СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ АЛКИЛИРОВАНИЯ ИЗОБУТАНА БУТИЛЕНАМИ В ПРИСУТСТВИИ ПОЛУЧЕННОГО КАТАЛИЗАТОРА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2018 года по МПК B01J37/30 B01J29/08 B01J29/12 C07C2/58 

Описание патента на изобретение RU2647575C2

Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к получению катализатора на основе цеолитов и способу алкилирования изобутана бутиленами в его присутствии, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

В связи с возросшими требованиями к качеству автобензина (ограничение содержания ароматических углеводородов) резко возрос интерес к процессу алкилирования изобутана олефинами. Продукт процесса - алкилбензин, состоит практически полностью из изопарафиновых углеводородов, в основном изооктанов. Алкилбензин не содержит ароматических и непредельных углеводородов и сернистых соединений, одновременно обладает высоким октановым числом. В настоящее время для процесса алкилирования в промышленном масштабе в качестве катализаторов используются минеральные кислоты - серная и фтористоводородная. Однако их применение вызывает ряд проблем, связанных с высокой токсичностью и коррозионноактивностью кислот.

Перспективными катализаторами процесса алкилирования изобутана бутиленами являются цеолиты типа фожазита в катионообменной форме. Однако их высокая активность и селективность по изооктановой фракции довольно быстро снижается во времени работы, что затрудняет промышленное применение таких катализаторов. Проблеме увеличения срока службы цеолитных катализаторов в реакции алкилирования посвящено большое количество работ, в которых предлагаются способы синтеза новых катализаторов, их химический состав, условия проведения процесса, способы их активации и регенерации, а также различные технологические приемы. Все эти задачи взаимосвязаны и решаются обычно совместно, так как существенно влияют друг на друга.

Известен способ получения катализатора на основе цеолита типа NaNH4Y при остаточном содержании оксида натрия не более 0,8 мас. % для алкилирования изобутана бутиленами, описанный в RU 2482917, B01J 37/02, 27.05.2013 г. Способ включает обработку цеолита водным раствором соли лантана, формование методом экструзии, сушку и прокалку полученного катализатора, причем для обработки цеолита используют водный раствор нитрата лантана, взятого в количестве, обеспечивающем содержание лантана в конечном катализаторе 0,5-3,5 мас. %, указанную обработку осуществляют при 90-135°C и давлении насыщенных паров, после обработки водным раствором нитрата лантана цеолит дополнительно обрабатывают водным раствором нитрата аммония и получают влажную лепешку, указанную лепешку смешивают с другой влажной лепешкой, полученной из связующего - гидроксида алюминия бемитной структуры, пептизированного при рН в пределах, равных 1÷4, раствором минеральной или органической кислоты, полученную смесь упаривают, после формования экструдаты провяливают, сушку осуществляют при 120°C в течение 5 часов, а прокалку - сначала при температуре 300°C в течение 1,5 часов, а потом при 500°C в течение 2,5 часов, после прокалки на катализатор наносят хлорид палладия, растворенный при нагревании в 25% растворе аммиака и взятый в количестве, обеспечивающем содержание палладия в готовом катализаторе 0,05-0,3 мас. %, и катализатор снова провяливают при комнатной температуре, сушат при 120°C и прокаливают при 500°C в течение 3 часов.

Однако в промышленном производстве цеолитов и катализаторов для осуществления ионного обмена заявленным способом, как правило, не применяют аппараты с мешалкой под давлением при повышенных температурах. Таким образом, для применения данного способа необходима разработка и внедрение в производство специального нового оборудования.

