ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2051138

СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ МОТОРНИХ ПАЛИВ І КАТАЛІЗАТОР ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ

СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ МОТОРНИХ ПАЛИВ І КАТАЛІЗАТОР ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ

Ім'я винахідника: Мельников В.Б .; Вершинін В.І .; Сорокіна Т.В.
Ім'я патентовласника: Мельников В'ячеслав Борисович; Горохівський Віктор Анатолійович; Родіонов Віктор Іванович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1993.12.27

Використання: нафтопереробна і нафтохімічна промисловість. Суть винаходу: суміш вуглеводневих газів C 1 -C 7 піддають переробці при підвищених температурі і тиску, переважно при темпераутре 400-600 ° С і тиску 0,1: 2,0 МПа, в присутності каталізатора, що має наступний склад, мас. сверхкремнеземний цеоліт типу Пентас з молярним ставленням SiO 2 / Al 2 O 3, рівним 25: 160, 20-70; оксид марганцю або його суміш з оксидом цинку і / або галію, 0,05-2,5; сполучна інше. Каталізатор використовують в мікросферичних, або кульковою, або таблетованих формах, або у вигляді екструческой, або кульковою, або таблетованих формах, або у вигляді екструдатів. Каталізатор може містити в якості сполучного алюмосиликат, при цьому він має наступний хімічний склад, мас. оксид алюмінію 0,5-7,5; оксид, вибраний з групи: цинк або марганець, або галій, або їх суміш 0,05-2,5; оксид натрію 0,05-0,5; оксид кремнію інше. Каталізатор може містити в якості сполучного оксид алюмінію, при цьому він має наступний хімічний склад, мас. оксид, вибраний з групи: цинк або марганець, або галій, або їх суміш 0,05-2,5; оксид натрію 0,05-0,5; оксид кремнію 18,0-68,8; оксид алюмінію інше. Як суміші оксидів каталізатор може містити суміш оксидів цинку, марганцю і галію, або суміш оксидів цинку і галію, або суміш оксидів марганцю і галію, або оксидів марганцю і цинку. Спосіб отримання моторних палив і каталізатор для його здійснення дозволяє отримати бензин З 200 ° з виходом 44,8: 43,3% і октановим числом 88,3-87,4 і дизельне паливо 200 ° к.к. з виходом 14,1-12,9%

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до отримання моторних палив і може бути використано в нафтопереробній та нафтохімічній промисловості.

Відомий спосіб отримання ароматичних вуглеводнів, таких як бензол, толуол, ксилол, при підвищених температурі і тиску з легких С 2-С5 вуглеводнів в присутності каталізатора, що представляє собою цеоліт типу ZSM-5, металів II В або суміші їх з металами VI і / або I в груп Періодичної системи Менделєєва в кількості до 15% вагу. в розрахунку на цеоліт і 1 90% вагу. сполучного оксиду алюмінію, оксиду кремнію або глини (патент НДР N 251710, В 01 J 29/28, 1986 г.).

Відомий і процес ароматизації вуглеводнів С 2-С4 в присутності каталізатора, що містить 0,1 99% мас. сполучного, 0,01 10% мас.галлія і 0,5 99,99 мас.цеоліта, синтезованого під фтористой середовищі з молярним співвідношенням SiO 2 / Al 2 O 3, рівним 12 1000. Цеоліт містить від 0,02 до 15% мас .фтора (ЕР N 351312, B 01 J 29/28, 1989 г.).

Найбільш близьким до пропонованого способу з технічної сутності і досягається результату є спосіб ароматизації вуглеводневої фракції, що містить етилен, пропилен і пропан, з використанням цеолітів ZSM-5 або ZSM-11, що містять 0,1% мас. галію або торію і входять до складу пористого неорганічного зв'язуючого глина, оксиди металів, їх комбінації і ін.

Процес ведуть при температурі до 700 ° С і тиску 0,1-6 МПа, і ваговій швидкості від 0,1-400 ч -1 (пат. США N 4629818, З 07 З 12/02, 1986 р).

