Специфические по форме частицы катализатора для реакций конверсии углеводородов Советский патент 1987 года по МПК B01J35/02 C10G45/08 

Изобретение касается катализаторов специальной геометрической формы, пригодных для гидрирующей конверсии, особенно гидроочистки высококипящих фракций углеводорода.5

Известен катализатор, в виде трехконечной звезды (патент ФРГ№ 2837018, кл. В 01 J 35/02, 1981).

Цель изобретения - повышение активности катализатора за счет новой геометрической формы частиц катализатора.

Нижеследующие примеры иллюстрируют изобретение.

нако можно выбрать два, четыре и более рукавов.

На фиГ(,1 и 2 показаны примеры поперечных сечений частиц

Имеется возможность того, что частицы катализатора имеют из-за различных радиусов кривизны и длины рукавов неправильную форму, вследствие чего объем свободного пространства становится управляемым.

П р и м е р 2. Бемит-глинозем с содержанием SiO (1,8 мас.%) порошкообразной формы, полученньй путем из- мола ксерогеля в струйной мельнице,

Пример 1. Катализатор готовят замешивают в свободной от ионов воде

путем продавливания через фильеру с отверстиями соответствующего профиля пластифицированного глинозема. Этот экструдат сушат, прокаливают при 723 - 1073 К, пропитывают растворами или совместными растворами соли никеля и/или кобальта, а также соли молибдена, сушат и еще раз прокаливают при 723 - 823 К. При этом используют составы, содержащие, мас.%: Оксись никеля (II) или окись кобальта (II) 2-5 Окись молибдена (VI) 8-15 Оксись кремния (IV) 0,3-3,0 . Окись алюминия Остальное

Катализатор имеет преимущественно долю объема пор диаметром 3 - 10 им не менее 90% и мало пор диаметром более 10 нм. В таком исполнении катализатор обладает высокой механичес- 35 D, которые связаны между собой узкими кой прочностью и хорошей стойкостью , дугами. Если соединить две любые точ- при длительной нагрузке в условиях ки на широких дугах прямой, то эта

мм: L 1,0; D 1,0; G 1,2.

Внешняя граница частиц катализатора образована из широкоизгибающихся дуг в форме дуги окружности радиусом

процесса. Общий объем пор должен быть по возможности больше 0,50 .

,40

Предлагаемый катализатор состоит

из экструдированных частиц, поперечное сечение которых обра:зовано из фигур, имеющих в качестве внешней границы широкоизгибающиеся дуги, свя- занные между собой короткими дугами противопоставленного изгиба, причем прямая линия связи между любыми двумя точками, расположенными на широкой згибающейся дуге, проходит вне геоме- п трического тела, а частииД) катализатора имеют описанньй диаметр 0,5 - 3,0 мм, объем пор 0,40 - 0,90 , средний диаметр пор 4 - 20 нм, удельную поверхность 150-300 , соотношение геометрической поверхности и геометрического объема 100- 600см .

Образование (в форме позвонка) имеет преимущественно три рукава, Одпрямая проходит вне геометрического тела.

Значения геометрической поверхности О и объема V частиц, а также соотношения 0/V (длина зкструдата 5 мм) полученных катализаторов приведены в табл.1.

Таблица 1.

55

Описанньй диаметр всех экструдатов составляет 2 мм. После выхода из финако можно выбрать два, четыре и более рукавов.

На фиГ(,1 и 2 показаны примеры поперечных сечений частиц

Имеется возможность того, что частицы катализатора имеют из-за различных радиусов кривизны и длины рукавов неправильную форму, вследствие чего объем свободного пространства становится управляемым.

П р и м е р 2. Бемит-глинозем с содержанием SiO (1,8 мас.%) порошкообразной формы, полученньй путем из- мола ксерогеля в струйной мельнице,

замешивают в свободной от ионов воде

и

интенсивно мешают.

Для улучшения пластичности и фор- муемости массы добавляют еще 0,5 мас.% азотной кислоты (в пересчете на высушенный глинозем) и мешают до тех пор, пока масса не становится экструдируе- мой. Затем проводят ее формовку червячным прессом. При этом в качестве фильер используют фильеры с профилем клеверного листика (А), трехконечной звезды (Б) и с трехрукавным позвонко- образным профилем (В).

