MXPA98009937A - Catalizador de ceolita que contiene metal, su preparacion y uso para conversion de hidrocarburos - Google Patents
Catalizador de ceolita que contiene metal, su preparacion y uso para conversion de hidrocarburosInfo
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Abstract
Se provee un catalizador de ceolita ligada a ceolita que no contiene cantidades significativas de aglutinante no ceolítico y un proceso para convertir hidrocarburos utilizando el catalizador de ceolita ligada a ceolita. El catalizador comprende una primera ceolita, cristales, un aglutinante que comprende cristales de una segunda ceolita y un metal de hidrogenación/deshidrogenación. El catalizador de ceolita ligada a ceolita es preparado convirtiendo el aglutinante de sílice de un agregado ligado a sílice que contiene los primeros ristales de dicha primer ceolita y al menos una porción del metal de hidrogenación/deshidrogenación a dicha segunda ceolita, procesos de conversión tales como reformación de nafta, isomerización de xileno/conversión de etilbenceno, y el catalizador de ceolita ligada a ceolita tiene un excelente desempeño cuando se usa en hidrocarburos.
Description
CATALIZADOR DE CEOI-ITA OUE CONTIENE METAL, SU PREPARACIÓN Y USO PARA CONVERSIÓN
DE HIDROCARBUROS
Campo de la Invención Esta invención se refiere a un método de preparar catalizadores de ceolita ligados a ceolita que tienen mejorada dispersión de metal de hidrogenación/deshidrogenación, el catalizador mismo, y el uso del catalizador en procesos de conversión de hidrocarburos . Antecedentes de la Invención Los cedazos moleculares cristalinos, microporosos, tanto naturales como sintéticos, han demostrado tener propiedades catalíticas para diversos tipos de procesos de conversión de hidrocarburos. Además, los cedazos moleculares microporosos, cristalinos, han sido usados como adsorbentes y portadores de catalizador para diversos tipos de procesos de conversión de hidrocarburos y otras aplicaciones. Estos cedazos moleculares son materiales cristalinos ordenados, porosos, que tienen una estructura cristalina definida, como se determina por difracción de rayos X, dentro de los cuales hay un gran número de cavidades mas pequeñas que pueden estar conectadas por varios canales o poros todavía mas pequeños. La dimensiones de estos canales o poros son tales como para permitir la adsorción de moléculas con ciertas dimensiones, mientras que rechazan aquéllas de dimensiones mas grandes. Los espacios o canales intersticiales formados por la red cristalina permiten que los cedazos moleculares tales como silicatos cristalinos, aluminosilicatos cristalinos, sili-coalumino fosfatos cristalinos, y aluminofosfatos cristalinos, sean usados como cedazos moleculares en procesos de separación y catalizadores y soportes de catalizador en una amplia variedad de procesos de conversión de hidrocarburos . Las ceolitas comprenden una celosía de silice y opcio-nalmente alúmina, combinado con cationes intercambiables tales como iones de metal alcalino o alcalino-térreo . Aunque el término "ceolitas" incluye materiales que contienen silice y opcionalmente alúmina, se reconoce que las porciones de silice y alúmina pueden ser reemplazadas en todo o en parte con otro óxidos. Por ejemplo, óxido de germanio, óxido de estaño, óxido de fósforo, y sus mezclas, pueden reemplazar la porción de silice. Óxido de boro, óxido de hierro, óxido de galio, óxido de indio, y sus mezclas, pueden reemplazar la porción de alúmina. En consecuencia, los términos "ceolita", "ceolitas" y "material de ceolita", como se usan en la presente, no solo significarán materiales que contienen silicio, y opcionalmente átomos de aluminio en su estructura de celosía cristalina, sino también materiales que contienen átomos de reemplazado adecuados para tales silicio y aluminio, tales como galosilicatos , silicoalumi-nofosfatos (SAPO), y aluminofosfatos (ALPO) . El término "ceolita de aluminosilicato", como se usa en la presente, significará materiales que consisten esencialmente en átomos de silicio y aluminio en su estructura de celosía cristalina. Las ceolitas tales como la ZSM-5, que se han combinado con un metal del grupo VIII, han sido usadas en el pasado como catalizadores para conversión de hidrocarburos. Por ejemplo, la patente de los Estados Unidos 3,856,872 divulga una ceolita que de preferencia contiene un aglutinante tal como alúmina que ha sido cargado con platino por impregnación o intercambio de iones. Un problema asociado con catalizadores de ceolita que han sido cargados con metales por impregnación o intercambio de iones es que el metal puede no dispersarse bien. Si el metal no está bien disperso, pueden verse afectadas negativamente la selectividad, la actividad y/o la conservación de la actividad del catalizador de ceolita. La patente de los Estados Unidos 4,312,790 divulga otro método de cargar platino en una ceolita ligada a alúmina. El método implica añadir el metal noble a la ceolita después de cristalización de la ceolita, pero antes de la calcinación. Los catalizadores preparados por este método no han sido comercialmente útiles debido a que, como se reporta en la patente de los Estados Unidos 4,683,214, el uso del método ha dado como resultado catalizadores con pobre dispersión de platino y grandes cristalitas de platino. El documento de patente EP-A-0 284 206 implica un catalizador de ceolita L sin aglutinante que contiene metales catalíticamente activos cargados por intercambio de iones . El documento de patente GB-A-1 511 892 implica adsorbentes de forma de aluminosilicato cristalino preparados convirtiendo una mezcla que contiene aluminosilicato cristalino, sílice, agua, alúmina y Na20 en productos de forma. El documento menciona que el aluminosilicato cristalino puede ser intercambiado en iones con un metal de los grupos II a VIII antes de incluir el aluminosilicato cristalino en la mezcla. La publicación WO-A-96/16004 divulga ceolita ligada a ceolita que contiene metal catalíticamente activo cargado por intercambio iónico. Las ceolitas sintéticas son preparadas normalmente por la cristalización de ceolitas a partir de una. mezcla de síntesis supersaturada . El producto cristalino resultante es entonces secado y calcinado para producir un polvo de ceolita. Aunque el polvo de ceolita tiene buenas propiedades de adsorción, sus aplicaciones prácticas están severamente limitadas debido a que es difícil operar lechos fijos con polvo de ceolita. Por tanto, antes de usar el polvo en procesos comerciales, los cristales de ceolita son habitualmente ligados . El polvo de ceolita es típicamente ligado formando un agregado de ceolita tal como una pildora, esfera o extrudado. El extrudado es habitualmente formado extruyendo la ceolita en presencia de un aglutinante no ceolítico y secando y calcinando el extrudado resultante. Los materiales aglutinantes usados son resistentes a las temperaturas y otras condiciones, por ejemplo atrición mecánica, que ocurren en diversos procesos de conversión de hidrocarburos. Ejemplos de materiales aglutinantes incluyen materiales amorfos tales como alúmina, sílice, titania y diversos tipos de arcillas. Es generalmente necesario que la ceolita sea resistente a atrición mecánica, es decir la formación de partículas finas que son pequeñas partículas, por ejemplo partículas teniendo un tamaño de menos de 20 mieras. Aunque tales agregados de ceolita ligados tienen mucho mejor resistencia mecánica que el polvo de ceolita, cuando tal ceolita ligada es usada para conversión de aromáticos, el desempeño del catalizador, por ejemplo actividad, selectividad, mantenimiento de la actividad, o sus combinaciones, puede ser reducido debido al aglutinante. Por ejemplo, como el aglutinante amorfo está típicamente presente en una cantidad de hasta alrededor de 50% en peso de ceolita, el aglutinante diluye las propiedades de adsorción del agregado de ceolita. Además, como la ceolita ligada es preparada extruyendo o formando de otra manera la ceolita con el aglutinante y posteriormente secando y calci-nando el extrudado, el aglutinante amorfo puede penetrar los poros o bloquear de otra manera el acceso a los poros de la ceolita, o reducir la tasa de transferencia de masa a los poros de la ceolita, lo que puede reducir la efectividad de la ceolita cuando se usa en procesos de conversión de hidrocarburos. A mayor abundamiento, cuando tal ceolita ligada es usada en proce-sos de conversión de aromáticos, el aglutinante puede afectar las reacciones químicas que están teniendo lugar dentro de la ceolita y puede también él mismo catalizar reacciones indeseables que pueden dar como resultado la formación de productos indeseables . En ciertos procesos de conversión de hidrocarburos que implican reacciones de deshidrogenación y deshidrociclización, es deseable que el catalizador de ceolita usado en el proceso sea efectivo para reacciones catalizadas por metal, por ejemplo conversión de parafinas en productos aromáticos. A fin de que el catalizador sea efectivo para reacciones catalizadas con metal, un metal catalíticamente activo está habitualmente incluido en el catalizador. El metal catalíticamente activo debe ser dispersado uniformemente. Si el metal no es dispersado uniformemente, pueden afectarse de manera negativa la actividad, la selectividad y/o la conservación de la actividad del catalizador. En consecuencia, sería deseable producir catalizadores de ceolita que tienen metales de hidrogenación/deshidrogenación dispersos de manera uniforme y que no contienen cantidades sustanciales de aglutinante no ceolítico. Compendio de la Invención De acuerdo con la presente invención, se provee un catalizador de ceolita ligado a ceolita y un proceso para preparar el catalizador de ceolita ligado a ceolita. El catalizador comprende primeros cristales de una primera ceolita, y un metal de hidrogenación/deshidrogenación. El proceso es llevado a cabo convirtiendo el aglutinante de sílice de un extrudado ligado a sílice que también contiene los primeros cristales de la primera ceolita y el metal de hidrogenación/deshidrogenación, en la segunda ceolita. En otra forma de realización, la presente invención provee un proceso para la conversión de alimentaciones de hidrocarburo usando el catalizador de ceolita ligado a ceolita en un proceso o una combinación de procesos que emplea un metal de hidrogenación/deshidrogenación, tal como un metal del grupo VIII. Ejemplos de tales procesos incluyen hidrogenación, deshidrogena-ción, deshidrociclización, isomerización, desintegración (craqueo) , desparafinación, reformación, conversión de alquilo-aromáticos, oxidación, conversión de gas de síntesis, hidroformi-lación, dimerización, polimerización, y conversión de alcohol. Cuando se usa en procesos tales como reformación de nafta e isomerización de xileno, el catalizador de ceolita ligado a ceolita exhibe una elevada actividad de hidrogenación/deshidrogenación que da como resultado la producción de productos deseados, mientras que al mismo tiempo exhibe una reducida actividad de desintegración que es indeseable en estos procesos . Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 muestra una microfotografia electrónica del catalizador preparado en el Ejemplo 1.1. La figura 2 muestra una microfotografía electrónica del catalizador preparado en el Ejemplo l.II.