Недоліком перерахованих вище патентів, в тому числі і прототипу, є недостатньо високий вихід цільових фракцій.

Завданням цього винаходу є підвищення виходу моторних палив за рахунок підвищення активності каталізатора.

Поставлена задача вирішується пропонованим способом отримання моторних палив шляхом переробки суміші вуглеводневих газів С 17 при підвищених температурах і тиску на цеолитсодержащие каталізаторі, що містить сверхвисококремнеземістий цеоліт типу Пентас з Мольн ставленням SiO 2 / Al 2 O 3, рівним 25-160 і оксид металу , відмінна риса якого полягає в тому, що використовують каталізатор, що містить в якості оксиду металу оксид марганцю або суміш оксиду марганцю з оксидом цинку і / або оксидом галію і має наступний склад, мас.

  • Сверхвисококремне- земний цеоліт 20-70
  • Оксид марганцю або суміш оксиду марганцю з оксидом цинку і / або оксидом галію 0,05-2,5
  • сполучна Решта

Переважно використовують каталізатор, що містить в якості сполучного алюмосиликат або алюмооксід.

При цьому з використанням каталізатора, що має в якості сполучного алюмосиликат, він має наступний хімічний склад, мас. Оксид алюмінію 0,5-7,5

  • Оксид марганцю або суміш оксиду марганцю з оксидом цинку і / або оксидом галію 0,05-2,5 Оксид натрію 0,05-0,5
  • Оксид кремнію Решта

При використанні каталізатора, що має в якості сполучного алюмооксід, він має наступний хімічний склад, мас.

Оксид марганцю або суміш

оксиду марганцю з оксидом цинку і / або оксидом галію 0,05-2,5 Оксид натрію 0,05-0,5 Оксид кремнію 18,0-68,8 Оксид алюмінію Решта

Процес переважно ведуть при температурі 400-600 о С, тиску 0,1-2,0 МПа і об'ємної швидкості подачі газу 100-3000 год -1.

Каталізатор може бути використаний в мікросферичних або кульковою, або таблетованих формах, або у вигляді екструдатів.

Поставлена задача вирішується і каталізатором для отримання моторних палив, що містить сполучна, сверхвисококремнеземний цеоліт типу Пентас з Мольн ставленням SiO 2 / Al 2 O 3, рівним 25-160, і оксид металу, відмінна стабільність якого полягає в тому, що в якості оксиду металу він містить оксид марганцю або суміш оксиду марганцю з оксидом цинку і / або оксидом галію і має наступний хімічний склад мас.

  • Сверхвисококремне- земний цеоліт 20-70
  • Оксид марганцю або суміш оксиду марганцю з оксидом цинку і / або оксидом галію 0,05-2,5
  • сполучна Решта

Каталізатор може містити зазначену суміш оксидів металів в будь-яких кількісних співвідношеннях

В якості сполучного, як було зазначено, каталізатор може містити алюмооксід або алюмосилікат. Хімічний склад каталізатора з різними сполучними наведено вище в тексті опису.

Як суміші оксидів в складі каталізатора можна використовувати суміш оксидів марганцю і цинку або суміш оксидів марганцю і галію, або суміш оксидів марганцю, цинку і галію.

Суть методу полягає в наступному: суміш вуглеводневих газів С 17 пропускають через шар вищевказаного каталізатора при температурі 400-600 о С, тиску 0,1-2,0 МПа і об'ємної швидкості газу 100-3000 год -1. Як вуглеводневих газів можна використовувати жирний газ газового конденсату або пропан-бутановую фракцію нафтохімічних процесів, склад її наведено в прикладі 1.

Нижче наведені приклади отримання каталізатора, а й приклади здійснення способу з використанням пропонованого каталізатора.

В нижченаведених прикладах при приготуванні каталізатора були використані реагенти з наступними характеристиками:

  • сірчана кислота, чда, ГОСТ 7712-80;
  • сульфат алюмінію, Ч, ГОСТ 3758-75;
  • нітрат галію, Ч, ТУ 6-09-04-8-74;
  • амоній сірчанокислий, х.ч. ГОСТ 3769-73;
  • сульфат галію Ч, ТУ 6-09-4736-79;
  • нітрат цинку, Ч, ГОСТ 5106-77;
  • нітрат марганцю, Ч, ГОСТ 6203-77.

