Катализатор для ароматизации нефтяных фракций

 

ОЛ ИСАНИЕ„„971465

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 12.09 77 (21) 2533579/23-04 с присоединением заявки Р1е(23) Приоритет—

Опубликовано 07. 11.82. Бюллетень Ют 41

Дата опубликования описания 07. 11.82 (53)M. Кл.

В 01 J 23/62 /

С 07 С 15/00

Втоударствеииый комитет

СССР до делам изобретеиий и открытий (53) УДК 66. 097.

3 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Г.Л. Рабинович и В.Н. Можайко

ttp, н I »r (71) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ АРОМАТИЗАЦИИ НЕФТЯНЫХ

ФРАКЦИЙ группы, содержащей германий, рений, свинец, серу, железо, цинк

Окись алюминия

0,05- 20

Остальное

Изобретение относится к производству катализаторов для получения ароматических углеводородов из нефтяных фракций конверсией с водяным паром.

Известен катализатор для аромати5 зации углеводородов, содержащий платину, палладий и окись хрома на окиси алюминия (1 ).

Наиболее близким к предлагаемому катализатору является катализатор для ароматизации нефтяных фракций конверсий с водяным паром, содержащий родий на окиси алюминия (2).

Недостатком этого катализатора является невысокий выход бензола (8-16,5ф на пропущенное сырье).

Целью изобретения является повышение активности катализатора.

Цель достигается тем, что катали-го затор, включающий родий на окиси алюминия, дополнительно содержит один или несколько элементов; выбранных из группы, содержащей германий, рений, свинец, серу, железо, цинк при следующем соотношении компонентов вес. 0:

Родий 0,1 - 1,0

Один или несколько элементов из

Катализаторы применяют для ароматизации нефтяных фракций, содержащих в основном парафиновые и нафтеновые углеводороды. К такому сырью относятся предпочтитель но прямогонные бензиновые фракции нефти, парафиновые рафинаты,остающиеся после извлечения ароматических углеводородов. Катализаторы применяют при 450-700 С предпочтительно при 500-600 С. Ука",,1 занные температуры выше, чем те, при

Пример 3. Опыт проводят на катализаторе, содержащем 0,61

Rh и 201 Fe(остальное окись алюминия), на таком же сырье и в тех же условиях (кроме температуры), как в примере 1.

При 560 С выход, вес.:., жидкого продукта составляет 42,1, выход ароматических углеводородов 23,8, в том числе бензола 22,3 и толуола 1,5.

Состав газообразных продуктов, об.3: Н 72,3; СО 18,5; CO 6,6;

СН4 2,6.

Пример 4. Опыт проводят на катализаторе, содержащем, вес,1, 0,6 Rh и 0,5 Qe, остальное окись алюминия.

Условия опыта те же, что и в примере 1, за исключением температуры, 3 9714 которых используют нвпромотированныи алюмородиевый катализатор (400-500©С).

Гсли на обычном алюмородиевом катализаторе повышать температуру до 500ОС и выше, то выход ароматических углеводородов не увеличивается, а напротив снижается, при этом растет несе ле тивная конверсия сырья с водяным пазом.

При использовании промотированных >0 алюмородиевых катализаторов с повыше. нием температуры выход ароматических углеводородов возрастает и превосходит выход ароматических углеводородов, полученных на алюмородиевом 15 катализаторе при оптимальной температуре. В зависимости от состава рекомендуемого катализатора наиболее высокие выходы достигаются при разных для каждого катализатора темпе- 20 ратурах, которые находятся в основном в интервале 500-650"С. Весовое соотношение водяной пар: сырье, как в известном способе, находится в пределах 0,5-5:1.

2S

Катализаторы согласно изобретению позволяют увеличить выходы ароматических углеводородов (особенно бенэо.па ) в !,2-2 раза по сравнению с выходом, получаемым при использовании известного алюмородиевого катализатора.

В приводимых ниже примерах результаты для каждого катализатора приведены лри оптимальной температуре.

