SE439593B - Selektivt sulfiderad katalysatorkomposition, sett for dess framstellning samt anvendning derav for omvandling av kolveten - Google Patents
Selektivt sulfiderad katalysatorkomposition, sett for dess framstellning samt anvendning derav for omvandling av kolvetenInfo
- Publication number
- SE439593B SE439593B SE7805219A SE7805219A SE439593B SE 439593 B SE439593 B SE 439593B SE 7805219 A SE7805219 A SE 7805219A SE 7805219 A SE7805219 A SE 7805219A SE 439593 B SE439593 B SE 439593B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- catalyst
- rhenium
- catalyst composition
- platinum group
- component
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/64—Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/656—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/6567—Rhenium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/06—Halogens; Compounds thereof
- B01J27/08—Halides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G35/00—Reforming naphtha
- C10G35/04—Catalytic reforming
- C10G35/06—Catalytic reforming characterised by the catalyst used
- C10G35/085—Catalytic reforming characterised by the catalyst used containing platinum group metals or compounds thereof
- C10G35/09—Bimetallic catalysts in which at least one of the metals is a platinum group metal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/582—Recycling of unreacted starting or intermediate materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
7805219-8
ponent, såsom metaller eller föreningar av metaller ur grupperna
- 8 i det periodiska systemet, vilka i allmänhet tillskrivs
hydrerings-dehydreringsfunktion.
Dessa katalysatorkompositioner används för att påskynda kolväte-
omvandlingsreaktioner, såsom hydrokrackning, hydrogenolys, isome-
risering, dehydrering, hydrering, desulfurisering, cyklisering,
polymerisation, alkylering, krackning, hydroisomerisering, de-
alkylering och transalkylering. I många fall används dessa kata-
lysatorer i processer, där mer än en av reaktionerna försiggår
samtidigt, såsom reformering, varvid ett kolvätematerial inne-
hållande paraffiner och naftener underkastas behandling, som främ-
jar dehydrering av naftener till aromater, dehydrocyklisering av
paraffiner till aromater, isomerisering av paraffiner och nafte-
ner, hydrokrackning och hydrogenolys av naftener och paraffiner
för framställning av ett oktanrikt eller aromatrikt produktflöde.
'Ett annat exempel är en hydrokrackningsprocess, vid vilken dessa
katalysatorer används för att åstadkomma selektiv hydrering och
krackning av högmolekylära omättade material och selektiv hydro-
krackning av högmolekylära material för framställning av i huvud-
sak lägre kokande, mera värdefulla produkter. Ytterligare ett
exempel är en hydroisomeringsprocess, varvid en kolvätefraktion,
som är relativt rik på raka paraffinföreningar, behandlas med
dessa katalysatorer för framställning av en produkt rik på iso-
paraffinföreningar.
Det är av avgörande betydelse att den dubbelt verksamma katalysa-
torn uppvisar inte bara förmågan att inledningsvis utföra sina
~specificerade funktioner utan även att den har förmågan att ut-
föra dem på ett tillfredsställande sätt under utsträckt tid. De
analytiska termer, som används inom ifrågavarande teknik som mått
på hur bra en katalysator utför sina funktioner i en speciell
kolvätereaktionsmiljö, är aktivitet, selektivitet och stabilitet.
Ovan angivna termer definieras i detta sammanhang för en given kol-
vätecharge enligt följande: (l) aktiviteten är ett mått på
katalysatorns förmåga att omvandla kolvätereaktanter till produk-
ter vid angiven stränghetsnivå (där stränghetsnivån innebär de
betingelser som används, dvs. temperaturen, trycket, behandlings-
tiden och närvaron av utspädningsmedel såsom vätgas); (2) selek-
7805219-8
tiviteten avser den mängd önskad produkt eller önskade produkter
som erhålls i förhållande till mängden satsade eller konverte-
rade reaktanter; (3) stabiliteten innebär den förändring med
tiden i aktivitet och selektivitet och ju mindre förändringen är,
ju stabilare är katalysatorn följaktligen. Vid exempelvis en
reformeringsprocess innebär aktiviteten vanligen den omvandling,
som äger rum i en viss kolvätecharge vid specificerad stränghets-
nivå och anges vanligen med oktantalet för C5+-produktflödet.
Selektiviteten avser utbytet av C5+ i förhållande till mängden i
kolvätechargen, som erhålls vid ifrågavarande aktivitet eller
stränghetsnivâ. Stabiliteten slutligen är förändringen med tiden
för aktiviteten uppmätt medelst oktantalet för C5+-produkten och
för selektiviteten uppmätt medelst C5+-utbytet. Sistnämnda kon-
staterande är inte helt korrekt, eftersom i allmänhet en konti-
nuerlig reformeringsprocess drivs så att man frambringar en C5+-
produkt med konstant oktantal, varvid stränghetsnivån kontinuer-
ligt justeras för att man skall uppnå detta resultat. Stränghets-
nivån justeras dessutom för denna process vanligen genom reglering
av omvandlingstemperaturen vid reaktionen, så att i själva verket
förändringen i aktiviteten tar sig uttryck i en förändring av om-
vandlingstemperaturen och förändringar i denna senare parameter
tas vanligen som en indikation på aktivitetsstabilitet.
Den huvudsakliga anledningen till deaktivering eller instabilitet
hos en dubbelt verksam katalysator är förenad med det faktum att
koks bildas på katalysatorns yta under själva reaktionsförloppet.
En dubbelt verksam katalysator är med andra ord känslig för när-
varon av kolavsättningar eller koks pâ katalysatorns yta. Huvud-
problemet för fackmän inom detta område är följaktligen fram-
tagandet av mera aktiva och/eller selektiva katalysatorkomposi-
tioner, som ej är lika känsliga för närvaron av dessa kolhaltiga
material och/eller har förmågan att undertrycka bildningen av
dessa kolhaltiga material på katalysatorn. Vad beträffar speciellt
en reformeringsprocess uttryckes problemet vanligen i termer av
förskjutning och stabilisering av förhållandet C5+-utbyte-oktan-
tal vid lägsta möjliga stränghetsnivå, varvid C5+-utbytet repre-
senterar selektiviteten och oktantalet är proportionellt mot
aktiviteten.
Det har nu visat sig, att en dubbelt verksam, selektivt sulfiderad
'?8Û5219'8
flermetallkatalysatorkomposition uppvisar förbättrad aktivitet,
selektivitet och stabilitet vid jämförelse med likartade kataly-
satorer av känt slag vid användning i en process för omvandling
av kolväten av den typ, vid vilken man hittills använt en dubbelt
verksam katalysatorkomposition innehållande platinagruppmetall,
såsom processer för isomerisering, hydroisomerisering, dehydrering,
desulfurisering, denitrering, hydrering, alkylering, dealkylering,
desproportionering, polymerisation, hydrodealkylering, transalky-
lering, cyklisering, dehydrocyklisering, krackning, hydrokrack-
ning, halogenering, reformering och liknande processer. Det har
kunnat konstaterats, att en selektivt sulfiderad katalysatorkompo-
tgsition innehållande en kombination av katalytiskt verksamma mäng-
der av en platinagruppmetallkomponent, en sulfiderad rheniumkom-
ponent och en halogenkomponent tillsammans med ett poröst bärar-
material bildat av Ziegler-aluminiumoxid, kan användas vid kol-
väteomvandlingsprocesser och ge avsevärt förbättrade resultat, om
metallkomponenterna är relativt likformigt dispergerade i Ziegler-
-aluminiumoxidbärarmaterialet och om deras oxidationstillstånd
regleras så att i huvudsak hela platinagruppkomponenten är när-
varande i metalltillstândet och en avsevärd del av rheniumkompo-
nenten hâlles i sulfiderat tillstånd under kolväteomvandlings-
processen. Enligt ett exempel på uppfinningen användes en kombi-
nation av katalytiskt verksamma mängder av en platinakomponent,
en sulfiderad rheniumkomponent och en kloridkomponent tillsammans
med ett Ziegler-aluminiumoxidbärarmaterial som katalysator vid en
kolvätereformeringsprocess, varvid metallkomponenterna är rela-
tivt likformigt dispergerade i Ziegler-aluminiumoxidbärarmateria-
let, katalysatorn är selektivt sulfiderad, så att i huvudsak all
sulfid är kombinerad med rheniumkomponenten och varvid rhenium-
komponentens sulfiderade tillstånd kontinuerligt upprätthålles
under reformeringsprocessen. Vad gäller särskilt en reformerings-
process är de huvudsakliga fördelarna med användningen av den
nya katalysatorkompositionen följande: (1) processen kan drivas
under stabila betingelser (särskilt vad beträffar utbytet av
C5+) vid hög stränghetsnivå, t.ex. ett lågt eller måttligt tryck
under frambringande av ett C5+-reformat med ett oktantal (F-l
clear) av ca 100, (2) avsevärt ökad aktivitet för oktantals-
höjande reaktioner jämte ökad C5+-utbytesstabilitet i förhållande
till kända bimetallkatalysatorsystem av platina-rhenium pâ kon-
ventionell aluminiumoxid såsom är exemplifierat i den amerikanska
7805219-8
patentskriften 3 415 737 och (3) ökad tolerans för svavelföro-
reningar i kolvätechargen jämte kraftigt ökad selektivitet för
C5+-utbytet och vätgasproduktion i förhållande till vad fallet är
med osulfiderad platina-rhenium på Ziegler-aluminiumoxidkataly-
satorsystem såsom beskrives i de amerikanska patentskrifterna 3 852
190 och 4 012 313. Uppfinningen innebär sammanfattningsvis att
man genom att tillsätta en kombination av ett Ziegler-aluminium-
oxidbärarmaterial och en sulfiderad rheniumkomponent till en dub-
belt verksam kolväteomvandlingskatalysator innehållande en plati-
nagruppkomponent kan fâ en resulterande katalysator med klart för-
bättrade egenskaper om nedan angivna begränsningar i mängden in-
gredienser, selektiv sulfidering av rheniumkomponenten, oxidations-
tillstånd för platinagruppkomponenten och fördelningen av metall-
komponenten i Ziegler-aluminiumoxidbärarmaterialet är uppfyllda.
Ziegler-aluminiumoxid som användes som bärare för platina och
rhenium har visat sig vara klart mera aktiv vid kolväteomvandlings-
reaktioner i förhållande till en likadan katalysator framställd
på en konventionell aluminiumoxidbärare, om den Ziegler-aluminium-
oxidbaserade katalysatorn uppfyller här föreskrivna villkor.
