Цеолитсодержащий катализатор, способ его приготовления и способ получения моторных топлив с использованием этого катализатора
Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и посвящено созданию катализаторов, используемых в переработке нефтяных дистиллятов и газовых конденсатов в моторные топлива. Цеолитсодержащий катализатор для получения моторных топлив из нефтяных дистиллятов и газовых конденсатов содержит цеолит группы пентасила ZSM-5 с силикатным модулем
SiO2/Al2O3=20-80 моль/моль и остаточным содержанием оксида натрия 0,02-0,05 мас.%, оксид висмута в качестве элемента структуры цеолитного компонента при следующем содержании компонентов (мас.%):
2O3 1,0-6,00; Na2O 0,02-0,05; связующий компонент - остальное.
Способ получения цеолитсодержащего катализатора включает в себя гидротермальный синтез Na-формы цеолита с последующим солевым ионным обменом и получением аммонийной формы цеолита, после чего готовят катализаторную массу, которую затем гранулируют, сушат и прокаливают при температуре 550-650°С. Способ получения моторных топлив из нефтяных дистиллятов и газового конденсата включает в себя пропускание паров нефтяных дистиллятов и газовых конденсатов через стационарный слой цеолитсодержащего катализатора нагретого до температуры 300-440°С, при нагрузке катализатора по сырью 2 ч-1. Технический результат изобретения - снижение количества компонентов и стадий синтеза цеолитсодержащего катализатора, повышение степени превращения сырья, качества и выхода целевых продуктов на заявленном катализаторе, уменьшение количества стадий в технологической схеме переработки углеводородного сырья в целевые продукты. 3 н.п. ф-лы, 6 табл.
Реферат
Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и посвящено созданию катализаторов, используемых в переработке нефтяных дистиллятов и газовых конденсатов в моторные топлива.
Известен способ приготовления катализатора для реакций, идущих по кислотно-основному механизму (патент РФ №2070829, 1996). Катализатор получают путем синтеза цеолитного порошка в присутствии или отсутствии спиртов, затравки и нескольких изоморфно-замещенных элементов, удаления органического соединения и одновременного ионного обмена обработкой раствором минеральной кислоты, дополнительной обработки цеолита растворами солей поливалентных катионов, таких как Fe, Al, Cr или редкоземельных элементов в присутствии или отсутствии хелатирующих агентов, сушки цеолита при температуре не выше 100°С, формования гранул с Al2O3 или SiO2 в качестве связующего методом экструзии или жидкостной формовки и обработки гранул перегретым паром в мягких условиях.
Известен способ получения цеолита, применяемого в качестве катализатора для переработки различного углеводородного сырья (патент РФ №2174952, 2001). Способ включает смешение источника кремния, источника алюминия, щелочного раствора и затравки, проведение кристаллизации и ионного обмена, при этом в качестве источника кремния и/или алюминия применяют высокоактивный порошкообразный алюмокремнегель, полученный размолом силикагеля с содержанием алюминия не более 0,5 мас.% и/или силикагель с содержанием алюминия более 0,5 мас.%, и/или формованный катализатор на основе цеолита типа ZSM-5.
Известен катализатор для получения моторных топлив и способ его приготовления (патент РФ №2235591, 2004). Описаны катализаторы для получения бензина с октановым числом не ниже 83 по моторному методу и с содержанием серы в бензине не более 0,015% и дизельного топлива с содержанием серы не более 0,05% из нефтяных дистиллятов или газовых конденсатов с концом кипения не выше 400°С и с суммарным содержанием производных тиофена не более 40 мас.%, что соответствует общему содержанию серы 10 мас.%, содержащие на поверхности цеолита алюмосиликатного состава с мольным отношением SiO2/Al2O3 не более 450, выбранного из ряда ZSM-5, ZSM-11, ZSM-35 и др., либо галлосиликата, галлоалюмосиликата, железосиликата, железоалюмосиликата, хромсиликата, хромалюмосиликата со структурой ZSM-5, ZSM-11, ZSM-35 и др., либо алюмофосфата с введенным в структуру на стадии синтеза элементом, выбранным из ряда: магний, цинк, галлий, марганец, железо, кремний, кобальт, кадмий, соединения молибдена и кобальта и/или никеля; в качестве соединений молибдена и кобальта и/или никеля используют, как минимум, одно биметаллическое комплексное соединение общей формулы K[MOxO4Ly(H2O)z], где К - катион Ni2+ или Со2+; L - лиганд, представляющий собой депротонированное соединение из ряда: вода, минеральная кислота, карбоновая кислота; x=2 или 3; y=2, 3, 4 или 6; z - целое число от 0 до 8, при этом концентрация биметаллических комплексных соединений в катализаторе составляет 1,0-25,0 мас.%.