Другим недостатком известного способа является недостаточный срок стабильной работы катализатора (проверенный в лабораторных условиях) - немногим больше 8 часов, что также ограничивает его промышленное применение, и необходимость частого прерывания процесса для регенерации катализатора.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения катализатора на основе цеолита для алкилирования изобутана бутиленами, описанный в RU 2505357, B01J 37/30, 27.10.2011 г. Согласно известному техническому решению предложен способ получения катализатора алкилирования изобутана олефинами на основе цеолита типа NaNH4Y при остаточном содержании оксида натрия не более 0,8% масс., включающий обработку цеолита водным раствором соли лантана, сушку и прокалку полученного катализатора, в котором цеолит при перемешивании сначала пропитывают водным раствором нитрата лантана, взятого в количестве, обеспечивающем содержание лантана в конечном катализаторе 0,5%÷6,0% масс. - получают суспензию; порошок гидроксида алюминия бемитной структуры пептизируют раствором уксусной кислоты до рН 1÷3 и получают другую суспензию, затем обе суспензии перемешивают, упаривают до состояния формуемости и формуют в гранулы, после чего полученные гранулы провяливают при комнатной температуре, сушат при 120°C в течение 5 часов и прокаливают сначала при температуре 300°C в течение 1,5 часов, а потом при 500°C в течение 2,5 часов.

После прокалки на катализатор может быть нанесен хлорид палладия, взятый в количестве, обеспечивающем содержание палладия в готовом катализаторе 0,2% масс., и растворенный при нагревании в 25% растворе аммиака, после чего катализатор снова провяливают при комнатной температуре, сушат при 120°C и прокаливают при 500°C в течение 3 часов.

Также из RU 2505357 известен способ алкилирования изобутана олефинами в присутствии полученного катализатора. Алкилирование осуществляют при температуре 80°C, давлении 12,3 МПа, отношении изобутан:олефины в сырье 10:1, объемной скорости подачи сырья по олефинам 0,15 ч-1, длительности подачи сырья 8 часов.

Этот способ применим на существующих промышленных установках, однако срок стабильной работы катализатора и по этому способу составляет не более 8 часов.

Задача предлагаемого технического решения заключается в разработке способов получения и применения катализатора алкилирования изобутана бутиленами, обладающего высокой стабильностью и сохраняющего высокую активность длительное время, при возможности реализации этих способов на существующем в отечественной промышленности оборудовании.

Поставленная задача решается тем, что предложен способ получения катализатора алкилирования изобутана олефинами на основе цеолита типа NaNH4Y при остаточном содержании оксида натрия не более 0,8% масс., включающий обработку суспензии цеолита водным раствором соли лантана, сушку и прокалку полученного катализатора, в котором сначала готовят суспензию цеолита в воде и полученный цеолит подвергают ионному обмену при атмосферном давлении и температуре 70-85°C в течение 3-9 часов на катионы лантана из водного раствора нитрата лантана, взятого в количестве, обеспечивающем содержание оксида лантана в конечном катализаторе 0,15%÷3,0% масс. Суспензию цеолита фильтруют, промывают свежей водой, затем осуществляют сушку при 110÷130°C в течение 2-4 часов. Просушенный порошок цеолита прессуют в таблетки и осуществляют их прокалку при 350°C в течение 1÷2 часов и при 550°C в течение 2÷4 часов.

После прокалки на катализатор может быть нанесен хлорид палладия, взятый в количестве, обеспечивающем содержание оксида палладия в готовом катализаторе 0,1÷0,5% масс., и предварительно растворенный при нагревании в 25% растворе аммиака, после чего катализатор провяливают при комнатной температуре, сушат при 120°C и прокаливают при 500°C в течение 3 часов.

В качестве варианта возможно формование катализатора в гранулы. При этом суспензию цеолита после ионного обмена смешивают с другой суспензией, полученной пептизацией порошка гидроксида алюминия бемитной структуры раствором азотной кислоты до рН=1, упаривают и формуют в гранулы, провяливают их при комнатной температуре, затем осуществляют сушку при 110÷130°C в течение 2-4 часов и прокалку при 350°C в течение 1÷2 часов и при 550°C в течение 2÷4 часов, после чего на прокаленную основу наносят хлорид палладия, взятый в количестве, обеспечивающем содержание оксида палладия в готовом катализаторе 0,1÷0,5% масс., и предварительно растворенный при нагревании в 25% растворе аммиака, катализатор провяливают при комнатной температуре, сушат при 120°C и прокаливают при 500°C в течение 3 часов.

