[go: up one dir, main page]

NO308989B1 - New catalyst, process for its preparation and use of the catalyst for dehydrogenation of dehydrogenatable hydrocarbons - Google Patents

New catalyst, process for its preparation and use of the catalyst for dehydrogenation of dehydrogenatable hydrocarbons Download PDF

Info

Publication number
NO308989B1
NO308989B1 NO954943A NO954943A NO308989B1 NO 308989 B1 NO308989 B1 NO 308989B1 NO 954943 A NO954943 A NO 954943A NO 954943 A NO954943 A NO 954943A NO 308989 B1 NO308989 B1 NO 308989B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
catalyst
metal
group
weight
catalyst according
Prior art date
Application number
NO954943A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO954943L (en
NO954943D0 (en
Inventor
Duncan Akporiaye
Morten Roennekleiv
Preben Hasselgord
Ge Solbakken
Original Assignee
Norske Stats Oljeselskap
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from NO932173A external-priority patent/NO179131C/en
Application filed by Norske Stats Oljeselskap filed Critical Norske Stats Oljeselskap
Priority to NO954943A priority Critical patent/NO308989B1/en
Publication of NO954943L publication Critical patent/NO954943L/en
Publication of NO954943D0 publication Critical patent/NO954943D0/en
Publication of NO308989B1 publication Critical patent/NO308989B1/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en ny katalysator, en fremgangsmåte for fremstilling av katalysatoren og anvendelser av katalysatoren for dehydrogenering av dehydrogenerbare C2-C30-hydrokarboner, fortrinnsvis C2-C5-parafiner. The present invention relates to a new catalyst, a method for producing the catalyst and uses of the catalyst for dehydrogenation of dehydrogenable C2-C30 hydrocarbons, preferably C2-C5 paraffins.

Dehydrogenering av parafiner til olefiner er av stor kommersiell betydning som følge av behovet for olefiner for fremstilling av produkter som f.eks. høyoktanbensiner, syntetiske elastomerer, detergenter, plastmaterialer, ionebytterharpiks-er og farmasøytiske produkter. For at en dehydrogeneringsprosess skal kunne være kommersielt anvendelig er det nødvendig å benytte katalysatorer som oppviser høy aktivitet og som gir høy omsetning, har god selektivitet for dannelse av olefiner og oppviser god stabilitet. Dehydrogenation of paraffins to olefins is of great commercial importance due to the need for olefins for the production of products such as e.g. high octane petrols, synthetic elastomers, detergents, plastic materials, ion exchange resins and pharmaceutical products. In order for a dehydrogenation process to be commercially applicable, it is necessary to use catalysts which show high activity and which give a high turnover, have good selectivity for the formation of olefins and show good stability.

For dehydrogenering av parafiner er det tidligere kjent et stort antall katalysatorer av typen omfattende et fast bærermateriale på basis av uorganisk oksid og diverse katalytiske metaller og promotormetaller avsatt på bærermaterialet eller inkorporert i bærermaterialet på annen måte. Bærermaterialer på aluminiumoksidbasis har vært mye benyttet i slike dehydro-generingskatalysatorer. For the dehydrogenation of paraffins, a large number of catalysts of the type comprising a solid support material based on inorganic oxide and various catalytic metals and promoter metals deposited on the support material or incorporated into the support material in another way are known. Aluminum oxide-based carrier materials have been widely used in such dehydrogenation catalysts.

I US patentskrift nr. 4.788.371 beskrives en slik katalysator og en fremgangsmåte for dampdehydrogenering av dehydrogenerbare hydrokarboner med oksidativ oppvarmning. Et dehydrogen-erbart C2-C30-hydrokarbon, damp og en oksygenholdig gass bringes i kontakt i en reaksjonssone med en katalysator omfattende et edelmetall fra Gruppe VIII, én eller flere bestand-deler valgt blant lithium, kalium, rubidium, cesium og francium, og en bestanddel valgt blant bor, gallium, indium, germanium, tinn og bly, avsatt på et bærermateriale bestående av uorganisk oksid. Som bærermateriale foretrekkes aluminiumoksid med et overflateareal på 1-500 m<2>/g, fortrinnsvis 5-120 m<2>/g. I alle patentskriftets utførelseseksempler benyttes aluminiumoksid som katalysatorbærer. En foretrukken katalysator ifølge US patentskriftet inneholder ca. 0,70 vekt% platina, ca. 0,50 vekt% tinn og ca. 3,86 vekt% cesium og har et overflateareal på ca. 85 m<2>/g. US Patent No. 4,788,371 describes such a catalyst and a method for steam dehydrogenation of dehydrogenable hydrocarbons with oxidative heating. A dehydrogenable C2-C30 hydrocarbon, steam and an oxygen-containing gas are contacted in a reaction zone with a catalyst comprising a Group VIII noble metal, one or more constituents selected from lithium, potassium, rubidium, cesium and francium, and a component selected from boron, gallium, indium, germanium, tin and lead, deposited on a carrier material consisting of inorganic oxide. Aluminum oxide with a surface area of 1-500 m<2>/g, preferably 5-120 m<2>/g, is preferred as carrier material. In all the design examples of the patent document, aluminum oxide is used as a catalyst carrier. A preferred catalyst according to the US patent contains approx. 0.70 wt% platinum, approx. 0.50 wt% tin and approx. 3.86 wt% cesium and has a surface area of approx. 85 m<2>/g.

Blandinger av magnesiumoksid MgO og aluminiumoksid A1203 og blandoksider av Mg og Al er også blitt benyttet som katalysatorer og som bærermaterialer for katalysatorer. I interna-sjonal patentsøknad PCT/JP89/00053 beskrives en alkoksyler-ingskatalysator omfattende et magnesiumoksid som er blitt modifisert gjennom tilsetning av minst ett treverdig metall-ion, fortrinnsvis valgt blant Al<3+> og Ga3+. I britisk patent-søknad GB 2.225.731 beskrives en katalysator for hydrogenbe-handling, f.eks. hydrodemetallisering eller hydrodesulfure-ring, omfattende, i en i det vesentlige homogen fase, magnesiumoksid og aluminiumoksid hvor molforholdet Mg/Al fortrinnsvis er fra 3:1 til 10:1, samt et metall fra Gruppe VI og/eller minst ett metall fra Gruppe VIII. Mixtures of magnesium oxide MgO and aluminum oxide A1203 and mixed oxides of Mg and Al have also been used as catalysts and as carrier materials for catalysts. In international patent application PCT/JP89/00053, an alkylation catalyst comprising a magnesium oxide which has been modified through the addition of at least one trivalent metal ion, preferably chosen from Al<3+> and Ga3+, is described. In British patent application GB 2,225,731, a catalyst for hydrogen treatment is described, e.g. hydrodemetallization or hydrodesulfurization, comprising, in an essentially homogeneous phase, magnesium oxide and aluminum oxide where the molar ratio Mg/Al is preferably from 3:1 to 10:1, as well as a metal from Group VI and/or at least one metal from Group VIII .

Det har nå vist seg at dersom det sammen med et blandoksid av Mg og Al anvendes et edelmetall fra Gruppe VIII og visse promotorer av den art som er omtalt i det ovenfor omtalte US patentskrift nr. 4.788.371, kan det oppnås en katalysator som oppviser forbedrede aktivitetsverdier og bedre stabilitet ved dehydrogenering av dehydrogenerbare hydrokarboner. It has now been shown that if, together with a mixed oxide of Mg and Al, a noble metal from Group VIII and certain promoters of the type described in the above-mentioned US patent document No. 4,788,371 is used, a catalyst can be obtained which exhibits improved activity values and better stability when dehydrogenating dehydrogenable hydrocarbons.

Med oppfinnelsen tilveiebringes det således en katalysator omfattende en kombinasjon av en bærer bestående av magnesium, aluminium og oksygen; et edelmetall fra Gruppe VIII; et metall fra Gruppe IVA og eventuelt et alkalimetall fra Gruppe IA. Katalysatoren er kjennetegnet ved at bæreren i det vesentlige utgjøres av et blandoksid av magnesium og aluminium Mg(Al)0 som generelt har en MgO-struktur hvor Al<3+->kat-ioner har erstattet en del av Mg2+-kat ionene, i hvilket blandoksyd molforholdet mellom magnesium og aluminium er i området fra 1:1 til 10:1. The invention thus provides a catalyst comprising a combination of a carrier consisting of magnesium, aluminum and oxygen; a Group VIII precious metal; a metal from Group IVA and possibly an alkali metal from Group IA. The catalyst is characterized by the fact that the carrier essentially consists of a mixed oxide of magnesium and aluminum Mg(Al)0 which generally has an MgO structure where Al<3+-> cation ions have replaced part of the Mg2+ cation ions, in which mixed oxide the molar ratio between magnesium and aluminum is in the range from 1:1 to 10:1.

Det foretrekkes at katalysatoren er blitt underkastet en forbehandling omfattende en reduksjon, fortrinnsvis i hydrogen, en påfølgende oksidasjon, fortrinnsvis i luft som eventuelt er blandet med nitrogen, og til slutt en ny reduksjon, fortrinnsvis i hydrogen (ROR-forbehandling; ROR = Reduksjon-Oksidasjon-Reduksjon). It is preferred that the catalyst has been subjected to a pretreatment comprising a reduction, preferably in hydrogen, a subsequent oxidation, preferably in air possibly mixed with nitrogen, and finally a new reduction, preferably in hydrogen (ROR pretreatment; ROR = Reduction Oxidation-Reduction).

