RU2769187C1 - Catalyst for processing stable gas condensate into aromatic hydrocarbons, method for production thereof and method for production of aromatic hydrocarbons using same - Google Patents
Catalyst for processing stable gas condensate into aromatic hydrocarbons, method for production thereof and method for production of aromatic hydrocarbons using same Download PDFInfo
- Publication number
- RU2769187C1 RU2769187C1 RU2020138132A RU2020138132A RU2769187C1 RU 2769187 C1 RU2769187 C1 RU 2769187C1 RU 2020138132 A RU2020138132 A RU 2020138132A RU 2020138132 A RU2020138132 A RU 2020138132A RU 2769187 C1 RU2769187 C1 RU 2769187C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- temperature
- zeolite
- aromatic hydrocarbons
- hours
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
- B01J29/48—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively containing arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0201—Impregnation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/08—Heat treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G35/00—Reforming naphtha
- C10G35/04—Catalytic reforming
- C10G35/06—Catalytic reforming characterised by the catalyst used
- C10G35/095—Catalytic reforming characterised by the catalyst used containing crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к нефтехимической промышленности, а именно, к катализатору получения ароматических углеводородов при переработке стабильного газового конденсата, способу получения указанного катализатора и способу получения ароматических углеводородов с его применением.SUBSTANCE: group of inventions relates to the petrochemical industry, namely, to a catalyst for producing aromatic hydrocarbons in the processing of stable gas condensate, a method for producing said catalyst and a method for producing aromatic hydrocarbons using it.
Из уровня техники известны катализаторы переработки стабильного газового конденсата в ароматические углеводороды, способы получения этих катализаторов, а также способы получения ароматических углеводородов с применением последних (RU 2372988, 2009, RU 2658832, 2018, RU 2333033, 2008, RU 2372988, 2009, RU 2304608, 2007, RU 2672665, 2018). К недостаткам указанных технических решений следует отнести такие, как многокомпонентность составов катализаторов, использование в последних редких, а также вредных элементов, пониженная селективность катализаторов в отношении образования ароматических углеводородов, длительность процедуры синтеза катализаторов, многостадийность способов получения катализаторов.The prior art catalysts for the processing of stable gas condensate into aromatic hydrocarbons, methods for producing these catalysts, as well as methods for producing aromatic hydrocarbons using the latter , 2007, RU 2672665, 2018). The disadvantages of these technical solutions include such as the multicomponent composition of catalysts, the use of rare and harmful elements in the latter, reduced selectivity of catalysts in relation to the formation of aromatic hydrocarbons, the duration of the catalyst synthesis procedure, and the multi-stage methods for obtaining catalysts.
Более близкими аналогами предложенной группы изобретений являются катализатор переработки стабильного газового конденсата в ароматические углеводороды, способ его получения и способ получения ароматических углеводородов с его применением, описанные в источнике информации - А.А. Караваев. Получение полупродуктов нефтехимии из альтернативного сырья на цеолитсодержащих катализаторах. Диссертация. Москва, 2018, с. 30-32, 94-95, 97.Closer analogues of the proposed group of inventions are a catalyst for processing stable gas condensate into aromatic hydrocarbons, a method for producing it and a method for producing aromatic hydrocarbons using it, described in the source of information - A.A. Karavaev. Obtaining intermediate products of petrochemistry from alternative raw materials on zeolite-containing catalysts. Thesis. Moscow, 2018, p. 30-32, 94-95, 97.
Так, описан способ получения катализатора переработки стабильного газового конденсата в ароматические углеводороды, который заключается в следующем. Проводят гидротермально-микроволновой синтез цеолита MFI в водородной форме. Для этого в плоскодонной колбе с магнитной мешалкой расчетные количества реагентов - тетраэтилортосиликата, гидроксида тетра-н-пропиламмония и изопропоксида алюминия растворяют в дистиллированной воде. Перемешивание проводят до полной гомогенизации смеси. Полученную смесь помещают в тефлоновый автоклав объемом 100 мл и загружают в микроволновую установку Speed Wave Berghof - 4 (максимальная мощность микроволнового излучения составляет 1450 Вт, частота излучения 2,45 ГГц). Синтез проводят при 190-215°С в течение 180 минут. Полученную суспензию центрифугируют, промывают дистиллированной водой и сушат при 190°С в течение 1,5 часов. С целью удаления темплата (органического структурообразующего вещества) проводят прокаливание порошка при 550°С в течение 5 часов с получением цеолита MFI в водородной форме.Thus, a method for obtaining a catalyst for processing stable gas condensate into aromatic hydrocarbons is described, which is as follows. Spend hydrothermal-microwave synthesis of zeolite MFI in hydrogen form. To do this, in a flat-bottomed flask with a magnetic stirrer, the calculated amounts of reagents - tetraethylorthosilicate, tetra-n-propylammonium hydroxide and aluminum isopropoxide are dissolved in distilled water. Stirring is carried out until complete homogenization of the mixture. The resulting mixture is placed in a 100 ml Teflon autoclave and loaded into a Speed Wave Berghof - 4 microwave unit (maximum microwave power is 1450 W, radiation frequency is 2.45 GHz). The synthesis is carried out at 190-215°C for 180 minutes. The resulting suspension is centrifuged, washed with distilled water and dried at 190°C for 1.5 hours. To remove the template (an organic structure-forming substance), the powder is calcined at 550°C for 5 hours to obtain MFI zeolite in hydrogen form.
