Катализатор дегидрирования изоамиленов

Изобретение относится к области производства катализаторов, конкретно, к производству катализаторов для процесса дегидрирования изоамиленов. Описан катализатор дегидрирования изоамиленов, включающий оксид железа и промоторы: соединение щелочного металла, оксид магния, оксид церия, оксид молибдена, оксид титана, при этом в качестве соединения щелочного металла катализатор содержит соединение калия и/или лития и/или рубидия и/или цезия и дополнительно карбонат кальция, при следующем соотношении компонентов, мас.%: соединение калия и/или соединение лития и/или соединение рубидия и/или соединение цезия 5-30; оксид магния 0,5-10; оксид церия 10-35; карбонат кальция 1-10; оксид молибдена 0,5-5; оксид титана 0-3; оксид железа - остальное. Технический результат - разработка катализатора, позволяющего достигать повышенной активности и селективности в процессе дегидрирования изоамиленов по целевым продуктам и увеличить межрегенерационный период. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 25 пр.

 

Изобретение относится к области производства катализаторов, конкретно, к производству катализаторов для процесса дегидрирования изоамиленов.

Известен катализатор для дегидрирования олефиновых углеводородов, содержащий 10-25% оксида калия, 0.5-7% оксида хрома, 0.7-7% оксида молибдена, 1-15% оксида церия, 0.5-13% портландцемент и оксида железа (Патент РФ №2361667, B01J 23/78, опубл. 20.07.2009).

Недостатками такого катализатора являются недостаточно высокая конверсия в процессах дегидрирования олефиновых углеводородов.

Известен способ приготовления железосодержащего катализатора для дегидрирования алкилароматических и олефиновых углеводородов, включающий смешение соединения железа с соединением калия и промотирующими добавками, формование, сушку и активацию. При приготовлении катализатора сначала смешению подвергают соединение железа и соединение калия с последующими сушкой и прокаливанием при 450-850°C, а затем полученный феррит калия смешивают с промотирующими добавками (Авторское свидетельство СССР №559603, МПК B01J 23/86, опубл. 27.01.2002). Активность и селективность этого катализатора недостаточно высоки в реакциях дегидрирования.

Известен способ приготовления катализатора для дегидрирования олефиновых и алкилароматических углеводородов, включающий смешение оксида железа (III) с карбонатом калия в молярном соотношении калий : железо=1:(2-5), формование, сушку и прокаливание. При этом оксид железа или смесь оксида железа и карбоната калия обрабатывают в дезинтеграторе с подводимой энергией 15-100 кДж/кг и сушку осуществляют путем подъема температуры от 70-80°C до 110-120°C со скоростью 15°C/ч (Авторское свидетельство СССР №1608926, МПК B01J 37/04, 23/78, опубл. 10.10.2005). Описанный катализатор также не позволяет добиться высокой конверсии в реакции дегидрирования олефиновых углеводородов.

Наиболее близким к предлагаемому является катализатор для дегидрирования метилбутенов в изопрен, содержащий оксид калия, оксид магния, оксид церия, оксид кальция, оксид молибдена, диоксид кремния, оксид алюминия, оксид железа, подготовленный специальной высокотемпературной обработкой при 650-1000°C, при следующем содержании компонентов, мас.%: оксид калия 12,0-19,0; оксид магния 1,0-7,0; оксид церия 2,5-7,0; оксид кальция 2,0-8,0; оксид молибдена 1,0-3,0; диоксид кремния 1,0-2,5; оксид алюминия 0,5-2,0; оксид железа - остальное (Патент РФ №2366644, B01J 37/04, опубл. 10.09.2009). Описанный катализатор не позволяет добиться высокого выхода изопрена в реакции дегидрирования метилбутенов.

Задачей изобретения является создание катализатора, позволяющего достичь высокой активности и селективности в процессе дегидрирования изоамиленов и увеличить межрегенерационный период.

