Носитель для катализатора пиролиза газообразного углеводородного сырья

 

Изобретение касается каталитической химии, в частности носителя для катализатора пиролиза газообразного углеводородного сырья. Цель - повышение активности катализатора. Для этого носитель содержит, мас.%: глина 9-11, кварц 19-21, глинозем 9-16

полевой шпат 4-10

доломит 10-15, фосфат бора 1-2 и каолин до 100. Этот носитель для катализаторов пиролиза газообразных алканов-этана, обеспечивает повышение выхода этилена и суммы непредельных C<SB POS="POST">2-4</SB> - углеводородов на 0,8-1,2 и 0,6-1,1 мас.%, т.к. в данном случае повышается до 1,5-2,2 м<SP POS="POST">2</SP>/г поверхность катализатора при аналогичной с известной пористости и механической прочности носителя. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1607933

А1 (51)5 В 01 J 37/04, 2!/!6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4425003/31-04 (22) 13.05.88 (46) 23.11.90. Бюл. № 43 (71) Институт физико-органической химии

АН БССР (72) Ю. Г. Егиазаров, Б. Х. Черчес, Л. Л. Потапова, Е. А. Таборисская и А. М., Шевчик (53) 66.097.5 (088.8) (56) Потапова Л. Л., Черчес Б. Х„Ешазаров Ю. Г. Крупнопористые керамические носители для катализаторов пиролиза.— журнал прикладной химии, 1987, т. 60, № 10, с. 2220.

Авторское свидетельство СССР № 262855, кл. В 01 J 37/04, 1968.

Авторское свидетельство СССР № 1292825, кл. В 01 J 37/04, 1985.

Изобретение относится к носителям катализаторов пиролиза и может быть использовано при переработке газообразного углеводородного сырья.

Целью изобретения является увеличение активности катализатора на основе данного носителя за счет содержания новых добавок.

Пример 1. Используют керамическую массу состава, мас.%: каолин 37; глина 9; кварц 20; доломит 13; фосфат бора 1; глинозем 16; полевой шпат 4. В смесь добавляют воду и перемешивают. Из полученной пасты формуют цилиндрические гранулы диаметром 2,5 мм и высотой 3 мм, сушат их при

120 С в течение -3 ч и прокаливают 4 ч лри 1070 С. Удельная поверхность полученного образца, определенная газохроматографическим методом по тепловой десорбции

2 (54) НОСИТЕЛЬ ДЛЯ КАТАЛИЗАТОРА

ПИРОЛИЗА ГАЗООБРАЗНОГО УГЛЕВОДОРОД НОГО СЫ1ЪЬ (57) Изобретение касается каталитической химии, в частности носителя для катализатора пиролиза газообразного углеводородного сырья. Цель — повышение активности катализатора. Для этого носитель содержит мас.%: глина 9 — 11; кварц 19 — 21; глинозем

9 — 16; полевой шпат 4 — 10; доломит 10—

15; фосфат бора — 2 и каолин до 100.

Этот носитель для катализаторов пиролиза газообразных алканов — этана, обеспечивает повышение выхода этилена и суммы непредельных С -углеводородов на 0,8 в 1,2 и 0 6 — 1 l мас.;, т. к. в данном случае о повышается до 1,5 — 2,2 м /г поверхность катализатора при аналогичной с известной пористости и механической прочности носителя. 2 табл. аргона, составляет 2,2 м /г, пористость образца 36,60, предел прочности при сжатии 660 кг/см .

Остальные примеры приготовления осуществляют аналогичным образом, изменяя соотношения исходных компонентов и температуры прокаливания.

Как видно из табл. 1, концентрации

9 †16 мас.% глинозема и 4 — 10 мас.% полевого шпата являются оптимальными (примеры 1 — 3). При введении таких количеств глинозема и полевого шпата удельная поверхность образцов достигает 1,5 — 2,2 м /г, при этом пористость и предел прочности близки к соответствующим показателям образцов, полученных по известному способу.