Edelmetallet fra Gruppe VIII velges fortrinnsvis blant platina og palladium, idet platina er mest foretrukket. Metallet fra Gruppe IVA velges fortrinnsvis blant tinn og germanium. Mest foretrukket er tinn. The noble metal from Group VIII is preferably chosen from platinum and palladium, platinum being the most preferred. The metal from Group IVA is preferably chosen from among tin and germanium. Most preferred is tin.

Det har vist seg at den nye katalysators selektivitet ved dehydrogenering forbedres ytterligere ved at den dessuten inneholder et alkalimetall fra Gruppe IA, fortrinnsvis cesium eller kalium, mest foretrukket cesium. It has been shown that the new catalyst's selectivity during dehydrogenation is further improved by the fact that it also contains an alkali metal from Group IA, preferably cesium or potassium, most preferably cesium.

Det er bemerkelsesverdig at den nye katalysator oppviser meget god aktivitet ved dehydrogenering av hydrokarboner selv med et lavt innhold av edelmetall fra Gruppe VIII på f. eks. 0,2-0,4 vekt%. It is remarkable that the new catalyst exhibits very good activity in the dehydrogenation of hydrocarbons even with a low content of noble metal from Group VIII of e.g. 0.2-0.4% by weight.

Katalysatoren ifølge oppfinnelsen kan hensiktsmessig inneholde : The catalyst according to the invention can suitably contain:

0,05 - 5,0 vekt% edelmetall fra Gruppe VIII, 0.05 - 5.0% by weight precious metal from Group VIII,

0,05 - 7,0 vekt% metall fra Gruppe IVA, 0.05 - 7.0% by weight metal from Group IVA,

0 - 5,0 vekt% metall fra Gruppe IA, 0 - 5.0% by weight metal from Group IA,

beregnet på katalysatorens totalvekt. calculated on the total weight of the catalyst.

Fortrinnsvis inneholder katalysatoren ifølge oppfinnelsen: Preferably, the catalyst according to the invention contains:

0,1 - 1,0 vekt% edelmetall fra Gruppe VIII, 0.1 - 1.0% by weight precious metal from Group VIII,

0,1 - 3,0 vekt% metall fra Gruppe IVA, 0.1 - 3.0 wt% metal from Group IVA,

0 - 0,7 vekt% metall fra Gruppe IA, 0 - 0.7% by weight metal from Group IA,

beregnet på katalysatorens totalvekt. calculated on the total weight of the catalyst.

Mest foretrukket inneholder katalysatoren ifølge oppfinnelsen: Most preferably, the catalyst according to the invention contains:

0,2 - 0,4 vekt% edelmetall fra Gruppe VIII, 0.2 - 0.4% by weight precious metal from Group VIII,

0,3 - 1,5 vekt% metall fra Gruppe IVA, 0.3 - 1.5% by weight metal from Group IVA,

0 - 0,6 vekt% metall fra Gruppe IA, 0 - 0.6% by weight metal from Group IA,

beregnet på katalysatorens totalvekt. calculated on the total weight of the catalyst.

Når katalysatoren ifølge oppfinnelsen inneholder et metall fra Gruppe IA, er mengden av dette vanligvis 0,1-1,0 vekt%, fortrinnsvis 0,3-0,7 vekt% og mest foretrukket 0,4-0,6 vekt%. Metallet fra Gruppe VIII, metallet fra Gruppe IVA og det valgfrie metall fra Gruppe IA kan inkorporeres i bæreren på en hvilken som helst i faget kjent måte. En foretrukken metode går ut på å impregnere oksidbæreren med oppløsninger eller suspensjoner av spaltbare forbindelser av metallene som skal inkorporeres. When the catalyst according to the invention contains a metal from Group IA, the amount of this is usually 0.1-1.0% by weight, preferably 0.3-0.7% by weight and most preferably 0.4-0.6% by weight. The Group VIII metal, the Group IVA metal and the optional Group IA metal can be incorporated into the carrier in any manner known in the art. A preferred method involves impregnating the oxide carrier with solutions or suspensions of fissile compounds of the metals to be incorporated.

Nedenfor skal katalysatoren og dens fremstilling beskrives nærmere med henvisning til utførelsesformer hvor det avsettes platina, tinn og eventuelt cesium på bærermaterialet, men redegjørelsen gjelder også for tilfeller hvor det avsettes andre metaller innenfor rammen av oppfinnelsen, med eventuelle tilpasninger som vil være åpenbare for en fagmann på området. Below, the catalyst and its manufacture will be described in more detail with reference to embodiments where platinum, tin and possibly cesium are deposited on the support material, but the explanation also applies to cases where other metals are deposited within the scope of the invention, with possible adaptations that will be obvious to a person skilled in the art in the area.

Blandoksidet av magnesium og aluminium, Mg(Al)0, som anvendes som bærermateriale i katalysatoren ifølge oppfinnelsen, kan fremstilles ved tilsetning av en oppløsning av natriumhydroksid og natriumkarbonat til en oppløsning av magnesiumnitrat og aluminiumnitrat etter metoden beskrevet i Journal of Catalysis 94, (1985), pp. 547-557. Istedenfor natriumhydroksid og natriumkarbonat kan det benyttes kaliumhydroksid og kalium-karbonat, se Applied Catalysis 54 (1989), p.p. 79-90. Ved inndamping (tørking) av de ovennevnte blandinger dannes forbindelsen hydrotalcit, Mg6Al2 (OH) 16C034H20, som etter kalsinering ved 500-800°C gir Mg(Al)0. Det foretrekkes imidlertid å modifisere denne fremgangsmåte noe ved å benytte ammonium-hydroksid og ammoniumkarbonat istedenfor de respektive forbindelser natriumhydroksid/kaliumhydroksid og natriumkarbon-at/kaliumkarbonat, da det derved oppnås et større og mer stabilt overflateareal. Det oppnådde Mg(Al)0 er kjennetegnet ved en magnesiumoksidstruktur hvor en del av magnesiumatomene er byttet ut med aluminiumatomer. Molforholdet Mg/Al er typisk i området fra 1:1 til 10:1, og overflatearealet er typisk i området fra 100 til 300 m<2>/g, helst i området fra 140 til 210 m<2>/g. Kornstørrelsen kan være i området fra 100 |im til 20 mm. The mixed oxide of magnesium and aluminum, Mg(Al)0, which is used as carrier material in the catalyst according to the invention, can be prepared by adding a solution of sodium hydroxide and sodium carbonate to a solution of magnesium nitrate and aluminum nitrate according to the method described in Journal of Catalysis 94, (1985 ), pp. 547-557. Instead of sodium hydroxide and sodium carbonate, potassium hydroxide and potassium carbonate can be used, see Applied Catalysis 54 (1989), p.p. 79-90. By evaporation (drying) of the above-mentioned mixtures, the compound hydrotalcite, Mg6Al2 (OH) 16C034H20, is formed, which after calcination at 500-800°C gives Mg(Al)0. However, it is preferred to modify this method somewhat by using ammonium hydroxide and ammonium carbonate instead of the respective compounds sodium hydroxide/potassium hydroxide and sodium carbonate/potassium carbonate, as a larger and more stable surface area is thereby obtained. The obtained Mg(Al)0 is characterized by a magnesium oxide structure where part of the magnesium atoms have been replaced by aluminum atoms. The molar ratio Mg/Al is typically in the range from 1:1 to 10:1, and the surface area is typically in the range from 100 to 300 m<2>/g, preferably in the range from 140 to 210 m<2>/g. The grain size can range from 100 µm to 20 mm.

Avsetningen av platina og tinn på Mg(Al)O-bærermaterialet kan med fordel foretas i ett trinn, f.eks. ved bruk av tinnklorid og heksaklorplatinasyre oppløst i etanol. En metode for avsetning av platina og tinn i ett trinn er beskrevet i J. Catalysis, vol. 128, 1991, side 1. Ved at det foretas en samtidig avsetning av tinn og platina på Mg(Al)O-materialet reduseres antallet nødvendige kalsineringstrinn, hvilket gir bedre muligheter for å oppnå et stort overflateareal på Mg(Al)O-materialet. Andre anvendelige impregneringsprosedyrer er beskrevet i det ovenfor omtalte US patentskrift nr. 4.788.371, i US patentskrift nr. 4.962.265 og i EP 0.098.622. The deposition of platinum and tin on the Mg(Al)O support material can advantageously be carried out in one step, e.g. using stannous chloride and hexachloroplatinic acid dissolved in ethanol. A method for the deposition of platinum and tin in one step is described in J. Catalysis, vol. 128, 1991, page 1. By simultaneously depositing tin and platinum on the Mg(Al)O material, the number of necessary calcination steps is reduced, which gives better possibilities for achieving a large surface area on the Mg(Al)O material. Other applicable impregnation procedures are described in the above-mentioned US Patent No. 4,788,371, in US Patent No. 4,962,265 and in EP 0,098,622.