Предложен также способ алкилирования изобутана олефинами при повышенных температуре и давлении в присутствии катализатора на основе цеолита типа NaNH4Y при остаточном содержании оксида натрия не более 0,8% масс., в котором алкилирование проводят в присутствии описанного выше катализатора. Предпочтительно алкилирование изобутана олефинами ведут при температуре 60÷100°C, давлении 0,85÷1,7 МПа, отношении изобутан:олефины в сырье 8÷10:1, объемной скорости подачи сырья по олефинам 0,15÷0,2 ч-1 и длительности подачи сырья 24÷36 ч.

Технический результат заключается в увеличении срока стабильной работы катализатора, что приводит и к большей стабильности процесса алкилирования, при одновременном повышении конверсии бутиленов и выхода триметилпентанов в углеводородах изо-C8, обусловленном повышением активности катализатора и его селективности по триметилпентанам, при осуществлении способа на существующем в отечественной промышленности оборудовании.

Нижеследующие примеры иллюстрируют предлагаемое техническое решение, но никоим образом его не ограничивают.

Пример 1.

0,12 г соли La(NO3)3*6 H2O растворяют в 150 г дистиллированной воды. В полученный раствор вводят предварительно приготовленную суспензию в воде цеолита NaNH4Y с остаточным содержанием Na2O до 0,8% в количестве, соответствующем массовому отношению цеолит:раствор =1:5. Из полученного раствора вводят в цеолит лантан методом ионного обмена при атмосферном давлении и температуре 70°C в течение 9 ч при перемешивании с последующей фильтрацией и промывкой, затем образец сушат при 110°C в течение 4 ч.

Просушенный порошок цеолита прессуют в таблетки, затем таблетки прокаливают при температуре 350°C в течение 1 ч и при 550°C в течение 4 ч.

На прокаленную основу катализатора наносят 30 мл раствора, содержащего 0,22 г хлорида палладия, растворенного при нагревании в 7 мл 25%-ного раствора аммиака, катализатор провяливают при комнатной температуре, просушивают при 120°C, прокаливают при 500°C в течение 3 часов.

Получают катализатор с содержанием 0,15% оксида лантана и 0,5% оксида палладия (PdO).

Полученный образец катализатора испытывают в реакции алкилирования изобутана олефинами на лабораторной микропилотной установке, при температуре 100°C, давлении 1,7 МПа, отношении изобутан:олефины в сырье 8:1, объемной скорости подачи сырья по олефинам 0,2 ч-1, длительности подачи сырья 24 ч. В качестве олефинов используют смесь бутиленов.

Результаты испытаний представлены в таблице 1.

Пример 2.

0,4 г соли La(NO3)3*6 H2O растворяют в 150 г дистиллированной воды. В полученный раствор вводят предварительно приготовленную суспензию в воде цеолита NaNH4Y с остаточным содержанием Na2O до 0,8% в количестве, соответствующем массовому отношению цеолит:раствор =1:5. Из полученного раствора вводят в цеолит лантан методом ионного обмена при атмосферном давлении и температуре 80°C в течение 6 ч при перемешивании с последующей фильтрацией и промывкой, затем образец сушат при 130°C в течение 4 ч.

Просушенный порошок цеолита прессуют в таблетки, затем таблетки прокаливают при температуре 350°C в течение 2 ч и при 550°C в течение 2 ч.

На прокаленную основу катализатора наносят 30 мл раствора, содержащего 0,13 г хлорида палладия, растворенного при нагревании в 7 мл 25%-ного раствора аммиака, катализатор провяливают при комнатной температуре, просушивают при 120°C, прокаливают при 500°C в течение 3 часов.

Получают катализатор с содержанием 0,5% оксида лантана и 0,3% оксида палладия.

Полученный образец катализатора испытывают в реакции алкилирования изобутана олефинами на лабораторной микропилотной установке, при температуре 60°C, давлении 0,85 МПа, отношении изобутан:олефины в сырье 10:1, объемной скорости подачи сырья по олефинам 0,15 ч-1, длительности подачи сырья 36 ч. В качестве олефинов используют смесь бутиленов.

Результаты испытаний представлены в таблице 1.

Пример 3.

