Патент на изобретение №2238142
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И СПОСОБ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ В НИЗШИЕ ОЛЕФИНЫ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области химической и нефтехимической промышленности. Описан катализатор пиролиза углеводородного сырья в низшие олефины, который представляет собой сформированные в процессе термообработки цементы структуры МеО Изобретение относится к получению низших олефинов и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности, в частности к способу получения катализаторов для пиролиза углеводородного сырья и способу каталитического пиролиза углеводородного сырья с целью получения низших олефинов С2-С4. Промышленным процессом получения низших олефинов С2-С4 является термический пиролиз различных видов углеводородного сырья, который проводится при высоких температурах 780-850 Проведение процесса пиролиза углеводородного сырья в присутствии катализаторов по сравнению с термическим процессом позволяет проводить пиролиз в более мягких условиях, значительно повысить выход низших олефинов С2-С4 и уменьшить образование побочных продуктов – поликонденсированных ароматических углеводородов и коксовых отложений. Наиболее распространенными способами получения катализаторов являются пропитка носителя (метод пропитки) различными солями металлов-модификаторов или соосаждение соответствующих растворов солей металлов (метод соосаждения), затем высушивание, формование и прокаливание твердой массы при высокой температуре, в процессе которого происходит разложение соответствующих солей металлов и образование активных соединений катализатора (Дзисько В.А. Основы методов приготовления катализаторов. -Новосибирск: Наука, 1983.-263 с.). Недостатками этих способов являются многостадийность и большая длительность всех промежуточных этапов получения катализаторов. Известен катализатор и способ получения катализатора (А.с. SU N 1292825, B 01 J 37/04, 1985), где приготовление носителя для катализатора пиролиза углеводородного сырья ведут путем смешения керамической массы, состоящей из каолина, глины, кварца, пегматита, с выгорающей, фосфорсодержащей 0,5-1,0 мас.% фосфата бора и 10-15 мас.% доломита добавками, с последующим формованием и прокаливанием при 1150 Недостатками данного способа являются сложность приготовления носителя катализатора с применением большого числа природных компонентов (глина, каолин, кварц, доломит, пегматит), что значительно затрудняет воспроизведение при приготовлении носителя стабильного состава и с постоянными физико-химическими свойствами и высокое содержание в катализаторах до 12 мас.% дорогостоящего модификатора In2O3. Известен способ (А.с. SU N 1825525, C 10 G 11/10, 1990) получения катализатора Fe2O-K2O-MgO, принятый за прототип. Катализатор Fe2O-K2O-MgO получают соосаждением Fe (III) и Mg (II) из растворов азотнокислых солей раствором едкого калия. Недостатками катализатора и способа его получения, принятого за прототип, являются многостадийность и сложность получения катализатора методом соосаждения. Известен способ получения низших олефинов путем термодеструкции прямогонного бензина в присутствии магнийсодержащего катализатора при температуре 250-390 Недостатком данного способа является не высокий выход этилена и пропилена. Известен способ (А.с. SU N 1825525, C 10 G 11/10, 1990) получения низших олефинов из углеводородного сырья в присутствии катализатора Fe2O-K2O–MgO при температуре 650-750 Недостатком данного способа получения олефиновых углеводородов из углеводородного сырья является недостаточно высокий выход низших олефинов С2-С4 из прямогонного бензина.
Недостатками данного способа являются сложность приготовления, высокая стоимость катализатора и не высокий выход низших олефинов С2-С4. Задача изобретения – получение активного и селективного катализатора для пиролиза углеводородного сырья и повышение выхода низших олефинов пиролизом углеводородного сырья: прямогонных бензинов и пропан-бутановой фракции. Технический результат достигается тем, что предлагаемый катализатор получают сухим смешением исходных компонентов: соединений II A группы Периодической системы элементов или их смесей, соединений алюминия, в качестве модифицирующего металла дополнительно содержит, по крайней мере, одно соединение из I – IV A, B; VI B подгрупп Периодической системы элементов в количестве 0,1 –10 мас.%, в качестве упрочняющей добавки содержит 0,1 – 5 мас.% соединений бора, фосфора или их смеси, последующей механохимической обработкой в вибромельнице в течение 0,1-72 ч, формовкой в гранулы, сушкой и катализатор сформирован в процессе термообработки при 600-1100 Под действием механохимической и высокотемпературной обработок из смеси компонентов II A группы Периодической системы элементов и соединений алюминия образуются цементы состава: MeO Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. 