| 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 RU2160160
КАТАЛІЗАТОР І СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ РІДКИХ ВУГЛЕВОДНІВ З диметилового ефіру
Ім'я винахідника: Байбурскій В.Л .; Вінц В.В .; Генкін В.М .; Генкін М.В .; Ліщинер І.І .; Малова О.В .; Мортіков Е.С .; Долинський С.Е.
Ім'я патентовласника: Байбурскій Володимир Леонович; Вінц Віктор Володимирович; Генкін Володимир Наумович; Генкін Михайло Володимирович; Ліщинер Йосип Ізраїлевич; Малова Ольга Василівна; Мортіков Євген Сергійович; Долинський Сергій Еріковіч
Адреса для листування: 121609, Москва, Осінній бульвар, буд.11, Фірма "ВІС"
Дата початку дії патенту: 1999.10.22
Винахід відноситься до процесу отримання рідких вуглеводнів, збагачених з- і циклопарафинов, які можуть бути використані в якості добавки при виробництві високооктанових бензинів з вмістом ароматичних вуглеводнів не більше 30 мас.%. Рідкі вуглеводні отримують з диметилового ефіру з використанням каталізатора на основі кристалічного алюмосилікат типу пентасілов з SiO 2 / Al 2 O 3 = 25-100, що містить 0,05-0,1 мас.% Оксиду натрію, і сполучного компонента, який додатково містить оксид цинку і оксиди рідкоземельних елементів при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: Zn0 0,5-3,0, оксиди РЗЕ 0,1-5,0, кристалічний алюмосилікат 65-70, сполучна інше. Каталізатор активують на повітрі при 540-560 ° С. Процес здійснюють при тиску 0,1-10 МПа, температурі 250-400 ° С, об'ємної швидкості подачі сировини 250-1100 год -1.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до способів отримання вуглеводнів з диметилового ефіру, зокрема суміші вуглеводнів, збагаченої з- і циклопарафинов. Такі рідкі вуглеводні можуть бути використані в якості добавки для отримання високооктанових бензинів з вмістом ароматичних вуглеводнів не більше 30 мас.%.
Селективність перетворення диметилового ефіру в цінні вуглеводні (зріджений газ, автомобільні бензини, ароматичні вуглеводні і ін.) Визначається властивостями каталізатора і умовами процесу. Відомо, що ефективними каталізаторами конверсії диметилового ефіру в суміш вуглеводнів є композиції неорганічних металовмісних компонентів і цеолітів, зокрема декатіонірованних пентасілов H-ZSM-5, H-ZSM-11. [Proc. Int. Zeolite Conf. , 6th. Meeting Date 1983, 316-324, 489-96: Guildford, UK. (English) 1984; S.African ZA 8401683 A 19841128].
Відомий спосіб отримання рідких вуглеводнів або суміші олефінів C 2+ з диметилового ефіру на модифікованому цеолітні каталізаторі або металлосілікате при 300-700 o C, тиску 0,1 МПа і масової швидкості подачі сировини 2,3 ч -1 [S.African ZA 9004752 A ; 19920226]. Зі збільшенням температури від 300 до 600 o C зростає селективність утворення олефінів C 2 -C 4. Сумарний вихід цих олефінів досягає 74-75%, решта - рідкі вуглеводні.
Відомий спосіб отримання ізопарафінових вуглеводнів з диметилового ефіру, описаний в [Пат. США 4579999, 1986].
Відповідно до зазначеного патентом диметиловий ефір на висококремнеземном каталізаторі ZSM-5 на першій стадії перетворюється в суміш олефінів C 2 -C 4 і вуглеводнів C 5 +. Отримана суміш олефінів направляється на олигомеризацию з використанням среднепорістого кислотного цеоліту каталізатора. Другу стадію процесу проводять при підвищеному тиску і помірних температурах. Передбачено і рецикл легких вуглеводнів на першу стадію процесу. Недоліком описаного способу є його многостадийность.