Поставленная задача решается разработкой катализатора для дегидрирования изоамиленов, включающего оксид железа и промоторы: соединение щелочного металла, оксид магния, оксид церия, оксид молибдена, оксид титана, при этом в качестве соединения щелочного металла катализатор содержит соединение калия и/или лития и/или рубидия и/или цезия и дополнительно карбонат кальция, при следующем соотношении компонентов, мас.%: соединение калия и/или соединение лития и/или соединение рубидия и/или соединение цезия 5-30; оксид магния 0.5-10; оксид церия 10-35; карбонат кальция 1-10; оксид молибдена 0.5-5; оксид титана 0-3; оксид железа - остальное.

В качестве оксида железа возможно использование оксида железа с коэрцитивной силой и остаточной коэрцитивной силой в интервале 50-250 mT и 200-400 mT соответственно и средним размером частиц 400-900 нм.

Важную роль в формировании свойств железокалиевых катализаторов играет природа исходного оксида железа. В производстве катализаторов применяют различные кристаллографические модификации оксидов железа: γ-Fe2O3 (маггемит), Fe3O4 (магнетит), но чаще всего на практике используют гематит, отвечающий формуле α-Fe2O3, который представляет собой агрегаты или сростки несовершенных кристаллов субмикронных размеров. Последние хорошо различимы при большом увеличении в электронном микроскопе. Основная масса агрегатов обычно имеет размеры от 1 до 40 мкм. Из него получается более активный катализатор, что обусловлено дефектами кристаллической решетки оксида железа. Дефектная упаковка кристаллической структуры α-Fe2O3 может быть получена путем механоактивационной обработки в дезинтеграторах, в результате воздействия на его тонкую кристаллическую структуру и реологические свойства. Такая обработка гематита способствует интенсификации процессов массопереноса на стадии прокалки каталитической композиции, позволяет улучшить структурно-механические и каталитические свойства контактов.

Существенным фактором для формирования свойств железокалиевых катализаторов является не только природа оксидов железа, но и их дисперсность, зависящая от условий получения последних (концентрация растворов, значение рН среды при осаждении, температура разложения солей и др.). Гранулометрический состав оксидов железа влияет как на процесс формирования пористой структуры контакта, так и на глубину взаимодействия исходных компонентов, в первую очередь соединений калия и других щелочных металлов.

В зависимости от степени дисперсности оксидов железа возможны два варианта формирования поверхности активной фазы. В случае крупнодисперсного оксида железа имеет место корочковое распределение, когда частицы оксида железа покрыты слоем феррита калия, при этом оксид железа становится недоступным для реагирующих молекул. При уменьшении частиц оксида железа возможно полное взаимодействие всей глобулы. В этом случае часть глобул оксида железа не прореагирует с образованием активного компонента и будет доступна для реагирующих молекул, что вызовет более высокое зауглероживание и снижение активности.

Таким образом, оксид железа (α-Fe2O3) в зависимости от дисперсности выполняет в катализаторе две функции. В случае использования высокодисперсного оксида железа не прореагировавший гематит выполняет функцию активного наполнителя; ведя реакцию крекинга, он снижает избирательность по изопрену. При использовании низкодисперсного оксида железа он выполняет функцию носителя, определяя работающую поверхность феррита калия. Будучи изолированным от реакционной среды слоем феррита калия, оксид железа не ведет побочных реакций и не оказывает влияния на активность катализатора. Однако необходимо отметить, что формирование поверхности активной фазы во многом определяется условиями приготовления катализатора. Так, меньшее содержание калия, низкая температура или непродолжительная термообработка во всех случаях приведут к присутствию свободного гематита. Вероятно, в системах с высокодисперсным оксидом железа требуется больше калия и более длительное время прокаливания.