Descripción Detallada de la Invención El catalizador de ceolita ligado a ceolita comprende primeros cristales de una primera -ceolita, un aglutinante que comprende segundos cristales de una segunda ceolita, y un metal de hidrogenación/deshidrogenación. Al preparar el catalizador de ceolita ligado a ceolita, el metal de hidrogenación/deshidrogenación está presente en el extrudado ligado a sílice que contiene la primera ceolita antes de convertir el aglutinante de sílice en la segunda ceolita. El catalizador resultante de ceolita ligado a ceolita tiene una mejorada dispersión del metal de hidrogenación/deshidrogenación. Además, el uso de segundos cristales de la segunda ceolita ceolita como aglutinante da como resultado un catalizador que provee medios para controlar reacciones indeseables que tienen lugar en o cerca de la superficie externa de los primeros cristales de ceolita y puede tener mejorada transferencia de masa de moléculas de hidrocarburo a y desde los poros de la primera ceolita. A diferencia de catalizadores de ceolita típicos usados en procesos de conversión de hidrocarburos, que son normalmente ligados con silice o alúmina u otros aglutinantes amorfos comúnmente usados, para mejorar la resistencia mecánica de la ceolita, el catalizador de ceolita de la presente invención generalmente no contiene cantidades significativas de aglutinantes no ceolíti-cos . De preferencia, el catalizador de ceolita ligado a ceolita contiene menos de 10% en peso con base en el peso total de las ceolitas primera y segunda, del aglutinante no ceolítico, con mayor preferencia contiene menos de 5% en peso, y con la mayor preferencia, el catalizador está sustancialmente libre de aglutinante no ceolítico. De preferencia, los segundos cristales de ceolita ligan los primeros cristales de ceolita adhiriéndose a la superficie de los primeros cristales de ceolita, con ello formando una matriz o estructura de puente que también mantiene juntas las partículas de los primeros cristales. Con mayor preferencia, las segundas partículas de ceolita ligan la primera ceolita por inter-desarrollo para formar un revestimiento o revestimiento parcial sobre los cristales mas grandes de la primera ceolita y, con la mayor preferencia, los segundos cristales de ceolita ligan los primeros cristales de ceolita por inter-desarrollo para formar un sobre-desarrollo resistente a la atrición sobre los primeros cristales de ceolita. Aunque la invención no está destinada a ser limitada por ninguna teoría de operación, se cree que además de la mejorada dispersión de metal, otra ventaja del catalizador de ceolita ligado a ceolita de la presente invención es obtenida por el hecho de que los segundos cristales de ceolita controlan la capacidad de acceso de los sitios ácidos sobre las superficies externas de la primera ceolita a los reactivos. Como los sitios ácidos que existen sobre la superficie externa de un catalizador de ceolita no son selectivos en forma, estos sitios ácidos pueden afectar negativamente los reactivos que entran a los poros de la ceolita y productos que salen de los poros de la ceolita. En línea con esta creencia, como la acidez y el tipo de estructura de la segunda ceolita pueden ser seleccionadas cuidadosamente, la segunda ceolita no afecta negativamente de manera significativa a los reactivos que salen de los poros de la primera ceolita, lo que puede ocurrir con catalizadores de ceolita ligados convencionalmente y puede afectar benéficamente a los reactivos que salen de los poros de la primera ceolita. Todavía mas, como la segunda ceolita no es amorfa sino que, en vez de ello, es un cedazo molecular, los hidrocarburos tienen acceso incrementado a los poros de la primera ceolita durante procesos de conversión de hidrocarburos. Independientemente de las teorías propuestas, el catalizador de ceolita ligado a ceolita, cuando se usa en procesos catalíticos, tiene una o mas de las propiedades mejoradas que son divulgadas en la presente. Los términos "acidez", "menor acidez" y "alta acidez", como se aplican a la ceolita, son conocidos por los técnicos en la materia. Las propiedades aciduladas de la ceolita son bien conocidas. Sin embargo, con respecto a la presente invención, debe hacerse una distinción entre intensidad acida y densidad de sitios ácidos. Los sitios ácidos de una ceolita pueden ser un ácido de Bronstead o un ácido de Lewis . La densidad de los sitios ácidos y el número de sitios ácidos son importantes para determinar la acidez de la ceolita. Los factores que ejercen influencia directamente sobre la intensidad acida son (i) la composición química del armazón de la ceolita, es decir la concentración relativa y el tipo de átomos de tetraedro, (ii) la concentración de los cationes extra-armazón y las especies extra-armazón resultantes, (iii) la estructura local de la ceolita, por ejemplo, el tamaño de poro y la ubicación, dentro del cristal y en o cerca de la superficie de la ceolita, y (iv) las condiciones pre-tratamiento y la presencia de moléculas co-adsorbidas . La magnitud de la acidez está relacionada con el grado de sustitución isomorfa provisto; sin embargo, tal acidez está limitada a la pérdida de sitios ácidos para una composición de Si02 puro. Como se usan en la presente, los términos "acidez", "menor acidez" y "mayor acidez" se refieren a la concentración de sitios ácidos, independientemente de la intensidad de tales sitios ácidos, la cual puede ser medida por adsorción con amoníaco. Ceolitas primera y segunda adecuadas para uso en el catalizador de ceolita ligado a ceolita de la presente invención incluyen ceolitas de tamaño de poro grande, ceolitas de tamaño de poro intermedio, y ceolitas de tamaño de poro pequeño. Estas ceolitas son descritas en "Atlas of Zeolite Structure Types", W.H. Meier y D.H. Olson, editores, Butterworth-Heineman, tercera edición, 1992, que se incorpora en la presente por referencia. Una ceolita de poro grande generalmente tiene un tamaño de poro mayor de alrededor de 7 A e incluye, por ejemplo, ceolitas estructura tipo LTL, VFI, MAZ, MEI, FAU, EMT, OFF, BEA y MOR (Comisión de Nomenclatura de Ceolitas IUPAC) . Ejemplos de ceolitas de poro grande incluyen, por ejemplo, mazzita, ofretita, ceolita L, VPI-5, ceolita Y, ceolita X, omega, beta, ZSM-3, ZSM-4, ZSM-18, y ZSM-20. Una ceolita de tamaño de poro intermedio generalmente tiene un tamaño de poro de alrededor de 5 A a alrededor de 7 A e incluye, por ejemplo, ceolitas con estructura tipo MFI, MFS, MEL, MTW, EUO, MTT, HEU, FER, y TON (Comisión de Nomenclatura de Ceolitas IUPAC) . Ejemplos de ceolitas de tamaño intermedio incluyen ZSM-5, ZSM-12, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-34, ZSM-35, ZSM-38, ZSM-48, ZSM-50, silicalita y silicalita 2. Una ceolita de tamaño de poro pequeño generalmente tiene un tamaño de poro de alrededor de 3 A a alrededor de 5.0 A e incluye, por ejemplo, ceolitas con estructura tipo CHA, ERI, KFI, LEV y LTA
(Comisión de Nomenclatura de Ceolitas IUPAC) . Ejemplos de ceolitas de tamaño pequeño incluyen ZK-4, SAPO-24, SAPO-35, ZK-14, SAPO-42, ZK-21, ZK-22, ZK-5, ZK-20, ceolita A, erionita, chabasita, ceolita T, gemlinita, ALPO-17 y clinoptilolita. Generalmente, las ceolitas primera y segunda del catalizador de ceolita ligado a ceolita comprenden composiciones que tienen la siguiente relación molar: X203: (n) Y02, donde X es un elemento trivalente tal como titanio, boro, aluminio, hierro y/o galio, Y es un elemento tetravalente tal como silicio, estaño y/o germanio; y n tiene un valor de al menos 1, dicho valor siendo dependiente del tipo particular de ceolita y del elemento trivalente presente en la ceolita.