Найбільш близьким до заявляється способу є процес отримання олефінів C 2 -C 5 і рідких вуглеводнів при тиску від 0,1 до 5,0 МПа, температурі 360 o C і масової швидкості подачі сировини 1,65 год -1 [Пат.США 3894106, 1975]. В якості каталізатора пропонується каталітична система, що містить 65% HZSM і 35% U Al 2 O 3. Недоліками способу є утворення великої кількості газоподібних вуглеводнів (25-40 мас.%) І високий вихід ароматичних вуглеводнів (до 45 мас.%).
Технічним результатом пропонованого винаходу є підвищення виходу високооктанових компонентів моторних палив з низьким вмістом ароматичних вуглеводнів з диметилового ефіру або газів, що містять диметиловий ефір.
Зазначений технічний результат досягається тим, що при отриманні рідких вуглеводнів з диметилового ефіру використовують каталізатор на основі кристалічного алюмосилікат типу пентасілов з SiO 2 / Al 2 O 3 = 25-100, що містить 0,05-0,1 мас.% Оксиду натрію, і сполучного компонента, який додатково містить оксид цинку і оксиди рідкоземельних елементів при наступному співвідношенні компонентів, мас.%:
- ZnO - 0,5 - 3,0
- оксиди РЗЕ - 0,1-5,0
- кристалічний алюмосилікат - 65 - 70
- сполучна - інше
Каталізатор активують на повітрі при температурі 540 - 560 o C.
Процес здійснюється при тиску 0,1-10 МПа, температурі 250-400 o C, об'ємної швидкості подачі сировини 250-1100 год -1.
Спостережуваний технічний ефект підвищення виходу рідких вуглеводнів пояснюється, мабуть, модифицированием кислотних властивостей і каталітичної активності цеоліту компонента і, можливо, промотуючих ефектом оксидів РЗЕ, що знаходяться на поверхні кристалітів цеоліту.
Цеоліт, використовувані в складі пропонованого каталізатора, є вітчизняні аналоги пентасілов ЦВМ, ЦВМШ (обидва по ТУ 38.401528-85), ЦВН і ЦПК (по ТУ 38.102168-85), що містять 0,2-0,5 мол.% Na 2 O , і отримані прямим синтезом (ЦВС) або при обміні вихідної Na-форми цеоліту на H + - або NH 4+ -форму.
В якості сполучного компонента можуть бути використані синтетичні алюмосилікати, оксид алюмінію.
Оксиди РЗЕ утворюються на поверхні каталізатора при прокалке при 550 o C цеоліту, просоченого промисловим концентратом нітратів РЗЕ. Для модифікування цеолітів як джерело РЗЕ використаний промисловий концентрат нітратів РЗЕ, що містить в 1 л 200 г оксидів РЗЕ наступного складу, мовляв. %: CeO 2 - 48; сума La 2 O 3, PrO 3 і Nd 2 O 3 - 52 або водний розчин нітрату неодиму.
Нижче наведені приклади, що підтверджують ефективність запропонованого способу отримання цільових продуктів.