Силікат натрію (рідке скло) з силікатним модулем 2,7 отриманий розварювання силікат-брили (описано в кн. Давидянц А.А. Первушкін Н.І. "Виробництво каталізатора крекінгу і високооктанових силикагелей", М. Хімія, 1972 р 168 с .).

Приклад 1. Водний розчин сульфату алюмінію, що містить 20 кг / м 3 оксиду алюмінію і 70 кг / м 3 сірчаної кислоти, водний розчин силікату натрію (рідке скло) концентрації по NaOH 1,6 кг-екв / м 3 і суспензію сверхвисококремнеземного (СВК) цеоліту типу Пентас з Мольн ставленням SiO 2 / Al 2 O 3 40 у водному розчині нітрату марганцю, що містить 100 кг / м 3 СВК-цеоліту і 5 кг / м 3 оксиду марганцю, змішують у змішувачі з утворенням гідрозолі, який коагулюють при 7 ° с і рН 8,0 в гідрогель кульковою форми в шарі мінерального масла. Потім гідрогель обробляють водним розчином сульфату амонію концентрації 10 кг / м 3 при 50 о С протягом 18 год, промивають конденсатной водою при 50 о С протягом 18 год від сульфат-іонів, сушать при 150 ° С і прожарюють при 550 ° С в струмі повітря.

Отриманий каталізатор містить 30 мас. СВК-цеоліту і має наступний хімічний склад, мас. Оксид алюмінію 7,5 Оксид марганцю 1,5 Оксид натрію 0,3 Оксид кремнію Решта

Каталізатор за прикладом відчувають в процесі переробки вуглеводневих газів С 17 (ШФЛУ широка фракція легких вуглеводнів) на проточній установці з нерухомим шаром каталізатора при атмосферному тиску, температурі 600 ° С, об'ємної швидкості подачі сировини (по газу) 500 ч -1 і тривалості досвіду 1 ч.

ШФЛУ мала наступний склад, мас. З 1 1,8; З 2 8,3; З 3 42,7; З 4 37,8; З 5 6.4; З 6 2,1; З 7 0,9.

Приклад 2. Водний розчин сульфату алюмінію, що містить 1,3 кг / м 3 оксиду алюмінію і 80 кг / м 3 сірчаної кислоти, водний розчин силікату натрію концентрації по NaOH 1,4 кг-екв / м 3 і суспензію СВК-цеоліту типу Пентас з Мольн ставленням SiO 2 / Al 2 O 3 25 на водному розчині сульфату галію, що містить 80 кг / м 3 СВК-цеоліту і 0,2 кг / м 3 оксиду марганцю, змішують у змішувачі з утворенням гідрозолі, який коагулюють при 15 о с і рН 8 , 3 в гідрогель кульковою форми в шарі мінерального масла. Потім гідрогель обробляють водним розчином сульфату амонію концентрації 5 кг / м 3 при 30 о С протягом 24 год, промивають конденсатной водою при 30 о С протягом 24 год від сульфат-іонів, сушать при 110 ° С і прожарюють при 600 ° С в струмі повітря.

Отриманий каталізатор містить 20 мас. СВК-цеоліту і має наступний хімічний склад, мас. Оксид алюмінію 0,5 Оксид марганцю 0,05 Оксид натрію 0,05 Оксид кремнію Решта

Каталізатор відчувають при умовах прикладу 1, тільки, об'ємна швидкість подачі сировини 100 ч -1.

Приклад 3. Водний розчин сульфату алюмінію, що містить 20 кг / м 3 оксиду алюмінію і 70 кг / м 3 сірчаної кислоти, водний розчин силікату натрію концентрації по NaOH 1,8 кг-екв / м 3 змішують у змішувачі і далі за прикладом 1. Після промивання гідрогель диспергируют з суспензією СВК-цеоліту типу Пентас з Мольн ставленням SiO 2 / Al 2 O 3 160 на водному розчині нітрату марганцю і піддають розпилювальної сушки при 400 ° с і прокалке при 600 ° с в струмі повітря.