Известен цеолитсодержащий катализатор для превращения алифатических углеводородов C2-C12 в высокооктановый бензин, обогащенный ароматическими углеводородами (патент РФ №2092240, 1997). Катализатор содержит цеолит группы пентасила с силикатным модулем SiO2/Al2O3=20-80 моль/моль и остаточным содержанием Na2O 0,1-0,4 мас.%, связующий компонент, цинк и смесь оксидов редкоземельных элементов при следующем соотношении компонентов, мас.%: цеолит 25,0-50,0, цинк 1,0-3,0, сумма оксидов РЗЭ 0,1-2,0, представляющая собой смесь следующего состава, мас.%: CeO2 40,0-55,0, сумма La2O3, Pr2O3, Nd2O3 60,0-45,0, связующий компонент - остальное. Способ превращения алифатических углеводородов C2-C12 в высокооктановый компонент автомобильного бензина с октановым числом не менее 76 пунктов или концентрат ароматических углеводородов осуществляется путем контакта катализатора с сырьем при температуре 280-550°С, давлении 0,2-2,0 МПа и объемной скорости подачи сырья 0,5-5,0 ч-1.
Известны способы получения моторных топлив из газового конденсата (патенты РФ №№2008323, 1994 и 2030446, 1995). Прямогонную бензиновую фракцию контактируют при 300-480°С и 0,2-4,0 МПа с цеолитсодержащим катализатором. Полученные продукты фракционируют с выделением газообразной и жидкой фракций, жидкую фракцию ректифицируют с выделением высокооктановой и остаточной фракций. Прямогонную остаточную фракцию или ее смесь с газообразными продуктами контактирования подвергают пиролизу. Полученные продукты фракционируют с выделением пироконденсата и пирогаза с последующим смешиванием пирогаза с прямогонной бензиновой фракцией и их совместным контактированием с катализатором. Пироконденсат компаундируют с жидкими продуктами контактирования и подвергают их совместной ректификации с выделением целевого бензина и остаточной фракции. В качестве катализатора используют системы, приготовленные на основе цеолитов со структурами ZSM-5 или ZSM-11, в том числе модифицированные элементами I, II, III, V, VI и VIII групп периодической системы элементов.
Известен способ получения моторных топлив (патент РФ №2219219, 2003). Проводят переработку углеводородного сырья для получения высокооктановых бензинов и высокоцетанового дизельного топлива с низким содержанием серы. В качестве сырья используют нефтяные дистилляты или газовые конденсаты с концом кипения 250-410°С и с суммарным содержанием производных тиофена не более 30 мас.% без предварительного фракционирования, а в качестве катализатора используют смесь катализатора гидроочистки и/или гидрокрекинга с цеолитом или заменяющим его компонентом.
Известен способ получения моторных топлив (патент РФ №2235755, 2004). Получают бензин с октановым числом не ниже 83 по моторному методу и с содержанием серы в бензине не более 0,015% и дизельного топлива с содержанием серы не более 0,05% из нефтяных дистиллятов или газовых конденсатов с концом кипения не выше 400°С и с суммарным содержанием производных тиофена не более 40 мас.%, что соответствует общему содержанию серы 10 мас.%, путем превращения углеводородного сырья в присутствии пористого катализатора при температуре 250-500°С, давлении не более 3 МПа, массовых расходах смеси углеводородов не более 10 ч-1. При этом в качестве катализатора используют, как минимум, одно биметаллическое комплексное соединение общей формулы K[MOxO4Ly(H2O)z], где К - катион Ni2+ или Co2+; L - лиганд, представляющий собой депротонированное соединение из ряда: вода, минеральная кислота, карбоновая кислота; x=2 или 3; y=2, 3, 4 или 6; z - целое число от 0 до 8, нанесенное на поверхность одного из материалов, выбранного из ряда либо цеолитов ZSM-5, ZSM-11 и др. с мольным отношением SiO2/Al2O3 не более 450, либо галлосиликатов, галлоалюмосиликатов, железосиликатов, железоалюмосиликатов, хромсиликатов, хромалюмосиликатов со структурой ZSM-5, ZSM-11 и др., либо алюмофосфатов с введенным в структуру на стадии синтеза элементом, выбранным из ряда: магний, цинк, галлий, марганец, железо, кремний, кобальт, кадмий.