Пример 1. В качестве сырья используют прямогонную бензиновую фракцию нефти, выкипающую в пределах

62-10 5о С.

Характеристика сырья:

Плотность 0,701 г/см

Углеводородный состав, вес. r.: парафиновые f5,9 нафтеновые 2.1,0 ароматические 3,1

45 содержание серы .1 ррах

Опыт проводят на катализаторе, содержащем, вес. ь, 0,6 Rh, 1, О Re

98,4 окиси алюминия. Катализатор готовят пропиткой 10 г окиси алюмиS0 ния (,шарики диаметром 2„2-2,5 мм, объем пор 0,5 см /г, насыпной вес

0,75 г/см, суммарный объем пор

0,45 см /г } 14 мл водного раствора

HRe0g и RhC(ЗН20, содержащего

O,ОЬ г родия и 0,1 г рения в пересчете на металл. В раствор добавляют

2 ;, уксусной кислоты.

65 б

Пропитывание проводят при перемешивании с одновременным упариванием раствора. Катализатор сушат при

50; 1l0 и 130 С (по 3 ч), а затем прокаливают в токе воздуха при

500 С. Далее катализатор (2,6 г) обрабатывают водородом, подаваемым с объемной скоростью 1000 ч ", и проводят опыт. Условия опыта: весовая скорость подачи углеводородного сырья 1,54 г/г катализатора 1ч,весовое соотношение вода: сырье = 1,5, температура 520 С. В этом примере и во всех последующих приводятся температуры, при которых достигнуты наилучшие результаты. Выход, вес.3, жидкого продукта С 67,5, выход ароматических углеводородов 28,8, в том числе бензола 22,7 и толуола 6,1.

Состав газообразных продуктов, об. ;:

H g 73,1; СО 16,5: СО2 8,4; СН,» 2.

Длительность опыта 3 ч.

Например 2 (для сравнения) . Опыт проводят в присутствии катализатора, содержащего 0,6 sec.i, Rh на том же алюмоокисном носителе. Сырье и условия опыта (кроме температуры) те же, что и в примере 1. Температуры и выход ароматических углеводородов, в том числе бензола и толуола, приведены в табл.1.

Из данных примера 2 следует, что выход ароматических углеводородов при повышении температуры от 430 до 460 С повышается до 17 вес. !, а при дальнейшем повышении температуры снижается. Лучший результат, достигнутый на таком катализаторе, значительно ниже, чем на катализаторе с добавкой рения.

971465

Таблица 1

В ыход ароматических углевоцородов, вес.1 суммарный

Температура, OC

430

9,8

2,1

7,7

1,8

460

1 7, 0

15,2

0,4

6,3

490

5,9

5 которая составляет 650 С. Выход, вес. 1, жидкого продукта 49,2, выход ароматических углеводородов 25,8 в том числе бенэола 18,5 и толуола 7,3.

Состав газообразных продуктов,об.i: s

kg 67,2; CO 8,5; С0 20,7; СН4 0,6.

Пример 5. Катализатор содержит,вес.Ф: 0,6 Rh и 0,1 S,oñòàëüное окись алюминия. При условиях примера 1 и температуре 640 С,вес., жидкого продукта 29,1, выход ароматических углеводородов 22,9, в том числе бензола 21 и толуола 1,9. Жидкий продукт представляет собой концентрат ароматических углеводородов, содержащий их в количестве

78,5 вес.б.

Состав газообразных продуктов, об.б: Н2 74,2; СО 17,6; СО> 6,2;

СН1, 2, О. 20

Пример 6. Катализатор содержит, вес.3, 0,6 Rh и 1,0 Zn, остальное окись алюминия.

При 490 С и условиях примера 1 25 выход, вес. 1, жидкого продукта составляет 35,8, выход ароматических углеводородов — 25,1, в том числе бензола 21,5 и толуола 3,6.