Затем проводят промотирование цеолита MFI методом пропитки водными растворами гексагидрата нитрата цинка (II) (Zn(NO3)2⋅6Н2О) и наногидрата нитрата хрома (III) Cr(NO3)3⋅9H2O. Для этого рассчетное количество указанных солей растворяют в дистиллированной воде, после чего медленно вливают в фарфоровую чашку с цеолитом при постоянном перемешивании стеклянной палочкой. Пропитанный цеолит оставляют сушить на воздухе в течение суток, после чего сушат при 100°С и 300°С в течение часа. Затем проводят прокаливание при 500°С в течение 4-5 часов для разложения нитратов с образованием оксидов цинка и хрома, соответственно. Массовая доля цинка и хрома в катализаторе составляет по 1,0% масс. каждого металла, также в катализаторе присутствует кислород, связанный с цинком и хромом, поскольку они содержатся в катализаторе в форме оксидов. Получаемый катализатор содержит высококремнеземный цеолит MFI, синтезированный в водородной форме, оксид цинка, оксид хрома, при следующем соотношении компонентов, % масс: оксид цинка 1,21; оксид хрома 1,5; указанный цеолит - до 100.Then the MFI zeolite is promoted by impregnation with aqueous solutions of zinc (II) nitrate hexahydrate (Zn(NO 3 ) 2 ⋅6H 2 O) and chromium (III) nitrate nanohydrate Cr(NO 3 ) 3 ⋅9H 2 O. For this, the calculated amount of the indicated salts are dissolved in distilled water, after which they are slowly poured into a porcelain cup with zeolite with constant stirring with a glass rod. The impregnated zeolite is left to dry in air for a day, after which it is dried at 100°C and 300°C for an hour. Then calcination is carried out at 500°C for 4-5 hours to decompose nitrates with the formation of zinc and chromium oxides, respectively. The mass fraction of zinc and chromium in the catalyst is 1.0% of the mass. each metal, there is also oxygen associated with zinc and chromium in the catalyst, since they are contained in the catalyst in the form of oxides. The resulting catalyst contains high-silica zeolite MFI synthesized in hydrogen form, zinc oxide, chromium oxide, in the following ratio, wt %: zinc oxide 1.21; chromium oxide 1.5; the specified zeolite - up to 100.
Недостаток данного способа заключается в его длительности и получении целевого катализатора, обладающего пониженной стабильностью.The disadvantage of this method lies in its duration and obtaining the target catalyst with reduced stability.
Недостаток катализатора заключается в его пониженной стабильности. Так, указанный катализатор после 4 часов работы снижает селективность и активность и требует регенерации путем нагрева в токе воздуха до 700°С.The disadvantage of the catalyst is its reduced stability. Thus, the specified catalyst after 4 hours of operation reduces the selectivity and activity and requires regeneration by heating in a stream of air to 700°C.
Описанный способ получения ароматических углеводородов из стабильного газового конденсата заключается в следующем.The described method for obtaining aromatic hydrocarbons from a stable gas condensate is as follows.
Исходное сырье контактируют с катализатором, полученным вышеописанным образом и содержащим высококремнеземный цеолит MFI в водородной форме, оксид цинка, оксид хрома, при следующем соотношении компонентов, % масс: оксид цинка 1,21; оксид хрома 1,5; указанный цеолит - остальное, до 100% при температуре 360-550°С, атмосферном давлении, объемной скорости подачи стабильного газового конденсата 0,68-1,37 ч-1.The feedstock is contacted with the catalyst obtained as described above and containing high silica zeolite MFI in hydrogen form, zinc oxide, chromium oxide, in the following ratio, wt %: zinc oxide 1.21; chromium oxide 1.5; the specified zeolite - the rest, up to 100% at a temperature of 360-550°C, atmospheric pressure, space velocity of supply of a stable gas condensate of 0.68-1.37 h -1 .
Недостаток данного способа заключается в том, что использование в последнем катализатора, обладающего пониженной стабильностью приводит к снижению межрегенерационного периода работы катализатора.The disadvantage of this method lies in the fact that the use of the latter catalyst with reduced stability leads to a decrease in the regeneration period of the catalyst.