Известен способ получения бензина и дизельного топлива (патент РФ №2265042, 2005). Проводят превращение углеводородного сырья в присутствии пористого катализатора при температуре 250-500°С, давлении не более 2,5 МПа, массовых расходах смеси углеводородов не более 10 ч-1, при этом в качестве исходного сырья используют углеводородные дистилляты различного происхождения с концом кипения не выше 400°С, а в качестве катализатора используют различные цеолиты алюмосиликатного состава, либо галлосиликаты, галлоалюмосиликаты, железосиликаты, железоалюмосиликаты, хромсиликаты, хромалюмосиликаты с введенными в структуру на стадии синтеза различными элементами. Образовавшиеся в ходе реакции углеводороды C1-C5 отделяют от бензина и дизельного топлива в сепараторе и подают во второй реактор, заполненный пористым катализатором, в котором из этих углеводородов образуется концентрат ароматических углеводородов с суммарным содержанием ароматических соединений не менее 95 мас.%. В других вариантах изобретения на выходе из второго реактора продукты разделяют на газ и высокооктановую фракцию, которую смешивают либо с бензиновой фракцией, выделенной из продуктов первого реактора, либо с прямогонной бензиновой фракцией, отогнанной от исходного сырья.
Недостатками вышеперечисленных способов получения цеолитсодержащих катализаторов являются их сложный состав и наличие вредных стоков в процессе их производства, высокое остаточное содержание оксида натрия и низкая массовая доля активной части катализатора, что существенно снижает его производительность по целевому продукту, высокая стоимость катализаторов, содержащих дорогостоящие оксиды редкоземельных элементов.
Наиболее близким к заявляемому катализатору является цеолитсодержащий катализатор, способ его получения и способ превращения алифатических углеводородов в концентрат ароматических углеводородов или высокооктановый компонент бензина (патент РФ 2221643, 2004). Цеолитсодержащий катализатор содержит цеолит группы пентасила с силикатным модулем SiO2/Al2O3=55-102 моль/моль и остаточным содержанием оксида натрия 0,02-0,07 мас.%, оксиды цинка, олова и лантана в качестве элементов структуры цеолита, а в качестве промотора - оксид хрома при следующем содержании компонентов, мас.%: цеолит 65,0-80,0; ZnO 0,0-4,0; SnO2 0,0-2,5; La2O3 0,0-0,8; Cr2O3 0,0 - 5,0; Na2O 0,02-0,07, связующий компонент - остальное. Описан также способ превращения алифатических углеводородов в высокооктановый компонент бензина путем пропускания паров прямогонной бензиновой фракции нефти через слой цеолитсодержащего катализатора при температуре 300-380°С и нагрузке катализатора по сырью 2 ч-1. Выход целевого продукта при переработке прямогонной бензиновой фракции нефти составляет не менее 67%.
Основными недостатками данного цеолитсодержащего катализатора являются его сложный компонентный состав, использование дорогостоящего оксида редкоземельного элемента (оксид лантана) и большое количество стадий приготовления. Данный цеолитсодержащий катализатор, способ его получения и способ использования выбран нами в качестве прототипа. Выход, октановые числа и групповой состав бензинов, полученных по способу-прототипу из прямогонной бензиновой фракции нефти, приведены в таблице 2.
Предлагаемый цеолитсодержащий катализатор, способ его приготовления и способ получения моторных топлив с его использованием устраняет указанные недостатки.
