Способ приготовления катализатора на основе цеолита типа "пентасил"

 

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к приготовлению катализатора на основе цеолита типа "пентасил", синтезированного в присутствии спиртов. Цель - упрощение способа и увеличение длительности межрегенерационного пробега катализатора. Приготовление включает удаление спирта и проведение ионного обмена одновременно путем обработки цеолита раствором минеральной кислоты с концентрацией 1 - 13 мас.% при соотношении раствор минеральной кислоты: цеолит 2 - 4,5 и 70 - 100°С в течение 0,5 - 4 ч. Процесс проводят с последующими грануляцией сушкой и прокаливанием. Способ позволяет получить катализатор, в 2 раза более устойчивый к закоксовыванию, что приводит к увеличению межрегенерационного пробега до 700 ч (против 250 - 400 ч при известном катализаторе). 1 табл.

Изобретение относится к способу приготовления катализаторов на основе высококремнеземистых цеолитов типа "пентасил" для реакций, идущих по кислотно-основному механизму. Катализаторы на основе цеолитов такого типа могут быть применены для процессов синтеза высокооктановых углеводородных смесей из нефтяного сырья, в частности из металла и газового конденсата, а также для процессов конверсии нефтезаводских факельных газов и синтеза олефинов из метанола. Целью изобретения является упрощение способа и увеличение длительности межрегенерационного пробега катализатора за счет одновременного удаления спирта и проведения ионного обмена путем обработки цеолита раствором минеральной кислоты указанной концентрации в определенных условиях. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. П р и м е р 1. Цеолит синтезируют из алюмокремнегеля в присутствии бутилового спирта (R) в течение 4 сут при 160^оС, загрузочные соотношения SiO₂/Al₂O₃ = 105, SiO₂/Fe₂O₃ = 300, OH/SiO₂ = 0,1, R/SiO₂ = 0,3, H₂O/SiO₂ = 25. К 30 г цеолита, взятого после синтеза, отмытого и высушенного, добавляют 90 г 6%-ного раствора HNO₃ [жидкость : твердое (Ж:Т) = 3], нагревают до 90^оС и выдерживают при перемешивании 0,5 ч. Затем отфильтровывают, промывают дистиллированной водой и высушивают. В качестве связующего используют гидроокись алюминия в количестве 30% от массы готового катализатора в пересчете на Al₂O₃). Цеолит гранулируют со связующим, высушивают и прокаливают при 550^оС в течение 3 ч. Остаточное содержание Na₂O < 0,02 мас.%. В качестве модельной реакции, в которой оценивают каталитическую стабильность (устойчивость к закоксовыванию) полученного катализатора, выбирают реакцию превращения метанола в углеводороды. Условия реакции: проточный реактор, температура 370-420^оС, давление атмосферное, массовая скорость подачи метанола 1±0,1 ч^-1. Длительность межрегенерационного периода характеризуют временем работы катализатора от начала пуска реакционной смеси до снижения степени превращения метанола со 100 до 98,5% (τ_к)τ_к полученного катализатора 700 ч. П р и м е р 2. Процесс проводят по примеру 1, но к 30 г отмытого и влажного цеолита добавляют 90 г 3%-ного раствора HNO₃, что соответствует отношению Ж:Т = 3, нагревают до 90^оС и выдерживают при перемешивании 1 ч. Остаточное содержание Na₂O < 0,02 мас.%. τ_к полученного катализатора 700 ч. П р и м е р 3. Процесс проводят по примеру 1, но раствор HNO₃берут с концентрацией 8,5 мас.%, а соотношение Ж:Т = 2,5. Остаточное содержание Na₂O < 0,02 мас.%. τ_к полученного катализатора 680 ч. П р и м е р 4. Процесс проводят по примеру 1, но раствор HNO₃берут с концентрацией 13 мас.%, а отношение Ж:Т = 2. Остаточное содержание Na₂O < 0,015 мас.% τ_к полученного катализатора 680 ч. П р и м е р 5. Процесс проводят по примеру 2, но раствор азотной кислоты берут с концентрацией 1,5 мас.