Цеолитсодержащий катализатор депарафинизации масляных фракций


 


Владельцы патента RU 2518468:

Открытое акционерное общество "Ангарский завод катализаторов и органического синтеза" (ОАО "АЗКиОС") (RU)

Изобретение относится к катализаторам нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и может быть применено при производстве и использовании катализаторов депарафинизации масляных фракций. Предложен цеолитсодержащий катализатор на основе высококремнеземного цеолита, включающий гидрирующие компоненты и добавки, при следующих соотношениях компонентов, мас.%: цеолит 50,0-70,0; МоО3 4,0-5,0; ZnO 1,0-3,0; P2O5 1,0-2,0; B2O3 1,0-3,0; γAl2O3 - остальное до 100. При этом в качестве основы используют цеолит структурного типа ZSM-5, имеющий: степень кристалличности 95-100%; размеры кристаллитов 5-30 мкм; статическую емкость по парам гептана 0,18-0,21 см3/г; силикатный модуль 30,0-55,0. Технический результат заключается в повышении выхода целевого продукта, в понижении температуры его застывания, в проведении процесса депарафинизации при более низких температурах. 3 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к катализаторам нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и может быть применено при производстве и использовании катализаторов депарафинизации.

Из патента №2082500 (RU, МПК6 B01J 29/76, B01J 37/04 B01J 29/76, B01J 103:52, B01J 103:50, B01J 105:12, опубл. 27.06.1997) известен катализатор гидродепарафинизации углеводородных дистиллятов, включающий гидрирующие компоненты соединения металлов VI и/или VIII групп, высококремнеземный цеолит с силикатным модулем выше 12, имеющий следующий композиционный состав, мас.%: цеолит 20-80, гидрирующие компоненты 18-75, графит 2-4.

Катализатор готовят путем смешения в требуемом соотношении порошков модифицированного цеолита ЦВМ, гидрирующих компонентов и графита с последующим таблетированием смеси на таблеточной машине. В качестве гидрирующих компонентов используют в требуемом соотношении сульфиды или оксиды металлов VI и VIII групп или молибдаты, вольфраматы никеля или кобальта. Сульфиды гидрирующих металлов используют готовые или получают осернением катализаторной массы в процессе приготовления катализатора или его осернением перед использованием в соответствующем процессе непосредственно в реакторе.

Модифицирование цеолита ЦВМ с целью его активации осуществляют декатионированием, катионным обменом на поливалентные элементы или пропиткой активирующими соединениями.

Катализатор испытан в процессе гидрообработки прямогонного негидроочищенного масляного трансформаторного дистиллята, выкипающего в пределах 250-430°С, застывающего при +15°С, содержащего 1,8 мас.% серы и 36 об.% ароматических углеводородов.

Данный катализатор позволяет получить высокий выход целевой фракции с низкой температурой застывания. Полученный продукт по своему качеству удовлетворяет требованиям основы трансформаторного масла (согласно требованиям температура застывания не выше минус 45°С).

Катализатор испытан также в гидродепарафинизации трансформаторной фракции гидрокрекинга 311-411°С, застывающей при +10°С. В результате получена основа трансформаторного масла низкой температурой застывания (минус 53°С) и высоким выходом (86 мас.%).

Наиболее близким (прототип) по технической сущности и достигаемому результату является известный из патента №2109792 (RU, МПК6, C10G 47/20, опубл. 27.04.1998) катализатор депарафинизации, содержащий смешанную поливалентную и водородную форму высококремнеземного цеолита со степенью обмена натрия в исходном цеолите на поливалентный катион или их смесь не менее 50 мас.% при суммарной степени обмена не менее 95 мас.%. Катализатор готовят по стандартной методике.

Катализатор по прототипу реализован в процессе получения низкозастывающих нефтепродуктов при следующих условиях: Т=260-380°С; Р=4-5 МПа; V=2-6 ч-1; H2/сырье = 500-1500.

