RU2276621C1 - Hydrocarbon conversion catalysts and a method for preparation thereof - Google Patents
Hydrocarbon conversion catalysts and a method for preparation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2276621C1 RU2276621C1 RU2005101396/04A RU2005101396A RU2276621C1 RU 2276621 C1 RU2276621 C1 RU 2276621C1 RU 2005101396/04 A RU2005101396/04 A RU 2005101396/04A RU 2005101396 A RU2005101396 A RU 2005101396A RU 2276621 C1 RU2276621 C1 RU 2276621C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- zirconium
- group viii
- carried out
- zro
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к катализаторам превращений углеводородов и, в частности, касается катализаторов превращения углеводородов на основе синтетических мезопористых кристаллических материалов и способа их получения. Предложенные катализаторы могут быть использованы в процессах изомеризации легких бензиновых фракций, изодепарафинизации дизельных и масляных фракций, алкилировании изоалканов алкенами, гидрокрекинге и других процессах переработки нефтяного сырья.The invention relates to catalysts for the conversion of hydrocarbons and, in particular, relates to catalysts for the conversion of hydrocarbons based on synthetic mesoporous crystalline materials and the method for their preparation. The proposed catalysts can be used in the processes of isomerization of light gasoline fractions, isodeparaffinization of diesel and oil fractions, alkylation of isoalkanes with alkenes, hydrocracking and other oil refining processes.
Уровень техникиState of the art
В настоящее время внимание исследователей сосредоточено на разработке каталитических систем на основе оксида циркония, модифицированных анионными добавками и содержащих металлы VIII группы элементов, которые превосходят по своим характеристикам известные катализаторы, используемые в различных областях нефтепереработки и нефтехимии.Currently, researchers are focusing on the development of zirconium oxide-based catalyst systems modified with anionic additives and containing Group VIII metals that outperform well-known catalysts used in various fields of oil refining and petrochemicals.
Известно, что активность катализаторов превращения углеводородов увеличивается при повышении концентрации активных центров. Это может быть достигнуто повышением удельной поверхности катализатора, а также повышением доступности активных центров молекулам реагента при увеличении радиуса пор.It is known that the activity of hydrocarbon conversion catalysts increases with increasing concentration of active centers. This can be achieved by increasing the specific surface area of the catalyst, as well as increasing the availability of active sites to the molecules of the reagent with increasing pore radius.
Известен сульфатированный цирконий-оксидный катализатор, полученный традиционным методом, включающим осаждение геля оксида циркония из солей цирконила, его пропитку сульфатом аммония, прокаливание при 500°С и нанесение металлов VIII группы методом влажной пропитки (V.C.F.Holm, G.C.Bailey, Патент США №3032599). Полученный катализатор имеет относительно низкую активность, которая связана с низкой удельной поверхностью (~100 м2/г).Known sulfated zirconium oxide catalyst obtained by the traditional method, including the deposition of a gel of zirconium oxide from zirconyl salts, its impregnation with ammonium sulfate, calcination at 500 ° C and the application of metals of group VIII by wet impregnation (VCFHolm, GCBailey, US Patent No. 3032599). The resulting catalyst has a relatively low activity, which is associated with a low specific surface area (~ 100 m 2 / g).
Известен способ синтеза сульфатированных цирконий-оксидных катализаторов, содержащих металлы VIII группы, являющийся модификацией традиционного метода осаждения-пропитки в виде замены сульфата аммония раствором серной кислоты при сохранении остальных стадий, что приводит к формированию катализатора с удельной поверхностью до 150 м2/г (К.Matsuzawa, EP 0925830). Недостатком катализатора, полученного данным способом, является сравнительно невысокая активность.A known method for the synthesis of sulfated zirconium oxide catalysts containing group VIII metals, which is a modification of the traditional precipitation-impregnation method in the form of replacement of ammonium sulfate with a solution of sulfuric acid while maintaining the remaining stages, which leads to the formation of a catalyst with a specific surface area of up to 150 m 2 / g (K .Matsuzawa, EP 0925830). The disadvantage of the catalyst obtained by this method is the relatively low activity.