1,21 г соли La(NO3)3*6 H2O растворяют в 150 г дистиллированной воды. В полученный раствор вводят предварительно приготовленную суспензию в воде цеолита NaNH4Y с остаточным содержанием Na2O до 0,8% в количестве, соответствующем массовому отношению цеолит:раствор =1:5. Из полученного раствора вводят в цеолит лантан методом ионного обмена при атмосферном давлении и температуре 85°C в течение 3 ч при перемешивании с последующей фильтрацией и промывкой, затем образец сушат при 120°C в течение 4 ч. Просушенный порошок цеолита прессуют в таблетки, затем таблетки прокаливают при температуре 350°C в течение 1,5 ч и при 550°C в течение 3 ч.

Просушенный порошок цеолита прессуют в таблетки, затем таблетки прокаливают при температуре 350°C в течение 1 ч и при 500°C в течение 4 ч. Получают катализатор с содержанием 1,5% оксида лантана.

Полученный образец катализатора испытывают в реакции алкилирования изобутана олефинами на лабораторной микропилотной установке, при температуре 90°C, давлении 1,62 МПа, отношении изобутан:олефины в сырье 9:1, объемной скорости подачи сырья по олефинам 0,2 ч-1, длительности подачи сырья 30 ч. В качестве олефинов используют смесь бутиленов.

Результаты испытаний представлены в таблице 1.

Пример 4.

2,8 г соли La(NO3)3*6 H2O растворяют в 150 г дистиллированной воды. В полученный раствор вводят предварительно приготовленную суспензию в воде цеолита NaNH4Y с остаточным содержанием Na2O до 0,8% в количестве, соответствующем массовому отношению цеолит:раствор =1:5. Из полученного раствора вводят в цеолит лантан методом ионного обмена при атмосферном давлении и температуре 85°C в течение 3 ч при перемешивании с последующей фильтрацией и промывкой и получают суспензию 1.

Пептизируют 7,6 г порошка гидроксида алюминия бемитной структуры раствором азотной кислоты до рН=1, таким образом, получают суспензию 2.

Затем тщательно смешивают суспензии 1 и 2, упаривают до состояния формуемости и формуют в гранулы. Гранулы провяливают при комнатной температуре, просушивают при 130°C в течение 3 часов и прокаливают при температуре 350°C в течение 1 ч и при 550°C в течение 2 ч. На прокаленную основу катализатора наносят 30 мл раствора, содержащего 0,05 г хлорида палладия, растворенного при нагревании в 7 мл 25%-ного раствора аммиака, катализатор провяливают при комнатной температуре, просушивают при 120°C, прокаливают при 500°C в течение 3 часов.

Получают катализатор с содержанием 3% оксида лантана и 0,1% оксида палладия.

Полученный образец катализатора испытывают в реакции алкилирования изобутана олефинами на лабораторной микропилотной установке, при температуре 70°C, давлении 1,1 МПа, отношении изобутан:олефины в сырье 9:1, объемной скорости подачи сырья по олефинам 0,17 ч-1, длительности подачи сырья 24 ч. В качестве олефинов используют смесь бутиленов.

Результаты испытаний представлены в таблице 1.

Пример 5.

0,93 г соли La(NO3)3*6 H2O растворяют в 150 г дистиллированной воды. В полученный раствор вводят предварительно приготовленную суспензию в воде цеолита NaNH4Y с остаточным содержанием Na2O до 0,8% в количестве, соответствующем массовому отношению цеолит:раствор =1:5. Из полученного раствора вводят в цеолит лантан методом ионного обмена при атмосферном давлении и температуре 85°C в течение 3 ч при перемешивании с последующей фильтрацией и промывкой и получают суспензию 1.

Пептизируют 7,6 г порошка гидроксида алюминия бемитной структуры раствором азотной кислоты до рН=1, таким образом, получают суспензию 2.

Затем тщательно смешивают суспензии 1 и 2, упаривают до состояния формуемости и формуют в гранулы. Гранулы провяливают при комнатной температуре, просушивают при 130°C в течение 4 часов и прокаливают при температуре 350°C в течение 1 ч и при 550°C в течение 2 ч. На прокаленную основу катализатора наносят 30 мл раствора, содержащего 0,1 г хлорида палладия, растворенного при нагревании в 7 мл 25%-ного раствора аммиака, катализатор провяливают при комнатной температуре, просушивают при 120°C, прокаливают при 500°C в течение 3 часов.

