КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ОКСИДА УГЛЕРОДА Российский патент 1997 года по МПК B01J23/42 B01D53/62 

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности в получению катализатора, используемого в процессах каталитического крекинга для окисления оксида углерода в объеме регенератора.

Эффективным и надежным способом дожига CO в CO₂ в объеме регенератора является регенерация катализатора крекинга в присутствии промотирующих добавок катализаторов окисления [1, 2] Наиболее эффективным катализатором окисления CO являются металлы платиновой группы, нанесенные на инертный носитель [3]
Известны отечественные катализаторы окисления CO в CO₂ [4] выпускаемые промышленностью под марками KO-9, Оксипром-2, ОГР-1. В зависимости от марки, катализаторы содержат 0,05-0,08 мас. платины, а остальное оксид алюминия. Катализаторы отличаются природой используемого в качестве носителя оксида алюминия.

Лучшим зарубежным аналогом является катализатор СР-3 [4] фирмы Duvison Chemical, содержащий 0,07 мас. пластины, остальное оксид алюминия высокой частоты с удельной поверхностью 100 м²/г.

Все известные катализаторы готовят пропиткой микросферического оксида алюминия раствором платинового соединения.

Недостатком катализаторов KO-9, Оксипром, CP-3 является их низкая насыпная плотность, что увеличивает расход катализатора ввиду его уноса из системы регенератора. Общим недостатком всех существующих катализаторов окисления CO в CO₂ является их высокая рабочая температура. Требуемая конверсия CO в CO₂ достигается в зоне регенерации при 600-660^oC, что ускоряет износ оборудования, при низком содержании кокса на катализаторе крекинга требует дополнительных затрат тепла, а также снижает активность и сокращает срок службы катализатора крекинга и окисления.

Наиболее близким к предлагаемому катализатору является катализатор ОГР-1, содержащий технический оксид алюминия и 0,05 мас. платины [4]
Цель изобретения повышение окислительной активности катализатора.

Цель достигается тем, что катализатор дополнительно содержит окислы редкоземельных элементов (РЗО) и имеет следующий химический состав, мас.

Pt 0,02-0,07
PЗO 0,2-1,5
Al₂O₃ Остальное
Отличием предлагаемого катализатора является то, что он должен дополнительно содержать оксиды редкоземельных элементов и иметь следующий химический состав, мас.

Pt 0,02-0,07
PЗO 0,2-1,5
Al₂O₃ Остальное
Указанное отличие позволяет повысить окислительную активность катализатора и снизить его температуру на 50-100^oC.

Катализатор готовят пропиткой технических марок оксида алюминия Г-ОС (ГОСТ 6912-87) или ГУМ (ТУ 48-0101-7/0-90) раствором, содержащим платину и редкоземельные элементы (РЗЭ) с последующей сушкой продукта или последовательной пропиткой носителя растворения активных компонентов с промежуточной и окончательной сушкой продукта.

Для приготовления пропиточных растворов используют цериевый концентрат по ВТУ-6685-01-71 (раствор нитратов РЗЭ) и раствор платинохлористоводородных кислот, содержащий 1,0 г/л платины.

Пример 1. В смеситель пропитыватель загружают 200 г сухого глинозема Г-00 с размером частиц 0,05-0,10 мм и пропитывают при перемешивании 100 мл, раствора, содержащего 0,1 г Pt и 0,4 г оксида редкоземельных элементов. Массу перемешивают 1-5 мин, выгружают и сушат в сушильном шкафу при 120-140^oC в течение 4-5 ч.

Получают катализатор, мас.

Pt 0,05
PЗO 0,2
Al₂O₃ Остальное
Пример 2. Катализатор готовят по примеру 1, но пропиточный раствор содержит 0,1 г Pt и 1,6 г оксидов редкоземельных элементов.

Получают катализатор, мас.

Pt 0,05
PЗO 0,8
Al₂O₃ Остальное
Пример 3. Катализатор готовят по примеру 1, но пропиточный раствор содержит 0,1 г Pt и 3 г оксидов редкоземельных элементов.

Получают катализатор, мас.

Pt 0,05
PЗO 1,5
Al₂O₃ Остальное
Пример 4. Катализатор готовят по примеру 1, но пропиточный раствор содержит 0,04 г Pt и 1,6 г оксидов редкоземельных элементов.

Получают катализатор, мас.

Pt 0,02
PЗO 0,8
Al₂O₃ Остальное
Пример 5. Катализатор готовят по примеру 1, но пропиточный раствор содержит 0,14 г Pt и 1,6 г оксидов редкоземельных элементов.

Получают катализатор, мас.

Pt 0,07
PЗO 0,8
Al₂O₃ Остальное
Пример 6. Катализатор готовят по примеру 1, но пропиточный раствор содержит 0,1 г Pt.

Получают катализатор (по прототипу), мас.

Pt 0,06
Al₂O₃ Остальное
Пример 7. Катализатор готовят по примеру 1, но пропиточный раствор содержит 1,5 г оксидов редкоземельных элементов.

Получают катализатор, мас.

PЗO 0,8
Al₂O₃ Остальное
Катализаторы по примерам 1-7 испытаны в окислении CO в CO₂ по методике [5] Результаты испытаний представлены в таблице и свидетельствуют о высокой окислительной активности предлагаемого катализатора по сравнению с прототипом. При этом высокая окислительная активность достигается благодаря композиционному составу предлагаемого катализатора, т.к. катализаторы, содержащие лишь платину или РЗО (примеры 6 и 7) высокой активностью не обладают. Следует отметить, что при 30%-ной активности и выше по данной методике, достигается практически полный дожиг CO при регенерации катализатора крекинга на промышленных установках.

Катализатор позволяет устранить вышеуказанные недостатки существующих катализаторов окисленных и существенно повысить эффективность работы установок каталитического крекинга.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности катализаторам для окисления оксида углерода в диоксид в процессах каталитического крекинга. Катализатор содержит 0,02 - 0,07% платины, 0,2 - 16% оксидов редкоземельных элементов и до 100% оксид алюминия. Катализатор обладает повышенной активностью, что позволяет снизить температуру в зоне регенерации катализатора крекинга. 1 табл.

Катализатор для окисления оксида углерода до диоксида, содержащий платину и оксид алюминия, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксиды редкоземельных элементов при следующем соотношении компонентов, мас.

Платина 0,02 0,07
Оксиды редкоземельных элементов 0,2 1,5
Оксид алюминия До 100,