Приклад 1. Цеоліт ЦВН синтезований з SiO 2 / Al 2 O 3, рівним 42, з використанням моноетаноламіна. Воднева форма цеоліту з заданим залишковим змістом Na 2 O (0,05-0,1 мас.%) Отримана при дворазовому обміні Na в 30% -ому розчині азотнокислого амонію з подальшою сушкою і прожарювання протягом 3-х годин при 500-550 o C. Оксид Zn вводять в цеоліт при обміні його аммонийной форми з водним розчином нітрату цинку. Розрахункова кількість Nd 2 O 3 наносили на цеоліт методом безостаточного просочення з водного розчину нітрату неодиму. Цеоліт з заданим вмістом оксидів отримували при прожаренні просоченого зразка при 500-550 o C. Розрахункова кількість прокаленного цеоліту змішують зі сполучною - гідроксидом алюмінію (п.м.п.п. - 70%), формують методом екструзії. Гранули каталізатора (2х2 мм) сушать при 100 o C протягом 2 годин, потім активують прокаливанием на повітрі при 550 o C протягом 3 годин. Склад отриманого каталізатора приведений нижче, мас.%:
- ZnO - 2,0
- Nd 2 O 3 - 1,0
- Цеоліт ЦВН - 67,0
- Al 2 O 2 - 30
Приклад 2. Каталізатор готували аналогічно прикладу 1, з тією різницею, що на стадії просочення аммонийной форми цеоліту замість водного розчину нітрату неодиму використовували водний розчин концентрату РЗЕ складу (в розрахунку на одержувані оксиди) GeO 2 - 48; сума La 2 O 3, PrO 3 і Nd 2 O 3 - 52% мовляв. Склад отриманого каталізатора приведений нижче, мас.%:
- ZnO - 2,0
- Оксиди РЗЕ - 1,0
- Цеоліт ЦВН - 67,0
- Al 2 O 3 - 30
Приклади 3-18. Каталізатори, отримані за прикладами 1, 2, використовують для отримання вуглеводнів з диметилового ефіру в проточному ізотермічному реакторі із завантаженням каталізатора 10 г при температурі реактора 250-400 o C, тиску 0,1-10,0 МПа, об'ємної швидкості подачі газової сировини 250 -1100 ч -1. Рідкі і газоподібні продукти реакції аналізували хроматографічних методами. В якості сировини використовували чистий диметиловий ефір (сировина 1) або газову суміш наступного складу, що містить диметиловий ефір (сировина 2), див. Табл. 1.
Результати експериментів наведені в табл. 2.
У представлених прикладах здійснення запропонованого способу отримання рідких вуглеводнів з диметилового ефіру октанове число (по І.М.) рідких вуглеводнів не нижче 92. У отриманих бензинах частка ароматичних вуглеводнів не перевищує 30 мас.%, І вони можуть бути використані в якості основи для отримання високооктанових бензинів з низьким вмістом ароматичних вуглеводнів. Високе октанове число одержуваних вуглеводнів досягається не тільки за рахунок ароматичних вуглеводнів, а й за рахунок більш високого (ніж в прототипі) змісту парафінів з- і ціклостроенія.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Каталізатор для отримання рідких вуглеводнів з диметилового ефіру на основі кристалічного алюмосилікат типу пентасілов з SiO 2 / Al 2 O 3 = 25 - 100, що містить 0,05 - 0,1 мас.% Оксиду натрію, і сполучного компонента, що відрізняється тим, що він додатково містить оксид цинку і оксиди рідкоземельних елементів при наступному співвідношенні компонентів, мас.%:
- ZnO - 0,5 - 3,0
- Оксиди РЗЕ - 0,1 - 5,0
- Кристалічний алюмосилікат - 65 - 70
- Сполучна - Все інше
2. Спосіб отримання рідких вуглеводнів з диметилового ефіру в присутності каталізатора на основі кристалічного алюмосилікат типу пентасілов з SiO 2 / Al 2 O 3 = 25 - 100, що містить 0,05 - 0,1 мас.% Оксиду натрію, і сполучного компонента, що відрізняється тим, що використовують каталізатор, додатково містить оксид цинку і оксиди рідкоземельних елементів при наступному співвідношенні компонентів, мас.%:
- ZnO - 0,5 - 3,0
- Оксиди РЗЕ - 0,1 - 5,0
- Кристалічний алюмосилікат - 65 - 70
- Сполучна - Все інше
і попередньо підданий активації на повітрі при 540 - 560 o C.
3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що контакт диметилового ефіру з каталізатором здійснюють при об'ємної швидкості подачі диметилового ефіру 250 - 1100 год -1 (по газу), тиску 0,1 - 10 МПа і температурі 250 - 400 o C.
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.