Известен способ получения катализатора, включающий формирование геля оксида циркония промыванием и выдерживанием реакционной смеси в среде ацетона или метанола или совместным осаждением гидратированного оксида циркония и алюминия, последующую пропитку сульфатом аммония и нанесение платины на оксидный носитель методом пропитки по влагоемкости (G.Szabo, P.Nascimento, A.Milan, S.Decker, J.Denayer, J.-P. Dath, Патент США №6448198). Удельная поверхность катализаторов, полученных по этому способу, составляет 150-160 м2/г, общий объем пор до 0,2-0,25 см3/г при диаметре пор до A known method of producing a catalyst, including the formation of a gel of zirconium oxide by washing and maintaining the reaction mixture in acetone or methanol, or by co-precipitation of hydrated zirconium oxide and aluminum, subsequent impregnation with ammonium sulfate and the deposition of platinum on an oxide carrier by impregnation by moisture capacity (G. Szabo, P. Nascimento, A. Milan, S. Decker, J. Denayer, J.-P. Dath, U.S. Patent No. 6,448,198). The specific surface area of the catalysts obtained by this method is 150-160 m 2 / g, the total pore volume is up to 0.2-0.25 cm 3 / g with a pore diameter of up to
Известен способ синтеза сульфатированного цирконий-оксидного катализатора, содержащего элемент VIII группы, основанный на золь-гель методе, включающий синтез золя циркония в водном растворе аммиака в присутствии гидроксипропил-метилцеллюлозы и крахмала, формирование микросферической или сферической структуры геля, его желирование, промывание и высушивание с последующей пропиткой водным раствором сульфата аммония и элементами VIII группы и прокаливанием при 450-700°С (М.Marella, M.Tomaselli, L.Maergalli, F.Pinna, Патент США №6180556). Удельная поверхность катализаторов, полученных по этому способу, достигает 235 м2/г, общий объем пор 0,17 см3/г при диаметре пор 1,4-2,3 нм. К недостаткам катализаторов, полученных вышеупомянутыми способами, можно отнести низкую термическую стабильность из-за невозможности формирования регулярной широкопористой структуры с контролируемым радиусом пор.A known method for the synthesis of sulfated zirconium oxide catalyst containing an element of group VIII, based on the sol-gel method, including the synthesis of zirconium sol in an aqueous solution of ammonia in the presence of hydroxypropyl methylcellulose and starch, the formation of a microspherical or spherical structure of the gel, gelation, washing and drying followed by impregnation with an aqueous solution of ammonium sulfate and elements of group VIII and calcination at 450-700 ° C (M. Marella, M. Thomaselli, L. Maergalli, F. Pinna, US Patent No. 6180556). The specific surface area of the catalysts obtained by this method reaches 235 m 2 / g, the total pore volume is 0.17 cm 3 / g with a pore diameter of 1.4-2.3 nm. The disadvantages of the catalysts obtained by the above methods include low thermal stability due to the inability to form a regular wide-pore structure with a controlled pore radius.
Наиболее близким к предложенному изобретению является катализатор на основе сульфатированного ZrO2 с мезопористой структурой, приготовленный двухэтапным методом (W.M.H.Sachtler, Y.Y.Huang, Патент США №5786294). На первом этапе проводят гидротермальную кристаллизацию смеси Zr(OPri)4 и С16Н33NH2 в растворе вода-этанол-ацетилацетон, отделение твердого материала центрифугированием и удаление органической матрицы экстракцией этанолом. На втором этапе проводят стабилизацию водным раствором серной кислоты и прокаливание с последующим нанесением металлов VIII группы (Pt, Pd, Rh, Ru, Ni). На рентгенограмме катализатора наблюдается рефлекс, соответствующий межплоскостному расстоянию в Удельная поверхность катализатора составляет 91-347 м2/г, а объем пор равен 0,16-0,31 см3/г. К недостаткам данного способа следует отнести то, что полученный катализатор мезопористой структуры не обладает достаточной стабильностью в процессе термообработки, а также использование дорогих и нетехнологичных исходных веществ (Zr(OPri)4,) и процессов (а именно экстракция этанолом, центрифугирование).Closest to the proposed invention is a catalyst based on sulfated ZrO 2 with a mesoporous structure prepared by a two-stage method (WMHSachtler, YYHuang, US Patent No. 5786294). At the first stage, hydrothermal crystallization of a mixture of Zr (OPr i ) 4 and C 16 H 33 NH 2 in a solution of water-ethanol-acetylacetone is carried out, the solid material is separated by centrifugation and the organic matrix is removed by extraction with ethanol. At the second stage, stabilization with an aqueous solution of sulfuric acid and calcination are carried out, followed by the application of Group VIII metals (Pt, Pd, Rh, Ru, Ni). A reflex corresponding to the interplanar spacing of The specific surface area of the catalyst is 91-347 m 2 / g and the pore volume is 0.16-0.31 cm 3 / g. The disadvantages of this method include the fact that the obtained catalyst of the mesoporous structure does not have sufficient stability during the heat treatment, as well as the use of expensive and low-tech starting materials (Zr (OPr i ) 4 ,) and processes (namely, ethanol extraction, centrifugation).
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Предложенное изобретение направлено на создание катализатора превращения углеводородов на основе мезопористого оксида циркония, содержащего металл VIII группы элементов, обладающего высокой удельной поверхностью (более 200-300 м2/г) и объемом пор (не менее ) и повышенной термической стабильностью, позволяющей выдерживать многократные циклы регенерации (например, удаление кокса прокаливанием на воздухе) при высоких температурах, а также способа получения катализатора исходя из выпускаемых в промышленности доступных крупнотоннажных продуктов.The proposed invention is aimed at creating a catalyst for the conversion of hydrocarbons based on mesoporous zirconium oxide containing a metal of group VIII of elements having a high specific surface (more than 200-300 m 2 / g) and pore volume (not less than ) and increased thermal stability, allowing to withstand multiple regeneration cycles (for example, the removal of coke by calcination in air) at high temperatures, as well as a method for producing a catalyst based on available large-scale products produced in industry.