В качестве сырья использовали масляные фракции (продукт гидрокрекинга 240-420°С), содержащие 25,6 мас.% н. парафиновых углеводородов, 6,3 мас.% ароматических углеводородов и застывающих при +15°С, а также прямогонную дизельную фракцию (190-360)°С, содержащей 0,5 мас.% серы и застывающей при -9°С,

Известный катализатор, включающий: NiO - 4,0; МоО3 - 8,0; цеолит FеНЦВМ - 67,0; Al2O3 - остальное, либо NiO - 3,0; WO3 - 9,0; цеолит FеНЦВМ - 67,0; Al2O3 - остальное, либо NiO - 16,0; WO3 - 24,0; цеолит FеНЦВМ - 40,0; Al2O3 - остальное, позволяет получать целевой продукт с низкой температурой застывания и достаточно высоким выходом целевой фракции.

Недостатки прототипа заключаются в недостаточно высокой степени кристалличности цеолита, в использовании сложных, дефицитных и дорогих реагентов при его изготовлении, в более низком выходе базовой основы трансформаторного масла и в более низкой температуре его застывания.

Задачей изобретения является расширение арсенала высоко активных цеолитсодержащих катализаторов депарафинизации масляных фракций, обеспечивающих получение более высокого выхода базовой основы трансформаторного масла с улучшенными физико-химическими и потребительскими свойствами (с более низкой температурой застывания).

Технический результат, достижение которого обеспечивает реализация изобретения, заключается в:

- повышении выхода целевого продукта,

- понижении температуры застывания целевых продуктов,

- понижении температуры процесса депарафинизации,

- сокращении материальных затрат.

Устранение указанных недостатков и достижение технического результата от реализации цеолитсодержащего катализатора депарафинизации масляных фракций на основе высококремнеземного цеолита, включающего гидрирующие компоненты и добавки, достигают тем, что компоненты содержатся в следующих соотношениях, мас.%:

Цеолит 50,0-70,0
МоО3 4,0-5,0
ZnO 1,0-3,0
P2O5 1,0-2,0
B2O3 1,0-3,0
γAl2O3 Остальное до 100

а используемый для приготовления катализатора высококремнеземный цеолит структурного типа ZSM-5 имеет: степень кристалличности 95-100%; размеры кристаллитов 5-30 мкм; статическую емкость по парам гептана 0,18-0,21 см3/г; силикатный модуль 30,0-55,0.

Сопоставительный анализ прототипа и заявляемого изобретения показывает, что общими признаками катализаторов является их основа - высококремнеземный цеолит, гидрирующие компоненты и добавки.

Отличительной особенностью патентуемого катализатора является то, что компоненты содержатся в следующих соотношениях, мас.%:

Цеолит 50,0-70,0
МоО3 4,0-5,0
ZnO 1,0-3,0
P2O5 1,0-2,0
B2O3 1,0-3,0
γAl2O3 Остальное до 100

а используемый для приготовления катализатора высококремнеземный цеолит структурного типа ZSM-5 имеет: степень кристалличности 95-100%; размеры кристаллитов 5-30 мкм; статическую емкость по парам гептана 0,18-0,21 см3/г; силикатный модуль 30,0-55,0.

Высококремнеземный цеолит получают следующим образом. Готовят суспензию порошкообразного силикагеля в водном растворе гидроксида натрия, проводят кристаллизацию полученной суспензии при температуре 100-120°С в течение 8-12 часов, при подъеме температуры со скоростью 10°С в час, после чего суспензию охлаждают и смешивают с водным раствором алюмината натрия, кристаллизацию смеси проводят при температуре 150-170°С в течение 24-48 ч, после чего осуществляют промывку с использованием нитрата аммония (хлорида аммония), сушку и прокалку цеолита. Получают высококремнеземный цеолит структурного типа ZSM-5, который имеет: степень кристалличности 95-100%; размеры кристаллитов 5-30 мкм; статическую емкость по парам гептана 0,18-0,21 см3/г; силикатный модуль 30,0-55,0.

