Катализатор для пиролиза прямогонных бензинов

Катализатор для пиролиза прямогонных бензинов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

® м лу. тФФ ачареиа

COli f

Союз Советскин

Социалистических

Рестгублии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕПЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Зая алено 22.02.80 (21) 2583056/23-04 с присоелинением заявки № (51) Ч, Кл.

В 01 J 23/78//

С 10 6 9/46

Гасударственный комнтет (23) Приоритет (5З) УДК 66.097. .3 (088 8) до делам наабретеннй н аткрытнй

Опубликовано 05-06 80. Бюллетень №21

Дата опубликования описания 05.06.80

P. А. Буянов, Н. А. Васильева, И. Ш. Итенберг, И. Н. Климик, С. П. Черных и Т. Н. Мухина (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени институт катализа

Сибирского отделения АН СССР и Всесоюзный научноисследовательский институт органического синтеза (7!) Заявители (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПИРОЛИЗА

ПРЯМОГОННЫХ БЕНЗИНОВ

Изобретение относится к катализаторам для получения газообразных олефиновых. углеводородов для органического синтеза путем пиролиза углеводородного сырья при средних темперао

I турах 700-800 С и может быль использовано в нефтехимической промышленности.

Среди процессов химической переработки нефти важное место занимает процесс пиролиза, являющийся источником больших количеств этилена, пропилена, бутиленов, дивинила и . других олефинов„а также низкомолекулярных ароматических углев одородов, необходимых дпя нефтехимических синтезов. Пиролиз углеводородов в присутствии катализаторов, гомоt5 генных или гетерогенных, является относительно новым и малоизученным процессом. Катализатор может увеличивать скорость процесса, принимая участие в реакциях инициировация цепей, может изменять распределение продуктов, приниМая участие в промежуточных реакциях развития цепи, может оказывать влияние на вторичные процессы, неся функции дегидрирования, изомеризации, циклизации и др, Катализатор может приводить к увеличению скорости реакций газификации образовавшегося кокса и смолистых веществ. Во всех этих случаях присутствие катализатора дает определенный эффект.

Известен катализатор для пиролиза низкооктанового бензина (30-180 С) с водяным паром при 720 С и времени контакта 0,5 с, представляющий собой тетракарбонил никеля (1) .

При этом получают олефины с выходом 56%.

В качестве катализатора для пиролиза углеводородов применяют двуокись циркония 12).

Процесс проводят при 730-750 С, времени контакта 0,5 с. Выход олефиновых углеводородов на пропущенное сырье 70 вес.%. Сырьем пиролиза служит н-октан и н-гексан. Естественно, что при пиролизе индивидуальных парафиновых углеводородов показатели по выходу непредельных продуктов значительно превышают аналогичные показатели при пиролизе смесей углеводородов или нефтяных фракций. Лля сравнения в примере 10 приведены данные по пиролизу индивидуальных парафйновых углеродородов на примере н-ундекана.

738659. 1

В качестве катализатора пиролиза эмульсии

Тюменской нефти применяют водорастворимые соли двухвалентного железа, например Fesp4 и FeCI t3j. Но этот процесс проводят в присутствии и водяного пара, и кислорода, что приводит к усложнению процесса. Выход непредельных углеводородов по примеру 40 вес.%.

К предлагаемому катализатору наиболее близок катализатор для пиролиза прямогонных бензинов, содержащий соединение калия — ниобат10 калия на носителе (4).

Процесс ведут при 700-800 С в присутствии водяного пара при весовом соотношении между водяным паром и нефтяными фракциями 0,5: — I5

3:1 с периодической регенерацией катализатора паровоздушной смесью. Пиролизу подвергают рафинат платформинга с пределами выкипания.

59-102 С. При температуре в зоне реакции

775 С, весовом соотношении между водяным паром и рафинатом 2:1 и объемной скорости сырья 2,5 ч выход составляет этилена

32 вес.%, пропилена 11 вес.%, бутиленов

3,9 вес.%, выход кокса 0,5 вес.% на сырье. Выход олефиновых утлеводородов по известному способу до 65 вес.% .

Такой способ характеризуется недостагочным выходом олефиновых углеводородов и использованием узкой. специфичной фракции — рафината платформиига.

Цель изобретения — повышение активности катализатора.

Предлагается катализатор для пиролиза пря-, могонных бензинов, включающий соединение калия, в качестве которого катализатор содержигз окись калия и дополнительно окислы магния и железа при следующем соотношении компо. нентов, мол.%:

Окись калия 01 - 04

Окись магния 5.0 — 60,0 40

Окись железа Остальное

Отличительными признаками изобретения являются .содержание в катализаторе в качестве соединения калия окиси калия, дополнительное содержание окисей магния и железа и вьцне- 4> приведенное соотношение компонентов.

Катализаторы согласно изобретению получают соосаждением Fe (И1) и Mg (11} из растворов азотнокислых солей раствором едкого калия IIpH KQMHBTHoH температуре и рН 10 50 с последующей сушкой при 50 С и прокалкой при 850 С.

Процесс каталитического пиролиза проводят в проточном кварцевом реакторе объемом

7 см, обогреваемом слоем кипящего песка.

Радиальный и продольный градиенты температуры отсутствуют. Катализатор в виде гранул размером 1,5-2 мм находится в стационарном состоянии

Процесс проводят при атмосферном давлении, температуре 750 С, времени контакта 0,3-1,0с, соотношении бензин: водяной пар 1:0,2 — 1:1.