Задача изобретения - удешевление катализатора, упрощение способа его получения, повышение степени превращения сырья, качества и выхода целевых продуктов, расширение ассортимента сырья, уменьшение количества стадий в технологической схеме переработки углеводородного сырья в целевые продукты.
Технический результат изобретения - снижение количества компонентов и стадий синтеза цеолитсодержащего катализатора, расширение ассортимента сырья и увеличение степени его превращения, повышение качества и выхода целевых продуктов на заявленном катализаторе.
Цеолитсодержащий катализатор содержит цеолит группы пентасила ZSM-5 с силикатным модулем SiO2/Al2O3=20-80 моль/моль и оксид висмута в качестве элемента структуры цеолита при следующем соотношении компонентов, мас.%:
цеолит 70,00-85,00;
Bi2O3 1,0-6,00;
Na2O 0.02-0.05;
связующий компонент - остальное.
Способ получения цеолитсодержащего катализатора включает в себя гидротермальный синтез Na-формы цеолита с последующим солевым ионным обменом и получением аммонийной формы цеолита, после чего готовят катализаторную массу, которую затем гранулируют, сушат и прокаливают при температуре 550-650°С.
Способ получения моторных топлив из нефтяных дистиллятов и газового конденсата включает в себя пропускание паров нефтяных дистиллятов и газовых конденсатов через стационарный слой цеолитсодержащего катализатора, нагретого до температуры 300-440°С, при нагрузке катализатора по сырью 2 ч-1.
Преимущества предлагаемого цеолитсодержащего катализатора состоят в использовании более дешевых и доступных соединений для его синтеза, в отсутствии дорогостоящего оксида редкоземельного элемента - лантана, и в сокращении количества компонентов и стадий синтеза катализатора.
В дальнейшем предлагаемое изобретение поясняется конкретными примерами его выполнения.
Пример 1. Для получения цеолитсодержащего катализатора заданного состава, содержащего в качестве активного компонента цеолит группы пентасила в Н-форме (70-85 мас.%) и носитель в виде γ-Al2O3 (15-30 мас.%), вначале гидротермальным синтезом получают Na-форму цеолита, модифицированную на стадии синтеза висмутом. Для этого в промежуточных емкостях приготавливают водные растворы нитрата алюминия и гидрата окиси натрия. В емкость объемом 3,5 л, изготовленную из нержавеющей стали и снабженную механической мешалкой лопастного типа, вводят 15,75 г висмута азотнокислого 5-водного марки «ч» (содержание висмута в реактиве 38,36%), 400,0 г кислоты кремниевой водной марки «чда» (массовая доля потерь прокаливания ПП400=19,62%) и 1200 мл воды хозяйственно-питьевой. Включают мешалку и при интенсивном перемешивании последовательно добавляют в смесь 266,7 мл водного раствора нитрата алюминия с концентрацией алюминия 16,7 г/л, 511,4 мл раствора гидрата окиси натрия с концентрацией гидрооксида натрия 138,8 г/л, 10,0 г затравочных кристаллов цеолита структурного типа ZSM-5 в Na- или Н-форме и 110,0 мл н-бутанола. После перемешивания смеси в течение 5 мин выключают мешалку и переливают полученную смесь в автоклав объемом 5,0 л, снабженный механической мешалкой с лопастями. Освободившуюся емкость ополаскивают в 2-3 приема 718 мл воды хозяйственно-питьевой, которую переливают в автоклав. Включают мешалку автоклава и приготовленную реакционную смесь выдерживают в автоклаве при 160-190°С в течение 10-30 ч. После завершения гидротермального синтеза пульпу Na-формы цеолита фильтруют, полученный осадок промывают водой хозяйственно-питьевой до достижения в промывном фильтрате-маточнике pH=9,0-7,0 (соотношение жидкой и твердой фаз при промывке составляет 23:1). Промытый осадок Na-формы направляют на проведение солевого ионного обмена.
В емкости объемом 3,5 л, выполненной из нержавеющей стали и снабженной механической мешалкой, распульповывают осадок Na-формы цеолита в 2,0 л 25%-ного водного раствора хлорида аммония. Полученную пульпу выдерживают при температуре 90-100°С и постоянном перемешивании в течение 4-6 ч.