Når katalysatoren skal inneholde cesium, kan det etter avsetningen av tinn og platina og påfølgende kalsinering foretas avsetning av cesium i et separat trinn ved bruk av cesiumnitrat oppløst i vann. Impregneringen med cesiumnitrat kan foretas som beskrevet i US patentskrift nr. 4.788.371. When the catalyst is to contain cesium, after the deposition of tin and platinum and subsequent calcination, the deposition of cesium can be carried out in a separate step using cesium nitrate dissolved in water. The impregnation with cesium nitrate can be carried out as described in US Patent No. 4,788,371.

ROR-forbehandlingen av katalysatoren utføres hensiktsmessig ved at det foretas en reduksjon av katalysatoren i hydrogen, en påfølgende oksidasjon i luft som eventuelt er blandet med nitrogen, og til slutt en ny reduksjon i hydrogen. Forbehandlingen kan foretas ved temperatur i området 500-700°C og ved bruk av volumhastigheter GHSV for behandlingsgassene på 10-100.000 N ml g"1h"<1>, fortrinnsvis 100-5000 N ml g"1 h"<1>. Den innledende reduksjon av katalysatoren med hydrogen utføres i et tidsrom av fra 1 minutt til 10 timer, vanligvis i ca. 2 timer. Også den påfølgende oksidasjon av den reduserte katalysator i luft, som eventuelt kan være blandet med nitrogen, utføres i et tidsrom av fra 1 minutt til 10 timer, normalt i ca. 2 timer. Oksidasjonen kan med fordel utføres ved at katalysatoren først behandles i ca. 1 time i en strøm av nitrogen inneholdende ca. 20 vol% luft og deretter i ca. 1 time i ren luft. Den avsluttende reduksjon med hydrogen utføres under tilsvarende betingelser som den innledende reduksjon. The ROR pre-treatment of the catalyst is suitably carried out by reducing the catalyst in hydrogen, a subsequent oxidation in air which is optionally mixed with nitrogen, and finally a further reduction in hydrogen. The pre-treatment can be carried out at a temperature in the range 500-700°C and using volume velocities GHSV for the treatment gases of 10-100,000 N ml g"1h"<1>, preferably 100-5000 N ml g"1 h"<1>. The initial reduction of the catalyst with hydrogen is carried out for a period of from 1 minute to 10 hours, usually for approx. 2 hours. The subsequent oxidation of the reduced catalyst in air, which may optionally be mixed with nitrogen, is also carried out for a period of from 1 minute to 10 hours, normally for approx. 2 hours. The oxidation can advantageously be carried out by first treating the catalyst for approx. 1 hour in a stream of nitrogen containing approx. 20 vol% air and then for approx. 1 hour in clean air. The final reduction with hydrogen is carried out under similar conditions as the initial reduction.

Oppfinnelsen angår således også en fremgangsmåte for fremstilling av en katalysator for dehydrogenering av dehydrogenerbare C2-C30-hydrokarboner, hvor det i en bærer bestående av magnesium, aluminium og oksygen inkorporeres et edelmetall fra Gruppe VIII, et metall fra Gruppe IVA og eventuelt et alkalimetall fra Gruppe IA. Fremgangsmåten er kjennetegnet ved at det anvendes en bærer bestående i det vesentlige av et blandoksid av magnesium og aluminium Mg(Al)0, i hvilket blandoksyd molforholdet mellom magnesium og aluminium er i området fra 1:1 til 10:1, fortrinnsvis fra 2:1 til 5:1, og at det oppnådde materiale underkastes en forbehandling (ROR-forbehandling) omfattende en reduksjon, fortrinnsvis i hydrogen, en påfølgende oksidasjon, fortrinnsvis i luft som eventuelt er blandet med nitrogen, og til slutt en andre reduksjon, fortrinnsvis i hydrogen. The invention thus also relates to a method for producing a catalyst for the dehydrogenation of dehydrogenable C2-C30 hydrocarbons, where a noble metal from Group VIII, a metal from Group IVA and optionally an alkali metal from Group IA. The method is characterized by the fact that a carrier consisting essentially of a mixed oxide of magnesium and aluminum Mg(Al)0 is used, in which mixed oxide the molar ratio between magnesium and aluminum is in the range from 1:1 to 10:1, preferably from 2: 1 to 5:1, and that the material obtained is subjected to a pre-treatment (ROR pre-treatment) comprising a reduction, preferably in hydrogen, a subsequent oxidation, preferably in air possibly mixed with nitrogen, and finally a second reduction, preferably in hydrogen.

Videre angår oppfinnelsen en anvendelse av den nye katalysator for dehydrogenering av dehydrogenerbare C2-C30-hydrokarboner, fortrinnsvis C2-C5-parafiner. Furthermore, the invention concerns an application of the new catalyst for dehydrogenation of dehydrogenable C2-C30 hydrocarbons, preferably C2-C5 paraffins.

I overensstemmelse med vanlig praksis ved dehydrogenering av hydrokarboner foretrekkes det å bringe hydrokarbonene i kontakt med den faste katalysator i gassfase, i blanding med vanlige tilsetninger som vanndamp, nitrogen og hydrogen. Til-førselsblandingen inneholdende hydrokarbonene blir fortrinnsvis tilført til en reaktor med ett eller flere stasjonære katalysatorsjikt, og dehydrogeneringen utføres fortrinnsvis ved en temperatur i området fra 500 til 700°C, ved et trykk i området fra 0,5 til 1,5 bar absolutt og ved bruk av en volumhastighet GHSV i området fra 10 til 10.000 N ml g"<1> h"<1>. In accordance with common practice in the dehydrogenation of hydrocarbons, it is preferred to bring the hydrocarbons into contact with the solid catalyst in gas phase, in admixture with common additives such as water vapour, nitrogen and hydrogen. The feed mixture containing the hydrocarbons is preferably fed to a reactor with one or more stationary catalyst beds, and the dehydrogenation is preferably carried out at a temperature in the range from 500 to 700°C, at a pressure in the range from 0.5 to 1.5 bar absolute and using a volume velocity GHSV in the range from 10 to 10,000 N ml g"<1> h"<1>.

Den nye katalysator har også vist seg meget velegnet i tilfeller hvor dehydrogeneringen av hydrokarboner utføres i kombinasjon med innblanding av oksygen og forbrenning av hydrogen, da den nye katalysator også virker selektivt katalytisk på oksidasjon av hydrogen til vann. The new catalyst has also proven to be very suitable in cases where the dehydrogenation of hydrocarbons is carried out in combination with the mixing of oxygen and the combustion of hydrogen, as the new catalyst also has a selective catalytic effect on the oxidation of hydrogen to water.

Det er velkjent at det ved dehydrogenering av dehydrogenerbare hydrokarboner er fordelaktig å oksidere hydrogenet som dannes ved reaksjonen, med en oksygenholdig gass. Fordi dehydrogeneringsprosessen er endoterm, kan oksidasjon av det dannede hydrogen utnyttes til å opprettholde den ønskede reaksjonstemperatur under dehydrogeneringen. For dette opp-varmningsformål vil det også ofte være hensiktsmessig å til-føre reaksjonsblandingen en supplerende mengde resirkulert hydrogen. I tillegg til den varmebalanse som dermed kan oppnås, vil den minskning av hydrogenkonsentrasjonen i reaksjonsblandingen som oppnås ved forbrenningen, dessuten for-skyve likevekten av de ønskede dehydrogeneringsreaksjoner mot høyere utbytte av umettede hydrokarboner. Skjønt en høy hyd-rogenomsetning av den grunn vil være gunstig, er det viktig å unngå ledsagende oksidasjon av hydrokarboner, hvilket ville redusere det totale utbytte ved prosessen. Det er derfor viktig å oppnå en mest mulig selektiv oksidasjon av hydrogenet som dannes under dehydrogeneringsprosessen. En slik selektiv oksidasjon har vist seg å oppnås med den nye katalysator . It is well known that when dehydrogenating dehydrogenable hydrocarbons it is advantageous to oxidize the hydrogen formed in the reaction with an oxygen-containing gas. Because the dehydrogenation process is endothermic, oxidation of the hydrogen formed can be used to maintain the desired reaction temperature during the dehydrogenation. For this heating purpose, it will also often be appropriate to add a supplementary amount of recycled hydrogen to the reaction mixture. In addition to the heat balance that can thus be achieved, the reduction in the hydrogen concentration in the reaction mixture that is achieved by combustion will also shift the equilibrium of the desired dehydrogenation reactions towards a higher yield of unsaturated hydrocarbons. Although a high hydrogen turnover would therefore be beneficial, it is important to avoid accompanying oxidation of hydrocarbons, which would reduce the overall yield of the process. It is therefore important to achieve the most selective oxidation of the hydrogen that is formed during the dehydrogenation process. Such selective oxidation has been shown to be achieved with the new catalyst.

Oppfinnelsen angår således også en anvendelse av den nye katalysator for dehydrogenering av dehydrogenerbare C2-C30-hydrokarboner, fortrinnsvis C2-C5-parafiner, i kombinasjon med innblanding av oksygenholdig gass, fortrinnsvis oksygen, og forbrenning av hydrogen. The invention thus also relates to an application of the new catalyst for dehydrogenation of dehydrogenable C2-C30 hydrocarbons, preferably C2-C5 paraffins, in combination with the mixing of oxygen-containing gas, preferably oxygen, and combustion of hydrogen.

