Катализатор для пиролиза углеводородов

Катализатор для пиролиза углеводородов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Севатсанк

Соцналнстнческнк

Республнк

I (61) Дополнительное к авт. свид-ву ! (22) Заявлено 071277(2() 2552089/23-04 с присоединением заявки М

Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий (23) Йриоритет—

Опубликовано 15,05.79- Бюллетень М 18

Дата опубликования описания f5.05,79 (72) АВтОрЫ А Д. Беренц, Т. Н. Мухина, С. В. Адельсон, ИЗО рЕтЕИИя A. П. Смирнов и Н. Л. Барабанов (71) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДОВ

Изобретение относится к области производства катализаторов для йро- " цессов пиролиза углеводородного сырья с целью получения непредельных и ароматических углеводородов. Известны катализаторы пиролиза углеводородов на основе окислов редкоземельных металлов с добавкой смеси огнеупорных окислов магния, циркония, кальция, кремния, алюминия, железа, калия, хрома, (1), катализаторы, содержащие окислы кальция, магния, алюминия, кремния, марганца, железа (2).

Известные катализаторы пиролиза углеводородов нефтяных фракций характеризуются относительно иевысокой активностью (выход этйлена на них 25-32%), низкой механической прочностью (3-5 кг/мм), достаточной большой удельной поверхностью (510 м /r и выше), требуют частых

2 окислительных регенераций, применения высоких давлений водорода (до, 51 атм), подачи в реактор большого количества водяного пара (до 300%).

Кроме того, переработка тяжелых нефтяных фракций на известных катализаторах крайне затруднительна, так как они быстро теряют активность из-за закоксовывания.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является катализатор для пиролиза углеводородов, содержащий ванадат калия на носителе пемзе (3)..При примене нии такого катализатора можно перерабатывать легкий бензин при температуре 575-800 С подачей 60-300 вес.т водяного пара. Однако этот катализатор обладает относительно невысокой активностью: выход этилена при переработке легкого бензинового сырья 24,5Ъ.

Кроме того, недостатком известного катализатора является также то, что в качестве носителя применяют, дефицитную пемзу, химический состав которой может существенно меняться в зависимости от географии месторождения и даже в пределах одного месторождения. Изменение химического состава пемзы существенно влияет на

;.ктивность катализатора, создает трудности при наработке его промышленных партий.

Целью изобретения является првышение активности катализатора.. Этилен

28

14

Пропилеи

5,5

Дивннил

3,5

4,5 !

Бензол

Толуол

5,8

7,0

6,0

5,5

4,5

3 0

Ксилолы

4,0

2,5

3,0

Нафталин

4,3

5,2

0,8

0,5

СО + СОз

Кока + потери

1,5

2,0

1,0

1,5

3 6621

Для достижения указанной цели предложен катализатор для пиролиза углеводородов, содержащий ванадат ка-лия на носителе - альфа-окиси алюминия и дополнительно окиси кремния, железа, титана, кальция, магйия, "калий и натрия при следующем содержа-, 8

" нии компонентов, вес.В:

Ванадат калия 1,0-25,0

Окись кремния 0,5-2,5

Окись железа 0,01-0,15

Окись титана 0,01-0,25 !О

Окись кальция 0,01-0,15

Окись магния 0,01-0,15

Окись калия 0,01-0,15

Окись натрия 0,01-0,15

Носитель Остальное. 15

Отличйтельнымй признаками изобретения "являются использование в качестве носителя альфа-окиси алюминия, дополнительное введение окисей кремнйя железа титана кальц я магния 20 калия и,натрия, в указаннь х соотношениях компонентов.

Описываемый катализатор обла)1ает .повышенной активностью по сравнению с известным: выход этилена при пеРеработке легкого бензинового сырья составляет 35,4-38%. удельная поверхность предлагаемого катализатора 0,01-1,0 м /г,.

2 пористость около 50%, прочность более

20 кг/мм, истираемость менее 1,0Ъ, плотность 1,5-1,95.