В соответствии с этим объектом предложенного изобретения является катализатор превращения углеводородов, имеющий состав металл VIII группы/SO4 2-/ZrO2-ЭОх, где Э=элемент III или IV группы периодической таблицы Д.И.Менделеева, х=1,5 или 2, содержание SO4 2- составляет 0,1-10 мас.%, мольное соотношение ZrO2:ЭОх=1:(0,1-1,0), и имеющий мезопористую кристаллическую структуру с удельной поверхностью 300-800 м2/г и суммарным объемом пор 0,3-0,8 см3/г.In accordance with this object of the proposed invention is a hydrocarbon conversion catalyst having the composition of a metal of group VIII / SO 4 2- / ZrO 2 -EO x , where E = an element of group III or IV of the periodic table of D. I. Mendeleev, x = 1.5 or 2, the content of SO 4 2- is 0.1-10 wt.%, the molar ratio of ZrO 2 : EO x = 1: (0.1-1.0), and having a mesoporous crystalline structure with a specific surface area of 300-800 m 2 / g and a total pore volume of 0.3-0.8 cm 3 / g
Другим объектом изобретения является способ получения катализатора превращения углеводородов, включающий осаждение соединений циркония в гидротермальных условиях в присутствии сурфактанта с получением мезопористой фазы, ее стабилизацию стабилизирующим агентом, прокаливание и введение металла VIII группы периодической таблицы Д.И.Менделеева, причем в качестве соединений циркония используют гидроксид циркония или цирконила, в качестве стабилизирующего агента используют элементы III или IV группы, а после стабилизации, при необходимости, осуществляют регулирование кислотности.Another object of the invention is a method for producing a hydrocarbon conversion catalyst, comprising precipitating zirconium compounds under hydrothermal conditions in the presence of a surfactant to obtain a mesoporous phase, stabilizing it with a stabilizing agent, calcining and introducing a metal of group VIII of the periodic table of D. I. Mendeleev, using zirconium compounds as zirconium or zirconyl hydroxide, group III or IV elements are used as a stabilizing agent, and after stabilization, if necessary carry out the regulation of acidity.
Предпочтительно гидроксид циркония или цирконила получают осаждением из них соответствующих солей.Preferably, zirconium or zirconyl hydroxide is prepared by precipitation of the corresponding salts from them.
В частном варианте осуществления изобретения гидроксид циркония или цирконила предпочтительно осаждают водным раствором аммиака.In a particular embodiment, the zirconium or zirconyl hydroxide is preferably precipitated with aqueous ammonia.
В другом частном случае осуществления изобретения осаждение гидроксида циркония или цирконила в гидротермальных условиях осуществляют из композиции ZrOa(OH)b-H2SO4-H2O, где а=0-2, b=0-4.In another particular case of the invention, the precipitation of zirconium or zirconyl hydroxide under hydrothermal conditions is carried out from the composition ZrO a (OH) b -H 2 SO 4 -H 2 O, where a = 0-2, b = 0-4.
В частном случае осуществления изобретения металл VIII группы вводят ионным обменом или пропиткой.In the particular case of the invention, the metal of group VIII is introduced by ion exchange or impregnation.
В еще одном частном случае осуществления изобретения регулирование кислотности осуществляют обработкой водными растворами кислот и/или их солей, при этом в качестве солей используют, например, аммониевые соли.In another particular embodiment of the invention, acidity is controlled by treating with aqueous solutions of acids and / or their salts, for example, using ammonium salts as salts.
Предпочтительным режимом прокаливания катализатора является температурный диапазон 450-900°С, при этом сохраняются его пористые характеристики.The preferred mode of calcination of the catalyst is the temperature range of 450-900 ° C, while maintaining its porous characteristics.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На Фиг.1 представлена рентгенограмма соответствующего предлагаемому изобретению катализатора превращения углеводородов на основе оксида циркония, прокаленного на воздухе при 550°.Figure 1 presents the x-ray corresponding to the invention of the catalyst for the conversion of hydrocarbons based on zirconium oxide calcined in air at 550 °.