I overensstemmelse med vanlig praksis ved denne type dehydrogenering av hydrokarboner bringes hydrokarbonene i kontakt med den faste katalysator i gassfase, i blanding med en oksygenholdig gass og med vanlige tilsetninger som vanndamp, eventuelle supplerende mengder hydrogen og nitrogen. Tilfør-selsblandingen inneholdende hydrokarbonene blir fortrinnsvis tilført til en reaktor med ett eller flere stasjonære katalysators j ikt, idet det foretas tilførsel av oksygenholdig gass også mellom katalysatorsjiktene når flere slike benyttes. Dehydrogeneringen utføres fortrinnsvis ved en temperatur i området fra 400 til 700°C, ved et trykk i området fra 0,5 til 3 bar absolutt og ved bruk av en volumhastighet GHSV i området fra 10 til 10.000 N ml g<1> h"<1.>In accordance with common practice for this type of dehydrogenation of hydrocarbons, the hydrocarbons are brought into contact with the solid catalyst in gas phase, in a mixture with an oxygen-containing gas and with usual additives such as water vapour, any supplementary amounts of hydrogen and nitrogen. The feed mixture containing the hydrocarbons is preferably fed to a reactor with one or more stationary catalyst beds, where oxygen-containing gas is also supplied between the catalyst beds when several of these are used. The dehydrogenation is preferably carried out at a temperature in the range from 400 to 700°C, at a pressure in the range from 0.5 to 3 bar absolute and using a volume velocity GHSV in the range from 10 to 10,000 N ml g<1> h"< 1.>

Ved begge de to typer dehydrogeneringsprosess vil katalysatorens aktivitet avta med tiden. Når aktiviteten er blitt uønsket lav, kan katalysatoren regenereres, f.eks. i den samme reaktor. Regenerering kan foretas ved at dannet koks på katalysatoren avbrennes med oksygenholdig gass i et tidsrom av fra 1 minutt til 10 timer, fortrinnsvis i en strøm av luft som eventuelt er blandet med nitrogen. Deretter underkastes katalysatoren en reduksjonsbehandling i et tidsrom av fra 1 minutt til 10 timer i en strøm av hydrogen. Behandlingene utføres hensiktsmessig ved 300-700°C, under anvendelse av volumhastigheter GHSV for behandlingsstrømmene på 10-10.000 N ml g"<1> h"<1>, fortrinnsvis 100-5000 N ml g"<1>h"<1>. Eventuelt kan det foretas en redispergering av edelmetallet, f.eks. platina, i katalysatoren, med en klorholdig gass etter koksavbrenningen, men før reduksjonsbehandlingen foretas. In both types of dehydrogenation process, the activity of the catalyst will decrease with time. When the activity has become undesirably low, the catalyst can be regenerated, e.g. in the same reactor. Regeneration can be carried out by burning off coke formed on the catalyst with oxygen-containing gas for a period of from 1 minute to 10 hours, preferably in a stream of air which is optionally mixed with nitrogen. The catalyst is then subjected to a reduction treatment for a period of from 1 minute to 10 hours in a stream of hydrogen. The treatments are conveniently carried out at 300-700°C, using volume velocities GHSV for the treatment streams of 10-10,000 N ml g"<1> h"<1>, preferably 100-5000 N ml g"<1>h"<1> . Optionally, a redispersion of the precious metal can be carried out, e.g. platinum, in the catalyst, with a chlorine-containing gas after the coke burning, but before the reduction treatment is carried out.

Gjennom regenereringen av katalysatoren gjenopprettes de opp-rinnelige katalysatoregenskaper i vesentlig grad. Gjenopprettelsen av katalysatorens aktivitet og selektivitet skjer mer fullstendig i temperaturområdet fra 300°C til400 °C enn ved de høyere temperaturer. Også innblanding av nitrogen i luft-strømmen som anvendes ved oksidasjonen har tendens til å bedre gjenopprettelsen av katalysatoregenskapene. Through the regeneration of the catalyst, the original catalyst properties are restored to a significant extent. The restoration of the catalyst's activity and selectivity occurs more completely in the temperature range from 300°C to 400°C than at the higher temperatures. Also mixing nitrogen into the air flow used in the oxidation tends to improve the restoration of the catalyst properties.

Sammenlignet med de tidligere kjente dehydrogeneringskata-lysatorer på aluminiumoksidbasis oppviser den nye katalysator forbedrede aktivitetsverdier og forbedret stabilitet. Compared to the previously known dehydrogenation catalysts based on aluminum oxide, the new catalyst exhibits improved activity values and improved stability.

Oppfinnelsen belyses nærmere i de nedenstående eksempler. The invention is explained in more detail in the examples below.

Eksempel 1 Example 1

Det ble fremstilt et Mg(Al)0-materiale med et atomforhold Mg/Al på fra 2:1 til 3:1 etter følgende prosedyre: En vandig oppløsning av 1,13 mol NaOH og 0,045 mol Na2C03 ble blandet med en oppløsning av 0,91 mol Mg (N03) 26H20 og 0,09 mol A1(N03) 39H20 ved ca. 75°C (pH = 9,5). Etter filtrering, vasking og tørking ved ca. 100°C i ca. 15 timer ble det dannet hydrotalcit, Mg6Al2 (OH) 16C034H20. Strukturen ble bekreftet ved rønt-gendiffraksjonsanalyse. Det oppnådde materiale ble kalsinert ved 700°C i ca. 15 timer, hvorved det ble dannet Mg(Al)0. Strukturen ble bekreftet ved røntgendiffraksjonsanalyse, og overflatearealet ble målt til 156 m<2>/g. A Mg(Al)0 material with an atomic ratio Mg/Al of from 2:1 to 3:1 was prepared by the following procedure: An aqueous solution of 1.13 mol NaOH and 0.045 mol Na2CO3 was mixed with a solution of 0 .91 mol Mg (N03) 26H20 and 0.09 mol Al(N03) 39H20 at approx. 75°C (pH = 9.5). After filtering, washing and drying at approx. 100°C for approx. 15 hours, hydrotalcite, Mg6Al2 (OH)16C034H20, was formed. The structure was confirmed by X-ray diffraction analysis. The obtained material was calcined at 700°C for approx. 15 hours, whereby Mg(Al)0 was formed. The structure was confirmed by X-ray diffraction analysis, and the surface area was measured to be 156 m<2>/g.

Eksempel 2 Example 2

Det ble fremstilt et Mg (Al) O-materiale med et atomforhold Mg/Al på fra 2:1 til 3:1 etter følgende prosedyre: En vandig oppløsning av 1,13 mol NH40H og 0, 045 mol (NH4)2C03 ble blandet med en vandig oppløsning av 0,91 mol Mg(N03) 26H20 og 0,09 mol A1(N03) 39H20 ved temperatur ca. 75°C (pH = 9,5). Etter filtrering, vasking og tørking ved ca. 10 0°C i ca. 15 timer ble det dannet hydrotalcit, Mg6Al2 (OH) 16C034H20. Det oppnådde materiale ble kalsinert ved 700°C i ca. 15 timer, hvorved det ble dannet Mg(Al)0. Strukturen ble bekreftet ved røntgendiffraksjonsana-lyse, og overflatearealet ble målt til 198 m<2>/g. A Mg(Al)O material with an atomic ratio Mg/Al of from 2:1 to 3:1 was prepared by the following procedure: An aqueous solution of 1.13 mol NH4OH and 0.045 mol (NH4)2CO3 was mixed with an aqueous solution of 0.91 mol Mg(N03) 26H20 and 0.09 mol A1(N03) 39H20 at a temperature of approx. 75°C (pH = 9.5). After filtering, washing and drying at approx. 10 0°C for approx. 15 hours, hydrotalcite, Mg6Al2 (OH)16C034H20, was formed. The obtained material was calcined at 700°C for approx. 15 hours, whereby Mg(Al)0 was formed. The structure was confirmed by X-ray diffraction analysis, and the surface area was measured to be 198 m<2>/g.

Eksempel 3 Example 3

Et Mg (Al) O-materiale med kornstørrelse 300-400 (im fremstilt i henhold til eksempel 1 ble impregnert med en oppløsning inneholdende tinnklorid og heksaklorplatinasyre og med en oppløs-ning av cesiumnitrat etter følgende prosedyre: 0,1150 g SnCl22H20 og 0,0805 g H2PtCl66H20 ble oppløst i 60 ml etanol, og blandingen ble tilsatt til 10,1 g Mg(Al)0. Da impregneringen var fullstendig, ble det oppnådde materiale inndampet til tørrhet i vakuum og deretter tørket ved ca. 100°C i ca. 15 timer. Det tørkede materiale ble så kalsinert ved 560°C i ca. 3 timer i luft tilført i en mengde av 100 cm<3>/min. 0,0711 g CsN03 oppløst i 25 ml vann ble så tilsatt til det kalsinerte materiale. Da impregneringen var fullstendig, ble det oppnådde materiale tørket ved ca. 100°C i ca. 15 timer. Det tørkede materiale ble kalsinert ved 560°C i ca. 3 timer i luft tilført i en mengde av 100 cm<3>/min. 3 g av det kalsinerte produkt ble deretter redusert ved 600°C i 2 timer i en strøm av H2 tilført i en mengde av 20 cm<3>/min. A Mg(Al)O material with a grain size of 300-400 (im) produced according to Example 1 was impregnated with a solution containing stannous chloride and hexachloroplatinic acid and with a solution of cesium nitrate according to the following procedure: 0.1150 g of SnCl22H20 and 0. 0805 g of H 2 PtCl 6 6 H 2 O was dissolved in 60 ml of ethanol, and the mixture was added to 10.1 g of Mg(Al) 0. When the impregnation was complete, the obtained material was evaporated to dryness in vacuo and then dried at about 100°C for about . 15 hours. The dried material was then calcined at 560°C for about 3 hours in air supplied at a rate of 100 cm<3>/min. 0.0711 g of CsN03 dissolved in 25 ml of water was then added to the calcined material. When the impregnation was complete, the obtained material was dried at about 100°C for about 15 hours. The dried material was calcined at 560°C for about 3 hours in air supplied in an amount of 100 cm<3> /min 3 g of the calcined product was then reduced at 600°C for 2 hours in a stream of H2 supplied in an amount of 20 cm<3>/min.