Denna ökade aktivitet anses bero på en större samverkan mellan
metallingredienserna och bärarmaterialet och åtföljande bättre
dispergering av metallen i bäraren. Den större samverkan anses
förorsakas av närvaron av ett större antal jonbytarplatser på
Ziegler-aluminiumoxiden än på en konventionell aluminiumoxidbärare
och/eller genom utbildandet av starkare bindningar mellan metall-
komponenterna och jonbytarplatserna på Ziegler-aluminiumoxiden i
relation till konventionella aluminiumoxidbärare. Indicierna för
denna unika effekt med det nya katalysatorsystemet är i huvudsak
tvåfaldiga: (l) en Ziegler-aluminiumoxidbaserad platina-rhenium-
katalysator uppvisar större beständighet mot sintring vid höga
temperaturer och (2) hydrogenolysaktiviteten för detta katalysa-
torsystem är klart förbättrad i relation till samma katalysator-
system framställt av en konventionell aluminiumoxidbärare. An-
vändandet av Ziegler-aluminiumoxid i ett platina-rheniumkatalysa-
torsystem är visserligen förut känt (se de amerikanska patent-
skrifterna 3 852 190 och 4 012 313), men man har enligt denna kända
teknik ej känt till den ökade aktiviteten för detta katalysator-
system och enbart noterat en god stabilitet, måhända på grund av
oförmâgan att uppnå god dispergering av metallkomponenterna på
7805219-8
katalysatorbäraren eller på grund av det faktum, att arbetet varit
begränsat till ett osulfiderat katalysatorsystem. Vilken anled-
ningen än må vara har vi nu kunnat konstatera, att svavel också
medför en unik effekt på detta katalysatorsystem. Den ledande
publikationen för känd teknik med användning av svavel tillsam-
mans med platina-rhenium på konventionella aluminiumoxidkatalysa-
torsystem är den amerikanska patentskriften 3 415 737, som emel-
lertid avråder från användandet av svavel i denna typ av kataly-
satorsystem med undantag av det mycket begränsade syftet att för-
hindra en rusning under uppkörningen. I patentskriften utsäges
dessutom att allt eventuellt närvarande svavel under uppkörningen
med ett konventionellt platina-rheniumsystem drivs av från kata-
lysatorn under den inledande reformeringsperioden och att svavel
endast kan kvarhâllas på denna typ av katalysatorsystem genom
kontinuerlig tillsats av svavel. I patentskriften varnas vidare
för de många nackdelarna med kontinuerlig närvaro av svavel för
denna typ av katalysatorsystem och utsäges att den kända uppfin-
ningen innebär att platina- och rheniumkomponenterna i katalysa-
torn hålles i metalltillstånd under hela kolväteomvandlingspro-
cessen. I skarp kontrast till vad som utläres genom denna patent-
skrift om den menliga inverkan av svavel på platina-rhenium på
konventionella aluminiumoxidkatalysatorsystem har det nu visat
sig att det kontinuerliga upprätthållandet av en viss mängd sva-
vel på ett Ziegler-aluminiumbaserat platina-rheniumkatalysator-
system är ytterst fördelaktigt, om svavlet tillföres i rätta
mängder och om svavlet fördelas på metallkomponenterna på nedan
angivna sätt. För det Ziegler-aluminiumoxidbaserade katalysa-
torsystemet enligt uppfinningen innebär våra upptäckter att när-
varon av svavel fungerar så att det ökar medelutbytet av C5+-
-produkter och stabiliteten i detta utbyte och stabiliserar hela
katalysatorsystemet på en påtagligt förhöjd aktivitetsnivå i
förhållande till konventionella platina-rheniumkatalysatorsys-
tem av känt slag enligt amerikanska patentskriften 3 415 737.
Andra fördelar med uppfinningen är obetydlig demetylering och
andra hydrogenolysreaktioner under kolväteomvandlingsprocessen,
ökad tolerans för svavelföroreningar i kolvätechargen och påtag-
ligt förbättrad total stabilitet i hela processen. Dessa för-
delar manifesteras i synnerhet när det gäller C5+-utbytet och
vätgasrenheten för en katalytisk reformeringsprocess med använd-
ning av katalysatorn enligt uppfinningen i jämförelse med de
_ . ___. -.-....._......_._........_.-....._--_.-
7805219-8
resultat, som uppnås med osulfiderad platina-rhenium på Ziegler-
-aluminiumoxidsystem.
Uppfinningen hänför sig till en selektivt sulfiderad katalysa-
torkomposition för kolväteomvandlingsprocesser innefattande ett
poröst bärarmaterial bildat av Ziegler-aluminiumoxid innehål-
lande, räknat på elementbasis, 0,01 - 2 vikt-% platinagruppmetall,
0,01 - 2 vikt-% rhenium och 0,1 - l0 vikt-% halogen, som känne-
tecknas av att platinagruppmetallen och rhenium är likformigt
dispergerade i det porösa aluminiumoxidbärar-materialet, i huvud-
sak hela platinagruppmetallen är närvarande i metalltillståndet
och kompositionen innehåller svavel i en mängd åtminstone till-
räcklig för att ge ett atomförhållande svavel till rhenium av
0,5:l, så att den övervägande delen rhenium hålles i sulfiderat
tillstånd. Det sulfiderade tillståndet hos rheniumkomponenten
upprätthålles kontinuerligt under kolväteomvandlingsprocessen,
vid vilken katalysatorn användes.
Katalysatorkompositionen bör företrädesvis innehålla 0,05 - l
vikt-% platinagruppmetall, 0,05 - l vikt-% rhenium och 0,5 - 1,5
vikt-% halogen.
Uppfinningen avser dessutom ett sätt att framställa ovan defi-
nierade, selektivt sulfiderade flermetallkatalysatorkomposition,
vilket sätt kännetecknas av de åtgärder, som framgår av bifogade
kravet 8.
Vad beträffar först det unika kristallina aluminiumoxidpulver,
varav bärarmaterialet använt enligt uppfinningen består, har
det karakteriserats i de amerikanska patentskrifterna 3 852 190
och 4 012 313 som en biprodukt från en Ziegler-syntesreaktion
för framställning av högre alkoholer beskriven i den amerikanska
patentskriften 2 892 858. Av förenklingsskäl användes här be-
teckningen “Ziegler-aluminiumoxid" för att identifiera just detta
material. Det tillhandahålles för närvarande av the Conoco
Chemical Division of Continental Oil Company under varubeteck-
ningen "Catapal“. Detta material är ett ytterst rent G-alumi-
niumoxidmonohydrat (böhmit), som efter kalcinering vid hög tem-
peratur har visat sig ge en högren 1'-aluminiumoxid. Det är
kommersiellt tillgängligt i tre former: (1) "Catapal SB", som
7805219-8
8
är ett spraytorkat pulver med en angiven ytarea av 250 m2/g;
(2) “Catapal NG", som är en i roterande ugn torkad aluminium-
oxid med en angiven ytarea av 180 m2/g och (3) "Dispal M", som
är en finfördelad dispergerbar produkt med en angiven ytarea av
ca l85 m2/g. För uppfinningens ändamål utgör det spraytorkade
pulvret “Catapal SB" ett föredraget utgångsmaterial. Detta a-
-aluminiumoxidmonohydratpulver kan formas till ett lämpligt kata-
lysatormaterial enligt någon känd teknik för framställning av
katalysatorbärarmaterial. Sfäriska bärarmaterialpartiklar kan
exempelvis formas av denna Ziegler-aluminiumoxid genom (l) över-
förande av u-aluminiumoxidmonohydratpulvret till en aluminium-
oxidsol genom omsättning med en lämplig peptiserande syra och
efterföljande neddroppning av en blandning av den resulterande
solen och ett gelningsmedel i ett oljebad för bildande av sfä-
riska partiklar av en aluminiumoxidgel, som lätt överföres till
ett 3"-aluminiumoxidbärarmaterial enligt kända metoder; (2)
framställning av ett extrudat av pulvret med hjälp av etablerad
teknik och efterföljande rullning av extrudatpartiklarna på en
roterande skiva, tills sfäriska partiklar bildats, vilka däref-
ter kan torkas och kalcineras för erhållande av de önskade par-
tiklarna av sfäriskt bärarmaterial och (3) vätning av pulvret
med ett lämpligt peptiseringsmedel och efterföljande rullning
av pulverpartiklarna till sfäriska massor av önskad storlek.
Detta aluminiumoxidpulver kan också formas till varje annan
önskad form eller typ av bärarmaterial av känt slag, såsom sta-
var, piller, pellets, tabletter, granuler, extrudat och liknan-
de former med tillämpning av känd teknik för framställning av
katalysatorbärarmaterial. Den föredragna typen av bärarmaterial
i samband med uppfinningen är ett cylindriskt extrudat med en
diameter av 0,8 - 3,2 mm (i synnerhet ca 1,6 mm) och ett förhål-
lande längd till diameter mellan l:l och 5:1, företrädesvis
2:l. Den särskilt föredragna extrudatformen av bärarmaterialet
framställes företrädesvis genom att blanda aluminiumoxidpulvret
med vatten och ett lämpligt peptiseringsmedel, såsom salpeter-
syra, ättiksyra, aluminiumnitrat och liknande material, tills
en extruderbar deg bildats. Mängden tillsatt vatten för att
forma degen skall vara tillräcklig för att ge en viktförlust vid
antändning (LOI) vid 500°C av 45 - 65 vikt-%, varvid ett värde
av 55 vikt-% särskilt föredras. Å andra sidan skall mängden till-
satt syra vara tillräcklig för att utgöra 2 - 7 vikt-% av det
vsos219-3
flyktiga fria aluminiumoxidpulvret använt i blandningen, varvid
ett värde av 3 - 4 vikt-% särskilt föredras. Den resulterande
degen strängsprutas därefter genom ett munstycke av lämplig
storlek för erhållande av extrudatpartiklar. Dessa partiklar
torkas därefter vid en temperatur av 260 - 4270C under 0,1 - 5
timmar och kalcineras sedan vid en temperatur av 482 - 8l6°C
under 0,5 ~ 5 timmar för bildning av de föredragna extrudat-
partiklarna av Ziegler-aluminiumoxidbärarmaterialet. Detta mate-
rial kan innehålla mindre andelar av andra välkända, eldfasta
oorganiska oxider, såsom kiseldioxid, titandioxid, zirkonium-
dioxid, kromoxid, berylliumoxid, vanadinoxid, cesiumoxid, haf-
niumoxid, zinkoxid, järnoxid, koboltoxid, magnesiumoxid, bor-
oxid, toriumdioxid och liknande material, som kan inblandas i
den strängsprutbara degen före strängsprutningen. Pâ samma sätt
kan kristallina zeolitiska aluminatsilikater, såsom naturligt
förekommande eller syntetiskt framställd mordenit och/eller
faujasit, antingen i väteform eller i en form som behandlats med
en flervärd katjon, såsom av en sällsynt jordartsmetall, införas
i bärarmaterialet genom att blanda in finfördelade partiklar av
desamma i den strängsprutbara degen före strängsprutningen. Det
föredragna bärarmaterialet är i huvudsak ren Ziegler-aluminium-
oxid med en skrymdensitet av 0,6 - l g/ml, i synnerhet 0,7 -
0,85 g/ml, en ytarea av 150 - 280 mz/g, företrädesvis l85 - 235
m2/g och en porvolym av 0,3 - 0,8 ml/g.
Den första väsentliga ingrediensen i katalysatorkompositionen
enligt uppfinningen är platinagruppkomponenten. Härmed avses
täcka användningen av platina, iridium, osmium, rutenium,
rodium, palladium eller blandningar därav som första komponent
i kompositionen. Ett väsentligt drag hos uppfinningen är att
i huvudsak hela denna platinagruppkomponent föreligger i den
slutliga katalysatorkompositionen i metalltillståndet. Särskilt
föredragna blandningar av dessa metaller är platina och iridium
samt platina och rodium.