Общий недостаток известных технических решений заключается в недостаточной стабильности описываемого катализатора, полученного вышеописанным образом и используемого при получении ароматических углеводородов. Таким образом, указанные выше технические решения недостаточно эффективны.A common drawback of the known technical solutions is the lack of stability of the described catalyst obtained in the manner described above and used in the production of aromatic hydrocarbons. Thus, the above technical solutions are not effective enough.
Техническая проблема, на решение которой направлена данная группа изобретений, заключается в повышении эффективности катализатора переработки стабильного газового конденсата в ароматические углеводороды, способа его получения и способа получения ароматических углеводородов с его применением.The technical problem to be solved by this group of inventions is to increase the efficiency of the catalyst for processing stable gas condensate into aromatic hydrocarbons, the method for its production and the method for producing aromatic hydrocarbons using it.
Данная техническая проблема решается созданием способа получения катализатора для переработки стабильного газового конденсата в ароматические углеводороды, заключающимся в том, что готовят смесь, состоящую из тетраэтилортосиликата, воды, гидроксида тетрапропиламмония и изопропоксида алюминия, взятых в мольном соотношении тетраэтилортосиликат : вода: гидроксид тетрапропиламмония: изопропоксид алюминия, равном 1:34-36:0,1-0,12:0,04-0,06, проводят кристаллизацию полученной смеси путем гидротермально-микроволновой обработки при мощности микроволнового излучения 60 Вт, частоте излучения 2,45 ГГц, давлении 3,7 МПа, температуре 180-200°С, в течение 1,4-1,6 ч, с последующим снижением температуры до 150-170°С и повторной гидротермально-микроволновой обработки при вышеуказанных условиях, образующийся осадок подвергают фильтрации, промывке дистиллированной водой, сушке в течение 1,5-2 ч при температуре 180-200°С, затем образовавшийся порошок прокаливают при температуре 540-560°C с получением цеолита структуры MFI в водородной форме, после чего проводят пропитку указанного цеолита водным раствором, одновременно содержащим нитраты цинка и хрома, сушку пропитанного цеолита в течение 1,5-2 ч при температуре 70-80°С и прокалку при температуре 540-560°С в течение 3-4 часов для разложения нитратов с образованием оксидов цинка и хрома, с получением катализатора, содержащего высококремнеземный цеолит структуры MFI в водородной форме, оксид цинка, оксид хрома при следующем соотношении компонентов, % масс.:This technical problem is solved by creating a method for producing a catalyst for processing stable gas condensate into aromatic hydrocarbons, which consists in preparing a mixture consisting of tetraethylorthosilicate, water, tetrapropylammonium hydroxide and aluminum isopropoxide, taken in a molar ratio of tetraethylorthosilicate: water: tetrapropylammonium hydroxide: aluminum isopropoxide , equal to 1:34-36:0.1-0.12:0.04-0.06, the resulting mixture is crystallized by hydrothermal microwave treatment at a microwave power of 60 W, a radiation frequency of 2.45 GHz, a pressure of 3, 7 MPa, temperature 180-200°C, for 1.4-1.6 hours, followed by lowering the temperature to 150-170°C and repeated hydrothermal-microwave treatment under the above conditions, the resulting precipitate is filtered, washed with distilled water, drying for 1.5-2 hours at a temperature of 180-200°C, then the resulting powder is calcined at a temperature of 540-560°C to obtain zeol ite of the MFI structure in hydrogen form, after which the specified zeolite is impregnated with an aqueous solution simultaneously containing zinc and chromium nitrates, the impregnated zeolite is dried for 1.5-2 hours at a temperature of 70-80°C and calcined at a temperature of 540-560°C within 3-4 hours for the decomposition of nitrates with the formation of oxides of zinc and chromium, with the production of a catalyst containing high-silica zeolite of the MFI structure in hydrogen form, zinc oxide, chromium oxide in the following ratio of components, % wt.:
Данная техническая проблема решается также созданием катализатора для переработки стабильного газового конденсата в ароматические углеводороды, содержащего высококремнеземный цеолит структуры MFI в водородной форме, оксид цинка, оксид хрома, при следующем соотношении компонентов, % масс.:This technical problem is also solved by creating a catalyst for processing stable gas condensate into aromatic hydrocarbons containing high-silica zeolite of the MFI structure in the hydrogen form, zinc oxide, chromium oxide, in the following ratio of components, % wt.:
полученного вышеописанным способом.obtained in the manner described above.
Данная техническая проблема решается также созданием способа получения ароматических углеводородов из стабильного газового конденсата, включающим проведение контактирования стабильного газового конденсата при температуре 360-600°С, атмосферном давлении, объемной скорости подачи стабильного газового конденсата 0,7-1,4 ч-1 с вышеописанным катализатором, содержащим высококремнеземный цеолит структуры MFI в водородной форме, оксид цинка, оксид хрома, при следующем соотношении компонентов, % масс.:This technical problem is also solved by creating a method for obtaining aromatic hydrocarbons from a stable gas condensate, including contacting a stable gas condensate at a temperature of 360-600°C, atmospheric pressure, a volumetric feed rate of a stable gas condensate of 0.7-1.4 h -1 with the above described a catalyst containing a high-silica zeolite of the MFI structure in the hydrogen form, zinc oxide, chromium oxide, in the following ratio of components, % wt.:
полученным вышеописанным способом.obtained in the manner described above.
