник эта-оксида алюминия приводят в контакт с добавкой, по меньшей мере, одного редкоземельного компонента до стадии формования. Вариант 23 осуществления представляет собой способ любого из вариантов 17-22 осуществления, в котором стадия нагревания включает в себя стадию сушки и стадию прокаливания. Embodiment 17 is a method for producing a catalyst. The method includes: (a) contacting an etha alumina precursor with the addition of at least one rare earth component to produce a bound eta alumina precursor; (b) heating the bound etha alumina precursor to produce rare earth modified eta alumina, theta alumina, or a combination thereof; (c) impregnating the rare earth modified alumina with a chromium compound; and (d) heating the chromium-impregnated alumina to obtain a catalyst. Embodiment 18 is the method of Embodiment 17, in which the chromium compound impregnation step includes impregnation to achieve a chromium compound content of up to 50%. Embodiment 19 is the method of Embodiment 17 or 18, in which the chromium compound impregnation step further includes impregnation with at least one alkali metal compound. Embodiment 20 is the method of Embodiment 19, in which the at least one alkali metal compound comprises a sodium compound, a potassium compound, a rubidium compound, a cesium compound, or a combination thereof. Embodiment 21 is a method of any one of embodiments 17 to 20, wherein the method for producing the catalyst further includes a molding step. Embodiment 22 is the method of Embodiment 21 in which the eta-alumina precursor is contacted with an addition of at least one rare earth component prior to the molding step. Embodiment 23 is a method of any of embodiments 17 to 22, in which the heating step includes a drying step and a calcination step.

Вариант 24 осуществления представляет собой способ получения катализатора. Данный способ включает в себя: (a) пропитку эта-оксида алюминия, тета-оксида алюминия или их сочетания добавкой, по меньшей мере, одного редкоземельного компонента и, по меньшей мере, одним соединением хрома; и (b) нагревание пропитанного оксида алюминия для получения катализатора. Вариант 25 осуществления представляет собой способ варианта 24 осуществления, в котором стадия пропитки включает в себя пропитку до достижения содержания соединения хрома вплоть до 50%. Вариант 26 осуществления представляет собой способ варианта 24 осуществления, в котором стадия пропитки дополнительно включает в себя пропитку, по меньшей мере, одним соединением щелочного металла. Вариант 27 осуществления представляет собой способ варианта 25 осуществления, в котором, по меньшей мере, одно соединение щелочного металла заключает в себе соединение натрия, соединение калия, соединение рубидия, соединение цезия или их сочетание. Вариант 28 осуществления представляет собой способ любого из вариантов 24-27 осуществления, в котором способ дополнительно включает в себя стадию формования.Embodiment 24 is a method for producing a catalyst. The method includes: (a) impregnating eta alumina, theta alumina, or a combination thereof with an addition of at least one rare earth component and at least one chromium compound; and (b) heating the impregnated alumina to obtain a catalyst. Embodiment 25 is the method of embodiment 24, wherein the impregnation step includes impregnation to achieve a chromium compound content of up to 50%. Embodiment 26 is the method of embodiment 24, wherein the impregnation step further includes impregnation with at least one alkali metal compound. Embodiment 27 is the method of Embodiment 25, in which the at least one alkali metal compound comprises a sodium compound, a potassium compound, a rubidium compound, a cesium compound, or a combination thereof. Embodiment 28 is a method of any of embodiments 24-27, wherein the method further includes the step of molding.

Вариант 29 осуществления представляет собой способ получения катализатора. Данный способ включает в себя: (a) обработку сочетания добавки редкоземельного компонента и эта-оксида алюминия посредством нагрева для получения модифицированного редкоземельным элементом эта-оксида алюминия, тета-оксида алюминия или их сочетания; (b) пропитку модифицированного редкоземельным элементом оксида алюминия соединением хрома; и (c) нагревание пропитанного оксида алюминия для получения катализатора. Вариант 30 осуществления представляет собой способ варианта 29 осуществления, в котором стадия пропитки соединением хрома включает в себя пропитку до достижения содержания соединения хрома вплоть до 50%. Вариант 31 осуществления представляет собой способ варианта 29 или 30 осуществления, в котором стадия пропитки соединением хрома дополнительно включает в себя пропитку, по меньшей мере, одним соединением щелочного металла. Вариант 32 осуществления представляет собой способ варианта 31 осуществления, в котором, по меньшей мере, одно соединение щелочного металла включает в себя соединение натрия, соединение калия, соединение рубидия, соединение цезия или их сочетание. Вариант 33 осуществления представляет собой способ любого из вариантов 29-32 осуществления, в котором способ дополнительно включает в себя стадию формования.Embodiment 29 is a method for producing a catalyst. The method includes: (a) treating a combination of a rare earth additive and eta alumina by heating to produce rare earth modified eta alumina, theta alumina, or a combination thereof; (b) impregnating the rare earth modified alumina with a chromium compound; and (c) heating the impregnated alumina to obtain a catalyst. Embodiment 30 is the method of Embodiment 29, in which the chromium compound impregnation step includes impregnation to achieve a chromium compound content of up to 50%. Embodiment 31 is the method of Embodiment 29 or 30, in which the chromium compound impregnation step further includes impregnation with at least one alkali metal compound. Embodiment 32 is the method of Embodiment 31, in which the at least one alkali metal compound includes a sodium compound, a potassium compound, a rubidium compound, a cesium compound, or a combination thereof. Embodiment 33 is a method of any of embodiments 29-32, wherein the method further includes the step of molding.