Из табл. 1 видно, что при уменьшении концентрации глинозема удельная поверхность снижается (пример 5), при увеличении кон1607933

Формула изобретения

Глина

Кварц

Глинозем

Полевой шпат

Доломит

Фосфат бора

Каолин

9 — 11

19.— 21

9 — 16

4 — 10

10 — 15

1 — 2 до 100

45 центрации глинозема удельная поверхность увеличивается, однако снижается механическая прочность образца (пример 4). Повышение концентрации полевого шпата (пример 7) вызывает снижение удельной поверхности. При уменьшении концентрации полевого шпата (пример 6) удельная поверхность образца заметно повышается, но механическая прочность при этом снижается.

Из табл. 1 видно, что введение в состав керамической массы 10 — 15 мас.о доломита и 1 — 2 мас.о фосфата бора обеспечивает по сравнению с известным способом увеличение удельной поверхности до 1,5 — 2,1 м /г, при этом пористость (36О4) и механическая прочность (680 — 730 кг/см ) близки к соответствующим показателям известного носителя.

При сравнении характеристик образцов, полученных по предлагаемому и известному способам, видно, что удельная поверхность носителя, полученного по предлагаемому способу, в 4 — 5 раз выше, а пористость и механическая прочность близки к ссютветствующим показателям известного носител я.

На основе данного носителя получают катализаторы по примерам 16 — 24.

Пример 1б. 45 r носителя, полученного по примеру 1, помещают в водный раствор азотнокислых солей индия и магния, который получают растворением 4,2 г

In (NOq) q 4,5Н О и 3,2 г Mg(NOz) z 6Н О в 200 мл дистиллированной воды. Через

16 ч раствор упаривают на водяной бане при перемешивании досуха. Гранулы высушивают в течение 4 ч при 120 С и прокаливают 6 ч при 800 С. Полученный катализатор имеет состав, мас. g: 1п Оз 3; MgO 1; носитель по примеру остальное.

Примеры l7 — 24. По методике, описанной в примере 16, получают катализаторы, содержащие 3 мас.Я 1п Оз и 1 мас.Я MgO на носителях по примерам 2 — 7, 14 и 15.

Катализаторы испытывают в процессе пиролиза этана и смеси газообразных алка нов, содержащей мас. Я: этан 10,7; пропан 69,0; изо-бутан 12,8; н-бутан 7,5 (сжиженный газ), на лабораторной установке проточного типа. Условия опытов: температура 820 С, массовое отношение азот: Н О: сырье = 0,8:0,5:1, время контакта 0,4 с. Как видно из табл. 2, образцы катализатора на данном носителе проявляют более высокую активность, чем катализатор на известном носителе. Выход этилена и

30 суммы непредельных углеводородов состава

С вЂ” С4 при пиролизе этана составляет 63,1—

63,7 и 64,6 — 65,1 мас. Я соответственно, при пиролизе смеси газообразных алканов—

47,5 — 48,5 и 62,9 — 64,4 мас.Я соответственно. В присутствии катализатора на известном носителе выход этилена и суммы непредельных углеводородов состава С вЂ” С4 при пиролизе этана 62,5 и 64,0 мас.Я соответственно, при пиролизе смеси газообразных алканов — 46,3 и 61,6 мас. Я соответственно.

Использование данного способа приготовления носителя для катализатора пиролиза газообразных алканов обеспечивает по сравнению с известным увеличение удельной поверхности до 1,5 — 2,2 м /г (в 4 — 5 раз), при этом пористость (35,9 — 36,6Я) и механическая прочность (660 — 730 кг/см ) близки к соответствующим показателям известного носителя.

Образцы носителя по данному способу получают при более низкой температуре прокаливания (на 50 — 80 С), чем по известному.

Использование данного носителя для приготовления катализаторов пиролиза газообразных алканов обеспечивает более высокую каталитическую активность. Выход этилена и суммы непредельных углеводородов состава С вЂ” С4 при пиролизе этана повышается на 0,6 — 1,2 и 0,6 — 1,1 мас.Я соответственно, при пиролизе смеси газообразных алканов — на 1,2 — 2,2 и 1,3 — 2,8 мас. Я соответственно.