Denna platinagruppkomponent kan tillföras katalysatorkompositio-
nen på vilket som helst sätt, som resulterar i en relativt lik-
formig fördelning av komponenten i bärarmaterialet, såsom sam-
tidig utfällning eller samtidig gelning,samextrudering, jonbyte
všcíszw-s
eller impregnering. Den föredragna framställningsmetoden inbe-
griper utnyttjandet av en löslig förening av platinagruppmetal-
len för impregnering av Ziegler-aluminiumoxidbärarmaterialet på
relativt likformigt sätt. Exempelvis kan denna komponent till-
föras bäraren genom att försätta den senare med en vattenlösning
av klorplatinasyra, kloriridiumsyra eller klorpalladiumsyra.
Andra vattenlösliga föreningar eller komplex av platinagrupp-
metaller kan användas i impregneringslösningar och inkluderar
ammoniumklorplatínat,bromplatinasyra, platinatriklorid, platina-
tetrakloridhydrat, platinadiklorkarbonyldiklorid, dinitrodiamino-
platina, natriumtetranitroplatinat(II), palladiumklorid, palla-
diumnitrat, palladiumsulfat, diaminpalladium (II) hydroxid,
tetraaminpalladium (II) klorid, hexaminrodiumklorid, rodiumkar-
bonylklorid, rodiumtrikloridhydrat, rodiumnitrat, natriumhexa-
klorrodat (III), natriumhexanitrorodat (III), iridiumtribromid,
iridiumdiklorid, iridiumtetraklorid, natriumhexanitroiridat (III),
kalium- eller natriumkloriridat, kaliumrodiumoxalat med flera.
Användningen av en platina-, iridium-, rodium- eller palladium-
kloridförening, såsom klorplatinasyra, kloriridiumsyra eller
klorpalladiumsyra eller rodiumtrikloridhydrat föredras, eftersom
detta underlättar införandet av såväl platinagruppkomponenten
som åtminstone en mindre kvantitet av halogenkomponenten i ett
enda steg. Väteklorid, salpetersyra eller liknande syra till-
sättes också vanligen impregneringslösningen för att ytterligare
underlätta införandet av halogenkomponenten och den likformiga
fördelningen av metallkomponenterna i bärarmaterialet. Vidare
är det vanligen lämpligt att impregnera Ziegler-aluminiumoxid-
bärarmaterialet efter det att det kalcinerats för att därigenom
nedbringa risken för borttvättning av de värdefulla platina-
eller palladiumkomponenterna. I vissa fall kan det dock vara en
fördel att impregnera Ziegler-aluminiumoxidbärarmaterialet, när
det föreligger i form av en gelatinerad, plastisk deg eller i
torkat tillstånd.
Den andra väsentliga ingrediensen i flermetallkatalysatorkompo-
sitionen enligt uppfinningen är en sulfiderad rheniumkomponent.
Även om denna komponent från början kan införlivas med komposi-
tionen i många olika nedbrytbara former, består vår grundläggan-
de upptäckt i att ett ytterst gynnsamt och katalytiskt aktivt
tillstånd för denna komponent i en process för kolväteomvandling
7805219-s
ll
med ifrågavarande Ziegler-aluminiumoxidbärarmaterial, är det
sulfiderade tillståndet. Det är sålunda ett särdrag hos upp-
finningen att en övervägande del av rheniumkomponenten före-
ligger i den slutliga katalysatorkompositionen i sulfiderat
tillstånd.
av sulfid i katalysatorkompositionen, så att atomförhållandet
Närmare bestämt ingår tillräckligt med svavel i form
svavel till rhenium är minst 0,5:l och företrädesvis mellan
0,5:l och l,5:l eller högre.
tions- och selektiva sulfideringssteg, som utföres vid framställ-
Nedan beskrivna oxidations-, reduk-
ningen av ifrågavarande katalysatorkomposition, är särskilt ägna-
de att tillförsäkra att detta tillstånd av sulfiderad rhenium
uppnås för komponenten. Bäst resultat uppnås när kompositionen
före den selektiva sulfideringen innehåller all rheniumkompo-
nent i metalltillståndet, varigenom en snabb och fullständig
omvandling av densamma till önskad sulfiderad rheniumform under-
lättas i efterföljande sulfideringssteg. Alla tecken tyder på
att den föredragna framställningsmetoden närmare angiven i ef-
terföljande exempel I leder till en katalysator med en över-
vägande andel rhenium i sulfiderat tillstånd. Den sulfiderade
rheniumkomponenten kan användas i ifrågavarande komposition i
vilken som helst mängd, som är katalytiskt effektiv och före-
trädesvis användes i en mängd av ca 0,01 - 2 vikt-%, räknat på
Bäst resultat uppnås vanligen med ca 0,05 - l
Det är mest lämpligt att välja mängden rhenium
metallbasis.
vikt-% rhenium.
som en funktion av mängden platinagruppkomponent på atombasis,
så att kompositionen uppvisar ett atomförhållande rhenium till
platinagruppmetall mellan 0,05:l och l0:l, i synnerhet mellan
0,2:l och 5:1.
Rheniumkomponenten kan tillföras katalysatorkompositionen på
vilket som helst sätt, som resulterar i en relativt likformig
dispergering av rheniumkomponenten i bärarmaterialet, såsom
genom samtidig utfällning, jonbyte, samtidig extrudering, sam-
gelning eller impregnering. Dessutom kan den tillsättas i vil-
ket som helst steg av framställningen av kompositionen, antingen
under framställningen av Ziegler-aluminiumoxidbärarmaterialet
eller därefter och ingen tillsättningsmetod bedömes vara kritisk.
Emellertid uppnås bäst resultat, när rheniumkomponenten är rela-
tivt likformigt fördelad i Ziegler-aluminiumoxidbärarmaterialet
med relativt liten partikelstorlek och föredragna metoder är
7805219-8
12
Sådana, som.resulterar i en]«mrnsitnn1nefi.denna naknfimt likfinmága för-
delning. En bra metod att tillföra denna rheniumkomponent i
kompositionen består i att tillsätta rheniumkomponenten till
den extruderbara Ziegler-aluminiumoxiddegen innan denna sträng-
sprutas till det föredragna extrudatmaterialet. Vid denna teknik
tillsättes vanligen en löslig, sönderdelbar förening av rhenium,
såsom perrheniumsyra eller ett salt därav till blandningen av
Ziegler-aluminiumoxid, vidare vatten och peptiseringsmedel an-
tingen före eller efter upparbetningen till en extruderbar deg.
Den resulterande blandningen av rheniumkomponenter och Ziegler-
-aluminiumoxiddegen formas därefter till strängsprutade partik-
lar genom konventionell strängsprutning, torkning och kalcine-
ring. En särskilt föredragen metod att införa denna komponent
i kompositionen är ett impregneringssteg, varvid det porösa
Ziegler-aluminiumoxidbärarmaterialet impregneras med en lämplig
lösning innehållande rhenium antingen före, under eller efter det
att bärarmaterialet kalcinerats. Föredragna impregneringslös-
ningar är vattenlösningar av vattenlösliga sönderdelbara rhenium-
föreningar, såsom ammoniumperrhenat, natriumperrhenat, kalium-
perrhenat, kaliumrheniumoxiklorid, kaliumhexaklorrhenat (IV),
rheniumklorid, rheniumheptoxid och liknande föreningar. Bäst
resultat uppnås vanligen när impregneringslösningen är en vatten-
lösning av perrheniumsyra. Denna komponent kan tillföras bärar-
materialet antingen före eller samtidigt med platinagruppkompo-
nenten. Bäst resultat uppnås vanligen när denna komponent till-
sättes samtidigt med platinagruppkomponenten. Utmärkta resultat
uppnås vid impregnering i ett steg med användning av en sur
vattenlösning innehållande klorplatinasyra, perrheniumsyra och
saltsyra för impregnering av ett kalcinerat extrudatmaterial
som formats av Ziegler-aluminiumoxiden på ovan beskrivet sätt.
Halogenkomponenten i den selektivt sulfiderade flermetallkata-
lysatorkompositionen enligt uppfinningen är mest väsentlig, när
katalysatorn skall användas för reformering. Även om man ej
helt känner till hur halogenkomponenten kemiskt sett är kombi-
nerad med bärarmaterialet, är det vanligt att inom ifrågavaran-
de teknik tala om att halogenkomponenten är kombinerad med bärar-
materialet eller med övriga ingredienser i katalysatorn i form
av halogeniden. Denna kombinerade halogen kan vara antingen
fluor, klor, jod, brom eller blandningar därav. Bland dessa
7805219-'8
13
föredras fluor och i synnerhet klor. Halogenen kan tillsättas
Ziegler-aluminiumoxidbärarmaterialet på vilket som helst lämp-
ligt sätt antingen under framställning av bäraren eller före
eller efter tillsättandet av övriga komponenter. Exempelvis kan
halogenen tillsättas vid vilket som helst steg av framställ-
ning av bärarmaterialet eller till det kalcinerade bärarmateria-
let i form av en vattenlösning av en lämplig, sönderdelbar, halo-
genhaltig förening, såsom vätefluorid, väteklorid, vätebromid,
ammoniumklorid etc. Halogenkomponenten eller en del därav kan
kombineras med bärarmaterialet under impregneringen av det sena-
re med platinagruppkomponenten som rheniumkomponenter, exempel-
vis genon\att.använda en blandning av klorplatinasyra och väte-
klorid. I andra fall kan Ziegler-aluminiumoxidpulvret impreg-
neras med halogenkomponenten före upparbetningen till bärarmate-
rial eller kan en vätehalogenidsyra, såsom klorvätesyra, användas
som.peptiseringsmedel vid ovan beskrivna strängsprutningsför-
farande. För reformeringsändamål kombineras halogenen med
bärarmaterialet i en mängd tillräcklig för att slutkompositionen
skall innehålla ca 0,1-3,5 vikt-%, företrädesvis ca 0,5-l,5 vikt-%,
halogen, räknat på elementbasis. När det gäller isomerisering
eller hydrokrackning föredras vanligen användandet av relativt
sett större mängder halogen i katalysatorn varierande upp till
ca 10 vikt-% halogen räknat på elementbasis och företrädesvis
ca l - 5 vikt-%. Halogenkomponentnivån i katalysatorn kan natur-
ligtvis uppnås eller upprätthållas under användningen vid om-
vandling av kolväten genom att kontinuerligt eller periodiskt i
reaktionszonen tillföra en sönderdelbar, halogenhaltig förening,
såsom en organisk klorid (t.ex. etylendiklorid, koltetraklorid
eller t-butylklorid) i en mängd av t.ex. ca l - 100 vikt-ppm,
räknat på kolvätechargen, företrädesvis ca l - 10 vikt-ppm.
Vid sådana tillämpningar av uppfinningen, då den selektivt sul-
fiderade flermetallkatalysatorkompositionen användes för dehyd-
rering av dehydrerbara kolväten eller för hydrering av hydrer~
bara kolväten, föredras att låta en alkali- eller jordalkali-
metallkomponent ingå i kompositionen 1 en mängd tillräcklig för
att göra den resulterande katalysatorkompositionen icke sur och
nedbringa halogenkomponenten till ett minimum. Närmare bestämt
väljes denna godtyckliga ingrediens ur gruppen bestående av före-
ningar av alkalimetallerna cesium, rubidium, kalium, natrium och
'7805219-8
14
litium och föreningar av jordalkalimetallerna kalcium, strontium,
barium och magnesium. Bra resultat uppnås i dessa sammanhang när
komponenten utgör 0,1 - 5 vikt-% av kompositionen, räknat på ele-
mentbasis. Denna frivilliga alkali- eller jordalkalimetallkom-
ponent kan införas i kompositionen på vilket som helst lämpligt
sätt, varvid föredras impregnering med en vattenlösning av en
lämplig vattenlöslig, sönderdelbar förening.