Полученную после солевого ионного обмена пульпу фильтруют, промывают водой хозяйственно-питьевой при соотношении жидкой и твердой фаз Ж:Т=18:1 и затем промывают водой деминерализованной при соотношении жидкой и твердой фаз Ж:Т=2: 1.
Промытый осадок аммонийной формы цеолита сушат в сушильном шкафу при температуре 100-110°С в течение 6-8 ч и направляют на операцию приготовления катализаторной массы.
Промытый и высушенный осадок аммонийной формы цеолита смешивают со 130 мл деминерализованной воды, к полученной смеси добавляют 158,4 г активного гидрооксида алюминия в виде влажной пасты (с остаточной массовой долей влаги 31,28%, массовая доля потерь прокаливания продукта, высушенного до постоянного веса при температуре 110°С ПП400=22,46%) и 74,6 мл раствора азотной кислоты с концентрацией азотной кислоты 82,3 г/л.
Полученную смесь перемешивают до получения однородной пластической катализаторной массы, пригодной для проведения экструзии и гранулирования катализатора (смесь при необходимости выдерживают в вакуумном сушильном шкафу до получения консистенции, пригодной для экструзии и формования гранул катализатора).
Полученные после экструзии и гранулирования влажные гранулы катализатора сушат в вакуумном сушильном шкафу при температуре 100-110°С в течение 4-6 ч и прокаливают в муфельной печи при температуре 550-650°С в течение 1 ч.
Прокаленные гранулы катализатора подвергают классификационному рассеву. Фракцию готового катализатора отделяют, а фракцию гранул <2,5 мм направляют на операцию измельчения в шаровой мельнице до получения однородного порошка, который в последующем используется в качестве компонента шихты на операции приготовления катализаторной массы.
Катализатор состоит из 79,40 мас.% цеолита структурного типа ZSM-5, содержащего в своей структуре 1,59 мас.% оксида висмута и 0,05 мас.% оксида натрия, и 20,60 мас.% γ-Al2O3, используемого в качестве связующего вещества.
Пример 2. Прямогонную бензиновую фракцию нефти (23,07 мас.% n-парафинов, 39,24 мас.% i-парафинов, 31,71 мас.% нафтенов, 5,98 мас.% ароматических углеводородов, октановое число 52 и 44 по исследовательскому и моторному методам соответственно) подвергают контактированию с цеолитсодержащим катализатором, помещенным в реактор объемом 5 см3, при температуре 300-420°С, объемной скорости подачи жидкого сырья 2 ч-1 и атмосферном давлении. Катализатор состоит из 79,40 мас.% цеолита структурного типа ZSM-5, содержащего в своей структуре 1,59 мас.% висмута, и 20,60 мас.% γ-Al2O3, используемого в качестве связующего вещества.
Цеолитсодержащий катализатор готовили по способу, описанному в примере 1, только в качестве кремнийсодержащего компонента использовали измельченный силикагель (марка КСКГ, фракция менее 20 мкм). Качественный и количественный состав полученного катализатора приведен в таблице 1. Выход, групповой состав и октановые числа полученных бензинов приводятся в таблице 2.
Пример 3. Аналогичен примеру 1, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит структуры ZSM-5, содержащий в своей структуре 2,00 мас.% висмута, и полученный с использованием измельченного силикагеля (марка КСКГ, фракция менее 20 мкм).
Качественный и количественный состав цеолитсодержащего катализатора представлен в таблице 1. Выход, групповой состав и октановые числа полученных бензинов приводятся в таблице 3.
Пример 4. Аналогичен примеру 1, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит структуры ZSM-5, содержащий в своей структуре 2,41 мас.% висмута.
Качественный и количественный состав цеолитсодержащего катализатора представлен в таблице 1. Выход, групповой состав и октановые числа полученных бензинов приводятся в таблице 3.
Пример 5. Аналогичен примеру 1, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит структуры ZSM-5, содержащий в своей структуре 4,04 мас.% висмута.
Качественный и количественный состав цеолитсодержащего катализатора представлен в таблице 1. Выход, групповой состав и октановые числа полученных бензинов приводятся в таблице 4.
Пример 6. Аналогичен примеру 1, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит структуры ZSM-5, содержащий в своей структуре 5,67 мас.% висмута.
