RU2538960C1 - Catalyst of dehydration of c4-c5 paraffin hydrocarbons - Google Patents
Catalyst of dehydration of c4-c5 paraffin hydrocarbons Download PDFInfo
- Publication number
- RU2538960C1 RU2538960C1 RU2013145357/04A RU2013145357A RU2538960C1 RU 2538960 C1 RU2538960 C1 RU 2538960C1 RU 2013145357/04 A RU2013145357/04 A RU 2013145357/04A RU 2013145357 A RU2013145357 A RU 2013145357A RU 2538960 C1 RU2538960 C1 RU 2538960C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- oxide
- hours
- temperature
- silicon
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области химической технологии и каталитической химии, в частности к катализаторам, способам получения катализаторов для процессов дегидрирования C4-C5 парафиновых углеводородов до соответствующих олефинов в присутствии катализатора, содержащего оксиды хрома, калия и кремния, нанесенные на алюмооксидный носитель. C4-C5 олефины широко применяются для получения синтетических каучуков, пластических масс, компонентов моторного топлива и других ценных нефтехимических продуктов. Возрастающий спрос на полиизопреновые каучуки требует наращивания мощностей производства изобутилена и изопентенов, что возможно путем разработки и использования более эффективных каталитических систем.The invention relates to the field of chemical technology and catalytic chemistry, in particular to catalysts, methods for producing catalysts for the dehydrogenation of C 4 -C 5 paraffinic hydrocarbons to the corresponding olefins in the presence of a catalyst containing chromium, potassium and silicon oxides supported on an alumina carrier. C 4 -C 5 olefins are widely used to produce synthetic rubbers, plastics, motor fuel components and other valuable petrochemical products. The growing demand for polyisoprene rubbers requires increasing production capacities of isobutylene and isopentenes, which is possible through the development and use of more efficient catalytic systems.
Процесс дегидрирования C4-C5 парафиновых углеводородов осуществляется предпочтительно в реакторах с псевдоожиженным слоем микросферического алюмохромового катализатора при температуре более 500°C. Образующиеся в процессе реакции коксовые отложения выжигают в ходе периодической регенерации катализатора при температуре выше 600°C.The dehydrogenation of C 4 -C 5 paraffin hydrocarbons is preferably carried out in fluidized bed reactors of a microspherical alumina-chromium catalyst at a temperature of more than 500 ° C. Coke deposits formed during the reaction are burned out during the periodic regeneration of the catalyst at temperatures above 600 ° C.
Эксплуатационные характеристики алюмохромовых катализаторов дегидрирования парафиновых углеводородов определяются свойствами активного компонента оксида хрома и характеристиками алюмооксидного носителя. Концентрация, состояние хрома в активном компоненте определяют выход олефинов, селективность каталитического действия и термическую стабильность каталитической системы. Структурная устойчивость катализатора определяется стабильностью его пористой системы и фазового состава в условиях процесса дегидрирования. Для улучшения свойств алюмохромовых катализаторов предложено большое количество композиций с соединениями кремния, полученных сушкой катализаторных суспензий, пропиткой готовых алюмооксидных носителей растворами активного компонента, промоторов и модификаторов.The performance characteristics of chromium-aluminum catalysts for the dehydrogenation of paraffin hydrocarbons are determined by the properties of the active component of chromium oxide and the characteristics of the alumina carrier. The concentration, state of chromium in the active component determines the yield of olefins, the selectivity of the catalytic action and thermal stability of the catalytic system. The structural stability of the catalyst is determined by the stability of its porous system and phase composition under the conditions of the dehydrogenation process. To improve the properties of chromium-chromium catalysts, a large number of compositions with silicon compounds obtained by drying catalyst suspensions, impregnating finished alumina supports with solutions of the active component, promoters, and modifiers have been proposed.
Известен катализатор дегидрирования парафиновых углеводородов (Авторское свидетельство СССС №789151, МПК B01J 21/4, B01J 23/24, опубл. 23.12.80), таких как н-бутан, изобутан, изопентан, в котором в качестве источника оксида кремния использован природный алюмосиликат. Катализатор готовят сушкой катализаторной суспензии. Состав катализатора, масс.%: оксид хрома - 12,7-14,3; оксид кремния - 4-15; оксид калия - 1,3-1,9; оксид натрия - 0,4-0,8; оксид алюминия - остальное. Катализатор обладает высокой активностью: по сумме изоамиленов и изопрена на пропущенный изопентан - 46,8 масс.%; по сумме н-бутиленов и дивинила на пропущенный н-бутан - 47,5 масс.%; по изобутилену на пропущенный изобутилен - 57,6 масс.%. Недостатком катализатора является низкая селективность по целевым олефинам вследствие высокого выхода продуктов крекинга.A known catalyst for the dehydrogenation of paraffin hydrocarbons (CCCS Authority Certificate No. 789151, IPC B01J 21/4, B01J 23/24, publ. 23.12.80), such as n-butane, isobutane, isopentane, in which natural aluminosilicate is used as a source of silicon oxide . The catalyst is prepared by drying the catalyst suspension. The composition of the catalyst, wt.%: Chromium oxide - 12.7-14.3; silicon oxide - 4-15; potassium oxide - 1.3-1.9; sodium oxide - 0.4-0.8; aluminum oxide - the rest. The catalyst has a high activity: in the sum of isoamylenes and isoprene per missed isopentane - 46.8 wt.%; the sum of n-butylenes and divinyl per missed n-butane - 47.5 wt.%; on isobutylene per missed isobutylene - 57.6 wt.%. The disadvantage of the catalyst is the low selectivity for the target olefins due to the high yield of cracking products.
Известен катализатор дегидрирования C2-C5 углеводородов (Патент РФ №2287366, МПК B01J 23/26, B01J 37/02, C07C 5/333, опубл. 28.09.99), содержащий оксиды алюминия, хрома, соединения кремния и/или бора, щелочного или щелочноземельного металла, по крайней мере, одно соединение из группы: цирконий, титан, железо, галлий, кобальт, молибден, марганец, олово. В качестве носителя используют соединение алюминия формулы Al2O3·nH2O (n=0,3-1,5) аморфной структуры в виде микросферического порошка. Катализатор готовят пропиткой соединения алюминия растворами вышеназванных элементов с последующей сушкой и прокаливанием при 700-800°C. В качестве источника кремния применяют тетраэтоксисилан. Катализатор имеет величину удельной поверхности 50-150 м2/г, объем пор 0,15-0,4 см3/г, размер частиц 40-200 мкм. Состав катализатора, масс.%: оксид хрома - 12-23; соединение модифицирующего металла из группы: Zr, Ti, Fe, Ga, Co, Mo, Mn, Sn - 0,1-1,5; соединение кремния и/или бора - 0,1-10; соединение щелочного и/или щелочноземельного металла - 0,5-3,5; оксид алюминия - остальное. Катализатор в реакции дегидрирования изобутана характеризуется высокой активностью - выход непредельных C4-углеводородов на пропущенный изобутан составляет 51,9%. Недостатками катализатора являются низкая селективность - выход непредельных C4-углеводородов на разложенный изобутан не более 86,6%, сложность технологии получения, сложность состава и воспроизведения свойств.A known catalyst for the dehydrogenation of C 2 -C 5 hydrocarbons (RF Patent No. 2287366, IPC B01J 23/26, B01J 37/02, C07C 5/333, publ. 09/28/99), containing oxides of aluminum, chromium, silicon compounds and / or boron , alkali or alkaline earth metal, at least one compound from the group: zirconium, titanium, iron, gallium, cobalt, molybdenum, manganese, tin. An aluminum compound of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O (n = 0.3-1.5) amorphous structure in the form of a microspherical powder is used as a carrier. The catalyst is prepared by impregnating the aluminum compound with solutions of the above elements, followed by drying and calcination at 700-800 ° C. As a source of silicon, tetraethoxysilane is used. The catalyst has a specific surface area of 50-150 m 2 / g, a pore volume of 0.15-0.4 cm 3 / g, a particle size of 40-200 microns. The composition of the catalyst, wt.%: Chromium oxide - 12-23; a compound of a modifying metal from the group: Zr, Ti, Fe, Ga, Co, Mo, Mn, Sn - 0.1-1.5; a compound of silicon and / or boron - 0.1-10; the connection of an alkaline and / or alkaline earth metal is 0.5-3.5; aluminum oxide - the rest. The catalyst in the isobutane dehydrogenation reaction is characterized by high activity — the yield of unsaturated C 4 hydrocarbons to the missed isobutane is 51.9%. The disadvantages of the catalyst are low selectivity - the yield of unsaturated C 4 hydrocarbons on decomposed isobutane is not more than 86.6%, the complexity of the production technology, the complexity of the composition and reproduction of properties.