Для получения дополнительной информации о структурных характеристиках железооксидных пигментов и наличии микроколичеств других модификаций оксидов железа был использован магнитный метод. Значения коэрцитивной силы и остаточной коэрцитивной силы найдены по участкам перемагничивания петель гистерезиса. Коэрцитивная сила - напряженность внешнего постоянного магнитного поля, в котором образец, первоначально намагниченный до насыщения, размагничивается (J=0). В ходе размагничивания магнитного материала от магнитного насыщения намагниченность оказывается равной нулю не в точке Н=0, а в некотором поле Hc, обратном по направлению полю магнитного насыщения (магнитный гистерезис). Коэрцитивная сила, как и остаточная коэрцитивная сила, является важной структурно-чувствительной характеристикой магнитных веществ, она варьирует от <1 до >100 mT. Она весьма чувствительна к изменениям внутренней структуры вещества (наличию дефектов и микронапряжений) и зависит от размера зерна, особенно в области перехода от однодоменных зерен к многодоменным. Коэрцитивная сила уменьшается с увеличением размеров зерен при переходе от однодоменной области к многодоменной. В однодоменной области уменьшение размеров зерен также приводит к снижению наблюдаемых коэрцитивных сил за счет температурных флуктуаций магнитных моментов - явление суперпарамагнетизма (суперпарамагнитные зерна).

Катализатор готовят путем смешения оксида железа, оксида титана, соединений магния, калия и/или лития и/или рубидия и/или цезия, разлагающихся с образованием оксидов и ферритов этих элементов, а также карбоната кальция. В полученную катализаторную массу добавляют соединения церия и молибдена, дающие впоследствии оксид церия и оксид молибдена. Образующуюся катализаторную массу с влажностью 10-16% формуют на экструдере, сушат при температуре 100÷120°C и прокаливают при температуре 650÷850°C. Готовые гранулы катализатора имеют цилиндрическую форму диаметром 3.0÷5.0 мм, длиной 5÷20 мм.

В качестве источников образования оксида железа могут применяться гидроксид железа - гетит, оксиды железа - гематит, маггемит, магнетит и их смеси, карбонат железа, оксалат железа, нитрат железа, нитрит железа, хлорид железа, бромид железа, фторид железа, сульфат железа, сульфид железа, ацетат железа или смеси этих солей, а также железоаммонийные квасцы, железокалиевые квасцы. Возможно использование в приготовлении данного железокалиевого катализатора дегидрирования изоамиленов оксида железа, характеризуемого наличием коэрцитивной силы и остаточной коэрцитивной силы в интервале 50-250 mT и 200-400 mT соответственно и средним размером частиц 400-900 нм.

В качестве соединения калия могут применяться карбонат калия, оксид калия, гидроксид калия, нитрат калия, нитрит калия, перманганат калия, оксалат калия, фторид калия, бромид калия, йодид калия или их смеси.

В качестве соединения лития могут применяться карбонат лития, оксид лития, гидроксид лития, нитрат лития, нитрит лития, оксалат лития, фторид лития, бромид лития, йодид лития или их смеси.

В качестве соединения цезия могут применяться карбонат цезия, оксид цезия, гидроксид цезия, нитрат цезия, нитрит цезия, оксалат цезия или их смеси.

В качестве соединения рубидия могут применяться карбонат рубидия, оксид рубидия, гидроксид рубидия, нитрат рубидия, нитрит рубидия, оксалат рубидия, фторид рубидия, бромид рубидия, йодид рубидия или их смеси.

В качестве источника оксида магния могут применяться гидроксид магния, карбонат магния, сульфат магния, ацетат магния или их смеси.

В качестве источника оксида церия могут применяться оксид церия (3), оксид церия (4), нитрат церия, гидроксид церия, карбонат церия, оксалат церия или их смеси.

В качестве источника оксида молибдена могут применяться оксид молибдена, аммоний молибденовокислый, калий молибденовокислый, литий молибденовокислый или их смеси.

В качестве источника оксида титана могут применяться оксиды титана - рутил, анатаз, брукит и их смеси, ильменит (смесь оксидов титана и железа), хлорид титана, сульфат титана или их смеси.