Cuando cualquiera de las ceolitas tiene un tamaño de poro intermedio, la ceolita habitualmente comprende una composición teniendo la siguiente relación molar: X203: (n) Y02, donde X es un elemento trivalente tal como aluminio, boro, titanio y/o galio, Y es un elemento tetravalente tal como silicio, estaño y/o germanio; y n tiene un valor mayor de 10, dicho valor siendo dependiente del tipo particular de ceolita y del elemento trivalente particular presente en la ceolita. Cuando la primera o la segunda ceolita tiene una estructura MFI, n es de preferencia mayor de 10. Como es sabido por los técnicos en la materia, la acidez de una ceolita puede ser reducida usando muchas técnicas tales como desaluminación y formación de vapor de agua. Además, la acidez de una ceolita depende de la forma de la ceolita, la forma hidrógeno teniendo la mayor acidez y otras formas de la ceolita, tales como la forma sodio, teniendo menor acidez que la forma acida. En consecuencia, las relaciones molares de sílice a alúmina y sílice a galia divulgadas en la presente no solamente incluirán ceolitas teniendo las relaciones molares divulgadas, sino también incluirán ceolitas que no tienen las relaciones molares divulgadas pero que tienen actividad catalítica equivalente . Cuando la primera ceolita es una ceolita de tamaño de poro intermedio de silicato de galio, la ceolita habitualmente comprende una composición teniendo la siguiente relación molar: Ga203 : ySi02, donde y es de entre alrededor de 10 y alrededor de 1,000. El armazón de la ceolita podrá contener solamente átomos de galio y silicio o puede también contener una combinación de galio, aluminio y silicio. Cuando la primera ceolita es una ceolita de silicato de galio con estructura tipo MFI, la segunda ceolita de preferencia será una ceolita de tamaño de poro intermedio teniendo una relación molar de sílice a galia mayor de 100. La segunda ceolita puede también tener mayores relaciones molares de sílice a galia, por ejemplo mayores de 200, 500, 1,000, etc. Cuando la primera ceolita en el catalizador de ceolita ligado a ceolita es una ceolita de aluminosilicato, la relación molar de sílice a alúmina habitualmente dependerá del tipo de estructura de la primera ceolita y el proceso de hidrocarburos particular en el cual se utiliza el catalizador y por tanto no está limitada a ninguna relación particular. Sin embargo, generalmente, y dependiendo del tipo de estructura de la ceolita, la primera ceolita tendrá una relación molar de sílice a alúmina de al menos 2:1 y en algunos casos de 4:1 a alrededor de 7:1. Para varias ceolitas, la relación molar de sílice a alúmina estará en el rango de alrededor de 10:1 a alrededor de 1,000:1. En aplicaciones tales como cuando el catalizador es utilizado en reacciones catalizadas con ácido, por ejemplo la isomerización de una corriente de alimentación conteniendo xilenos y etilbenceno, la primera ceolita será acida y de preferencia, especialmente cuando se trata de una ceolita de tamaño de poro intermedio, tendrá mayores relaciones molares de sílice a alúmina, por ejemplo 70:1 a alrededor de 700:1. Si el catalizador es usado en procesos de conversión de hidrocarburos donde las reacciones catalizadas con ácido no son deseadas, por ejemplo reformación de ceolita L, la primera ceolita de preferencia exhibirá actividad acida reducida y, con mayor preferencia, exhibirá poca o ninguna actividad acida. Para estos tipos de procesos, la actividad acida puede ser reducida usando mayores relaciones molares de sílice a alúmina, por intercambio de iones o por otras técnicas conocidas por los técnicos en la materia. El tipo de estructura de la primera ceolita dependerá del proceso de hidrocarburos particular en el cual se utilice el sistema catalizador de ceolita. Por ejemplo, si el catalizador es usado para la reformación de nafta a aromáticos, el tipo de ceolita será de preferencia LTL (por ejemplo, ceolita L) . Si el catalizador va a ser usado para isomerización de xileno, la primera ceolita de preferencia será una ceolita de tamaño de poro intermedio, tal como una estructura tipo MFI (por ejemplo, ZSM-5) . Si el catalizador es usado para desintegración (craqueo) de parafinas, el tamaño de poro y el tipo de estructura preferidos dependerá del tamaño de las moléculas por desintegrarse y el producto deseado. La selección del tipo de estructura para los procesos de conversión de hidrocarburos es conocida a los técni-cos en la materia. Cuando la primera ceolita es una estructura tipo LTL, la ceolita es de preferencia una ceolita de aluminosilicato teniendo una composición (expresada en términos de relaciones molares de los óxidos constituyentes en forma anhidra) de: (0.9-1.3) M2/n0 : A1203 : xSi02, donde M es un catión de valencia n, x es de 4 a 7.5, de preferencia 5 a 7.5. Cuando el catalizador de ceolita ligado a ceolita es usado para la isomerización de una corriente de alimentación que contiene hidrocarburos alquilo-aromáticos, la primera ceolita es de preferencia una ceolita de aluminosilicato o una ceolita de silicato de galio y la ceolita habitualmente tendrá una relación molar de sílice a alúmina de 70:1 a 700:1 o una relación molar de sílice a galia de 24 a 500. El término "tamaño promedio de partícula", como se usa en la presente, significa el promedio aritmético de la distribución de diámetro de los cristales en una base de volumen. El tamaño promedio de partícula de los cristales de la primera ceolita es de preferencia de alrededor de 0.1 a alrededor de 15 mieras. En algunas aplicaciones, el tamaño promedio de partícula de preferencia será de alrededor de 1 a alrededor de 6 mieras. En otras aplicaciones, tales como la desintegración de hidrocarburos, el tamaño promedio de partícula preferido es menor, por ejemplo de alrededor de 0.1 a alrededor de 3.0 mieras.
El tipo de estructura de la segunda ceolita puede ser el mismo o puede ser diferente de la primera ceolita. El tipo de estructura de la segunda ceolita dependerá del uso pretendido del catalizador de ceolita ligado a ceolita. Por ejemplo, si el sistema catalizador va a ser diseñado para ser un catalizador bifuncional, la primera y la segunda ceolitas pueden seleccionarse y diseñarse para desempeñar las reacciones deseadas. Cuando la segunda ceolita es ceolita de aluminosilicato, la relación molar de sílice a alúmina-de la segunda ceolita habitualmente dependerá del tipo de estructura de la segunda ceolita y el proceso de hidrocarburos particular en el cual se utilice el catalizador, y por tanto no está limitada a ninguna relación en particular. Sin embargo, generalmente, y dependiendo del tipo de estructura de la ceolita, la relación de sílice a alúmina será al menos 2:1 a mas de 1,000. En ciertas aplicaciones, es deseable que la segunda ceolita tenga acidez reducida o incluso sustancialmente nada de acidez. En aquellas aplicaciones cuando la ceolita es una ceolita de tamaño de poro intermedio, tal como ZSM-5, la segunda ceolita habitualmente tendrá una relación molar de sílice a alúmina de 200:1 o mayor, por ejemplo 300:1, 500:1, 1,000:1, etc. En ciertas aplicaciones, la segunda ceolita será una silicalita, es decir una estructura tipo MFI sustancialmente libre de alúmina, o silicalita 2, es decir una estructura tipo MEL sustancialmente libre de alúmina. El tamaño de poro de la segunda ceolita de preferencia será un tamaño de poro que no restrinja de manera adversa el acceso de las moléculas deseadas de la corriente de alimentación de hidrocarburo a los poros de la primera ceolita. Por ejemplo, cuando el material de la corriente de alimentación que va a ser convertida por la primera ceolita tiene un tamaño de 5 a 6.8 A, la segunda ceolita de preferencia será una ceolita de poro grande o una ceolita de poro medio. La segunda ceolita está habitualmente presente en el sistema catalizador en una cantidad en el rango de alrededor de 10 a 60% en peso con base en el peso de la primera ceolita, y la cantidad de la segunda ceolita presente habitualmente dependerá del proceso de hidrocarburos en el cual se utilice el catalizador. Con mayor preferencia, la cantidad de segunda ceolita presente es de alrededor de 20 a alrededor de 50% en peso. Los segundos cristales de ceolita habitualmente tendrán un menor tamaño que las primeras partículas de ceolita y de preferencia tienen un tamaño promedio de partícula de menos de 1 miera, por ejemplo de alrededor de 0.1 a alrededor de 0.5 mieras. Los segundos cristales de ceolita aglutinan los primeros cristales de ceolita y de preferencia se inter-desarrollan y forman un sobre-desarrollo que reviste o reviste de manera parcial la primera ceolita. De preferencia, el revestimiento es resistente a la atrición. La ceolita ligada a ceolita puede también contener un componente de hidrogenación/deshidrogenación. La referencia a metal o metales de hidrogenación/deshidrogenación pretende englobar tales metal o metales en el estado elemental (es decir, valencia cero) o en alguna otra forma catalíticamente activa tal como un óxido, sulfuro, haluro, carboxilato y similares. Los técnicos en la materia conocen tales metales, e incluyen, por ejemplo, uno o mas metales de los grupos IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, VIII, IB, IIB, IIIB, IVB y VB de la Tabla Periódica de los Elementos. Ejemplos de metales adecuados incluyen metales del grupo VIII (es decir, Pt, Pd, Ir, Rh, Os, Ru, Ni, Co y Fe) , metales del grupo IVA (es decir, Sn y Pb) , metales del grupo VB (es decir, Sb y Bi) , y metales del grupo VIIB (es decir, Mn, Te y Re) . En algunas ocasiones se prefieren metales nobles (es decir, Pt, Pd, Ir, Rh, Os y Ru) . La cantidad de metal presente en el catalizador de ceolita ligado a ceolita será una cantidad efectiva que será generalmente de alrededor de 0.001 a alrededor 10% en peso, y de preferencia 0.05 a 3.0% en peso. La cantidad variará con la naturaleza del metal, requiriéndose menos de los metales altamente activos, particularmente platino, que los metales menos activos . Al preparar el catalizador de ceolita ligado a ceolita que contiene el metal de hidrogenación/deshidrogenación, el metal estará presente en un agregado ligado a sílice que contiene la primera ceolita antes de convertir el aglutinante de sílice en la segunda ceolita del catalizador de ceolita ligado a ceolita. La adición del metal al agregado ligado a sílice puede lograrse en cualquier etapa antes de convertir el aglutinante de sílice en la segunda ceolita tal como antes, durante o después de la formación del agregado ligado a sílice. Por ejemplo, el catalizador de ceolita ligado a ceolita es de preferencia hecho usando los siguientes pasos: 1. Preparar la primera ceolita usando procedimientos conocidos . 2. Formar una masa extrudada que contiene sílice y la primer ceolita. 3. Extruir la masa para formar un agregado ligado a silice . 4. Calcinar el agregado ligado a sílice. 5. Envejecer el agregado ligado a sílice en una solución acuosa apropiada. 6. Convertir el aglutinante de sílice del agregado ligado a sílice en la segunda ceolita por envejecimiento. La adición del metal al agregado ligado a sílice puede tener lugar en cualquier momento antes del paso 6, por ejemplo durante los pasos 1-5. Por ejemplo, el metal puede ser incorpo-rado con la primera ceolita antes del inicio del paso 2 por co-cristalización del metal y la primera ceolita o cargando el metal sobre la primera ceolita por técnicas tales como intercambio de iones o impregnación. El metal también puede ser añadido durante la formación de la masa extrudada, después de la formación del agregado ligado a sílice, antes de la calcinación, después de la calcinación, o durante el envejecimiento del agregado ligado a sílice. En una forma de realización preferida, el metal es añadido durante el paso 2 incluyendo el metal en la masa extrui-ble. Después de convertir el aglutinante de sílice en la segunda ceolita, el metal puede estar presente sobre la superficie de cualquiera o de ambas ceolitas y puede también estar presente en la matriz intra-cristalina de cualquiera o ambas ceolitas. Los catalizadores producidos por el método de la invención ofrecen al menos una de las siguientes ventajas: mejorada dispersión de metal, reducida actividad de desintegración mientras mantiene elevada actividad de hidrogenación/deshidrogenación, o sus combinaciones. El catalizador de ceolita ligado a ceolita que contiene el metal de hidrogenación/deshidrogenación es de preferencia preparado por un procedimiento en tres pasos. El primer paso implica la síntesis de la primera ceolita de tamaño de poro intermedio. Los procesos para preparar la primera ceolita son conocidos a los técnicos en la materia. Por ejemplo, con respecto de la preparación de una ceolita de aluminosilicato o una ceolita de silicato de galio teniendo una estructura tipo MFI, un proceso comprende preparar una solución que contiene hidróxido o bromuro de tetrapropilo amonio, óxido de metal alcalino, un óxido de aluminio o un óxido de galio, un óxido de silicio y agua, calentar la mezcla de reacción a una temperatura de 80 a 200°C por un período de alrededor de cuatro horas a ocho días . El gel resultante forma partículas de cristal sólido que son separadas del medio de reacción, lavadas con agua, y secadas. El producto resultante puede ser calcinado en aire a temperaturas de 400-550°C por un período de 10-40 horas, para remover cationes de tetrapropilamonio (TPA) . En el segundo paso, una ceolita ligada a sílice es preparada mezclando una mezcla que comprende los primeros cristales de ceolita, un gel o sol de sílice, agua, y el metal de hidrogenación/deshidrogenación o un compuesto que contiene el metal, y opcionalmente un coadyuvante de extrusión, hasta que se desarrolle una composición homogénea en la forma de una pasta extruible. El sílice usado en la preparación del agregado de ceolita ligado a ceolita es de preferencia un sol de sílice y puede contener diversas cantidades de elementos trivalentes, por ejemplo aluminio o galio. La cantidad usada de sílice es tal que el contenido de la ceolita en el extrudado seco en esta etapa variará de alrededor de 40 a 90% en peso, con mayor preferencia de alrededor de 50 a 80% en peso, el resto siendo principalmente sílice, por ejemplo alrededor de 20 a 50% en peso de sílice. La pasta resultante es entonces moldeada, por ejemplo extruida, y cortada en pequeños filamentos, por ejemplo extrudados de 2 mm de diámetro, los cuales pueden ser secados a 100-150°C por un período de 4 a 12 horas y luego calcinados en aire a una temperatura de alrededor de 400 a 550°C por un período de alrededor de 1 a 10 horas.
