WO2020027695A1 - Catalyst for hydroisomerization of hydrocarbon fractions and method for using said catalyst - Google Patents

Catalyst for hydroisomerization of hydrocarbon fractions and method for using said catalyst Download PDF

Info

Publication number
WO2020027695A1
WO2020027695A1 PCT/RU2019/000498 RU2019000498W WO2020027695A1 WO 2020027695 A1 WO2020027695 A1 WO 2020027695A1 RU 2019000498 W RU2019000498 W RU 2019000498W WO 2020027695 A1 WO2020027695 A1 WO 2020027695A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
catalyst
hydroisomerization
zeolite
zsm
hydrocarbon fractions
Prior art date
Application number
PCT/RU2019/000498
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Виктор Георгиевич Степанов
Юрий Константинович ВОРОБЬЕВ
Евгения Александровна НУДНОВА
Original Assignee
Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор"
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 Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" filed Critical Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор"
Publication of WO2020027695A1 publication Critical patent/WO2020027695A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/88Ferrosilicates; Ferroaluminosilicates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/08Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of gallium, indium or thallium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/10Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of rare earths
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/22Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by isomerisation
    • C07C5/27Rearrangement of carbon atoms in the hydrocarbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G45/00Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C10G45/58Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to change the structural skeleton of some of the hydrocarbon content without cracking the other hydrocarbons present, e.g. lowering pour point; Selective hydrocracking of normal paraffins
    • C10G45/60Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to change the structural skeleton of some of the hydrocarbon content without cracking the other hydrocarbons present, e.g. lowering pour point; Selective hydrocracking of normal paraffins characterised by the catalyst used
    • C10G45/64Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to change the structural skeleton of some of the hydrocarbon content without cracking the other hydrocarbons present, e.g. lowering pour point; Selective hydrocracking of normal paraffins characterised by the catalyst used containing crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584Recycling of catalysts

Definitions

  • the invention can be used in the refining and petrochemical industries and relates to zeolite-containing catalysts for hydroisomerization of various hydrocarbon fractions.
  • the catalysts used are constantly being improved by changing the nature and concentration of metals used as active components and / or promoters, as well as by changing the ratio of dehydrogenating and acid functions.
  • One way to change the ratio of the dehydrogenating and acidic functions of the isomerization catalyst is to introduce a zeolite component into its composition, moreover, zeolites of various structural types are used for this, including zeolites ZSM-5 and ZSM-11.
  • the catalysts may contain simultaneously several zeolites of various types (for example, [US Pat.
  • the isomerization catalyst contains metal carbide (previously carbonized metal) and zeolite in a mass ratio of from 0.0001: 1 to 1: 1.
  • tungsten, molybdenum, chromium, iron, ruthenium, manganese, rhenium, cobalt, rhodium, iridium, nickel, palladium, platinum, hafnium, titanium, zirconium, vanadium, niobium, tantalum or their can be used as a metal or its compound combinations.
  • the catalyst may contain any of the following zeolites — ZSM-5, ZSM-8, ZSM-1, ZSM-12, ZSM-35, ZSM-38, or combinations thereof.
  • the isomerization of C 4 -C 10 hydrocarbons on such a catalyst is carried out in the reaction temperature ranges of 200-800 ° C at a pressure of up to 10 MPa and bulk feed rates of up to 1000 h 1 .
  • a known catalyst for the hydroisomerization of oil fractions and a method for its preparation [US Pat. RF Jfe 2162012, B 01 J 29/44, 37/02; C 10 G 35/095, 2001].
  • the catalyst for hydroisomerization of various hydrocarbon fractions contains 10-50% of May.
  • zeolite CVM analogue of zeolite ZSM-5) in the H-form, 0.2-0, 6% platinum, 0.05-1.0% indium and aluminum oxide - the rest.
  • zeolite-containing isomerization catalyst and method for its use [EP N ° 1593429, B01 J 29/064; 29/74; C 07 C 5/27; C 10 G 45/64, 2005].
  • the catalyst contains one of the zeolites selected from the following series: beta, mordenite, faujasite, ferrierite or ZSM-5, in a zeolite / alumina ratio of 1-9, and 0.01-5% of Group VIII metals, one of which is at least platinum or palladium.
  • the process of isomerization of C 4 -C 9 paraffins is carried out at a temperature of 150-400 ° C, a pressure of 0.1-10 MPa, a mass feed rate of 1-6 hours 1 and a molar hydrogen / hydrocarbon ratio of 1-8.
  • a known catalyst for the isomerization and desulfurization of naphtha [CN M ° 106582793, B 01 J 29/44, C 10 G 35/095, 45/12, 2017].
  • the closest in their technical essence and the achieved effect is a catalyst and a method for hydroisomerization of normal Cs-C 8 hydrocarbons using it [Pat RF N ° 2658018 B 01 J 29/46, 37/30; C 10 G 45/64; C 10 C 5/27; 2018].
  • the catalyst contains 20-50% of a binder - alumina or silicon oxide, 0.2-1.0% of platinum and / or palladium and one or more promoter metals selected from the group Zn, Cu, Co, Cr, Fe, Ni, La, and zeolite are the rest.
  • zeolite ZSM-5 zeolite (MFI structure) or beta (BEA) with a Si0 2 / Al 2 0 3 molar ratio of 25 to 130 is used.
  • the promoter metals are introduced into the zeolite from an aqueous solution in the form of cations.
  • the process of hydroisomerization of linear Cs-Cg paraffins in hydrocarbon fractions is carried out at a mass feed rate of 1-8 h '1 , a molar ratio of hydrogen / feed from 1.1: 1 to 6: 1, a temperature of 240-300 ° C and a pressure of 0.1 -3.0 MPa.
  • As raw materials it is possible to use both individual n-paraffins Cs-Cs and hydrocarbon fractions boiling in the range of 20-215 ° C.
  • the objective of the invention is to develop a catalyst for the hydroisomerization of hydrocarbon fractions with a reduced temperature for the complete coke burn-up formed on the zeolite component of the catalyst under the process conditions while maintaining a high level of catalyst activity, as well as a method for its use in isomerization processes of hydrocarbon fractions.
  • the catalyst for hydroisomerization of hydrocarbon fractions contains 0.05-8.0% in May. at least one metal or metal compound selected from the series: platinum, palladium, rhenium, nickel, cobalt, chromium, manganese, molybdenum, tin, lead, zirconium, lanthanum, 5-75% crystalline ferroaluminosilicate or ferrogallium aluminosilicate with a ZSM- zeolite structure 5 or ZSM-11, and alumina - the rest.
  • ferroaluminosilicate has a molar ratio of Si0 2 / Al 2 0 3 in the range of 38-310 and contains 0.1-1.5% of May. iron
  • ferrogallium aluminum silicate has a molar ratio of Si0 2 / Al 2 0 3 in the range of 61-320 and contains 0.1-1.2% iron and 0.1-1.5% gallium.
  • the goal is also achieved by hydroisomerization of hydrocarbon fractions carried out on the catalyst described above at a temperature of 260-360 ° C, a pressure of 0.1 -5.0 MPa, a volumetric feed rate of liquid raw materials of 0.5-10 h 1 , the molar ratio of hydrogen to hydrocarbons 1-12.
  • the main distinguishing feature of the proposed method is the use of crystalline ferroaluminosilicate or ferrogallium aluminosilicate with the structure of zeolite ZSM-5 or ZSM-11 having the structural types MFI and MEL, respectively, in the composition of the catalyst.
  • the hydroisomerization catalyst for hydrocarbon fractions is prepared by known methods. Before the process of hydroisomerization of hydrocarbon fractions, the catalyst can be reduced in a stream of hydrogen at a temperature of 350-550 ° C.
  • Examples N ° N ° 2-15 illustrate the method of hydroisomerization of hydrocarbon fractions using the proposed catalyst
  • example N ° 1 is similar to the prototype and is shown for comparison with the proposed method.
  • the compositions of the catalysts are shown in table 1, the conditions and test results of the catalysts for hydroisomerization of hydrocarbon fractions in table 2.
  • examples N ° N ° 16-18 and FIG. 1-3 show the burnup depth of coke formed on a support catalyst containing, like prototype, zeolite ZSM-5, and examples N2N2 17-18 and FIG. 2-3 illustrate the burnout of coke on the catalyst carrier of the proposed method, in all cases - before applying any metal to the catalyst.
  • the test of the catalyst in the hydroisomerization reactions is carried out in a laboratory installation with a tubular isothermal reactor.
  • the catalyst is tested in the process of isomerization of n-hexane. Before testing the catalyst, it is activated in a stream of air for 1 hour at a temperature of 450 ° C, then purged with nitrogen and restored in a stream of hydrogen at a temperature of 450 ° C for 4 hours.
  • test of the catalyst in the hydroisomerization reactions is carried out analogously to example 1.
  • the conditions of the hydroisomerization process of n-hexane and the test results of the catalysts are shown in table 2.
  • the resulting catalyst contains ⁇ 75% of May. ferrogallium aluminum silicate with the structure of zeolite ZSM-11, 0.2% platinum, 0.3% rhenium and aluminum oxide - the rest.
  • test of the catalyst in the hydroisomerization reactions is carried out analogously to example 1.
  • the conditions of the hydroisomerization process of n-hexane and the test results of the catalysts are shown in table 2.
  • n-paraffins and having the following fractional composition, ° C: n.k. - 152, 10% vol. - 162, 50% - 189, 90% - 251, c.k. - 267.
  • the catalyst used is the catalyst of Example No. 2 (the composition of the catalyst is shown in Table 1).
  • Coke burning is carried out by contacting with a catalyst a regenerating gas containing 1.3% vol. oxygen in a mixture with nitrogen, which is carried out at atmospheric pressure, a temperature of 500-600 ° C and a gas flow rate of 50 l / h
  • the coke is burned out by the catalyst support of Example 1, which has worked for 15 hours as a catalyst for processing the C 6 -C 8 hydrocarbon fraction and containing 5.1% May. coke.
  • Coke burning starts at a constant temperature of 500 ° C and lasts 60 minutes until the mass of the catalyst sample is stabilized; As a result of the oxidative treatment of the catalyst, 39% of the initial coke content was removed. After raising the regeneration temperature to 520 ° C and subsequent burning of coke for 60 min until the mass stabilization of the catalyst sample, another 22% of the initial coke content was removed. At a temperature of 550 ° C another 8% of coke was removed. Residual coke in the amount of 31% of the initial coke content burned out at a temperature of 600 ° C in 70 minutes. The total coke burning time was ⁇ 250 min. The curves of sample weight loss over time due to coke burnout in a coked catalyst are shown in FIG. 1.
  • Coke burning starts at a constant temperature of 500 ° C and is conducted for 85 minutes until the mass of the catalyst sample is stabilized; As a result of the oxidative treatment of the catalyst, 62% of the initial coke content was removed. After increasing the regeneration temperature to 520 ° C and subsequent burning of coke for 75 min until the mass stabilization of the catalyst sample, another 28% of the initial coke content was removed. Residual coke in the amount of 10% of the initial coke content burned out at a temperature of 550 ° C for 20 minutes. The control temperature increase to 600 ° C did not lead to a further change in the mass of the sample, which confirms the complete removal of coke at a temperature of 550 ° C. The total coke burning time was ⁇ 180 min. The curves of sample weight loss over time due to coke burnout in a coked catalyst are shown in FIG. 2.
  • Example 18 Similar to example 16 with the difference that the carrier of example 3 was subjected to coke burning, which worked for 100 hours as a catalyst for processing the C 6 -C 8 hydrocarbon fraction and containing 10.2% of May. coke.
  • Coke burning starts at a constant temperature of 500 ° C and lasts 80 minutes until the mass of the catalyst sample is stabilized; As a result of the oxidative treatment of the catalyst, 81% of the initial coke content was removed. After raising the regeneration temperature to 520 ° C and subsequent burning of coke for 60 min until the mass stabilization of the catalyst sample, another 13% of the initial coke content was removed. Residual coke in the amount of 6% of the initial coke content burned out at a temperature of 550 ° C for 20 minutes. The control temperature increase to 600 ° C did not lead to a further change in the mass of the sample, which confirms the complete removal of coke at a temperature of 550 ° C. The total coke burning time was 160 minutes. The curves of sample weight loss over time due to coke burnout in a coked catalyst are shown in FIG. 3.
  • the proposed catalyst has the ability to remove coke deposits from the surface of the zeolite component of the regenerated catalyst under milder conditions, consisting in lowering the temperature of complete burning of coke from 600 ° C to 550 ° C and reducing the total regeneration time. Moreover, it is highly active in the hydroisomerization of hydrocarbon fractions (see examples N ° N ° 1-15).
  • the proposed catalyst produces isoparaffins with a higher yield than the prototype catalyst (see examples 1 and 2 in Table 2, respectively), which is associated with additional leading isomerization reactions of Fe and Ga containing active centers formed by the introduction of iron or iron and gallium in the composition of the zeolite.
  • the catalyst for hydroisomerization is used in the refining and petrochemical industries.
  • Table 1 The composition of the catalysts.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