В присутствии предлагаемого катализатора осуществляют процесс дегидрирования, например, таких углеводородов, как 2-метилбутен-1, 3-метилбутен-1, 2-метилбутен-2.

В качестве показателей, характеризующих активность катализатора, приняты выход изопрена на пропущенные изоамилены и конверсия изоамиленов. В качестве показателя, характеризующего селективность катализатора, принят выход изопрена на разложенные изоамилены.

Сущность метода определения коэрцитивной силы и остаточной коэрцитивной силы описана в ASTM А34/А34М - 06 Standard Practice for Sampling and Procurement Testing of Magnetic Materials и в OCT 41-08-212 Управление качеством аналитических работ.

Сущность метода определения размера частиц описана в ISO 22412:2008 Particle size analysis - Dynamic light scattering (DLS).

Примеры конкретного осуществления изобретения иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1

Реакцию дегидрирования метилбутенов проводят в лабораторном реакторе на 40 см3 гранул катализатора размером 2×5 мм при 600°C, разбавлении сырья водяным паром в мольном отношении 1:20 и объемной скорости подачи углеводородного сырья 1 ч-1. После 20 ч дегидрирования отбирают и анализируют часовые пробы контактного газа. Применяемый катализатор следующего состава: K2CO3 - 15,4%, Fe2O3 - 62,2%, CeO2 - 12,8%, CaCO3 - 4,0%, MgO - 2,7%, MoO3 - 2,9%.

Катализатор получают формованием катализаторной пасты на экструдере в гранулы диаметром 3,5 мм.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 2

Реакцию дегидрирования метилбутенов проводят в лабораторном реакторе на 40 см3 гранул катализатора размером 2×5 мм при 600°C, разбавлении сырья водяным паром в мольном отношении 1:20 и объемной скорости подачи углеводородного сырья 1 ч-1. После 20 ч дегидрирования отбирают и анализируют часовые пробы контактного газа. Применяемый катализатор следующего состава: K2CO3 - 5,0%, Rb2CO3 - 2,5%, Li2CO3 - 2,3%, Fe2O3 - 67,8%, CeO2 - 12,8%, CaCO3 - 4,0%, MgO - 2,7%, MoO3 - 2,9%, для приготовления которого используется исходный оксид железа с коэрцитивной силой и остаточной коэрцитивной силой 75,8 mT и 298,8 mT соответственно и со средним размером частиц 426 нм.

Катализатор получен формованием катализаторной пасты на экструдере в гранулы диаметром 3,5 мм.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 3

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор состава, указанного в примере 1, но отличающийся тем, что для его приготовления используется исходный оксид железа с коэрцитивной силой и остаточной коэрцитивной силой 167,2 mT и 355,7 mT соответственно и со средним размером частиц 635 нм.

Катализатор получен формованием катализаторной пасты на экструдере в гранулы диаметром 3,5 мм.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 4

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор состава, указанного в примере 1, но отличающийся тем, что для его приготовления используется исходный оксид железа с коэрцитивной силой и остаточной коэрцитивной силой 200 mT и 350 mT соответственно и со средним размером частиц 700 нм.

Катализатор получен формованием катализаторной пасты на экструдере в гранулы диаметром 3,5 мм.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 5

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор состава, указанного в примере 1, но отличающийся тем, что для его приготовления используется исходный оксид железа с коэрцитивной силой и остаточной коэрцитивной силой 55 mT и 250 mT соответственно и со средним размером частиц 350 нм.