Отриманий мікросферіческая каталізатор містить 70 мас. СВК-цеоліту і має наступний хімічний склад, мас. Оксид алюмінію 6,5 Оксид марганцю 2,5 Оксид натрію 0,5 Оксид кремнію Решта

Каталізатор відчувають при температурі 500 ° С, тиску 1 МПа, об'ємної швидкості подачі сировини 2000 ч -1, решта за прикладом 1.

Приклад 4. Каталізатор отримують за прикладом 1. Тільки замість нітрату марганцю використовують суміш нітратів галію, цинку і марганцю.

Отриманий каталізатор містить 30 мас. СВК-цеоліту і має наступний хімічний склад, мас. Оксид алюмінію 7,5 Оксид галію 0,5 Оксид цинку 0,5 Оксид марганцю 0,5 Оксид натрію 0,3 Оксид кремнію Решта

Каталізатор відчувають при умовах прикладу 1.

Приклад 5. Після промивання гідрогель, отриманий за прикладом 3, диспергируют з суспензією СВК-цеоліту типу Пентас з Мольн ставленням SiO 2 / Al 2 O 3 160 на водному розчині нітратів галію і марганцю і піддають розпилювальної сушки при 400 ° С і прокалке при 600 ° С в струмі повітря.

Отриманий мікросферіческая каталізатор містить 50 мас. СВК-цеоліту і має наступний хімічний склад, мас. Оксид алюмінію 6,5 Оксид галію 2,45 Оксид марганцю 0,05 Оксид натрію 0,5 Оксид кремнію Решта

Каталізатор відчувають при температурі 400 ° С, тиску 2 МПа, об'ємної швидкості подачі сировини 3000 ч -1, решта за прикладом 1.

Приклад 6. Після промивання гідрогель, отриманий за прикладом 3, диспергируют з суспензією СВК-цеоліту типу Пентас з Мольн ставленням SiO 2 / Al 2 O 3 160 на водному розчині нітратів цинку і марганцю і піддають розпилювальної сушки при 400 ° С і прокалке при 600 ° С в струмі повітря.

Отриманий мікросферіческая каталізатор містить 70 мас. СВК-цеоліту і має наступний хімічний склад, мас. Оксид алюмінію 6,6 Оксид цинку 2,45 Оксид марганцю 0,05 Оксид натрію 0,5 Оксид кремнію Решта

Каталізатор відчувають при температурі 500 ° С, тиску 2 МПа, об'ємної швидкості подачі сировини 3000 ч -1, решта за прикладом 1.

Приклад 7. Суспензію СВК-цеоліту типу Пентас з Мольн ставленням SiO 2 / Al 2 O 3 25 на водному розчині нітрату марганцю, що містить 200 кг / м 3 СВК-цеоліту і 15 кг / м 3 оксиду марганцю, диспергируют з пептізірованним гідроксидом алюмінію, що містить 20 кг / м 3 оксиду алюмінію і 1 кг / м 3 азотної кислоти, і піддають вуглеводневу-аміачної формуванні, сушать при 120 ° С і прожарюють при 550 ° С в струмі повітря.

Отриманий кульковий каталізатор містить 20 мас. СВК-цеоліту і має наступний хімічний склад, мас. Оксид марганцю 1,5 Оксид натрію 0,05 Оксид кремнію 18,0 Оксид алюмінію Решта

Каталізатор відчувають при умовах прикладу 1.

Приклад 8. Суспензію СВК-цеоліту типу Пентас з Мольн ставленням SiO 2 / Al 2 O 3 40 у водному розчині нітрату марганцю, що містить 200 кг / м 3 СВК-цеоліту і 1 кг / м 3 оксиду марганцю, диспергируют з пептізірованним гідроксидом алюмінію, що містить 20 кг / м 3 оксиду алюмінію, і отримують екструдат червячковой форми, який сушать при 150 o С і прожарюють при 600 ° С в струмі повітря.