Известен высокоактивный, не содержащий оксида кремния, катализатор дегидрирования C3-C5 парафиновых углеводородов (Патент РФ №2350594, МПК C07C 5/333, B01J 23/26, B01J 21/04, B01J 23/04, B01J 37/02), таких как пропан, изобутан, изопентан, на основе алюмооксидного носителя бемитной морфологии с величиной удельной поверхности 80-250 м2/г, объемом пор не менее 0,2 см3/г, размерами микрокристаллитов по значениям областей когерентного рассеивания от 500 до 3000 Å, с межслоевой водой в количестве, соответствующем мольному отношению воды к оксиду алюминия от 0,8 до 1,2. Катализатор готовят пропиткой носителя растворами предшественников оксида хрома, оксида калия и промотора, представляющего собой, по крайней мере, один из оксидов, выбранных из группы: оксид меди, оксид цинка, оксид марганца, оксид олова, оксид бора, оксид циркония, с последующей сушкой и прокаливанием при температуре от 600 до 900°C. Состав катализатора, масс.%: оксид хрома - 10-20, оксид калия - 0,1-5, промотор - 0,1-5, алюмооксидный носитель - остальное. Катализатор характеризуется высокой активностью в реакциях дегидрирования пропана, изобутана, изопентана. Выход пропилена на пропущенный пропан составляет 33,4%, выход изобутилена на пропущенный изобутан - 54,6%, выход изоамиленов на пропущенный изопентан - 47,5%. Недостатками катализатора являются низкая селективность по целевым олефинам и низкая термическая стабильность.Known highly active, not containing silicon oxide, a dehydrogenation catalyst for C 3 -C 5 paraffin hydrocarbons (RF Patent No. 2350594, IPC C07C 5/333, B01J 23/26, B01J 21/04, B01J 23/04, B01J 37/02), such as propane, isobutane, isopentane, based on an alumina carrier of boehmite morphology with a specific surface area of 80-250 m 2 / g, a pore volume of at least 0.2 cm 3 / g, microcrystallite sizes according to the values of coherent scattering regions from 500 to 3000 Å , with interlayer water in an amount corresponding to a molar ratio of water to alumina from 0.8 to 1.2. The catalyst is prepared by impregnating the support with solutions of the precursors of chromium oxide, potassium oxide and the promoter, which is at least one of the oxides selected from the group: copper oxide, zinc oxide, manganese oxide, tin oxide, boron oxide, zirconium oxide, followed by drying and calcination at a temperature of from 600 to 900 ° C. The composition of the catalyst, wt.%: Chromium oxide - 10-20, potassium oxide - 0.1-5, promoter - 0.1-5, alumina carrier - the rest. The catalyst is characterized by high activity in the reactions of dehydrogenation of propane, isobutane, isopentane. The propylene yield for the missed propane is 33.4%, the yield of isobutylene for the missed isobutane is 54.6%, the yield of isoamylene for the missed isopentane is 47.5%. The disadvantages of the catalyst are low selectivity for the target olefins and low thermal stability.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является катализатор получения легких олефинов (Патент США №6362385, C07C 5/333, C07C 5/373, C07C 5/327, опубл. 26.03.2002) дегидрированием соответствующих парафинов, содержащий оксид хрома, оксид олова, оксид щелочного металла, алюмосиликат, высокотемпературный оксид алюминия. Катализатор получают термическим разложением микросферического псевдобемита, приготовленного распылительной сушкой золя гидроксида алюминия и кремнезоля. На подготовленный оксид алюминия наносят пропиткой оксиды хрома, олова, щелочного металла сушат и прокаливают. Состав катализатора, масс.%: Cr2O3 - 6-30, SnO - 0,1-3,5, щелочной металл, выраженный как M2O - 0,4-3, SiO2 - 0,08-3, Al2O3 - остальное. Катализатор характеризуется высокой селективностью по целевому олефину. В реакции дегидрирования изобутана селективность по изобутилену составляет 94 мол.%. В реакции дегидрирования пропана селективность по пропилену составляет 89 мол. %. Недостатками катализатора являются низкая активность и недостаточная устойчивость гранул к истиранию вследствие формирования коагуляционных контактов между частицами их составляющими.The closest technical solution to the present invention is a catalyst for the production of light olefins (US Patent No. 6362385, C07C 5/333, C07C 5/373, C07C 5/327, publ. 03/26/2002) by dehydrogenation of the corresponding paraffins, containing chromium oxide, tin oxide, alkali metal oxide, aluminosilicate, high temperature alumina. The catalyst is obtained by thermal decomposition of microspherical pseudoboehmite prepared by spray drying a sol of aluminum hydroxide and silica sol. Chromium, tin, alkali metal oxides are impregnated onto the prepared alumina, dried and calcined. The composition of the catalyst, wt.%: Cr 2 O 3 - 6-30, SnO - 0.1-3.5, alkali metal, expressed as M 2 O - 0.4-3, SiO 2 - 0.08-3, Al 2 O 3 - the rest. The catalyst is characterized by high selectivity for the target olefin. In the isobutane dehydrogenation reaction, isobutylene selectivity is 94 mol%. In the propane dehydrogenation reaction, the propylene selectivity is 89 mol. % The disadvantages of the catalyst are low activity and insufficient resistance of the granules to abrasion due to the formation of coagulation contacts between the particles of their components.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение активности, селективности и термической стабильности катализатора дегидрирования C4-C5 парафиновых углеводородов за счет формирования на его поверхности активного компонента оксида хрома (III) в форме кластеров в присутствии модификатора кремния, закрепленного в виде поверхностных окиснокремниевых структур Si(OSi)n(O-)4-n, где n 1 до 4.The objective of the invention is to increase the activity, selectivity and thermal stability of a dehydrogenation catalyst for C 4 -C 5 paraffin hydrocarbons by forming on its surface an active component of chromium (III) oxide in the form of clusters in the presence of a silicon modifier, fixed in the form of surface silicon-silicon structures Si (OSi ) n (O-) 4-n , where
Поставленная задача решается разработкой катализатора дегидрирования C4-C5 парафиновых углеводородов, представляющего собой алюмооксидный носитель, модифицированный оксидом кремния, на котором распределены активный компонент оксид хрома и промотор оксид калия. Катализатор обладает величиной удельной поверхности от 10 до 250 м2/г, объемом пор не менее 0,15 см3/г.The problem is solved by the development of a dehydrogenation catalyst for C 4 -C 5 paraffin hydrocarbons, which is an alumina carrier modified with silicon oxide, on which the active component chromium oxide and the potassium oxide promoter are distributed. The catalyst has a specific surface area of from 10 to 250 m 2 / g, a pore volume of at least 0.15 cm 3 / g.