En frivillig ingrediens för den selektivt sulfiderade flermetall-
katalysatorn enligt uppfinningen är en Friedel-Crafts-metallhalo-
genidkomponent. Denna ingrediens är särskilt användbar vid
sådana kolväteomvandlingsprocesser, där man föredrar att den an-
vända katalysatorn har en stark syrafunktion eller krackningsfunk-
tion, t.ex. sådana fall då kolväten skall hydrokrackas eller
isomeriseras med katalysatorn enligt uppfinningen. Lämpliga
metallhalogenider av Friedel-Crafts-typ är aluminiumklorid, alu-
miniumbromid, järn(III)klorid, järn(III)bromid, zinkklorid och
liknande föreningar, av vilka aluminiumhalogenider och i synner-
het aluminiumklorid vanligen ger allra bäst resultat. Denna fri-
villiga ingrediens kan tillföras kompositionen med användning av
konventionell teknik för tillförsel av metallhalogenider av denna
typ. Bäst resultat uppnås dock vanligen när metallhalogeniden är
sublimerad på ytan av bärarmaterialet i enlighet med den före-
dragna metoden beskriven i den amerikanska patentskriften 2 999 074.
Komponenten kan vanligen användas i en mängd, som är katalytiskt
effektiv, varvid föredras ett värde mellan l och 100 vikt-% av
bärarmaterialet.
Oavsett på vilket sätt komponenterna i katalysatorn kombineras
med Ziegler-aluminiumoxidbärarmaterialet underkastas katalysatorn
torkning vid en temperatur mellan 93 och 31600 under en tid av
mellan l och 24 timmar eller mera och kalcineras eller oxideras
slutligen vid en temperatur mellan 371 och 593°C i luft- eller
syreatmosfär under 0,5 - 10 timmar eller mera för överförande av
i huvudsak hela mängden metallkomponenter till motsvarande oxid-
form. Eftersom en halogenkomponent användes i katalysatorn, upp-
' nås vanligen bäst resultat när halogenhalten i katalysatorn jus-
teras under oxidationssteget genom att införa en halogenförening
eller en halogenhaltig förening, såsom Hcl eller en HCl-produce-
rande substans i den använda luft- eller syreatmosfären. När halo-
7805219-8
genkomponenten i katalysatorn är klor, föredras att använda ett
molförhållande vatten till HCl av mellan 5:1 och lO0:l under åt-
minstone en del av oxidationssteget i avsikt att reglera den slut-
liga klorhalten i katalysatorn till mellan 0,1 och 3,5 vikt-X.
Företrädesvis tar detta halogenéringssteg l - 5 timmar i anspråk.
Den resulterande, oxiderade katalysatorkompositionen underkastas
företrädesvis ett reduktionssteg under i huvudsak vattenfria be-
tingelser före det nedan beskrivna selektiva sulfideringssteget.
Detta reduktionssteg är avsett att reducera i huvudsak hela pla-
tinagruppkomponenten och rheniumkomponenten till motsvarande
metalltillstând och säkerställa en relativt likformig och finför-
delad dispergering av metallkomponenten i Ziegler-aluminiumoxid-
bärarmaterialet. Företrädesvis i huvudsak ren och torr vätgas
(dvs. mindre än 20 volym-ppm vatten) användes som reduktionsmedel
i detta steg. Reduktionsmedlet bringas i kontakt med den oxide-
rade katalysatorn under betingelser innebärande en reduktions-
temperatur av 316 - 649°C och en tidsperiod av 0,5 - 10 timmar
eller mera för reduktion av i huvudsak hela platinagruppkomponen-
ten och rheniumkomponenten till metalltillstândet. Detta för-
reduktionssteg kan utföras in situ som en del av ett startsteg för
en kolväteomvandlingsprocess med användning av föreliggande kata-
lysator, om lämpliga försiktighetsåtgärder vidtas för att torka
anläggningen till i huvudsak vattenfritt tillstånd och om en i
huvudsak vattenfri, vätehaltig reduktionsgas användes.
Ett särdrag hos uppfinningen är den selektiva sulfideringen, vari-
genom en huvudandel av rheniumkomponenten ingående i katalysatorn
överföres till sulfiderat tillstànd, medan i huvudsak hela pla-
tinagruppkomponenten hålls kvar i metalltillståndet. Detta selek-
tiva sulfideringssteg utföres företrädesvis på katalysatorkompo-
I vissa fall är det möjligt att
utföra detta sulfideringssteg på den oxiderade katalysatorkompo-
sitionen direkt med samtidig eller efterföljande selektiv reduk-
sitionen från reduktionssteget.
tion av platinagruppkomponenten.
steg kan utföras på ett flertal olika sätt. Enligt en metod kan
det utföras innan katalysatorn användes för omvandling av kolväte
genom selektiv sulfidering av den reducerade katalysatorn erhállen
vid reduktionssteget. Enligt en annan metod kan det utföras under
igângsättningen av processen genom att tillföra ett sulfiderings-
Detta selektiva sulfiderings-
1305219-a
16
reagens till reaktorn innehållande den reducerade katalysatorn.
Enligt ytterligare en metod kan det utföras när som helst efter
processen med användning av ovan beskrivna katalysator vid och
efter inkörning under kolväteomvandlingsbetingelser. I samtliga
fall inbegriper detta selektiva sulfideringssteg företrädesvis
följande gemensamma element: (1) ett lämpligt svavelhaltigt,
sönderdelbart sulfideringsreagens, som ej innehåller syre och som
kan omvandla en metall till en metallsulfid vid kontakt med den-
samma under sulfideringsbetingelser, (2) sulfideringsbetingel-
ser inkluderande en temperatur av 107- 593°C, företrädesvis 343 -
566%, en behanaiingstia av 0,1 _ 1oo timmar, företrädesvis o,s _
50 timmar och ett tryck tillräckligt för att åstadkomma någor-
lunda god kontakt mellan katalysatorn som skall sulfideras och
sulfideringsreagenset, och (3) en mängd svavel införlivad med
katalysatorn, som är tillräcklig för att omvandla åtminstone huvud-
parten av den katalytiskt tillgängliga rheniumkomponenten till
sulfiderat tillstånd och denna mängd inbegriper vanligen en mängd,
som är i huvudsak mindre än den stökiometriska mängd, som erfordras
för bildning av rheniumsulfid av all rhenium ingående i katalysa-
torn och som är tillräcklig för att ge ett atomförhållande svavel
till rhenium av minst 0,5:l och helst mellan O,5:l och l,5:l. Det
bör noteras, att ett viktigt särdrag vid sulfideringsprocessen är
en noggrann reglering av den närvarande mängden svavel i katalysa-
torn, så att i huvudsak hela mängden är kombinerad med rhenium-
komponenten och ingen del därav är kombinerad med platinagrupp-
komponenten. Detta har enligt uppfinningen företrädesvis kunnat
uppnås medelst ettdera av två sätt. Det första bygger på att,
eftersom rhenium har en starkare affinitet för svavel än för en
gplatinagruppmetall, kommer sulfiderad rhenium ej att sönderdelas i
någon större utsträckning under betingelser, vid vilka en platina-
gruppsulfid helt sönderdelas. Därför kan det önskade tillståndet
luppnâs genom att tillföra sulfid i en mängd i överskott av den
mängd, som är nödvändig för att utbilda den önskade rhenium-svavel-
kombinationen och därefter avlägsna överskottet genom ett lämpligt
platinagruppsulfidsönderdelningssteg, såsom genom att underkasta
den översulfiderade katalysatorn ett avdrivningssteg med svavel-
fri vätgas eller en blandning av svavelfri vätgas och kolväten vid
en temperatur av 371 - 593°C, tills något svavelväte ej längre ut-
vecklas. Det andra sättet består 1 vetskapen om att en observerbar
reaktion vid en process för omvandling av kolväten katalyserade av
1sos219-a
17
metallisk rhenium är hydrogenolys av kolväten för framställning
av metan. Mängden tillsatt svavel kan därför bestämmas genom
att starta upp en kolväteomvandlingsprocess med den osulfiderade
katalysatorn och läsa av produktionen av metan (antingen som sådan
eller konstaterad som väteförorening i recirkulationsgasen) allt-
eftersom sulfideringsreagenset tillsättes reaktionszonen i rela-
tivt små mängder. Den korrekta mängden svavel i katalysatorn
uppnås sedan just i den punkt, då den bildade mängden metan inte
längre svarar mot ytterligare tillsatt svavel, dvs. när den har
sjunkit till ett relativt lågt utjämnat värde. I vilket fall som
helst väljes sulfideringsreagenset företrädesvis bland följande
material, nämligen svavelväte, alifatiska merkaptaner såsom etyl-
merkaptan, propylmerkaptan, p-butylmerkaptan och etylenbimerkaptan,
aromatiska merkaptaner såsom tiofenol och derivat därav, nafte-
niska merkaptaner, alifatiska sulfider, alifatiska disulfider,
alifatiska ditiosyror, alifatiska tioaldehyder och tioketoner och
liknande svavelhaltiga föreningar. Ett föredraget sulfiderings-
reagens är svavelväte. Det bör noteras att när väl ett tillstànd
av šulfiderad rhenium uppnåtts i katalysatorn, är denna relativt
stabil, i synnerhet när rhenium är likformigt dispergerad i bärar-
materialet som i föreliggande fall. Oavsett detta ligger det
inom uppfinningens ram att kontinuerligt eller periodiskt till-
föra en mycket liten mängd svavel till reaktionszonen innehållan-
de ifrågavarande selektivt sulfiderade katalysator i avsikt att
upprätthålla det önskade tillståndet av sulfiderad rhenium. Nor-
malt innebär detta en tillsats av sulfideringsreagens i en mängd
tillräcklig för att ge 0,1 - 20 vikt-ppm svavel i kolvätechargen
och företrädesvis 0,ZJO\dkt-ppm.I det fall då sulfideringssteget
utföres under kolväteomvandlingsprocessen med användning av
ifrågavarande katalysator under dess uppkörning eller efter viss
tids drift, kan sulfideringsreagenset tillföras kolvätechargen,
det till processen tillförda vätgasflödet, båda dessa, eller till-
föras oberoende üll reaktorn innehållande katalysatorn.
Vid användning av katalysatorkompositionen enligt uppfinningen
bringas en kolvätecharge och vätgas i kontakt med ifrågavarande
selektivt sulfiderade flermetallkatalysator i en kolväteomvand-
lingszon. Denna behandling kan åstadkommas med användning av
katalysatorn i form av en fast bädd, rörlig bädd, fluidiserad bädd
eller genom satsvis drift. Med hänsyn till risken för nötnings-
7805219-8
18
"förluster av den värdefulla katalysatorn och väl kända drifttek-
niska fördelar föredras användning av antingen ett system med fast
bädd eller ett system med rörlig bädd med tät fas, såsom beskrives
i den amerikanska patentskriften 3 725 249. Behandlingsstegen kan
också utföras i närvaro av en fysikalisk blandning av partiklar
av katalysatorn enligt uppfinningen och partiklar av en konven-
tionell dubbelt verksam katalysator av känt slag» I ett system
med fast bädd förvärmes den väterika gasen och kolvätechargen med
hjälp av någon lämplig uppvärmningsanordning till önskad reaktions-
_ temperatur och matas sedan in i en omvandlingszon innehållande en
'fast bädd av den selektivt sulfiderade flermetallkatalysatorn.