Отриманий каталізатор містить 50 мас. СВК-цеоліту і має наступний хімічний склад, мас. Оксид марганцю 0,05 Оксид натрію 0,2 Оксид кремнію 46,8 Оксид алюмінію Решта

Каталізатор відчувають при умовах прикладу 2.

Приклад 9. Суспензію СВК-цеоліту типу Пентас з Мольн ставленням SiO 2 / Al 2 O 3 160 на водному розчині нітрату марганцю, що містить 350 кг / м 3 СВК-цеоліту і 12,5 кг / м 3 оксиду марганцю, диспергируют з пептізірованним гідроксидом алюмінію, що містить 40 кг / м 3 оксиду алюмінію, сушать при 120 ° С, формують таблетки і прожарюють при 600 ° С 6 ч в струмі повітря.

Отриманий каталізатор містить 70 мас. СВК-цеоліту і має наступний хімічний склад, мас. Оксид марганцю 2,5 Оксид натрію 0,5 Оксид кремнію 68,8 Оксид алюмінію Решта

Каталізатор відчувають при умовах прикладу 5.

Приклад 10. Суспензію СВК-цеоліту типу Пентас з Мольн ставленням SiO 2 / Al 2 O 3 40 у водному розчині нітратів галію, цинку і марганцю, що містить 300 кг / м 3 СВК-цеоліту і по 3 кг / м 3 оксидів галію, цинку і марганцю, диспергируют і далі за прикладом 8.

Отриманий каталізатор містить 50 мас. СВК-цеоліту і має наступний хімічний склад, мас. Оксид цинку 0,5 Оксид марганцю 0,5 Оксид галію 0,5 Оксид натрію 0,2 Оксид кремнію 46,8 Оксид алюмінію Решта

Каталізатор відчувають при умовах прикладу 1.

Приклад 11. Суспензію СВК-цеоліту типу Пентас з Мольн ставленням SiO 2 / Al 2 O 3 75 у водному розчині нітратів галію і марганцю, що містить 200 кг / м 3 СВК-цеоліту і 9,8 кг / м 3 оксиду галію і 0,2 кг / м 3 оксиду марганцю, диспергируют і далі за прикладом 8.

Отриманий каталізатор містить 50 мас. СВК-цеоліту і має наступний хімічний склад, мас. Оксид галію 2,45 Оксид марганцю 0,05 Оксид натрію 0,2 Оксид кремнію 48,2 Оксид алюмінію Решта

Каталізатор відчувають при умовах прикладу 1.

Приклад 12. Суспензію СВК-цеоліту типу Пентас з Мольн ставленням SiO 2 / Al 2 O 3 35 у водному розчині нітратів цинку і марганцю, що містить 200 кг / м 3 СВК-цеоліту, 9,8 кг / м 3 оксиду цинку і 0,2 кг / м 3 оксиду марганцю, диспергируют і далі за прикладом 8.

Отриманий каталізатор містить 50 мас. СВК-цеоліту і має наступний хімічний склад, мас. Оксид цинку 2,45 Оксид марганцю 0,05 Оксид натрію 0,2 Оксид кремнію 48,1 Оксид алюмінію Решта

Каталізатор відчувають при умовах прикладу 1.

Приклад 13 (для порівняння). Каталізатор готують згідно прототипу.

Отриманий каталізатор у формі екструдера містить 65 мас. цеоліту типу ZSM-5 з Мольн ставленням SiO 2 / Al 2 O 3 70 в алюмооксидного сполучному і має наступний хімічний склад, мас. Оксид галію 1,0 Оксид натрію 0,1 Оксид кремнію 63,1 Оксид алюмінію Решта

Каталізатор відчувають при умовах прикладу 1.

У табл. 1 наведено склад каталізатора і його вигляд.