Отличием изобретения от прототипа является следующее:The difference between the invention and the prototype is the following:
- в катализаторе оксид кремния закреплен на оксиде алюминия в форме окиснокремниевых структур Si(OSi)n(O-)4-n, где n от 1 до 4, в которых кремний в спектре ЯМР MAS 29Si характеризуется наличием линий с химическими сдвигами от -95 до -105 м.д. (линия Q3) и от -107 до -124 м.д. (линия Q4) при соотношении интегральных интенсивностей Q3/Q4 от 0,5 до 1,5;- in the catalyst, silicon oxide is fixed on alumina in the form of silicon oxide structures Si (OSi) n (O-) 4-n , where n is from 1 to 4, in which silicon in the MAS 29 Si NMR spectrum is characterized by the presence of lines with chemical shifts from - 95 to -105 ppm (line Q 3 ) and from -107 to -124 ppm. (line Q 4 ) with a ratio of integrated intensities Q 3 / Q 4 from 0.5 to 1.5;
- в катализаторе оксид хрома (III) размещен и закреплен в форме кластеров, в которых хром характеризуется в УФ-Вид-спектре диффузного отражения полосой поглощения d-d электронного перехода октаэдрического катиона Cr(III) с волновым числом от 16500 до 17000 см-1;- in the catalyst, chromium (III) oxide is placed and fixed in the form of clusters in which chromium is characterized in the UV-type diffuse reflection spectrum by the absorption band dd of the electronic transition of the octahedral Cr (III) cation with a wave number from 16,500 to 17,000 cm -1 ;
- алюмооксидный носитель в катализаторе содержит χ-Al2O3 в количестве от 0,5 до 15 масс.%;- alumina carrier in the catalyst contains χ-Al 2 O 3 in an amount of from 0.5 to 15 wt.%;
- в катализаторе концентрация сильных кислотных центров, характеризующихся теплотой десорбции аммиака более 150 кДж/моль, составляет не более 3 мкмоль NH3/г.- in the catalyst, the concentration of strong acid sites characterized by a heat of desorption of ammonia of more than 150 kJ / mol is not more than 3 μmol NH 3 / g.
- при этом состав катализатора сформирован в следующем соотношении, масс.%:- while the composition of the catalyst is formed in the following ratio, wt.%:
При указанном наборе ограничительных и отличительных признаков наличие в спектре ЯМР MAS 29Si заявляемых линий с химическими сдвигами от -95 до -105 м.д. (линия Q3) и от -107 до -124 м.д. (линия Q4) при условии соотношения интегральных интенсивностей Q3/Q4 от 0,5 до 1,5 свидетельствует об образовании олигомерных структур из тетраэдров SiO4, закрепленных на поверхности оксида алюминия (рисунок 1, таблица 1). Линия Q4 соответствует поверхностному атому кремния, соединенному с четырьмя тетраэдрами SiO4 посредством связей Si-O-Si. Линия Q3 соответствует поверхностному атому кремния, связанному с тремя тетраэдрами SiO4 и одной (OH-) или (AlO-) группой (Sato S., Sodesawa T., Nozaki F., Shoji H. Solid-state NMR of silica-alumina prepared by chemical vapor deposition // Journal of Molecular Catalysis. - 1991. - V.66. - P.343-355). Соотношение интенсивности сигналов Q3/Q4 и положение резонансных сигналов на ЯМР MAS 29Si спектрах свидетельствует о высокой степени координации кремния с алюмооксидным носителем и свободными гидроксильными группами в результате образования на поверхности катализатора участков, покрытых аморфными окиснокремниевыми структурами.With the specified set of restrictive and distinctive features, the presence of the claimed lines in the NMR spectrum of MAS 29 Si with chemical shifts from -95 to -105 ppm (line Q 3 ) and from -107 to -124 ppm. (line Q 4 ) provided that the ratio of the integrated intensities Q 3 / Q 4 from 0.5 to 1.5 indicates the formation of oligomeric structures from SiO 4 tetrahedra attached to the surface of aluminum oxide (Figure 1, Table 1). The Q 4 line corresponds to a surface silicon atom connected to four SiO 4 tetrahedra via Si — O — Si bonds. The Q 3 line corresponds to the surface silicon atom bonded to three SiO 4 tetrahedra and one (OH-) or (AlO-) group (Sato S., Sodesawa T., Nozaki F., Shoji H. Solid-state NMR of silica-alumina prepared by chemical vapor deposition // Journal of Molecular Catalysis. - 1991. - V.66. - P.343-355). The ratio of the signal intensities Q 3 / Q 4 and the position of the resonance signals on the MAS 29 Si NMR spectra indicates a high degree of coordination of silicon with an alumina support and free hydroxyl groups as a result of the formation of sections coated with amorphous silicon-oxide structures on the catalyst surface.
Формирование на поверхности алюмооксидного носителя окиснокремниевых структур Si(OSi)n(O-)4-n (где n от 1 до 4), характеризующихся при синтезе катализатора меньшим по сравнению с оксидом алюминия значением pH гидратированной поверхности, приводит к увеличению степени олигомеризации поверхностных частиц Cr(VI) и образованию полихроматных частиц при нанесении предшественника активного компонента. При термоактивации катализатора поверхностные полихроматы восстанавливаются до высокоактивных кластеров оксида хрома (III), характеризующихся полосой поглощения в УФ-Вид-спектре от 16500 до 17000 см-1 (рисунок 2), что свидетельствует о присутствии в катализаторе ионов хрома (III) в октаэдрической координации (Weckhuysen B.M., Wachs I.E., Schoonheydt R.A. Surface Chemistry and Spectroscopy of Chromium in Inorganic Oxides // Chemical Reviews. - 1996. - V.96. - P.3327-3349). Указанное состояние хрома на поверхности катализатора в присутствии модификатора оксида кремния способствует возрастанию активности катализатора в реакции дегидрирования C4-C5-парафинов.The formation on the surface of an alumina support of silicon oxide structures Si (OSi) n (O-) 4-n (where n is from 1 to 4), characterized by a lower pH value of the hydrated surface compared to alumina, leads to an increase in the degree of oligomerization of surface particles Cr (VI) and the formation of polychromatic particles upon application of the precursor of the active component. Upon thermal activation of the catalyst, surface polychromats are reduced to highly active chromium (III) oxide clusters, characterized by an absorption band in the UV-Spectrum from 16,500 to 17,000 cm -1 (Figure 2), which indicates the presence of chromium (III) ions in the catalyst in octahedral coordination (Weckhuysen BM, Wachs IE, Schoonheydt RA Surface Chemistry and Spectroscopy of Chromium in Inorganic Oxides // Chemical Reviews. - 1996. - V.96. - P.3327-3349). The specified state of chromium on the surface of the catalyst in the presence of a silicon oxide modifier contributes to an increase in the activity of the catalyst in the dehydrogenation of C 4 -C 5 paraffins.