Катализатор получен формованием катализаторной пасты на экструдере в гранулы диаметром 3,5 мм.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 6

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор следующего состава: K2CO3 - 15,2%, Fe2O3 - 62,1%, CeO2 - 12,6%, CaCO3 - 3,9%, MgO - 2,7%, MoO3 - 3,5%.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 7

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор состава, указанного в примере 6, для приготовления которого используется оксид железа, указанный в примере 2.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 8

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор состава, указанного в примере 6, для приготовления которого используется оксид железа, указанный в примере 3.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 9

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор состава, указанного в примере 1, для приготовления которого используется оксид железа, указанный в примере 3.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 10

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор следующего состава: K2CO3 - 15,2%, Fe2O3 - 61,1%, CeO2 - 12,6%, CaCO3 - 3,9%, MgO - 2,7%, MoO3 - 3,5%, TiO2 - 1,0%.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 11

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор состава, указанного в примере 10, для приготовления которого используется оксид железа, указанный в примере 2.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 12

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор состава, указанного в примере 10, для приготовления которого используется оксид железа, указанный в примере 3.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 13

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор следующего состава: K2CO3 - 10,2%, Cs2CO3 - 5,0%, Fe2O3 - 61,1%, CeO2 - 12,6%, CaCO3 - 3,9%, MgO - 2,7%, MoO3 - 3,5%, TiO2 - 1,0%.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 14

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор следующего состава: K2CO3 - 10,2%, Rb2CO3 - 5,0%, Fe2O3 - 61,1%, CeO2 - 12,6%, CaCO3 - 3,9%, MgO - 2,7%, MoO3 - 3,5%, TiO2 - 1,0%.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 15

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор следующего состава: Cs2CO3 - 15,2%, Fe2O3 - 62,1%, CeO2 - 12,6%, CaCO3 - 3,9%, MgO - 2,7%, MoO3 - 3,5%.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 16

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор следующего состава: Rb2CO3 - 15,2%, Fe2O3 - 62,1%, CeO2 - 12,6%, CaCO3 - 3,9%, MgO - 2,7%, MoO3 - 3,5%.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 17

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор следующего состава: K2CO3 - 5,2%, Cs2CO3 - 5,0%, Rb2CO3 - 5,0%, Fe2O3 - 62,1%, CeO2 - 12,6%, CaCO3 - 3,9%, MgO - 2,7%, MoO3 - 3,5%.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 18

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор следующего состава: Cs2CO3 - 7,5%, Fe2O3 - 53,7%, CeO2 - 20,0%, CaCO3 - 1,0%, MgO - 10,0%, MoO3 - 4,8%, TiO2 - 3,0%.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 19

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор следующего состава: Li2CO3 - 17,4%, Fe2O3 - 60,8%, CeO2 - 12,5%, CaCO3 - 3,9%, MgO - 2,6%, MoO3 - 2,8%.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 20

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор следующего состава: Li2CO3 - 10,0%, K2CO3 - 7,3%, Fe2O3 - 60,8%, CeO2 - 12,5%, CaCO3 - 3,9%, MgO - 2,6%, MoO3 - 2,9%.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 21

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор следующего состава: K2CO3 - 10,0%, Cs2CO3 - 2,5%, Rb2CO3 - 2,5%, Li2CO3 - 2,3%, Fe2O3 - 60,9%, CeO2 - 12,5%, CaCO3 - 3,9%, MgO - 2,6%, MoO3 - 2,8%.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 22

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор следующего состава: Cs2CO3 - 2,5%, Li2CO3 - 2,3%, Fe2O3 - 60,8%, CeO2 - 22,7%, CaCO3 - 6,3%, MgO - 2,6%, MoO3 - 2,8%.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 23

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор следующего состава: Cs2CO3 - 7,5%, Rb2CO3 - 2,5%, Li2CO3 - 2,3%, Fe2O3 - 60,1%, CeO2 - 16,6%, CaCO3 - 10,0%, MgO - 0,5%, MoO3 - 0,5%.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 24

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор следующего состава: Rb2CO3 - 12,1%, Li2CO3 - 5,3%, Fe2O3 - 60,8%, CeO2 - 12,5%, CaCO3 - 3,9%, MgO - 2,6%, MoO3 - 2,8%.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Пример 25

Реакцию дегидрирования метилбутенов осуществляют также, как описано в примере 1, используя катализатор следующего состава: Cs2CO3 - 7,5%, Rb2CO3 - 2,5%, Fe2O3 - 60,8%, CeO2 - 12,5%, CaCO3 - 8,3%, MgO - 2,6%, MoO3 - 2,8%, TiO2 - 3,0%.

