Носитель для катализатора пиролиза газообразного углеводородного сырья Советский патент 1990 года по МПК B01J37/04 B01J21/16 

Изобретение относится к носителям катализаторов пиролиза и может быть использовано при переработке газообразного углеводородного сырья.

Целью изобретения является увеличение актиЕности катализатора на основе данного носителя за счет содержания новых добавок.

Пример 1. Используют керамическую массу состава, мас.%: каолин 37; глина 9; кварц 20; доломит 13; фосфат бора 1; глинозем 16; полевой шпат 4. В смесь добавляют воду и перемешивают. Из полученной пасты формуют цилиндрические гранулы диаметром 2,5 мм и высотой 3 мм, сушат их при 120°С в течение -3 ч и прокаливают 4 ч лри 1070°С. Удельная поверхность полученного образца, определенная газохроматогра- фическим методом по тепловой десорбции

аргона, составляет 2,2 , пористость образца 36,6%, предел прочности при сжатии 660 кг/см .

Остальные примеры приготовления осуществляют аналогичным образом, изменяя соотношения исходных компонентов и температуры прокаливания.

Как видно из табл. 1, концентрации 9-16 мас.% глинозема и 4-10 мас.% полевого шпата являются оптимальными (примеры 1-3). При введении таких количеств глинозема и полевого шпата удельная поверхность образцов достигает 1,5-2,2 , при этом пористость и предел прочности близки к соответствующим показателям образцов, полученных по известному способу. Из табл. 1 видно, что при уменьшении концентрации глинозема удельная поверхность снижается (пример 5), при увеличении конО

О

СО

со

00

центрации глинозема удельная поверхность увеличивается, однако снижается механическая прочность образца (пример 4). Повышение концентрации полевого шпата (пример 7) вызывает снижение удельной поверхности. При уменьшении концентрации полевого шпата (пример 6) удельная поверхность образца заметно повышается, но механическая прочность при этом снижается. Из табл. 1 видно, что введение в состав керамической массы 10-15 мас.% доломита и 1-2 мас.% фосфата бора обеспечивает по сравнению с известным способом увеличение удельной поверхности до 1,5-2,1 , при этом пористость (36%) и механическая прочность (680-730 кг/см) близки к соответствующим показателям известного носителя.

При сравнении характеристик образцов, полученных по предлагаемому и известному способам, видно, что удельная поверхность носителя, полученного по предлагаемому способу, в 4-5 раз выше, а пористость и механическая прочность близки к соответствующим показателям известного носителя.

На основе данного носителя получают катализаторы по примерам 16-24.

Пример 16. 45 г носителя, полученного по примеру 1, помещают в водный раствор азотнокислых солей индия и магния, который получают растворением 4,2 г 1п(ЫОз)з-4,5Н2О и 3,2 г Mg(NO3)2-6H2O в 200 мл дистиллированной воды. Через 16 ч раствор упаривают на водяной бане при перемешивании досуха. Гранулы высушивают в течение 4 ч при 120°С и прокаливают 6 ч при 800°С. Полученный катализатор имеет состав, мае. %: 1п2Оз 3; MgO 1; носитель по примеру 1 остальное.

Примеры 17-24. По методике, описанной в примере 16, получают катализаторы, содержащие 3 мас.% 1п2Оз и 1 мас.% MgO на носителях по примерам 2-7, 14 и 15.

Катализаторы испытывают в процессе пиролиза этана и смеси газообразных алканов, содержащей мас.%: этан 10,7; пропан 69,0; изо-бутан 12,8; н-бутан 7,5 (сжиженный газ), на лабораторной установке проточного типа. Условия опытов: температура 820°С, массовое отношение азот: Н2О: сырье 0,8:0,5:1, время контакта 0,4 с. Как видно из табл. 2, образцы катализатора на данном носителе проявляют более высокую активность, чем катализатор на известном носителе. Выход этилена и

суммы непредельных углеводородов состава С2-С4 при пиролизе этана составляет 63,1 - 63,7 и 64,6-65,1 мас.% соответственно, при пиролизе смеси газообразных алканов -

47,5-48,5 и 62,9-64,4 мас.% соответственно. В присутствии катализатора на известном носителе выход этилена и суммы непредельных углеводородов состава Cz-С4 при пиролизе этана 62,5 и 64,0 мас.% соответственно, при пиролизе смеси газообразных алканов - 46,3 и 61,6 мас.% соответственно.

