КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГИДРОДЕАЛКИЛИРОВАНИЯ АЛКИЛАРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ Российский патент 1997 года по МПК B01J23/26 C07C15/04 B01J23/26 B01J101/20 B01J103/10 B01J101/32 

Изобретение относится к области производства катализаторов процессов переработки углеводородного сырья и может быть использовано в процессе гидродеалкилирования бензол-толуол-ксилольной (БТК) фракции, выделяемой из пироконденсата при пиролизе углеводородов.

Известен алюмохромовый катализатор для гидродеалкилирования БТК фракции, содержащий, мас. оксида хрома 8-12; оксида натрия 0,2-0,7; оксида алюминия - остальное, в присутствии которого при гидродеалкилировании БТК фракции при 590-620^oC, давлении 565 МПа, объемной скорости 0,3-0,5 ч^-1, молярном соотношении водород сырье 2 1, конверсия алкилбензолов составила 54-66 мас. и за 80 ч испытаний содержание кокса составило 6,7-7,2 мас. [1]
В другом патенте [2] приводится результат гидродеалкилирования БТК фракции на алюмохромовом катализаторе, содержащем 15-25 мас. оксида хрома на оксиде алюминия при 600-620^oC, давлении 5,6-7,0 МПа, объемной скорости 0,5-0,45 ч^-1 и молярном соотношении водород сырье 2,2-3,3 1. Конверсия алкилбензолов составила 70,0-87,8 мас. селективность образования бензола 95-96 М% коксообразование в пересчете на 360 ч испытаний 5,1 мас.

Ближайшим известным решением аналогичной задачи по технической сущности и достигаемому эффекту является промышленный катализатор, разработанный фирмой "Гудри" [3] Анализ этого катализатора показал следующий состав, мас. оксида хрома 18,3; оксида калия 0,01; оксида бора 0,5; оксида алюминия остальное. Прошли испытания этого катализатора при 625^oC, давлении 6 МПа, объемной скорости 0,5 ч^-1 и молярном соотношении водород сырье 3,4 1. Конверсия алкилбензолов составила 70-78 мас. гидрокрекинг неароматических углеводородов 86-90 мас. селективность образования бензола 96 М% и за 360 ч коксообразование составило 6,8 мас.

К недостаткам известных катализаторов следует отнести более низкую активность и селективность как по гидродеалкилированию алкилароматических углеводородов, так и по гидрокрекингу неароматических углеводородов. Кроме того, эти катализаторы имеют значительно более высокую скорость дезактивации вследствие повышенного коксообразования.

Цель настоящего изобретения повышение активности и стабильности катализатора и уменьшение коксообразования.

Для достижения поставленной цели предлагается настоящий катализатор для гидродеалкилирования алкилароматических углеводородов, содержащий оксид хрома, оксид натрия, оксид бора и оксид алюминия при следующих соотношениях компонентов, мас.

Оксид хрома 9-12
Оксид натрия 0,7-1,7
Оксид бора 1,3-3,3
Оксид алюминия Остальное
Отличительным признаком изобретения является соотношение компонентов. Преимущество настоящего катализатора по сравнению с прототипом значительно меньшая склонность к коксообразованию, повышенная активность как по конверсии алкилбензолов, так и по гидрокрекингу неароматических углеводородов и более высокая селективность образования бензола.

При проведении испытаний за 360 ч при объемной скорости подачи сырья 0,5 ч^-1, температуре 625^oC, давлении 6 МПа, молярном соотношении водород сырье 3,4 1,0 образцы катализаторов содержали 1,14-1,5 мас. кокса при степени конверсии алкилбензолов 76-82 мас. степени гидрокрекинга неароматических углеводородов 90-97 мас. и селективности образования бензола 97,0-98,8 М%
Изготовление катализатора согласно изобретению состоит из следующих стадий:
1. Первичная пропитка гранулированного γ-оксида аллюминия водным раствором тетрабората натрия;
2. Упаривание раствора и сушка гранул;
3. Первичная прокалка гранул;
4. Вторичная пропитка гранул водным раствором хромовой кислоты;
5. Упаривание раствора и сушка гранул;
6. Вторичная прокалка гранул.