The invention relates to the field of oil refining, in particular to a catalyst for hydroisomerization of hydrocarbon fractions and to a method for using said catalyst. The catalyst for hydroisomerization of hydrocarbon fractions comprises 0.05-8.0% by weight of at least one metal or metal compound selected from the following: platinum, palladium, rhenium, nickel, cobalt, chromium, manganese, molybdenum, tin, lead, zirconium, lanthanum, 5-75% of crystalline ferroaluminosilicate or ferrogalliumaluminosilicate with a ZSM-5 or ZSM-11 zeolite structure, with the remainder being aluminum oxide. When the catalyst is used in the process of hydroisomerization of hydrocarbon fractions, the process is carried out at a temperature of 260-360°C, a pressure of 0.1-5.0 MPa, a volumetric rate of feeding in liquid raw material of 0.5-10 h-1 and a molar ratio of hydrogen to hydrocarbons of 1-12. The technical result consists in reducing the temperature at which catalytic coke is fully burned off at the catalyst regeneration stage.

Description

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГИДРОИЗОМЕРИЗАЦИИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ФРАКЦИЙ И СПОСОБ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ  CATALYST FOR HYDROISOMERIZATION OF HYDROCARBON FRACTIONS AND METHOD OF ITS APPLICATION
Область техники Technical field
Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и относится к цеолитсодержащим катализаторам гидроизомеризации различных углеводородных фракций.  The invention can be used in the refining and petrochemical industries and relates to zeolite-containing catalysts for hydroisomerization of various hydrocarbon fractions.
Процессы изомеризации парафиновых углеводородов находят все большее применение в областях нефтехимии и нефтепереработки. Так, наряду с традиционными процессами изомеризации н-бутана, н-пентана, гексановой и бензиновой фракций, предназначенными для получения сырья для нефтехимического и органического синтезов, а так же для получения высокооктановых компонентов бензинов, в последнее время разрабатываются катализаторы для изомеризации (изодепарафинизации) более тяжелых углеводородных фракций - керосиновых, дизельных и масляных, с целью понижения их температур помутнения и застывания.  The processes of isomerization of paraffin hydrocarbons are increasingly used in the fields of petrochemicals and oil refining. So, along with the traditional processes of isomerization of n-butane, n-pentane, hexane and gasoline fractions, intended for the production of raw materials for petrochemical and organic synthesis, as well as for the production of high-octane gasoline components, catalysts have been recently developed for isomerization (isodeparaffinization) of more heavy hydrocarbon fractions - kerosene, diesel and oil, in order to lower their cloud point and solidification temperature.
Для повышения эффективности процессов изомеризации применяемые катализаторы постоянно совершенствуются путем изменения природы и концентрации металлов, используемых в качестве активных компонентов и/или промоторов, а так же путем изменения соотношения дегидрирующей и кислотной функций. Одним из путей изменения соотношения дегидрирующей и кислотной функций катализатора изомеризации является введение в его состав цеолитного компонента, причем для этого используют цеолиты различных структурных типов, в т.ч. цеолитов ZSM-5 и ZSM-11. Причем катализаторы могут содержать как одновременно несколько цеолитов различных типов (например, [Пат. РФ 2549617, В 01 J 29/072, 29/076, 29/16, 29/14, 29/46, 29/48, 21/04, 27/185, 27/188; С 10 G 45/08, 2015]), так и цеолиты только одного структурного типа.  To increase the efficiency of isomerization processes, the catalysts used are constantly being improved by changing the nature and concentration of metals used as active components and / or promoters, as well as by changing the ratio of dehydrogenating and acid functions. One way to change the ratio of the dehydrogenating and acidic functions of the isomerization catalyst is to introduce a zeolite component into its composition, moreover, zeolites of various structural types are used for this, including zeolites ZSM-5 and ZSM-11. Moreover, the catalysts may contain simultaneously several zeolites of various types (for example, [US Pat. RF 2549617, 01 J 29/072, 29/076, 29/16, 29/14, 29/46, 29/48, 21/04, 27/185, 27/188; С 10 G 45/08, 2015]), as well as zeolites of only one structural type.
Предшествующий уровень техники State of the art
Известен катализатор и способ изомеризации углеводородов [Пат. США 6124516, В 01 J 27/22, 29/40; С 10 G 35/095, 45/64, 2000]. Согласно данному способу катализатор изомеризации содержит карбид металла (предварительно зауглероженный металл) и цеолит в массовом соотношении от 0,0001:1 до 1 :1. При этом в качестве металла или его соединения может быть использован вольфрам, молибден, хром, железо, рутений, марганец, рений, кобальт, родий, иридий, никель, палладий, платина, гафний, титан, цирконий, ванадий, ниобий, тантал или их комбинации. Катализатор может содержать любой из следующих цеолитов - ZSM-5, ZSM-8, ZSM-l l, ZSM-12, ZSM-35, ZSM-38 или их комбинации. Изомеризацию углеводородов С410 на таком катализаторе осуществляют в интервалах температур реакции 200-800°С при давлении до 10 МПа и объемных скоростях подачи сырья до 1000 ч 1. A known catalyst and method for the isomerization of hydrocarbons [US Pat. U.S. 6124516, B 01 J 27/22, 29/40; C 10 G 35/095, 45/64, 2000]. According to this method, the isomerization catalyst contains metal carbide (previously carbonized metal) and zeolite in a mass ratio of from 0.0001: 1 to 1: 1. In this case, tungsten, molybdenum, chromium, iron, ruthenium, manganese, rhenium, cobalt, rhodium, iridium, nickel, palladium, platinum, hafnium, titanium, zirconium, vanadium, niobium, tantalum or their can be used as a metal or its compound combinations. The catalyst may contain any of the following zeolites — ZSM-5, ZSM-8, ZSM-1, ZSM-12, ZSM-35, ZSM-38, or combinations thereof. The isomerization of C 4 -C 10 hydrocarbons on such a catalyst is carried out in the reaction temperature ranges of 200-800 ° C at a pressure of up to 10 MPa and bulk feed rates of up to 1000 h 1 .
Известен катализатор гидроизомеризации нефтяных фракций и способ его приготовления [Пат. РФ Jfe 2162012, В 01 J 29/44, 37/02; С 10 G 35/095, 2001]. Катализатор для гидроизомеризации различных углеводородных фракций содержит 10-50% мае. цеолита ЦВМ (аналог цеолита ZSM-5) в Н-форме, 0,2-0, 6% платины, 0,05-1,0% индия и оксид алюминия - остальное.  A known catalyst for the hydroisomerization of oil fractions and a method for its preparation [US Pat. RF Jfe 2162012, B 01 J 29/44, 37/02; C 10 G 35/095, 2001]. The catalyst for hydroisomerization of various hydrocarbon fractions contains 10-50% of May. zeolite CVM (analogue of zeolite ZSM-5) in the H-form, 0.2-0, 6% platinum, 0.05-1.0% indium and aluminum oxide - the rest.
Известен цеолитсодержащий катализатор изомеризации и способ его применения [ЕР N° 1593429, В01 J 29/064; 29/74; С 07 С 5/27; С 10 G 45/64, 2005]. Катализатор содержит один из выбранных из следующего ряда цеолитов: бета, морденит, фожазит, ферьерит или ZSM-5, в соотношение цеолит/оксид алюминия 1-9, и 0,01-5% металлов VIII группы, один из которых по меньшей мере платина или палладий. Процесс изомеризации парафинов С49 проводят при температуре 150-400°С, давлении 0,1-10 МПа, массовой скорости подачи сырья 1-6 ч 1 и мольном отношении водород/углеводороды 1-8. Known zeolite-containing isomerization catalyst and method for its use [EP N ° 1593429, B01 J 29/064; 29/74; C 07 C 5/27; C 10 G 45/64, 2005]. The catalyst contains one of the zeolites selected from the following series: beta, mordenite, faujasite, ferrierite or ZSM-5, in a zeolite / alumina ratio of 1-9, and 0.01-5% of Group VIII metals, one of which is at least platinum or palladium. The process of isomerization of C 4 -C 9 paraffins is carried out at a temperature of 150-400 ° C, a pressure of 0.1-10 MPa, a mass feed rate of 1-6 hours 1 and a molar hydrogen / hydrocarbon ratio of 1-8.
