Способ получения синтетического цеолита структурного типа пентасил

Изобретение относится к получению гранулированного катализатора из синтетического цеолита структурного типа пентасил с высоким содержанием цеолитной фазы. Полученный катализатор может быть использован в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, в частности в процессах селективной гидродепарафинизации, алкилирования, изомеризации алкилароматических углеводородов и других. Описан способ получения гранулированного синтетического цеолита структурного типа пентасил, включающий смешение компонентов порошкообразного цеолита структурного типа пентасил 70-80 мас.%, этилсиликата-40 в пересчете по SiO2 15-20 мас.% и модифицированного крахмала 5-10 мас.%, увлажнение, механическую грануляцию, сушку, прокалку и термопаровую активацию. Технический результат - получение гранулированного катализатора из синтетического цеолита структурного типа пентасил с высокими показателями механической прочности и каталитической активностью. 1 з.п. ф-лы, 4 пр., 2 табл.

 

Изобретение относится к получению гранулированного катализатора синтетического цеолита структурного типа пентасил с высоким содержанием цеолитной фазы. Полученный катализатор может быть использован: в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, в частности в процессах селективной гидродепарафинизации, алкилирования, изомеризации алкилароматических углеводородов и другие.

На эксплуатационные качества гранулированных промышленных катализаторов влияют природа и содержание активной и связующей фазы и технология их получения. Производство цеолитсодержащих катализаторов при многообразии технологических схем состоит из следующих основных стадий: подготовка цеолитного компонента (декатионирование, деалюминирования, катионного модифицирования); подготовки связующего; подготовки катализаторной массы и формования гранул; сушки и прокаливания гранул.

От эффективности катализатора зависит эффективность процесса, в котором он применяется, поэтому к качеству промышленного катализатора предъявляют достаточно жесткие требования: высокая активность, обеспечивающая проведение процесса в более мягком режиме и тем самым определяющая выбор технологической схемы, конструкцию и материал аппаратов; высокая селективность, обеспечивающая максимальный выход целевого продукта на сырье; высокая производительность; продолжительная эксплуатация без регенерации (или с минимальным числом регенераций); высокая термическая стабильность и способность к регенерации; повышенная механическая прочность гранул при работе в стационарном слое

Для катализаторных систем, состоящих из активного компонента и связующего, природа связующего играет немаловажное значение на эксплуатационные характеристики будущего катализатора. Полученный катализатор в дальнейшем может быть модифицирован обменом катиона в цеолите на другие катионы с целью придания специфических эксплуатационных свойств цеолитсодержащего гранулированного катализатора.

Порошкообразный цеолит структурного типа пентасил может быть получен гидротермальной кристаллизацией щелочных алюмокремнегелей, содержащих как правило, органическое вещество, играющее роль структурообразователя, и часто компенсирующий катион.

Брутто формула порошкообразного цеолита структурного типа пентасил представляет состав Na2O Al2O3 xSiO2 уН2О, где х имеет значение в интервале 20-100.

В промышленной практике широкое применение нашли именно гранулированные цеолитные катализаторы из-за удобства их применения. Порошкообразный цеолит не формуется в гранулы, поэтому в дальнейшем была развита технология получения гранулированного цеолитсодержащего катализатора со связующим.

Для цеолитсодержащих катализаторов важными показателями являются содержание цеолитной фазы в грануле, вторичная пористость, насыпной вес и механическая прочность на раздавливание, которые определяют его эксплуатационные характеристики. Для эффективного катализатора в проточном режиме важны оптимальные соотношения показателей степени кристалличности по цеолиту, вторичной пористости, насыпного веса и механической прочности на раздавливание. Важно также, чтобы связующее был инертным в каталитическом процессе.

Известен способ получения цеолитного катализатора, в котором цеолит структурного типа пентасил смешивают с гидроксидом алюминия бемитной структуры при весовм соотношении 60:40, формуют черенки, сушат и прокаливают. [Патент ФРГ №3506632, кл. С07С 667/10, 1986].

Недостатком способа является, то что гидроксид алюминия бемитной структуры после прокалки при 500°С переходит в оксид алюминия гамма-модификации. При высоких температурах процесса оксид алюминия гамма-модификации проявляет каталитическую активность кислотно-основного типа, что снижает селективность процесса.