Naturligtvis kan omvandlingszonen utgöras av en eller flera sepa-
,rata reaktorer med lämpliga anordningar mellan dessa för att säker-
ställa att den önskade omvandlingstemperaturen upprätthålles vid
inträdet till varje reaktor. Det är också viktigt att understryka
att reaktanterna kan bringas i kontakt med katalysatorbädden i
antingen uppåtriktat, nedåtriktat eller radiellt riktat flöde, av
vilka det senare föredras. Dessutom kan reaktanterna föreligga
i vätskefas, blandad vätska-gasfas eller i gasfas när de kommer i
kontakt med katalysatorn, varvid bäst resultat uppnås i gasfas.
I det fall då den selektivt sulfiderade flermetallkatalysatorn
enligt uppfinningen användes i samband med reformering innefattar
reformeringssystemet en reformeringszon innehållande en eller flera
fasta bäddar eller rörliga bäddar med tät fas av katalysatorn. I
-ett flerbäddssystem ligger det naturligtvis inom uppfinningens ram
att inte använda föreliggande katalysator.i samtliga bäddar utan
använda en konventionell dubbelt verksam katalysator i övriga bäd-
dar. Denna reformeringszon kan vara en eller flera.separata reak-
torer med lämpliga upphettningsanordningar mellan dessa för att
kompensera för den endoterma naturen hos de reaktioner, som äger
rum i varje katalysatorbädd. Det kolväteflöde, som inmatas i
reformeringssystemet, innefattar kolvätefraktioner med naftener
och paraffiner kokande inom området för bensin. Föredragna kol-
vätematerial är sådana som i huvudsak består av naftener och paraf-
finer även om i vissa fall aromater och/eller olefiner också kan
vara närvarande. Denna föredragna klass inkluderar direktdestil-
lerad bensin, naturlig bensin, syntetisk bensin, partiellt refor-
merad bensin och liknande. Å andra sidan är det ofta en fördel att
i inmata termiskt eller katalytiskt krackad bensin eller högre kokan-
7805219-8
19
de fraktioner därav. Blandningar av direktdestillerade och
krackade bensiner kan också med fördel användas. Bensincharqen
kan vara en fullvärdigt kokande bensin med en begynnelsekokpunkt
av lO - 66°C och en slutkokpunkt mellan l63 och 2l8°C eller vara
en utvald fraktion därav, som vanligen då är en högre kokande
fraktion gående under beteckningen tungnafta, t.ex. en nafta
kokande inom området mellan C7 och 20400. I en del fall är det
också lämpligt att tillföra rena kolväten eller blandningar av
kolväten, som extraherats ur kolvätedestillat, t.ex. raka paraf-
finer, som skall omvandlas till aromater. Det är lämpligt att
dessa satser behandlas genom konventionell katalytisk förbehand-
ling, såsom hydroraffinering, hydrotreating, hydrodesulfurizering
etc. för avlägsnande av större mängden svavelhaltiga, kvävehaltiga
och vattengivande föroreningar och för mättnad av eventuella ole-
finer ingående däri.
Vid andra kolväteomvandlingsprocesser kan kolvätechargen vara av
den typ, som normalt användes för den speciella typ av kolväte-
omvandlingsprocess som skall utföras. Vid exempelvis isomerise-
ring kan kolvätechargen vara en paraffinisk råvara rik på C4-C8-
-n-paraffiner eller en på n-butan rik råvara, en på n-hexan rik
råvara eller en blandning av xylenisomerer eller en olefinhaltig
råvara etc. Vid dehydrering kan kolvätechargen vara vilken som
helst känd typ av dehydrerbara kolväten, såsom en alifatisk före-
ning innehållande 2 - 30 kolatomer per molekyl, C4 - C30-n-paraf-
finer, C8 - C12-alkylaromater, en naften eller liknande. Vid
hydrokrackning kan kolvätechargen vara en gasolja, en tung krackad
cykelolja etc. Dessutom kan alkylaromater, olefiner och naftener
isomeriseras med användning av katalysatorn enligt uppfinningen.
Likaledes kan rena kolväten eller i huvudsak rena kolväten om-
vandlas till mera värdefulla produkter med användning av fler-
metallkatalysatorn enligt uppfinningen vid någon av de kolväte-
omvandlingsprocesser av känt slag, vid vilka man utnyttjar en
dubbelt verksam katalysator.
Vid en reformeringsprocess föredras vanligen användning av den nya
selektivt sulfiderade flermetallkatalysatorkompositionen i en vä-
sentligen vattenfri miljö. Väsentligt för uppnàende av detta vill-
kor i reformeringszonen är att vattenhalten i kolvätechargen reg-
leras liksom i det vätgasflöde, som tillföres zonen ifråga. Bäst
vàóšëiéla'
H " " " 20
”resultat uppnås vanligen när den sammanlagda mängden vatten, som
kommer in i omvandlingszonen från någon källa, hålles på en nivå
under 20 ppm och företrädesvis under 5 ppm, uttryckt som vikt av
ekvivalent mängd vatten i kolvätechargen. I allmänhet kan detta
uppnås genom noggrann reglering av vattenhalten i kolvätechargen
och i vätgasflödet. Kolvätechargen kan torkas med användning av
lämplig torkningsteknik, såsom konventionella fasta absorbent med
hög selektivitet för vatten, t.ex. natrium- eller kalciumalumi-
natsilikat, silikagel, aktiverad aluminiumoxid, molekylsilar,
vattenfritt kalciumsulfat, natrium med hög ytarea och liknande
absorbent. Vattenhalten i kelvätechargen kan också regleras genom
att företa lämplig avdrivning i en fraktioneringskolonn eller lik-
nande anordning. I vissa fall kan en kombination av absorbent-
torkning och destillationstorkning användas med fördel för att
avlägsna i huvudsak all mängd vatten ur kolvätechargen. Enligt
en särskilt föredragen utföringsform torkas kolvätechargen till
en nivå motsvarande mindre än 5 vikt-ppm ekvivalent vatten. I
allmänhet föredrar man att hålla halten vatten i det vätgasflöde,
som tillföres kolväteomvandlingszonen, på en nivå under ca 10
vol-ppm och helst under ca 5 vol-ppm eller mindre. Om vattenhal-
ten i vätgasflödet är alltför hög, kan man företa torkning därav
genom att behandla vätgasflödet med ett lämpligt torkmedel, såsom
något av de ovan nämnda.
I samband med reformering tas ett utflöde ut ur reformeringszonen
och matas genom en kylanläggning till en separationszon, som van-
_ ligen hålles vid en temperatur mellan -4 och 66°C, i vilken ett
väterikt gasflöde avskiljes från ett högoktanigt vätskeprodukt-
flöde, vanligen benämnt ostabiliserat reformat. När vattenhalten
i vätgasflödet ligger över ovan rekommenderade mängd, tas åt- E
minstone en del av detta väterika gasflöde ut ur separeringszonen
och matas genom en adsorptionszon innehållande ett adsorbent
selektivt för vatten. Det resulterande, i huvudsak vattenfria
vätgasflödet kan sedan recirkuleras genom lämpliga tryckhöjande
anläggningar tillbaka till reformeringszonen. Vätskefasen från
separeringszonen tas ut och behandlas vanligen i ett fraktione-
ringssystem för justering av butankoncentrationen, varigenom man
styr flyktigheten på den första delen av det resulterande refor-
matet.
7805219-8
21
Driftbetingelserna som tillämpas i flertalet kolväteomvandlings-
processer med användning av katalysatorn enligt uppfinningen är i
allmänhet desamma som tillämpas inom ifrågavarande teknik för
den speciella reaktionen eller kombination av reaktioner som skall
utföras. Betingelserna i samband med t.ex. isomerisering av
alkylaromater, olefiner och paraffiner inkluderar en temperatur
av o _ 538%, företräaesvis ca 24 _ 316%, ett tryck mellan
atmosfärstryck och 100 at, ett molförhållande väte till kolväte av
mellan ca 0,5:1 och ca 20:l och en vätskevolymhastighet (LHSV)
av 0,2 - 10 h_l. Betingelserna vid dehydrering inkluderar en
temperatur av 371 - 67700, ett tryck mellan 0,1 och 10 at, ett
LHSV-värde av l - 40 och ett molförhållande väte till kolväte mel-
lan ca 1:1 och 20:l. Betingelserna vid hydrokrackning inkluderar
ett tryck mellan 35 och 205 at, en temperatur mellan 204 och
482°C, ett LHSV-värde mellan ca 0,1 och ca 10 och ett volymför-
hållande väte till kolvätecharge mellan 178 och 1 780.
I samband med tillämpning av uppfinningen vid refcrmering väljes
det använda trycket inom området 1 - 69 at, företrädesvis ett
tryck av mellan 44 och 42 at. Särskilt bra resultat uppnås vid
låga eller måttliga tryck, nämligen tryck mellan 7,8 och 31,6 at.
En särskild fördel med uppfinningen är att den tillåter stabil
drift vid lägre tryck än vad som hittills med framgång kunnat ut-
nyttjas i s.k. "kontinuerliga" reformeringssystem (dvs. reforme-
ring under perioder med mellan 5,2 och 70 eller mera kubikmeter
kolvätecharge per kilogram katalysator utan regenerering) med
konventionella platina-rheniumkatalysatorsystem. Den selektivt
sulfiderade flermetallkatalysatorn enligt uppfinningen tillåter
med andra ord att ett kontinuerligt reformeringssystem kan arbeta
vid lägre tryck (dvs. mellan 7,8 och ca 24,8 at) med ungefär samma
eller bättre katalysatorcykellivslängd före regenerering än vad
som hittills varit möjligt med konventionella platina-rhenium-
katalysatorer vid högre tryck (dvs. tryck mellan ca 21,4 och
41,8 at). De utomordentliga aktivitets- och aktivitets-stabili-
tetsegenskaperna hos katalysatorn enligt uppfinningen i förhållan-
de till en konventionell platina-rheniumkatalysator gör det så-
lunda möjligt att utföra reformeringen vid tryck mellan 21,4 och
41,8 at och uppnå avsevärt förbättrad katalysatorcykellivslängd
före regenerering.