Введение кремния в катализатор и формирование поверхностных окиснокремниевых структур уменьшает степень взаимодействия хрома с поверхностью оксида алюминия, что обуславливает меньшее количество внедренного в структуру оксида алюминия хрома при фазовых и структурных трансформациях катализатора в результате локальных перегревов катализатора и способствует повышению его термической стабильности при эксплуатации (Sanfilippo D., Miracca I. Dehydrogenation of paraffins: synergies between catalyst design and reactor engineering // Catalysis Today. - 2006. - V.111. - P.133-139).The introduction of silicon into the catalyst and the formation of surface silicon-oxide structures reduces the degree of interaction of chromium with the surface of aluminum oxide, which leads to a smaller amount of chromium incorporated into the structure of aluminum oxide during phase and structural transformations of the catalyst as a result of local overheating of the catalyst and contributes to its thermal stability during operation (Sanfilippo D ., Miracca I. Dehydrogenation of paraffins: synergies between catalyst design and reactor engineering // Catalysis Today. - 2006. - V.111. - P.133-139).
Алюмохромовый катализатор дегидрирования C4-C5-парафинов характеризуется широким сигналом на спектрах температурно-программированной десорбции аммиака в области теплот десорбции аммиака от 80 до 160 мкмоль/г. Кислотные центры, имеющие теплоту десорбции более 150 мкмоль/г, являются сильными кислотными центрами, активными в побочных реакциях крекинга углеводородов. Модифицирование поверхности алюмооксидного носителя окиснокремниевыми структурами обуславливает уменьшение концентрации кислотных центров с теплотой десорбции аммиака более 150 кДж/моль до количества не более 3 мкмоль/г, в результате увеличивается селективность катализатора по целевым олефинам (Егорова С.Р., Катаев А.Н., Бекмухамедов Г.Э., Ламберов А.А., Гильмуллин P.P., Нестеров О.Н. Разработка технологии производства микросферического алюмооксидного носителя для катализатора дегидрирования парафинов. (2) Влияние условий гидротермальной обработки на эксплуатационные показатели микросферического алюмооксидного носителя и алюмохромового катализатора дегидрирования изобутана // Катализ в промышленности. - 2009. - №6. - С.48-60).The aluminum-chromium catalyst for the dehydrogenation of C 4 -C 5 paraffins is characterized by a wide signal in the spectra of temperature-programmed ammonia desorption in the region of heats of ammonia desorption from 80 to 160 μmol / g. Acid sites having a desorption heat of more than 150 μmol / g are strong acid sites active in side reactions of hydrocarbon cracking. Modification of the surface of an alumina support with silicon oxide structures causes a decrease in the concentration of acid centers with a heat of desorption of ammonia of more than 150 kJ / mol to an amount of not more than 3 μmol / g, resulting in increased catalyst selectivity for target olefins (Egorova S.R., Kataev A.N., Bekmukhamedov G.E., Lamberov A.A., Gilmullin PP, Nesterov O.N. Development of a technology for the production of a microspherical alumina support for a paraffin dehydrogenation catalyst. (2) Effect of hydrothermal conditions rabotki on operational parameters of microspheroidal alumina support and isobutane dehydrogenation catalyst alyumohromovogo // Catalysis in Industry -. 2009. - №6 -. S.48-60).
В результате процесс дегидрирования C4-C5-парафиновых углеводородов в присутствии катализатора в соответствии с данным изобретением осуществляется более эффективно, что отражается в увеличении выхода целевых углеводородов, снижении выхода побочных продуктов, повышении термической стабильности.As a result, the process of dehydrogenation of C 4 -C 5 paraffin hydrocarbons in the presence of a catalyst in accordance with this invention is carried out more efficiently, which is reflected in an increase in the yield of target hydrocarbons, a decrease in the yield of by-products, and an increase in thermal stability.
В отличие от заявляемого изобретения в прототипе катализатор дегидрирования легких парафинов представляет собой композицию, состоящую из оксида алюминия, оксида кремния, оксида хрома, оксида щелочного промотора и олова. Многокомпонентный состав катализатора в прототипе обуславливает сложную воспроизводимость каталитических свойств. В результате использования в прототипе в качестве предшественника носителя продукта распылительной сушки псевдобемита гранулы катализатора имеет низкую устойчивость к истиранию при эксплуатации в псевдоожиженном слое. Кроме того, обработка композиции псевдобемита с оксидом кремния при температуре 1000°C обуславливает формирование алюмосиликатных структур с высокой поверхностной кислотностью (Паукштис Е.А. Инфракрасная спектроскопия в гетерогенном кислотно-основном катализе - Новосибирск: Наука, 1992. - 255 с.). Поэтому в прототипе катализатор обладает недостаточной селективностью в реакции дегидрирования парафинов.In contrast to the claimed invention, in the prototype, the light paraffin dehydrogenation catalyst is a composition consisting of alumina, silica, chromium oxide, alkaline oxide promoter and tin. The multicomponent composition of the catalyst in the prototype determines the complex reproducibility of the catalytic properties. As a result of the use of pseudoboehmite spray-drying product as a precursor of the carrier, the catalyst granules have low abrasion resistance during operation in the fluidized bed. In addition, treatment of a composition of pseudoboehmite with silicon oxide at a temperature of 1000 ° C leads to the formation of aluminosilicate structures with high surface acidity (Paukshtis E.A. Infrared spectroscopy in heterogeneous acid-base catalysis - Novosibirsk: Nauka, 1992. - 255 p.). Therefore, in the prototype, the catalyst has insufficient selectivity in the dehydrogenation of paraffins.
Катализатор по предлагаемому изобретению готовят пропиткой алюмооксидного носителя растворами предшественников оксида кремния, оксида хрома, оксида калия, взятых из расчета состава готового катализатора, масс.%:The catalyst according to the invention is prepared by impregnating an alumina carrier with solutions of the precursors of silicon oxide, chromium oxide, potassium oxide, taken from the calculation of the composition of the finished catalyst, wt.%:
Алюмооксидный носитель помещают в камеру вакуумного смесителя и дегазируют. Затем дозируют раствор предшественника оксида кремния в количестве, соответствующем влагоемкости носителя. Пропитку носителя раствором осуществляют в течение 0,5-2 часов. После пропитки носитель сушат при атмосферном давлении, в вакууме при остаточном давлении 30-150 мм рт.ст. или в потоке осушенного азота в течение 1-12 часов и прокаливают на воздухе или в потоке осушенного азота при температуре 300-600°C в течение 4-6 часов.The alumina carrier is placed in the chamber of the vacuum mixer and degassed. Then, the silica precursor solution is dosed in an amount corresponding to the moisture capacity of the carrier. The carrier is impregnated with a solution for 0.5-2 hours. After impregnation, the carrier is dried at atmospheric pressure, in vacuum at a residual pressure of 30-150 mm Hg. or in a stream of dried nitrogen for 1-12 hours and calcined in air or in a stream of dried nitrogen at a temperature of 300-600 ° C for 4-6 hours.