По этой же причине при получении цеолитсодержащего катализатора выбор в качестве связующего различных глин (алюмосиликатов) не лишен этих недостатков. Из литературных данных известно, что инертными материалами в качестве связующих могут быть использованы соединения оксида кремния.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ получения гранулированного цеолитного катализатора [патент РФ 2099138 С1], включающего смешивание цеолита типа пентасил с аэросилем и связующим поливиниловым спиртом и увлажнение водой или уксусной кислотой, формование, сушку, прокалку и активацию.

Недостатком этого способа является то, что для увлажнение применят в ряде случае уксусную кислоту до 30%. А также низкое содержание цеолита типа пентасил в составе катализатора до 50%.

Целью предлагаемого изобретения является совершенствование технологии получения и улучшении свойств гранулированного катализатора со связующим содержащего в своем составе цеолит структурного типа пентасил, который бы имел меньше технологических стадий и позволил при этом сохранить высокие эксплуатационные свойства катализатора.

Поставленная цель достигается следующим образом.

Смешение компонентов порошкообразного цеолита структурного типа пентасил 70-80% масс. и модифицированного крахмала 5-10% масс, в смесителе Z-образными лопастями с паровым обогревом. При достижении однородной массы в смеситель добавляется этилсиликат-40 в пересчете по SiO2 15-20% масс. При необходимости смешиваемая масса дополнительно увлажняется. Механическая грануляция на экструдере, затем сушка при температуре 120-150°С, прокалка при температуре 500-600°С и термопаровая активация.

Промышленная применимость предлагаемого способа получения подтверждается следующими примерами.

Сырье:

1. Цеолит структурного типа пентасил, порошкообразный ZSM-5. Потери при прокаливании ППП = 2-3%.

2. Модифицированный крахмал.

3. Этилсиликат-40, содержание SiO2 38-42%.

4. Вода химически очищенная (ХОВ).

Оборудование:

1. Z-образный смеситель на 100л См-2.

2. Шнековый экструдер ШЭ-1.

3. Ленточная сушильно-прокалочная печь П-1.

При приготовлении опытных составов адсорбента, компоненты берутся в расчете на сухое вещество

Пример 1

Для приготовления шихты на формовку в Z-образный смеситель (СМ-2) засыпают порошкообразный цеолит структурного типа пентасил 35 кг, затем при перемешивании добавляют модифицированный крахмал 5 кг. При достижении однородной массы в смеситель добавляют этилсиликат-40 10 кг. После засыпки всех компонентов, формовочную массу перемешивают в смесителе в течение 0,5-1 ч. Добавляют ХОВ до получение пластичной пасты, затем формуют на шнековом экструдере (ШЭ-1). Затем сушка при температуре 120-150°С, прокалка при температуре 500-600°С и термопаровая активация в ленточной сушильно-прокалочной печи П-1.

Пример 2

Катализатор готовят аналогично примеру 1, где

цеолит структурного типа пентасил 37,5 кг,

модифицированный крахмал 5 кг,

этилсиликат-40 7,5 кг.

Пример 3

Катализатор готовят аналогично примеру 1, где

цеолит структурного типа пентасил 37,5 кг,

модифицированный крахмал 2,5 кг,

этилсиликат-40 10 кг.

Пример 4

Катализатор готовят аналогично примеру 1, где

цеолит структурного типа пентасил 40 кг,

модифицированный крахмал 2,5 кг,

этилсиликат-40 7,5 кг.

У полученных образцов затем определяли их механическую прочность на раздавливание, общий объем пор по воде, объем пор гранул в статических условиях (по бензолу и н-гексану) и насыпную плотность. Результаты определений приведены в таблице 1.

В таблице 2 преведены результаты каталитических испытаний полученных образцов в процессе облагораживания прямогонной бензиновой фракции нефти. Исходный состав сырья н-алканы (С5+) - 18,7% масс, изоалканы - 54,7% масс, нафтены (С5+) - 11,4% масс, арены - 15,2% масс. Октановое число по исследовательскому методу - 52.

Содержание связующего материала существенно влияет на его каталитические свойства, так как обуславливает вторичную пористую структуру, которая играет роль транспортных пор.

С ростом температуры происходит перераспределение высокооктановых компонентов в получаемых бензинах: снижается концентрация ароматических углеводородов и повышается количество изоалканов С5+. В результате этого, несмотря на высокий выход бензинов, их октановые числа остаются высокими и составляют более 75 пунктов. В газообразных продуктах реакции, полученных на всех образцах, преобладает пропан, его концентрация составляет около 40%

Результаты, полученные в процессе превращения прямогонной бензиновой фракции нефти, приведены ниже.