Активность и селективность процесса дегидрирования метилбутенов представлены в таблице 1. Данные по межрегенерационному циклу работы катализатора приведены в таблице 2.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемый железокалиевый катализатор дегидрирования изоамиленов в изопрен позволяет повысить активность и селективность процесса по изопрену.

Увеличение активности и селективности обуславливается подбором химического состава и исходного оксида железа (гематита), позволяющие достичь полного твердофазного взаимодействия исходных компонентов с образованием активных фаз - ферритов щелочных металлов, сформировать оптимальный фазовый состав и пористую структуру, которая определяет транспорт реагентов к активным центрам и отвод продуктов реакции, а также распределение углеродистых отложений на его поверхности.

Таблица 1
№ примера Активность процесса по выходу изопрена Селективность процесса по изопрену, %
1 49,7 86,1
2 51,0 90,3
3 50,6 90,0
4 48,3 89,8
5 49,5 90,1
6 50,3 90,7
7 52,2 90,4
8 50,2 92,1
9 51,3 91,4
10 49,7 89,9
11 50,9 91,8
12 53,6 90,1
13 52,2 92,1
14 50,0 90,0
15 50,0 89,9
16 51,5 89,8
17 50,9 90,1
18 49,9 90,2
19 50,9 90,7
20 51,6 91,1
21 52,0 90,8
22 50,8 90,7
23 51,3 89,9
24 50,8 90,9
25 51,7 91,0
Таблица 2
№ примера Время снижения активности катализатора на 1%, час Межрегенерационный цикл работы катализатора, час
1 185 950
2 175 880
3 170 850
4 195 985
5 175 850
6 180 900
7 172 850
8 187 865
9 179 850
10 176 820
11 190 890
12 169 700
13 170 730
14 189 870
15 187 860
16 176 750
17 170 740
18 169 740
19 184 830
20 190 900
21 173 780
22 190 940
23 188 790
24 177 820
25 186 870

1. Катализатор дегидрирования изоамиленов, включающий оксид железа и промоторы: соединение щелочного металла, оксид магния, оксид церия, оксид молибдена, оксид титана, отличающийся тем, что в качестве соединения щелочного металла катализатор содержит соединение калия, и/или лития, и/или рубидия, и/или цезия и дополнительно карбонат кальция, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Соединение калия, и/или
соединение лития, и/или
соединение рубидия, и/или
соединение цезия 5-30
Оксид магния 0.5-10
Оксид церия 10-35
Карбонат кальция 1-10
Оксид молибдена 0.5-5
Оксид титана 0-3
Оксид железа Остальное

2. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что в качестве оксида железа используют оксид железа с коэрцитивной силой и остаточной коэрцитивной силой в интервале 50-250 мТл и 200-400 мТл соответственно и средним размером частиц 400-900 нм.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу совместного получения изобутена и бутадиена дегидрированием С4-углеводородов на алюмохромовом катализаторе при повышенной температуре с дальнейшим разделением полученных продуктов дегидрирования методами абсорбции-десорбции и экстрактивной ректификации и выделением товарного изобутена и бутадиена-1,3.
Изобретение относится к катализаторам для дегидрирования парафиновых углеводородов, способам их получения а также к способам получения олефиновых углеводородов каталитическим дегидрированием соответствующих парафиновых С3-С5 углеводородов и может найти применение в химической и нефтехимической промышленности.

Изобретение относится к вариантам способа дегидрирования этилбензола в стирол с использованием рециркулирующего диоксида углерода. .

Изобретение относится к способу гетерогенно катализируемого частичного дегидрирования углеводорода. .

