ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИЙ КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГИДРОДЕПАРАФИНИЗАЦИИ МАСЛЯНЫХ ФРАКЦИЙ Российский патент 2021 года по МПК B01J29/48 B01J27/19 B01J21/02 B01J23/883 

Изобретение относится к катализаторам нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при производстве и применении катализаторов депарафинизации.

Известен катализатор депарафинизации, содержащий смешанную поливалентную и водородную форму высококремнеземного цеолита со степенью обмена катионов натрия в исходном цеолите на поливалентный катион или их смесь не менее 50 мас.% при суммарной степени обмена не менее 95 мас.% (патент RU №2109792, МПК, C10G 47/20, опубл. 27.04.1998). Катализатор готовят по стандартной методике и используют в процессе получения низкозастывающих нефтепродуктов при следующих условиях: Т=260-380°С; Р=4-5 МПа; V=2-6 ч^-1; Н₂/сырье=500-1500.

В качестве сырья используют масляные фракции (продукт гидрокрекинга 240-420°С), содержащие 25,6 мас.% н-парафиновых углеводородов, 6,3 мас.% ароматических углеводородов и застывающих при +15°С, а также прямогонную дизельную фракцию (190-360)°С, содержащую 0,5 мас.% серы и застывающую при -9°С.

Катализатор содержит, мас.%: NiO - 4,0; MoO₃ - 8,0; цеолит FeНЦВМ - 67,0; Al₂O₃ - остальное, либо NiO - 3,0; WO₃ - 9,0; цеолит FeHЦBM - 67,0; Al₂O₃ - остальное.

Недостатки известного способа заключаются в недостаточно высокой степени кристалличности цеолита, использовании дефицитных и дорогих реагентов при его изготовлении, низком выходе базовой основы трансформаторного масла и высокой температуре его застывания.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является цеолитсодержащий катализатор депарафинизации масляных фракций (патент RU №2518468, МПК B01J 29/076, опубл. 10.06.2014), который и выбран за прототип. Согласно прототипа для получения высококремнеземного цеолита готовят суспензию порошкообразного силикагеля в водном растворе гидроксида натрия при температуре 100-120°С в течение 8-12 ч. Подъем температуры осуществляют со скоростью 10°С в ч, затем суспензию охлаждают и смешивают с водным раствором алюмината натрия после чего смесь кристаллизуют при температуре 150-170°С в течение 24-48 ч. Цеолит отфильтровывают, промывают с использованием нитрата аммония, высушивают и прокаливают. Получают высококремнеземный цеолит ZSM-5, который имеет: степень кристалличности 95-100%; размеры кристаллитов 5-30 мкм и силикатный модуль 30-55.

Цеолитсодержащий катализатор на основе высококремнеземного цеолита ZSM-5 готовят следующим образом. Для приготовления носителя смешивают гидроксид алюминия марки А-64 с борной кислотой. Затем добавляют расчетное количество цеолита, полученную смесь пептизируют расчетным количеством азотной кислоты, формуют, провяливают при комнатной температуре в течение 24 часов, сушат при температуре 100-120°С в течение 2 часов и прокаливают при температуре 350-650°С.

После прокаливания полученный носитель пропитывают по водопоглощению расчетным количеством фосфорнокислого раствора активных компонентов. Пропитанный катализатор сушат при температуре 100-120°С в течение 2 ч и прокаливают при 460-480°С в течение 4 ч. Подъем температуры осуществляют со скоростью 100°С в час. Получают катализатор содержащий, мас.%:

Задачей предлагаемого изобретения является получение высокоактивного цеолитсодержащего катализатора гидродепарафинизации масляных фракций, обеспечивающего более высокий выход базовой основы трансформаторного масла с улучшенными физико-химическими и потребительскими свойствами (более низкой температурой застывания).

Технический результат, достижение которого обеспечивает реализация предлагаемого изобретения, заключается в:

- повышении выхода целевого продукта;

- снижении температуры застывания целевых продуктов.

Технический результат от реализации патентуемого катализатора на основе цеолита, гидрирующих компонентов и добавок достигают тем, что он содержит, мас.%:

а используемый для приготовления катализатора высококремнеземный цеолит ZSM-5 имеет: степень кристалличности 100%; размеры кристаллитов 2-8 мкм и силикатный модуль 180-200.