Из результатов таблицы следует, что изменение соотношения компонентов в составе смеси для формовки, оказывает существенное влияние на механическую прочность гранул конечного катализатора, на его пористость и адсорбционные характеристики. Катализатор обладает механической прочностью на раздавливание 1,63÷1,85 кг/мм2.

Анализ представленных материалов позволяет сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение дает возможность получать гранулированные катализаторы синтетического цеолита структурного типа пентасил с высокими показателями механической прочности и каталитической активностью.

1. Способ получения гранулированного синтетического цеолита структурного типа пентасил, включающий смешение компонентов порошкообразного цеолита структурного типа пентасил 70-80 мас.%, этилсиликата-40 в пересчете по SiO2 15-20 мас.% и модифицированного крахмала 5-10 мас.%, увлажнение, механическую грануляцию, сушку, прокалку и термопаровую активацию.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смешение компонентов происходит в смесителе Z-образными лопастями с паровым обогревом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области химии и может быть использовано в области пьезо- и оптоэлектроники. Способ получения силиката висмута Bi12SiO20 методом кристаллизации в тигле включает предварительное механическое смешивание исходных порошков оксида висмута Bi2O3 и оксида кремния SiO2, нагревание полученной смеси в платиновом тигле до 985±10°С - 1250±10°С с получением расплава с выдержкой не менее 15 минут, охлаждение расплава в тигле до 900±10°С - 953±10°С с изотермической выдержкой в данном интервале температур не менее 15 минут и далее на воздухе со скоростью охлаждения 3-200°С/мин.

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для катализаторов для получения необходимых в промышленности газов и в синтезе высокопрочной керамики.

Изобретение относится к области получения порошка кристаллического соединения Bi12SiO20 и может быть использовано в радиоэлектронике для создания электро- и магнито-оптических модуляторов лазерного излучения.

Изобретение относится к области нанотехнологии, радиационной и электромагнитной безопасности и может использоваться для придания веществам с нанотрубчатой структурой радиационно-защитных свойств.
Изобретение относится к способам получения титаносиликатов, используемых в качестве сорбентов и фотокатализаторов. Берут кислый титансодержащий раствор и осуществляют восстановление 20-40% титана (IV) до титана (III) путем электрохимической обработки.
Изобретение относится к материалам для сорбции. Предложен содержащий кремнезем сорбционный состав, имеющий формулу:(SiO2)x(OH)yMzSa, где М представляет собой катион металла или металлоида, S представляет собой серосодержащее соединение, выбранное из, по меньшей мере, одного из следующих соединений: сульфиды и полисульфиды, где 0,01-100% удельной площади поверхности покрыто функционализированным органосиланом.
Изобретение может быть использовано при получении сорбентов для очистки воды от токсичных неорганических веществ. Исходный каркасный титаносиликат Na3(Na,H)Ti2O2[Si2O6]2·2H2O обрабатывают 0,01-0,4 М раствором соляной кислоты в течение 0,5-2 часов с получением кристаллического слоистого титаносиликата Ti2(OH)2[Si4O10(OH)2](H2O)2.
Изобретение относится к кремнезёмсодержащим материалам. Предложен состав, содержащий вещество, имеющее эмпирическую формулу (SiO2)х(ОН)yMzOa, где М представляет собой катион металла или металлоида.
Изобретение может быть использовано для визуализации света ультрафиолетового диапазона, рентгеновского и электронного излучения в осветительных системах и оптических дисплеях.

Настоящее изобретение относится к способу получения силикофосфатного протонпроводящего материала и может быть использовано для изготовления мембран топливных элементов.

Изобретение относится к технологии приготовления наночастиц катализатора окислительного дегидрирования углеводородов в условиях СВЧ активации (нагрева) реакционной массы, и в частности Mo-V-Te-Nb-Ox катализатора окислительного дегидрирования этана (ОДЭ).

Каталитическая микросфера каталитического крекинга со взвешенным катализатором, содержащая цеолит, где указанная микросфера сформирована из пульпы, содержащей: i) каолин, который прокаливали вне его экзотермического перехода; и или ii) кристаллы цеолита, или iii) гидратированный каолин и/или метакаолин, пульпа была смешана с 0.005-0.5 мас.% катионоактивного полиэлектролита относительно массы i) + ii) или i) + iii) перед или во время формирования указанной микросферы.