Известны катализаторы для изомеризации н-гексана [Пат. Респ. Казахстан Jfe 16384, В 01 J 23/24, 21/16, 23/44, 29/40, 21/04; 2005] и [Пат. Респ. Казахстан NQ 16385, В 01 J 21/04, 23/24, 29/40, 21/16, 23/44; 2005]. Данные катализаторы содержат по 0,20-0,35% мае. палладия, 0, 8-1,0% оксида вольфрама, 9-12% глины Таганского месторождения, 10-15% цеолита ZSM-5 и оксид алюминия - остальное. Между собой катализаторы различаются составом применяемого цеолита ZSM-5 - различным силикатным модулем, равным 30 для первого и 50 для второго катализатора соответственно.  Known catalysts for isomerization of n-hexane [US Pat. Rep. Kazakhstan Jfe 16384, B 01 J 23/24, 21/16, 23/44, 29/40, 21/04; 2005] and [Pat. Rep. Kazakhstan NQ 16385, B 01 J 21/04, 23/24, 29/40, 21/16, 23/44; 2005]. These catalysts contain 0.20-0.35% in May. palladium, 0.8-1.0% of tungsten oxide, 9-12% of clay from the Taganskoye deposit, 10-15% of zeolite ZSM-5 and aluminum oxide - the rest. Between themselves, the catalysts differ in the composition of the zeolite ZSM-5 used - in different silicate modules, equal to 30 for the first and 50 for the second catalyst, respectively.
Известен катализатор изодепарафинизации нефтяных фракций [Пат. РФ 2320407, В 01 J 23/652, 29/44, 23/62, 21/04, 37/02; С 10 С 5/27; С 10 G 35/095, 2008]. Этот катализатор содержит 0,15-0,60% мае. платины, 0,24-0,97% оксида индия, 1- 4% оксида вольфрама, 5-40% цеолита и оксид алюминия - остальное. В качестве цеолитного компонента катализатора применяют цеолит ZSM-5 с мольным отношением Si02/Al203, равным 25-80, или цеолит бета с мольным соотношением Si02/Al203, равным 25-40. Known catalyst for isodeparaffinization of oil fractions [US Pat. RF 2320407, B 01 J 23/652, 29/44, 23/62, 21/04, 37/02; C 10 C 5/27; C 10 G 35/095, 2008]. This catalyst contains 0.15-0.60% of May. platinum, 0.24-0.97% indium oxide, 1-4% tungsten oxide, 5-40% zeolite and alumina - the rest. As the zeolite catalyst component used zeolite ZSM-5 having a molar ratio Si0 2 / Al 2 0 3 equal to 25-80, or zeolite beta having a molar ratio Si0 2 / Al 2 0 3 equal to 25-40.
Известен катализатор изомеризации и обессеривания нафты (бензино- лигроиновых фракций) [CN М° 106582793, В 01 J 29/44, С 10 G 35/095, 45/12, 2017]. Катализатор содержит 25-35% цеолита ZSM-5 с мольным отношением Si02/Al203 = 65, 15-25% цеолита ZSM-5 с мольным отношением Si02/Al203 = 50 и 45-55% цеолита ZSM-5 с мольным отношением Si02/Al203 = 90, при этом применяемые цеолиты содержат 0, 2-0,3% палладия, 1-2% цинка, 2-3% калия и 3- 8% хлорида алюминия. A known catalyst for the isomerization and desulfurization of naphtha (gasoline-naphtha fractions) [CN M ° 106582793, B 01 J 29/44, C 10 G 35/095, 45/12, 2017]. The catalyst contains 25-35% zeolite ZSM-5 with a molar ratio Si0 2 / Al 2 0 3 = 65, 15-25% zeolite ZSM-5 with a molar ratio Si0 2 / Al 2 0 3 = 50 and 45-55% zeolite ZSM -5 with a molar ratio of Si0 2 / Al 2 0 3 = 90, while the zeolites used contain 0.2-0.3% palladium, 1-2% zinc, 2-3% potassium and 3-8% aluminum chloride.
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому эффекту является катализатор и способ гидроизомеризации нормальных углеводородов Cs-C8 с его использованием [Пат РФ N° 2658018 В 01 J 29/46, 37/30; С 10 G 45/64; С 10 С 5/27; 2018]. Согласно выбранному прототипу катализатор содержит 20-50% связующего - оксида алюминия или кремния, 0,2- 1,0% платины и/или палладия и один или несколько металлов-промоторов, выбранного из группы Zn, Си, Со, Cr, Fe, Ni, La, и цеолит - остальное. В качестве цеолита используют цеолит ZSM-5 (структура MFI) или бета (ВЕА) с мольным отношением Si02/Al203 от 25 до 130. При этом металлы-промоторы вводят в цеолит из водного раствора в виде катионов. Процесс гидроизомеризации линейных парафинов Cs-Cg в углеводородных фракциях осуществляют при массовой скорости подачи сырья 1-8 ч'1, мольном соотношении водород/сырье от 1,1:1 до 6:1, температуре 240-300°С и давлении 0,1 -3,0 МПа. В качестве сырья возможно использование как индивидуальных н-парафинов Cs-Cs, так и углеводородных фракций, выкипающих в пределах 20-215°С. The closest in their technical essence and the achieved effect is a catalyst and a method for hydroisomerization of normal Cs-C 8 hydrocarbons using it [Pat RF N ° 2658018 B 01 J 29/46, 37/30; C 10 G 45/64; C 10 C 5/27; 2018]. According to the selected prototype, the catalyst contains 20-50% of a binder - alumina or silicon oxide, 0.2-1.0% of platinum and / or palladium and one or more promoter metals selected from the group Zn, Cu, Co, Cr, Fe, Ni, La, and zeolite are the rest. As zeolite, ZSM-5 zeolite (MFI structure) or beta (BEA) with a Si0 2 / Al 2 0 3 molar ratio of 25 to 130 is used. In this case, the promoter metals are introduced into the zeolite from an aqueous solution in the form of cations. The process of hydroisomerization of linear Cs-Cg paraffins in hydrocarbon fractions is carried out at a mass feed rate of 1-8 h '1 , a molar ratio of hydrogen / feed from 1.1: 1 to 6: 1, a temperature of 240-300 ° C and a pressure of 0.1 -3.0 MPa. As raw materials, it is possible to use both individual n-paraffins Cs-Cs and hydrocarbon fractions boiling in the range of 20-215 ° C.
Основными недостатками прототипа и перечисленных выше аналогов являются относительно высокая температуры выгорания кокса, образующегося на цеолитном компоненте катализатора и неполная глубина его выгорания при умеренных температурах регенерации катализатора. Раскрытие изобретения The main disadvantages of the prototype and the above analogues are the relatively high temperature burnout of coke formed on the zeolite component of the catalyst and the incomplete depth of burnout at moderate temperatures of catalyst regeneration. Disclosure of Invention
Задачей изобретения является разработка катализатора гидроизомеризации углеводородных фракций с пониженной температурой полного выгорания кокса, образующегося на цеолитном компоненте катализатора в условиях процесса, при сохранении высокого уровня активности катализатора, а так же способ его применения в процессах изомеризации углеводородных фракций.  The objective of the invention is to develop a catalyst for the hydroisomerization of hydrocarbon fractions with a reduced temperature for the complete coke burn-up formed on the zeolite component of the catalyst under the process conditions while maintaining a high level of catalyst activity, as well as a method for its use in isomerization processes of hydrocarbon fractions.
Поставленная задача достигается тем, что катализатор гидроизомеризации углеводородных фракций содержит 0,05-8,0% мае. по меньшей мере одного металла или соединения металла, выбранного из ряда: платина, палладий, рений, никель, кобальт, хром, марганец, молибден, олово, свинец, цирконий, лантан, 5- 75% кристаллического ферроалюмосиликата или феррогаллийалюмосиликата со структурой цеолита ZSM-5 или ZSM-11, и оксид алюминия - остальное.  The problem is achieved in that the catalyst for hydroisomerization of hydrocarbon fractions contains 0.05-8.0% in May. at least one metal or metal compound selected from the series: platinum, palladium, rhenium, nickel, cobalt, chromium, manganese, molybdenum, tin, lead, zirconium, lanthanum, 5-75% crystalline ferroaluminosilicate or ferrogallium aluminosilicate with a ZSM- zeolite structure 5 or ZSM-11, and alumina - the rest.
Поставленная задача достигается так же тем, что ферроалюмосиликат имеет мольное отношение Si02/Al203 в интервале 38-310 и содержит 0,1 -1,5% мае. железа, а феррогаллийалюмосиликат имеет мольное отношение Si02/Al203 в интервале 61-320 и содержит 0,1 -1,2% железа и 0,1 -1,5% галлия. The task is achieved in the same way that the ferroaluminosilicate has a molar ratio of Si0 2 / Al 2 0 3 in the range of 38-310 and contains 0.1-1.5% of May. iron, and ferrogallium aluminum silicate has a molar ratio of Si0 2 / Al 2 0 3 in the range of 61-320 and contains 0.1-1.2% iron and 0.1-1.5% gallium.