У табл. 2 наведені умови процесу і вихід продукту.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб отримання моторних палив шляхом переробки суміші вуглеводневих газів C 1 C 7 при підвищених температурі і тиску на цеолитсодержащие каталізаторі, що містить каталізаторі, що містить сверхвисококремнеземний цеоліт типу Пентас з молярним ставленням SiO 2 / AI 2 O 3 25 160 і оксид металу, що відрізняється тим , що використовують каталізатор, що містить в якості оксиду металу оксид марганцю або суміші оксиду марганцю з оксидом цинку, і / або оксидом галію і має наступний склад, мас.

  • Сверхвисококремнеземний цеоліт 20-70
  • Оксид марганцю або суміш оксиду марганцю з оксидом цинку і / або оксидом галію 0,05-2,5
  • сполучна Решта

2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що використовують каталізатор, що містить в якості сполучного алюмосиликат або алюмооксід.

3. Спосіб за пп. 1 і 2, що відрізняється тим, що використовують каталізатор, що містить в якості сполучного алюмосиликат і має наступний механічний склад, мас.

  • Оксид алюмінію 0,5-7,5
  • Оксид марганцю або суміш оксиду марганцю з оксидом цинку і / або оксидом галію 0,05 2,5
  • Оксид натрію 0,05 0,5
  • Оксид кремнію Решта

4. Спосіб за пп. 1 і 2, що відрізняється тим, що використовують каталізатор, що містить в якості сполучного алюмооксід і має наступний хімічний склад, мас.

  • Оксид марганцю або суміш оксиду марганцю з оксидом цинку і / або оксидом галію 0,05 2,5
  • Оксид натрію 0,05 0,5
  • Оксид кремнію 18-68,8
  • Оксид алюмінію Решта

5. Спосіб за пп. 1-4, який відрізняється тим, що процес проводять при 400-600 o С, 0,1 2,0 МПа і об'ємної швидкості подачі газу 100-3000 год -1.

6. Спосіб за пп. 1-5, який відрізняється тим, що використовують каталізатор в мікросферичних, або кульковою, або таблетованих формах, або у вигляді екструдатів.

7. Каталізатор для отримання моторних палив, що містить сполучна, сверхвисококремнеземний цеоліт типу Пентас з молярним ставленням SiO 2 / AI 2 O 3 25-160 і оксид металу, що відрізняється тим, що в якості оксиду металу він містить оксид марганцю або суміш оксиду марганцю з оксидом цинку і / або оксидом галію при наступному змісті компонентів, мас.

  • Сверхвисококремнеземний цеоліт 20-70
  • Оксид марганцю або суміш оксиду марганцю з оксидом цинку і / або оксидом галію 0,05-2,5
  • сполучна Решта

8. Каталізатор по п.7, що відрізняється тим, що в якості сполучного він містить алюмосиликат і має наступний хімічний склад, мас.

  • Оксид алюмінію 0,5-7,5
  • Оксид марганцю або суміш оксиду марганцю з оксидом цинку і / або оксидом галію 0,05-2,5
  • Оксид натрію 0,05-0,5
  • Оксид кремнію Решта

9. Каталізатор за п. 8, який відрізняється тим, що містить суміш оксидів марганцю і цинку.

10. Каталізатор по пп. 8 і 9, який відрізняється тим, що він містить суміш оксидів марганцю і галію.

11. Каталізатор по пп. 8 10, який відрізняється тим, що він містить суміш оксидів марганцю, цинку і галію.

12. Каталізатор по п.7, що відрізняється тим, що в якості сполучного він містить оксид алюмінію і має наступний хімічний склад, мас.

  • Оксид марганцю або суміш оксиду марганцю з оксидом цинку і / або оксидом галію 0,05-2,5
  • Оксид натрію 0,05-0,6
  • Оксид кремнію 18,0-68,8
  • Оксид алюмінію Решта

13. Каталізатор по п.12, що відрізняється тим, що він містить суміш оксидів марганцю і цинку.

14. Каталізатор по пп. 12 і 13, що відрізняється тим, що він містить суміш оксидів марганцю і галію.

15. Каталізатор по пп. 12-14, який відрізняється тим, що він містить суміш оксидів марганцю, цинку і галію.

Версія для друку
Дата публікації 07.04.2007гг


НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ

Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
магнітний двигун
Джерело тепла на базі нососних агрегатів