Получают катализатор с содержанием 1% оксида лантана и 0,2% оксида палладия.

Полученный образец катализатора испытывают в реакции алкилирования изобутана олефинами на лабораторной микропилотной установке, при температуре 80°C, давлении 1,32 МПа, отношении изобутан:олефины в сырье 9:1, объемной скорости подачи сырья по олефинам 0,15 ч-1, длительности подачи сырья 24 ч. В качестве олефинов используют смесь бутиленов.

Результаты испытаний представлены в таблице 1.

Пример 6 (сравнительный).

0,93 г соли La(NO3)3*6 H2O растворяют в 50 мл дистиллированной воды, полученным раствором пропитывают 54,6 г отжатого на фильтре цеолита NaNH4Y с остаточным содержанием Na2O до 0,8-0,9% масс., полученного по методике, описанной в работе [2], при комнатной температуре, при тщательном перемешивании в течение 10 мин и получают суспензию 1.

Пептизируют 7,6 г порошка гидроксида алюминия бемитной структуры раствором азотной кислоты до рН=1, таким образом, получают суспензию 2.

Затем тщательно смешивают суспензии 1 и 2, упаривают до состояния формуемости и формуют в гранулы. Гранулы провяливают при комнатной температуре, просушивают при 120°C в течение 5 часов и прокаливают при температуре 300°C в течение 1,5 часов и при 500°C в течение 2,5 часов. На прокаленную основу катализатора наносят 30 мл раствора, содержащего 0,1 г хлорида палладия, растворенного при нагревании в 7 мл 25%-ного раствора аммиака, катализатор провяливают при комнатной температуре, просушивают при 120°C, прокаливают при 500°C в течение 3 часов.

Получают катализатор с содержанием 1% оксида лантана и 0,2% оксида палладия.

Полученный образец катализатора испытывают в реакции алкилирования изобутана олефинами на лабораторной микропилотной установке, при температуре 80°C, давлении 1,32 МПа, отношении изобутан:олефины в сырье 10:1, объемной скорости подачи сырья по олефинам 0,15 ч-1, длительности подачи сырья 24 ч. В качестве олефинов используют смесь бутиленов.

Результаты испытаний представлены в таблице 1.

Из результатов испытаний катализаторов, приготовленных по примерам 1-5, приведенных в таблице 1, очевидно, что по основным параметрам: конверсии, выходу алкилата, селективности по триметилпентанам, содержащимся в углеводородах изо-C8, полученные заявленным способом катализаторы превышают соответствующие показатели для прототипа. Катализатор по изобретению сохранял высокую активность при работе в течение 24-36 часов, тогда как катализатор по прототипу за 24 часа значительно снизил свою активность, что отразилось в показателях конверсии бутиленов (88 масс. %) и выхода алкилата (164 масс. %) (см. сравнительный пример 6).

Таким образом, предложенный катализатор отличается высокой стабильностью и, кроме того, может быть получен на существующем в отечественной промышленности оборудовании и потому будет, безусловно, представлять интерес для российского рынка.

Источники информации, принятые во внимание

1. RU 2505357, B01J 37/30, 27.10.2011 г.

2. P.P. Шириязданов, У.Ш. Рысаев, С.А. Ахметов, А.П. Туранов, Ю.В. Морозов, Е.А. Николаев. // «Нефтехимия», 2009 г., т. 49, №1, с. 90-93.