Поставленная цель достигается так же тем, гидроизомеризацию углеводородных фракций осуществляют на описанном выше катализаторе при температуре 260-360°С, давлении 0,1 -5,0 МПа, объемной скорости подачи жидкого сырья 0,5-10 ч 1, мольном отношении водорода к углеводородам 1-12. The goal is also achieved by hydroisomerization of hydrocarbon fractions carried out on the catalyst described above at a temperature of 260-360 ° C, a pressure of 0.1 -5.0 MPa, a volumetric feed rate of liquid raw materials of 0.5-10 h 1 , the molar ratio of hydrogen to hydrocarbons 1-12.
В ходе переработки углеводородного сырья происходит постепенное закоксование любого катализатора, приводящее к снижению его каталитической активности, что в свою очередь приводит к падению выхода изомеризованных углеводородов. Для восстановления начального уровня активности катализатора осуществляют его регенерацию, заключающуюся в регулируемом выжигании коксовых отложений с поверхности катализатора регенерирующим газом с определенным содержанием кислорода. Однако выгорание кокса на металлическом компоненте катализатора, находящемся на оксиде алюминия, происходит более полно и при более низких температурах, чем выгорание кокса, образовавшегося внутри кристаллов алюмосиликатного (цеолитного) компонента, так как вводимые на стадии пропитки катализатора поливалентные катионы металлов (Pt, Pd, Ni и пр.) не внедряются внутрь кристаллов цеолитов типа ZSM-5 и ZSM-l l и поэтому не влияют на процесс выжигания катализаторного кокса внутри цеолитных каналов. Вследствие этого коксовые отложения, находящиеся внутри цеолитных кристаллов, могут полностью не выгорать при умеренных температурах регенерации и постепенно накапливаться от регенерации к регенерации приводя к снижению уровня активности и/или к сокращению времени межрегенерационного пробега катализатора. Введение же на стадии гидротермального синтеза в кристаллический каркас цеолита атомов железа и галлия при синтезе ферроалюмосиликата или феррогаллийалюмосиликата со структурой ZSM-5 и ZSM-11 приводит к образованию в объеме их кристаллов активных центров, ускоряющих реакции выгорания катализаторного кокса, что в свою очередь приводит к снижению температуры и увеличению глубины выжигания кокса в цеолитном компоненте катализатора при сохранении высокого уровня активности катализатора. During the processing of hydrocarbon raw materials, a gradual coking of any catalyst occurs, leading to a decrease in its catalytic activity, which in turn leads to a decrease in the yield of isomerized hydrocarbons. To restore the initial level of activity of the catalyst, its regeneration is carried out, which consists in the controlled burning of coke deposits from the surface of the catalyst with a regenerating gas with a certain oxygen content. However, the burning of coke on the metal component of the catalyst located on alumina occurs more fully and at lower temperatures than the burning out of coke formed inside the crystals of the aluminosilicate (zeolite) component, since polyvalent metal cations (Pt, Pd, Ni, etc.) do not penetrate into zeolite crystals of the ZSM-5 type and ZSM-l l and therefore do not affect the burning process of catalyst coke inside zeolite channels. As a result of this, coke deposits located inside zeolite crystals may not completely burn out at moderate regeneration temperatures and gradually accumulate from regeneration to regeneration, leading to a decrease in the level of activity and / or to a reduction in the inter-regeneration run of the catalyst. At the stage of hydrothermal synthesis, the introduction of iron and gallium atoms into the crystalline framework of the zeolite during the synthesis of ferroaluminosilicate or ferrogallium aluminosilicate with the structure of ZSM-5 and ZSM-11 leads to the formation of active centers in the volume of their crystals that accelerate the reactions of burnout of catalyst coke, which in turn leads to lowering the temperature and increasing the burning depth of coke in the zeolite component of the catalyst while maintaining a high level of catalyst activity.
Основным отличительным признаком предлагаемого способа является применение в составе катализатора кристаллических ферроалюмосиликата или феррогаллийалюмосиликата со структурой цеолита ZSM-5 или ZSM-11, имеющих структурные типы MFI и MEL соответственно.  The main distinguishing feature of the proposed method is the use of crystalline ferroaluminosilicate or ferrogallium aluminosilicate with the structure of zeolite ZSM-5 or ZSM-11 having the structural types MFI and MEL, respectively, in the composition of the catalyst.
Катализатор гидроизомеризации углеводородных фракций готовят известными методами. Перед осуществлением процесса гидроизомеризации углеводородных фракций катализатор может быть восстановлен в токе водорода при температуре 350-550°С.  The hydroisomerization catalyst for hydrocarbon fractions is prepared by known methods. Before the process of hydroisomerization of hydrocarbon fractions, the catalyst can be reduced in a stream of hydrogen at a temperature of 350-550 ° C.
Лучший вариант осуществления изобретенияThe best embodiment of the invention
Сущность предлагаемого способа и его практическая применимость иллюстрируется нижеприведенными примерами. Примеры N°N° 2-15 иллюстрируют способ гидроизомеризации углеводородных фракций с применением предлагаемого катализатора, пример N° 1 аналогичен прототипу и приведен для сравнения с предлагаемым способом. Составы катализаторов приведены в таблице 1, условия и результаты испытаний катализаторов гидроизомеризации углеводородных фракций - в таблице 2. The essence of the proposed method and its practical applicability is illustrated by the examples below. Examples N ° N ° 2-15 illustrate the method of hydroisomerization of hydrocarbon fractions using the proposed catalyst, example N ° 1 is similar to the prototype and is shown for comparison with the proposed method. The compositions of the catalysts are shown in table 1, the conditions and test results of the catalysts for hydroisomerization of hydrocarbon fractions in table 2.
Для иллюстрации достижимости поставленной цели - снижения температуры выгорания катализаторного кокса и увеличение полноты его выгорания на цеолитсодержащем носителе катализатора, приведены примеры N°N° 16-18 и Фиг. 1-3. Пример Ne 16 и Фиг. 1 показывают глубину выгорания кокса, образующегося на носителе катализаторе, содержащего подобно прототипу цеолит ZSM-5, а примеры N2N2 17-18 и Фиг. 2-3 иллюстрируют выгорание кокса на носителе катализатора предлагаемого способа, во всех случаях - до нанесения на катализатор какого-либо металла. To illustrate the attainability of the goal - to reduce the burnup temperature of catalyst coke and increase its completeness burnup on a zeolite-containing catalyst carrier, examples N ° N ° 16-18 and FIG. 1-3. Example Ne 16 and FIG. 1 show the burnup depth of coke formed on a support catalyst containing, like prototype, zeolite ZSM-5, and examples N2N2 17-18 and FIG. 2-3 illustrate the burnout of coke on the catalyst carrier of the proposed method, in all cases - before applying any metal to the catalyst.
Пример 1 (для сравнения).  Example 1 (for comparison).
Носитель катализатора гидроизомеризации содержит 30% мае. g-A1203 и 70% декатионированного цеолита ZSM-5 в Н-форме с мольным отношением S1O2/AI2O3 = 91, готовят подобно прототипу. После введения на носитель платины и лантана полученный катализатор содержит -70% мае. цеолита ZSM-5, 0,3% платины, 0,05% лантана и оксид алюминия - остальное. The hydroisomerization catalyst carrier contains 30% of May. g-A1 2 0 3 and 70% of decationized zeolite ZSM-5 in the H-form with a molar ratio of S1O2 / AI2O3 = 91, is prepared similar to the prototype. After the introduction of platinum and lanthanum onto the carrier, the resulting catalyst contains -70% in May. zeolite ZSM-5, 0.3% platinum, 0.05% lanthanum and alumina - the rest.
