| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2123514
СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ АВТОМОБІЛЬНОГО БЕНЗИНУ
І КАТАЛІЗАТОР ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ
Ім'я винахідника: Каменський А.А .; Косолапова А.П .; Хаїров В.І .; Сааков Е.М .; Некрасов М.С .; Деревце В.І .; Межерицький А.М .; Нікітін В.М .; Калабин В.Б.
Ім'я патентовласника: Каменський Анатолій Олександрович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1995.12.14
Використання: нафтохімічна промисловість. Сутність: вуглеводневу фракцію C 3 - C 4, що містить 50-70% н-бутена-1, не більше 1% дивинила, вуглеводні C 3 - C 4 - інше, контактують з каталізатором, що містить 65 - 75 мас.% Сверхвисококремнеземного цеоліту ZS М-5 в водневої формі з силікатним модулем 30-40, ступенем кристалічності 80-100%, залишковим змістом оксиду натрію 0,01-0,1 мас.% з введеними в нього цинком в кількості 1,8-2,2 мас. % В перерахунку на каталізатор і кремнійфтор-іоном (SiF 6)2 в кількості 0,25-3,75 мас.% У перерахунку на каталізатор і U-оксиди алюмінію до 100 мас.%. Процес проводять в стаціонарному шарі каталізатора при 280-450 o C, тиску 0,3-1,0 МПа, об'ємної швидкості подачі сировини 500-1000 год -1. Свіжий каталізатор активують обробкою водяною парою при 540-580 o C протягом 0,5 год. Регенерацію закоксовавшіеся каталізатора проводять азотно-повітряною сумішшю з водяною парою при масовому співвідношенні 2: 1 до залишкового вмісту коксу на каталізаторі 0,5-1,5 мас .% при 550-650 o C. Винахід дозволяє спростити спосіб, підвищити селективність, активність, стабільність каталізатора.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до способів отримання автомобільного бензину та каталізатору для його здійснення і може бути використано в нафтохімічній промисловості.
Для отримання синтетичного каучуку дівінільним способом після дегідрірованія н-бутану з суміші вуглеводнів C 3 - C 4 або в процесі кат. крекітнга вакуумного газойля виходить бутан-бутиленова фракція складу, мас.%: н-бутен-1-30-70; дивинил C 4 H 6 0,3 - 1,0, вуглеводні C 3 - C 4 - інше до 100%, яка використовується в якості побутового газу і не має кваліфікованого застосування.
Відомий спосіб (Одержання ароматичних вуглеводнів з зрідженого нафтового газу. Процес "Ціклар" ЮОП, Нафтопереробка і нафтохімія N 11, 1994, 3) переробки зріджених газів C 3 - C 4 в бензол-толуол-ксилольного фракцію (БТК-фракція), що містить, мас.%: бензол 22 - 27; толуол 43 - 44; ксилол 21 - 25; ароматичні вуглеводні C 9 2 - 3; C 10 6 - 8, із загальним виходом 61 - 6%. Процес "Ціклар" (фірма ЮОП, США) ведуть при 500 - 550 o C в рухомому шарі каталізатора, що містить: цеоліт ZS M-5, цинк і U - оксид алюмінію. Після виділення шляхом екстракції бензолу отримують компонент високооктанового автобензину з октановим числом 100 - 110 пунктів по м.м.
Недоліками даного способу є складність апаратурного оформлення процесу з рухомим шаром каталізатора, низька стабільність каталізатора в стаціонарному шарі при переробці газів, що містять бутилен і дивинил, а й неможливість отримання відразу автомобільного автобензину з ІОЧ 91 - 98.
Найбільш близьким до винаходу по технічній сутності і досягається ефекту є спосіб, що полягає в переробці парафін-олефіністих вуглеводневих газоподібних вуглеводнів C 3 - C 4 у відсутності водню в псевдозрідженому шарі каталізатора, що включає галій-містить цеоліт Ga / ZSM-5 і U - оксид алюмінію з отриманням автомобільного бензину (патент США N 4851602, кл. C 07 C 2/00, 1989).