Det reduserte produkt ble så oksidert ved 600°C i ca. 1 time i en strøm av N2 inneholdende 20 vol% luft, tilført i en mengde av 50 cm<3>/min, og i ca. 1 time i ren luft tilført i en mengde av 50 cm<3>/min. Det oksiderte produkt ble deretter redusert på samme måte som før oksidasjonen. The reduced product was then oxidized at 600°C for approx. 1 hour in a stream of N2 containing 20 vol% air, supplied at a rate of 50 cm<3>/min, and for approx. 1 hour in clean air supplied at a rate of 50 cm<3>/min. The oxidized product was then reduced in the same way as before the oxidation.

Det ble oppnådd en katalysator med kjemisk sammensetning: A catalyst was obtained with the chemical composition:

0,3 vekt% Pt 0.3 wt% Pt

0,6 vekt% Sn 0.6 wt% Avg

0,5 vekt% Cs 0.5 wt% Cs

98, 6 vekt% Mg(Al)0. 98.6 wt% Mg(Al)0.

Katalysatoren ble testet ved dehydrogenering av propan i en mikroreaktor med stasjonært katalysatorsjikt ved de følgende betingelser: The catalyst was tested in the dehydrogenation of propane in a microreactor with a stationary catalyst bed under the following conditions:

De oppnådde resultater er angitt i tabell 1. The results obtained are shown in table 1.

Eksempel 4 - Sammenligningseksempel. Example 4 - Comparative example.

Prosedyren ifølge eksempel 3 ble fulgt, bortsett fra at man etter den første reduksjon av det kalsinerte produkt med H2 utelot oksidasjonen i luftholdig N2 og den etterfølgende andre reduksjon med H2. The procedure according to Example 3 was followed, except that after the first reduction of the calcined product with H 2 , the oxidation in gaseous N 2 and the subsequent second reduction with H 2 were omitted.

Katalysatoren ble anvendt for dehydrogenering av propan under de samme betingelser som i eksempel 3. De oppnådde resultater er angitt i tabell 1. The catalyst was used for dehydrogenation of propane under the same conditions as in example 3. The results obtained are shown in table 1.

Eksempel 5 Example 5

Prosedyren ifølge eksempel 3 ble fulgt, inklusive etterbehandlingen bestående i reduksjon og påfølgende oksidasjon og ny reduksjon (ROR-forbehandling) av den kalsinerte katalysator, men impregneringen med CsN03 for inkorporering av cesium ble utelatt. Impregneringen med en oppløsning inneholdende tinnklorid og heksaklorplatinasyre ble foretatt med slike mengder tinnklorid og heksaklorplatinasyre tilstede at det ble oppnådd en katalysator med kjemisk sammensetning: The procedure of Example 3 was followed, including the post-treatment consisting of reduction and subsequent oxidation and re-reduction (ROR pre-treatment) of the calcined catalyst, but the impregnation with CsN0 3 for the incorporation of cesium was omitted. The impregnation with a solution containing stannous chloride and hexachloroplatinic acid was carried out with such amounts of stannous chloride and hexachloroplatinic acid present that a catalyst with the chemical composition was obtained:

0,3 vekt% Pt 0.3 wt% Pt

0,6 vekt% Sn 0.6 wt% Avg

99,1 vekt% Mg(Al)O. 99.1 wt% Mg(Al)O.

Katalysatoren ble anvendt for dehydrogenering av propan under de samme betingelser som i eksempel 3. De oppnådde resultater er angitt i tabell 1. The catalyst was used for dehydrogenation of propane under the same conditions as in example 3. The results obtained are shown in table 1.

Eksempel 6 Example 6

Et Mg (Al) O-materiale med kornstørrelse 300-400 (am fremstilt i henhold til eksempel 2 ble impregnert med en oppløsning inneholdende tinnklorid og heksaklorplatinasyre etter følgende prosedyre: 0,1150 g SnCl22H20 og 0,0805 g H2PtCl66H20 ble oppløst i 60 ml etanol, og blandingen ble tilsatt til 10,1 g Mg(Al)0. Da impregneringen var fullstendig, ble det oppnådde materiale inndampet til tørrhet i vakuum og deretter tørket ved ca. 100°C i ca. 15 timer. Det tørkede materiale ble så kalsinert ved 56 0°C i ca. 3 timer i luft tilført i en mengde av 100 cm<3>/min. A Mg(Al)O material with a grain size of 300-400 (am prepared according to Example 2 was impregnated with a solution containing stannous chloride and hexachloroplatinic acid according to the following procedure: 0.1150 g of SnCl22H20 and 0.0805 g of H2PtCl66H20 were dissolved in 60 ml ethanol, and the mixture was added to 10.1 g of Mg(Al)O. When the impregnation was complete, the material obtained was evaporated to dryness in vacuo and then dried at about 100°C for about 15 hours. The dried material was then calcined at 56 0°C for about 3 hours in air supplied at a rate of 100 cm<3>/min.

Det kalsinerte produkt ble deretter redusert ved 600°C i 2 timer i en strøm av H2 tilført i en mengde av 2 0 cm<3>/min. The calcined product was then reduced at 600°C for 2 hours in a stream of H2 supplied at a rate of 20 cm<3>/min.

Det reduserte produkt ble så oksidert ved 60 0°C i ca. 1 time i en strøm av N2 inneholdende 20 vol% luft, tilført i en mengde av 50 cm<3>/min, og i ca. 1 time i ren luft tilført i en mengde av 50 cm<3>/min. Det oksiderte produkt ble deretter redusert på samme måte som før oksidasjonen. The reduced product was then oxidized at 60 0°C for approx. 1 hour in a stream of N2 containing 20 vol% air, supplied at a rate of 50 cm<3>/min, and for approx. 1 hour in clean air supplied at a rate of 50 cm<3>/min. The oxidized product was then reduced in the same way as before the oxidation.

Det ble oppnådd en katalysator med kjemisk sammensetning: A catalyst was obtained with the chemical composition:

0,3 vekt% Pt 0.3 wt% Pt

0,6 vekt% Sn 0.6 wt% Avg

99,1 vekt% Mg(Al)0. 99.1% by weight Mg(Al)0.

Katalysatoren ble anvendt for dehydrogenering av propan under de samme betingelser som i eksempel 3. De oppnådde resultater er angitt i tabell 1. The catalyst was used for dehydrogenation of propane under the same conditions as in example 3. The results obtained are shown in table 1.

Eksempel 7 Example 7

Prosedyren ifølge eksempel 6 ble fulgt, inklusive etterbehandlingen bestående i reduksjon og påfølgende oksidasjon og ny reduksjon (ROR-forbehandling) av den kalsinerte katalysator, men impregneringen med en oppløsning inneholdende tinnklorid og heksaklorplatinasyre ble foretatt med slike mengder tinnklorid og heksaklorplatinasyre tilstede at det ble oppnådd en katalysator med kjemisk sammensetning: The procedure of Example 6 was followed, including the post-treatment consisting of reduction and subsequent oxidation and re-reduction (ROR pre-treatment) of the calcined catalyst, but the impregnation with a solution containing stannous chloride and hexachloroplatinic acid was carried out with such amounts of stannous chloride and hexachloroplatinic acid present that it was obtained a catalyst with chemical composition:

0,3 vekt% Pt 0.3 wt% Pt

0,9 vekt% Sn 0.9% by weight Avg

98,8 vekt% Mg(Al)0. 98.8% by weight Mg(Al)0.

Katalysatoren ble anvendt for dehydrogenering av propan under de samme betingelser som i eksempel 3. De oppnådde resultater er angitt i tabell 1. The catalyst was used for dehydrogenation of propane under the same conditions as in example 3. The results obtained are shown in table 1.