Цеолитсодержащий катализатор на основе высококремнеземного цеолита (структурного типа ZSM-5) готовят следующим образом. Для приготовления носителя смешивают гидроксид алюминия марки А-64 с борной кислотой. Затем добавляют расчетное количество высококремнеземного цеолита, полученную смесь пептизируют расчетным количеством азотной кислоты, формуют, провяливают при комнатной температуре в течение 24 часов, сушат при температуре 100÷120°С в течение 2 часов, прокаливают при температуре 350-650°С.

После прокаливания полученный носитель пропитывают по водопоглощению расчетным количеством фосфорнокислого раствора активных компонентов. Пропитанный катализатор сушат при температуре 100-120°С в течение 2-х часов и прокаливают при 460-480°С в течение 4-х часов. Подъем температуры осуществляют со скоростью 100°С в час. Получают катализатор при следующем содержании компонентов, мас.%:

Цеолит 50,0-70,0
МоО3 4,0-5,0
ZnO 1,0-3,0
P2O5 1,0-2,0
B2O3 1,0-3,0
γAl2O3 Остальное до 100

Реализацию изобретения иллюстрируют нижеприведенные примеры. В таблице 1 представлены соотношение компонентов в катализаторах и количество ингредиентов, необходимых для их приготовления, в таблице 2 - температурный режим приготовления катализаторов и их физико-химические свойства.

Катализаторы по примерам 1-3 испытаны в процессе депарафинизации фракции гидрокрекинга (продукт гидрокрекинга), выкипающей в пределах 280-400°С и застывающей при +15°С. Процесс осуществляют при следующих условиях: давление - 4,0 МПа; температура - 280-320°С; объемная скорость подачи сырья - 1,2 ч-1; соотношение ВСГ:сырье - 1500:1 н. об./об. сырья. Температурный режим процесса депарафинизации и показатели, характеризующие активность заявляемого катализатора, представлены в таблице 3.

Таблица 1
Химический состав катализаторов Соотношение компонентов в катализаторах
Пример 1 Пример 2 Пример 3
Граммы Мас.% Граммы Мас.% Граммы Мас.%
Цеолит 117 70,0 83 50 100 60
МоО3 6,1 5,0 6,1 5,0 4,9 4,0
ZnO 2,0 2,0 1,5 1,5 2,5 2,5
P2O5 3,3 1,7 1,9 1,0 3,3 1,7
B2O3 4,5 2,5 4,5 2,5 4,5 2,5
γAl2O3 7,5 18,8 160 40 117,2 29,3
Таблица 2
Показатели Примеры
1 2 3
Температура
прокалки носителя после формовки, °С
500 500 500
Температура прокалки носителя после пропитки активными компонентами, °С 480 480 480
Прочность катализатора, кг/мм 1,8 2,2 1,8
Насыпной вес катализатора, г/дм3 0,60 0,67 0,66

Показано, что патентуемый катализатор позволяет обеспечить получение базовой основы трансформаторного масла (БОТМ) с температурой застывания минус 59-69°С. Выход целевой фракции при этом составляет 83,9-90,9 мас.%. Для сравнения испытан катализатор по прототипу, который включает: NiO - 4,0; МоО3 - 8,0; цеолит FeНЦBM - 67,0; Al2O3 - остальное. Депарафинизацию осуществляют в аналогичных условиях при температуре 320°С. При этом получены более низкий выход целевого продукта (83,0 мас.%) и более высокая температура его застывания (-46,7°С).

Реализация патентуемого катализатора позволяет получить технический результат, который достигают не аддитивным вкладом каждого компонента, а за счет суммарного синергетического эффекта.