Вариант 34 воплощения представляет собой катализатор дегидрирования парафинов. Катализатор заключает в себе носитель, содержащий эта-оксид алюминия, тета-оксид алюминия или их сочетание. Катализатор дополнительно заключает в себе от 0,1 до 10 масс.% компонента, по меньшей мере, одного редкоземельного металла. Катализатор, как и прежде, дополнительно имеет в своём составе от 0,1 до 5 масс.%, по меньшей мере, одного компонента, содержащего щелочной металл. Катализатор также включает в себя от 5 до 40 масс.% хромового компонента, при этом остальная часть массы катализатора представляет собой эта-оксид алюминия, тета-оксид алюминия или их сочетание.Embodiment 34 is a wax dehydrogenation catalyst. The catalyst includes a support containing eta-alumina, theta-alumina, or a combination thereof. The catalyst further includes from 0.1 to 10 wt.% component of at least one rare earth metal. The catalyst, as before, additionally contains from 0.1 to 5 wt.% of at least one component containing an alkali metal. The catalyst also includes from 5 to 40% by weight of a chromium component, with the remainder of the catalyst being eta alumina, theta alumina, or a combination thereof.

Хотя варианты осуществления настоящей заявки и их преимущества подробно описаны, следует понимать, что в рамках настоящего документа можно выполнять различные изменения, замены и преобразования без отступления от существа и объёма вариантов осуществления, излагаемых в формуле изобретения. Кроме того, объём настоящей заявки не предназначается для ограничения конкретных вариантов осуществления данного процесса, машины, изготовления, состава материала, устройств, способов и стадий, изложенных в описании. Так, обычный специалист в данной области техники с лёгкостью поймёт из вышеописанного раскрытия, что можно использовать процессы, машины, изготовление, составы материала, устройства, способы или стадии, существующие в настоящее время или подлежащие разработке в дальнейшем, которые выполняют по существу ту же самую функцию или приводят к достижению практически того же самого результата, что и соответствующие варианты осуществления, описанные в настоящем документе. Соответственно, подразумевается, что прилагаемая формула изобретения включает в пределы своего объёма такие процессы, машины, изготовление, составы вещества, устройства, способы или стадии. Although embodiments of the present application and their advantages have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions and conversions can be made within the scope of this document without departing from the spirit and scope of the embodiments set forth in the claims. Moreover, the scope of this application is not intended to limit the specific embodiments of the process, machine, manufacture, material composition, apparatus, methods and steps set forth herein. Thus, one of ordinary skill in the art will readily appreciate from the foregoing disclosure that processes, machines, fabrication, material compositions, devices, methods or steps may be used, presently existing or hereafter to be developed, that accomplish substantially the same function or achieve substantially the same result as the corresponding embodiments described herein. Accordingly, the appended claims are intended to include within their scope such processes, machines, manufacture, compositions of matter, devices, methods or steps.