Испытание катализатора в реакциях гидроизомеризации проводят на лабораторной установке с трубчатым изотермическим реактором. Катализатор тестируют в процессе изомеризации н-гексана. Перед испытанием катализатора его активируют в токе воздуха в течение 1 часа при температуре 450°С, затем продувают азотом и восстанавливают в токе водорода при температуре 450°С в течение 4 часов. Испытание катализатора проводят при температуре 300°С, давлении 3,0 МПа, объемной скорости подачи жидкого сырья 2,0 ч'1 и мольном отношении водорода к углеводородам Н2/СН = 10. При этих условиях конверсия н-гексана составляет 61%, выход изопарафинов С6 - 54,1% мае. The test of the catalyst in the hydroisomerization reactions is carried out in a laboratory installation with a tubular isothermal reactor. The catalyst is tested in the process of isomerization of n-hexane. Before testing the catalyst, it is activated in a stream of air for 1 hour at a temperature of 450 ° C, then purged with nitrogen and restored in a stream of hydrogen at a temperature of 450 ° C for 4 hours. The test of the catalyst is carried out at a temperature of 300 ° C, a pressure of 3.0 MPa, a volumetric feed rate of liquid feed of 2.0 h '1 and a molar ratio of hydrogen to hydrocarbons of H 2 / CH = 10. Under these conditions, the conversion of n-hexane is 61%, the yield of isoparaffins From 6 - 54.1% in May.
Пример 2.  Example 2
Носитель катализатора гидроизомеризации содержит 30% мае. g-A1203 и 70% кристаллического ферроалюмосиликата со структурой цеолита ZSM-5 в декатионированной Н-форме, имеющего мольное отношение SiC A Ch = 96 и содержащего 0,5% мае. железа. После введения на носитель платины полученный катализатор содержит -70% мае. ферроалюмосиликата со структурой цеолита ZSM-5, 0,3% платины и оксид алюминия - остальное. The hydroisomerization catalyst carrier contains 30% of May. g-A1 2 0 3 and 70% crystalline ferroaluminosilicate with the structure of zeolite ZSM-5 in a decationized H-form having a molar ratio SiC A Ch = 96 and containing 0.5% May. gland. After introducing platinum onto the support, the resulting catalyst contains -70% may. ferroaluminosilicate with the structure of zeolite ZSM-5, 0.3% platinum and alumina - the rest.
Испытание катализатора в реакциях гидроизомеризации проводят аналогично примеру 1. Условия процесса гидроизомеризации н-гексана и результаты испытаний катализаторов приведены в таблице 2.  The test of the catalyst in the hydroisomerization reactions is carried out analogously to example 1. The conditions of the hydroisomerization process of n-hexane and the test results of the catalysts are shown in table 2.
Пример 3. Носитель катализатора гидроизомеризации содержит 25% мае. g-A1203 и 75% кристаллического феррогаллийалюмосиликата со структурой цеолита ZSM- 11 в декатионированной Н-форме, имеющего мольное отношение Si02/Al203 = 105 и содержащего 0,4% мае. железа и 0,1% галлия. После введения на носитель платины и рения полученный катализатор содержит ~75% мае. феррогаллийалюмосиликата со структурой цеолита ZSM-11, 0,2% платины, 0,3% рения и оксид алюминия - остальное. Example 3 The hydroisomerization catalyst carrier contains 25% of May. g-A1 2 0 3 and 75% crystalline ferrogallium aluminosilicate with the structure of zeolite ZSM-11 in a decationated H form having a molar ratio Si0 2 / Al 2 0 3 = 105 and containing 0.4% May. iron and 0.1% gallium. After the introduction of platinum and rhenium onto the carrier, the resulting catalyst contains ~ 75% of May. ferrogallium aluminum silicate with the structure of zeolite ZSM-11, 0.2% platinum, 0.3% rhenium and aluminum oxide - the rest.
Испытание катализатора в реакциях гидроизомеризации проводят аналогично примеру 1. Условия процесса гидроизомеризации н-гексана и результаты испытаний катализаторов приведены в таблице 2.  The test of the catalyst in the hydroisomerization reactions is carried out analogously to example 1. The conditions of the hydroisomerization process of n-hexane and the test results of the catalysts are shown in table 2.
Примеры 4-14.  Examples 4-14.
Аналогичны примеру 1. Составы катализаторов приведены в таблице 1. Условия процесса гидроизомеризации н-гексана и результаты испытаний катализаторов приведены в таблице 2.  Similar to example 1. The compositions of the catalysts are shown in table 1. The conditions of the process of hydroisomerization of n-hexane and the test results of the catalysts are shown in table 2.
Пример 15.  Example 15
Аналогичен примеру 1. В качестве сырья процесса гидроизомеризации используют керосиновую фракцию, содержащую 33,2% мае. н-парафинов и имеющую следующий фракционный состав, °С: н.к. - 152, 10% об. - 162, 50% - 189, 90% - 251, к.к. - 267. В качестве катализатора применяют катализатор примера N° 2. (состав катализатора приведен в табл. 1). Испытание катализатора проводят при температуре 340°С, давлении 1,0 МПа, объемной скорости подачи жидкого сырья 2,0 ч 1 и мольном отношении водорода к углеводородам Н2/СН = 1. При этих условиях образуется 15,2% мае. фракции С[-С4 и 89,4% фракции Cs+. За счет реакций изомеризации (деизопарафинизации) содержание н-парафинов в жидких продуктах снижается до 13,6% мае. Similar to example 1. As a raw material of the hydroisomerization process, a kerosene fraction containing 33.2% of May is used. n-paraffins and having the following fractional composition, ° C: n.k. - 152, 10% vol. - 162, 50% - 189, 90% - 251, c.k. - 267. The catalyst used is the catalyst of Example No. 2 (the composition of the catalyst is shown in Table 1). The test of the catalyst is carried out at a temperature of 340 ° C, a pressure of 1.0 MPa, a volumetric feed rate of liquid feed of 2.0 h 1 and a molar ratio of hydrogen to hydrocarbons of H 2 / CH = 1. Under these conditions, 15.2% of May is formed. fractions C [—C 4 and 89.4% of the Cs + fraction. Due to isomerization (deisoparaffinization) reactions, the content of n-paraffins in liquid products decreases to 13.6% in May.
Пример 16 (для сравнения).  Example 16 (for comparison).
Изучение процесса выжигания катализаторного кокса закоксованного образца осуществляют по контролю изменения массы 0,2 г образца в реакторе, близком к изотермическому. Выжигание кокса проводят путем контактирования с катализатором регенерирующего газа, содержащего 1,3% об. кислорода в смеси с азотом, которое осуществляют при атмосферном давлении, температуре 500-600°С и скорости подачи газа 50 л/ч. Выжиганию кокса подвергают носитель катализатора примера 1, проработавший 15 ч как катализатор переработки углеводородной фракции С68 и содержащий 5,1% мае. кокса. Studying the process of burning catalyst coke of a coked sample is carried out by controlling the change in mass of 0.2 g of sample in a reactor close to isothermal. Coke burning is carried out by contacting with a catalyst a regenerating gas containing 1.3% vol. oxygen in a mixture with nitrogen, which is carried out at atmospheric pressure, a temperature of 500-600 ° C and a gas flow rate of 50 l / h The coke is burned out by the catalyst support of Example 1, which has worked for 15 hours as a catalyst for processing the C 6 -C 8 hydrocarbon fraction and containing 5.1% May. coke.