Получаемый технический результат заключается в обеспечении повышения стабильности катализатора за счет оптимизации условий кристаллизации процесса получения цеолита, используемого в указанном катализаторе и оптимизации условий введения промоторов. Так, описываемый катализатор, полученный вышеописанным способом и используемый в способе получения ароматических углеводородов, способен проработать до регенерации не менее 7-8 циклов (14-16 часов).The obtained technical result consists in providing an increase in the stability of the catalyst by optimizing the crystallization conditions for the process of obtaining the zeolite used in the specified catalyst and optimizing the conditions for the introduction of promoters. Thus, the described catalyst, obtained by the method described above and used in the method for producing aromatic hydrocarbons, is able to work for at least 7-8 cycles (14-16 hours) before regeneration.
Сущность описываемой группы изобретений заключается в следующем.The essence of the described group of inventions is as follows.
Катализатор переработки стабильного газового конденсата в ароматические углеводороды приготавливают следующим образом.The catalyst for processing stable gas condensate into aromatic hydrocarbons is prepared as follows.
Получают высококремнеземный цеолит MFI в водородной форме. Для этого готовят смесь, состоящую из тетраэтилортосиликата, воды, гидроксида тетрапропиламмония и изопропоксида алюминия, взятых в мольном соотношении тетраэтилортосиликат : вода : гидроксид тетрапропиламмония: изопропоксид алюминия, равном 1:34-36:0,1-0,12:0,04-0,06.Get high silica zeolite MFI in hydrogen form. To do this, prepare a mixture consisting of tetraethyl orthosilicate, water, tetrapropylammonium hydroxide and aluminum isopropoxide, taken in a molar ratio of tetraethylorthosilicate: water: tetrapropylammonium hydroxide: aluminum isopropoxide, equal to 1:34-36:0.1-0.12:0.04- 0.06.
При получении катализатора используют следующие реактивы: тетраэтилортосиликат ОСЧ CAS 78-10-4; тетра-н-пропиламмоний гидроксид ОСЧ CAS: 4499-86-9; изопропоксид алюминия ХЧ С AS: 555-31-7.Upon receipt of the catalyst, the following reagents are used: tetraethylorthosilicate OSCH CAS 78-10-4; tetra-n-propylammonium hydroxide OSCh CAS: 4499-86-9; aluminum isopropoxide chemically pure C AS: 555-31-7.
Полученную смесь перемешивают с помощью обогреваемой магнитной мешалки со скоростью 700 об/мин до полной гомогенизации. Образовавшийся гель подвергают кристаллизации. Для этого указанный гель переливают в тефлоновые автоклавы объемом 100 мл с датчиками температуры и давления, которые помещают в микроволновую установку со встроенными бесконтактными датчиками температуры и давления. Установка работает на частоте 2450 МГц и имеет максимальную мощность 2000 Вт. Обработку проводят при мощности микроволнового излучения 60 Вт, частоте излучения 2,45 ГГц, давлении 3,7 МПа. Стадию кристаллизации проводят при заданной рабочей температуре в автоклаве 180-200°С. Нагрев до рабочей температуры происходит в течение 0,4-0,6 ч. Время кристаллизации составляет 1,4-1,6 ч. После чего снижают температуру в автоклаве до 150-170°С и повторно осуществляют гидротермально-микроволновую обработку при вышеуказанных условиях - при мощности микроволнового излучения 60 Вт, частоте излучения 2,45 ГГц, давлении 3,7 МПа, при рабочей температуре в автоклаве 180-200°С, времени кристаллизации 1,4-1,6 ч. Нагрев до рабочей температуры после снижения температуры происходит в течение 0,17-0,33 ч. После охлаждения автоклавов образовавшийся осадок отфильтровывают и промывают дистиллированной водой, затем сушат при 180-200°С в течение 1,4-1,5 ч. Полученный порошок прокаливают при 540-560°С до достижения белой окраски порошка, который свидетельствует о полном разложении органического темплата, с получением цеолита структуры MFI в водородной форме.The resulting mixture is stirred with a heated magnetic stirrer at a speed of 700 rpm until complete homogenization. The resulting gel is subjected to crystallization. To do this, the specified gel is poured into 100 ml Teflon autoclaves with temperature and pressure sensors, which are placed in a microwave unit with built-in non-contact temperature and pressure sensors. The unit operates at a frequency of 2450 MHz and has a maximum power of 2000 watts. The treatment is carried out at a microwave power of 60 W, a radiation frequency of 2.45 GHz, and a pressure of 3.7 MPa. The stage of crystallization is carried out at a given operating temperature in an autoclave 180-200°C. Heating to the operating temperature occurs within 0.4-0.6 hours. The crystallization time is 1.4-1.6 hours. After that, the temperature in the autoclave is reduced to 150-170°C and the hydrothermal-microwave treatment is repeated under the above conditions - at a microwave radiation power of 60 W, a radiation frequency of 2.45 GHz, a pressure of 3.7 MPa, at an operating temperature in an autoclave of 180-200 ° C, a crystallization time of 1.4-1.6 hours. Heating to the operating temperature after lowering the temperature occurs within 0.17-0.33 hours. After cooling the autoclaves, the precipitate formed is filtered off and washed with distilled water, then dried at 180-200 ° C for 1.4-1.5 hours. The resulting powder is calcined at 540-560 ° C until a white color of the powder is reached, which indicates the complete decomposition of the organic template, with the formation of a zeolite of the MFI structure in the hydrogen form.