Недоліками способу є складність оформлення процесу, низька селективність, активність і стабільність каталізатора при переробці газів, що містять бутилен і до 1,0 мас.% Дивинила.
Мета винаходу - отримання високооктанового (без будь-яких октанопідвищуючих присадок) неетилованих автобензинів з ІОЧ 91 - 98.
Поставлена мета досягається способом отримання автомобільного бензину шляхом контактування газоподібних вуглеводнів C 3 - C 4 з каталізатором, що містить сверхвисококремнеземний цеоліт ZSM-5 і U - оксид алюмінію, при якому використовують вуглеводневу фракцію C 3 - C 4, що містить 50 - 70 мас.% Н -бутил-1, не більше 1 мас.% дивинила, вуглеводні C 3 - C 4 -інші, використовують каталізатор, що містить цеоліт ZS M-5 у водневій формі з силікатним модулем 30 - 40, ступенем кристалічності 80 - 100%, залишковим змістом оксиду натрію 0,01 - 0,1 мас.% з введеними в нього цинком в кількості 0,25 - 3,75 мас. % В перерахунку на каталізатор, і кремнійфторід-іоном (SiF 6)2 в кількості 0,25 - 3,75 мас.% У перерахунку на каталізатор, при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: Цеоліт ZSM-5, описаний вище - 65 - 75, U - оксид алюмінію - до 100. Процес проводять в стаціонарному шарі каталізатора при 280 - 450 o C, 0,3 - 1,0 МПа, об'ємної швидкості подачі сировини 500 - 1000 год -1, перед подачею сировини свіжий каталізатор активують обробкою водяною парою при 540 - 580 o C протягом 0,5 год. Регенерацію закоксовавшіеся каталізатора проводять азотновоздушной сумішшю з водяною парою при масовому співвідношенні 2: 1 до залишкового вмісту коксу на каталізаторі 0,5 - 1,5 мас.% при 550 - 650 o C.
Поставлена мета досягається і каталізатором для отримання автомобільного бензину, що включає металлсодержащими сверхвисококремнеземний цеоліт ZS M-5 і U - оксид алюмінію в водневої формі з силікатним модулем 30 - 40, ступенем кристалічності 80 - 100%, залишковим змістом оксиду натрію 0,01 - 0, 1 мас.% з введеними в нього цинком в кількості 1,8 - 2,2 мас. % В перерахунку на каталізатор і кремнійфторід-іоном (SiF 6)2 в кількості 0,25 - 3,75 мас.% У перерахунку на каталізатор, при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: Цеоліт ZSM-5, описаний вище - 65 - 75, U - оксид алюмінію - до 100.
Зазначений складу каталізатора, умов активації і регенерації призводить до зниження його активності, селективності і стабільності.
Каталізатор отримують шляхом обробки сверхвисококремнеземного цеоліту HZS M-5 із залишковим вмістом оксиду натрію 0,01 - 0,1 мас.%, Силікатним модулем 30 - 40 і ступенем кристалічності R = 80 - 100% при ППП 20% -ним розчином нітрату цинку з концентрацією по Zn (NO 3)2 5,3 мас.% при масовому співвідношенні цинк: цеоліт 1:35, еквівалентному відношенні Zn: NH 4 + (в цеолітах) 0,8 - 1,2, потім кремнійфторіда амонію, змішуванням отриманої маси з гідроксидом алюмінію бемітной і псевдобемітной природи, упариванием, формуванням, сушінням і прогартовує при 550 o C протягом 4-х годин.