7805219-8
22
Den temperatur, som erfordras vid reformering vid användning av
föreliggande katalysator, är påtagligt lägre än den som erfordras
vid en likartad reformeringsprocess med användning av en högvär-
dig platina-rheniumkatalysator av känt slag. Detta signifikanta
och önskvärda drag hos uppfinningen är en följd av den överlägsna
aktiviteten hos den selektivt sulfiderade flermetallkatalysatorn
enligt uppfinningen för de oktantalshöjande reaktionerna, som
företrädesvis induceras i en reformeringsprocess. Uppfinningen
kräver sålunda en temperatur mellan 413 och 593°C, företrädesvis
en temperatur mellan 454 och 566°C. Som bekant väljes temperatu-
ren inom detta omrâde i första hand som en funktion av det önskade
oktantalet hos produktreformatet med hänsyn tagen till kolväte-
chargens och katalysatorns egenskaper. Vanligen höjes därefter
rtemperaturen långsamt under drift för att kompensera för den ound-
vikliga deaktivering som äger rum, för att man ska få en produkt
med konstant oktantal. Typiskt för uppfinningen är inte bara att
begynnelsetemperaturen kan ligga lägre utan även att den takt var-
med temperaturen höjes för att upprätthålla en produkt med kon-
stant oktantal för det nya katalysatorsystemet är minst lika gynn-
sam om inte bättre i jämförelse med vid användning av känt hög-
värdigt platina-rheniumkatalysatorsystem, t.ex. en katalysator fram-
ställd enligt den amerikanska patentskriften 3 415 737. Dessutom
gäller för katalysatorn enligt uppfinningen att medelutbytet av
C5+-produkter och utbytesstabiliteten av C5+-produkter är avsevärt
bättre än för denna kända högvärda bimetallreformeringskatalysa-
tor. Den överlägsna aktiviteten, selektiviteten och stabiliteten
hos den nya katalysatorn kan utnyttjas på ett flertal sätt för
att åstadkomma förbättrade katalytiska reformeringsprocesser i
förhållande till vad som kan uppnås med en känd platina-rhenium-
katalysator av känt slag. Exempel härpå är att (1) oktantalet
hos en C5+-produkt kan höjas utan försämring av medelutbytet av
C5+-produkter och/eller katalysatorns livslängd, (2) tiden för
drift av processen (dvs. körlängd eller cykellivslängd för kata-
lysatorn) innan regenerering blir nödvändig kan förlängas, (3)
C5+-utbytet kan ytterligare höjas genom sänkning av medeltrycket i
reaktorn utan någon förändring i katalysatorns livslängd, (4) in-
vesteringskostnaderna kan sänkas utan försämrad cykellivslängd
eller försämrat C5+-utbyte genom minskat krav på recirkulerande
gas, varigenom man sparar kapitalkostnader för kompressorkapacitet,
eller genom minskat krav på ursprungligt katalysatorbehov, vari-
7805219-8
23
genom man sparar på katalysatorn och kapitalkostnader för reak-
torer och (5) produktionstakten kan ökas avsevärt utan någon
försämrad katalysatorlivslängd eller försämrat c5+-utbyte, om
tillräckligt med uppvärmningskapacitet föreligger.
Vid tillämpning av uppfinningen på reformeringsprocesser utnyttjas
även tillräckligt med vätgas, så att man håller en mängd av 1 -
moler vätgas per mol i reformeringszonen inmatad kolvätebland-
ning, varvid utmärkta resultat uppnås, när 2 - 6 moler vätgas an-
vändes per mol kolväteblandning. Det vid reformeringen använda
LHSV-värdet väljes inom området 0,1 - 10, företrädesvis inom om-
rådet l - 5. Uppfinningen gör det möjligt att genomföra en refor-
meringsprocess vid högre LHSV-värde än vad som varaktigt kan upp-
nås i en kontinuerlig reformeringsprocess med en högvärdig platina-
-rheniumreformeringskatalysator av känt slag. Sistnämnda förhål-
lande är av utomordentligt stor ekonomisk betydelse, eftersom det
gör det möjligt att driva en kontinuerlig reformeringsprocess vid
samma produktionskapacitet med mindre mängd katalysator eller med
kraftigt ökad produktionskapacitet med sama mängd katalysator i
jämförelse med vad som hittills varit möjligt med konventionell
platina-rheniumreformeringskatalysator utan att katalysatorlivs-
längden före regenerering försämrats.
Exempel I
Ett Ziegler-aluminiumoxidbärarmaterialuppvisandel,6 mm stora
sfäriska partiklar framställdes genom att noggrant blanda fin-
fördelat d-aluminiumoxidmonohydratpulver (salufört under benäm-
ningen "Catapal SB" aluminiumoxid och med en fukthalt av ca 26
vikt-%) med vatten, så att man fick en deg med en viktförlust vid
antändning (LOI) av ca 50 - 55 % vid 500°C och salpetersyra i en
mängd av ca 6,6 - 8,8 vikt-% salpetersyra per kilogram fuktigt
fritt aluminiumoxidpulver, varefter den resulterande blandningen
bearbetades i en mekanisk blandare, tills man erhållit en sprut-
bar deg, som sprutades genom att matas genom ett 1,6 mm munstycke,
varpå det resulterande extrudatet rullades till kulor i en rote-
rande trumma under bildning av 1,6 mm stora sfäriska partiklar.
De resulterande sfäriska partiklarna torkades därefter vid en
temperatur av ca 121 - 343°C under ca 2 timmar och kalcinerades
sedan vid en temperatur av ca 649°C under ca l 1/2 timma för er-
7805219-8
24
hållande av sfäriska partiklar av ett poröst bärarmaterial bildat
av Ziegler-aluminiumoxid med en ytarea av ca 205 m2/g, en por-
volym av ca 0,47 ml/g och en skrymdensitet av ca 0,8 g/ml.
En vattenhaltig impregneringslösning innehållande klorplatinasyra,
perrheniumsyra och väteklorid framställdes sedan. Partiklarna av
Ziegler-aluminiumoxid blandades därefter med impregneringslös-
ningen. Mängderna metalliskt reagens i denna impregneringslös-
ning beräknades så att det i den slutliga katalysatorkompositionen
ingick 0,25 vikt-% platina och 0,25 vikt-% rhenium. För att säker-
ställa en likformig dispergering av metallkomponenterna i bärar-
materialet utgjorde den i impregneringslösningen använda mängden
saltsyra ca 4 vikt-% av Ziegler-aluminiumoxidpartiklarna. Impreg-
neringssteget utfördes genom att bärarmaterialpartiklarna sattes
till impregneringslösningen under konstant omröring. Lösningens
volym var ungefär densamma som skrymvolymen för bärarmaterial-
partiklarna. Impregneringslösningen hölls i kontakt med bärar-
materialpartiklarna under en tid av mellan ca l/2 och ca 3 timmar
vid en temperatur av ca 2l°C. Därefter höjdes temperaturen på
impregneringsblandningen till ca l07°C och överskottslösningen
g förångades under carl timma. De resulterande, torkade impregnera-
de partiklarna utsattes därefter för oxidationsbehandling i en
torr, svavelfri luftström vid en temperatur av ca 566°C och en
1 under ca l/2 timma. Detta oxida-
gasvolymhastighet av ca 500 h_
tionssteg var ägnat att överföra i huvudsak hela mängden platina-
gruppkomponent och rheniumkomponent till motsvarande oxidformer.
De resulterande oxiderade sfärerna bringades därefter i ett halo-
genbehandlingssteg i kontakt med en svavelfri luftström innehål-
lande vatten och saltsyra i ett molförhållande av ca 30:l under
ca 2 timmar vid 566°C och en gasvolymhastighet av 500 h_l i avsikt
att inställa halogenhalten hos katalysatorpartiklarna på ett värde
av ca l vikt-%. De halogenbehandlade sfärerna underkastades
därefter ett andra oxidationssteg med en torr och svavelfri luft-
ström vid ca 566°C och en gasvolymhastighet av 500 h'l under en
tid av ca l/2 timma.
De oxiderade och halogenbehandlade katalysatorpartiklarna under-
kastades därefter torr förreduktionsbehandling i avsikt att redu-
cera í huvudsak hela mängden platina- och rheniumkomponent till
motsvarande elementtillstånd genom behandling av partiklarna under
7805219-8
ca l timma med en i huvudsak kolvätefri och svavelfri, torr vät-
gasström innehållande mindre än 5 vol-ppm vatten vid en tempera-
tur av ca 565°C, ett tryck något över atmosfärstryck och en ström
av vätgas genom katalysatorpartiklarna svarande mot en gasvolym-
hastighet av ca 400 h"l. Efter avslutat förreduktionssteg bringa~
des de resulterande reducerade katalysatorpartiklarna i kontakt
med en torr gasström innehållande ett sulfideringsreagens (i detta
fall var det svavelväte) och vätgas i ett sulfideringssteg ägnat
att överföra i huvudsak hela mängden rheniumkomponent och åtmins-
tone en del av platinakomponenten till motsvarande sulfiderade
tillstànd. Mängden sulfideringsreagens i gasströmmen var ca 1,3
mol-% därav. Sulfideringsbetingelserna bestod i en temperätur av
ca 565°C, atmosfärstryck, en volymhastighet av ca l 800 h'l och
en behandlingstid av ca 30 minuter. Mängden svavel i form av
sulfid tillförd katalysatorkompositionen i detta försulfiderings-
steg uppmättes därefter och bestämdes vara ekvivalent med 0,1
vikt-2 svavel, räknat på elementbasis.
Den resulterande sulfiderade katalysatorn underkastades därefter
ett svavelavdrivningssteg med i huvudsak ren vätgas under sönder~
delning av platinasulfiden men utan att påverka den sulfiderade
rheniumkomponenten. Avdrivningssteget företogs som en del av nedan
beskrivna accelererade reformeringstest med denna katalysator.
Det utfördes under inkörningsskedet av detta test före inmatningen
av matarmaterial. Avdrivningsbetingelserna bestod i en temperatur
av ca 37l°C, ett tryck varierande mellan 21,4 och 35,0 at och en
behandlingstid av ca 3 timmar. Avsevärd ytterligare svavelavdriv_
ning förekom under förtestet och utjämningsperioderna för nedan
beskrivna accelererade reformeringstest, varunder ett matarmaterial
med låg svavelhalt användes. Som en följd av detta svavelavdriv-
ningssteg, som företogs under uppkörningen av ifrågavarande kata-
lysator, kunde svavelnivån på katalysatorn bedömas falla till en
nivå, vid vilken i huvudsak all svavel på katalysatorn var bunden
till rheniumkomponenten, varigenom man alltså erhållit den sulfi-
derade rheniumkomponenten av tidigare beskrivet slag. Analys av
ett prov av katalysatorn sedan den underkastats denna svavelavdriv~
ning och nått det stadium, då mängden sulfid hade stabiliserats,
visade att mängden kvarvarande sulfid motsvarade ett atomförhål-
lande svavel till rhenium av ca O,93:l.
7805219-8
26
Den sulfiderade, sura flermetallkatalysatorn framställd enligt
ovan (katalysator A) innehöll, om man räknar på elementbasis,
ca 0,25 vikt-% platina, ca 0,25 vikt-% rhenium, ca l vikt-% klorid
samt svavel i ovan angiven mängd.