Opcionalmente, el agregado ligado a sílice puede hacerse en partículas sumamente pequeñas que tienen aplicación en procesos de lecho fluido tales como desintegración catalítica (craqueo) . Esto de preferencia implica mezclar la ceolita con una solución de matriz que contiene sílice de modo que se forme una solución acuosa de ceolita y aglutinante de sílice que pueda secarse por rociado para dar como resultado pequeñas partículas fluidizables de agregado ligado a sílice. Los procedimientos para preparar tales partículas de agregado son conocidas por los técnicos en la materia. Un ejemplo de tal procedimiento es descrito por Scherzer (Octane-Enhancing Zeolitic FCC Catalysts, Julius Scherzer, Marcel Dekker, Inc., New York, 1990) . Las partículas fluidizables de agregado ligado a sílice, como los extrudados ligados a sílice antes descritos, se someterían entonces al paso final descrito mas adelante para convertir el aglutinante de sílice en una segunda ceolita. El paso final en el proceso de preparación de catalizador de tres pasos es la conversión del sílice presente en la ceolita ligada a sílice en una segunda ceolita que liga conjunta-mente los primeros cristales . Para preparar la segunda ceolita, el agregado ligado a sílice puede ser primero envejecido en una solución acuosa apropiada a una temperatura elevada. A continuación, el contenido de la solución y la temperatura a la cual se envejece el agregado deben seleccionarse para convertir el aglutinante de sílice amorfo en la segunda ceolita deseada. La segunda ceolita recién formada es producida como cristales. Los cristales pueden desarrollarse sobre y/o adherirse a los primeros cristales de ceolita, y pueden también ser producidos en la forma de nuevos cristales inter-desarrollados , los cuales son generalmente mucho mas pequeños que los primeros cristales, por ejemplo, de tamaño de sub-micras . Estos cristales recién formados pueden desarrollarse conjuntamente e interconectarse. La naturaleza de la ceolita formada en la conversión por síntesis secundaria del sílice a ceolita puede variar como una función de la composición de la solución de síntesis secundaria y las condiciones de envejecimiento de síntesis. La solución de síntesis secundaria es de preferencia una solución iónica acuosa que contiene una fuente de iones hidroxi suficiente para convertir el sílice en la ceolita deseada. Sin embargo, es importante que la solución de envejecimiento sea de una composición tal que no ocasione que el sílice presente en el extrudado de ceolita ligado se disuelva fuera del extrudado. En una forma de realización preferida de la invención, la solución iónica acuosa en la cual se envejece el agregado ligado a sílice contiene una fuente de iones hidroxi (de preferencia NaOH) . Cuando se manufactura una ceolita con estructura tipo MFI, la relación molar inicial de OH a Si02 está de preferencia a un nivel de hasta alrededor de 1.2, con mayor preferen-cia de alrededor de 0.05 a 1.2, y con la mayor preferencia de alrededor de 0.07 a 0.15. Este tratamiento ocasiona que el aglutinante de sílice sea convertido sustancialmente en una ceolita con estructura tipo MFI, pero de menor acidez, como se refleja por tener una relación de sílice a alúmina considerable-mente mayor. La solución también contiene una plantilla (por ejemplo, una fuente de iones tetraalquilo amonio para ceolitas con estructura tipo MFI) y puede opcionalmente incluir una fuente de alúmina y una fuente de iones Na+. La relación de sílice a alúmina del aglutinante convertido es de esta manera controlada controlando la composición de la solución acuosa. Es importante que la solución de envejecimiento tenga un pH que no sea demasiado alcalino. Esto puede ser logrado, cuando se produce una ceolita ligada de estructura tipo MFI, usando una solución que tiene una relación molar inicial de OH:Si02 de 0.05 a 1.2. Generalmente, se prefieren relaciones de 0.07 a 0.15. El envejecimiento del extrudado de ceolita en la solución de envejecimiento es de preferencia conducido a temperaturas elevadas, generalmente en el rango de alrededor de 95 a 200°C, con mayor preferencia en el rango de alrededor de 130 a 170°C, con la mayor preferencia en el rango de alrededor de 145 a 155°C. El tiempo de envejecimiento puede variar de alrededor de 20 a 140 horas, con mayor preferencia de alrededor de 60 a 140 horas, con la mayor preferencia de alrededor de 70 a 80 horas. Después del envejecimiento, la ceolita ligada a ceolita es separada de la solución, lavada, secada y calcinada.
Las ceolitas primera y segunda del catalizador de ceolita de la presente invención pueden ser intercambiadas de iones adicionalmente, como se conoce en la materia, ya sea para reemplazar al menos en parte el metal alcalino original presente en la ceolita con un catión diferente, por ejemplo del grupo IB a VIII de la Tabla Periódica de los Elementos, o para proveer una forma mas acida de las ceolitas por intercambio del metal alcalino con amonio intermedio, seguido por calcinación de la forma amonio para proveer la forma hidrógeno acida. La forma acida puede ser preparada fácilmente por intercambio de iones usando un reactivo ácido adecuado tal como nitrato de amonio. El catalizador de ceolita puede entonces ser calcinado a una temperatura de 400-550°C por un período de 10-45 horas para retirar amoníaco y formar la forma hidrógeno acida. El intercambio de iones es de preferencia conducido después de la formación del catalizador de ceolita . Los catalizadores de ceolita ligados a ceolita de la presente invención puede ser usados en el procesamiento de materiales de alimentación de hidrocarburos . Los materiales de alimentación de hidrocarburos contienen compuestos de carbono y pueden ser de muchas fuentes diferentes, tal como fracciones de petróleo virgen, fracciones de petróleo de reciclo, aceite de arenas de esquistos, y en general pueden ser cualquier fluido que contenga carbono susceptible de reacciones catalíticas ceolíti-cas . Dependiendo del tipo de procesamiento a que se someta la alimentación de hidrocarburo, la alimentación puede contener metal o puede estar libre de metales. Asimismo, la alimentación puede tener también altas o bajas impurezas de nitrógeno o azufre . La conversión de las alimentaciones de hidrocarburo puede tener lugar en cualquier modo conveniente, por ejemplo en reactores de lecho fluidizado, de lecho en movimiento, o de lecho fijo, dependiendo de los tipos de proceso deseado. El catalizador de ceolita ligado a ceolita puede ser usado como un catalizador para una variedad de procesos de conversión de compuestos orgánicos, por ejemplo hidrocarburos, incluyendo hidrogenación, deshidrogenación, deshidrociclización, isomerización, hidrodesintegración, desparafinación, reformación, conversión de alquilo-aromáticos, oxidación, reformación, conver-sión de gas de síntesis, hidroformilación, dimerización, polimerización, conversión de alcohol, etc. Las condiciones de conversión catalítica para hidrogenación de materiales de alimentación tales como alquenos, dienos, polienos, alquinos, ciclenos, aromáticos, oxigenados, etc., incluyen una temperatura de entre alrededor de 0 y alrededor de 1,000°F, de preferencia entre alrededor de 80 y 900°F, una presión de entre alrededor de 10 y alrededor de 1,000 psia, de preferencia entre alrededor de 20 y 200 psia, una relación molar de hidrógeno/alimentación de entre alrededor de 0.1 y 20, de preferencia entre alrededor de 4 y 12, y una LHSV de entre alrededor de 0.1 y 20, de preferencia entre alrededor de 0.5 y 4. Las condiciones de deshidrogenación, para procesos tales como la conversión de parafinas en las olefinas correspondientes, o etilbenceno en estireno, opcionalmente en la presencia de vapor de agua o gases inertes tales como nitrógeno, incluyen temperaturas de alrededor de 400 a 1,800°F, de preferencia de alrededor de 650 a 1,000°F; presiones parciales del material de alimentación de alrededor de 10,000 a 15,000 psia, de preferencia de alrededor de 2 a 20 psia, y una LHSV de alrededor de 0.1 a 100, de preferencia entre alrededor de 0.5 y 4. Las condiciones de deshidrociclización, por ejemplo para conversión de parafinas en aromáticos (por ejemplo, octano a etilbenceno o xileno) , incluyen temperaturas de alrededor de 400 a 1,800°F, de preferencia de alrededor de 600 a 1,110°F; presiones parciales del material de alimentación de alrededor de 1 a 1,500 psia, de preferencia de alrededor de 2 a 20 psia, y una LHSV de alrededor de 0.1 a 100, de preferencia entre alrededor de 0.5 y 4. La isomerización de parafinas normales, con o sin hidrógeno, es conducida a una temperatura de entre alrededor de 212 y 500°F, de preferencia entre alrededor de 400 y 900°F, una LHSV de entre alrededor de 0.01 y 20, de preferencia entre alrededor de 0.25 y 5, y una relación molar de hidrógeno a hidrocarburo de entre 0 y 5:1. Las condiciones de conversión catalítica para desinte-gración, con o sin hidrógeno, incluyen una temperatura de entre alrededor de 1,200 y alrededor de 100°F, una presión de entre alrededor de 25 y alrededor de 2,500 psia, una relación molar de hidrógeno/alimentación de entre alrededor de 0 y alrededor de 80, y una LHSV de entre alrededor de 0.1 y alrededor de 10. Los catalizadores de la presente invención son también útiles para operaciones de desparafinación . Similarmente, la invención puede ser usada en catalizadores de reformación o como parte de un catalizador de reformación. La desparafinación y la reformación pueden llevarse a cabo en presencia o ausencia de hidrógeno bajo condiciones que incluyen una temperatura de alrededor de 500 a 1,100°F, de preferencia de alrededor de 800 a 950°F; una presión de 1.5 a 1,470 psia, y una WHSV de alrededor de 0.01 a alrededor de 100, de preferencia de alrededor de 0.1 a 10. De esta manera, los procesos de conversión de hidrocarburos que encuentran aplicación particular incluyen los siguientes : (A) La desintegración catalítica de una alimentación de nafta para producir olefinas ligeras . Condiciones de reacción ejemplares incluyen de alrededor de 500 a alrededor de 750°C, presiones de sub-atmosférica a atmosférica, generalmente variando hasta alrededor de 10 atmósferas (manométricas) y tiempo de residencia (volumen de la tasa de alimentación de catalizador) de alrededor de 10 milisegundos a alrededor de 10 segundos.