Затем проводят промотирование полученного цеолита и формование целевого катализатора. Промотированние цеолита осуществляют методом полного влагопоглощения расчетного количества водного раствора нитратов хрома и цинка высушенным порошком цеолита.Then the resulting zeolite is promoted and the target catalyst is molded. Zeolite promotion is carried out by the method of complete moisture absorption of the calculated amount of an aqueous solution of chromium and zinc nitrates with dried zeolite powder.
Процесс промотирования осуществляют следующим образом. Указанный цеолит в фарфоровой чашке при перемешивании пропитывают водным раствором, одновременно содержащем нитраты цинка и хрома. Пропитанный цеолит высушивают в муфельной печи в течение 1,5-2 ч при 70-80°С и прокаливают в муфельной печи для разложения нитратов с образованием оксидов цинка и хрома, соответственно. Прокаливание проводят, повышая температуру в течение 0,9-1,1 ч до 540-560°С и выдерживая при данной температуре 3-4 ч. После прокаливания промотированный катализатор таблетируют.The promotion process is carried out as follows. The specified zeolite in a porcelain Cup with stirring impregnated with an aqueous solution, simultaneously containing zinc and chromium nitrates. The impregnated zeolite is dried in a muffle furnace for 1.5-2 hours at 70-80°C and calcined in a muffle furnace to decompose nitrates to form zinc and chromium oxides, respectively. The calcination is carried out by raising the temperature within 0.9-1.1 h to 540-560°C and maintaining at this temperature for 3-4 hours. After calcination, the promoted catalyst is tableted.
В результате получают катализатор переработки стабильного газового конденсата, содержащий высококремнеземный цеолит MFI в водородной форме, оксид цинка, оксид хрома, при следующем соотношении компонентов, % масс.:As a result, a catalyst for the processing of stable gas condensate is obtained, containing high-silica zeolite MFI in hydrogen form, zinc oxide, chromium oxide, in the following ratio of components, % wt.:
Затем для получения ароматических углеводородов проводят контактирование стабильного газового конденсата при температуре 360-550°С, атмосферном давлении, объемной скорости подачи стабильного газового конденсата 0,7-1,4 ч-1 с полученным вышеописанным катализатором - катализатором, содержащим высококремнеземный цеолит MFI в водородной форме, оксид цинка, оксид хрома, при следующем соотношении компонентов:Then, to obtain aromatic hydrocarbons, a stable gas condensate is contacted at a temperature of 360-550°C, atmospheric pressure, a space velocity of a stable gas condensate of 0.7-1.4 h -1 with the catalyst obtained as described above - a catalyst containing high-silica zeolite MFI in hydrogen form, zinc oxide, chromium oxide, in the following ratio of components:
Приведенный ниже пример иллюстрирует описываемую группу изобретений, но не ограничивают ее применение.The example below illustrates the described group of inventions, but does not limit its application.
Пример.Example.
В качестве исходного сырья используют стабильный газовый конденсат Ковыткинского газоконденсатного месторождения, имеющий характеристики, приведенные в таблице 1.As a feedstock, stable gas condensate of the Kovytkinskoye gas condensate field is used, which has the characteristics shown in table 1.
Для получения катализатора используют следующие реактивы:The following reagents are used to prepare the catalyst:
тетраэтилортосиликат ОСЧ CAS 78-10-4; тетра-н-пропиламмоний гидроксид ОСЧ CAS: 4499-86-9; изопропоксид алюминия ХЧ CAS: 555-31-7; дистиллированная вода, ГОСТ 6709-72.tetraethylorthosilicate OSCh CAS 78-10-4; tetra-n-propylammonium hydroxide OSCh CAS: 4499-86-9; aluminum isopropoxide chemically pure CAS: 555-31-7; distilled water, GOST 6709-72.