На Фиг.2 представлено распределение пор по размерам для соответствующего предлагаемому изобретению катализатора на основе оксида циркония, прокаленного на воздухе при 550°, полученное по данным адсорбционных измерений.Figure 2 shows the pore size distribution for the catalyst based on the invention of the zirconium oxide calcined in air at 550 °, obtained from adsorption measurements.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Способ получения катализатора включает на первом этапе приготовление композиции, состоящей из гидратированного оксида циркония, сульфат анионов и воды, посредством осаждения гидратированной оксидной фазы из растворимых солей циркония или цирконила с их последующим растворением в концентрированной серной кислоте и разбавлением водой. Полученную композицию подвергают переосаждению в гидротермальных условиях в присутствии катионных сурфактантов, используемых в качестве матрицы, с формированием мезопористой структуры. На втором этапе проводят стабилизацию мезопористой структуры обработкой соединениями элементов III-IV группы, взятых в определенных отношениях к мезопористой кристаллической фазе. На третьем этапе, при необходимости, производят регулирование кислотно-основных свойств мезопористого материала дополнительной обработкой кислотами или их солями, а также осуществляют прокаливание. На четвертом этапе проводят нанесение металла VIII группы пропиткой или ионным обменом.The catalyst preparation method includes, in a first step, preparing a composition consisting of hydrated zirconium oxide, sulfate anions and water, by precipitating a hydrated oxide phase from soluble zirconium or zirconyl salts, followed by their dissolution in concentrated sulfuric acid and dilution with water. The resulting composition is subjected to reprecipitation under hydrothermal conditions in the presence of cationic surfactants used as a matrix, with the formation of a mesoporous structure. At the second stage, the mesoporous structure is stabilized by treatment with compounds of group III-IV elements taken in certain relations to the mesoporous crystalline phase. In the third stage, if necessary, the acid-base properties of the mesoporous material are regulated by additional treatment with acids or their salts, and they are also calcined. At the fourth stage, metal of group VIII is applied by impregnation or ion exchange.
Приготовление катализатора, соответствующего предложенному изобретению, осуществляют следующим способом.The preparation of the catalyst corresponding to the proposed invention is carried out in the following way.
На первом этапе раствор соли циркония или цирконила (ZrOCl2, ZrO(NO3)2) обрабатывают водным раствором аммиака в мольном соотношении 1 Zr : 4NH3. Полученный осадок отделяют, промывают водой, а затем обрабатывают серной кислотой в мольном соотношении 1 Zr:(1,5-2,5)SO4 2- до полного растворения осадка. К полученному раствору добавляют водный раствор катионного сурфактанта галогенида алкилтриметиламмония ((Сn(СН3)3NHal, где n=10-20, Hal=Cl, Br)) в мольных соотношениях 1 Zr:(0,2-0,5)Сn(СН3)3NHal:(400-600)Н2O и выдерживают при температуре 40-120°С в течение 20-100 часов. По окончании кристаллизации полученный мезопористый кристаллический материал на основе оксида циркония, содержащий органическую матрицу, фильтруют, промывают и сушат.At the first stage, the solution of the zirconium or zirconyl salt (ZrOCl 2 , ZrO (NO 3 ) 2 ) is treated with aqueous ammonia in a molar ratio of 1 Zr: 4NH 3 . The precipitate obtained is separated, washed with water, and then treated with sulfuric acid in a molar ratio of 1 Zr: (1.5-2.5) SO 4 2- until the precipitate is completely dissolved. To the resulting solution is added an aqueous solution of a cationic surfactant of alkyltrimethylammonium halide ((C n (CH 3 ) 3 NHal, where n = 10-20, Hal = Cl, Br)) in molar ratios of 1 Zr: (0.2-0.5) With n (CH 3 ) 3 NHal: (400-600) H 2 O and incubated at a temperature of 40-120 ° C for 20-100 hours. Upon completion of crystallization, the obtained mesoporous crystalline material based on zirconium oxide containing an organic matrix is filtered, washed and dried.
На втором этапе проводят стабилизацию мезопористой кристаллической фазы оксида циркония. Для этого смесь, содержащую исходную форму мезопористой кристаллической фазы, композицию R4NOH-SiO2(Al2О3) (где R=Me, Et) и воду в мольном соотношении 1 Zr:(0,1-1,0):SiO2(Al2О3):(0,1-1,0)R4NOH:(100-300)H2O, выдерживают при температуре 40-100°С в течение 4-60 ч. По окончании кристаллизации исходную форму мезопористой кристаллической фазы оксида циркония фильтруют, промывают и сушат.At the second stage, the mesoporous crystalline phase of zirconium oxide is stabilized. For this, a mixture containing the initial form of the mesoporous crystalline phase, the composition R 4 NOH-SiO 2 (Al 2 About 3 ) (where R = Me, Et) and water in a molar ratio of 1 Zr: (0.1-1.0): SiO 2 (Al 2 O 3 ) :( 0.1-1.0) R 4 NOH: (100-300) H 2 O, maintained at a temperature of 40-100 ° C for 4-60 hours. Upon completion of crystallization, the initial the form of the mesoporous crystalline phase of zirconium oxide is filtered, washed and dried.
На третьем этапе при необходимости полученный материал обрабатывают водным раствором кислот НnА (например, серной, вольфрамфосфорной и др.) или их аммониевых солей при мольном отношении 1 ZrO2:(0,01-0,1)Аn-. Материал сушат и прокаливают при температуре 500-700°С в течение 4-8 часов.In the third stage, if necessary, the obtained material is treated with an aqueous solution of acids H n A (for example, sulfuric, tungsten phosphoric, etc.) or their ammonium salts with a molar ratio of 1 ZrO 2 : (0.01-0.1) A n- . The material is dried and calcined at a temperature of 500-700 ° C for 4-8 hours.
