Способ приготовления морденитсодержащего носителя

 

ССЮЭ СОВЕТСКИХ

° СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (И) В 01 J 29/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ASTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 3708370/23-04 (22) 07.03.84 (46) 15.01.86. Бюл. и 2 (72) Н.P.Áóðñèàí, Ю.А.Шавандин и Н.В.Александрова (53) 66.097.3(088.8) (56) Патент США В 3527835, кл. 260-683,65, опублик. 1970.

Патент США з 3475345, кл. 252-455, опублик. 1969.

° Патент США В 3190939, кл. 260-683.65, опублик. 1965. (54) (57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МОРДЕ-,.

НИТСОДЕРЖАЩЕГО НОСИТЕЛЯ для катализаторов изомеризации и-парафиновых углеводородов С -Сб и диспропорционирования толуола, включающий обработку Ма-морденита водными растворами солей аммония и кислот при 80-100 С с последующей промывкой, формовкой, сушкой и прокаливанием,.о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью получения катализаторов с повышенной активностью и селективностью, Na-морденит предварительно подвергают термообработке при 200-300 С. о 1204250

Изобретение относится к производству катализаторов, в частности к способу приготовления носителей на основе цеолитов для катализаторов иэомеризации и диспропорционирования 5 углеводородов.

Целью изобретения является получение катализаторов с повышенной активностью и селективностью, которая достигается путем определенной термообработки исходного Na-морденита.

Пример 1 (для сравнения).

Для приготовлейия морденита в н-форме берут Na-морденит следующего состава, мас.X: Na 4,2; SiO< 81,2; А1 0 15 .,11, 14", мольное отношение SiO<.А1 Оэ= =12,5; размер частиц 1-5 мкм высушива-. ют при 130 С 10 ч.

Проводят обмен 200 г Na-морденита из 1 н. раствора аэотнокислого аммо- 2О ния. Соотношение морденит:раствор =4, время обмена 3 ч температура раствоо

V ра 80 С.

Порошок NH4-морденита отмывают дистиллированной водой до отсутствия Б5 о иона NO высушивают при 130 С.

Порошок NH -морденита смешивают

4 с гидроокисью алюминия, формуют в гранулы диаметром 2 мм, высушивают при

130 С 6 ч и прокаливают при 550 С 30

6 ч.

Состав полученного морденитного носителя„ мас,%: н-морденит 75; окись алюминия 25.

На прокаленный морденитный носитель способом пропитки иэ раствора

Н PtC14 наносят 0,4 мас.% платины.

Морденитный носитель испытывают в реакции диспропорционирования толуола, платино-морденитный катализатор испытывают в реакции изомеризации н-пентана.

В лабораторную установку высокого давления загружают 3 г катализатора, прокаливают в воздухе при 500 С

3 ч, а затем восстанавливают в водороде под давлением 20-30 ати 4 ч.

Полученный Pt-катализатор испытывают в реакции изомеризации н-пентана в следующих условиях: температура 300 С, давление 20 ати, подача сырья 6,0 ч, мольное отношение

-1 водорода к сырью 2.

В качестве сырья используют и-пентан (с содержанием основного компонента 99,8% и иэопентана 0,2%).

Подают 18 r/÷ сырья и получают: г мас.%

Катализатор 17,78 98,8 в т.ч. Изопен5,94 33,0

11,84 65,8 тан н-Пентан

Продукты нга С C 0?22

18,00 100 0

Конверсия н-сентана 34.04,. выход изопентана

Селективность — — — — — — — — — — — 100%=96, 5%, конверсия й-пентана

Полученный морденитный носитель испытывают в реакции диспропорционирования толуола в -следующих услоо виях температура 370 С, давление водорода 30 атм., подача толуола

2,0 ч, мольное отношение водород: сырье = fO 1.

Подают 6 г/ч толуола (100,0X) и получают: мас.%

98,69

14,00

15,89

68,8

5,92

0,84

0,95

4,21

Катализатор, в т.ч. Бензол

Ксилолы

Толуол

Продукты крекинга 1 31

100,0

О 08

6„00

31, 2%.