Похожие патенты RU2647575C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕННЫХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИ НАСЫЩЕННЫХ КОМПОНЕНТОВ БЕНЗИНОВ 2012
  • Хаджиев Саламбек Наибович
  • Герзелиев Ильяс Магомедович
  • Басханова Марьям Назарбековна
  • Рудяк Константин Борисович
  • Резниченко Ирина Дмитриевна
  • Целютина Марина Ивановна
RU2482917C1
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КАТАЛИЗАТОРОВ АЛКИЛИРОВАНИЯ 2011
  • Хаджиев Саламбек Наибович
  • Герзелиев Ильяс Магомедович
  • Хашагульгова Нина Семеновна
  • Окнина Наталья Владимировна
RU2505357C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА, ПОЛУЧЕННЫЙ ЭТИМ СПОСОБОМ КАТАЛИЗАТОР И СПОСОБ ЖИДКОФАЗНОГО АЛКИЛИРОВАНИЯ ИЗОБУТАНА БУТИЛЕНАМИ В ЕГО ПРИСУТСТВИИ 2017
  • Герзелиев Ильяс Магомедович
  • Хаджиев Саламбек Наибович
  • Максимов Антон Львович
  • Остроумова Вера Александровна
  • Басханова Марьям Назарбекова
RU2672063C1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА И КАТАЛИЗАТОР АЛКИЛИРОВАНИЯ ИЗОБУТАНА ИЗОБУТЕНОМ 2014
  • Лисицын Николай Васильевич
  • Мурзин Дмитрий Юрьевич
  • Александрова Юлия Владимировна
  • Власов Евгений Александрович
  • Зернов Петр Алексеевич
  • Кузичкин Николай Васильевич
  • Мальцева Наталья Васильевна
  • Омаров Шамиль Омарович
  • Постнов Аркадий Юрьевич
RU2579512C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА И КАТАЛИЗАТОР АЛКИЛИРОВАНИЯ ИЗОБУТАНА ИЗОБУТЕНОМ 2015
  • Мурзин Дмитрий Юрьевич
  • Александрова Юлия Владимировна
  • Власов Евгений Александрович
  • Кузичкин Николай Васильевич
  • Мальцева Наталья Васильевна
  • Омаров Шамиль Омарович
  • Постнов Аркадий Юрьевич
  • Сладковский Дмитрий Андреевич
RU2612965C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКОГО КАТАЛИЗАТОРА И КАТАЛИЗАТОР АЛКИЛИРОВАНИЯ ИЗОБУТАНА ИЗОБУТЕНОМ 2017
  • Мурзин Дмитрий Юрьевич
  • Александрова Юлия Владимировна
  • Власов Евгений Александрович
  • Дорофеева Елизавета Алексеевна
  • Мальцева Наталья Васильевна
  • Омаров Шамиль Омарович
  • Постнов Аркадий Юрьевич
  • Сладковский Дмитрий Андреевич
RU2671413C1
КАТАЛИЗАТОР, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ЖИДКОФАЗНОГО АЛКИЛИРОВАНИЯ ИЗОБУТАНА ОЛЕФИНАМИ C-C В ЕГО ПРИСУТСТВИИ 2010
  • Хаджиев Саламбек Наибович
  • Герзелиев Ильяс Магомедович
RU2445165C1
КАТАЛИЗАТОР, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ЖИДКОФАЗНОГО АЛКИЛИРОВАНИЯ ИЗОБУТАНА ОЛЕФИНАМИ C-C В ЕГО ПРИСУТСТВИИ 2010
  • Хаджиев Саламбек Наибович
  • Герзелиев Ильяс Магомедович
RU2445164C1
КАТАЛИЗАТОР, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ЖИДКОФАЗНОГО АЛКИЛИРОВАНИЯ ИЗОБУТАНА ОЛЕФИНАМИ C-C В ЕГО ПРИСУТСТВИИ 2010
  • Хаджиев Саламбек Наибович
  • Герзелиев Ильяс Магомедович
RU2457902C2
Способ получения катализатора 2021
  • Имшенецкий Владимир Владиславович
  • Лищинер Иосиф Израилевич
  • Малова Ольга Васильевна
  • Пчелинцев Денис Васильевич
  • Иванов Дмитрий Валерьевич
  • Белова Марина Владимировна
  • Уварова Надежда Юрьевна
  • Лобиченко Елена Николаевна
RU2768118C1