Пример 7. Катализатор содер-зо жит,вес. : О, 1 Rh и 1,0 Ре, остальное окись алюминия. При 600 С и прочих условиях, как в примере 1, выход вес,ф, жидкого продукта 55,2, выход ароматических углеводородов 19,7, в том числе бензола 18,,1 и толуола 1,6.

Пример 8. Катализатор содержит,вес., 0,6 Rh и 0,4 Pb, осталь о ное окись алюминия. При 540 С и условиях примера 1 выход, вес.4, жидкого продукта 44,8, выход ароматических углеводородов 21,4, в том числе бензола 17,2 и толуола 4,2.

Пример 9. Катализатор содержит вес./, 0,6 Rh, 0,3 Fe, 0,4 Pb остальное окись алюминия. При 580 С и условиях примера 1 выход, вес. 1 жидкого продукта 49,5, ароматических углеводородов 34,0,в том числе бензола 23,5 и толуола 10,5.

Состав газообразных продуктов, об,l;: Н 72,0; СО 19,6; СО 6,8; сн 1,6.

Пример 10. Катализатор содержит,вес.I, 1,0 Rh и 1,0 Re на окиси алюминия. При условиях примера 1 выход, вес., жидкого продукта 61,4, выход ароматических 32,5, в том числе бенэола 25,0 и толуола 7,5.

Повышение содержания родия до

1 вес. приводит к получению хороших показателей, однако такое повышение нецелесообразно в связи с высокой стоимостью катализатора.

В табл.2 приведена серия сравнительных примеров, иллюстрирующих пределы концентраций компонентов в катализаторе. Во всех примерах приводятся результаты опыта при температуре, обеспечивающей наилучший выход ароматических углеводородов на .таком катализаторе. Все прочие условия те же, что в примере 1.

Ьензола толуола

971465

Таблица 2

Выход ароматических, вес,i

Номер примера

Состав катализатора, вес.3 бензола толуола суммарный

Rh Re

460

16,4

11 0,6

2,6

0,05

19,0

6,1

0,6

28,8

520

22,7

0,6

540

28,9

34,6

5,7

0,6

480

10,4

О, 05

2,6

13,0

0 5

0,6

650

18,5

25,8

7,1

0,6

650

2,0

7,8

10,1

17,9

0,6

460

16,1

0,2

18,2

2,1

0,6

520

20,1

1,9

22,0

560

0,6

23,8

22 3

1,5

0,6

480

15,8

0,05

17,8

2,0

0,6

640

О,!.21, О

1,9

22,9

0,6

0,5

720

20,2

23,7

3,5

19

2,0

0,6

480

14,8

16,8

0,1

0,6

0,4

540

4,5

21,7

17 2

0,6

690

10,4

16,5

6,1

17,5

0,6

460

0,1

15,5

2,0

1,0

3,6

0,6

490

21,5

25,1

4, 6

0,6

31,4

510

26,0

7 0,1

10, 1,О

600

1,0

18,1

1,6

19,7

25,0

520

32,5

1,0

7,5

М

Увеличение содержания Re вес.24 невыгодно из-за его дефицитности. о

22

3,0

3,0

Температура, С

971465

10 группы, содержащей германий, рений, свинец, серу, железо, цинк

Окись алюминия

0,05 -20

Остальное

1. Патент СИА М 3554901, кл. 208-136, опублик. 1971.

Составитель Е.Джуринская

Редактор З.Бородкина Техред T.Ìàòîöêà Корректор IO.Ìàêàðåíêo

Заказ 8793/18 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ lосударстяенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Формула изобретения

Катализатор для ароматизации нефтяных фракций путем конверсии с водяным паром, включающий родий на окиси алюминия, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения активности катализатора, он дополнительно содержит один или несколько элементов, выбранных из группы, содержащей германий, рений, свинец, серу, железо, цинк при следующем соотношении компонентов, вес. 1:

Родий 0,1 — 1,0

Один или несколько элементов из

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Авторское свидетельство СССР

11 386564, кл С 07 С 3/58, 1969 (npo1$ тотип).