Способ приготовления алюмохромового катализатора

 

Использование: нефтехимия. Сущность изобретения: в смеситель последовательно загружают глинистую суспензию, раствор калиевой щелочи, калийного жидкого стекла, раствор хромовой кислоты и глинозем. Перемешивают в течение 4 ч. Подают суспензию в распылительную сушилку противоточного типа двумя совмещенными потоками с противоположным вращением частиц в потоках. Прокаливают в муфельной печи при 660°С 2 ч. Характеристика катализатора: выход бутиленов на пропущенный бутан 45,2-45,6%, на разложенный бутан 83,6-83,9%, индекс истирания 12-15. 1 табл.

Изобретение относится к производству катализаторов для дегидрирования парафиновых углеводородов. Известен способ приготовления катализатора для дегидрирования парафинов С₄-С₅, включающий смешение в растворе оксида алюминия, глинистого минерала, гидроксида калия и хромовой кислоты с последующим формированием, сушкой и прокаливанием полученного катализатора. Такой катализатор имеет относительно низкую механическую прочность. Наиболее близким к изобретению является способ получения алюминиевого катализатора для дегидрирования парафиновых углеводородов, заключающийся в последовательном смешении глинистой суспензии, калиевой щелочи, калийного жидкого стекла и раствора хромовой кислоты с техническим оксидом алюминия. Получают катализаторную суспензию, которую перемешивают 4 ч. После сушки в распылительной сушилке при температуре в верхней ее части 300^оС и в нижней части 480^оС катализатор прокаливают при 660^оС в течение 2 ч. Однако полученный известным способом катализатор не обладает достаточной механической прочностью. Так, индекс истирания катализатора находится в пределах 20-25, что предопределяет расход катализатора в промышленных системах дегидрирования ≈ 0,8%, считая на углеводородное сырье. Целью изобретения является получение катализатора с повышенной механической прочностью. Для этого согласно способу приготовления алюмохромового катализатора для дегидрирования парафиновых углеводородов путем смешения компонентов с образованием катализаторной суспензии, распылительной сушки и прокаливания, распылительную сушку проводят путем подачи катализаторной суспензии двумя совмещенными потоками с противоположным вращением частиц в потоках. Частицы в потоках, закрученные в противоположные стороны, движутся практически навстречу друг другу. Однако из-за того, что при движении частиц в их лобовой части всегда присутствует воздушная подушка, исключается соприкосновение, а значит, и слияние частиц. В то же время при противоположном движении возникает дополнительное давление на частицу, что вызывает ее уплотнение и (после высыхания) увеличение прочности гранул. Движение частиц навстречу друг другу при наложении потоков значительно ускоряет диффузионные процессы за счет изменения режима движения частиц (перехода в турбулентный), что позволяет снизить температуру сушки. Это также способствует увеличению прочности (уменьшению индекса истирания) высушенных частиц. При этом в качестве дополнительного эффекта происходит экономия топлива. Испытание полученного катализатора проводят в лабораторном реакторе во взвешенном слое в реакции дегидрирования н-бутана при температуре (575±5)^оС и объемной скорости подачи сырья 400 ч^-1. На основе результатов хроматографического анализа рассчитывают выход бутиленов, считая на пропущенный и разложенный бутан. Индекс истирания оценивают по методике, принятой в промышленности СК для микросферического катализатора ИМ-2201М. Катализатор подвергают истиранию в виброкипящем слое в проточном реакторе. Истершаяся фракция (мельче 20 мкм) выносится газом-носителем в мешочный фильтр. Относительное количество (% ) вынесенной пыли ко всей массе катализатора обозначается как индекс истирания. П р и м е р 1. В смеситель, снабженный мешалкой, загружают последовательно 40,7 л глинистой суспензии с остатком высушивания 36,6 мас.%; 21,3 л раствора калиевой щелочи с концентрацией 140 г/л; 1,2 л калийного жидкого стекла (K₂О 12,1 мас.%; SiO₂ 26,4 мас.%); 18,2 л раствора хромовой кислоты с концентрацией 873 г/л и 53,7 кг технического оксида алюминия (глинозема). Катализаторную суспензию перемешивают в течение 4 ч. Далее катализаторную суспензию дозировочным насосом подают на формование в распылительную сушилку противоточного типа. Формирование осуществляют пневматическими распылителями, расположенными в верхней части сушилки параллельно друг другу на расстоянии 15 мм. Диаметр выходного сопла 2,3 мм. Расход воздух + суспензия 3,9 м³/ч. Путем противоположного ввода воздуха в распылители (в один - по часовой стрелке, в другой - против) осуществляется противоположное закручивание частиц в потоках. Температура в нижней части сушилки 300^оС, в нижней части 480^оС. Высушенные частицы собирают в нижней части сушилки и после охлаждения подают на прокаливание в муфельную печь. Прокаливание проводят в течение 2 ч при 660^оС. Полученный катализатор имеет следующий химический состав, мас.%: Al₂O₃ 72,5; Cr₂O₃ 14,8; SiO₂ 9,6; K₂O 3,1. Результаты испытания катализатора приведены в таблице. П р и м е р 2. Катализатор готовят по примеру 1, однако сушку гранул проводят при температуре в верхней части сушилки 270^оС, в нижней 450^оС. П р и м е р 3. Катализатор готовят по примеру 1, однако сушку гранул проводят при температуре в верхней части сушилки 250^оС, в нижней 420^оС. П р и м е р 4. Катализатор готовят по примеру 1, однако сушку гранул проводят при температуре в верхней части сушилки 230^оС, в нижней 400^оС. П р и м е р 5. Катализатор готовят по примеру 2, однако расстояние между распылителями составляет 75 мм. П р и м е р 6. Катализатор готовят по примеру 2, однако расстояние между распылителями составляет 150 мм. П р и м е р 7. Катализатор готовят по примеру 2, однако расстояние между распылителями составляет 240 мм. П р и м е р 8 (по прототипу). Катализатор готовят по примеру 1, однако формование катализатора проводят с помощью одного пневматического распылителя при тех же параметрах распыления. Как видно из приведенных в таблице данных, получение алюмохромовых катализаторов дегидрирования предлагаемым способом (примеры 1-7) приводит к увеличению прочности катализатора. При этом индекс истирания катализатора уменьшается на 5-8 пунктов, несколько увеличивается насыпной вес катализатора, что благоприятно сказывается при работе во взвешенном слое. Снижение температуры сушки на 30-50^оС также благоприятно сказывается на прочности катализатора. При этом на 35-42% сокращается расход топлива. Однако при дальнейшем снижении температуры катализатор не успевает высохнуть (содержание влаги 5,6 мас.%) и прочность катализатора уменьшается. Все основные характеристики катализатора (кроме прочности) предлагаемый способ не изменяет.

Формула изобретения

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АЛЮМОХРОМОВОГО КАТАЛИЗАТОРА для дегидрирования парафиновых углеводородов путем смешения компонентов с образованием катализаторной суспензии, распылительной сушки и прокаливания, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной механической прочностью, распылительную сушку проводят путем подачи катализаторной суспензии двумя совмещенными потоками с противоположным вращением частиц в потоках.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

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

Номер и год публикации бюллетеня: 10-2002

Извещение опубликовано: 10.04.2002        

---