Носитель для катализатора пиролиза газообразного углеводородного сырья, содержащий каолин, глину, кварц, доломит, фосфат бора и модифицирующие добавки, отличающийся тем, что, с целью увеличения активности катализатора на основе данного носителя, в качестве модифицирующих добавок используют глинозем и полевой шпат при следующем содержании компонентов, мас.Я:

1607933

Щ

С4

>0 о

I

I

О O O O O O O O O O O O O O с a - r V СЭ с - CO лr с>л оr дг r or лr o

О О 0 0 г

0 OÑÎOÅС>0 ВЮ л л л л л л л л л л л

О сЧ вЂ” с4 — — сЧ â€” — — Ч г > о л

OO с 4 л с4 л л л — с 4

v cr . сч — оi a o co o -- <т — o e л л л л л л л л л л л л л л л аИОЛа 0и СО- 00 г>С>0 0 сЧ с с! сЧ с с М с с ) с 1 с с сЧ сЧ с1

СО л л л с> с 1 с» >

I с

С>4 ж о о ф л о

Р, Ж !

» Ж

O O O O О O O О O O O O O O O

O О л O л О и л л O O л

О - -О О -О -ОО - -ОО

ОО

>4 >с

>с! !

» о

I 1 I I I 1 1 1 1 1 I 1 1 с»4

1 1

» — »вЂ”

I 9 о р, О 0

1 Я 10

Π— — —

Щ >> л л л л сЧ вЂ” — 4 O—о»о о с!!

1 1 о

1 Ц Е»

P- > с»> с 1 с»> с > с> > ch с>"> с"> с > О >> > й\ и> О» > с 4

A о о (с

>0 о и о

И

>g о

Х

О

>g о с!!

Ф сб с> и

Н! I о

1 Ж

1 Ж Е

I Ц Q) I Г» m

IXl (Е»

О о и

„;о

О

О 0 с л И

01»» — т с 4 сЧ >0

О> 0> О\

>.с в

О 0 - О О О> О> О> 0 > с»4 сЧ с»4» — с»4 с»4 с»4 сц» — » — т- »ОООО

OO

ЮОО

l cr>

О - с4 с 1 и>

I сч w»»» >с> 43 л СО О» — » — » — » — > — »Ю

Е

С4 к

0) 1

3 и

0 I 4

Ж

I ъь >4 сс I сл Е о

1 оо л

1 1 1 1 I I 1 1 I I 1

О О сч

СО - С4 - СО 00 i0 СО СО CO

I 1

lD о о о

>с л

Е»

Р

О й„" и

С»4 С 4 ж

Е

>г\ Ю л л Q 0 0 cd 1

» — о—

I

l

1607933

Таблица 2

f Конверсия мас.%

Выход продуктов, мас.7

Сырье

СелективКатализатор по примеру (носитель) ность по

С вЂ” С„

C,Í„С,Ч С. — С, 16 (1) алканов

17 (2) алканов

18 (3) алканов алканов алканов алканов алканов алканов алканов (известный) Этан 62,5

Смесь алканов 46,3

64,0

61,6

76,7

90,3

83,4

68,2

0,7

10,8

Составитель Т. Белослюдова

Редактор Л. Гратилло Техред А. Кравчук Корректор Т. Колб

Заказ 3581 Тираж 411 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 10!

19 (4)

20 (5)

21 (6)

22 (7)

23 (14)

24 (15) Этан

Смесь

Этан

Смесь

Этан

Смесь

Этан

Смесь

Этан

Смесь

Этан

Смесь

Этан

Смесь

Этан

Смесь

Этан

Смесь

63,7

48,5

63,1

47,5

63,6

48,1

62,0

45,9

62,2

46,0

61,8

45,7

62,4

45,9

63,0

47,9

63,7

48,3

0,9

11,6

0,9

10,8

0,9

11,1

1,7

10,8

0,6

10,3

1,4

11,9

1,0

11,1

1,2

11,0

0,9

10,8

65,1

64,4

64,6

62,9

64,9

64,0

63,8

61,0

64,1

60,8

64,0

61,7

63,8

61,9

64,9

62,9

64,8

63,0

78,2

94,7

76,9

91,8

77,4

93,4

77,5

92,6

76,1

88,0

78,0

93,3

75,5

90,5

77,4

92,4

77,7

92,2

83,3

68,0

84,0

68,5

83,9

68,5

82,3

65,9

84,2

69,1

82,0

66,1

84,5

68,4

83,9

68,1

83,4

68,3