Выжигание кокса начинают при постоянной температуре 500°С и ведут 60 мин до стабилизации массы образца катализатора; в результате окислительной обработки катализатора было удалено 39% от начального содержания кокса. После повышения температуры регенерации до 520°С и последующего выжигания кокса в течение 60 мин до стабилизации массы образца катализатора было удалено еще 22% от начального содержания кокса. При температуре 550°С было удалено еще 8% кокса. Остаточный кокс в количестве 31% от начального содержания кокса выгорел при температуре 600°С за 70 мин. Общее время выжигания кокса составило ~250 мин. Кривые потери массы образца во времени, за счет выгорания кокса в закоксованном катализаторе, представлены на Фиг. 1.  Coke burning starts at a constant temperature of 500 ° C and lasts 60 minutes until the mass of the catalyst sample is stabilized; As a result of the oxidative treatment of the catalyst, 39% of the initial coke content was removed. After raising the regeneration temperature to 520 ° C and subsequent burning of coke for 60 min until the mass stabilization of the catalyst sample, another 22% of the initial coke content was removed. At a temperature of 550 ° C another 8% of coke was removed. Residual coke in the amount of 31% of the initial coke content burned out at a temperature of 600 ° C in 70 minutes. The total coke burning time was ~ 250 min. The curves of sample weight loss over time due to coke burnout in a coked catalyst are shown in FIG. 1.
Пример 17  Example 17
Аналогичен примеру 16 с тем отличием, что выжиганию кокса подвергают носитель примера 2, проработавший 15 ч как катализатор переработки углеводородной фракции С68 и содержащий 5,2% мае. кокса. Similar to example 16 with the difference that the carrier of example 2 was subjected to coke burning, which worked for 15 hours as a catalyst for processing the C 6 -C 8 hydrocarbon fraction and containing 5.2% of May. coke.
Выжигание кокса начинают при постоянной температуре 500°С и ведут 85 мин до стабилизации массы образца катализатора; в результате окислительной обработки катализатора было удалено 62% от начального содержания кокса. После повышения температуры регенерации до 520°С и последующего выжигания кокса в течение 75 мин до стабилизации массы образца катализатора было удалено еще 28% от начального содержания кокса. Остаточный кокс в количестве 10% от начального содержания кокса выгорел при температуре 550°С за 20 мин. Контрольное повышение температуры до 600°С не привело к дальнейшему изменению массы образца, что подтверждает полное удаление кокса при температуре 550°С. Общее время выжигания кокса составило ~180 мин. Кривые потери массы образца во времени, за счет выгорания кокса в закоксованном катализаторе, представлены на Фиг. 2.  Coke burning starts at a constant temperature of 500 ° C and is conducted for 85 minutes until the mass of the catalyst sample is stabilized; As a result of the oxidative treatment of the catalyst, 62% of the initial coke content was removed. After increasing the regeneration temperature to 520 ° C and subsequent burning of coke for 75 min until the mass stabilization of the catalyst sample, another 28% of the initial coke content was removed. Residual coke in the amount of 10% of the initial coke content burned out at a temperature of 550 ° C for 20 minutes. The control temperature increase to 600 ° C did not lead to a further change in the mass of the sample, which confirms the complete removal of coke at a temperature of 550 ° C. The total coke burning time was ~ 180 min. The curves of sample weight loss over time due to coke burnout in a coked catalyst are shown in FIG. 2.
Пример 18. Аналогичен примеру 16 с тем отличием, что выжиганию кокса подвергают носитель примера 3, проработавший 100 ч как катализатор переработки углеводородной фракции С68 и содержащий 10,2% мае. кокса. Example 18 Similar to example 16 with the difference that the carrier of example 3 was subjected to coke burning, which worked for 100 hours as a catalyst for processing the C 6 -C 8 hydrocarbon fraction and containing 10.2% of May. coke.
Выжигание кокса начинают при постоянной температуре 500°С и ведут 80 мин до стабилизации массы образца катализатора; в результате окислительной обработки катализатора было удалено 81% от начального содержания кокса. После повышения температуры регенерации до 520°С и последующего выжигания кокса в течение 60 мин до стабилизации массы образца катализатора было удалено еще 13% от начального содержания кокса. Остаточный кокс в количестве 6% от начального содержания кокса выгорел при температуре 550°С за 20 мин. Контрольное повышение температуры до 600°С не привело к дальнейшему изменению массы образца, что подтверждает полное удаление кокса при температуре 550°С. Общее время выжигания кокса составило — 160 мин. Кривые потери массы образца во времени, за счет выгорания кокса в закоксованном катализаторе, представлены на Фиг. 3.  Coke burning starts at a constant temperature of 500 ° C and lasts 80 minutes until the mass of the catalyst sample is stabilized; As a result of the oxidative treatment of the catalyst, 81% of the initial coke content was removed. After raising the regeneration temperature to 520 ° C and subsequent burning of coke for 60 min until the mass stabilization of the catalyst sample, another 13% of the initial coke content was removed. Residual coke in the amount of 6% of the initial coke content burned out at a temperature of 550 ° C for 20 minutes. The control temperature increase to 600 ° C did not lead to a further change in the mass of the sample, which confirms the complete removal of coke at a temperature of 550 ° C. The total coke burning time was 160 minutes. The curves of sample weight loss over time due to coke burnout in a coked catalyst are shown in FIG. 3.
Как видно из приведенных примеров N°N 16-18 и фиг. 1-3 предлагаемый катализатор обладает способностью проводить удаление коксовых отложений с поверхности цеолитного компонента регенерируемого катализатора в более мягких условиях, заключающихся в снижении температуры полного выжигания кокса с 600°С до 550°С и сокращении общего времени регенерации. При этом он проявляет высокую активность в процессах гидроизомеризации углеводородных фракций (см. примеры N°N° 1- 15). Кроме того, при одинаковых с прототипом условиях процесса гидроизомеризации предлагаемый катализатор производит изопарафины с большим выходом, чем катализатор прототипа (см. соответственно примеры 1 и 2 в табл. 2), что связано с дополнительными ведущими реакции изомеризации Fe- и Ga-содержащих активными центрами, образовавшимися при введении железа или железа и галлия в состав цеолита.  As can be seen from the above examples, N ° N 16-18 and FIG. 1-3, the proposed catalyst has the ability to remove coke deposits from the surface of the zeolite component of the regenerated catalyst under milder conditions, consisting in lowering the temperature of complete burning of coke from 600 ° C to 550 ° C and reducing the total regeneration time. Moreover, it is highly active in the hydroisomerization of hydrocarbon fractions (see examples N ° N ° 1-15). In addition, under identical conditions of the hydroisomerization process with the prototype, the proposed catalyst produces isoparaffins with a higher yield than the prototype catalyst (see examples 1 and 2 in Table 2, respectively), which is associated with additional leading isomerization reactions of Fe and Ga containing active centers formed by the introduction of iron or iron and gallium in the composition of the zeolite.
Промышленная применимость Industrial applicability
Катализатор для гидроизомеризации используют в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Таблица 1. Составы катализаторов.
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000012_0002
The catalyst for hydroisomerization is used in the refining and petrochemical industries. Table 1. The composition of the catalysts.
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000012_0002
Таблица 2. Условия процесса гидроизомеризации н-гексана и результаты испытаний катализатора. Table 2. Process conditions for hydroisomerization of n-hexane and catalyst test results.
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000013_0001