Конверсия толуола г выход (бензол+ксилолов)

Селективность — — — — —— 100X=95,8%. конверсия толуола

Пример 2. Для приготовления 50 пропорционирования толуола, аналогичморденитного носителя берут Na-мор- иа примеру 1. о денит, высушенный при 130 С, и прово- Изомеризация н-пентана. дят его термообработку в воздухе Сырье содержит 99,8% н-пентана при 200 С 6 ч. Способ приготовления

О и 0,2% изопентана. носителя и катализатора аналогичен 55 Подают 18 г/ч сырья и получают: примеру 1, только ионный обмен прог мас.X водят при 100 С. Испытывают их в ре-, Продукты крекинга О, 16 0,90 акциях изомеризации н-пентана и дис- Иэопентан 8,19 45,50

1204250 н-Пентан 9д65 53L60

18,00 100,0

Конверсия н-пентана 46,2,.

Селективность 98,05 ..

Диспропорционирование толусла.

Подают 6 r/÷ сырья и получают: г мас.X

0,07 0,61

1,09 18, 10

1,18 19,69

3 66 61 6 д

6,00 100,0

Конверсия толуола 38,4Х.

Селективность 98,4 ..

Пример 3. Для приготовления морденита в н-форме проводят обмен

Na-морденита из 3 н.раствора азотнокислого аммония. Остальные условия приготовления катализаторов на основе н-морденита аналогичны примеру 1.

Термообработку исходного Na-морденио та проводят при 300 С.

Иэомериэация н-пентана.

Состав сырья — 99,8Х н-пентана и 0 2Х изопентана.

Подают !8 г/ч сырья и получают:

r мас.

Продукты крекинга 0,16 0,89

Изопентан 8,26 45,91 н-Пентан 9,58 53,20

Конверсия н-пентана 46,6 .

Селективность 98, 1Х.

Диспропорционирование толуола.

Подают 6 г/ч толуола и получают: г мас. .

Продукты крекинга 0,03 0,58

Бензол 1,09 18,20

Ксилолы 1,18 19,72

Толуол Зд70 61д50

6,00 100,00

Конверсия толуола 38,5Х.

Селективность 98,5Х.

Пример 4. Условия приготовления и испытания катализаторов аналогичны примеру 1, при термообработке о исходного Na-морденита при 400 С.

Изомеризация н-пентана.

Состав сырья — 99,8X н-пентана и 0 2Х изопентана.

Подают 18 г/ч сырья и получают:

r мас.Х

Продукты крекинга 0,07 0,40

Иэопентан 5,94 33,00 н-Пентан . 1 д 99 66д60

18, 00 100, 00

Конверсия н-пентана 33у2%.

Селективность 98,8Х.

1О

Диспропорционирование толуола.

Подают 6 г/ч толуола и получают: г мас. X.

Продукты крекинга 0 05 0,86

5 Бензол 0,84 14,00

Ксилолы 0,96 15,94

Толуол 4д 15 569д20

6,00 100,00

Конверсия толуола 30,8 .

Селективность 97,2Х.

Пример 5. Проводят ионный обмен исходного Na-морденита, высушенного при 130,С, из 1н-раствора азотной кислоты, в котором раство15 ряют азотнокислый аммоний в расчете, что концентрация NANO> составляет

80 г/л. Соотношение морденит: раствор = 1:3, время обмена 3 ч, температура раствора 100 С. Отношение

20 БЪО :.A1,01 в деалюминированном морденйте составляет 17,0.

Порошок деалюминированного NH4 морденита отмывают дистиллированной водой до отсутствия иона NO, высуО

25 шивают при 130 С и далее готовят платино-морденитный катализатор аналогично примеру 1.

Катализатор испытывают в реакции изомеризации С -С бензиновой фрако 5 6

З0 ции при 290 С, давлении водорода

20 атм., подаче сырья 2 ч, мольном отношении водород:сырье= 3:1.

B качестве сырья используют бензиновую фракцию С -С .

Состав бензиновой фракции, мас. :

Парафины С -С4 0,22

Изопентан 28, 48. н-Пентан 45,47

Углеводороды С 21,24

Циклогексан 2,71

Октановое число бензиновой фракции (по исследовательскому методу)

72,6.