Модифицированный оксидом кремния носитель помещают в камеру вакуумного смесителя и дегазируют. Затем дозируют водные растворы предшественников оксида хрома и оксида калия при атмосферном давлении или в вакууме при остаточном давлении около 30-150 мм рт.ст. в количестве, соответствующем влагоемкости носителя. Пропитку носителя растворами осуществляют в течение 0,5-2 часов. После пропитки катализатор сушат при атмосферном давлении или в вакууме при остаточном давлении 30-150 мм.рт.ст. в течение 1-12 часов и прокаливают на воздухе при температуре 600-900°C в течение 4-6 часов.The silica-modified support is placed in a vacuum mixer chamber and degassed. Then, aqueous solutions of the precursors of chromium oxide and potassium oxide are dosed at atmospheric pressure or in vacuum at a residual pressure of about 30-150 mm Hg. in an amount corresponding to the moisture capacity of the carrier. The carrier is impregnated with solutions for 0.5-2 hours. After impregnation, the catalyst is dried at atmospheric pressure or in vacuum at a residual pressure of 30-150 mm Hg. for 1-12 hours and calcined in air at a temperature of 600-900 ° C for 4-6 hours.
В качестве источника оксида хрома используют хромовый ангидрид, хромат калия, дихромат калия, хромат аммония, бихромат аммония, гидроксид хрома, нитрат хрома, ацетат хрома, оксалат хрома, ацетилацетонат хрома, алкоголяты хрома, металлоорганические комплексные соединения хрома и др.As a source of chromium oxide, chromic anhydride, potassium chromate, potassium dichromate, ammonium chromate, ammonium dichromate, chromium hydroxide, chromium nitrate, chromium acetate, chromium oxalate, chromium acetylacetonate, chromium alcoholates, organometallic complex compounds of chromium, etc. are used.
В качестве источника оксида калия используют карбонат калия, гидроксид калия, нитрат калия, нитрит калия, сульфат калия, перманганат калия, оксалат калия, ацетат калия или их смеси.As a source of potassium oxide, potassium carbonate, potassium hydroxide, potassium nitrate, potassium nitrite, potassium sulfate, potassium permanganate, potassium oxalate, potassium acetate or mixtures thereof are used.
В качестве источника оксида кремния используют кремнезоль, стабилизированный ионами натрия, калия, алюминия, аммония, а также силикат калия, натрия; кремнийорганические соединения: алкоксисиланы Si(OR1)n(OR2)4-n, где R1, R2=C6H5, CmH2m+1, m=1-5, олигоэтоксисилоксаны.As a source of silicon oxide use silica stabilized by sodium, potassium, aluminum, ammonium ions, as well as potassium silicate, sodium; organosilicon compounds: alkoxysilanes Si (OR 1 ) n (OR 2 ) 4-n , where R 1 , R 2 = C 6 H 5 , C m H 2m + 1 , m = 1-5, oligoethoxysiloxanes.
В качестве алюмооксидного носителя используют бемит, псевдобемит, соединение алюминия рентгеноаморфной структуры формулы Al2O3·nH2O, где n=0,5-1,5, оксиды алюминия в фазах γ-Al2O3, δ-Al2O3, η-Al2O3, χ-Al2O3, θ-Al2O3, κ-Al2O3, α-Al2O3 или в смешанных фазах (γ-Al2O3 + δ-Al2O3, γ-Al2O3 + η-Al2O3, γ-Al2O3 + χ-Al2O3, γ-Al2O3 + δ-Al2O3 + θ-Al2O3, γ-Al2O3 + δ-Al2O3 + χ-Al2O3 + κ-Al2O3, δ-Al2O3 + θ-Al2O3 + α-Al2O3, δ-Al2O3 + θ-Al2O3 + κ-Al2O3 + α-Al2O3).As an alumina support, boehmite, pseudoboehmite, an aluminum compound of the X-ray amorphous structure of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O, where n = 0.5-1.5, aluminum oxides in the phases γ-Al 2 O 3 , δ-Al 2 O are used 3 , η-Al 2 O 3 , χ-Al 2 O 3 , θ-Al 2 O 3 , κ-Al 2 O 3 , α-Al 2 O 3 or in mixed phases (γ-Al 2 O 3 + δ- Al 2 O 3 , γ-Al 2 O 3 + η-Al 2 O 3 , γ-Al 2 O 3 + χ-Al 2 O 3 , γ-Al 2 O 3 + δ-Al 2 O 3 + θ-Al 2 O 3 , γ-Al 2 O 3 + δ-Al 2 O 3 + χ-Al 2 O 3 + κ-Al 2 O 3 , δ-Al 2 O 3 + θ-Al 2 O 3 + α-Al 2 O 3 , δ-Al 2 O 3 + θ-Al 2 O 3 + κ-Al 2 O 3 + α-Al 2 O 3 ).
Фазовый состав носителя определяют методом дифракции рентгеновских лучей. Съемку рентгенограмм проводят с использованием длинноволнового излучения CuKα и графитового монохроматора на дифрагирующем пучке. Диапазон записи углов в шкале 20 составляет от 5 до 95 град.The phase composition of the carrier is determined by x-ray diffraction. Radiographs are taken using long-wavelength radiation CuK α and a graphite monochromator on a diffracting beam. The range of recording angles on a scale of 20 is from 5 to 95 degrees.
Гранулометрический состав носителя определяют методом лазерной дифракции. Сущность метода определения фракционного состава изложена в методике ASTM D4464-10 «Standard Test Method for Particle Size Distribution of Catalytic Material by Laser Light Scattering».The particle size distribution of the carrier is determined by laser diffraction. The essence of the method for determining the fractional composition is described in ASTM D4464-10, Standard Test Method for Particle Size Distribution of Catalytic Material by Laser Light Scattering.
Величину удельной поверхности и объема пор определяют методом низкотемпературной адсорбции азота. Сущность метода определения параметров пористой системы изложена в методике ASTM D 3663-99 «Стандартный метод исследования площади поверхности и объема пор катализаторов и носителей катализаторов».The specific surface area and pore volume are determined by low-temperature nitrogen adsorption. The essence of the method for determining the parameters of a porous system is described in ASTM D 3663-99, “Standard Method for Studying the Surface Area and Pore Volume of Catalysts and Catalyst Carriers”.
Запись 29Si ЯМР-спектров катализаторов осуществляют при вращении образцов под магическим углом с частотой 5 кГц. 29Si ЯМР-спектры катализаторов регистрируют в диапазоне от -650 до 650 м.д. при рабочей частоте 79,495 МГц, спектральном разрешении 48,83 Гц.Recording of 29 Si NMR spectra of the catalysts is carried out by rotating the samples at a magic angle with a frequency of 5 kHz. 29 Si NMR spectra of the catalysts were recorded in the range from -650 to 650 ppm. at an operating frequency of 79.495 MHz, a spectral resolution of 48.83 Hz.