Для проведения синтеза цеолита MFI с кремнеземным модулем, SiO2/Al2O3, равном 40, в стеклянной конической колбе растворяют в 12 мл дистиллированной воды 4,2 мл тетраэтилортосиликата, 2,2 мл 20% водного раствора гидроксида тетрапропиламмония и 0,2 г изопропоксида алюминия, что соответствует мольным соотношениям 1:35:0,11:0,05, и перемешивают с помощью обогреваемой магнитной мешалки в течение 1,5 ч со скоростью 700 об/мин. Полученную смесь (в виде геля) переносят в тефлоновый автоклав объемом 100 мл с датчиками температуры и давления и содержимое тефлонового автоклава подвергают микроволновой обработке. Для микроволновой обработки используют микроволновую установку Speed Wave-4 фирмы Berghof Products + Instruments GmbH со встроенными бесконтактными датчиками температуры и давления. Установка работает на частоте 2450 МГц и имеет максимальную мощность 2000 Вт. Обработку проводят при мощности микроволнового излучения 60 Вт, частоте излучения 2,45 ГГц, давлении 3,7 МПа, при температуре в автоклаве 190°С. Время кристаллизации составляет 1,5 ч (нагрев до рабочей температуры проводят в течение 0,5 ч). Затем температуру в автоклаве снижают до 150°С, после чего содержимое автоклава подвергают повторной гидротермально-микроволновой обработке в вышеоговоренных условиях - при мощности микроволнового излучения 60 Вт, частоте излучения 2,45 ГГц, давлении 3,7 МПа, при температуре в автоклаве 190°С (нагрев после снижения температуры до указанной рабочей температуры осуществляют в течение 0,2 ч). После охлаждения автоклава образованный осадок отфильтровывают и промывают дистиллированной водой, затем сушат в муфельной печи 1,5 часа при температуре 190°С. Полученный порошок прокаливают при температуре 550°С до полного разложения органического темплата (достижения белой окраски порошка). В результате получают высококремнеземный цеолит MFI в водородной форме с кремнеземным модулем 40. Затем проводят промотирование данного цеолита. Получение промотированного катализатора осуществляют методом полного влагопоглощения расчетного количества водного раствора нитратов хрома и цинка высушенным порошком полученного цеолита. Для промотирования используют следующие реактивы: хром (III) азотнокислый 9-водный (Ч), ГОСТ 4471-78; цинк азотнокислый 6-водный (Ч), ГОСТ 5106-77; дистиллированная вода, ГОСТ 6709-72.To carry out the synthesis of MFI zeolite with a silica module, SiO 2 /Al 2 O 3 , equal to 40, in a glass conical flask, dissolve in 12 ml of distilled water 4.2 ml of tetraethylorthosilicate, 2.2 ml of a 20% aqueous solution of tetrapropylammonium hydroxide and 0.2 g of aluminum isopropoxide, which corresponds to a molar ratio of 1:35:0.11:0.05, and stirred with a heated magnetic stirrer for 1.5 h at a speed of 700 rpm. The resulting mixture (in the form of a gel) is transferred to a 100 ml Teflon autoclave with temperature and pressure sensors, and the contents of the Teflon autoclave are subjected to microwave treatment. For microwave processing, a Speed Wave-4 microwave unit from Berghof Products + Instruments GmbH with built-in non-contact temperature and pressure sensors is used. The unit operates at a frequency of 2450 MHz and has a maximum power of 2000 watts. The treatment is carried out at a microwave power of 60 W, a radiation frequency of 2.45 GHz, a pressure of 3.7 MPa, and an autoclave temperature of 190°C. The crystallization time is 1.5 h (heating to operating temperature is carried out for 0.5 h). Then the temperature in the autoclave is reduced to 150°C, after which the contents of the autoclave are subjected to repeated hydrothermal-microwave treatment under the above conditions - at a microwave power of 60 W, a radiation frequency of 2.45 GHz, a pressure of 3.7 MPa, at a temperature in the autoclave of 190° C (heating after lowering the temperature to the specified operating temperature is carried out for 0.2 h). After cooling the autoclave, the precipitate formed is filtered off and washed with distilled water, then dried in a muffle furnace for 1.5 hours at a temperature of 190°C. The resulting powder is calcined at a temperature of 550°C until complete decomposition of the organic template (achievement of a white color of the powder). The result is a high silica MFI zeolite in hydrogen form with a silica module of 40. This zeolite is then promoted. Obtaining a promoted catalyst is carried out by the method of complete moisture absorption of the calculated amount of an aqueous solution of chromium and zinc nitrates with dried powder of the obtained zeolite. The following reagents are used for promotion: chromium (III) nitrate 9-water (Ch), GOST 4471-78; zinc nitrate 6-water (H), GOST 5106-77; distilled water, GOST 6709-72.