Качественный и количественный состав цеолитсодержащего катализатора представлен в таблице 1. Выход, групповой состав и октановые числа полученных бензинов приводятся в таблице 4.
Пример 7. Аналогично примеру 4, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит структуры ZSM-5, отличающийся по силикатному модулю.
Качественный и количественный состав цеолитсодержащего катализатора представлен в таблице 1. Выход, групповой состав и октановые числа полученных бензинов приводятся в таблице 5.
Пример 8. Аналогичен примеру 3, только в качестве цеолитного компонента цеолитсодержащего катализатора используется цеолит структуры ZSM-5, отличающийся по силикатному модулю.
Качественный и количественный состав цеолитсодержащего катализатора представлен в таблице 1. Выход, групповой состав и октановые числа полученных бензинов приводятся в таблице 5.
Пример 9. Исходный газовый конденсат подвергают контактированию с цеолитсодержащим катализатором, помещенным в реактор объемом 5 см, при температуре 360, 400 и 440°С, объемной скорости подачи жидкого сырья 2 ч-1 и атмосферном давлении. Катализатор состоит из 80,20 мас.% цеолита структурного типа ZSM-5, содержащего в своей структуре 2,41 мас.% висмута, и 19,80 мас.% γ-Al2O3, используемого в качестве связующего вещества. Полученные при каждой температуре процесса жидкие катализаты разгоняют на широкие углеводородные фракции с отбором бензиновой (н.к. - 180°С) и дизельной (180-320°С) фракций.
Цеолитсодержащий катализатор готовили по способу, описанному в примере 4. Качественный и количественный состав полученного катализатора приведен в таблице 1. Количество полученных при различных температурах процесса бензиновых фракций, выкипающих до 180°С, их групповой состав и октановые числа приводятся в таблице 6. Для сравнения в таблице 6 приведены групповой состав и октановое число прямогонной бензиновой фракции (н.к. - 180°С) газового конденсата.
Количество полученных при температурах процесса 360, 400 и 440°С дизельных фракций, выкипающих в пределах 180-320°С, и их физико-химические характеристики приводятся в таблице 6. Для сравнения в таблице 6 приведены физико-химические характеристики прямогонной дизельной фракции (180 - к.к.(270°С)) газового конденсата.
Как видно из данных, представленных в таблице 6, предлагаемый способ получения моторных топлив из газового конденсата позволяет в одну стадию в присутствии цеолитсодержащего катализатора производить продукт, после ректификации которого с высоким выходом получаются высокооктановый бензин и низкозамерзающее дизельное топливо.
Таблица 1 | ||||||
Качественный и количественный состав цеолитсодержащих катализаторов | ||||||
Пример | Структурный тип цеолита | Содержание компонентов, мас.% | ||||
Элементы структуры | Связующее γ-Al2O3 | |||||
SiO2 | Al2O3 | Bi2O3 | Na2O | |||
2 | ZSM-5 | 75,78 | 1,98 | 1,59 | 0,05 | 20,60 |
3 | ZSM-5 | 75,76 | 1,99 | 2,00 | 0,05 | 20,20 |
4 | ZSM-5 | 75,75 | 2,00 | 2,41 | 0,04 | 19,80 |
5 | ZSM-5 | 74,71 | 2,02 | 4,04 | 0,03 | 19,20 |
6 | ZSM-5 | 72,88 | 2,43 | 5,67 | 0,02 | 19,00 |