(B) La desintegración catalítica de hidrocarburos de alto peso molecular a hidrocarburos de menor peso molecular. Condiciones de reacción ejemplares para desintegración catalítica incluyen temperaturas de alrededor de 400 a alrededor de 700 °C, presiones de alrededor de 0.1 a alrededor de 30 atmósferas, y espacio velocidades horarias en peso de alrededor de 0.1 a alrededor de 100 hr"1. (C) La isomerización de componentes aromáticos (por ejemplo, xileno) de material de alimentación. Condiciones de reacción ejemplares para ello incluyen una temperatura de alrededor de 230 a alrededor de 510°C, una presión de alrededor de 0.5 a alrededor de 50 atmósferas, una espacio velocidad horaria en peso de alrededor de 0.1 a alrededor de 200, y una relación molar de hidrógeno/hidrocarburo de alrededor de 0 a alrededor de 100. (D) La hidrodesintegración de materiales de alimentación de petróleo pesado, materiales cíclicos, y otros materiales de carga de hidrodesintegración. El sistema catalizador de ceolita contendrá una cantidad efectiva de al menos un componente de hidrogenación del tipo empleado en catalizadores de hidrodes-integración. (E) La conversión de parafinas ligeras en olefinas y/o aromáticos. Condiciones de reacción ejemplares incluyen temperaturas de alrededor de 425 a alrededor de 760°C y presiones de alrededor de 10 a alrededor de 2,000 psig. ' (F) La conversión de olefinas ligeras en gasolina, destilados, e hidrocarburos de rango de lubricación. Condiciones de reacción ejemplares incluyen temperaturas de alrededor de 175 a alrededor de 375°C y una presión de alrededor de 100 a alrededor de 2,000 psig. (G) Hidrodesintegración en dos etapas para mejorar corrientes de hidrocarburos teniendo puntos de ebullición iniciales de mas de alrededor de 200°C a destilados especiales y productos con rango de ebullición de gasolina o como alimentación para pasos adicionales de procesamiento de combustibles o produc-tos químicos. La primera etapa sería el catalizador de ceolita comprendiendo uno o mas metales catalíticamente activos, por ejemplo un metal del grupo VIII, y el efluente de la primera etapa sería reaccionado en una segunda etapa usando una segunda ceolita, por ejemplo ceolita beta, comprendiendo una o mas sustancias catalíticamente activas, por ejemplo un metal del grupo VIII, como catalizador. Condiciones de reacción ejemplares incluyen temperaturas de alrededor de 315 a alrededor de 455 °C, una presión de alrededor de 400 a alrededor de 2,500 psig, circulación de hidrógeno de alrededor de 1,000 a alrededor de 10,000 SCF/barril y una espacio velocidad horaria de líquido (LHSV) de alrededor de 0.1 a 10. (H) Un proceso de hidrodesintegración/desparafinación en combinación, en la presencia del catalizador de ceolita ligado a ceolita que comprende un componente de hidrogenación y una ceolita tal como la ceolita beta. Condiciones de reacción ejemplares incluyen temperaturas de alrededor de 350 a alrededor de 400°C, presiones de alrededor de 1,400 a alrededor de 1,500 psig, LHSV de alrededor de 0.4 a alrededor de 0.6, y una circulación de hidrógeno de alrededor de 3,000 a alrededor de 5,000 SCF/barril. (I) La reacción de alcoholes con olefinas para proveer éteres mixtos, por ejemplo la reacción de metanol con isobuteno y/o isopenteno para proveer el éter metilo-t-butílico (MTBE) y/o el éter t-amilo metílico (TAME) . Condiciones de conversión ejemplares incluyen temperaturas de alrededor de 20 a alrededor de 200°C, presiones de 2 a alrededor de 200 atmósferas, WHSV (gramos de olefina por gramos de ceolita hora) de alrededor de 0.1 a alrededor de 200 hr"1, y una relación molar de alimentación de alcohol a olefina de alrededor de 0.1/1 a alrededor de 5/1. (J) La conversión de naftas (por ejemplo, C6-C10) y mezclas similares en mezclas altamente aromáticas. De esta manera, hidrocarburos normales y de cadena ligeramente ramificada, de preferencia teniendo un rango de ebullición sobre alrededor de 40°C, y menor de alrededor de 200°C, pueden convertirse en productos teniendo un contenido de aromáticos de octano superior sustancial poniendo en contacto la alimentación de hidrocarburos con la ceolita a una temperatura en el rango de alrededor de 400 a 600°C, de preferencia 480 a 550°C, a presiones que varían de atmosférica a 40 bares, y LHSV que varía de 0.1 a 15. (K) La conversión de oxigenados, por ejemplo alcoholes, tales como metanol, o éteres, tales como éter dimetílico, o sus mezclas, en hidrocarburos que incluyen olefinas y aromáticos con condiciones de reacción que incluyen una temperatura de alrededor de 275 a alrededor de 600°C, una presión de alrededor de 0.5 a alrededor de 50 atmósferas, y LHSV de alrededor de 0.1 a alrededor de 100. (L) La oligomerización de olefinas de cadena recta y ramificada teniendo de alrededor de 2 a alrededor de 5 átomos de carbono. Los oligómeros que son los productos del proceso son olefinas medias a pesadas que son útiles tanto para combustibles, es decir gasolina o un material de mezcla física de gasolina, como productos químicos. El proceso de oligomerización es generalmente llevado a cabo poniendo en contacto ei material de alimentación de olefina en una fase gaseosa con una ceolita ligada a ceolita a una temperatura en el rango de alrededor de 250 a alrededor de 800°C, una LHSV de alrededor de 0.2 a alrededor de 50, y una presión parcial de hidrocarburo de alrededor de 0.1 a alrededor de 50 atmósferas. Pueden usarse temperaturas por debajo de alrededor de 250°C para oligomerizar el material de alimentación cuando el material de alimentación está en la fase líquida cuando hace contacto con el catalizador de ceolita ligado a ceolita. De esta manera, cuando el material de alimentación de olefina hace contacto con el catalizador en la fase líquida, pueden usarse temperaturas de alrededor de 10 a alrededor de 250°C.
(M) La conversión de hidrocarburos C2 insaturados (etileno y/o acetileno) en aldehidos C6_12 alifáticos y conversión de dichos aldehidos en los alcoholes, ácidos o esteres C6_12 correspondientes . (N) La conversión de hidrocarburos alquilo-aromáticos, tal como la desalquilación de etilbenceno en benceno. (O) La saturación de olefinas teniendo de 2 a 20 átomos de carbono. (P) La isomerización de etilbenceno en xilenos. Condiciones de conversión ejemplares incluyen una temperatura de 600 a 800°F, una presión de 50 a alrededor de 500 psig, y una LHSV de alrededor de 1 a alrededor de 10. En general, las condiciones de conversión catalítica sobre el catalizador de ceolita de la invención independientemen-te y en combinación incluyen una temperatura de alrededor de 100 a alrededor de 760°C, una presión de alrededor de 0.1 a alrededor de 200 atmósferas (bares), una WHSV de alrededor de 0.08 a alrededor de 2,000 hr"1. Aunque muchos procesos de conversión de hidrocarburos prefieren que los segundos cristales de ceolita tengan menor acidez, algunos procesos prefieren que los segundos cristales de ceolita tengan mayor acidez. Los procesos que encuentran aplicación particular usando el catalizador de ceolita ligado a ceolita son aquéllos donde dos o mas reacciones están tomando lugar dentro del sistema catalizador de ceolita. El catalizador de ceolita ligado a ceolita comprendería dos diferentes ceolitas, que son diseñadas cada una por separado para promover o inhibir reacciones diferentes . Un proceso que usa tal catalizador se beneficia no solamen-te de la mayor actividad aparente del catalizador, mayor accesibilidad a la ceolita, y reducida acidez superficial no selectiva que son posibles con ceolitas ligadas a ceolita, sino también de un sistema catalizador diseñado a la medida. El proceso de la presente invención encuentra aplícación particular para isomerizar uno o mas isómeros de xileno en una alimentación aromática C8 para obtener orto, meta y para-xileno en una relación que se acerca al valor de equilibrio mientras se convierte sustancialmente etilbenceno. En particular, se usa isomerización de xileno en conjunción con un proceso de separación para manufacturar para-xileno. Por ejemplo, puede recuperarse una porción del para-xileno en una corriente de aromáticos C8 mixtos usando procesos conocidos en la materia, por ejemplo cristalización, adsorción, etc. La corriente resultante es entonces reaccionada bajo condiciones de isomerización de xileno para restaurar orto, meta y para-xilenos a una relación cercana al equilibrio. Al mismo tiempo, también es deseable que el etilbenceno en la alimentación sea convertido con muy poco pérdida neta de xilenos . La acidez de la primera ceolita y la segunda ceolita del catalizador de ceolita ligado a ceolita puede ser seleccionada para balancear la isomerización de xileno y la desalquilación de etilbenceno mientras se minimizan reacciones secundarias indeseables, por ejemplo etilación de xilenos y transalquilación de etilbenceno/etilbenceno o etilbenceno/xileno. El proceso de isomerización es llevado a cabo poniendo en contac-to la corriente de aromáticos C8 que contiene uno o mas isómeros e xileno o etilbenceno, o sus mezclas, bajo condiciones de isomerización, con el catalizador de ceolita ligado a ceolita. El catalizador de la presente invención es útil para saturar etileno formado durante desalquilación de etilbenceno y ofrece el beneficio de una saturación reducida de aromáticos y la posterior desintegración de naftenos . Las condiciones adecuadas de isomerización incluyen una temperatura en el rango de 250 a 600°C, de preferencia 300. a 550°C, una presión en el rango de 0.5 a 50 atmósferas absolutas, de preferencia 10 a 25 atmósferas absolutas, y una espacio velocidad horaria en peso (WHSV) de 0.1 a 100, de preferencia 0.5 a 50. Opcionalmente, la isomerización en la fase de vapor es conducida en presencia de 0.1 a 30.0 moles de hidrógeno por mol de alquilbenceno. Si se usa hidrógeno, el catalizador debe comprender 0.01 a 2.0% en peso de un componente de hidrogenación/deshidrogenación seleccionado del grupo VIII de la Tabla Periódica, especialmente platino, paladio o níquel. Por componente de metal del grupo VIII se quiere decir los metales y sus compuestos, tales como óxidos y sulfuros. Los catalizadores de ceolita ligada a ceolita encuen-tran aplicación particular en reacciones que implican aromatización y/o deshidrogenación. Son particularmente útiles en un proceso para la deshidrociclización y/o la isomerización de hidrocarburos acíclicos, donde los hidrocarburos son puestos en contacto a una temperatura de 370 a 600°C, de preferencia de 430 a 550°C,' con el catalizador de ceolita ligado a ceolita, de preferencia ceolita L ligada por ceolita L, de preferencia teniendo al menos 90% de los cationes intercambiables como iones de metal alcalino e incorporando al menos un metal del grupo VIII que tiene actividad de deshidrogenación, de modo de convertir al menos parte de los hidrocarburos acíclicos en hidrocarburos aromáticos . Los hidrocarburos alifáticos pueden ser hidrocarburos acíclicos de cadena recta o ramificada, y particularmente parafi-ñas tales como hexano, aunque también pueden usarse mezclas de hidrocarburos tales como fracciones de parafina conteniendo un rango de alcanos, posiblemente con cantidades menores de otros hidrocarburos. También puede usarse hidrocarburo cicloalifático tal como metilciclopentano . En una forma de realización preferi-da, la alimentación a un proceso para preparar hidrocarburos aromáticos y particularmente benceno comprende hexanos . La temperatura de la reacción catalítica puede ser de 370 a 600°C, de preferencia 430 a 550°C, y de preferencia se usan presiones en exceso de la atmosférica, por ejemplo hasta 2,000 KPa, con mayor preferencia 500 a 1,000 KPa. El hidrógeno es habitualmente empleado en la formación de hidrocarburos aromáticos, de preferencia con una relación de hidrógeno a alimentación de menos de 10. Los siguientes ejemplos ilustran la invención: Ejemplo 1 Preparación de Catalizador de Silicato de Galio Tipo MFI Ligado a Ceolita I . Catalizador A - Platino Cargado Durante la Síntesis Se prepararon cristales de silicato de galio con estructura MFI, como sigue:
Los ingredientes de la solución A fueron disueltos por ebullición hasta que se obtuvo una solución clara. La solución A fue entonces enfriada a temperatura ambiental y se corrigió la pérdida de agua de la ebullición. La solución B fue vertida en un matraz de vidrio de 2 litros . La solución C fue vertida en el contenido del matraz y mezclada. La solución D fue entonces vertida en el contenido del matraz y el contenido del matraz fue mezclado. El contenido del matraz fue vertido en una autoclave de acero inoxidable de 2 litros. Se usó agua de enjuague para enjuagar el matraz y se añadió a la autoclave. La solución A fue añadida a la autoclave. El contenido de la autoclave fue mezclado alrededor de 20 minutos. Se obtuvo un gel vertible, suave. El gel tuvo la siguiente composición, expresada en moles de óxido puro: 0.45 Na2O/0.90 TPA Br/0.125 Ga2O3/10 Si02/147 H20 El gel contenía 1.0 ppm en peso de semillas de silica-lita coloidal. El autoclave fue colocado en un horno y calentado a 150°C por 2 horas y mantenido a 150°C por 48 horas. El producto fue retirado del autoclave y dividido en tres porciones. Cada porción fue lavada siete veces con alrede-dor de 600 g de agua. El producto fue secado durante la noche a 120°C. La cantidad recuperada de producto fue de 333.70 gramos. El producto fue calcinado en aire a 475°C por 48 horas. Las características del producto calcinado fueron las siguientes: XRD: MFI pura SEM:- cristales esféricos de 4 mieras de tamaño Elemental: Si02/Ga203 = 80 Una porción del producto calcinado fue formada en extrudados de 2 mm ligados a sílice, como sigue:
Los componentes fueron mezclados en un mezclador de alimentos en el orden mostrado. Después de añadir el coadyuvante de extrusión por alrededor de 7 minutos, se obtuvo una pasta gruesa y suave . La pasta fue extruida en extrudados de 2 mm y secada a temperatura ambiental por 3 horas. Los extrudados fueron quebrados en pedazos de 5 mm mas pequeños y secados en un horno a 120°C por 16 horas. Los extrudados secos fueron calcinados a 490°C por 8 horas en aire. La composición del extrudado ligado a sílice calcinado fue : Aglutinante de sílice: 30.1% en peso MFI: 69.4% en peso Platino: 0.5% en peso Los extrudados ligados a sílice fueron convertidos en ceolita ligada a ceolita, como sigue:
Las soluciones A y B fueron vertidas en un autoclave de un litro y mezcladas. Finalmente, se añadieron al autoclave 70.0 g de los extrudados ligados a sílice. La composición molar de la mezcla de síntesis fue: 0.48 Na2O/1.00 TPABr/10 Si02/149 H20 El autoclave fue colocado en un horno. El horno fue calentado desde temperatura de habitación a 150 °C en dos horas y mantenido a esta temperatura por 80 horas. El producto resultante fue lavado a 60°C cuatro veces con 1,700 ml de agua. La conductividad de la última agua de lavado fue de 49 µS/cm. Los extrudados fueron secados a 120°C y calcinados en aire a 490°C por 16 horas . El producto fue analizado por XRD y SEM con los siguientes resultados: XRD: excelente cristalinidad SEM: cristales de 4 mieras de tamaño, revestidos con cristales de tamaño mas pequeño. No hubo sílice amorfo visible. Elemental: cristales de núcleo: Si02/Ga203 = 80 cristales de aglutinante = silicalita cristales de núcleo = 70% en peso platino = 0.5% en peso La distribución del platino y el tamaño de partícula del platino fueron determinados examinando cualitativamente una muestra del producto por microscopía electrónica de transmisión (TEM), usando un TEM Philips CM12. La figura 1 representa una microfotografía electrónica del catalizador A. Las imágenes de la microfotografía indican que el platino, fue bien distribuido. La mayor proporción del platino tuvo un tamaño de partícula de 5 a 10 nm. II. Catalizador B - Platino Cargado por Llenado de Poros Una porción del silicato de galio con estructura tipo MFI, calcinado, usado para preparar el catalizador A fue formada en extrudados ligados a sílice de 2 mm, como sigue:
Los componentes anteriores fueron mezclados en un mezclador de alimentos en el orden mostrado. Después de añadir el coadyuvante de extrusión y mezclar por alrededor de 14 minutos, se obtuvo una pasta gruesa y suave. La pasta fue extruida en extrudados de 2 mm. Los extrudados fueron secados a 150 °C por 7 horas y luego calcinados en aire a 510°C por 8 horas. Composición de los extrudados calcinados ligados a sílice : MFI: 70.0% en peso Aglutinante de Si02: 30.0% en peso Los extrudados ligados a sílice fueron convertidos en ceolita ligada a ceolita, como sigue:
Las soluciones A y B fueron vertidas en un autoclave de acero inoxidable de 300 ml y mezcladas. Finalmente, se añadieron al autoclave 125.0 g de los extrudados MFI ligados a sílice. La composición molar de la mezcla de síntesis f e: 0.48 Na2O/0.99 TPA Br/Si02/148 H20 En esta mezcla, el sílice está presente como el aglutinante en el extrudado. Se colocó el autoclave en un horno a temperatura de habitación, calentado a 150°C dentro de 2 horas, y mantenido a 150°C por 72 horas. El producto resultante fue lavado a 60°C con siete porciones de 2,000 ml de agua. La conductividad del último lavado con agua fue de 25 µS/cm. El producto fue secado a 150°C y calcinado en aire a 500°C por 16 horas. El producto resultante fue caracterizado por difracción de rayos X (XRD) y microscopía electrónica de exploración (SEM) , con los siguientes resultados: XRD: cristalinidad excelente SEM: - cristales MFI de 4 mieras, revestidos con cristales de menor tamaño. No hubo sílice amorfo visi- ble. Elemental: cristales de núcleo: Si02/Ga203 = 80 cristales de aglutinante = silicalita cristales de núcleo = 70% en peso cristales de aglutinante^ = 30% en peso Se cargó en el catalizador una cantidad de 0.31% en peso de platino (con base en el peso del producto) . El proceso fue llevado a cabo primero intercambiando el catalizador a 65 °C por una solución de NH4C1 ÍN . El catalizador intercambiado fue lavado con agua, secado, y luego calcinado a 530°C por 8 horas. La carga del platino fue realizada por el método de llenado de poros, con una cantidad apropiada de Pt(NH3)4Cl2 disuelta en agua. Después de la carga, el catalizador fue secado y calcinado a 480°C por 8 horas. La distribución del platino y el tamaño de partícula del platino fueron determinados examinando cualitativamente una muestra del producto por microscopía electrónica de transmisión
(TEM) usando un TEM Philips C12. La figura 2 representa una microfotografía electrónica del catalizador B. Las imágenes de la microfotografía indican que el tamaño de partícula del platino fue predominantemente de 10-30 nm, y que el platino no estuvo tan bien distribuido como en el catalizador A. Ejemplo 2 I. Catalizador A - Pruebas de Isomerización de Xileno/Desalquila-ción de Etilbenceno Combinadas Se condujo una serie de pruebas de isomerización de xileno/desalquilación de etilbenceno combinadas, usando catalizador A, haciendo pasar una alimentación rica en xilenos a través de un reactor de lecho fijo. El catalizador A fue pre-tratado en H2 por dos horas a 850°F y 250 psig. Después de que la températura había sido reducida a 700°F, el catalizador fue pre-sulfura-do hasta disrupción con alrededor de 500 ppm de H2S en H2 a 250 psig. Las pruebas en aceite subsiguientes fueron corridas bajo condiciones variantes. Las condiciones y los resultados son mostrados en la Tabla I a continuación:
*Se cree que los valores negativos se deben a variaciones menores en la cromatografía de gases . El porcentaje de EB reaccionado fue determinado mediante la fórmula: % Conv. EB = 100 x (moles de EB en la alimentación - moles de EB en el producto) / (moles de EB en la alimentación) ; la pérdida porcentual de anillos aromáticos fue determinada por la fórmula: 100 x (moles de aromáticos en la alimentación - moles de aromáticos en el producto) / (moles de aromáticos en la alimentación) . La pérdida de xilenos fue determinada por la fórmula: 100 x (moles de xilenos en la alimentación - moles de xilenos en el producto) / (moles de xilenos en la alimentación) y el acercamiento de PX al equilibrio fue determinado por la fórmula: (producto PX/alimentación de xilenos PX/Xs) / (equilibrio PX/ali-mentación de xilenos PX/Xs) x 100. II. Catalizador B - Pruebas de Isomerización de Xileno/Desalqui-lación de Etilbenceno Combinadas Se condujo una serie de pruebas combinadas de isomerización de xileno/desalquilación de etilbenceno, usando el catalizador B, haciendo pasar una alimentación artificial a través de un reactor de lecho fijo. El catalizador B fue pre-tratado en H2 y pre-sulfurado usando el mismo procedimiento descrito en el Ejemplo 2. Las pruebas en aceite subsiguientes fueron corridas bajo condiciones variantes. Las condiciones y los resultados son mostrados en la Tabla II a continuación:
Los datos en la Tabla muestran que a una conversión de etilbenceno comparable, la pérdida de anillos y la pérdida de xileno para el catalizador A fueron considerablemente menores que para el catalizador B. Tanto el catalizador A como el catalizador B fue efectivo para isomerizar xilenos y convertir etilbence-no . E?emplo 3 Preparación de Ceolita KL Ligada por Ceolita KL I . Catalizador C - Platino Cargado Durante la Síntesis Cristales de aluminosilicato con estructura LTL (ceolita KL) fueron preparados como sigue:
Los ingredientes de la solución A fueron disueltos por ebullición hasta que se obtuvo una solución clara. La solución A fue entonces enfriada a temperatura de habitación y se corrigió la pérdida de agua de la ebullición. La solución B fue vertida en un autoclave de acero inoxidable de dos litros. La solución A fue añadida al autoclave. Se usó agua de enjuague para enjuagar el matraz y se añadió al autoclave. El contenido del autoclave fue mezclado hasta que se obtuvo un gel suave. El gel tuvo la siguiente composición, expresada en moles de óxido puro: 2.61 K2O/1.0 Al2O3/10 Si02/158 H20 El autoclave lleno fue presurizado a 65 psig con nitrógeno gaseoso y luego calentado 48 horas a una temperatura de pared de 79°C, sin agitación. El autoclave fue entonces agitado a 20 rpm y calentado a una temperatura de pared de 150 °C por 56 horas. Se detuvo la agitación y se mantuvo el autoclave a 150°C por 56 horas. El producto fue retirado del autoclave y lavado tres veces con agua desmineralizada fría. El pH del primer lavado fue de 12.3, el pH del segundo lavado fue de 11.7, y el pH del lavado final fue de 11.4. El producto fue secado durante la noche a 150 °C. La cantidad recuperada de producto fue de 310 g. El análisis por difracción de rayos X mostró que el producto seco era ceolita KL pura. Una porción del producto calcinado fue formada en extrudados ligados a sílice de 2 mm, como sigue:
Los componentes anteriores fueron mezclados en un mezclador doméstico en el orden mostrado. Después de añadir metocel, se obtuvo una masa engrosada y extruible. El tiempo total de mezclado fue de alrededor de 30 minutos. La masa fue extruida en extrudados de 2 mm, secada por 2 horas a temperatura de habitación, y luego por 16 horas a 120°C, quebrada en pedazos de 5 mm, y luego calcinada a 490°C por 5 horas en aire. La cantidad recuperada de producto calcinado fue de 139.3 gramos. Composición de extrudados ligados a sílice, calcinados: Ceolita KL: 69.5% en peso Aglutinante de Si02 : 29.9% en peso Platino: 0.6% en peso Los extrudados de ceolita KL ligados a sílice fueron convertidos en ceolita KL ligada por ceolita KL, como sigue:
Una solución de aluminato de potasio fue preparada a partir de lo siguiente (peso de los productos químicos en gramos) : Perlas de KOH, pureza 87.3% = 8.44 Polvo de Al (OH) 3, pureza 98.5% = 6.40 H20 = 56.65 La alúmina fue disuelta por ebullición hasta que se obtuvo una solución clara. La solución fue enfriada a temperatura de habitación y corregida por pérdidas de agua debidas a la ebullición. La solución de aluminato fue transferida de manera cuantitativa con 5.92 g de agua de enjuague a un autoclave de acero inoxidable de 300ml. A continuación, se añadieron al contenido del autoclave 50.0 gramos de extrudados ligados a sílice conteniendo 29.9% en peso de aglutinante de sílice (0.20 g de agua adsorbida en extrudados) . Los extrudados han sido previamente secados para retirar agua adsorbida. La composición de la mezcla en el autoclave, corregida por el contenido de agua de los extrudados, fue: 2.64 K20/1.62 Al2O3/10 Si02/148 H20 En esta mezcla, está presente sílice como el aglutinante en el extrudado. El autoclave fue calentado hasta 175°C dentro de 4.5 horas y mantenido a esta temperatura por 65- horas. Después de este período de envejecimiento, el autoclave fue abierto y se recolectaron los extrudados del producto.
Los extrudados fueron lavados dos veces con 500 ml de agua (temperatura de 60 °C) y luego lavados con 250 ml de agua (temperatura de 60 °C) . El pH del lavado final fue de 10.8, y la conductividad fue de 321 µS/cm. Los extrudados fueron secados durante la noche a 120 °C. La cantidad recuperada de producto fue de 55.8 gramos. Los extrudados del producto fueron caracterizados por XRD y SEM, con los siguientes resultados: XRD: indicó la presencia de ceolita L. SEM: mostró la presencia de cristales de ceolita L ligados por cristales mas pequeños recién formados . II. Catalizador D - Platino Cargado por Llenado de Poros Una porción del aluminosilicato con estructura tipo LTL, calcinado (ceolita KL) , usado para preparar el catalizador C, fue formada en extrudados ligados a sílice de 2 mm, como sigue:
Los componentes anteriores fueron mezclados en un mezclador doméstico, en el orden mostrado. Después de añadir el metocel, se obtuvo una masa engrosada y extruible. El tiempo total de mezclado fue de alrededor de 18 minutos. La masa fue extruida en extrudados de 2 mm, secada por
2 horas a temperatura de habitación, y luego por 16 horas a 120°C, quebrada en pedazos de 5 mm, y luego calcinada a 490°C por
horas en aire. La cantidad recuperada de producto calcinado fue de 147.39 gramos. Composición de extrudados ligados a sílice: Ceolita KL : 69.95% en peso Aglutinante de Si02: 30.05% en peso Los extrudados de ceolita KL ligados a sílice fueron convertidos en ceolita KL ligada por ceolita KL, como sigue: Se preparó una solución de aluminato de potasio a partir de los siguientes productos químicos (peso en gramos) : Perlas de KOH, pureza 87.3% = 9.25 Polvo de Al (OH) 3, pureza 98.85% = 6.43 H20 = 56.99 La alúmina fue disuelta por ebullición hasta que se obtuvo una solución clara. La solución fue enfriada a temperatu-ra de habitación y corregida por pérdidas de agua debido a la ebullición. La solución de aluminato fue transferida cuantitativamente con 5.94 gramos de agua de enjuague a un autoclave de acero inoxidable de 300 ml . A continuación, 50.0 gramos de los extrudados ligados a sílice conteniendo 30% en peso de aglutinan-te de sílice (0.47 gramos por agua adsorbida en extrudados) se añadieron del contenido del autoclave. Los extrudados habían sido previamente secados para retirar el agua adsorbida. La composición de la mezcla en el autoclave, corregida por el contenido de agua de los extrudados, fue: 2.88 K20/1.62 Al2O3/10 Si02/148 H20 En esta mezcla, está presente el sílice como aglutinante en el extrudado. El autoclave fue calentado hasta 175°C dentro de 5.5 horas y mantenido a esta temperatura por 65 horas . Después de este período de envejecimiento, el autoclave fue abierto y se recolectaron los extrudados del producto. Los extrudados fueron lavados con 2,000 ml de agua por una hora (temperatura de 60°C) , y luego lavados con 1,000 ml de agua por dos horas (temperatura de 60°C) . El pH del agua de lavado final fue de 10.8, y la conductividad fue de 662 µS/cm. Los extrudados fueron secados durante la noche a 120 °C. La cantidad recuperada del producto fue de 52.6 gramos. Los extrudados del producto fueron caracterizados por XRD y SEM, con los siguientes resultados: XRD: indicó la presencia de ceolita L. SEM: mostró la presencia de cristales de ceolita L ligados por cristales mas pequeños recién formados. Una cantidad de 0.85% en peso de platino (con base en el peso del catalizador) fue cargada en el catalizador D por el método de llenado con una cantidad apropiada de Pt(NH3)4Cl2, disuelta en agua. Después de la carga, se secó el catalizador. Eiemplo 4 Se llevaron a cabo dos pruebas separadas de aromatización usando el catalizador C y el catalizador D. Antes del inicio de las pruebas, cada catalizador fue sometido a un proceso de re-dispersión y un proceso de reducción, como sigue: Se cargaron 10 g de catalizador en un tubo de cuarzo de una pulgada de diámetro interno, que se colocó en un horno calentado eléctricamente. Para todos los pasos del tratamiento descritos, fluyó gas a través del tubo y la muestra de catalizador, a una tasa de flujo de 500 cc/minuto. El catalizador fue inicialmente calentado a 450 °C con una composición de gas de 10% en volumen de 02 y 90% en volumen de helio. El catalizador fue mantenido a 450°C por una hora. La temperatura fue entonces incrementada a 530°C y la composición de gas cambió a 20% en volumen de 02, 2.2% en volumen de H20 y 77.8% en volumen de helio. El catalizador fue expuesto a estas condiciones por 67.5 horas. El catalizador fue entonces enfriado a 510°C en helio seco. En ese punto, la composición de gas cambió a 20% en volumen de 02, 2.2% en volumen de H20 y 77.8% en volumen de helio. Después de 30 minutos, la composición fue cambiada a 0.8% en volumen de cloro, 20% en volumen de 02, 2.2% en volumen de H20 y 77.0% en volumen de helio. El catalizador fue expuesto a estas condiciones por 2 horas. La composición de gas fue entonces cambiada a 20% en volumen de 02, 2.2% en volumen de H20 y 77.8% en volumen de helio. Después de dos horas a estas condiciones, se retiró el 02 y el oxígeno residual fue purgado del reactor con 2.2% en volumen de H20 y 97.8% en volumen de helio. En ese punto, se introdujo hidrógeno para cambiar la composición de gas a 20% en volumen de H2, 2.2% en volumen de H20 y 77.8% en volumen de helio. El catalizador fue reducido en estas condiciones por una hora. La composición de gas fue entonces cambiada a helio seco y el catalizador enfriado a temperatura de habitación y retirado del reactor . La primera prueba de aromatización fue llevada a cabo a una temperatura de 950°F y una presión de 1,000 psig con una alimentación mixta de C6 comprendiendo 60% en peso y n-hexano, 30% en peso de 3-met-ilpentano, y 10% en peso de metilciclopenta-no, a una WHSV de 6.0 peso/peso hr"1 y en presencia de hidrógeno, la relación H2 : hidrocarburo siendo de 6. El tiempo en corriente para el catalizador C fue de 14.6 horas, y para el catalizador D fue de 14.4 horas. Los resultados son señalados en la Tabla 3 a continuación :
Tabla 3
Los datos de la Tabla muestran que el catalizador C tenía un rendimiento de benceno del 14% mas que el catalizador D, y tenía mas de 50% menos productos indeseables de la corriente de alimentación que se desintegran a C^C^, . La segunda prueba de aromatización fue llevada a cabo a una temperatura de 860°F y una presión de 100 psig con una alimentación de naftas vírgenes ligeras a una WHSV de 1.0 peso/peso hr"1 y en presencia de hidrógeno, la relación H2: hidrocarburo siendo de 6. El tiempo en corriente para el catalizador C fue de 16.5 horas y el catalizador D fue de 16.3 horas. La composición de la alimentación LVN comprendió:
Los resultados de estas pruebas son señalados en la Tabla 4 a continuación. Tabla 4
Los datos de la Tabla muestran que el catalizador C tenía mas de 50% más rendimiento neto de A8 que el catalizador D, y tenía mas de 40% de reducción en la desintegración de la corriente de alimentación a Q.x-Q.z . El catalizador D produjo mas benceno y tolueno que el catalizador C, pero parcialmente a costa de xilenos mas deseables .