Реферат патента 2018 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ АЛКИЛИРОВАНИЯ ИЗОБУТАНА БУТИЛЕНАМИ В ПРИСУТСТВИИ ПОЛУЧЕННОГО КАТАЛИЗАТОРА (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к способу производства катализаторов и может быть использовано для процесса алкилирования изопарафиновых углеводородов олефинами в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Для получения катализатора алкилирования изобутана олефинами на основе цеолита типа NaNH4Y при остаточном содержании оксида натрия не более 0,8 мас.% сначала получают суспензию цеолита в воде. Полученный цеолит подвергают ионному обмену при атмосферном давлении и температуре 70-85°C в течение 3-9 ч на катионы лантана из водного раствора нитрата лантана, взятого в количестве, обеспечивающем содержание оксида лантана в конечном катализаторе 0,15÷3,0 мас.%. По первому варианту суспензию цеолита фильтруют, промывают свежей водой, сушат при 110÷130°C в течение 2-4 ч, прессуют в таблетки и прокаливают их при 350°C в течение 1÷2 ч и при 550°C в течение 2÷4 ч. По второму варианту суспензию цеолита смешивают с другой суспензией, полученной пептизацией порошка гидроксида алюминия бемитной структуры раствором азотной кислоты до рН=1, упаривают, формуют в гранулы и провяливают их при комнатной температуре. Затем сушат и прокаливают, как описано выше. После прокалки на катализатор могут наносить хлорид палладия, предварительно растворенный при нагревании в 25% растворе аммиака, обеспечивая содержание оксида палладия в готовом катализаторе 0,1÷0,5 мас.%. Катализатор провяливают при комнатной температуре, сушат при 120°C и прокаливают при 500°C в течение 3 ч. Полученные катализаторы применяют в способе алкилирования изобутана олефинами при повышенных температуре и давлении. В частном случае алкилирование изобутана олефинами ведут при температуре 60÷100°C, давлении 0,85÷1,7 МПа, отношении изобутан:олефины в сырье 8÷10:1, объемной скорости подачи сырья по олефинам 0,15÷0,2 ч-1 и длительности подачи сырья 24÷36 ч. Технический результат - увеличение срока стабильной работы катализатора и стабильности процесса алкилирования при одновременном повышении конверсии бутиленов и выхода триметилпентанов в углеводородах изо-C8 при осуществлении способа на существующем в отечественной промышленности оборудовании. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 пр.

Формула изобретения RU 2 647 575 C2

1. Способ получения катализатора алкилирования изобутана олефинами на основе цеолита типа NaNH4Y при остаточном содержании оксида натрия не более 0,8 мас.%, включающий обработку цеолита водным раствором нитрата лантана, получение суспензии цеолита, сушку, формование и прокалку полученного катализатора, отличающийся тем, что сначала получают суспензию цеолита в воде, полученный цеолит подвергают ионному обмену при атмосферном давлении при 70-85°C в течение 3-9 ч на катионы лантана из водного раствора нитрата лантана, взятого в количестве, обеспечивающем содержание оксида лантана в конечном катализаторе 0,15÷3,0 мас.%, суспензию цеолита фильтруют, промывают свежей водой, затем осуществляют сушку при 110÷130°C в течение 2-4 ч, формование путем прессования в таблетки и прокалку при 350°C в течение 1÷2 ч и при 550°C в течение 2÷4 ч.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после прокалки на катализатор наносят хлорид палладия, взятый в количестве, обеспечивающем содержание оксида палладия в готовом катализаторе 0,1÷0,5 мас.%, и предварительно растворенный при нагревании в 25% растворе аммиака, катализатор провяливают при комнатной температуре, сушат при 120°C и прокаливают при 500°C в течение 3 ч.