Claims (26)

1. Способ получения катализатора дегидрирования парафинов, характеризующегося повышенной прочностью на раздавливание, включающий в себя следующее: 1. A method for producing a catalyst for the dehydrogenation of paraffins, characterized by increased crushing strength, including the following: (a) получают модифицированный редкоземельным элементом алюмооксидный носитель в форме эта-оксида алюминия, содержащего соединение, содержащее редкоземельный элемент; (a) obtaining a rare earth element modified alumina support in the form of eta alumina containing a rare earth element containing compound; (b) пропитывают модифицированный редкоземельным элементом алюмооксидный носитель хромсодержащим раствором с получением второго носителя;(b) impregnating the rare earth modified alumina support with a chromium-containing solution to obtain a second support; (c) высушивают второй носитель с получением третьего носителя;(c) drying the second carrier to obtain a third carrier; (d) прокаливают третий носитель для получения катализатора дегидрирования парафинов; (d) calcining the third support to obtain a wax dehydrogenation catalyst; при этом катализатор дегидрирования парафинов имеет прочность на раздавливание более чем около 0,4 даН/мм и при этом катализатор дегидрирования парафинов содержит оксид редкоземельного металла в диапазоне 0,5-5 масс.%, оксид хрома в диапазоне 17-40 масс.%, по меньшей мере один компонент щелочного металла в диапазоне 0,1-5 масс.%, эта-оксида алюминия – остальное, причем по меньшей мере один компонент щелочного металла содержит соединение натрия, калия, рубидия или их комбинации, и получение на стадии (a) включает в себя следующее: wherein the paraffin dehydrogenation catalyst has a crushing strength of more than about 0.4 daN/mm, and wherein the paraffin dehydrogenation catalyst contains a rare earth metal oxide in the range of 0.5-5 wt.%, chromium oxide in the range of 17-40 wt.%, at least one alkali metal component in the range of 0.1-5 wt.%, eta-alumina - the rest, wherein at least one alkali metal component contains a compound of sodium, potassium, rubidium or combinations thereof, and obtaining at stage (a ) includes the following: (e) получают эта-алюмооксидный носитель; (e) obtaining an eta-alumina support; (f) пропитывают эта-алюмооксидный носитель раствором, содержащим соединение редкоземельного элемента, для получения первого носителя; и (f) impregnating the eta-alumina support with a solution containing a rare earth compound to obtain a first support; And (g) высушивают первый носитель и прокаливают высушенный первый носитель для получения модифицированного редкоземельным элементом алюмооксидного носителя в форме эта-оксида алюминия.(g) drying the first support and calcining the dried first support to obtain a rare earth modified alumina support in the form of etha alumina. 2. Способ по п. 1, где хромсодержащий раствор содержит гидроксид щелочного металла, хромат щелочного металла, дихромат щелочного металла или их сочетания.2. The method according to claim 1, where the chromium-containing solution contains an alkali metal hydroxide, an alkali metal chromate, an alkali metal dichromate, or combinations thereof. 3. Способ по п. 1, в котором соединение, содержащее редкоземельный элемент, включает соединение лантана, соединение церия, соединение неодима или их сочетания. 3. The method of claim 1, wherein the rare earth element containing compound includes a lanthanum compound, a cerium compound, a neodymium compound, or combinations thereof. 4. Способ по п. 1, в котором соединение, содержащее редкоземельный элемент, включает соединение лантана.4. The method of claim 1, wherein the rare earth element containing compound comprises a lanthanum compound. 5. Способ по п. 1, в котором соединение, содержащее редкоземельный элемент, включает соединение церия.5. The method according to claim 1, wherein the rare earth element containing compound includes a cerium compound. 6. Способ по п. 1, в котором соединение, содержащее редкоземельный элемент, включает соединение неодима. 6. The method of claim 1, wherein the rare earth element containing compound comprises a neodymium compound. 7. Способ по п. 1, где хромсодержащий раствор содержит гидроксид щелочного металла.7. The method according to claim 1, where the chromium-containing solution contains an alkali metal hydroxide. 8. Способ по п. 1, где хромсодержащий раствор содержит хромат щелочного металла.8. The method according to claim 1, where the chromium-containing solution contains an alkali metal chromate. 9. Способ по любому из пп. 1-8, где соединение щелочного металла включает соединение натрия.9. Method according to any one of paragraphs. 1-8, wherein the alkali metal compound includes a sodium compound. 10. Способ по любому из пп. 1-9, где прокаливание на стадии (d) осуществляют при температуре прокалки от 650 до 850°C.10. Method according to any one of paragraphs. 1-9, where the calcination in step (d) is carried out at a calcination temperature of from 650 to 850°C. 11. Способ по любому из пп. 1-10, где катализатор дегидрирования парафина содержит 25 масс.% Cr2O3, 3 масс.% La2O3, и 1 масс.% Na2O.11. Method according to any one of paragraphs. 1-10, where the wax dehydrogenation catalyst contains 25 wt.% Cr 2 O 3 , 3 wt.% La 2 O 3 , and 1 wt.% Na 2 O. 12. Катализатор дегидрирования парафинов, содержащий:12. A catalyst for the dehydrogenation of paraffins, containing: носитель, содержащий эта-оксид алюминия;a carrier containing eta-alumina; от 0,1 до 10 масс.% по меньшей мере одного компонента в виде редкоземельного металла;from 0.1 to 10 wt.% of at least one component in the form of a rare earth metal; от 0,1 до 5 масс.% по меньшей мере одного компонента, содержащего щелочной металл; иfrom 0.1 to 5 wt.% of at least one component containing an alkali metal; And от 17 до 40 масс.% хромового компонента;from 17 to 40 wt.% chromium component; эта-оксид алюминия остальное, this is aluminum oxide the rest, причем по меньшей мере один компонент щелочного металла содержит соединение натрия, калия, рубидия или их комбинации.wherein at least one alkali metal component contains a compound of sodium, potassium, rubidium, or combinations thereof.
RU2021112533A 2018-10-05 2019-10-04 Paraffin dehydrogenation catalyst RU2803505C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/742,231 2018-10-05
US62/742,229 2018-10-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021112533A RU2021112533A (en) 2022-11-14
RU2803505C2 true RU2803505C2 (en) 2023-09-14