Запись УФ-Вид-спектров диффузного отражения катализаторов осуществляют на сканирующем двулучевом спектрофотометре, соединенным с интегрирующей сферой диаметром 60 мм, покрытой изнутри BaSO4. В качестве стандарта используют пластину из BaSO4. Для съемки спектров образцы катализатора размером 40-100 мкм помещают в держатель с кварцевым окном. Спектры фиксируют в диапазоне 200-800 нм (12500-50000 см-1) со спектральным разрешением 2 нм. УФ-Вид-спектры образцов катализатора и оксида хрома разлагают на Гауссовы компоненты для определения положения и интенсивности максимумов полос поглощения.The UV-type spectra of the diffuse reflection of the catalysts are recorded on a scanning two-beam spectrophotometer connected to an integrating sphere with a diameter of 60 mm coated from the inside with BaSO 4 . A BaSO 4 plate is used as a standard. To take spectra, catalyst samples 40-100 μm in size are placed in a holder with a quartz window. The spectra are recorded in the range 200-800 nm (12500-50000 cm -1 ) with a spectral resolution of 2 nm. UV-spectra of the samples of the catalyst and chromium oxide are decomposed into Gaussian components to determine the position and intensity of the maxima of the absorption bands.
Поверхностную кислотность катализаторов определяют методом термопрограммированной десорбции аммиака на приборе проточного типа с детектором по теплопроводности. Стадию адсорбции проводят в потоке аммиака в течение 30 мин при температуре 100°C. После адсорбции выполняют отдувку физически сорбированного аммиака гелием при 100°C в течение 30 мин. Затем проводят охлаждение образца до комнатной температуры в потоке гелия. Термопрограммированную десорбцию аммиака проводят от комнатной температуры до 700°C скоростью 10 K/мин. Расчеты данных ТПД аммиака по распределению кислотных центров выполняют по методике (Ющенко В.В. Расчет спектров кислотности катализаторов по данным термопрограммированной десорбции аммиака // Журнал физической химии. - 1997. - Т.71, №4. - С.628-632).The surface acidity of the catalysts is determined by the method of thermoprogrammed desorption of ammonia on a flow-through device with a thermal conductivity detector. The adsorption step is carried out in an ammonia stream for 30 minutes at a temperature of 100 ° C. After adsorption, physically sorbed ammonia is blown off with helium at 100 ° C for 30 minutes. Then the sample is cooled to room temperature in a helium stream. Thermally programmed desorption of ammonia is carried out from room temperature to 700 ° C at a rate of 10 K / min. The calculations of the TPD of ammonia by the distribution of acid centers are carried out according to the methodology (Yushchenko V.V. Calculation of the spectra of the acidity of catalysts according to the thermoprogrammed desorption of ammonia // Journal of Physical Chemistry. - 1997. - T.71, No. 4. - P.628-632) .
Катализатор испытывают в процессах дегидрирования изобутана и изопентана при температуре дегидрирования 530-570°C, объемной скорости подачи сырья 300-400 ч-1. Регенерацию осуществляют воздухом при температуре 650°C, выдерживая катализатор в течение 30 мин. Испытания проводят в лабораторной установке проточного типа с кварцевым трубчатым реактором в псевдоожиженном слое катализатора. Объем загружаемого катализатора - 100 см3. Процесс ведут циклами в следующей последовательности: дегидрирование - 15 мин, продувка инертным газом - 5 мин, регенерация воздухом - 30 мин, продувка инертным газом - 5 мин, далее циклы повторяют. После выдержки катализатора при температуре 570°C в течение 2 часов осуществляют два холостых цикла. На третьем цикле при реакции дегидрирования отбирают контактный газ с 6 по 15 минуту включительно в количестве 1 л. Контактный газ анализируют методом газовой хроматографии. По результатам хроматографического анализа рассчитывают выход целевого олефина на пропущенный и разложенный парафин - активность и селективность катализатора соответственно.The catalyst is tested in the processes of dehydrogenation of isobutane and isopentane at a dehydrogenation temperature of 530-570 ° C, a volumetric feed rate of 300-400 h -1 . Regeneration is carried out with air at a temperature of 650 ° C, keeping the catalyst for 30 minutes. The tests are carried out in a flow-through laboratory type apparatus with a quartz tube reactor in a fluidized bed of a catalyst. The volume of the loaded catalyst is 100 cm 3 . The process is carried out in cycles in the following sequence: dehydrogenation - 15 minutes, inert gas purge - 5 minutes, air regeneration - 30 minutes, inert gas purge - 5 minutes, then the cycles are repeated. After exposure of the catalyst at a temperature of 570 ° C for 2 hours, two idle cycles are carried out. In the third cycle, during the dehydrogenation reaction, contact gas is taken from 6 to 15 minutes inclusive in an amount of 1 liter. Contact gas is analyzed by gas chromatography. According to the results of chromatographic analysis, the yield of the target olefin on the passed and decomposed paraffin is calculated — the activity and selectivity of the catalyst, respectively.
Конкретное осуществление изобретения иллюстрируют следующие примеры.The specific embodiment of the invention is illustrated by the following examples.
Пример 1Example 1
200 г носителя - бемит формулы Al2O3·nH2O, где n=1, с размером частиц от 20 до 250 мкм пропитывают 86 мл кремнезоля с концентрацией SiO2 5,6 масс.%, стабилизированного ионами аммония. Пропитку осуществляют в течение 1 часа при комнатной температуре и атмосферном давлении. Носитель сушат в вакууме при остаточном давлении 30 мм рт.ст. и температуре 80°C в течение 2 часов.200 g of the support — boehmite of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O, where n = 1, with a particle size of 20 to 250 μm are impregnated with 86 ml of silica with a concentration of SiO 2 of 5.6 wt.%, Stabilized by ammonium ions. The impregnation is carried out for 1 hour at room temperature and atmospheric pressure. The carrier is dried in vacuo at a residual pressure of 30 mm Hg. and a temperature of 80 ° C for 2 hours.
Катализатор готовят пропиткой носителя раствором предшественников оксидов хрома и калия, для чего высушенный носитель помещают в камеру вакуумного смесителя и дозируют 82 мл водного раствора, содержащего 24,1 г хромового ангидрида, 2,3 г калия гидроксида. Пропитку осуществляют в течение 1 часа при комнатной температуре. Пропитанный носитель сушат в вакууме при остаточном давлении 30 мм рт.ст. и температуре 80°C в течение 2 часов, прокаливают на воздухе при температуре 750°C в течение 4 часов.The catalyst is prepared by impregnating the support with a solution of chromium and potassium oxide precursors, for which the dried support is placed in a vacuum mixer chamber and 82 ml of an aqueous solution containing 24.1 g of chromic anhydride and 2.3 g of potassium hydroxide are dosed. The impregnation is carried out for 1 hour at room temperature. The impregnated carrier is dried in vacuo at a residual pressure of 30 mm Hg. and a temperature of 80 ° C for 2 hours, calcined in air at a temperature of 750 ° C for 4 hours.
Состав, свойства катализатора и результаты каталитических испытаний в реакциях дегидрирования изобутана и изопентана приведены в таблице 1.The composition, properties of the catalyst and the results of catalytic tests in the dehydrogenation reactions of isobutane and isopentane are shown in table 1.