Exemgel II
I avsikt att jämföra den selektivt sulfiderade, sura flermetall-
katalysatorkompositionen enligt uppfinningen med en konventionell
katalysator av platina-rhenium på aluminiumoxid av känt slag på
ett sätt avsett att frambringa fördelarna med kombinationen av
Ziegler-aluminiumoxid och selektiv sulfidering på ett platina-rhe-
niumkatalysatorsystem, utfördes ett jämförelsetest mellan den
selektivt sulfiderade, sura flermetallkatalysatorn framställd
enligt exempel I (katalysator A) och en kontrollkatalysator, som
utgjordes av en bimetallreformeringskatalysator av känt slag
exemplifierad i den amerikanska patentskriften 3 415 737. Kon-
trollkatalysatorn (katalysator B) utgjorde en konventionell kom-
bination av en platinakomponent, en rheniumkomponent, en klorid-
komponent och en svavelkomponent med ett genom oljedroppmetoden
framställt Ä -aluminiumoxidbärarmaterial, vars analys visade, att
kompositionen innehöll, räknat på elementbasis, 0,38 vikt-% pla-
tina, 0,38 vikt-% rhenium, 0,9 vikt-% klorid och 0,055 vikt-%
sulfid. Katalysatorn B hade en ytarea av 187 m2/g och en skrym-
densitet av 0,5 g/ml. För att på ett riktigt sätt kunna jämföra
katalysatorerna A och B justerades metallhalten i katalysatorn B
för att kompensera skillnaden i skrymdensitet mellan dem vid på-
fyllning i en reaktor på volymbasis. Katalysatorn A uppvisade en
skrymdensitet av 0,8 g/ml och en total mängd metall av 0,5 vikt-%
och katalysatorn B hade en skrymdensitet av 0,5 g/cmz och en total
imetallhalt av 0,76 vikt-%. Erhållna testdata upptecknades på
basis av antal kubikmeter kolvätecharge som behandlats per kilo-
gram använd katalysator (BPP). Genom detta sätt att presentera
data elimineras skrymdensiteten som en faktor vid analysen. Det
bör dock noteras, att katalysatorn B innehöll 50 % mer platina
plus rhenium än katalysatorn A och borde med hänsyn endast här-
till klart överglänsa katalysatorn A. Närmare bestämt innehöll
ett kilogram av katalysatorn B 50 % mer metall än ett kilogram av
katalysatorn A och den gjorda jämförelsemetoden synes därför sna-
rare gynna katalysatorn B. Detta bör man hålla i minnet när man
78052194
27
värderar de data, som är presenterade i bifogade ritningsdiagram.
Katalysatorerna underkastades därefter var för sig ett accelererat
utvärderingstest vid katalytisk reformering i avsikt att på rela-
tivt kort tid bestämma deras relativa aktivitet, selektivitet och
stabilitet i en process för reformering av en relativt lågoktanig
bensinfraktion. Vid testerna användes samma kolvätecharge och
karakteristiska analysdata för denna är angivna i efterföljande
tabell I. Samtliga försök utfördes med 0,5 ppm sulfideringsrea-
gens i form av t-butylmerkaptan.
Detta accelererade reformeringstest var särskilt ägnat att nå kort
tid avgöra, om den undersökta katalysatorn uppvisade goda egen-
skaper för användning i en reformeringsprocess under stränga be-
tingelser.
Tabell I
analys av testad kolväteblandning
densitet vid 15°c g o,7424
destillationsprofil, °C
beg. kokpunkt 99
s x aestiiiat via °c 104
x aest111at vid °c 110
x aestiilat via °c 118
so x aesti11at via °c 137
70 x aestillat vid °c 144
90 x aestillat via °c 158
95 z aestiilat via °c 162
slutkokpunkt, °c leo
klorid, vikt-ppm 0,2
nitrogen, vikt-ppm < 0,1
svavel, vikt-ppm 0,1
vatten, vikt~ppm < 10
oktantal (F-l clear) 35,6
paraffinkolväten, vol-% 67,4
naftener, vol~% 23,1
aromater, vol-% 9,5
7805219-8
28
Varje försök bestod av en serie utvärderingsperioder om 24 timmar,
varvid var och en av dessa perioder innehöll en tolvtimmars ut-
jämningsperiod följd av en tolvtimmars testperiod, under vilken
C5+-produktreformatet från anläggningen uppsamlades och analyse-
, rades. Samtliga testförsök utfördes under identiska betingelser
bestående i en vätskevolymhastighet (LHSV) av 3,0 h_l, ett tryck
av 21,4 at, ett volymförhållande gas till olja av 5:1 och en in-
matningstemperatur till reaktorn som kontinuerligt justerades
under testet för att man skulle uppnå och upprätthålla ett oktan-
tal (F-l clear) 100 hos C5+-produkten.
Båda försöken utfördes i en reformeringsanläggning i pilotskala
bestående av en reaktor innehållande en fast bädd av katalysatorn,
en väteseparationszon, en debubnfiseringskolonnsamtlmingutrustning
i form av pumpar, kondenseringsanordningar, kompressorer och lik-
nande konventionell utrustning. Det i anläggningen använda flödes-
schemat innefattade sammanblandning av ett recirkulerat vätgas-
flöde med kolvätechargen och upphettning av den resulterande bland-
ningen till önskad omvandlingstemperatur. Den upphettade bland-
s
ningen matades sedan nedströms in 1 en reaktor innehållande kata-
ilysatorn som en stationär bädd. Ett utflöde togs därefter ut från
reaktorns botten, kyldes till ca l3°C och matades till en gas-
-vätskeseparationszon, i vilken en väterik gasfas separerades från
en kolvätevätskefas. En del av gasfasen matades sedan kontinuer-
ligt genom en sodaskrubber och det resulterande, i huvudsak vatten-
fria och svavelfria, vätehaltiga gasflödet återfördes till reak-
torn för att utgöra det recirkulerande vätgasflödet. övrig gas-
fas från separationszonen utvanns som vätgashaltigt produktflöde
(benämnt “excess recycle gas"). Vätskefasen från separationszonen
togs ut och matades till en debutaniseringskolonn, i vilken lätta
fraktioner (dvs. Cl - G4-kolväten) togs ut upptill som debutanise-
ringsgas och ett C5+-reformatflöde utvanns som bottenprodukt.
Resultaten av de separata tester som utfördes på den selektivt
sulfiderade katalysatorn enligt uppfinningen (katalysator A) och
på kontrollkatalysatorn (katalysator B) är presenterade i ritninge-
,figurerna l, 2 och 3 som en funktion av tiden och uppmätt i kubik-
meter bearbetad kolvätecharge per kilogram katalysator i reaktorn.
Man skall ha i minnet att den i båda fallen använda kolvätechargen
innehöll ett sulfideringsreagens i form av t-butylmerkaptan i en
7805219-8
29
mängd svarande mot 0,5 ppm svavel. Fig. l visar grafiskt förhål-
landet mellan C5
av chargen för var och en av katalysatorerna. I fig. 2 är å andra
+-utbytena uttryckt som vätskevolymprocent (LV-%)
sidan angiven den iakttagna väterenheten i molprocent av recirku-
lerat gasflöde för var och en av katalysatorerna. Fig. 3 slut-
ligen anger den inmatningstemperatur till reaktorn, som erfordra-
des för varje katalysator för att uppnå ett oktantal 100 (F-l
clear).
Om man ser på resultaten av jämförelsetestet presenterade i fig.
l, 2 och 3 framgår det omedelbart, att den selektivt sulfiderade
katalysatorn enligt uppfinningen klart överglänste den konventio-
nella platina-rheniumkatalysatorn, trots att katalysatorn enligt
uppfinningen höll avsevärt lägre totalhalt metall. Av fig. 1
framgår, att C5+-selektiviteten för katalysatorn A var i huvudsak
densamma som för katalysatorn B fram till en katalysatorlivslängd
av ca 0,55 m3/kg, efter vilken punkt katalysatorn A uppvisar av-
sevärt förbättrad utbytesstabilitet än katalysatorn B. C5+-medel
utbytet för hela försöket var sålunda avsevärt bättre med kata-
lysatorn A än med katalysatorn B. Väteselektiviteterna för dessa
två katalysatorer illustreras i fig. 2 och det framgår klart, att
det inte föreligger någon avsevärd skillnad mellan de två kataly-
satorerna inom detta område, dvs. man uppnådde med båda katalysa-
torerna en relativt hög stabil produktion av väte. Fig. 3 visar
däremot klart en överraskande och signifikant divergens mellan de
två katalysatorerna vad beträffar såväl aktiviteten som aktivitets-
stabiliteten. Av värdena i fig. 3 framgår klart, att katalysatorn
A var konstant ca l4°C mera aktiv än kontrollkatalysatorn. Med
tanke på att l kg av katalysatorn B innehöll ca 50 % mera metall
än l kg av katalysatorn A är det uppenbart, att man med hjälp av
uppfinningen uppnått en signifikant och oväntad förbättring i
aktivitetsegenskaperna. Om man tillämpar den välkända tumregeln
att reaktionshastigheten ungefär fördubblas för var elfte grads
förändring i reaktionstemperatureren kan man konstatera, att kata-
lysatorn A är ca dubbelt så aktiv som katalysatorn B. Till denna
förbättrade aktivitet är kopplad en förbättring i aktivitetsstabi-
litet hos katalysatorn A i relation till katalysatorn B, som
kanske bäst bedömes vid betraktande av lutningen på de två kurvor-
_ na presenterade i fig. 3. Sammantaget uppnåddes med katalysatorn
A ett avsevärt bättre C5+-medelutbyte och C5+-utbytesstabilitet,
'7805219-8
likartad vätgasrenhet, kraftigt förbättrad total aktivitet och
avsevärt förbättrad aktivitetsstabilitet vid jämförelse med kata-
lysatorn B på basis av kubikmeter per kilogram katalysator. Det
är viktigt att notera, att dessa klara förbättringar med kata-
lysatorn B iakttogs i en svavelhaltig miljö såtillvida som 0,5
ppm svavel sattes till utgångschargen för att upprätthålla ett
selektivt sulfiderat tillstånd hos båda katalysatorerna. Följ-
aktligen kan man också ära slutsatsen, att katalysatorn A upp-
visade mycket större tolerans gentemot närvaron av svavel än vad
katalysatorn B gjorde. Detta resultat är ytterst oväntat mot
bakgrund av de upprepade varningarna för menlig inverkan av kon-
tinuerlig tillförsel av svavel, som framhålles i den amerikanska
patentskriften 3 415 737.
Det är uppenbart vid en analys av de i fig. 1, 2 och 3 presente-
rade värdena att användningen av en kombination av en sulfiderad
rheniumkomponent och Ziegler-aluminiumoxid är ett mycket effek-
tivt sätt att befrämja egenskaperna hos och stabilisera en kol-
väteomvandlingskatalysator innehållande en platinagruppmetall i
en reformeringsprocess med höga stränghetskrav.
Claims (13)
1. Selektivt sulfiderad katalysatorkomposition innefattande ett poröst bärarmaterial av Ziegler-aluminiumoxid och innehållande, räknat på elementbasis, 0,01 - 2 viktprocent platinagruppmetall, 0,01 - 2 viktprocent rhenium och 0,1 - 10 viktprocent halogen, k ä n n e t e c k n a d a v att platinagruppmetallen och rheni- um är likformigt dispergerade i det porösa aluminiumoxidbärarmate- rialet, i huvudsak hela mängden platinagruppmetall är närvarande i metalltillståndet och kompositionen innehåller svavel i en mängd åtminstone tillräcklig för att ge ett atomförhållande svavel till u. rhenium av 0,5:1 så att den övervägande delen rhenium hàlles sulfiderat tillstånd.
2. Katalysatorkomposition enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a V att platinagruppmetallen är platina.