Eksempel 8 Example 8

Prosedyren ifølge eksempel 6 ble fulgt, inklusive etterbehandlingen bestående i reduksjon og påfølgende oksidasjon og ny reduksjon (ROR-forbehandling) av den kalsinerte katalysator, men impregneringen med en oppløsning inneholdende tinnklorid og heksaklorplatinasyre ble foretatt med slike mengder tinnklorid og heksaklorplatinasyre tilstede at det ble oppnådd en katalysator med kjemisk sammensetning: The procedure of Example 6 was followed, including the post-treatment consisting of reduction and subsequent oxidation and re-reduction (ROR pre-treatment) of the calcined catalyst, but the impregnation with a solution containing stannous chloride and hexachloroplatinic acid was carried out with such amounts of stannous chloride and hexachloroplatinic acid present that it was obtained a catalyst with chemical composition:

0,3 vekt% Pt 0.3 wt% Pt

1,2 vekt% Sn 1.2 wt% Avg

98,5 vekt% Mg(Al)0. 98.5% by weight Mg(Al)0.

Katalysatoren ble anvendt for dehydrogenering av propan under de samme betingelser som i eksempel 3. De oppnådde resultater er angitt i tabell 1. The catalyst was used for dehydrogenation of propane under the same conditions as in example 3. The results obtained are shown in table 1.

Eksempel 9 - Sammenligningseksempel. Example 9 - Comparative example.

Det ble fremstilt en kjent dehydrogeneringskatalysator, etter fremgangsmåten beskrevet i US patentskrift nr. 4.788.371. 0,179 g SnCl22H20 oppløst i 14 ml vann ble tilsatt til 18,8 g A known dehydrogenation catalyst was prepared according to the method described in US Patent No. 4,788,371. 0.179 g of SnCl22H20 dissolved in 14 ml of water was added to 18.8 g

6-aluminiumoksid med kornstørrelse 100 - 4 00 (am. Da impregneringen var fullstendig, ble det resulterende materiale tør-ket ved ca. 10 0°C i ca. 6 timer. Det tørkede materiale ble kalsinert i ca. 3 timer ved 600°C i en strøm av luft tilført i en mengde av 100 cm<3>/min. 6-alumina with a grain size of 100 - 400 (am. When the impregnation was complete, the resulting material was dried at about 100°C for about 6 hours. The dried material was calcined for about 3 hours at 600° C in a stream of air supplied at a rate of 100 cm<3>/min.

0,349 g H2PtCl66H20 oppløst i 14 ml vann ble tilsatt til det kalsinerte materiale. Da impregneringen var fullstendig, ble det resulterende materiale tørket ved ca. 10 0°C i ca. 15 timer. Det tørkede materiale ble kalsinert i ca. 3 timer ved 570°C i en strøm av luft inneholdende 10 % vanndamp, tilført i en mengde av ca. 100 cm<3>/min. 0.349 g of H 2 PtCl 6 6 H 2 O dissolved in 14 ml of water was added to the calcined material. When the impregnation was complete, the resulting material was dried at approx. 10 0°C for approx. 15 hours. The dried material was calcined for approx. 3 hours at 570°C in a stream of air containing 10% water vapour, added in a quantity of approx. 100 cm<3>/min.

1,06 g CsN03 oppløst i 14 ml vann ble tilsatt til det kalsinerte materiale. Da impregneringen var fullstendig, ble det resulterende materiale tørket ved ca. 100°C i ca. 30 timer. Det tørkede materiale ble kalsinert i ca. 3 timer ved 570°C i en luftstrøm tilført i en mengde av ca. 100 cm<3>/min. 3 g av den oppnådde katalysator ble deretter redusert ved 600°C i ca. 2 timer i en strøm av H2 tilført i en mengde av 20 cm<3>/min. 1.06 g of CsNO 3 dissolved in 14 ml of water was added to the calcined material. When the impregnation was complete, the resulting material was dried at approx. 100°C for approx. 30 hours. The dried material was calcined for approx. 3 hours at 570°C in an air flow supplied in a quantity of approx. 100 cm<3>/min. 3 g of the catalyst obtained was then reduced at 600°C for approx. 2 hours in a stream of H2 supplied at a rate of 20 cm<3>/min.

Det ble oppnådd en katalysator med kjemisk sammensetning: A catalyst was obtained with the chemical composition:

0,7 vekt% Pt 0.7 wt% Pt

0,5 vekt% Sn 0.5% by weight Avg

3,9 vekt% Cs 3.9 wt% Cs

94,9 vekt% 0-aluminiumoksid. 94.9% by weight 0-alumina.

Katalysatoren ble anvendt for dehydrogenering av propan under de samme betingelser som i eksempel 3. De oppnådde resultater er angitt i tabell 1. The catalyst was used for dehydrogenation of propane under the same conditions as in example 3. The results obtained are shown in table 1.

Eksempel 10 - Sammenligningseksempel. Example 10 - Comparative example.

Katalysatorfremstillingen ifølge eksempel 9 ble gjentatt, hvoretter 3 g av den reduserte katalysator ble oksidert ved 600°C i ca. 1 time i en strøm av N2 inneholdende 20 vol% luft, tilført i en mengde av 50 cm<3>/min, og i ca. 1 time i ren luft tilført i en mengde av 50 cm<3>/min. Det oksiderte produkt ble deretter redusert på samme måte som før oksidasjonen, dvs. ved 600°C i 2 timer i en strøm av H2 tilført i en mengde av 20 cm<3>/min. The catalyst preparation according to example 9 was repeated, after which 3 g of the reduced catalyst was oxidized at 600°C for approx. 1 hour in a stream of N2 containing 20 vol% air, supplied at a rate of 50 cm<3>/min, and for approx. 1 hour in clean air supplied at a rate of 50 cm<3>/min. The oxidized product was then reduced in the same way as before the oxidation, i.e. at 600°C for 2 hours in a stream of H2 supplied at a rate of 20 cm<3>/min.

Etterbehandlingen av katalysatoren etter kalsineringen til-svarte således en ROR-forbehandling som foreskrevet for kata-lysatorene ifølge oppfinnelsen. The post-treatment of the catalyst after the calcination thus corresponded to an ROR pre-treatment as prescribed for the catalysts according to the invention.

Katalysatoren ble anvendt for dehydrogenering av propan under de samme betingelser som i eksempel 3. De oppnådde resultater er angitt i tabell 1. Resultatene i tabell 1 viser at en ROR-forbehandlet katalysator ifølge oppfinnelsen gir en stor økning i omsetningen av propan sammenlignet med en tilsvarende katalysator som ikke er blitt underkastet slik forbehandling (eksempel 3 sammenlignet med eksempel 4). Selektiviteten for dannelse av propen opprettholdes på omtrent samme nivå, hvorved det totale utbytte av propen økes vesentlig. The catalyst was used for the dehydrogenation of propane under the same conditions as in example 3. The results obtained are shown in table 1. The results in table 1 show that an ROR-pretreated catalyst according to the invention gives a large increase in the turnover of propane compared to a corresponding catalyst which has not been subjected to such pre-treatment (Example 3 compared to Example 4). The selectivity for the formation of propene is maintained at approximately the same level, whereby the total yield of propene is substantially increased.

Resultatene i tabell 1 viser også at det med en økning av Mg (Al) O-materialet s overf lateareal fra 156 m<2>/g til 198 m<2>/g oppnås en noe mer stabil katalysator og dermed en økning i utbyttet av propen etter 25 timer (eksempel 6 sammenlignet med eksempel 5). The results in table 1 also show that with an increase in the surface area of the Mg (Al)O material from 156 m<2>/g to 198 m<2>/g, a somewhat more stable catalyst is obtained and thus an increase in the yield of propene after 25 hours (Example 6 compared to Example 5).

Økning av katalysatorens innhold av Sn fra 0,6 vekt% til 0,9 vekt% ser ut til å gi en ytterligere økning i utbyttet av propen (eksempel 7 sammenlignet med eksempel 6). Increasing the catalyst's content of Sn from 0.6 wt% to 0.9 wt% appears to give a further increase in the yield of propene (Example 7 compared to Example 6).

Den kjente katalysator ifølge eksempel 9 gir et vesentlig lavere utbytte av propen enn de nye katalysatorer (eksempler 3, 5, 6, 7, 8) . Når den kjente katalysator ifølge eksempel 9 underkastes en fullstendig ROR-forbehandling som foreskrevet i henhold til oppfinnelsen (eksempel 10), forbedres utbyttet også for den kjente katalysator. Dog har ROR-forbehandlingen ikke på langt nær så god forbedrende virkning på den kjente katalysator som på de nye katalysatorer, slik at de nye katalysatorer også gir vesentlig bedre utbytte av propen enn den ROR-forbehandlede katalysator ifølge eksempel 10. The known catalyst according to example 9 gives a substantially lower yield of propene than the new catalysts (examples 3, 5, 6, 7, 8). When the known catalyst according to example 9 is subjected to a complete ROR pretreatment as prescribed according to the invention (example 10), the yield is also improved for the known catalyst. However, the ROR pretreatment does not have nearly as good an improving effect on the known catalyst as on the new catalysts, so that the new catalysts also give a significantly better yield of propene than the ROR pretreated catalyst according to example 10.

Eksempel 11. Example 11.