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Катализатор гидроизомеризации углеводородных фракций, содержащий оксид алюминия, цеолит и по меньшей мере один металл или соединение металла, выбранного из III, VI VIII групп периодической системы элементов, отличающийся тем, что в качестве цеолита катализатор содержит кристаллический ферроалюмосиликат или феррогаллийалюмосиликат со структурой цеолита ZSM-5 или ZSM-11 и имеет следующий состав, % мае.: 1. The catalyst for hydroisomerization of hydrocarbon fractions containing alumina, zeolite and at least one metal or metal compound selected from groups III, VI VIII of the periodic system of elements, characterized in that the catalyst contains zeolite crystalline ferroaluminosilicate or ferrogallium aluminosilicate with a ZSM zeolite structure -5 or ZSM-11 and has the following composition,% May:
металл или его соединение - 0,05-8,0 (в пересчете на металл); указанный цеолит - 5-75;  metal or its compound - 0.05-8.0 (in terms of metal); the specified zeolite is 5-75;
оксид алюминия — остальное.  aluminum oxide - the rest.
2. Катализатор по п. 1, отличающийся тем, что ферроалюмосиликат имеет мольное отношение Si02/Al203 в интервале 38-310 и содержит 0,1 -1,5% мае. железа. 2. The catalyst according to claim 1, characterized in that the ferroaluminosilicate has a molar ratio of Si0 2 / Al 2 0 3 in the range of 38-310 and contains 0.1-1.5% of May. gland.
3. Катализатор по п. 1, отличающийся тем, что феррогаллийалюмосиликат имеет мольное отношение Si02/Al203 в интервале 61- 320 и содержит 0,1 -1,1% мае. железа и 0,1 -1,5% галлия. 3. The catalyst according to claim 1, characterized in that the ferrogallium aluminum silicate has a molar ratio of Si0 2 / Al 2 0 3 in the range of 61-320 and contains 0.1-1.1% of May. iron and 0.1-1.5% gallium.
4. Катализатор по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что катализатор содержит по меньшей мере один металл или соединение металла выбранного из ряда: платина, палладий, рений, никель, кобальт, хром, марганец, молибден, олово, свинец, цирконий, лантан.  4. The catalyst according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the catalyst contains at least one metal or metal compound selected from the series: platinum, palladium, rhenium, nickel, cobalt, chromium, manganese, molybdenum, tin, lead, zirconium, lanthanum.
5. Способ гидроизомеризации углеводородных фракций путем их контактирования в присутствии водородсодержащего газа при повышенных температурах и избыточном давлении с катализатором, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют катализатор по любому из пп. 1-4.  5. The method of hydroisomerization of hydrocarbon fractions by contacting them in the presence of a hydrogen-containing gas at elevated temperatures and overpressure with a catalyst, characterized in that the catalyst according to any one of paragraphs is used as a catalyst. 1-4.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что гидроизомеризацию углеводородных фракций осуществляют при температуре 260-360°С, давлении 0,1- 5,0 МПа, объемной скорости подачи жидкого сырья 0,5-10 ч 1, мольном отношении водорода к углеводородам 1-12. 6. The method according to p. 5, characterized in that the hydroisomerization of hydrocarbon fractions is carried out at a temperature of 260-360 ° C, a pressure of 0.1 to 5.0 MPa, a volumetric feed rate of liquid raw materials of 0.5-10 h 1 , the molar ratio of hydrogen to hydrocarbons 1-12.
PCT/RU2019/000498 2018-07-30 2019-07-15 Catalyst for hydroisomerization of hydrocarbon fractions and method for using said catalyst WO2020027695A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018128108 2018-07-30
RU2018128108A RU2667920C1 (en) 2018-07-30 2018-07-30 Catalyst for hydroisomerization of hydrocarbon fractions and method of its application