Пример 1. Для приготовления 1000 г катализатора состава, мас. оксида натрия 1,5; оксида бора 3,0; оксида хрома 10,9; оксида алюминия остальное берут 846 г гранулированной гамма окиси алюминия марки А-64 и пропитывают ее при перемешивании с 85,28 г декагидратом тетраборатом натрия, растворенным в 715 г дистиллированной воды. Полученную массу упаривают и сушат при 100^oC в течение 16 ч. Затем гранулы прокаливают при 600^oC в течение 6 ч. Полученные гранулы пропитывают раствором хромовой кислоты (143,42 г Cr₂O₃ в 715 г дистиллированной воды). Массу упаривают и сушат при 100^oC в течение 16 ч. Затем гранулы прокаливают при 650^oC в течение 6 ч.

Пример 2. Катализатор состава, мас. оксида натрия 0,75; оксида бора 1,5; оксида хрома 12,0; оксида алюминия остальное готовят аналогично примеру 1 с добавкой 42,64 г декагидрата тетрабората натрия, 157,9 г хромового ангидрида и 857 гамма окиси алюминия.

Пример 3. Катализатор состава, мас. оксида натрия 1,7; оксида бора 3,3; оксида хрома 9,3; оксида алюминия остальное готовят аналогично примерам 1 и 2 с добавкой 96,65 г декагидрата тетрабората натрия, 122,37 г хромового ангидрида и 857 г гамма окиси алюминия.

Пример 4. Испытание активности предлагаемого катализатора. Испытание активности катализатора состава из примеров 1-3 проводили на установке с загрузкой 200 см³ катализатора при температуре 625^oC, давлении 6 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5 ч^-1, отдувке 100 дм³/ч при гидродеалкилировании БТК-фракции.

Пример 5. Испытание активности известного (прототип) [3] катализатора. Испытание активности катализатора проводили в условиях, описанных в примере 4.

Результаты сравнительных испытаний известного катализатора (пример 5) и предлагаемого по примерам 1-3 при гидродеалкилировании БТК-фракции (пример 4) приведены в таблице.

Результаты испытаний, приведенные в таблице, показали, что предлагаемый катализатор имеет более высокую степень конверсии алкилбензолов 77-81 мас. чем у прототипа 70-78 мас. По селективности образования бензола, выраженного в молярных процентах, у предлагаемого катализатора показатели также выше: 96,6-98,1 против 96,1-96,3. По гидрокрекингу неароматических углеводородов у предлагаемого катализатора показатели выше, чем у прототипа: 93-95 против 86,4-90,0. Наиболее существенную разницу в показателях предлагаемого катализатора и прототипа можно отметить по коксообразованию: 1,1-1,5 мас. против 6,7 мас. что свидетельствует о большей стабильности и большем времени эксплуатации между регенерациями предлагаемого катализатора.

Использование: нефтепереработка, получение бензола. Сущность изобретения: катализатор содержит, мас. %: оксид хрома 9,0-12,0; оксид натрия 0,7-1,7; оксид бора 1,3-3,3 и оксид алюминия - остальное. При проведении испытаний за 360 ч при объемной скорости по сырью 0,5 ч^-1, температуре 625^oC, давлении 6 МПа, молярном соотношении водород : сырье 3,4 : 1,0 катализатор имеет более высокую степень конверсии алкилбензолов 77-81%, у прототипа 70-78%. По селективности образования бензола у настоящего катализатора показатели также выше, чем у прототипа, М%: 96,6-98,1 против 96,1-96,3. По гидрокрекингу неароматических углеводородов катализатор также имеет более высокие показатели, чем у прототипа: 93-95 против 86,4-90,0. По коксообразованию показатели катализатора значительно превосходят прототип: 1,1-1,5% против 6,8%, что свидетельствует о большей стабильности и большем времени эксплуатации между регенерациями настоящего катализатора. 1 табл.

Катализатор для гидродеалкилирования алкилароматических углеводородов, содержащий оксиды хрома, бора, щелочного металла и алюминия, отличающийся тем, что в качестве оксида щелочного металла катализатор содержит оксид натрия при следующем содержании компонентов, мас.

Оксид хрома 9 12
Оксид натрия 0,7 1,7
Оксид бора 1,3 3,3
Оксид алюминия Остальноев