Приклад 1. 65 г СВК-цеоліту H-ZS M-5, CM = 30 і Na 2 O-0,01%, R = 80% в перерахунку на абсолютно суху речовину з ППП 20% обробляють нітратом цинку 8,256 г в змішувачі протягом 0, 5 - 1,0 ч., потім дозують кремнійфторід амонію 0,32 г, перемішують протягом 0,5 год при 70 - 85 o C, після чого додають корж гідроксиду алюмінію з ППП 70 - 80% в кількості 32,95 г в перерахунку на Al 2 O 3, отриману суміш при перемішуванні випарюють до ППП 55 - 60%, формують на шнек-пресової формувальної машині в екструдати діаметром 2 - 4 мм, довжиною 4 - 9 мм, екструдати сушать при 120 - 140 o C 4 ч , прожарюють при 550 o C 4 ч.
Каталізатор має склад, мас.%: Цеоліт H-ZS M-5-65,0, з введеними в нього цинком 1,8; кремнійфторід-іоном - 0,25; і U - Al 2 O 3 32,95 в кількості в перерахунку на каталізатор.
Сировина - бутан-бутиленовую фракцію, що містить 0,5% дивинила, 50% -н-бутена-1, решта вуглеводні C 3 - C 4, подають на каталізатор при 280 o C, 0,3 МПа, об'ємної швидкості подачі сировини 500 ч -1 після попередньої активації (обробки) водяною парою при 540 o C протягом 0,5 год.
Після закоксовиванія при роботі каталізатора (час роботи 30 діб) при вмісті коксу 8% проводять регенерацію (випал коксу) азотновоздушной сумішшю з водяною парою в співвідношенні 2: 1 при 550 o C до залишкового вмісту коксу на каталізаторі 1,5%, потім регенерацію закінчують і подають знову сировину при вищевказаних параметрах. Після регенерації каталізатор повністю відновлює свою початкову активність. Кількість циклів регенерації - 24, загальний термін служби каталізатора при зазначених параметрах процесу і регенерації - 2 роки, межрегенерационного цикл - 30 діб.
Результати роботи каталізатора для прикладу 1 і наступних прикладів вказані в таблиці.
Приклад 2. 75 г СВК-цеоліту H-ZSM-5, CM = 40, Na 2 O 0,1% і R = 100% в перерахунку на абсолютно суху речовину обробляють за прикладом 1, для чого подають 10,09 г нітрату цинку, 4, 7 г кремнійфторіда амонію і 19,05 г коржі гідроксиду алюмінію в кількості 19,05 г на Al 2 O 3.
Каталізатор має склад, мас.%: Цеоліт H-ZSM-5-75 з введеними в нього цинком - 2,2; кремнійфторід-іоном (SiF 6)2 -3,75; U - Al 2 O 3 -19,05; в кількості в перерахунку на каталізатор.
Сировина - бутан-бутиленовую вуглеводневу фракцію C 3 - C 4, що містить н-бутена-1 - 70%, 1% дивинила, решта вуглеводні C 3 -C 4, контактують з каталізатором зазначеного складу після попередньої активації водяною парою при 580 o C в протягом 0,5 год при 450 o C, 1 МПа, об'ємної швидкості подачі сировини 1000 год -1.
Після закоксовиванія (час роботи 20 діб) при вмісті коксу 12% каталізатор регенерують азотновоздушной сумішшю з водяною парою при масовому співвідношенні 2: 1 при 650 o C до залишкового вмісту коксу 1,5%, після чого подають сировину при 280 o C і працюють при 450 o C, 1 МПа, об'ємної швидкості подачі сировини 1000 год -1. Після багаторазових регенераций (18) загальний термін служби при цих параметрах - 1 рік, межрегенерационного період - 20 діб.
Приклад 3. 70 г СВК-цеоліту H-ZS M-5 CM = 35,0; Na 2 O 0,05% R (рентген) = 90 в перерахунку на абсолютно суху речовину з ППП 20% обробляють за прикладом 1 9,17 г сіллю нітрату цинку, 2,5 г кремнійфторіда амонію і 26 г гідроксиду алюмінію в перерахунку на Al 2 O 3.