Изобретение относится к способу активации самоактивирующегося катализатора гидрообработки, использующегося в обработке тяжелого углеводородного сырья, содержащий этап, на котором приводят в контакт самоактивирующийся катализатор гидрообработки с паром.
Изобретение относится к способу получения ионной жидкости. Способ включает следующие стадии: a) приведение по меньшей мере одного акцептора электронной пары в контакт с по меньшей мере одним донором электронной пары с образованием аддукта, причем молярное соотношение акцептора электронной пары и донора электронной пары варьируется приблизительно от 1:1 до 1:5, при этом донор электрона выбран из группы, включающей в себя фосфин, амид, алкилсульфоксид, сложный эфир и спирт, или любую их комбинацию; и b) приведение аддукта в контакт с по меньшей мере одним акцептором электронной пары с получением ионной жидкости, причем молярное соотношение аддукта и акцептора электронной пары варьируется приблизительно от 1:1 до 1:6.

Изобретение относится к способам приготовления катализаторов гидроочистки нефтяных фракций с температурой начала кипения выше 360°С для получения сырья с низким содержанием серы и азота, которое далее перерабатывается в процессе гидрокрекинга.

Настоящее изобретение относится к каталитической композиции для оксихлорирования этилена до 1,2-дихлорэтана, содержащей: подложку, имеющую осажденные на ней каталитически активные металлы, содержащие от 2 до 8 % по массе меди, от 0,1 до 0,6 моль/кг одного или более щелочных металлов, от 0,08 до 0,85 моль/кг одного или более щелочноземельных металлов, и от 0,09 до 0,9 моль/кг Mn, причем количество каждого из каталитически активных металлов приведено в расчете на общую массу композиции катализатора, все каталитически активные металлы нанесены на подложку в виде их хлоридов или других водорастворимых солей, подложка представляет собой псевдоожижаемую подложку, имеющую площадь поверхности по БЭТ от 80 до 220 м2/г, и причем каталитическая композиция не содержит редкоземельных металлов.

Настоящее изобретение относится к способу получения простых эфиров, которые могут быть использованы в качестве присадок к моторным топливам, а также в качестве цетаноповышающих добавок к дизельному топливу.

Изобретение относится к способам производства нанесенного на подложку медного катализатора оксихлорирования этилена путем (i) пропитки, на первом этапе, глиноземного носителя первым водным раствором, который содержит медь, щелочной металл и необязательно щелочноземельный металл, для формирования таким образом первого каталитического компонента; и (ii) пропитки, на следующем этапе, первого каталитического компонента вторым водным раствором, который содержит медь и щелочноземельный металл.

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к приготовлению носителей катализаторов глубокого гидрообессеривания вакуумного газойля, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к катализатору для обработки выхлопных газов при селективном каталитическом восстановлении оксидов азота, содержащему: (a) от 1 до 99 масс.% октаэдрического молекулярного сита (OMS), содержащего оксид марганца; и (b) от 1 до 99 масс.% молекулярного сита (молекулярных сит) со средними порами и/или с крупными порами, где катализатор представляет собой композитный катализатор и октаэдрическое молекулярное сито (OMS) сформировано в присутствии молекулярного сита.

Изобретение относится к катализатору для обработки выхлопных газов при селективном каталитическом восстановлении оксидов азота, содержащему: (a) от 1 до 99 масс.% октаэдрического молекулярного сита (OMS), содержащего оксид марганца; и (b) от 1 до 99 масс.% молекулярного сита (молекулярных сит) со средними порами и/или с крупными порами, где катализатор представляет собой композитный катализатор и октаэдрическое молекулярное сито (OMS) сформировано в присутствии молекулярного сита.

Изобретение относится к получению гранулированного катализатора из синтетического цеолита структурного типа пентасил с высоким содержанием цеолитной фазы. Полученный катализатор может быть использован в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, в частности в процессах селективной гидродепарафинизации, алкилирования, изомеризации алкилароматических углеводородов и других. Описан способ получения гранулированного синтетического цеолита структурного типа пентасил, включающий смешение компонентов порошкообразного цеолита структурного типа пентасил 70-80 мас., этилсиликата-40 в пересчете по SiO2 15-20 мас. и модифицированного крахмала 5-10 мас., увлажнение, механическую грануляцию, сушку, прокалку и термопаровую активацию. Технический результат - получение гранулированного катализатора из синтетического цеолита структурного типа пентасил с высокими показателями механической прочности и каталитической активностью. 1 з.п. ф-лы, 4 пр., 2 табл.

Наверх