Изобретение относится к вариантам способа получения мономера стирола из этилбензола, один из которых включает стадии: подачи жидкого этилбензола, как исходного материала, в испарительный аппарат, который может превращать жидкий этилбензол в газообразный этилбензол, при этом испарительный аппарат дает верхний погон, содержащий газообразный этилбензол; подачи газообразной смеси в указанный испарительный аппарат, при этом газообразная смесь включает некоторое количество газа, включающего диоксид углерода, достаточное для понижения температуры кипения этилбензола по меньшей мере на 5°С, где по меньшей мере часть газа рециркулируется с процессов каталитической дегидрогенизации или каталитической оксидегидрогенизации; нагревания испарителя, чтобы тем самым превратить жидкий этилбензол в газообразный этилбензол, при этом газообразный этилбензол извлекается в верхних погонах испарителя; и каталитической дегидрогенизации или оксидегидрогенизации этилбензола в испаряемых верхних погонах, чтобы тем самым каталитически получить мономер стирола.

Изобретение относится к получению дегидрированных углеводородов и касается способа непрерывного гетерогенного каталитического частичного дегидрирования по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода в реакторе, выполненном из композиционного материала, который с контактирующей с реакционным объемом стороны В состоит из обладающей особым составом элементов стали В, которая с дальней от реакционного объема стороны А непосредственно или через промежуточный слой меди, никеля или меди и никеля плакирована на сталь А с особым составом элементов, а также частичного окисления дегидрированного углеводорода и самого реактора.
Изобретение относится к способу непрерывного, гетерогенно катализируемого, частичного дегидрирования, по меньшей мере, одного дегидрируемого C2-C4-углеводорода в газовой фазе, включающему порядок работы, при котором к реакционному пространству, окруженному оболочкой, соприкасающейся с реакционным пространством, которая содержит, по меньшей мере, одно первое отверстие для подвода, по меньшей мере, одного исходного газового потока в реакционное пространство и, по меньшей мере, одно второе отверстие для отбора, по меньшей мере, одного потока образующегося газа из реакционного пространства, непрерывно подводят, по меньшей мере, один исходный газовый поток, содержащий, по меньшей мере, один дегидрируемый углеводород, в реакционном пространстве, по меньшей мере, один дегидрируемый углеводород, проводят через, по меньшей мере, один слой катализатора, находящийся в реакционном пространстве, и с получением газового продукта, содержащего, по меньшей мере, один дегидрированный углеводород, не вступивший в реакцию дегидрируемый углеводород, а также молекулярный водород и/или водяной пар, окислительным образом или не окислительным образом, частично дегидрируют с образованием, по меньшей мере, одного дегидрированного углеводорода, из реакционного пространства непрерывно отбирают, по меньшей мере, один поток образовавшегося газа; характеризующемуся тем, что поверхность оболочки на ее стороне, соприкасающейся с реакционным пространством, по меньшей мере, частично в слое толщиной d, по меньшей мере, 1 мм изготовлена из стали S, которая имеет следующий элементный состав: от 18 до 30 вес.% Cr (хрома), от 9 до 36 вес.% Ni (никеля), от 1 до 3 вес.%Si (кремния), от 0,1 до 0,3 вес.% N (азота), от 0 до 0,15 вес.% C (углерода), от 0 до 4 вес.% Mn (марганца), от 0 до 4 вес.% Al (алюминия), от 0 до 0,05 вес.% Р (фосфора), от 0 до 0,05 вес.% S (серы) и от 0 до 0,1 вес.% одного или нескольких редкоземельных металлов, и в остальном Fe и обусловленные процессом ее получения примеси, при этом процентные данные, соответственно, отнесены к общему весу.
Изобретение относится к химической, нефтехимической промышленности и может быть использовано для проведения гетерогенно-каталитических реакций, в частности для проведения дегидрирования парафиновых углеводородов.
Изобретение относится к способу получения разветвленных олефинов, указанный способ включает дегидрирование изопарафиновой композиции, содержащей 0,5% или менее четвертичных алифатических атомов углерода, на подходящем катализаторе, указанная изопарафиновая композиция получена гидроизомеризацией парафиновой композиции и включает парафины с количеством углеродов в диапазоне от 7 до 18, причем указанные парафины, по меньшей мере, часть их молекул, являются разветвленными, где содержание разветвленных парафинов изопарафиновой композиции составляет, по меньшей мере, 50 мас.% от массы изопарафиновой композиции, среднее количество ответвлений на молекулу парафина составляет от 0,5 до 2,5, и ответвления включают метильные и необязательно этильные ветви, указанные разветвленные олефины имеют содержание четвертичных алифатических углеродов 0,5% или менее, причем указанная парафиновая композиция получена способом Фишера-Тропша.