Склад каталізатора, мас.%: Цеоліт HZSM-5 - 70,0 з введенням в нього цинком 2,0; кремнійфторід-іоном (SiF 6)2 - 2,0; U - Al 2 O 3 - 26,0.
Процес ведуть на каталізаторі зазначеного складу на сировину - вуглеводневої фракції C 3 - C 4, що містить 60% н-бутена-1; 0,5% дивинила, вуглеводні C 3 - C 4 - інше при 365 o C, 0,65 МПа, об'ємної швидкості подачі сировини 750 ч -1. Перед подачею сировини свіжий каталізатор обробляють (активують) водяною парою при 560 o C протягом 0,5 год. Після досягнення коксу на каталізаторі 10% його піддають азотновоздушной регенерації з водяною парою при масовому співвідношенні 2: 1 до залишкового вмісту коксу 1% при 600 o C, після чого знову подають сировину при 280 o C і працюють при вищевказаних параметрах. Число регенераций - 22, межрегенерационного цикл роботи каталізатора 25 діб. Після регенерації каталізатор відновлює свою активність. Загальний термін служби каталізатора 1,5 року.
Приклад 4 (для порівняння). Каталізатор готують за прикладом 1, для чого вводять СВК-цеоліт, CM = 25, оксидом натрію 0,005%, R = 75 в кількості 60 г на абсолютно суху речовину, нітрат цинку 7,798 г, кремнійфторіда амонію 0,25 г і 38,1 г коржі гідроксиду алюмінію в перерахунку на Al 2 O 3.
Склад каталізатора, мас.%: Цеоліт H-ZS M-5-60,0 з введеними в нього цинком - 1,7; кремнійфторід-іоном 0,2; U - Al 2 O 3 - 38,1
Сировина містить 45% н-бутена-1, 1,5% дивинила, вуглеводні C 3 -C 4 - інше, каталізатор обробляють (активують) водяною парою при 520 o C протягом 1 год, процес ведуть при 270 o C, 0, 2 МПа, об'ємної швидкості подачі сировини 450 ч -1. Після накопичення коксу на каталізаторі 15% проводять регенерацію азотно-повітряною сумішшю з водяною парою в масовому співвідношенні 1: 1 до залишкового вмісту коксу 0,1% при 525 o C. В результаті каталізатор коксується через 2 доби роботи, після регенерації не відновлює первісну активність .
Приклад 5 (для порівняння). Каталізатор готують за прикладом 1, для чого беруть СВК-цеоліт H-ZS M-5, CM = 42, Na 2 O - 0,15%; R = 100% в кількості 80 г на абсолютно суху речовину, нітрат цинку 11,467 г, кремнійфторіда амонію 5,0 г і 13,5 гідроксиду алюмінію в перерахунку на Al 2 O 3.
Склад каталізатора, мас. %: Цеоліт H-ZS M-5-80,0 з введеними в нього цинком-2,5, кремнійфторід-іоном-4,0; U - - Al 2 O 3 -13,5.
Каталізатор має низьку механічну міцність. Каталізатор активують паром при 590 o C протягом 0,5 год. Процес ведуть на сировину складу за прикладом 4, але з вмістом н-бутена-1 = 75% при 460 o C, 1,2 МПа, об'ємної швидкості подачі сировини 1100 год -1, після накопичення коксу 7% проводять азотновоздушную регенерацію з водяною парою при масовому співвідношенні 3: 1 до залишкового вмісту коксу 2% при 700 o C. після першої регенерації каталізатор втрачає свою механічну міцність, розсипається в порошок, не відновлює свою активність.
Приклад 6 (для порівняння). Каталізатор готують за прикладом 1, активацію каталізатора водяною парою не проводять, процес проводять на сировину складу за прикладом 3 і за умов за прикладом 3. Каталізатор регенерують азотновоздушной сумішшю при температурі за прикладом 3, але водяна пара при регенерації не подають, при цьому різко зростає температура регенерації до 850 - 1000 o C.