На четвертом этапе осуществляют нанесение металлов VIII группы из водных растворов хлоридных или аммиачных комплексов металлов VIII группы ионным обменом или пропиткой. Полученный катализатор сушат и прокаливают при 400°С в течение 2 ч.At the fourth stage, Group VIII metals are applied from aqueous solutions of chloride or ammonia complexes of Group VIII metals by ion exchange or impregnation. The resulting catalyst was dried and calcined at 400 ° C for 2 hours
Полученный катализатор превращения углеводородов, соответствующий предложенному изобретению, существенно превосходит по своим характеристикам известные катализаторы, а именно имеет удельную поверхность 600-650 м /г и суммарный объем пор 0,5-0,6 см3/г. Химический состав в мольном отношении равен 1 ZrO2:(0,1-1,0)SiO2(Ab2О3):(0,01-0,1)SO4 2-:(0,0005-0,05) металл VIII группы. Рентгенограмму катализатора характеризует наличие рефлекса, соответствующего межплоскостному расстоянию (Фиг.1), что указывает на формирование структурированной мезопористой фазы. Данный рефлекс сохраняется после прокаливания при 550-600°С, что свидетельствует о сохранности мезопористой структуры. Средний диаметр пор заявляемого материала составляет (Фиг.2).The obtained hydrocarbon conversion catalyst corresponding to the proposed invention significantly exceeds its known catalysts in terms of characteristics, namely, it has a specific surface area of 600-650 m / g and a total pore volume of 0.5-0.6 cm 3 / g. The chemical composition in molar ratio is 1 ZrO 2 : (0.1-1.0) SiO 2 (Ab 2 O 3 ) :( 0.01-0.1) SO 4 2- : (0.0005-0.05 ) Group VIII metal. The X-ray diffraction pattern of the catalyst is characterized by the presence of a reflex corresponding to the interplanar distance (Figure 1), which indicates the formation of a structured mesoporous phase. This reflex remains after calcination at 550-600 ° C, which indicates the preservation of the mesoporous structure. The average pore diameter of the claimed material is (Figure 2).
Осуществление предложенного способа получения катализатора, соответствующего предложенному изобретению, иллюстрируется Примерами 1-6. Условия приготовления катализатора сведены в Таблице 1. Физико-химические характеристики катализаторов, полученных после прокаливания на воздухе при 550°С, приготовленных в соответствии с предложенным способом и катализатора, известного из US Патента 5786294, сведены в Таблице 2.The implementation of the proposed method for producing a catalyst corresponding to the proposed invention is illustrated by Examples 1-6. The conditions for the preparation of the catalyst are summarized in Table 1. The physicochemical characteristics of the catalysts obtained after calcination in air at 550 ° C, prepared in accordance with the proposed method, and the catalyst known from US Patent 5786294 are summarized in Table 2.
Катализаторы, соответствующие изобретению, были испытаны в реакции изомеризации линейных алканов С4-С7. Перед испытаниями катализатор восстанавливают в токе водорода при температуре 200°С. Все катализаторы проявляют высокую активность. В частности, выход изомеров при превращении н-бутана и н-гексана при 1 атм превышает 30% и 70% соответственно.The catalysts of the invention were tested in the isomerization reaction of linear C 4 -C 7 alkanes. Before testing, the catalyst is reduced in a stream of hydrogen at a temperature of 200 ° C. All catalysts are highly active. In particular, the yield of isomers upon conversion of n-butane and n-hexane at 1 atm exceeds 30% and 70%, respectively.
Условия приготовления мезопористых катализаторовTable 1.
Mesoporous Catalyst Preparation Conditions
Физико-химические характеристики мезопористых катализаторов после прокаливания при 550°СTable 2.
Physico-chemical characteristics of mesoporous catalysts after calcination at 550 ° C
Измерение физико-химических характеристик целевых продуктов проводили следующим образом.The measurement of the physicochemical characteristics of the target products was carried out as follows.
Удельная поверхность и объем пор были измерены на адсорбционном порозиметре Micromeritics ASAP 2020 методом адсорбции азота. Удельная поверхность рассчитана по модели BET (Брунауэр-Эммет-Тэллер) при относительном парциальном давлении Р/Р0=0,2. Общий объем пор и распределение пор по радиусам рассчитан по адсорбционной кривой с использованием модели BJH (Баррет-Джойнер-Халенда) при относительном парциальном давлении Р/Р0=0,99.The specific surface and pore volume were measured on a Micromeritics ASAP 2020 adsorption porosimeter using nitrogen adsorption. The specific surface was calculated according to the BET model (Brunauer-Emmett-Teller) at a relative partial pressure P / P 0 = 0.2. The total pore volume and pore radius distribution was calculated from the adsorption curve using the BJH (Barrett-Joyner-Halenda) model at a relative partial pressure of P / P 0 = 0.99.
Рентгенограммы образцов катализаторов, соответствующих предложенному изобретению, сделаны на приборе X'Pert PRO PANAlytical в монохроматизированном CuKα излучении. Расчет значений межплоскостных расстояний d проведен по формуле d=λ/2sinθ, где θ - угол максимума рефлекса.X-ray diffraction patterns of catalyst samples corresponding to the proposed invention were made on an X'Pert PRO PANAlytical device in monochromatized CuK α radiation. The values of interplanar distances d were calculated using the formula d = λ / 2sinθ, where θ is the angle of the maximum of the reflection.