7 | ZSM-5 | 75,35 | 2,40 | 2,41 | 0,04 | 19,80 |
8 | ZSM-5 | 76,00 | 1,75 | 2,00 | 0,05 | 20,20 |
Таблица 2 | ||||||||
Выход и групповой состав жидких продуктов реакции* | ||||||||
Пример | По прототипу | 2 | ||||||
Температура, °С | 300 | 340 | 360 | 380 | 300 | 340 | 380 | 420 |
Выход бензина | 88 | 75 | 73 | 67 | 85 | 85 | 83 | 83 |
Выход продуктов: | ||||||||
Алканы С3-С4 | 9,6 | 8,6 | 6,9 | 6,1 | 7,1 | 6,6 | 5,1 | 3,9 |
Алкены С3-С4 | 0,6 | 0,8 | 0,8 | 0,6 | 0,3 | 0,6 | 0,8 | 1,0 |
n-Алканы С5+ | 8,9 | 6,7 | 6,0 | 5,7 | 8,3 | 9,1 | 8,4 | 9,2 |
i-Алканы С5+ | 36,5 | 34,9 | 33,3 | 33,2 | 41,5 | 41,7 | 40,2 | 39,8 |
Алкены С5+ | 3,0 | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 0,9 | 0,8 | 1,2 | 1,3 |
Нафтены C5+ | 8,0 | 8,2 | 7,4 | 7,7 | 11,6 | 11,3 | 11,7 | 12,0 |
Арены | 33,4 | 38,0 | 42,8 | 43,9 | 30,2 | 29,9 | 32,6 | 32,9 |
Октановое число | 81 | 83 | 84 | 84 | 79 | 79 | 80 | 80 |
* - величины указаны в мас.%. |
Таблица 3 | ||||||||
Выход и групповой состав жидких продуктов реакции* | ||||||||
Пример | 3 | 4 | ||||||
Температура, °С | 300 | 340 | 380 | 420 | 300 | 340 | 380 | 420 |
Выход бензина | 83 | 78 | 72 | 69 | 80 | 75 | 67 | 54 |
Выход продуктов: | ||||||||
Алканы С3-С4 | 4,7 | 6,8 | 4,8 | 3,6 | 4,9 | 4,0 | 5,6 | 2.5 |
Алкены С3-С4 | 0.2 | 0,4 | 0,3 | 0,5 | 0,1 | 0,1 | 0,3 | 0,3 |
n-Алканы C5+ | 7,7 | 6,3 | 5,9 | 6,3 | 5,9 | 6,0 | 5,3 | 5,0 |
i-Алканы С5+ | 40,6 | 35,3 | 35,3 | 33,9 | 35,4 | 33,5 | 31,0 | 27,8 |
Алкены С5+ | 1,2 | 0,9 | 0,8 | 1,0 | 1,1 | 1,6 | 1,2 | 1,2 |
Нафтены С5+ | 8,6 | 6,9 | 6,0 | 6,0 | 6,7 | 6,7 | 5,6 | 5,4 |
Арены | 37,0 | 43,3 | 46,9 | 48,7 | 45,9 | 48,2 | 51,0 | 57,9 |
Октановое число | 85 | 89 | 91 | 92 | 91 | 92 | 93 | 95 |
* - величины указаны в мас.%. |
Таблица 4 | ||||||||
Выход и групповой состав жидких продуктов реакции* | ||||||||
Пример | 5 | 6 | ||||||
Температура, °С | 300 | 340 | 380 | 420 | 300 | 340 | 380 | 420 |
Выход бензина | 92 | 91 | 90 | 89 | 92 | 90 | 87 | 73 |
Выход продуктов: | ||||||||
Алканы С3-С4 | 1,6 | 1,5 | 1,5 | 4,1 | 1,6 | 8,3 | 5,0 | 4,3 |
Алкены С3-С4 | 0,3 | 0,3 | 0,4 | 1,1 | 0,3 | 0,6 | 0,6 | 0,7 |
n-Алканы С5+ | 11,9 | 11,8 | 11,3 | 11,7 | 11,9 | 7,9 | 7,2 | 7,6 |
i-Алканы С5+ | 40,2 | 39,9 | 41,0 | 37,9 | 40,2 | 38,4 | 37,6 | 36,4 |
Алкены С5+ | 4,2 | 4,1 | 4,4 | 4,4 | 4,2 | 2,3 | 2,2 | 2,4 |
Нафтены С5+ | 13,3 | 13,2 | 12,7 | 12,7 | 13,3 | 10,4 | 10,0 | 9,5 |
Арены | 28,7 | 29,2 | 28,8 | 28,1 | 28,7 | 32,2 | 37,4 | 39,0 |
Октановое число | 75 | 76 | 76 | 75 | 76 | 82 | 86 | 87 |
* - величины указаны в мас.%. |
Таблица 5 | ||||||||
Выход и групповой состав жидких продуктов реакции* | ||||||||
Пример | 7 | 8 | ||||||
Температура, °С | 300 | 340 | 380 | 420 | 300 | 340 | 380 | 420 |
Выход бензина | 83 | 80 | 75 | 71 | 82 | 78 | 80 | 76 |
Выход продуктов: | ||||||||
Алканы С3-С4 | 8,2 | 7,9 | 7,5 | 3,7 | 9,5 | 7,1 | 8,4 | 3,6 |
Алкены С3-С4 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,4 | 0,2 | 0,2 | 0.9 | 0,8 |
n-Алканы С5+ | 7,8 | 7,5 | 7,2 | 7,3 | 7,5 | 6,8 | 7,6 | 7,9 |