Сопоставительный анализ прототипа и заявляемого изобретения показывает, что общими признаками катализаторов является их основа - высококремнеземный цеолит, гидрирующие компоненты и добавки.

Отличительной особенностью патентуемого катализатора является то, что катализатор содержит следующие компоненты, мас.%:

а используемый для приготовления катализатора цеолит ZSM-5 имеет: степень кристалличности 100%; размеры кристаллитов 2-8 мкм и силикатный модуль 180-200.

Цеолитсодержащий катализатор на основе высококремнеземного цеолита ZSM-5 готовят следующим образом. Для приготовления носителя смешивают гидроксид алюминия марки А-64 с борной кислотой. Затем добавляют расчетное количество цеолита, полученную смесь пептизируют расчетным количеством азотной кислоты, формуют, провяливают при комнатной температуре в течение 24 ч, сушат при температуре 100-120°С - 2 ч и прокаливают при 500-650°С - 4 ч.

После прокаливания носитель пропитывают по водопоглощению расчетным количеством фосфорнокислого раствора активных компонентов. Пропитанный катализатор сушат при температуре 100-120°С - 2 ч и прокаливают при 450-500°С - 4 ч. Подъем температуры осуществляют со скоростью 100°С в ч. Катализатор содержит, мас.%:

Реализацию изобретения иллюстрируют нижеприведенные примеры. В таблице 1 приведены составы катализаторов, в таблице 2 - температурный режим приготовления катализаторов и их физико-химические свойства.

Катализаторы по примерам 1-3 испытаны в процессе гидродепарафинизации фракции гидрокрекинга, выкипающей в пределах 280-400°С и застывающей при +15°С. Процесс осуществляют при следующих условиях: давление - 4,0 МПа; температура - 280-320°С; объемная скорость подачи сырья - 1,2 ч^-1; соотношение водородсодержащий газ: сырье - 1500:1 н. об/об сырья. Температурный режим процесса гидродепарафинизации и показатели, характеризующие активность заявляемого катализатора, приведены в таблице 3.

Показано, что патентуемый катализатор позволяет обеспечить получение базовой основы трансформаторного масла с температурой застывания минус 61-71°С. Выход целевой фракции при этом составляет 86-94 мас.%. Для сравнения испытан катализатор по прототипу, который включает: ZnO - 2,0; MoO₃ - 5,0; Р₂О₅ - 1,7; B₂O₃ - 2,5; цеолит ZSM-5 - 70,0; γ-Al₂O₃ - остальное. Гидродепарафинизацию проводят в аналогичных условиях при температуре 320°С. При этом получены более низкий выход целевого продукта (84,5 мас.%) и более высокая температура его застывания (- 69°С).

Реализация патентуемого катализатора позволяет получить технический результат, который достигают не аддитивным вкладом каждого компонента, а за счет суммарного синергетического эффекта.

Изобретение относится к катализаторам нефтеперерабатывающей промышленности и может быть применено при производстве и использовании катализатора гидродепарафинизации масляных фракций. Предложен цеолитсодержащий катализатор на основе высококремнеземного цеолита, включающий гидрирующие компоненты и добавки, при следующих соотношениях компонентов, мас.%: цеолит 70,0-80,0; МоО₃ 3,0-4,0; NiO 3,0-4,0; Р₂О₅ 1,0-2,0; В₂О₃ 0,5-2,0; γ-AI₂O₃ - остальное до 100. При этом в качестве основы использован цеолит ZSM-5, имеющий: степень кристалличности 100%; размеры кристаллитов 2-8 мкм; силикатный модуль 180-200. Технический результат заключается в повышении выхода целевого продукта и снижении температуры его застывания. 3 табл., 3 пр.

Цеолитсодержащий катализатор депарафинизации масляных фракций на основе высококремнеземного цеолита, включающий гидрирующие компоненты и добавки, отличающийся тем, что основой является высококремнеземный цеолит ZSM-5, имеющий: степень кристалличности 100%; размеры кристаллитов 2-8 мкм и силикатный модуль 180-200, а компоненты содержатся в следующих соотношениях, мас.%:

Цеолит 70,0-80,0 МоО₃ 3,0-4,0 NiO 3,0-4,0 Р₂О₅ 1,0-2,0 В₂О₃ 0,5-2,0 γ-AI₂O₃ остальное до 100