Изобретение относится к способам получения катализаторов очистки выбросов дизельных двигателей. .

Изобретение относится к способам изготовления катализаторов для окисления окиси углерода. .

Изобретение относится к способу получения каталитически активного абсорбера для десульфуризации углеводородных потоков, в котором а) готовится смесь из термически разложимых источников меди и молибдена, оксида цинка и воды; б) смесь нагревается до температуры, при которой разлагаются источники меди и молибдена, с получением оксида цинка, насыщенного соединениями меди и молибдена; в) кальцинирование оксида цинка, насыщенного соединениями меди и молибдена, с получением каталитически активного адсорбента; при этом оксид цинка должен иметь удельную площадь поверхности более 20 м2/г и средний размер частиц D50 в диапазоне 7-60 мкм.

Изобретение относится к способу получения этилацетата дегидрированием этанола в присутствии медь-цинкового катализатора при повышенной температуре и давлении. .

Изобретение относится к усовершенствованному способу долговременного проведения гетерогенного каталитического частичного газофазного окисления исходного органического соединения, выбранного из пропилена, изобутена, акролеина, метакролеина, пропана или изобутана, до целевого органического соединения, при котором исходную реакционную газовую смесь, содержащую исходное органическое соединение и молекулярный кислород, проводят сначала через свежезагруженный твердый слой катализатора, засыпанный с разделением на две температурные зоны А и В, расположенные в пространстве друг за другом, температуры которых TA и TB заданы так, что разность TBA между температурой TB температурной зоны В и температурой TA температурной зоны А, рассчитанная с принятием более высокого из значений этих температур в качестве уменьшаемого, >0°С, таким образом, что исходная реакционная смесь газов протекает через температурные зоны А, В в последовательности «сначала А» и «затем В», причем температурная зона А простирается до превращения органического исходного соединения UA=15-85 мол.%, и в температурной зоне В превращение органического исходного соединения возрастает до величины U B 90 мол.%, и при котором затем при возрастании срока эксплуатации, чтобы компенсировать снижение качества твердого слоя катализатора, изменяют температуру температурных зон А, В, где с повышением длительности эксплуатации температуру той температурной зоны, которая сначала обладала более низкой температурой, повышают, а разность TBA между температурами обеих температурных зон снижают, причем при расчете разности температура той температурной зоны, что сначала характеризовалась более высокой температурой, сохраняет свое место уменьшаемого, благодаря чему достигается компенсация снижения качества твердого слоя катализатора при долгом сроке эксплуатации.

Изобретение относится к катализаторам для восстановления диоксида серы из серосодержащих газов. .

Изобретение относится к катализатору гидродеметаллирования и гидродесульфуризации, к каталитической системе и способу гидрообработки тяжелого углеводородного сырья.

Изобретение относится к катализатору гидродеметаллирования и гидродесульфуризации, к каталитической системе и способу гидрообработки тяжелого углеводородного сырья.

Изобретение относится к области производства катализаторов, конкретно, к производству катализаторов для процесса дегидрирования изоамиленов

Наверх