i-Алканы С5+ | 37,6 | 36,3 | 35,4 | 34,6 | 36,4 | 36,7 | 37,4 | 36,0 |
Алкены С5+ | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,6 | 0,9 | 0,8 | 1,9 | 1,3 |
Нафтены C5+ | 9,8 | 9,8 | 9,6 | 8,1 | 7,4 | 7,6 | 7,0 | 9,8 |
Арены | 35,9 | 37,7 | 39,5 | 45,4 | 38,1 | 40,8 | 36,9 | 40,5 |
Октановое число | 82 | 83 | 85 | 90 | 85 | 86 | 83 | 86 |
* - величины указаны в мас.%. |
1. Цеолитсодержащий катализатор для получения моторных топлив из нефтяных дистиллятов и газовых конденсатов, содержащий цеолит группы пентасила с остаточным содержанием оксида натрия, связующий компонент и оксид металла, отличающийся тем, что он содержит цеолит ZSM-5 с силикатным модулем SiO2/Al2O3=20-80 моль/моль и остаточным содержанием оксида натрия 0,02-0,05 мас.%, оксид висмута в качестве элемента структуры цеолитного компонента при следующем содержании компонентов, мас.%:
цеолит ZSM-5 | 70,00-85,00 |
Bi2O3 | 1,0-6,00 |
Na2O | 0,02-0,05 |
связующий компонент | остальное |
2. Способ получения цеолитсодержащего катализатора по п.1, включающий операции смешения реагентов, гидротермальный синтез, промывку, сушку и прокаливание осадка, при этом реакционную смесь, полученную путем смешения водных растворов солей алюминия, висмута, гидрооксида натрия, силикагеля и/или кислоты кремниевой водной, затравочных кристаллов цеолита со структурой ZSM-5 в Na или Н-форме, структуро-образователя, например, н-бутанола, загружают в автоклав, в котором проводят гидротермальный синтез при температуре 160-190°С в течение 10-30 ч при постоянном перемешивании, после завершения гидротермального синтеза пульпу Na-формы цеолита фильтруют, полученный осадок промывают хозяйственно-питьевой водой и направляют на проведение солевого ионного обмена путем его обработки водным раствором хлорида аммония при нагревании и перемешивании пульпы, полученную после солевого ионного обмена пульпу фильтруют, промывают хозяйственно-питьевой водой и затем промывают водой деминерализованной до остаточного содержания оксида натрия 0,02-0,05 мас.%, в пересчете на высушенный и прокаленный продукт, промытый осадок аммонийной формы цеолита направляют на операцию приготовления катализаторной массы путем смешения аммонийной формы цеолита с активным гидрооксидом алюминия, полученную катализаторную массу подвергают экструзии и гранулированию, гранулы сушат при температуре 100-110°С и прокаливают при 550-650°С, прокаленные гранулы цеолитсодержащего катализатора классифицируют, отделяют фракцию готового цеолитсодержащего катализатора, а фракцию гранул <2,5 мм измельчают до однородного порошка и возвращают на операцию приготовления катализаторной массы.
3. Способ получения моторных топлив, включающий нагревание и пропускание сырья через цеолитсодержащий катализатор, отличающийся тем, что в качестве сырья используют пары прямогонной бензиновой фракции нефти или пары газового конденсата, которые пропускают через стационарный слой цеолитсодержащего катализатора по п.1, нагретого до температуры 300-440°С, при нагрузке катализатора по сырью 2 ч-1.