Пример 2Example 2
Носитель катализатора и катализатор получают так же, как описано в примере 1, но проводят дополнительную термическую обработку при температуре 1100°C в течение 2 часов.The catalyst carrier and the catalyst are obtained in the same manner as described in example 1, but carry out additional heat treatment at a temperature of 1100 ° C for 2 hours.
Состав, свойства катализатора и результаты каталитических испытаний в реакциях дегидрирования изобутана и изопентана приведены в таблице 1.The composition, properties of the catalyst and the results of catalytic tests in the dehydrogenation reactions of isobutane and isopentane are shown in table 1.
Пример 3Example 3
Носитель катализатора и катализатор получают так же, как описано в примере 1, но используют псевдобемит формулы Al2O3·nH2O, где n=1,5, пропитывая 90 мл раствора тетраэтоксисилана в этиловом спирте с концентрацией кремния 1,1 масс.% в течение 0,5 часа при комнатной температуре и атмосферном давлении. Носитель сушат в вакууме при остаточном давлении 30 мм рт.ст. и температуре 80°C в течение 1 часа, обрабатывают при температуре 550°C в течение 2 часов в токе сухого воздуха. Термообработанный носитель пропитывают 172 мл водного раствора, содержащего 34,5 г хромата аммония, 2,8 г калия карбоната в течение 1 часа при комнатной температуре и атмосферном давлении. Пропитанный носитель сушат при атмосферном давлении и температуре 80°C в течение 12 часов, затем прокаливают на воздухе при температуре 750°C в течение 4 часов.The catalyst carrier and catalyst are obtained in the same manner as described in example 1, but pseudoboehmite of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O is used, where n = 1.5, impregnating 90 ml of a solution of tetraethoxysilane in ethanol with a silicon concentration of 1.1 mass. % for 0.5 hours at room temperature and atmospheric pressure. The carrier is dried in vacuo at a residual pressure of 30 mm Hg. and a temperature of 80 ° C for 1 hour, treated at a temperature of 550 ° C for 2 hours in a stream of dry air. The heat-treated carrier is impregnated with 172 ml of an aqueous solution containing 34.5 g of ammonium chromate, 2.8 g of potassium carbonate for 1 hour at room temperature and atmospheric pressure. The impregnated carrier is dried at atmospheric pressure and a temperature of 80 ° C for 12 hours, then calcined in air at a temperature of 750 ° C for 4 hours.
Состав, свойства катализатора и результаты каталитических испытаний в реакциях дегидрирования изобутана и изопентана приведены в таблице 1.The composition, properties of the catalyst and the results of catalytic tests in the dehydrogenation reactions of isobutane and isopentane are shown in table 1.
Пример 4Example 4
Носитель катализатора и катализатор получают так же, как описано в примере 1, но используют соединение алюминия рентгеноаморфной структуры формулы Al2O3·nH2O, где n=0,5, пропитывая 94 мл водного раствора метасиликата калия с концентрацией SiO2 8,2 масс.% в течение 1 часа в вакууме при остаточном давлении 100 мм рт.ст. и при комнатной температуре. Носитель сушат в течение 12 часов при атмосферном давлении и температуре 80°C. Высушенный носитель пропитывают 180 мл водного раствора, содержащего 41,9 г бихромата аммония, 4,2 г калия карбоната в течение 1 часа при остаточном давлении 100 мм рт.ст., сушат в течение 2 часов в вакууме при остаточном давлении 30 мм рт.ст. и температуре 80°C, прокаливают на воздухе при температуре 770°C в течение 4 часов.The catalyst carrier and catalyst are obtained in the same manner as described in example 1, but they use an aluminum compound of an X-ray amorphous structure of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O, where n = 0.5, impregnating 94 ml of an aqueous solution of potassium metasilicate with a concentration of
Состав, свойства катализатора и результаты каталитических испытаний в реакциях дегидрирования изобутана и изопентана приведены в таблице 1.The composition, properties of the catalyst and the results of catalytic tests in the dehydrogenation reactions of isobutane and isopentane are shown in table 1.
Пример 5Example 5
Носитель катализатора и катализатор получают так же, как описано в примере 1, но используют псевдобемит формулы Al2O3·nH2O, где n=1,5, пропитывая 90 мл бензольного раствора тетраметоксисилана с концентрацией кремния 5,0 масс.% в течение 1 часа при комнатной температуре и атмосферном давлении. Носитель сушат в вакууме при остаточном давлении 30 мм рт.ст. и температуре 80°C в течение 2 часов. Высушенный носитель пропитывают 172 мл водного раствора, содержащего 37,2 г бихромата аммония, 6,6 г калия хромата в течение 0,5 ч в вакууме при остаточном давлении 80 мм рт.ст. и комнатной температуре, сушат в течение 2 часов в вакууме при остаточном давлении 30 мм рт.ст. и температуре 85°C, прокаливают на воздухе при температуре 800°C в течение 5 часов.The catalyst carrier and catalyst are obtained in the same manner as described in example 1, but pseudoboehmite of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O is used, where n = 1.5, impregnating 90 ml of a tetramethoxysilane benzene solution with a silicon concentration of 5.0 wt.% for 1 hour at room temperature and atmospheric pressure. The carrier is dried in vacuo at a residual pressure of 30 mm Hg. and a temperature of 80 ° C for 2 hours. The dried support is impregnated with 172 ml of an aqueous solution containing 37.2 g of ammonium dichromate, 6.6 g of potassium chromate for 0.5 h in vacuum at a residual pressure of 80 mm Hg. and room temperature, dried for 2 hours in vacuum at a residual pressure of 30 mm RT.article and a temperature of 85 ° C, calcined in air at a temperature of 800 ° C for 5 hours.
Состав, свойства катализатора и результаты каталитических испытаний в реакциях дегидрирования изобутана и изопентана приведены в таблице 1.The composition, properties of the catalyst and the results of catalytic tests in the dehydrogenation reactions of isobutane and isopentane are shown in table 1.
Пример 6Example 6
Носитель катализатора и катализатор получают так же, как описано в примере 1, но используют соединение алюминия рентгеноаморфной структуры формулы Al2O3·nH2O, где n=0,5, пропитывая 94 мл кремнезоля с концентрацией SiO2 3,3 масс.%, стабилизированного ионами алюминия, в течение 1 часа при температуре 30°C и при остаточном давлении 150 мм рт.ст. Носитель сушат в течение 2 часов в вакууме при остаточном давлении 30 мм рт.ст. и температуре 80°C. Носитель пропитывают 90 мл водного раствора, содержащего 21,9 г хромового ангидрида, 2,2 г калия гидроксида в течение 0,5 часа при температуре 30°C и атмосферном давлении, сушат в течение 12 часов при температуре 80°C и атмосферном давлении, прокаливают на воздухе при температуре 780°C в течение 4 часов.The catalyst carrier and the catalyst are obtained in the same manner as described in example 1, but they use an aluminum compound of an X-ray amorphous structure of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O, where n = 0.5, impregnating 94 ml of silica with a concentration of SiO 2 of 3.3 mass. % stabilized by aluminum ions for 1 hour at a temperature of 30 ° C and at a residual pressure of 150 mm Hg The carrier is dried for 2 hours in vacuo at a residual pressure of 30 mm Hg. and temperature 80 ° C. The carrier is impregnated with 90 ml of an aqueous solution containing 21.9 g of chromic anhydride, 2.2 g of potassium hydroxide for 0.5 hours at a temperature of 30 ° C and atmospheric pressure, dried for 12 hours at a temperature of 80 ° C and atmospheric pressure, calcined in air at 780 ° C for 4 hours.