%, отношение Ж:Т = 4, а перемешивание при 90^оС ведут в течение 2 ч. Остаточное содержание Na₂O = 0,06 мас.% τ_к полученного катализатора 600 ч. П р и м е р 6. Процесс проводят по примеру 2, но раствор HNO₃берут с концентрацией 1 мас.%, отношение Ж:Т = 4,5, а перемешивание ведут в течение 4 ч. Остаточное содержание Na₂O < 0,1 мас.% τ_к полученного катализатора 400 ч. П р и м е р 7. Процесс проводят по примеру 2, но суспензию цеолита нагревают до 100^оС и выдерживают 0,5 ч. Остаточное содержание Na₂O < 0,015 мас.%. τ_к полученного цеолита 700 ч. П р и м е р 8. Процесс проводят по примеру 2, но суспензию цеолита нагревают до 80^оС и выдерживают 2 ч. Остаточное содержание Na₂O < 0,02 мас.% τ_к полученного цеолита 670 ч. П р и м е р 9. Процесс проводят по примеру 2, но суспензию цеолита нагревают до 70^оС и выдерживают 3 ч. Остаточное содержание Na₂O < 0,08 мас.% τ_к полученного цеолита 540 ч. П р и м е р 10. Процесс проводят по примеру 2, но суспензию цеолита нагревают до 60^оС и выдерживают 4 ч. Остаточное содержание Na₂O < 0,2 мас.%. τ_к полученного цеолита 300 ч. П р и м е р 11. Процесс проводят по примеру 2, но вместо HNO₃используют соляную кислоту в том же количестве и той же концентрации. Остаточное содержание Na₂O < 0,02 мас.% τ_к полученного цеолита 700 ч. П р и м е р 12. Процесс проводят по примеру 1, но вместо HNO₃используют серную кислоту в том же количестве и той же концентрации. Остаточное содержание Na₂O < 0,03 мас.%. τ_к полученного цеолита 700 ч. П р и м е р 13. Процесс проводят по примеру 1, но вместо раствора HNO₃ используют раствор H₃PO₄ в том же количестве и той же концентрации. Остаточное содержание Na₂O < 0,05 мас.%. τ_к = 480 ч. П р и м е р 14. Процесс проводят по примеру 2, но цеолит синтезируют в присутствии этилового спирта при загрузочных отношениях SiO₂/Al₂O₃ = 90, OH/SiO₂ = 0,2, R/SiO₂ = 0,4 и он имеет другой химический состав. Остаточное содержание Na₂O ≈ 0,02 мас.% τ_к = 550 ч. П р и м е р 15. Процесс проводят по примеру 2, но цеолит синтезируют в присутствии изопропилового спирта при загpузочных отношениях SiO₂/Al₂O₃ = 120, OH/SiO₂ = 0,12, R/SiO₂ = 0,35 и он имеет другой химический состав. Остаточное содержание Na₂O ≈ 0,02 мас.% τ_к = 650 ч. Результаты испытаний катализаторов представлены в таблице. Как следует из представленных данных, предлагаемый способ более прост по сравнению с известным за счет исключения стадий сушки после синтеза и отмывки, отжига органического компонента, одной (в случае двухступенчатого ионного обмена) стадии сушки после проведения ионного обмена, одной стадии ионного обмена (в случае двухступенчатого его проведения), одной или двух стадий прокалки после ионного обмена. Кроме того, предлагаемый способ позволяет получить катализатор в 2 раза более устойчивый к закоксовыванию, что в свою очередь, приводит к увеличению межрегенерационного пробега до 700 ч против 250-400 ч в прототипе.

Формула изобретения

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА НА ОСНОВЕ ЦЕОЛИТА ТИПА "ПЕНТАСИЛ", синтезированного в присутствии спиртов, включающий удаление спирта, проведение ионного обмена, грануляцию, сушку и прокаливание, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и увеличения длительности межрегенерационного пробега катализатора, удаление спирта и проведение ионного обмена осуществляют одновременно путем обработки цеолита раствором минеральной кислоты с концентрацией 1 - 13 мас.% при соотношении раствор минеральной кислоты: цеолит = 2 - 4,5, температуре 70 - 100^oС в течение 0,5 - 4 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 06.05.2007

Извещение опубликовано: 27.07.2008        БИ: 21/2008

---