Катализатор с профилем в виде позвонка (фиг.2) имеет следующие разме- ры (описанньш диаметр равен 2,0 мм).

D, которые связаны между собой узкими дугами. Если соединить две любые точ- ки на широких дугах прямой, то эта

мм: L 1,0; D 1,0; G 1,2.

Внешняя граница частиц катализатора образована из широкоизгибающихся дуг в форме дуги окружности радиусом

прямая проходит вне геометрического тела.

Значения геометрической поверхности О и объема V частиц, а также соотношения 0/V (длина зкструдата 5 мм) полученных катализаторов приведены в табл.1.

Таблица 1.

Описанньй диаметр всех экструдатов составляет 2 мм. После выхода из фи31321460

льеры экструдаты сушат в течение 3 ч при 313-373 К и прокаливают 2 ч при 873 К. Полученные носители окиси алюминия со специальными профилями пропитывают водным аммиачным раствором, 5 содержащим нитрат аммиаката никеля и молибдат аммония (VI), осторожно сушат при 313-373 К и еще раз прокали- вают при 623 Ко

Получают катализаторы, содержащие,0 мас.%:

в о

Окись никеля (II) 3,5

Окись молибдена (VI) 15,0 Общий объем пор катализаторов состав ляет 0,61 . Основная доля 0,56 приходится на поры радиусом 3 - 8 нм. Кажущаяся плотность экструдатов катализатора для трех марок составляет, кг/л: А 0,55; Б 0,53; В 0,51. Прочность на истирание составляет, %: А 99,6; Б 99,3; В 99,6.

Из данных значений можно установить хорошие механические показатели катализатора с предлагаемым профилем

Описанньй диаметр, мм

L, мм

D, мм

G, мм Длина частиц, мм

О, мм

V, ммз

0/V, мм

0/V,

Этим подтверждается то, что для описанного диаметра частиц 0,5 - 3,0 мм получаются соотношения 0/V, имеющие значения 100 - 600 см (согласно предлагаемым катализаторам).

Катализатор, соответствующий фиг. 2, имеющий описанньй диаметр 0,5 мм и соотношение 0/V 555,6 , готовят путем экструзии через соответствующую фильеру с отверстиями пластифицированного глинозема, сушения, прокаливания при 873 К и пропитьшания общим аммиачным раствором, содержащим гексанитрат аммиаката никеля и молибдат аммония, и последующим сушением и прокаливанием при 623 К. Далее этот катализатор испытывают в опытном реакторе при указанных условиях реакции

для обессеривания вакуумного дистил- г пытывают катализаторы с профилем в

лята. Химический состав

мас.%:

Окись никеля (II) Окись молибдена (VI)

катализатора,

4,2 14,2

виде позвонка, имеющие следующие ха рактеристики :

Описанный диаметр, мм 3,0 L, мм1,5

0

5

Эти три катализатора используют для гидрообессеривания вакуумного дистиллята. Катализаторы устанавливают в опытный реактор и испытывают при одинаковых условиях. Рабочие параметры следующие:

Давление, Ша 3,5

Температура, К 653

Нагрузка, об/об ч 2,0

Соотношение газ:

: продукт, нл/л 500:1

Применяемый вакуумный дистиллят имеет плотность 0,920 г/см при 293 К, содержание серы 1,95 мас.%.

При указанных условиях получают рафинаты, в которых, содержание серы при использовании катализатора составляет, мас.%г А 0,14; Б 0,12; В 0,10.

Изменение соотношения геометрической поверхности и объема при изменении описанного диаметра частиц подтверждается следующими данными.