3. Katalysatorkomposition enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att platinagruppmetallen är iridium.
4. Katalysatorkomposition enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att platinagruppmetallen är rodium.
5. Katalysatorkomposition enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att halogenen är kombinerad klorid.
6. Katalysatorkomposition enligt något av krav 1 - 5, k ä n - n e t e c k n a d a V att mängden ingående svavel väljes så att man uppnår ett atomförhållande svavel till rhenium mellan 0,5:1 och 1,5:1.
7. Katalysatorkomposition enligt något av krav 1 - 6, k ä n - n e t e c k n a d a v att katalysatorkompositionen har under- kastats selektiv sulfidering sedan i huvudsak hela mängden platina- gruppmetall och rhenium reducerats till metalltillstândet genom behandling av den reducerade katalysatorkompositionen med ett sul- fideringsreagens i en mängd och under sådana betingelser att huvuddelen av rheniumkomponenten överföres till sulfiderat till-' . 7805219-8 Sá. stånd medan i huvudsak hela mängden platinagruppmetall kvarhâlles i metalltillståndet.
8. Sätt att framställa en selektivt sulfiderad katalysatorkom- position enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att man (a) formar en komposition innefattande, räknat på element- basis, 0,01 - 2 vikt% platinagruppmetall, 0,01 - 2 vikt% rhenium och 0,1 - 10 vikt% halogen tillsammans med Ziegler-aluminiumoxid- bärarmaterial, i vilken i huvudsak hela mängden platinagruppme- tall och rheniumkomponent är närvarande i motsvarande oxidform, (b) underkastar den resulterande, oxiderade katalysator- kompositionen reduktion för reducering av i huvudsak hela mängden platinagruppkomponent och rheniumkomponent till motsvarande metall- tillstånd, (c) sulfiderar den resulterande reducerade kompositionen genom behandling med ett sulfideringsreagens i en mängd och under sådana betingelser att huvuddelen av rheniumkomponenten och platinagruppkomponenter överföres till motsvarande sulfiderade tillstånd, varefter (d) i huvudsak hela mängden sulfid avdrives från platina- gruppkomponenten från steget (c) medan huvuddelen av rheniumkom- ponenten kvarhâlles i sulfiderat tillstånd.
9. Användning av en selektivt sulfiderad katalysatorkomposition enligt krav 1 - 7 för omvandling av kolväten under kolväteomvand- lingsbetingelser.
10. Användning av en selektivt sulfiderad katalysatorkomposition enligt krav 1 - 7 för katalytisk reformering av en bensinfraktion för framställning av ett högoktanigt reformat, varvid kolvätet ingår i bensinfraktionen och behandlingen utföres i närvaro av vätgas och under reformeringsbetingelser.
11. Användning enligt krav 10, varvid reformeringsbetingelserna inkluderar en temperatur av 413 - 593°C, ett tryck av 1 - 69 at, en vätskevolymhastighet av 0,1 - 10 h_1 och ett molförhállande väte till køiväte mellan 1=1 och 2o=1. ' 7805219-8 :ss
12. Användning enligt krav 10 eller 11, varvid behandlingen ut- föres i väsentligen vattenfri miljö.
13. Användning enligt krav 10 ~ 12, varvid det selektivt sulfi- derade tillståndet hos katalysatorkompositionen upprätthålles genom kontinuerlig eller periodisk tillförsel av sulfiderings~ reagens till processen i en mängd svarande mot 0,1 - 20 vikt-ppm av kolväte-chargen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US79505577A | 1977-05-09 | 1977-05-09 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE7805219L SE7805219L (sv) | 1978-11-10 |
SE439593B true SE439593B (sv) | 1985-06-24 |
Family
ID=25164539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE7805219A SE439593B (sv) | 1977-05-09 | 1978-05-08 | Selektivt sulfiderad katalysatorkomposition, sett for dess framstellning samt anvendning derav for omvandling av kolveten |
Country Status (28)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4150060A (sv) |
AT (1) | AT368544B (sv) |
BE (1) | BE866777A (sv) |
BR (1) | BR7802877A (sv) |
CA (1) | CA1096361A (sv) |
CH (1) | CH639870A5 (sv) |
CY (1) | CY1149A (sv) |
DE (1) | DE2819088A1 (sv) |
DK (1) | DK199378A (sv) |
ES (1) | ES469559A1 (sv) |
FI (1) | FI63868C (sv) |
FR (1) | FR2390492A1 (sv) |
GB (1) | GB1600927A (sv) |
GR (1) | GR64476B (sv) |
IN (1) | IN149005B (sv) |
IT (1) | IT1094744B (sv) |
KE (1) | KE3203A (sv) |
MX (1) | MX148609A (sv) |
MY (1) | MY8200274A (sv) |
NL (1) | NL190105C (sv) |
NO (1) | NO151712C (sv) |
NZ (1) | NZ187127A (sv) |
PH (2) | PH14017A (sv) |
PT (1) | PT67976B (sv) |
SE (1) | SE439593B (sv) |
TR (1) | TR20406A (sv) |
YU (1) | YU39685B (sv) |
ZA (1) | ZA782314B (sv) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8801067D0 (en) * | 1988-01-19 | 1988-02-17 | Exxon Chemical Patents Inc | Zeolite l preparation |
SG11201606020PA (en) * | 2014-02-25 | 2016-08-30 | Saudi Basic Ind Corp | Process for converting hydrocarbons into olefins |
EP4385619A1 (en) * | 2022-12-14 | 2024-06-19 | SABIC Global Technologies B.V. | Methods of preparation and uses of alkali metal or rhenium modified alumina catalysts |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3562147A (en) * | 1968-04-24 | 1971-02-09 | Universal Oil Prod Co | Catalytic reforming of hydrocarbons |
US3617519A (en) * | 1969-01-29 | 1971-11-02 | Universal Oil Prod Co | Controlled sulfur content in platinum-rhenium reforming |
US3578582A (en) * | 1969-06-09 | 1971-05-11 | Chevron Res | Startup procedure for cyclic regenerative platinum-rhenium reforming process |
US3702294A (en) * | 1971-05-10 | 1972-11-07 | Universal Oil Prod Co | Trimetallic hydrocarbon conversion catalyst and uses thereof |
US4012313A (en) * | 1972-04-30 | 1977-03-15 | Chevron Research Company | Catalytic reforming process and catalyst |
US3852190A (en) * | 1972-10-27 | 1974-12-03 | Chevron Res | Reforming with platinum on alumina derived from a byproduct of a ziegler process |
-
1978
- 1978-03-06 US US05/905,080 patent/US4150060A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-04-20 GR GR56043A patent/GR64476B/el unknown
- 1978-04-24 ZA ZA00782314A patent/ZA782314B/xx unknown
- 1978-04-25 IN IN303/DEL/78A patent/IN149005B/en unknown
- 1978-04-28 PH PH21086A patent/PH14017A/en unknown
- 1978-04-29 DE DE19782819088 patent/DE2819088A1/de active Granted
- 1978-05-01 NZ NZ187127A patent/NZ187127A/xx unknown
- 1978-05-02 PT PT67976A patent/PT67976B/pt unknown
- 1978-05-03 AT AT0321478A patent/AT368544B/de not_active IP Right Cessation
- 1978-05-03 FR FR7813112A patent/FR2390492A1/fr active Granted
- 1978-05-04 YU YU1070/78A patent/YU39685B/xx unknown
- 1978-05-08 DK DK199378A patent/DK199378A/da not_active Application Discontinuation
- 1978-05-08 TR TR20406A patent/TR20406A/xx unknown
- 1978-05-08 CA CA302,784A patent/CA1096361A/en not_active Expired
- 1978-05-08 CY CY1149A patent/CY1149A/xx unknown
- 1978-05-08 NO NO781620A patent/NO151712C/no unknown
- 1978-05-08 ES ES469559A patent/ES469559A1/es not_active Expired
- 1978-05-08 GB GB18143/78A patent/GB1600927A/en not_active Expired
- 1978-05-08 SE SE7805219A patent/SE439593B/sv not_active IP Right Cessation
- 1978-05-08 BE BE187450A patent/BE866777A/xx not_active IP Right Cessation
- 1978-05-08 FI FI781444A patent/FI63868C/fi not_active IP Right Cessation
- 1978-05-08 BR BR787802877A patent/BR7802877A/pt unknown
- 1978-05-09 MX MX173396A patent/MX148609A/es unknown
- 1978-05-09 NL NLAANVRAGE7804935,A patent/NL190105C/xx not_active IP Right Cessation
- 1978-05-09 IT IT23182/78A patent/IT1094744B/it active
- 1978-05-09 CH CH501278A patent/CH639870A5/de not_active IP Right Cessation
-
1979
- 1979-09-25 PH PH23060A patent/PH15028A/en unknown
-
1982
- 1982-04-06 KE KE3203A patent/KE3203A/xx unknown
- 1982-12-30 MY MY274/82A patent/MY8200274A/xx unknown
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4165276A (en) | Hydrocarbon conversion with a superactive multimetallic catalytic composite | |
US4174298A (en) | Activated multimetallic catalytic composite | |
US4197188A (en) | Hydrocarbon conversion with an attenuated superactive multimetallic catalytic composite | |
US3948804A (en) | Superactive acidic bimetallic catalytic composite and use thereof in conversion of hydrocarbons | |
US4149962A (en) | Hydrocarbon conversion with a superactive multimetallic catalytic composite | |
US4176088A (en) | Superactive multimetallic catalytic composite comprising platinum group metal and rhenium | |
US3948762A (en) | Hydrocarbon conversion with an acidic multimetallic catalytic composite | |
US4246095A (en) | Hydrocarbon conversion with a sulfided superactive multimetallic catalytic composite | |
US4175056A (en) | Activated multimetallic catalytic composite comprising pyrolized ruthenium carbonyl | |
US4210561A (en) | Activated and attenuated multimetallic catalytic composite | |
US4231897A (en) | Attenuated superactive multimetallic catalytic composite | |
US4290921A (en) | Attenuated superactive multimetallic catalytic composite | |
US4256566A (en) | Hydrocarbon conversion with an attenuated superactive multimetallic catalytic composite | |
US4238366A (en) | Attenuated superactive multimetallic catalytic composite | |
US4148715A (en) | Hydrocarbon conversion with an acidic multimetallic catalytic composite | |
US4183804A (en) | Hydrocarbon conversion with an activated multimetallic catalytic composite | |
US4175031A (en) | Hydrocarbon conversion with an attenuated superactive multimetallic catalytic composite | |
US4229319A (en) | Attenuated superactive multimetallic catalytic composite | |
US4183805A (en) | Hydrocarbon conversion with an attenuated superactive multimetallic catalytic composite | |
US4234458A (en) | Acidic multimetallic catalytic composite | |
SE439593B (sv) | Selektivt sulfiderad katalysatorkomposition, sett for dess framstellning samt anvendning derav for omvandling av kolveten | |
US4333854A (en) | Sulfided superactive multimetallic catalytic composite | |
US4190557A (en) | Attenuated superactive multimetallic catalytic composite | |
US4358399A (en) | Activated multimetallic catalytic composite | |
US4312789A (en) | Attenuated superactive multimetallic catalytic composite |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 7805219-8 Effective date: 19931210 Format of ref document f/p: F |