Пример 1. Катализатор готовят следующим образом. Смешивают 98 г порошкообразной с(. - ACg O @ H 2, 0

SiOg., смесь. сплавляют при 1800-1950 С38

38 4 охлаждают полученный сплав и его измельчают до размера частиц 200-250 мкм

Измельченный сплав перемешивают с легкоплавкой глиной типа минералиэатора Синоксоль (",5t), добавляют во" . ду для образования густой подвижной массы, которую формуют в правильные шарики диаметром 3-7 мм. Их сушат при 120 С, затем прокаливают в токе инертного газа с добавкой кислорода (0,1-5 об. Ъ) при 450-1400 С с равномерным подъемом температуры по

30 С/ч в течение 25 ч. На полученную: массу осаждают из водного раствора ванадат калия в количестве 200 вес.ti катализаторную массу просушивают при 120 С в течение 5 ч и активируют в рабочих условиях (600-800 С) путем пропускания через него смеси легкого бейзина и водного пара (50-100 об.%) в течение 3 ч.

Полученный катализатор имеет следующий состав, вес.Ъ: KVO9 20,15;

С(. -AC<03 77,0; S10< 2,2; Fe 0,1;

TiO< 0,1; Са 0,05>" NgO 0,1; Na О

0,15; .К О 0,15. Его удельная поверхчость 0,5 м /г, пористость 35Ъ, прочность 19 кг/мм, истираемость

0,8%. Таблетки катализатора имеют правильную сферическую форму.

В присутствии этого катализатора проводят пиролиз прямогонного бензина, керосино-газойлевой фракции и нефти при температуре 745 С, атмосферном давлении, подаче 25% водяного пара от веса сырья и объемной скорости сырья 2,5 ч 1 . Данные результатов опытов приведены в таблице.

662138

Пример 2. Прямогонный бензин (т. кип. 40-185 C) подвергают пиролизу при температуре 740 С, атмосферном давлении, объемной скорости сырья

2,0 ч и подаче водяного пара 20% от веса сырья. Применяют катализатор, содержащий, вес,%: KVO3 16,0;

Айдола 82,0; Siî2 1,41 Ге2О 0,15у

TiO2 0,15; СаО 0,1; MgO 0,05; К20

0,05; Na

20 кг/мм, истираемость менее 1,0%. l0

Выход основных продуктов в расчете на сырье, вес.%: этилен 37,8; пропилеи 14,7; дивинил 4,2; бензол

5,7, толуол 4,1, ксилолы 3,5, нафталин 2,5, окись и двуокись углерода

0,3; кокс и потери 1,0.

Пример 3. Прямогонный бензин (т. кип. 40-180 С) подвергают пиролизу в условиях примера 1, но при температуре 845 С в присутствии катализатора, содержащего, вес.%: КЧОэ

2,8; .,с-АС2ОЗ 94,35; S102 2,2;Fe20>

0,1; Т10 0,1; СаО 005; MgO 31;

К20 0,15;3 йа20 0,15, Выход основных продуктов в расчете на сырье, вес.%: этилен 35,4;. пропилеи 13,2; дивинил 5,1; бензол

6,5; толуол 5,1;. ксилолы 4,61 нафталин 3,8; окись и двуокись углерода

0,8; кокс и потери 1,3.

По сравнению с известным катали- 30 затором предлагаемый катализатор характеризуется большей активностью, 6 ъ его присутствии достигается выход этилена больше на 10-13% абсолютных, а также ароматических углеводородов.

Формула изобретения

Катализатор для пиролиза углеводородов, содержащий ванадат калия на носителе, отличающийся тем, что, с целью повышения активности катализатора, он содержит в качестве носителя альфа-окись алюминия и дополнительно окиси кремния, железа, титана, кальция, магния, калия и натрия при следующем содер-" жании компонентов, вес.%:

Ванадат калия 1,0-25,0

Окись кремния 0,5-2,5

Окись железа . 0,01-0,15

Окись титана 0,01-0,25

Окись кальция 0,01-0,15

Окись магния 0,01-0,15

Окись калия 0,01-0,15

Окись натрия 0,01-0,15

Носитель Остальное.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СССР 9 335588884499, М. кл. С 07 С 11/04, 1969 r.

2. Патент ФРГ Р 1054990, кл. 120 19/01, 1968.

3. Авторское у идетельство СССР

9 219593,,М. кл. С 10 G 11/26, 1966.

Составитель В. Теплякова

P акто Л Емельянова Техред О.Андрейко Корректо A.Bëàñåíêo

Заказ 2551/6 Тираж 876 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. д. 4 5 (.

Ь КА = — Фъх".. «ъа 1ь+ы%: . -,«1аМ. 4дэжиуюъа ьъ

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4