Катализаторы с профилем, соответ- 5 ствующим фиг.2, имеют следующие размеры:

0

0

2,0

1,0

1,0

1,2

5,0 32,33

2,289 14,12 141,2

Окись кремния (IX) Оксись алюминия Объем пор, Кажущаяся плотность кг/л

Поверхность, Прочность на истирание, %

2,8 1,4

1,4 1,68 5,0

45,776 4,487 10,20 102,0

1,0

До 100,0 0,63

0,52 250

99,7

Йри этом содержание серы в рафи- нате 0,05 мас.%. Этот катализатор, на основе высокого соотношения О/У, имеет более высокую эффективность обессеривания, чем соответствующие уровню техники специфические по форме катализаторы и предлагаемый катализатор с описанным диаметром 2 мм,

Согласно изобретению готовят и исвиде позвонка, имеющие следующие характеристики :

Описанный диаметр, мм 3,0 L, мм1,5

Формула-изобретенияи окись молибдена (V) в комбинации

с окисью алюминия, содержащей окись

1. Специфические по форме части- кремния (I.V), отличающие- цы катализатора для реакций конверсии с я тем, что, с целью повышения ак- углеводорода с профилированными внеш- тивности катализатора, он состоит из ними поверхностями,, содержащего окись экструдированных частиц, поперечные никеля (II) и/или окись кобальта (II) сечения которых образуются из фигур.

имеющих в качестве внешней границы широкоизгибающиеся дуги, связанные между собой короткими дугами противопоставленного изгиба, причем прямые линии связи между двумя любыми точками, расположенными на широкоизгибающейся дуге, проходят вне геометрического тела, частицы катализатора имеют описанный диаметр 0,5-3,0 мм, объем пор 0,40-0,90 , средний диаметр 4-20 нм, удельную поверхность 150-300 , соотношение геометрической поверхности и геометрического объема 100-600 см, долю пор диаметром 25-3750 нм менее чем-5% общего объема пор и долю пор диаметром 3-10 нм не менее чем 90% общего объема пор.

2,Частицы катализатора по п.1, отличающиеся тем, что представляют собой позвонкообразное образование с тремя рукавами.

3.Частицы катализатора по пп,1 Л 2, отличающиеся тем.

5

0

что катализатор имеет объем пор 0,60- 0,90 смз/г.

4.Частицы катализатора попп.1-3, отличающиеся тем, что катализатор имеет средний диаметр пор 9-20 нм.

5.Частицы катализатора по nn.l-AJ отличающиеся тем, что катализатор имеет удельную поверхность 150-250 м2/г.

6.Частицы катализатора по пп.1-5, отличающиеся тем, что они содержат мас,%:

Окись никеля (II)

и/или кобальта (II)2-5

Окись молибдена (VI)8-15

Окись кремния (IV)0,3-3,0

Окись алюминияОстальное

Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Германской Демократической Республики.

UZ.f

Редактор А.Шишкина

Заказ 2697/4Тираж 510 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг. 2

Составитель В.Назина

Техред И.Попович Корректор А.Ильин

Изобретение касается каталитической химии, в частности катализатора (КТ), имеющего специфические по форме частицы, которые используют для конверсии углеводородов. Повышение активности КТ достигается новой геометрической формой. В состав КТ входят: NiO и/или СоО, Мо.0, в комбинации с AljO,, содержащей SiOj. КТ состоит из экструдированных частиц, поперечные сечения которых образуют- ся из фигур, имеющих в качестве внешней границы широкоизгибающиеся дуги, связанные между собой короткими дугами противопоставленного изгиба, причем прямые линии связи между двумя любыми точками, расположенными на широкоизгибающейся дуге, проходят вне геометрического тела. Частицы имеют диаметр 0,5-3,0 мм, объем пор 0,4- 0,9 , средний диаметр пор 4- 20 нм, удельную поверхность 150- 300 , соотношение геометрической поверхнЬсти и геометрического объема 100-600 см , долю пор диаметром 25 - 3750 нм менее чем 5% общего объема пор и долю пор диаметром 3 - 10 нм не менее чем 90% общего объема пор. Частицы КТ представляют собой позвон- кообразное образование с тремя рукавами. Преимущественно КТ содержит в своем составе, мас.%: 2-5 NiO и/или СоО; 8-15 MOjO,; 0,3-3,0 SiO и остальное Испытание КТ показывает, что он обеспечивает лучшую степень обессеривания, чем известный (по форме трехконечная звезда). 5 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл. I (Л 4 О5