Каталитическая активность образцов изучена в реакциях превращения линейных алканов C4-C7 в проточной установке с неподвижньм слоем катализатора при давлениях 0,1-3,5 МПа и температурах 160-380°С. Скорость подачи сырья составляет 0,5-2 ч-1, объемное соотношение водород: сырье = 400-1000, каталитическую активность тестируют через 30 мин после установления требуемого режима.The catalytic activity of the samples was studied in the reactions of the conversion of linear C 4 -C 7 alkanes in a flow unit with a fixed catalyst bed at pressures of 0.1-3.5 MPa and temperatures of 160-380 ° C. The feed rate is 0.5-2 h -1 , the volume ratio of hydrogen: feed = 400-1000, the catalytic activity is tested 30 minutes after the establishment of the desired mode.
Пример 1.Example 1
Синтез катализатора проводят в четыре этапа.The synthesis of the catalyst is carried out in four stages.
На первом этапе 10,12 г (0,03 моль) хлорида цирконила (ZrOCl2·8H2O) растворяют в 60 г воды. Полученный раствор обрабатывают 4,4 мл 25%-ного водного раствора NH4ОН до полного осаждения гидратированной оксидной фазы. Осадок отделяют фильтрованием, промывают на фильтре водой и затем обрабатывают 6,16 г (0,06 моль) концентрированной серной кислоты до полного растворения гидратированной оксидной фазы. В полученную смесь добавляют 37,1 г воды. Полученный раствор по каплям при интенсивном перемешивании в течение 30 мин приливают к раствору сурфактанта, содержащему 6,13 г (0,016 моль) бромида гексадецилтриметиламмония в 175 г воды. Смесь выдерживают при температуре 95°С в течение 48 часов. Продукт остужают до комнатной температуры, отделяют фильтрованием, промывают на фильтре водой и сушат при комнатной температуре в течение 48 ч.In the first step, 10.12 g (0.03 mol) of zirconyl chloride (ZrOCl 2 · 8H 2 O) is dissolved in 60 g of water. The resulting solution is treated with 4.4 ml of a 25% aqueous solution of NH 4 OH until the hydrated oxide phase is completely precipitated. The precipitate was filtered off, washed on the filter with water and then treated with 6.16 g (0.06 mol) of concentrated sulfuric acid until the hydrated oxide phase was completely dissolved. To the resulting mixture was added 37.1 g of water. The resulting solution was added dropwise with vigorous stirring for 30 minutes to a surfactant solution containing 6.13 g (0.016 mol) of hexadecyltrimethylammonium bromide in 175 g of water. The mixture is maintained at a temperature of 95 ° C for 48 hours. The product was cooled to room temperature, separated by filtration, washed on the filter with water and dried at room temperature for 48 hours.
На втором этапе проводят стабилизацию мезопористой фазы. 10 г сухого продукта, полученного на первом этапе, суспендируют в 50 г воды. К полученной суспензии при перемешивании добавляют раствор, содержащий 2,93 г (0,045 моль) оксида кремния, 32,96 мл 20%-ного раствора (0,045 моль) гидроксида тетраэтиламмония в воде и 15 г воды. Мольное отношение Zr:Si составляет 1,7. Смесь выдерживают при температуре 90°С в течение 30 часов. Продукт остужают до комнатной температуры, отделяют фильтрованием, промывают на фильтре водой и сушат при комнатной температуре в течение 48 ч.At the second stage, the mesoporous phase is stabilized. 10 g of the dry product obtained in the first step are suspended in 50 g of water. To the resulting suspension, with stirring, add a solution containing 2.93 g (0.045 mol) of silicon oxide, 32.96 ml of a 20% solution (0.045 mol) of tetraethylammonium hydroxide in water and 15 g of water. The molar ratio of Zr: Si is 1.7. The mixture is maintained at a temperature of 90 ° C for 30 hours. The product was cooled to room temperature, separated by filtration, washed on the filter with water and dried at room temperature for 48 hours.
На третьем этапе катализатор прокаливают при 550°С.In a third step, the catalyst is calcined at 550 ° C.
На четвертом этапе осуществляют нанесение платины методом циркуляционной пропитки из раствора платинохлористоводородной кислоты. 10 г сухого продукта, полученного на предыдущем этапе, пропитывают 50 мл раствора, содержащего 0,05 г платины в виде H2PtCl6. Пропитку проводят в течение 1 ч при 50°С, затем раствор отделяют и катализатор сушат при комнатной температуре в течение 24 ч и при 100°С в течение 6 ч. Катализатор прокаливают в токе воздуха при 400°С в течение 3 ч.At the fourth stage, platinum is applied by the method of circulating impregnation from a solution of platinum hydrochloric acid. 10 g of the dry product obtained in the previous step are impregnated with 50 ml of a solution containing 0.05 g of platinum in the form of H 2 PtCl 6 . The impregnation is carried out for 1 hour at 50 ° C, then the solution is separated and the catalyst is dried at room temperature for 24 hours and at 100 ° C for 6 hours. The catalyst is calcined in an air stream at 400 ° C for 3 hours.