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020027695A1 true WO2020027695A1 (en) 2020-02-06

Family

ID=63669076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2019/000498 WO2020027695A1 (en) 2018-07-30 2019-07-15 Catalyst for hydroisomerization of hydrocarbon fractions and method for using said catalyst

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2667920C1 (en)
WO (1) WO2020027695A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1593429A1 (en) * 2004-05-05 2005-11-09 Repsol Ypf S.A. Process for obtaining a light paraffin isomerisation catalyst
RU2320407C1 (en) * 2006-10-12 2008-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенный центр исследований и разработок" Petroleum fraction isodewaxing catalyst and a method for preparation thereof
CN106582793A (en) * 2016-12-07 2017-04-26 张吉照 Naphtha isomerization and desulfuration double-effect catalyst and preparation method thereof
RU2658018C1 (en) * 2017-07-07 2018-06-19 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) Catalyst and method for hydroisomerisation of normal c5-c8 hydrocarbons using said catalyst

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110160315A1 (en) * 2009-12-30 2011-06-30 Chevron U.S.A. Inc. Process of synthesis gas conversion to liquid hydrocarbon mixtures using synthesis gas conversion catalyst and hydroisomerization catalyst
RU2658832C1 (en) * 2017-01-13 2018-06-25 Михайло Барильчук Catalyst and method of transformation of c2-c12 alphatic hydrocarbons, c1-c5 alcohols, their ethers or their mixtures to each other to the gasoline high-octane component or the aromatic hydrocarbons concentrate

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1593429A1 (en) * 2004-05-05 2005-11-09 Repsol Ypf S.A. Process for obtaining a light paraffin isomerisation catalyst
RU2320407C1 (en) * 2006-10-12 2008-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенный центр исследований и разработок" Petroleum fraction isodewaxing catalyst and a method for preparation thereof
CN106582793A (en) * 2016-12-07 2017-04-26 张吉照 Naphtha isomerization and desulfuration double-effect catalyst and preparation method thereof
RU2658018C1 (en) * 2017-07-07 2018-06-19 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) Catalyst and method for hydroisomerisation of normal c5-c8 hydrocarbons using said catalyst

Also Published As

Publication number Publication date
RU2667920C1 (en) 2018-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8772563B2 (en) Process for the conversion of ethane to aromatic hydrocarbons
CA1189470A (en) Method for enhancing catalytic activity
EP1805281B1 (en) Xylenes isomerization catalyst system and use thereof
TWI466996B (en) Dewaxing catalysts and processes
US20020063082A1 (en) Production of naphtha and light olefins
JPH0660312B2 (en) Octane number improvement method for cracked gasoline
US20110132804A1 (en) Increasing octane number of light naphtha using a germanium-zeolite catalyst
JPS6245278B2 (en)
EP3050625B1 (en) Hydroconversion process and catalyst used therein
EP0323132B1 (en) Method for suppressing hydrogenolysis of noble metal/low acidity zeolites used in aromatizing paraffins
AU2010315191B2 (en) Process for the regeneration of hydrocarbon conversion catalysts
EP0057071A1 (en) Pretreatment of catalytic dewaxing feedstocks
JPH01213240A (en) Production of hydrocarbon
US20170121615A1 (en) Upgrading olefin-containing feeds to diesel boiling range compounds
US6733658B2 (en) EU-1 zeolite catalyst and a process for the reduction of the pour point of feeds containing paraffins
RU2667920C1 (en) Catalyst for hydroisomerization of hydrocarbon fractions and method of its application
US4892646A (en) Method for treating dewaxing catalysts
RU2672882C1 (en) Method of reforming gasoline fractions
EP0181066A2 (en) Process for dewaxing heavy distillates and residual liquids
US20220259505A1 (en) A method for catalytic cracking of hydrocarbons to produce olefins and aromatics without steam as diluent
EP0167393A2 (en) Modified zsm-5 catalyst, and method of preparation and use thereof
RU2768876C2 (en) Dewaxing catalyst system
RU2443756C2 (en) Liquid fuel obtaining methods
RU2704006C1 (en) Method of producing high-octane gasoline fractions and aromatic hydrocarbons
EP0299651A2 (en) Improved catalytic cracking or dewaxing of hydrocarbon feeds

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19843960

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19843960

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1