Ydelsen av én av de nye katalysatorer ifølge oppfinnelsen ble sammenlignet med ydelsen av en kjent katalysator ved dehydrogenering av propan utført i kombinasjon med forbrenning av hydrogen med oksygenholdig gass. Kombinasjonen av dehydrogenering og hydrogenforbrenning ble utført i en reaktor omfattende to katalysatorsoner og en mellomliggende oksygeninn-blandingssone. I tillegg til at oksygen ble tilsatt til fødingen til den første katalysatorsone, ble oksygen også innført i oksygeninnblandingssonen mellom de to katalysatorsoner. The performance of one of the new catalysts according to the invention was compared with the performance of a known catalyst in the dehydrogenation of propane carried out in combination with the combustion of hydrogen with oxygen-containing gas. The combination of dehydrogenation and hydrogen combustion was carried out in a reactor comprising two catalyst zones and an intermediate oxygen mixing zone. In addition to oxygen being added to the feed to the first catalyst zone, oxygen was also introduced into the oxygen mixing zone between the two catalyst zones.

Den nye katalysator (I) besto av 0,3 vekt% Pt og 1,2 vekt% Sn på Mg(Al)0 og var en katalysator som den ifølge eksempel 8 ovenfor, bortsett fra at den var fremstilt med kornstørrelse 1-2 mm. The new catalyst (I) consisted of 0.3 wt% Pt and 1.2 wt% Sn on Mg(Al)0 and was a catalyst like that of Example 8 above, except that it was prepared with a grain size of 1-2 mm .

Den kjente katalysator (II) var en katalysator i henhold til US 4.788.371, bestående av 0,65 vekt% Pt, 1,15 vekt% Sn og 2,18 vekt% Cs på 9-aluminiumoksid. Katalysator (II) var blitt fremstilt i henhold til US 4.788.371, på tilsvarende måte som beskrevet i eksempel 9 ovenfor, bortsett fra at den i likhet med den nye katalysator (I) var blitt fremstilt med kornstør-relse 1-2 mm. The known catalyst (II) was a catalyst according to US 4,788,371, consisting of 0.65 wt% Pt, 1.15 wt% Sn and 2.18 wt% Cs on 9-alumina. Catalyst (II) had been prepared according to US 4,788,371, in a similar way as described in example 9 above, except that, like the new catalyst (I), it had been prepared with a grain size of 1-2 mm.

Betingelsene som ble benyttet ved den kombinerte dehydrogenering og hydrogenforbrenning, og de oppnådde resultater er oppført i den nedenstående tabell 2. Resultatene i tabell 2 viser at både den nye katalysator I og den kjente katalysator II, som begge er beskrevet i eksempel 11, gjør det mulig å oppnå en selektiv oksidasjon av hydrogenet i gassblandingen. The conditions used in the combined dehydrogenation and hydrogen combustion, and the results obtained, are listed in Table 2 below. The results in Table 2 show that both the new catalyst I and the known catalyst II, both of which are described in Example 11, do possible to achieve a selective oxidation of the hydrogen in the gas mixture.

Omsetningen av propan C3H8, og dermed utbyttet av propen C3H6, er vesentlig høyere for den nye katalysator enn for den kjente katalysator, nemlig henholdsvis 57% mot 45% etter 5 timer og 55% mot 30% etter 20 timers drift. Det høyere prop-enutbytte ble oppnådd til tross for at gassromhastigheten pr. gram katalysator og pr. time (GHSV) var høyere ved bruk av den nye katalysator (2100 N ml g"<1>h"<1> mot 1400 N ml g"<1>h"1 for den kjente katalysator) og til tross for at innholdet av aktivt edelmetall (platina) var vesentlig lavere i den nye katalysator (0,3 vekt% mot 0,65 vekt% i den kjente katalysator) . Den høyere GHSV som ble benyttet for den nye katalysator, skyldtes at denne katalysator hadde lavere volumvekt enn den kjente katalysator. På grunn av den lavere volumvekt av den nye katalysator var fordelen med lavt innhold av platina enda større enn prosentinnholdet alene gir uttrykk for. Et lavt innhold av platinainnhold er økonomisk viktig i en kommersiell reaktor. The turnover of propane C3H8, and thus the yield of propene C3H6, is significantly higher for the new catalyst than for the known catalyst, namely 57% versus 45% after 5 hours and 55% versus 30% after 20 hours of operation respectively. The higher propene yield was achieved despite the fact that the gas space velocity per grams of catalyst and per hour (GHSV) was higher when using the new catalyst (2100 N ml g"<1>h"<1> against 1400 N ml g"<1>h"1 for the known catalyst) and despite the fact that the content of active noble metal (platinum) was significantly lower in the new catalyst (0.3% by weight compared to 0.65% by weight in the known catalyst). The higher GHSV used for the new catalyst was due to the fact that this catalyst had a lower volume weight than the known catalyst. Due to the lower volume weight of the new catalyst, the advantage of a low content of platinum was even greater than the percentage content alone indicates. A low platinum content is economically important in a commercial reactor.

Selektiviteten for oksidasjon av hydrogen til vann er noe høyere for den kjente katalysator enn for den nye katalysator, nemlig henholdsvis 88% mot 80% etter 5 timer og 95% mot 87% etter 20 timers drift. Dette forklares iallfall delvis ved at den lavere propanomsetning for den kjente katalysator førte til dannelse av mindre mengder av det ønskede dehydro-generte produkt, propen. Med den kjente katalysator var derfor oksidasjonen av hydrogen til vann mindre utsatt for konkurrerende oksidasjon av propen til karbonoksider. The selectivity for oxidation of hydrogen to water is somewhat higher for the known catalyst than for the new catalyst, namely 88% versus 80% after 5 hours and 95% versus 87% after 20 hours of operation. This is at least partly explained by the fact that the lower propane conversion for the known catalyst led to the formation of smaller quantities of the desired dehydro-generated product, propene. With the known catalyst, the oxidation of hydrogen to water was therefore less susceptible to competitive oxidation of propene to carbon oxides.

Claims (18)