Кокс випалюють з поверхні каталізатора до 0,5%.
В результаті каталізатор втрачає свою первісну активність через 5 діб роботи, після регенерації працює 3 доби, загальний термін служби каталізатора - 3 місяці.
Таким чином, пропонований спосіб дозволяє з дешевою бутанбутіленовой фракції заводів синтетичного каучуку отримувати синтетичні екологічно чисті високооктанові автомобільні бензини АІ 91-98 або високооктанової компонент за рахунок реакцій олігомеризації н-бутена-1 зі ступенем перетворення в олігомери на 75 - 90% з подальшою їх ізомеризації , циклизацией в нафтени, дегидрирование в моноциклічні ароматичні вуглеводні при утриманні бензолу в каталізата 1 - 3%, суми ароматичних вуглеводнів 15 - 35%, олефінів 15 - 28%, решта - ізопарафінов. Вихід автобензину на сировину 37,5 - 63,0% при вмісті н-бутена-1 в сировині 50 - 70% і селективності по рідкому продукту 75 - 90% від вмісту н-бутена-1.
Автобензини АІ-91-98 мають високий індукційний період проти окислення (950 - 1200 хв) при введенні 0,01 o C0,05 мас.% Антиокисної присадки "іонола"; без введення присадки - 450 хв.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб отримання автомобільного бензину шляхом контактування газоподібних вуглеводнів C 3 - C 4 з каталізатором, що містить металлсодержащими сверхвисококремнеземний цеоліт ZS M-5 і U-оксиди алюмінію, який відрізняється тим, що використовують вуглеводневу фракцію C 3 - C 4, що містить 50 - 70% н-бутена-1, не більше 1% дивинила, вуглеводні C 3 - C 4 - інше, використовують каталізатор, що містить цеоліт ZS M-5 у водневій формі з силікатним модулем 30 - 40, ступенем кристалічності 80 - 100%, залишковим змістом оксиду натрію 0,01 - 0,1 мас.% з введеними в нього цинком в кількості 1,8 - 2,2 мас.% у перерахунку на каталізатор і кремнійфторід-іоном (SiF 6)2 в кількості 0,25 - 3, 75 мас.% у перерахунку на каталізатор при наступному змісті компонентів, мас.%:
Цеоліт ZS M-5 - 65 - 75
U-оксиди алюмінію - До 100
процес проводять в стаціонарному шарі каталізатора при 280 - 420 o C, 0,3 - 1,0 МПа, об'ємної швидкості подачі сировини 500 - 1000 год -1, перед подачею сировини свіжий каталізатор активують обробкою водяною парою при 540 - 580 o C протягом 0,5 ч і регенерацію закоксовавшіеся каталізатора проводять азотно повітряною сумішшю з водяною парою при масовому співвідношенні 2: 1 до залишкового вмісту коксу на каталізаторі 0,5 - 1,5 мас.% при 550 - 650 o C.
2. Каталізатор для отримання автомобільного бензину, що включає металлсодержащими сверхвисококремнеземний цеоліт ZS M-5 і U-оксиди алюмінію, який відрізняється тим, що він містить цеоліт ZS M-5 у водневій формі з силікатним модулем 30 - 40, ступенем кристалічності 80 - 100%, залишковим змістом оксиду натрію 0,01 - 0,1 мас.% з введеними в нього цинком в кількості 1,8 - 2,2 мас.% у перерахунку на каталізатор і кремнійфторід-іоном (SiF 6)2 в кількості 0,25 - 3,75 мас.% у перерахунку на каталізатор при наступному змісті компонентів, мас.%:
Цеоліт ZS M-5 - 65 - 75
U-оксиди алюмінію - До 100 \
Версія для друку
Дата публікації 07.04.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.