3. Способ получения катализатора алкилирования изобутана олефинами на основе цеолита типа NaNH4Y при остаточном содержании оксида натрия не более 0,8 мас.%, включающий обработку цеолита водным раствором нитрата лантана, получение суспензии цеолита, получение второй суспензии пептизацией порошка гидроксида алюминия бемитной структуры раствором кислоты до рН=1, смешение ее с суспензией цеолита, упаривание, формование в гранулы, провяливание их при комнатной температуре, сушку и прокалку полученного катализатора, отличающийся тем, что сначала получают суспензию цеолита в воде, полученный цеолит подвергают ионному обмену при атмосферном давлении и температуре 70-85°C в течение 6-9 ч на катионы лантана из водного раствора нитрата лантана, взятого в количестве, обеспечивающем содержание оксида лантана в конечном катализаторе 0,15÷3,0 мас.%, в качестве кислоты используют азотную кислоту, сушку осуществляют при 110÷130°C в течение 2-4 ч, а прокалку при 350°C в течение 1÷2 ч и при 550°C в течение 2÷4 ч, после чего на катализатор наносят хлорид палладия, взятый в количестве, обеспечивающем содержание оксида палладия в готовом катализаторе 0,1÷0,5 мас.%, и предварительно растворенный при нагревании в 25% растворе аммиака, катализатор провяливают при комнатной температуре, сушат при 120°C и прокаливают при 500°C в течение 3 ч.

4. Способ алкилирования изобутана олефинами при повышенных температуре и давлении в присутствии катализатора на основе цеолита типа NaNH4Y при остаточном содержании оксида натрия не более 0,8 мас.%, отличающийся тем, что алкилирование проводят в присутствии катализатора, полученного по п. 1.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что алкилирование изобутана олефинами ведут при температуре 60÷100°C, давлении 0,85÷1,7 МПа, отношении изобутан:олефины в сырье 8÷10:1, объемной скорости подачи сырья по олефинам 0,15÷0,2 ч-1 и длительности подачи сырья 24÷36 ч.

6. Способ по п. 4 или 5, отличающийся тем, что при получении катализатора после прокалки на него наносят хлорид палладия, взятый в количестве, обеспечивающем содержание оксида палладия в готовом катализаторе 0,1÷0,5 мас.%, и предварительно растворенный при нагревании в 25% растворе аммиака, катализатор провяливают при комнатной температуре, сушат при 120°C и прокаливают при 500°C в течение 3 ч.

7. Способ алкилирования изобутана олефинами при повышенных температуре и давлении в присутствии катализатора на основе цеолита типа NaNH4Y при остаточном содержании оксида натрия не более 0,8 мас.%, отличающийся тем, что алкилирование проводят в присутствии катализатора, полученного по п. 3.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что алкилирование изобутана олефинами ведут при температуре 60÷100°C, давлении 0,85÷1,7 МПа, отношении изобутан:олефины в сырье 8÷10:1, объемной скорости подачи сырья по олефинам 0,15÷0,2 ч-1 и длительности подачи сырья 24÷36 ч.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2647575C2

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КАТАЛИЗАТОРОВ АЛКИЛИРОВАНИЯ 2011
  • Хаджиев Саламбек Наибович
  • Герзелиев Ильяс Магомедович
  • Хашагульгова Нина Семеновна
  • Окнина Наталья Владимировна
RU2505357C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА АЛКИЛИРОВАНИЯ ПАРАФИНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ ОЛЕФИНАМИ 2010
  • Шириязданов Ришат Рифкатович
  • Давлетшин Артур Раисович
  • Николаев Евгений Анатольевич
RU2440190C1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА НА ОСНОВЕЦЕОЛИТОВ 0
  • М. Миначев, Е. С. Мортиков, А. С. Леонтьев, Н. Ф. Кононов, Т. С. Папко, А. А. Маслобоев Шведов, Б. М. Козлов, А. К. Жомов, Б. А. Липкинд, В. Мирский, Н. Валитов, О. С. Игнатьев, Л. И. Гузова, И. Э. Гельмс, Н. Р. Бурсиан, Г. М. Белоцерковскнй, В. И. Гаранин, В. В. Харламов, П. И. Слюн Ев, А. С. Витухина, Ю. А. Шавандин, Т. Г. Плаченов Э. С. Левин
SU303095A1
US 4300015 A1, 10.11.1981
Электрическое сопротивление для нагревательных приборов и нагревательный элемент для этих приборов 1922
  • Яковлев Н.Н.
SU1997A1

RU 2 647 575 C2

Авторы

Хаджиев Саламбек Наибович

Герзелиев Ильяс Магамедович

Окнина Наталья Владимировна

Басханова Марьям Назарбековна

Остроумова Вера Александровна

Даты

2018-03-16Публикация

2016-06-02Подача