Пример 2.Example 2
Синтез проводят по Примеру 1. На первом этапе в качестве сурфактанта используют смесь 21,55 мл 25%-ного раствора хлорида гексадецилтриметиламмония в 159 мл воды.The synthesis is carried out according to Example 1. At the first stage, as a surfactant, a mixture of 21.55 ml of a 25% solution of hexadecyltrimethylammonium chloride in 159 ml of water is used.
Пример 3.Example 3
Синтез катализатора проводят в четыре этапа. Первый, второй и четвертый этапы проводят по Примеру 1.The synthesis of the catalyst is carried out in four stages. The first, second and fourth stages are carried out according to Example 1.
На третьем этапе перед прокаливанием дополнительно проводят регулирование кислотных свойств. 10 г сухого продукта, полученного на втором этапе, обрабатывают раствором 0,5 г (0,005 моль) серной кислоты в 50 г воды. Смесь выдерживают при комнатной температуре в течение 1 ч, затем упаривают и сушат при 100°С в течение 2 ч. Продукт прокаливают в токе воздуха при температуре 550°С в течение 6 ч.In a third step, prior to calcination, acid properties are further adjusted. 10 g of the dry product obtained in the second stage is treated with a solution of 0.5 g (0.005 mol) of sulfuric acid in 50 g of water. The mixture was kept at room temperature for 1 hour, then evaporated and dried at 100 ° C for 2 hours. The product was calcined in a stream of air at 550 ° C for 6 hours.
Пример 4.Example 4
Синтез проводят по Примеру 3. На втором этапе мольное отношение Zr:Si составляет 1,7. Время стабилизации 30 часов. Регулирование кислотности на третьем этапе проводят раствором 0,66 г (0,005 моль) сульфата аммония в 50 г воды.The synthesis is carried out according to Example 3. In the second stage, the molar ratio of Zr: Si is 1.7. The stabilization time is 30 hours. Acidity regulation in the third stage is carried out with a solution of 0.66 g (0.005 mol) of ammonium sulfate in 50 g of water.
Пример 5.Example 5
Синтез проводят по Примеру 3 за исключением того, что на первом этапе в качестве исходного соединения берут сульфат циркония.The synthesis is carried out according to Example 3 except that in the first stage, zirconium sulfate is taken as the starting compound.
На первом этапе 15 г (0,042 моль) Zr(SO4)2·4H2O растворяют в 50 г воды. Полученный раствор по каплям при интенсивном перемешивании в течение 30 мин приливают к раствору 8,24 г (0,021 моль) бромида гексадецилтриметиламмония в 235 г воды. Смесь выдерживают при температуре 95°С в течение 48 часов. Продукт остужают до комнатной температуры, отделяют фильтрованием, промывают на фильтре водой и сушат при комнатной температуре в течение 48 ч.In the first step, 15 g (0.042 mol) of Zr (SO 4 ) 2 · 4H 2 O are dissolved in 50 g of water. The resulting solution was added dropwise with vigorous stirring for 30 minutes to a solution of 8.24 g (0.021 mol) of hexadecyltrimethylammonium bromide in 235 g of water. The mixture is maintained at a temperature of 95 ° C for 48 hours. The product was cooled to room temperature, separated by filtration, washed on the filter with water and dried at room temperature for 48 hours.
Второй, третий и четвертый этапы проводят по Примеру 3.The second, third and fourth stages are carried out according to Example 3.