Подают 6 г/ч сырья и получают: г мас.

Продукты крекинга 0,12 1,92

Иэопентан 2,35 39,20 н-Пентан 2,02 33,64

Углеводороды С 1,40 23,29

Циклогексан 0д11 1 95

6,00 100,00

Октановое число (ИМ) продукта

76,2.

П.р и м е р 6. Проводят ионный обмен Na-морденита, подвергнутого о термообработке при 200 С, иэ 2н. раствора .азотной кислоты, в котором растворен азотнокислый аммоний в.рас1204250

Толуол

366 61 60

А А

6,00 100,00

Конверсия толуола 38,4Х.

Селективность 98,4Х.

Пример 8. Для приготовления морденита в н-форме проводят ионный обмен Na;ìîðäåíèòà из Зн..раствора азотнокислого аммония. Остальные

10 условия приготовления катализаторов на основе н-морденита аналогичны примеру 1. Термообработку исходного Na-морденита проводят при

250 С.

tS Изомериэация н-пентана.

Получают: мас.

0,77

47,70

5i 53

Л.

100,00

25 мас.

0 58

18,20

19,72

61 50

100, 00

r мас.

0,07 0 61

1,10 18,15

1,17 19,64

Продукты крекинга

Бензол

Ксилолы

Примечание

Пример, У

Температура термообработки, Na М, С активность,селективность, мас. активность, мас. . селективность, Х

1 130

2 200

3 300

4 400

5 130

31,2

34,2

96,5

95,8

ИН,-морденит

46,4

98,0

38,4

98,4

98,5

38,5

98,1

46,8

30,8

97,2

33,2

98,9

76,2* деалюминированный

NH4-морденит

5 чете 80 г/л NH4NO>. Соотношение морденит:раствор=1:4, время обмена

2 ч, температура раствора 80 С. Отноо шение Si0 :А1 О в деалюминированном мордените составляет 16,8.

Остальные условия приготовления и испытания катализаторов аналогичны примеру 7. (ИМ) продукта 79.

Повышение температуры термообработки исходного Na-морденита с. 130 о до 200 С приводит к повышению октанового числа продукта с 76,2 до 79,0.

Пример 7. Для приготовления морденитного носителя берут Na-морО денит, высушенный при 130 С, и проводят его термообработку в воздухе при 200 С 6 ч. Способ приготовления

О носителя и катализатора, как в примере 1, ионный обмен проводят при 90 С. Испытывают катализаторы в ре акциях изомеризации н-пентана и диспропорционирования толуола аналогично примеру 1.

Изомеризация н-пентана.

Получают: г мас.Х

Продукты крекинга 0 15 0,83

Иэопентан 8,26 45,90 н-Пентан 9 52 53 27

18,00 100,00

Конверсия н-пентана 46,73.

Селективность 98,25.

Диспропорционирование толуола.

Получают:

Иэомеризация парафинов

Продукты крекинга О, 14

Изопентан 8,58 н-Пентан 9 28

18,00

Конверсия н-пентана 48,27.

Селективность 98,31.

Диспропорционирование толуола.

Получают:

Продукты крекинга 0,03

Бензол 1,09

Ксилолы 1,18

Толуол 3,70

6,00

Конверсия толуола 38,6 ..

Селективность 98,5Х °

В таблице представлены сводные результаты по активности и селективности катализаторов в реакциях иэоме ризации н-парафинов и диспропорционирования толуола.

Диспропорционирование

1204250

Продолжение таблицы

Примечание

Диспропорционирование

Пример, В активность селективность, мас.Х Х активность, мас.Х

6 200

«и

7 200

98,25

98,31

38,4

98,4

8 250

38,6

98,5 и

*Октановое число (исследовательский метод) продукта.

Составитель Н.Путова

Редактор М.Кастран Техред 0.Ващишина Корректор С.Шекмар

Заказ 8456/6 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Температура термообработкй, Na M, С

Изомернзация парафинов елективность, .Х

79,0*

46,73

48,27

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4