Длительность процесса 1 ч, последующей продувки инертом 10 мин и регенерации паровоэдушной смесью 20-40 мин. Выход олефиновых утлеводородов согласно изобретению 65-74 вес.%

М пропущенное сырье.

Коксообразование за 60 мин составляет 0,20,5 вес.% на пропущенное сырье.

Пример 1. Катализатор, содержащий

5 мол.% РезОз, 0,2 мол.% К О, 94,8 мол.%

MgO загружают в кварцевый реактор, нагревают до 750 С и затем подают смесь паров бензина и воды при объемном соотношении 1:0,6.

Время контакта 0,3 с. Общая степень превращения сырья 90 вес.%. Выход этилена на пропущенное сырье 30 вес%. Выход олефиновых утлеводородов 59 вес.%, кокса 0,2 вес.%.

Пример 2. Катализатор, содержащий

10 мол.% Fe>0>, 0,3 мол.% K20, 89,7 мол.%

MgO, испытывают при 745 С, разбавление сырья водяным паром 1:0,89, время контакта

1 с, Общая конверсия 98%, выход газообразных продуктов 94 вес.%, выход этилена на пропущенное сырье 360 вес,%, выход олефиновых углеводородов на пропущенное сырье 74 вес.%, выход кокса 0,2 вес.%, Пример 3. Катализатор, содержащий

10 мол% РезОз, 0,4 мол.% К20, 89,6 мол.%

MgO, испытывают при 750 C. Соотношение бензин:водяной пар 1:0,5, время контакта

0,66 с. Выход газообразных продуктов 96 вес.% выход этилена на пропущенное сырье 37 вес.%, выход олефиновых утлеводородов 68 вес.%, кокса 0,5 вес%, Пример 4. Катализатор, содержащий

10 мол.% Fe>OI, 0,12 мол.% К О, 89,9 мол.%

MgO, испытывают при 750 С. Соотношение бензин:водяной пар 1:0,5. Время контакта О,ббс.

Общая степень превращения 98%, выход этилена на пропущенное сырье 33 вес.%, выход непредельных утлеводородов 70 вес.%, кокса

0,6 вес.%.

Пример 5. Катализатор, содержащий

10 мол.% РезОз, 0,12 мол.% К О, 89,9,мол.%

Mg0, испытавают при 760 С и времени контакта 0,22 с. Соотношение бензин:водяной пар

1:0,5, выход газообразных продуктов 90 вес.%, выход этилена на пропущенное сырье 31,5 вес%„ выход олефиновых углеводородов 69 вес.%, кокса 0,6 вес.%.

Пример 6. Катализатор, содержащий

10 мол,% FeзОз 90 молЛ Mgp, испытывают при 750 С, времени контакта 0,87 с, соотношении бензин:водяной пар 1:0,7. Выход оле5 738659 6 финовых утлеводородов 67 вес.%, выход водяной пар 1:0,5 времени контакта 0,66 с. газообразных продуктов 85 вес.%, выход эти- Пиролизу подвергают и-ундекан. Общая степень лена 32 вес.%, выход кокса 1 вес.%. превращения 98 вес.%. Выход этилена на пропуПример 7. Катализатор, содержащий щенное сырье 45 вес.%, выход олефиновых yr20 мол% Fe Oe, 0,1 мол.% К2О, 79,9 мол.% 5 леводородов 74 вес%, кокса 0,5 вес.%.

MgO, испытывают при 750 С, времени контакта

0,72 с, соотношении бензин;водяной пар Формула изобретения

1:0,33, Общая степень превращения 93 вес.%, выход этилена 23 вес.%, непредельных углеводородов 65 вес.%.

Составитель В. Теплякова

Техред Я.Бирчак Корректор A. Гриценко

Редактор 3. Бородкина

Тираж 809 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2715/7

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

Пример 8. Катализатор, содержащий

20 мол.% РезОз, 0,1 мол.% КзО, 79,9 мол.%

MgO, испытывают при 720 С, времени контакта

0,8 с, соотношении бензин:водяной пар 1:09.

Выход этилена на пропущенное сырье 24,5 вес.%, выход олефиновых углеводородов 62 вес.%, кокса 0,5 вес.%.

П р и м е,р 9, Катализатор, содержащии

40 мол% Fe>O> 1 мол% К20 59 мол% MgO испытывают при 750 С, соотношении бензин;водяной пар 1:0,5, времени контакта 0,66 с. Общая степень превращения 97 вес.%. Выход этилена на пропущенное сырье 36,5 вес%, выход олефиновых углеводородов 61 вес.%, кокса 0,5 вес.%.

Пример 10. Катализатор, содержащий

40 мол.% FezO, 1 мол.% К20, 59 мол.% MgO, испытывают при 750 С, соотношении бензин:

Катализатор для пиролиза прямогонных бензинов, включающий соединение калия, о тличающийс я тем,что,сцельюувеличения активности, катализатор содержит в качестве соединения калия окись калия и дополнительно окислы магния и железа при следующем соотношении компонентов, мол.%:

Окись калия 0,1 — 0,4

Окись магния 5,0 — 60,0

Окись жел еза Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 154248, кл, С 10 6 9/46, 1963, 2. Авторское свидетельство СССР У 296744, кл. С 07 С 11/02, 1969.

3, Авторское свидетельство СССР И 472145, кл. С 10 6 9/46, 1972.

4. Авторское свидетельство СССР N 410073, кл, С 10 6 11/20, 1971 (прототип).