Макро- и мезопористый катализатор с однородно распределенной активной никелевой фазой и средним диаметром макропор от 50 до 300 и его применение в гидрировании углеводородов - заявка 2017100933 на патент на изобретение в РФ

1. Катализатор, содержащий обожженную оксидную матрицу, преимущественно из оксида алюминия, и активную фазу, содержащую никель, причем указанная активная фаза по меньшей мере частично однородно распределена внутри указанной обожженной оксидной матрицы преимущественно из оксида алюминия, причем содержание никеля составляет от 5 до 65 вес.% указанного элемента от полной массы катализатора, указанная активная фаза не содержит металла группы VIB, частицы никеля имеют диаметр меньше 15 нм, причем указанный катализатор имеет средний диаметр мезопор в интервале от 12 нм до 25 нм, средний диаметр макропор в интервале от 50 до 300 нм, объем мезопор, измеренный ртутной порозиметрией, больше или равный 0,40 мл/г, и полный объем пор, измеренный ртутной порозиметрией, больше или равный 0,45 мл/г.
2. Катализатор по п. 1, в котором объем макропор составляет от 10% до 40% от полного объема пор.
3. Катализатор по п. 1 или 2, в котором содержание никеля составляет от 10 до 34 вес.% указанного элемента от полной массы катализатора.
4. Катализатор по пп. 1-3, не содержащий микропор.
5. Катализатор по пп. 1-4, в котором частицы никеля имеют диаметр от 1,5 до 12 нм.
6. Катализатор по пп. 1-5, в котором активная фаза полностью распределена однородно.
7. Катализатор по пп. 1-5, в котором часть активной фазы распределена в результате пропитки на поверхности обожженной оксидной матрицы преимущественно из оксида алюминия.
8. Способ получения катализатора по пп. 1-7, включающий следующие этапы:
a) первый этап осаждения, в водной реакционной среде, по меньшей мере одного основного предшественника, выбранного из алюмината натрия, алюмината калия, аммиака, гидроксида натрия и гидроксида калия, и по меньшей мере одного кислого предшественника, выбранного из сульфата алюминия, хлорида алюминия, нитрата алюминия, серной кислоты, соляной кислоты и азотной кислоты, причем по меньшей мере один из основного или кислого предшественников содержит алюминий, относительный расход кислого и основного предшественников выбирают так, чтобы получить pH реакционной среды в интервале от 8,5 до 10,5, и расход одного или нескольких кислого и основного предшественников, содержащих алюминий, регулируют так, чтобы получить глубину реакции на первом этапе в интервале от 5% до 13%, причем глубина реакции определена как доля оксида алюминия в эквиваленте Al2O3, образованного на указанном первом этапе осаждения, от полного количества оксида алюминия в эквиваленте Al2O3, образованного на выходе с этапа c) способа получения, причем указанный этап осуществляют при температуре от 20°C до 90°C в течение периода от 2 до 30 мин,
b) этап нагревания суспензии, полученной на этапе a), до температуры от 40°C до 90°C в течение периода от 7 до 45 мин, чтобы получить алюмогель,
c) второй этап осаждения суспензии, полученной на этапе нагревания b), посредством добавления в суспензию по меньшей мере одного основного предшественника, выбранного из алюмината натрия, алюмината калия, аммиака, гидроксида натрия и гидроксида калия, и по меньшей мере одного кислого предшественника, выбранного из сульфата алюминия, хлорида алюминия, нитрата алюминия, серной кислоты, соляной кислоты и азотной кислоты, причем по меньшей мере один из основного или кислого предшественника содержит алюминий, относительный расход кислого и основного предшественников выбирают так, чтобы получить pH реакционной среды в интервале от 8,5 до 10,5, и расход одного или нескольких кислого и основного предшественников, содержащих алюминий, регулируют так, чтобы получить глубину реакции на втором этапе в интервале от 87% до 95%, причем глубина реакции определена как доля оксида алюминия в эквиваленте Al2O3, образованного на указанном втором этапе осаждения, от полного количества оксида алюминия в эквиваленте Al2O3, образованного на выходе с этапа c) способа получения, причем указанный этап осуществляют при температуре от 40°C до 90°C в течение периода от 2 до 50 минут,
d) этап фильтрации суспензии, полученной на этапе c) второго осаждения, чтобы получить алюмогель,
e) этап сушки указанного алюмогеля, полученного на этапе d), чтобы получить порошок,
f) этап термической обработки порошка, полученного на этапе e), при температуре от 500°C до 1000°C, в присутствии или в отсутствии потока воздуха, содержащего до 60 об.% воды, чтобы получить обожженный пористый оксид алюминия,
g) этап смешения обожженного пористого оксида алюминия, полученного на этапе f), с раствором, содержащим по меньшей мере один предшественник никеля, чтобы получить пасту,
h) этап формования полученной пасты,
i) этап сушки формованной пасты при температуре от 15°C и до температуры ниже 250°C, чтобы получить сухой катализатор,
j) факультативно, термическая обработка указанного сухого катализатора при температуре от 250°C до 1000°C в присутствии или в отсутствии воды.
9. Способ по п. 8, в котором после этапов i) или j) осуществляют по меньшей мере один этап восстановительной обработки k) в присутствии восстановительного газа, чтобы получить катализатор, содержащий никель по меньшей мере частично в форме металла.
10. Способ по п. 9, в котором перед или после этапа восстановительной обработки k) осуществляют этап пассивации l) с помощью соединения серы или соединения кислорода или с помощью CO2.
11. Способ по одному из пп. 8-10, в котором глубина реакции на первом этапе осаждения a) составляет от 6% до 12%.
12. Способ по одному из пп. 8-11, в котором кислый предшественник на этапах a) и c) выбран из сульфата алюминия, хлорида алюминия и нитрата алюминия, и в котором основный предшественник на этапах a) и c) выбран из алюмината натрия и алюмината калия.
13. Способ гидрирования, в котором катализатор по одному из пп. 1-7 или катализатор, который может быть получен по одному из пп. 8-12, приводят в контакт в присутствии водорода с углеводородным сырьем, содержащим полиненасыщенные и/или ароматические молекулы, чтобы получить выходящий поток, по меньшей мере частично гидрированный.
14. Способ гидрирования по п. 13, в котором селективное гидрирование осуществляют при температуре от 0 до 500°C, давлении от 0,1 до 20 МПа, мольном отношении водород/(полиненасыщенные соединения, подлежащие гидрированию) от 0,1 до 10 и при объемной часовой скорости от 0,1 до 200 ч-1 для жидкого и от 100 до 15000 ч-1 для газообразного углеводородного сырья, включающего полиненасыщенные соединения, содержащие по меньшей мере 2 атома углерода на молекулу, и имеющего точку конца кипения меньше или равную 250°C.
15. Способ гидрирования по п. 13, в котором гидрирование ароматических соединений осуществляют при температуре от 30°C до 350°C, давлении от 0,1 до 20 МПа, мольном отношении водород/(ароматические соединения, подлежащие гидрированию) от 0,1 до 10 и при объемной часовой скорости от 0,05 до 50 ч-1 для углеводородного сырья, содержащего ароматические соединения и имеющего точку конца кипения меньше или равную 650°C.
Наверх