1. Katalysator omfattende en kombinasjon av en bærer bestående av magnesium, aluminium og oksygen; et edelmetall fra Gruppe VIII; et metall fra Gruppe IVA og eventuelt et alkalimetall fra Gruppe IA, karakterisert ved at bæreren i det vesentlige utgjøres av et blandoksid av magnesium og aluminium Mg(Al)0 som generelt har en MgO-struktur hvor Al<3+->kationer har erstattet en del av Mg2+-kat ionene, i hvilket blandoksyd molforholdet mellom magnesium og aluminium er i området fra 1:1 til 10:1,1. Catalyst comprising a combination of a support consisting of magnesium, aluminum and oxygen; a Group VIII precious metal; a metal from Group IVA and possibly an alkali metal from Group IA, characterized in that the carrier essentially consists of a mixed oxide of magnesium and aluminum Mg(Al)0 which generally has an MgO structure where Al<3+-> cations have replaced part of the Mg2+ cations, in which mixed oxide the molar ratio between magnesium and aluminum are in the range from 1:1 to 10:1, 2. Katalysator ifølge krav 1, karakterisert ved at molforholdet mellom magnesium og aluminium i Mg(Al)O-bæreren er i området fra 2:1 til 5:1.2. Catalyst according to claim 1, characterized in that the molar ratio between magnesium and aluminum in the Mg(Al)O carrier is in the range from 2:1 to 5:1. 3. Katalysator ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at overf latearealet av Mg (Al) O-bæreren er fra 10 til 400 m<2>/g, fortrinnsvis fra 100 til 300 m<2>/g, mer foretrukket fra 140 til 210 m<2>/g.3. Catalyst according to claim 1 or 2, characterized in that the surface area of the Mg (Al) O carrier is from 10 to 400 m<2>/g, preferably from 100 to 300 m<2>/g, more preferably from 140 to 210 m<2>/g. 4. Katalysator ifølge et av kravene 1 - 3, karakterisert ved at den inneholder: 0,05 - 5,0 vekt% edelmetall fra Gruppe VIII, 0,05 - 7,0 vekt% metall fra Gruppe IVA, 0 - 5,0 vekt% metall fra Gruppe IA, beregnet på katalysatorens totalvekt.4. Catalyst according to one of claims 1 - 3, characterized in that it contains: 0.05 - 5.0% by weight noble metal from Group VIII, 0.05 - 7.0% by weight metal from Group IVA, 0 - 5.0 wt% metal from Group IA, calculated on the total weight of the catalyst. 5. Katalysator ifølge krav 4, karakterisert ved at den inneholder 0,1-1,0 vekt% metall fra Gruppe IA.5. Catalyst according to claim 4, characterized in that it contains 0.1-1.0% by weight metal from Group IA. 6. Katalysator ifølge krav 4, karakterisert ved at den inneholder: 0,1 - 1,0 vekt% edelmetall fra Gruppe VIII, 0,1 - 3,0 vekt% metall fra Gruppe IVA, 0 - 0,7 vekt% metall fra Gruppe IA, beregnet på katalysatorens totalvekt.6. Catalyst according to claim 4, characterized in that it contains: 0.1 - 1.0% by weight precious metal from Group VIII, 0.1 - 3.0% by weight metal from Group IVA, 0 - 0.7% by weight metal from Group IA, calculated on the total weight of the catalyst. 7. Katalysator ifølge krav 6, karakterisert ved at den inneholder 0,3-0,7 vekt% metall fra Gruppe IA.7. Catalyst according to claim 6, characterized in that it contains 0.3-0.7% by weight metal from Group IA. 8. Katalysator ifølge krav 6, karakterisert ved at den inneholder: 0,2 - 0,4 vekt% edelmetall fra Gruppe VIII, 0,3 - 1,5 vekt% metall fra Gruppe IVA, 0 - 0,6 vekt% metall fra Gruppe IA, beregnet på katalysatorens totalvekt.8. Catalyst according to claim 6, characterized in that it contains: 0.2 - 0.4% by weight precious metal from Group VIII, 0.3 - 1.5% by weight metal from Group IVA, 0 - 0.6% by weight metal from Group IA, calculated on the total weight of the catalyst. 9. Katalysator ifølge krav 8, karakterisert ved at den inneholder 0,4-0,6 vekt% metall fra Gruppe IA.9. Catalyst according to claim 8, characterized in that it contains 0.4-0.6% by weight of metal from Group IA. 10. Katalysator ifølge et av kravene 1-9, karakterisert ved at metallet fra Gruppe IVA er tinn eller germanium, fortrinnsvis tinn.10. Catalyst according to one of claims 1-9, characterized in that the metal from Group IVA is tin or germanium, preferably tin. 11. Katalysator ifølge et av kravene 1-10, karakterisert ved at edelmetallet fra Gruppe VIII er platina eller palladium, fortrinnsvis platina.11. Catalyst according to one of claims 1-10, characterized in that the noble metal from Group VIII is platinum or palladium, preferably platinum. 12. Katalysator ifølge et av kravene 1-11, karakterisert ved at alkalimetallet fra Gruppe IA er cesium eller kalium, fortrinnsvis cesium.12. Catalyst according to one of claims 1-11, characterized in that the alkali metal from Group IA is cesium or potassium, preferably cesium. 13. Fremgangsmåte for fremstilling av en katalysator for dehydrogenering av dehydrogenerbare C2-C30-hydrokarboner, hvor det i en bærer bestående av magnesium, aluminium og oksygen inkorporeres et edelmetall fra Gruppe VIII, et metall fra Gruppe IVA og eventuelt et alkalimetall fra Gruppe IA, karakterisert ved at det anvendes en bærer bestående i det vesentlige av et blandoksid av magnesium og aluminium Mg(Al)0, i hvilket blandoksyd molforholdet mellom magnesium og aluminium er i området fra 1:1 til 10:1, fortrinnsvis fra 2:1 til 5:1, og at det oppnådde materiale underkastes en forbehandling (ROR-forbehandling) omfattende en reduksjon, fortrinnsvis i hydrogen, en påfølgende oksidasjon, fortrinnsvis i luft som eventuelt er blandet med nitrogen, og til slutt en andre reduksjon, fortrinnsvis i hydrogen.13. Process for producing a catalyst for the dehydrogenation of dehydrogenable C2-C30 hydrocarbons, where a noble metal from Group VIII, a metal from Group IVA and optionally an alkali metal from Group IA is incorporated into a carrier consisting of magnesium, aluminum and oxygen, characterized in that a carrier consisting essentially of a mixed oxide of magnesium and aluminum Mg(Al)0 is used, in which mixed oxide the molar ratio between magnesium and aluminum is in the range from 1:1 to 10:1, preferably from 2:1 to 5:1, and that it obtained material is subjected to a pre-treatment (ROR pre-treatment) comprising a reduction, preferably in hydrogen, a subsequent oxidation, preferably in air which is optionally mixed with nitrogen, and finally a second reduction, preferably in hydrogen. 14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved at ROR-forbehandlingen utføres ved temperatur fra 500 til 700°C.14. Method according to claim 13, characterized in that the ROR pre-treatment is carried out at a temperature from 500 to 700°C. 15. Anvendelse av en katalysator ifølge et av kravene 1-12, for dehydrogenering av dehydrogenerbare C2-C30-hydrokarboner, fortrinnsvis C2-C5-parafiner.15. Use of a catalyst according to one of claims 1-12, for dehydrogenation of dehydrogenable C2-C30 hydrocarbons, preferably C2-C5 paraffins. 16. Anvendelse ifølge krav 15, hvor dehydrogeneringen utføres ved en temperatur i området fra 500 til 700°C, et trykk i området fra 0,5 til 1,5 bar absolutt og ved bruk av en volumhastighet (GHSV) på fra 10 til 10.000 N ml g"<1> h"<1>.16. Use according to claim 15, where the dehydrogenation is carried out at a temperature in the range from 500 to 700°C, a pressure in the range from 0.5 to 1.5 bar absolute and using a volume velocity (GHSV) of from 10 to 10,000 N ml g"<1> h"<1>. 17. Anvendelse av en katalysator ifølge et av kravene 1-12, for dehydrogenering av dehydrogenerbare C2-C30-hydrokarboner, fortrinnsvis C2-C5-parafiner, i kombinasjon med innblanding av en oksygenholdig gass, fortrinnsvis oksygen, og forbrenning av hydrogen.17. Use of a catalyst according to one of claims 1-12, for dehydrogenation of dehydrogenable C2-C30 hydrocarbons, preferably C2-C5 paraffins, in combination with the mixing of an oxygen-containing gas, preferably oxygen, and combustion of hydrogen. 18. Anvendelse ifølge krav 17, hvor dehydrogeneringen utføres ved en temperatur i området fra 400 til 700°C, et trykk i området fra 0,5 til 3 bar absolutt og ved bruk av en volumhastighet (GHSV) på fra 10 til 10.000 N ml g"<1> h"<1>.18. Use according to claim 17, where the dehydrogenation is carried out at a temperature in the range from 400 to 700°C, a pressure in the range from 0.5 to 3 bar absolute and using a volume velocity (GHSV) of from 10 to 10,000 N ml g"<1> h"<1>.
NO954943A 1993-06-14 1995-12-06 New catalyst, process for its preparation and use of the catalyst for dehydrogenation of dehydrogenatable hydrocarbons NO308989B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO954943A NO308989B1 (en) 1993-06-14 1995-12-06 New catalyst, process for its preparation and use of the catalyst for dehydrogenation of dehydrogenatable hydrocarbons

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO932173A NO179131C (en) 1993-06-14 1993-06-14 Catalyst, process for its preparation and process for dehydrogenation of light paraffins
PCT/NO1994/000102 WO1994029021A1 (en) 1993-06-14 1994-06-01 New catalyst, and processes for dehydrogenating dehydrogenatable hydrocarbons
NO954943A NO308989B1 (en) 1993-06-14 1995-12-06 New catalyst, process for its preparation and use of the catalyst for dehydrogenation of dehydrogenatable hydrocarbons

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO954943L NO954943L (en) 1995-12-06
NO954943D0 NO954943D0 (en) 1995-12-06
NO308989B1 true NO308989B1 (en) 2000-11-27

Family

ID=26648420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO954943A NO308989B1 (en) 1993-06-14 1995-12-06 New catalyst, process for its preparation and use of the catalyst for dehydrogenation of dehydrogenatable hydrocarbons

Country Status (1)

Country Link
NO (1) NO308989B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
NO954943L (en) 1995-12-06
NO954943D0 (en) 1995-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5817596A (en) Catalyst, and processes for dehydrogenating dehydrogenatable hydrocarbons
KR100890770B1 (en) catalyst
US2184235A (en) Catalytic dehydrogenation of organic compounds
US8101541B2 (en) Catalyst for dehydrogenation of hydrocarbons
US4902849A (en) Dehydrogenation process
US3651167A (en) Selective hydrogenation of c4-acetylenic hydrocarbons
CA1292248C (en) Steam dehydrogenation and oxidative reheat process using only one catalyst system
US4450310A (en) Conversion of methane to olefins and hydrogen
KR100522986B1 (en) Method for Producing Olefins, in Particular Propylenes, by Dehydrogenation
US5414182A (en) Process for activating catalyst percursors for the dehydrogenation of C.sub. -C5 paraffins, and a catalytic composition activated by the process
KR20010032982A (en) Catalyst for converting paraffinic hydrocarbon into corresponding olefin
JPH04225835A (en) Catalyst composition for dehydrogenation and/or dehydrocyclization and method for using the same
US3957688A (en) Catalytic dehydrogenation process
US6498280B1 (en) Catalyst comprising an element from groups 8, 9 or 10 with good accessibility, and its use in a paraffin dehydrogenation process
US4310717A (en) Oxidative dehydrogenation and catalyst
US5395976A (en) Process for the preparation of a mixture of cyclohexanone and cyclohexanol
EA023151B1 (en) METHOD OF DEDICTION OF ALKANES AND CATALYST
US3907921A (en) Water injection in a dehydrogenation process
US2658858A (en) Aromatization reforming and catalysts for effecting the same
JPH0639397B2 (en) C-lower 3 and C-lower 4 hydrocarbon conversion catalyst and its conversion method
NO308989B1 (en) New catalyst, process for its preparation and use of the catalyst for dehydrogenation of dehydrogenatable hydrocarbons
Minachev et al. Oxidative Condensation of Methane—a New Pathway to the Synthesis of Ethane, Ethylene, and Other Hydrocarbons
WO2007051855A2 (en) Method for producing benzol and alkylaromatics by autothermal water-vapour dealkylation
US20250196105A1 (en) Chromium-on-alumina catalysts for hydrocarbon dehydrogenation
CA1068729A (en) Water injection in a dehydrogenation process