Процесс промотирования осуществляют следующим образом. Указанный цеолит в фарфоровой чашке при перемешивании пропитывают водным раствором, одновременно содержащем нитраты цинка и хрома. Пропитанный цеолит высушивают в муфельной печи в течение 2 ч при температуре 80°С и прокаливают в муфельной печи для разложения нитратов с образованием оксидов цинка и хрома, соответственно. Прокаливание проводят повышая температуру в течение 1 ч до температуры 550°С и выдерживая при данной температуре 3 ч. Количество компонентов подбирают таким образом, чтобы содержание оксида цинка составило 1,21% масс., оксида хрома, соответственно, 1,5% масс. Прокаленный промотированный катализатор таблетируют с помощью гидравлического пресса, а затем измельчают и отбирают фракцию 0,5-2 мм.The promotion process is carried out as follows. The specified zeolite in a porcelain Cup with stirring impregnated with an aqueous solution, simultaneously containing zinc and chromium nitrates. The impregnated zeolite is dried in a muffle furnace for 2 hours at 80°C and calcined in a muffle furnace to decompose nitrates to form zinc and chromium oxides, respectively. The calcination is carried out by raising the temperature for 1 hour to a temperature of 550°C and keeping at this temperature for 3 hours. The amount of components is selected so that the content of zinc oxide is 1.21 wt. The calcined promoted catalyst is tableted using a hydraulic press, and then crushed and a fraction of 0.5-2 mm is taken.
Процесс получения ароматических углеводородов проводят путем контактирования описанного выше катализатора со стабильным газовым конденсатом при температуре 550°С, атмосферном давлении, объемной скорости подачи стабильного газового конденсата 1,16 ч-1, времени контакта 0,86 ч.The process of obtaining aromatic hydrocarbons is carried out by contacting the catalyst described above with a stable gas condensate at a temperature of 550°C, atmospheric pressure, a volumetric feed rate of a stable gas condensate of 1.16 h -1 , a contact time of 0.86 h.
В течение двух часов эксплуатации катализатор показывает выход ароматических углеводородов 44% масс, в том числе БТК 35% масс. После этого проводят повторно 7 двухчасовых циклов работы катализатора при температуре 550°С, атмосферном давлении, объемной скорости подачи стабильного газового конденсата 1,16 ч-1, времени контакта 0,86 ч. Во всех циклах выход ароматических углеводородов составляет 43-45% масс., в том числе БТК (бензол-толуол-ксилольной фракции) - 34-36% масс. Полученный катализатор не снижает активность и селективность на протяжении 16 часов (8 двухчасовых циклов), то есть, катализатор является стабильным и не требует регенерации.Within two hours of operation, the catalyst shows an aromatic hydrocarbon yield of 44 wt%, including BTX 35 wt%. After that, 7 two-hour cycles of catalyst operation are repeated at a temperature of 550°C, atmospheric pressure, a volumetric feed rate of a stable gas condensate of 1.16 h -1 , a contact time of 0.86 h. In all cycles, the yield of aromatic hydrocarbons is 43-45% of the mass ., including BTK (benzene-toluene-xylene fraction) - 34-36% of the mass. The resulting catalyst does not reduce activity and selectivity for 16 hours (8 two-hour cycles), that is, the catalyst is stable and does not require regeneration.
В таблице 2 представлен групповой состав, % масс. полученного жидкого продукта.Table 2 shows the group composition, % wt. the resulting liquid product.
В таблице 3 приведен фракционный состав полученного жидкого продукта, % масс.Table 3 shows the fractional composition of the obtained liquid product, % wt.
В таблице 4 приведен состав полученной БТК -фракции.Table 4 shows the composition of the resulting BTX-fraction.
Как следует из приведенных данных, описываемый катализатор переработки стабильного газового конденсата для получения ароматических углеводородов обладает повышенной стабильностью, а именно, сохраняет первоначальную активность и селективность в течение не менее 8 циклов, то есть 16 часов (известный катализатор в течение 2 циклов).As follows from the above data, the described catalyst for the processing of stable gas condensate to produce aromatic hydrocarbons has increased stability, namely, it retains its original activity and selectivity for at least 8 cycles, i.e. 16 hours (known catalyst for 2 cycles).
Таким образом, катализатор для переработки стабильного газового конденсата в ароматические углеводороды, способ получения указанного катализатора и способ получения ароматических углеводородов с его использованием характеризуются повышенной эффективностью вследствие указанной повышенной стабильности описываемого катализатора при сохранении, при этом, высокого выхода ароматических углеводородов и селективности катализатора в отношении указанных углеводородов.Thus, the catalyst for processing stable gas condensate into aromatic hydrocarbons, the method for producing said catalyst, and the method for producing aromatic hydrocarbons using it are characterized by increased efficiency due to the said increased stability of the described catalyst, while maintaining a high yield of aromatic hydrocarbons and the selectivity of the catalyst with respect to the indicated hydrocarbons.