7,4 г Са(ОН)2 смешивают с 31,2 г Al(OH)3, 0,5 г H3BO3 и подвергают механохимической обработке в вибромельнице в течение 8 ч. Затем полученный порошок формуют в цилиндрические гранулы, сушат их 2 ч при 110 Полученный катализатор имеет состав, мас.%: CaO 21 Al2O3 78 B2O3 1 Пример 2. 4,0 г MgO смешивают с 31,2 г Al(OH)3, c 0,35 г H3BO3 и подвергают механохимической обработке в вибромельнице в течение 8 ч. Затем полученный порошок формуют, сушат 2 ч при 110 Полученный катализатор имеет состав, мас.%: MgO 16 Al2O3 83 B2O3 1 Пример 3. 1,119 г Са(ОН)2 смешивают с 9,438 г Al(OH)3, 0,604 г MgO, 0,137 г H3BO3 и подвергают механохимической обработке в вибромельнице в течение 8 ч. Затем полученный порошок формуют, сушат 2 ч при 110 Полученный катализатор имеет состав, мас.%: CaO 11 Al2O3 80 MgO 8 B2O3 1 Пример 4. 1,139 г Са(ОН)2 смешивают с 9,607 г Al(OH)3, 0,137 г H3BO3, 0,509 г Ce(NO3)3 6H2O и подвергают механохимической обработке в вибромельнице в течение 8 ч. Затем полученный порошок формуют, сушат 2-3 ч при 110 Полученный катализатор имеет состав, мас.%: CaO 20 Al2O3 74 Ce2O3 5 B2O3 1 Пример 5. Так же, как в примере 4, но вместо 0,509 г Ce(NO3)3 Полученный катализатор имеет состав, мас.%: CaO 20 Al2O3 74 La2O3 5 B2O3 1 Пример 6. 1,186 г MgO смешивают с 9,255 г Al(OH)3, 0,137 г H3BO3, 0,912 г Cu(NO3)2 Полученный катализатор имеет состав, мас.%: MgO 15,4 Al2O3 78,6 CuO 5,0 B2O3 1 Пример 7. Так же, как в примере 6, но вместо 0,912 г Cu(NO3)2 Полученный катализатор имеет состав, мас.%: MgO 15,4 Al2O3 78,6 WO3 5,0 B2O3 1 Пример 8. 2,060 г Ca(OH)2 смешивают с 8,686 г Al(OH)3, 0,137 г H3BO3, 1,242 г Cu(NO3)2 Полученный катализатор имеет состав, мас.%: CaO 20,25 Al2O3 73,75 CuO 5,0 B2O3 1 Пример 9. 2,0 г MgO смешивают с 5,18 г SrO, 31,2 г Al(OH)3 и подвергают механохимической обработке в вибромельнице в течение 8 ч. Затем полученный порошок формуют, сушат 2 ч при 110 MgO 7,25 SrO 18,75 Al2O3 74 Пример 10. 0,855 г Са(ОН)2 смешивают с 3,608 г Al(OH)3, 0,17 г KCl, 0,296 г SnCl2 Полученный катализатор имеет состав, мас.%: CaO 18,7 Al2O3 68,2 K2O 6,2 SnO2 6,9 Полученные катализаторы испытывают в процессах пиролиза прямогонной бензиновой фракции 28-185 Приведенные в таблицах 1-3 примеры уточняют изобретение, не ограничивая его. Как видно из табл.1-3, образцы катализаторов 1–10 имеют высокую активность и селективность в образовании низших олефинов С2-С4 из прямогонной бензиновой фракции и пропан-бутановой фракции и не уступают прототипу. Таким образом, предлагаемые катализаторы – цементы, модифицированные, по крайней мере, одним оксидом металла из I – IV A, B; VI B подгрупп Периодической системы элементов в количестве 0,1 – 10 мас.%, стабильны при высоких температурах 1000-1200 Предлагаемый способ получения катализатора позволяет значительно упростить технологию получения катализатора по сравнению с существующими способами за счет исключения нескольких стадий: стадии осаждения гидрооксида алюминия, пропитки соответствующими солями металлов и других, как следствие отсутствуют сточные воды и вредные выбросы. Способ получения низших олефинов С2-С4 каталитическим пиролизом углеводородного сырья: прямогонной бензиновой фракции 25-185 Формула изобретения
1. Катализатор для пиролиза углеводородного сырья в низшие олефины, отличающийся тем, что он представляет собой сформированные в процессе термообработки цементы структуры МеО Оксид МеО или их смеси 10-40 Модифицирующий компонент 0,1-10 Оксид бора, фосфора или их смеси 0,5-5,0 Оксид алюминия Остальное 2. Способ получения катализатора по п. 1, отличающийся тем, что катализатор получают сухим смешением соединений всех компонентов катализатора с последующей механохимической обработкой в вибромельнице в течение 0,1-72 ч, формовкой гранул, сушкой и прокалкой при 600-1200 3. Способ каталитического пиролиза углеводородного сырья в низшие олефины С2-С4, отличающийся тем, что процесс пиролиза ведут при 600 – 850 PC4A – Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение
(73) Патентообладатель(и):
(73) Патентообладатель:
(73) Патентообладатель:
Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 18.09.2007 № РД0026621
Извещение опубликовано: 10.11.2007 БИ: 31/2007
|
||||||||||||||||||||||||||
nA12О3, где МеО – оксид Ca, Mg, Sr или их смеси, а n – число от 1,0 до 6,0; содержит модифицирующий компонент, выбранный из по крайней мере одного оксида металлов I-IV А, В, VI В подгрупп Периодической системы элементов и в качестве упрочняющей добавки содержит оксиды бора или фосфора или их смеси и имеет следующий состав в пересчете на оксид, мас.%: оксид МеО или их смеси 10-40; модифицирующий компонент 0,1-10; оксид бора, фосфора или их смеси – 0,5-5,0; оксид алюминия остальное. Описан способ получения такого катализатора. Описан способ каталитического пиролиза углеводородного сырья в низшие олефины С2-С4 на описанном катализаторе. Технический результат: получен активный и селективный катализатор для пиролиза углеводородного сырья. 3 н.п. ф-лы, 3 табл.
C и выше. Недостатками процесса термического пиролиза углеводородного сырья являются низкий выход низших олефинов 2-С3 не более 42-46% и очень жесткие условия процесса.