Claims (29)
- REIVINDICACIONES 1. Un catalizador de conversión de hidrocarburos de ceolita ligada a ceolita, el cual no contiene cantidades significativas de aglutinante no ceolítico y contiene al menos un metal de hidrogenación/deshidrogenación, que comprende: (a) primeros cristales de una primera ceolita, y (b) un aglutinante que comprende segundos cristales de una segunda ceolita; y (c) una cantidad efectiva de al menos un metal de hidrogenación/deshidrogenación; donde el catalizador de ceolita ligado a ceolita es susceptible de prepararse por: (a) proveer dichos primeros cristales de dicha primera ceolita; (b) formar un agregado ligado a sílice que comprende al menos una porción de dicho al menos un metal de hidrogenación/ deshidrogenación y dichos primeros cristales de dicha primera ceolita; y (c) convertir en la segunda ceolita el aglutinante de sílice de dicho agregado ligado a sílice, dicha porción de dicho al menos un metal de hidrogenación/deshidrogenación siendo añadida durante la preparación del catalizador después del paso (a) .
- 2. Un método de preparar un catalizador de ceolita ligado a ceolita que contiene un metal de hidrogenación/deshidrogenación que no contiene cantidades significativas de aglutinante no ceolítico y comprende primeros cristales de una primera ceolita, segundos cristales de una segunda ceolita, y dicho metal de hidrogenación/deshidrogenación, el cual método comprende convertir en la segunda ceolita el aglutinante de sílice de un agregado ligado a sílice que comprende los primeros cristales de una primera ceolita y al menos una porción de dicho al menos un metal de hidrogenación/deshidrogenación.
- 3. El catalizador o método definido en la reivindicación 1 o 2, donde los segundos cristales son inter-desarrollados y forman al menos un revestimiento parcial sobre los primeros cristales .
- 4. El catalizador o método definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el catalizador contiene menos de 5% en peso de aglutinante no ceolítico con base en el peso combinado de la primera ceolita y la segunda ceolita.
- 5. El catalizador o método definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los primeros cristales tienen un tamaño promedio de partícula mayor de 0.1 mieras .
- 6. El catalizador o método definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los segundos cristales tienen un tamaño promedio de partícula que es menor que el de los primeros cristales.
- 7. El catalizador o método definido en las reivindicaciones 5 y 6, donde el tamaño promedio de partícula de los primeros cristales es de 1 a 6 mieras y el tamaño promedio de partícula de los segundos cristales es de 0.1 a 0.5 mieras.
- 8. El catalizador o método definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los segundos cristales son al menos parcialmente resistentes a la atrición.
- 9. El catalizador o método definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la segunda ceolita tiene menor acidez que la primera ceolita.
- 10. El catalizador o método definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde la segunda ceolita tiene mayor acidez que la primera ceolita.
- 11. El catalizador o método definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la primera ceolita y la segunda ceolita son cada una, independientemente, una composición teniendo la siguiente relación molar: X203: (n)Y02, donde X es aluminio, boro, titanio, hierro y/o galio, Y es silicio, estaño y/o germanio, y n tiene un valor de al menos 1.
- 12. El catalizador o método definido en la reivindicación 11, donde la primera ceolita es un aluminosilicato con una relación molar de sílice a alúmina de 70:1 a 700:1 o un silicato de galio con una relación molar de sílice a galia de 20:1 a 500:1, y/o la segunda ceolita es un aluminosilicato con una relación molar de silice a alúmina mayor de 200 o un silicato de galio con una relación molar de sílice a galia mayor de 100.
- 13. El catalizador o método definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la primera ceolita y la segunda ceolita independientemente tienen cada una un tamaño de poro grande o un tamaño de poro intermedio, de preferencia cada una siendo de tamaño de poro intermedio.
- 14. El catalizador o método definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la primera ceolita y la segunda ceolita son cada una independientemente de un tipo de estructura seleccionado del grupo que consiste en OFF, BEA, MAZ, MEI, FAU, EMT, LTL, VFI , MOR, MFI, MFS, MEL, MTW, MTT, FER, EUO, HEU, TON, CHA, ERI, KFI , LEV y LTA.
- 15. El catalizador o método definido en la reivindicación 14, donde la primera ceolita y la segunda ceolita tienen estructura tipo LTL.
- 16. El catalizador o método definido en la reivindicación 14, donde la primera ceolita y la segunda ceolita tienen cada una independientemente una estructura MFI o MEL.
- 17. El catalizador o método definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el metal de hidrogenación/ deshidrogenación 'comprende un metal del grupo VIIIA, o un metal noble .
- 18. El catalizador o método definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el metal de hidrogenación/ deshidrogenación está presente en el catalizador en una cantidad de 0.05 a 3.0% en peso.
- 19. El catalizador o método definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la conversión del agluti-nante de sílice es llevada a cabo envejeciendo el agregado ligado a sílice que contiene el metal de hidrogenación/deshidrogenación y los primeros cristales de la primera ceolita a temperatura elevada en una solución iónica acuosa que contiene una fuente de iones hidroxi suficiente para convertir el aglutinante de sílice en la segunda ceolita.
- 20. El catalizador o método definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el agregado ligado a sílice es preparado formando una masa extruible que contiene sílice y los primeros cristales de la primera ceolita, extruyendo la masa extruible para formar un extrudado, y calcinando opcionalmente el extrudado.
- 21. El catalizador o método definido en la reivindicación 20, donde el metal está presente en la primera ceolita antes de formar la masa extruible.
- 22. El catalizador o método definido en la reivindicación 20, donde el metal está presente en el sílice de la masa extruible .
- 23. El catalizador o método definido en la reivindica-ción 20, donde el extrudado es calcinado y el metal es incorporado en el extrudado después de la calcinación.
- 24. El catalizador o método definido en la reivindicación 19, donde el metal es introducido en el agregado por adición a la solución acuosa. _ _
- 25. Un proceso para convertir hidrocarburos u oxigena-dos, que comprende poner en contacto material de alimentación que comprende hidrocarburo u oxigenado bajo condiciones de conversión de hidrocarburo u oxigenado con un catalizador de ceolita ligado a ceolita de acuerdo con la reivindicación 1, o cualquiera de las reivindicación 3 a 24 cuando depende de la reivindicación 1, o con un catalizador de ceolita ligado a ceolita preparado por el método de la reivindicación 2, o cualquiera de las reivindicaciones 3 a 24 cuando depende de la reivindicación 2.
- 26. El proceso definido en la reivindicación 25, donde la conversión es seleccionada del grupo que consiste en desintegración (craqueo) de hidrocarburos, isomerización de alquilo-aromáticos, desparafinación de hidrocarburos, desalquilación de alquilo-aromáticos, reformación de nafta a aromáticos, conversión de parafinas y/u olefinas en aromáticos, y conversión de oxigena-dos en productos de hidrocarburo.
- 27. El proceso definido en la reivindicación 25 o 26, donde la conversión es llevada a cabo a condiciones que comprenden una temperatura de 100 a 760°C y/o una presión de 10.1 kPa a 10.1 MPa (0.1 a 100 atmósferas) y/o una espacio velocidad horaria en peso de 0.09 a 200 hr_1.
- 28. El proceso definido en la reivindicación 25, 26 o 27, donde el proceso de conversión es isomerización de xileno, isomerización de una corriente C8 aromática que comprende etilbenceno, isómeros de xileno, o sus mezclas, desalquilación de alquilo-aromáticos, reformación de compuestos alifáticos a compuestos aromáticos, desparafinación de parafinas, o sus combinaciones .
- 29. El proceso definido en la reivindicación 25, 26 o 27, el cual comprende reformar parafinas a compuestos aromáticos, donde, en el catalizador de ceolita ligado a ceolita, la primera ceolita es ceolita L y la segunda ceolita es ceolita L.
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