Вышеописываемый технический результат достигается в объеме совокупности заявленных признаков группы изобретений и не достигается при нарушении указанного объема.The above described technical result is achieved in the scope of the set of the declared features of the group of inventions and is not achieved if the specified scope is violated.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020138132A RU2769187C1 (en) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | Catalyst for processing stable gas condensate into aromatic hydrocarbons, method for production thereof and method for production of aromatic hydrocarbons using same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020138132A RU2769187C1 (en) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | Catalyst for processing stable gas condensate into aromatic hydrocarbons, method for production thereof and method for production of aromatic hydrocarbons using same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2769187C1 true RU2769187C1 (en) | 2022-03-29 |
Family
ID=81076114
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020138132A RU2769187C1 (en) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | Catalyst for processing stable gas condensate into aromatic hydrocarbons, method for production thereof and method for production of aromatic hydrocarbons using same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2769187C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2372988C1 (en) * | 2008-03-04 | 2009-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "СИНТОН" | Catalyst for converting aliphatic c2-c12 hydrocarbons and/or aliphatic oxygen-containing c1-c12 compounds, method of producing said catalyst and method of producing high-octane petrol or aromatic hydrocarbons |
US9192925B2 (en) * | 2007-05-24 | 2015-11-24 | Saudi Basic Industries Corporation | Catalyst for conversion of hydrocarbons, process of making and process of using thereof |
RU2617684C1 (en) * | 2016-06-23 | 2017-04-26 | Общество с ограниченной ответственностью "СИНТОН" | Zeolite catalyst of deparafinization and method of deparafinization |
WO2020190367A1 (en) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Mesoporous catalyst compounds and uses thereof |
-
2020
- 2020-11-19 RU RU2020138132A patent/RU2769187C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9192925B2 (en) * | 2007-05-24 | 2015-11-24 | Saudi Basic Industries Corporation | Catalyst for conversion of hydrocarbons, process of making and process of using thereof |
RU2372988C1 (en) * | 2008-03-04 | 2009-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "СИНТОН" | Catalyst for converting aliphatic c2-c12 hydrocarbons and/or aliphatic oxygen-containing c1-c12 compounds, method of producing said catalyst and method of producing high-octane petrol or aromatic hydrocarbons |
RU2617684C1 (en) * | 2016-06-23 | 2017-04-26 | Общество с ограниченной ответственностью "СИНТОН" | Zeolite catalyst of deparafinization and method of deparafinization |
WO2020190367A1 (en) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Mesoporous catalyst compounds and uses thereof |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КАРАВАЕВ А.А., Получение полупродуктов нефтехимии из альтернативного сырья на цеолитсодержащих катализаторах, Диссертация, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) им. И.М.Губкина, 2018, стр.30-32, 94-95, 97. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2779450B2 (en) | Silica-alumina gel | |
CN87105159A (en) | The oligomerisation of alkene | |
AU778458B2 (en) | Catalytic composition for the upgrading of hydrocarbon mixtures | |
US4843052A (en) | Acid-reacted metakaolin catalyst and catalyst support compositions | |
DE69801798T2 (en) | Process for the dehydrogenation of saturated aliphatic hydrocarbons in olefinic hydrocarbons | |
JPH05201722A (en) | Method for synthesizing zeolite beta | |
RU2769187C1 (en) | Catalyst for processing stable gas condensate into aromatic hydrocarbons, method for production thereof and method for production of aromatic hydrocarbons using same | |
TWI657860B (en) | Isomerization catalyst | |
KR20210083280A (en) | Dehydrogenation catalyst and method of preparation and use thereof | |
US4560822A (en) | Preparation of dienes by dehydration of aldehydes | |
JP2022516103A (en) | Pseudo-boehmite, its manufacturing method and application | |
CN102869443B (en) | Improved catalyst based on zeolite for producing olefins and for oligomerizing olefins | |
KR20230104255A (en) | Silica-alumina composition comprising 1 to 30% by weight of crystalline ammonium aluminum carbonate hydroxide and process for its preparation | |
JP5987957B2 (en) | Propylene production catalyst production method | |
JP2020189765A (en) | Titanosilicate and production method thereof | |
CN104556134B (en) | A kind of synthetic method of the molecular sieve for preparing propylene from methanol reaction | |
CN113117729B (en) | Isomerization catalyst and method for preparing same | |
US4694107A (en) | Preparation of ketones by isomerization of aldehydes | |
RU2322294C2 (en) | Catalyst for production of liquid hydrocarbons from dimethyl ether | |
RU2824001C1 (en) | Alumina support for catalysts and method for production thereof | |
SU1092141A1 (en) | Silicate production process | |
JPH0261518B2 (en) | ||
RU2236289C1 (en) | Aliphatic c2-c12-hydrocarbon conversion catalyst, method of preparation thereof and a method for converting aliphatic c2-c12-hydrocarbons into high-octane gasoline and/or aromatic hydrocarbons | |
RU2772468C1 (en) | Method for obtaining a catalyst for transalkylation of diisopropylbenzenes with benzene into isopropylbenzene | |
US4849394A (en) | Process for preparing a silica-magnesia cogel catalyst |