Пример 6.Example 6
Первый, второй и третий этапы проводят по Примеру 3. На четвертом этапе проводят нанесение палладия из раствора палладийхлористоводородной кислоты. 10 г сухого продукта, полученного на третьем этапе, пропитывают 50 мл раствора, содержащего 0,05 г Pd в виде H2PtCl4. Пропитку проводят в течение 1 ч при 50°С. Раствор отделяют и катализатор сушат при комнатной температуре 24 ч и при 100°С в течение 6 ч. Катализатор прокаливают в токе воздуха при 400°С в течение 3 ч.The first, second and third stages are carried out according to Example 3. At the fourth stage, palladium is applied from a solution of palladium hydrochloric acid. 10 g of the dry product obtained in the third stage are impregnated with 50 ml of a solution containing 0.05 g of Pd in the form of H 2 PtCl 4 . The impregnation is carried out for 1 h at 50 ° C. The solution was separated and the catalyst was dried at room temperature for 24 hours and at 100 ° C for 6 hours. The catalyst was calcined in a stream of air at 400 ° C for 3 hours.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Катализаторы, соответствующие предложенному изобретению, представляют большой интерес для использования в процессах изомеризации легких бензиновых фракций, изодепарафинизации дизельных и масляных фракций, алкилировании изоалканов алкенами, гидрокрекинге и др. Интерес определяется высокой термической стабильностью и дополнительными характеристиками, обусловленными особенностями кристаллической структуры, сочетающей широкие поры (свыше ), унифицированные по размерам, большие величины удельной поверхности и объема пор, а также возможность формирования специфических активных центров на внутренней поверхности пор.The catalysts corresponding to the proposed invention are of great interest for use in the processes of isomerization of light gasoline fractions, isodeparaffinization of diesel and oil fractions, alkylation of isoalkanes with alkenes, hydrocracking, etc. Interest is determined by high thermal stability and additional characteristics due to the features of the crystal structure combining wide pores ( over ), uniform in size, large specific surface area and pore volume, as well as the possibility of the formation of specific active centers on the inner surface of the pores.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005101396/04A RU2276621C1 (en) | 2005-01-24 | 2005-01-24 | Hydrocarbon conversion catalysts and a method for preparation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005101396/04A RU2276621C1 (en) | 2005-01-24 | 2005-01-24 | Hydrocarbon conversion catalysts and a method for preparation thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2276621C1 true RU2276621C1 (en) | 2006-05-20 |
Family
ID=36658346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005101396/04A RU2276621C1 (en) | 2005-01-24 | 2005-01-24 | Hydrocarbon conversion catalysts and a method for preparation thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2276621C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2466789C1 (en) * | 2011-04-29 | 2012-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно Производственная фирма "ОЛКАТ" | Method of preparing catalyst for isomerisation of c4-c6 hydrocarbons |
RU2584951C1 (en) * | 2015-03-12 | 2016-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенный центр исследований и разработок" (ООО "РН-ЦИР") | Method of producing catalyst support for conversion of hydrocarbon raw material based on mesoporous material |
RU2794736C1 (en) * | 2022-03-24 | 2023-04-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Экострим" | Catalyst manufacturing method |
-
2005
- 2005-01-24 RU RU2005101396/04A patent/RU2276621C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2466789C1 (en) * | 2011-04-29 | 2012-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно Производственная фирма "ОЛКАТ" | Method of preparing catalyst for isomerisation of c4-c6 hydrocarbons |
RU2584951C1 (en) * | 2015-03-12 | 2016-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенный центр исследований и разработок" (ООО "РН-ЦИР") | Method of producing catalyst support for conversion of hydrocarbon raw material based on mesoporous material |
RU2794736C1 (en) * | 2022-03-24 | 2023-04-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Экострим" | Catalyst manufacturing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Gagea et al. | Bifunctional conversion of n-decane over HPW heteropoly acid incorporated into SBA-15 during synthesis | |
EP0935996B1 (en) | A composition of matter, comprising an inorganic porous material and a method for preparing the same | |
CN100999328B (en) | Pseudo thin allophane and its preparation method | |
BRPI0516371B1 (en) | Doped element content zeolitic catalyst, hydrocracking and / or hydroconversion process of hydrocarbon fillers and hydrocarbon treatment process of hydrocarbon fillers | |
CN108607600A (en) | A kind of catalyst of molecular sieve carried high dispersive noble metal and its preparation and application | |
CN104340991A (en) | Method for preparing ZSM-5 zeolite molecular sieve, product and purpose thereof | |
WO2019022782A1 (en) | Methods for producing hierarchical mesoporous zeolite beta | |
EP1216092A1 (en) | Silicon-containing titanium dioxyde, method for preparing the same and catalytic compositions thereof | |
CN102633279A (en) | Aluminum silicophosphate molecular sieve with macro-porous structure and preparation method thereof | |
US5380691A (en) | Catalytic microporous zirconia particulates | |
US12215036B2 (en) | Amorphous silica-alumina composition and method for making the same | |
WO2013036359A1 (en) | Methods for forming zeolites from homogeneous amorphous silica alumina | |
JP5364228B2 (en) | New alumina-on-alumina composite carrier | |
RU2276621C1 (en) | Hydrocarbon conversion catalysts and a method for preparation thereof | |
Mishra et al. | Mesoporous titania–alumina mixed oxide: A preliminary study on synthesis and application in selective catalytic reduction of NOx | |
EP1742737A1 (en) | Catalyst for selective opening of cyclic paraffins and process for using the catalyst | |
US11879374B2 (en) | STA-30, a new member of the SWY family of molecular sieves, methods of preparation and use | |
RU2280504C1 (en) | Zirconium oxide-based mesoporous material and a method for preparation thereof | |
JPH0938494A (en) | Catalyst molding method using alumina as binder | |
KR100408006B1 (en) | Method for preparing mesoporous crystalline molecular sieve | |
WO2021108188A1 (en) | Dry gel synthesis of nano-sized zsm-5 | |
RU2745214C1 (en) | Catalyst for fischer-tropsch synthesis and method for its production | |
US11261098B2 (en) | Systems and methods for preparing nano-sized crystals of BEA zeolite with metal oxide for hydrocarbon conversions | |
CN113072079B (en) | A kind of synthetic method of twist-shaped porous ZSM-5 zeolite assembled by nano-square cone-shaped particles | |
RU2584951C1 (en) | Method of producing catalyst support for conversion of hydrocarbon raw material based on mesoporous material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190125 |