Таблица 3
Температура, °С Выход целевой фр. 250°С - КК, мас.% Температура застывания целевой фракции, °С
320 84,1-84,5 Минус 68 - минус 69
300 83,9-85,0 67-68
290 87,0-89,0 59-60
280 90,0-90,9 59-60

Цеолитсодержащий катализатор депарафинизации масляных фракций на основе высококремнеземного цеолита, включающий гидрирующие компоненты и добавки, отличающийся тем, что основой является высококремнеземный цеолит структурного типа ZSM-5, имеющий: степень кристалличности 95-100%; размеры кристаллитов 5-30 мкм; статическую емкость по парам гептана 0,18-0,21 см3/г; силикатный модуль 30,0-55,0, а компоненты содержатся в следующих соотношениях, мас.%:

Цеолит 50,0-70,0
MoO3 4,0-5,0
ZnO 1,0-3,0
P2O5 1,0-2,0
B2O3 1,0-3,0
γAl2O3 Остальное до 100



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу производства жидкого топлива. .

Изобретение относится к катализатору и способу переработки тяжелых углеводородов. .

Изобретение относится к катализатору превращения углеводородов, содержащему цеолиты, способу его приготовления и способу превращения углеводородных нефтепродуктов на катализаторе.

Изобретение относится к переработке нефти, в частности, к гидрооблагораживанию нефтяных фракций. .

Изобретение относится к способу каталитической депарафинизации смазочных масел. .

Изобретение относится к способу гидрокрекинга углеводородного сырья с целью получения базового компонента смазочного масла. .
Изобретение относится к области катализа. Описан способ приготовления катализатора для получения ароматических углеводородов путем конверсии углеводородных газов, включающий нанесение молибдена на носитель, представляющий собой цеолит HZSM-5, путем пропитки его водным раствором соли молибдена с последующей прокалкой на воздухе при температуре 500-600°С, причем цеолит HZSM-5 в виде порошка предварительно подвергают деалюминированию путем его термопаровой обработки в токе воздуха с парциальным давлением паров воды 10-60 кПа при температуре 450-550°С, и полученный цеолит HZSM-5 с суммарным содержанием молибдена 2-5 мас.% смешивают с инертным материалом, активно поглощающим СВЧ энергию, на основе оксида или карбида металла при массовом соотношении компонентов 2-4:1, соответственно.
Изобретение относится к области катализа. Описан способ приготовления катализатора для получения бензола из метана путем его конверсии, включающий нанесение молибдена на носитель, представляющий собой цеолит HZSM-5, путем пропитки его водным раствором соли молибдена с последующей прокалкой на воздухе при температуре 500-600°С, причем цеолит HZSM-5 предварительно подвергают деалюминированию путем его термопаровой обработки в токе воздуха с парциальным давлением паров воды 10-100 кПа при температуре 450-550°С.

Изобретение относится к способам превращения метана в высшие углеводороды. .
Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и посвящено созданию катализаторов, используемых в переработке низкооктановых бензиновых фракций различного происхождения в высокооктановый бензин.
Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и к созданию катализаторов, используемых в переработке алифатических углеводородов С 2-С12 и метанола в высокооктановый бензин и ароматические углеводороды.

Изобретение относится к способу дегидроароматизации метана для получения жидких ароматических соединений и гидрированных производных. .

Изобретение относится к разработке катализатора для дегидрирования алифатических углеводородов С2-С 5 в соответствующие олефиновые углеводороды С2 -С5, способу его получения и способу получения олефиновых углеводородов.

Изобретение относится к способу превращения этилбензола, включающий стадию введения смешанного С8 ароматического углеводородного сырья, содержащего этилбензол, в контакт с катализатором(ами), содержащими, по меньшей мере, один металл, выбранный из металлов Группы VII и VIII в присутствии Н2 для превращения указанного этилбензола в бензол.

Изобретение относится к нефтехимической и химической промышленности, в частности к способу приготовления сформованных катализаторов конверсии метана в ароматические углеводороды и водород в неокислительных условиях.

Изобретение относится к применению катализаторов для превращения кислородсодержащих соединений до низших олефинов. .
Наверх