Использование данного.способа приготовления носителя для катализатора пиролиза газообразных алканов обеспечивает по

сравнению с известным увеличение удельной поверхности до 1,5-2,2 (в 4-5 раз), при этом пористость (35,9-36,6%) и механическая прочность (660-730 кг/см) близки к соответствующим показателям известного носителя.

Образцы носителя по данному способу получают при более низкой температуре прокаливания (на 50-80°С), чем по известному.

Использование данного носителя для

приготовления катализаторов пиролиза газообразных алканов обеспечивает более высокую каталитическую активность. Выход этилена и суммы непредельных углеводородов состава €2-С при пиролизе этана повышается на 0,6-1,2 и 0,6-1,1 мас.% соответственно, при пиролизе смеси газообразных алканов - на 1,2-2,2 и 1,3-2,8 мас.% соответственно.

Формула изобретения

Носитель для катализатора пиролиза газообразного углеводородного сырья, содержащий каолин, глину, кварц, доломит, фосфат бора и модифицирующие добавки, отличающийся тем, что, с целью увеличения активности катализатора на основе данного носителя, в качестве модифицирующих добавок используют глинозем и полевой щпат при следующем содержании компонентов, мас.%:

5

Глина

Кварц

Глинозем

Полевой шпат

Доломит

Фосфат бора

Каолин

9-11 19-21 9-16 4-10 10-15 1-2 до 100

ооооооооооооооо оо

чОГО- - О- чОГ-.1Л- ООГО- С 10О О -

чОГ- Г чЛГ ч Г 1-ОГ Г- ч ЭГ Г Г чОчОГ

Изобретение касается каталитической химии, в частности носителя для катализатора пиролиза газообразного углеводородного сырья. Цель - повышение активности катализатора. Для этого носитель содержит, мас.%: глина 9-11, кварц 19-21, глинозем 9-16

полевой шпат 4-10

доломит 10-15, фосфат бора 1-2 и каолин до 100. Этот носитель для катализаторов пиролиза газообразных алканов-этана, обеспечивает повышение выхода этилена и суммы непредельных C_2-4 - углеводородов на 0,8-1,2 и 0,6-1,1 мас.%, т.к. в данном случае повышается до 1,5-2,2 м²/г поверхность катализатора при аналогичной с известной пористости и механической прочности носителя. 2 табл.

ю

CNLOCTNOO L/ iOOOOl-O - vDCTivDO т- rslOCN- - CM - CNlr- - т- гч1

чост - 1-с т- :71ч±оооо-с)-сг.

OLOvCI- Ln4DLnoO tOOu 4D4OvO

roronroc rocororororocorofon

ООООООООООООООО оо

ОГО1ЛГ Г ООГ Г -1Л1Л

I I I I I I I I I I I IICN

I I

cOcOrOrOCOrOconrOOiJOLOLOOtnсч

г-,-,,-,-,- ОО

г го

llllllllllll

ю

о

о

1Л

о CS1«- S

-d- CvJ OOOOvOOOCOOOCT -3-3 I I

ЕЙ

Д

CO f u-1 CN(N4O OOS

. y,,- т-. --I I

in

Ч

- 10-3- (NCMCMCM SCNT-csjCS N( T-T- CNCM

OOOO -r-OO OOO - ч- ч- ч- ч- т- т-

CNГOчtlЛ DГ OOO

- 4Jо о

о )оо г

Г 4D СО ГО

Щ LOю

Г| «Vft

Гч| - ГМо

4

О

о

о

d

U-1 о

1 VI

) 4D

Ж Я Ч О П) К

О - CN СО ± UO

Таблица 2