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2177827C1 (en) * 2000-11-13 2002-01-10 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" Paraffin hydrocarbon dehydrogenation catalyst
WO2014046659A1 (en) * 2012-09-20 2014-03-27 Basf Se Chroma alumina catalysts for alkane dehydrogenation
CN105817258B (en) * 2016-05-23 2018-07-06 武汉科林精细化工有限公司 It is a kind of for catalyst of iso-butane fluid bed dehydrogenation and preparation method thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2177827C1 (en) * 2000-11-13 2002-01-10 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" Paraffin hydrocarbon dehydrogenation catalyst
WO2014046659A1 (en) * 2012-09-20 2014-03-27 Basf Se Chroma alumina catalysts for alkane dehydrogenation
CN105817258B (en) * 2016-05-23 2018-07-06 武汉科林精细化工有限公司 It is a kind of for catalyst of iso-butane fluid bed dehydrogenation and preparation method thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
D. BAZER-BACHI et al. Towards industrial use of metal-organic framework: Impact of shaping on the MOF properties. Powder Technology, 2014, Vol.255, P.52-59. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5574387B2 (en) Hydrocarbon dehydrogenation catalyst
RU2428250C2 (en) Catalytically inactive heat generator and perfected dehydration
EP3116844B1 (en) Improved dehydrogenation process with heat generating material
US12121887B2 (en) Method of preparation of dehydrogenation catalyst with high chromium content
US8835347B2 (en) Alkane dehydrogenation catalysts
CN108176405B (en) Alkane dehydrogenation reaction enhancing auxiliary agent and preparation method and application thereof
TW201821159A (en) Hydrocarbon conversion process
WO2014150137A1 (en) Method for manufacture of an alkane dehydrogenation catalyst
EA023151B1 (en) Process for for alkane dehydrogenation and catalyst
RU2803505C2 (en) Paraffin dehydrogenation catalyst
JP2020522380A (en) Olefin production catalyst having improved stability, conversion rate and selectivity, and method for producing the same
US20210387167A1 (en) Catalyst for paraffin dehydrogenation
KR20230107751A (en) Preparing method of catalyst having enhanced conversion ratio and selectivity for manufacturing olefin
TW201822879A (en) Hydrocarbon conversion catalyst system
WO2024133031A1 (en) Catalyst for paraffin dehydrogenation
WO2021250610A1 (en) Process for hydrocarbon dehydrogenation
US11547983B2 (en) Vanadium oxide catalysts on mixed alumina useful for alkane to alkene conversion
WO2011159303A1 (en) Alkane dehydrogenation catalysts
US20230211318A1 (en) Supported catalysts for non-oxidative dehydrogenation of alkanes
WO2024133029A1 (en) Alkane dehydrogenation catalyst
WO2024133030A1 (en) Chromium alumina catalysts for paraffin dehydrogenation
WO2023119131A1 (en) Alkane dehydrogenation catalyst
WO2024133034A1 (en) Chromium oxide containing catalysts for paraffin dehydrogenation and methods of making and using thereof
WO2024133032A1 (en) Catalyst for paraffin dehydrogenation
RU2256499C1 (en) Catalyst, method for preparation thereof, and a method for dehydration of hydrocarbons using this catalyst