Состав, свойства катализатора и результаты каталитических испытаний в реакциях дегидрирования изобутана и изопентана приведены в таблице 1.The composition, properties of the catalyst and the results of catalytic tests in the dehydrogenation reactions of isobutane and isopentane are shown in table 1.
Пример 7Example 7
Носитель катализатора и катализатор получают так же, как описано в примере 1, но используют бемит формулы Al2O3·nH2O, где n=1, пропитывая 86 мл бензольного раствора тетраметоксисилана с концентрацией кремния 6,4 масс.% в течение 1 часа при комнатной температуре и при атмосферном давлении. Носитель сушат в течение 2 часов в вакууме при остаточном давлении 30 мм рт.ст. и температуре 80°C. Высушенный носитель пропитывают 82 мл водного раствора, содержащего 34,1 г хромового ангидрида, 4,9 г калия карбоната в течение 1 часа при комнатной температуре и при остаточном давлении 150 мм рт.ст., сушат в течение 2 часов в вакууме при остаточном давлении 30 мм рт.ст. и температуре 85°C, прокаливают на воздухе при температуре 800°C в течение 4 часов.The catalyst carrier and the catalyst are obtained in the same manner as described in example 1, but using boehmite of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O, where n = 1, impregnating 86 ml of a benzene solution of tetramethoxysilane with a silicon concentration of 6.4 wt.% For 1 hours at room temperature and at atmospheric pressure. The carrier is dried for 2 hours in vacuo at a residual pressure of 30 mm Hg. and temperature 80 ° C. The dried support is impregnated with 82 ml of an aqueous solution containing 34.1 g of chromic anhydride, 4.9 g of potassium carbonate for 1 hour at room temperature and at a residual pressure of 150 mm Hg, dried for 2 hours in vacuum at a residual pressure 30 mmHg and a temperature of 85 ° C, calcined in air at a temperature of 800 ° C for 4 hours.
Состав, свойства катализатора и результаты каталитических испытаний в реакциях дегидрирования изобутана и изопентана приведены в таблице 1.The composition, properties of the catalyst and the results of catalytic tests in the dehydrogenation reactions of isobutane and isopentane are shown in table 1.
Пример 8Example 8
Носитель катализатора и катализатор получают так же, как описано в примере 1, но используют бемит формулы Al2O3·nH2O, где n=1, пропитывая 86 мл раствора метокситриэтоксисилана в этиловом спирте с концентрацией кремния 2,5 масс.% в течение 2 часов при комнатной температуре и атмосферном давлении. Носитель сушат в течение 2 часов в вакууме при остаточном давлении 30 мм рт.ст. и температуре 80°C, затем обрабатывают при температуре 450°C в течение 2 часов в атмосфере азота. Носитель пропитывают 164 мл водного раствора, содержащего 27,4 г бихромата аммония, 2,8 г калия карбоната в течение 0,5 часов в вакууме при остаточном давлении 50 мм рт.ст. и температуре 30°C, сушат в течение 12 часов при температуре 80°C и атмосферном давлении, прокаливают на воздухе при температуре 740°C в течение 4 часов.The catalyst carrier and the catalyst are obtained in the same manner as described in example 1, but using boehmite of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O, where n = 1, impregnating 86 ml of a solution of methoxytriethoxysilane in ethanol with a silicon concentration of 2.5 wt.% In for 2 hours at room temperature and atmospheric pressure. The carrier is dried for 2 hours in vacuo at a residual pressure of 30 mm Hg. and a temperature of 80 ° C, then treated at a temperature of 450 ° C for 2 hours in a nitrogen atmosphere. The carrier is impregnated with 164 ml of an aqueous solution containing 27.4 g of ammonium dichromate, 2.8 g of potassium carbonate for 0.5 hours in vacuo at a residual pressure of 50 mm Hg. and a temperature of 30 ° C, dried for 12 hours at a temperature of 80 ° C and atmospheric pressure, calcined in air at a temperature of 740 ° C for 4 hours.
Состав, свойства катализатора и результаты каталитических испытаний в реакциях дегидрирования изобутана и изопентана приведены в таблице 1.The composition, properties of the catalyst and the results of catalytic tests in the dehydrogenation reactions of isobutane and isopentane are shown in table 1.
Пример 9Example 9
Носитель катализатора и катализатор получают так же, как описано в примере 1, но используют бемит формулы Al2O3·nH2O, где n=1, пропитывая 86 мл кремнезоля с концентрацией SiO2 8,0 масс.%, стабилизированного ионами натрия, в течение 2 часов в вакууме при остаточном давлении 150 мм рт.ст. и комнатной температуре. Носитель сушат в течение 2 часов в вакууме при остаточном давлении 30 мм рт.ст. и температуре 80°C. Высушенный носитель пропитывают 82 мл водного раствора, содержащего 39,6 г хромового ангидрида, 5,0 г калия гидроксида в течение 0,5 часа при атмосферном давлении и комнатной температуре, сушат в течение 12 часов при атмосферном давлении и температуре 80°C, прокаливают на воздухе при температуре 700°C в течение 6 часов.The catalyst carrier and the catalyst are obtained as described in example 1, but using boehmite of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O, where n = 1, impregnating 86 ml of silica with a concentration of SiO 2 of 8.0 wt.%, Stabilized by sodium ions , for 2 hours in vacuum at a residual pressure of 150 mm Hg and room temperature. The carrier is dried for 2 hours in vacuo at a residual pressure of 30 mm Hg. and temperature 80 ° C. The dried support is impregnated with 82 ml of an aqueous solution containing 39.6 g of chromic anhydride, 5.0 g of potassium hydroxide for 0.5 hours at atmospheric pressure and room temperature, dried for 12 hours at atmospheric pressure and a temperature of 80 ° C, calcined in air at 700 ° C for 6 hours.
Состав, свойства катализатора и результаты каталитических испытаний в реакциях дегидрирования изобутана и изопентана приведены в таблице 1.The composition, properties of the catalyst and the results of catalytic tests in the dehydrogenation reactions of isobutane and isopentane are shown in table 1.
Пример 10Example 10
Носитель катализатора и катализатор получают так же, как описано в примере 1, но используют бемит формулы Al2O3·nH2O, где n=1, пропитывая 86 мл бензольного раствора этилсиликата-32 с концентрацией кремния 3,1 масс.% в течение 2 часов при комнатной температуре и атмосферном давлении. Носитель сушат в течение 12 часов в токе высушенного азота при температуре 90°C, прокаливают в атмосфере азота при температуре 450°C в течение 5 часов. Термообработанный носитель пропитывают 180 мл водного раствора, содержащего 35,4 г хромата аммония, 2,3 г калия гидроксида в течение 0,5 часа в вакууме при остаточном давлении 80 мм рт.ст. и температуре 30°C, сушат в течение 2 часов в вакууме при остаточном давлении 30 мм рт.ст. и температуре 80°C, прокаливают на воздухе при температуре 800°C в течение 4 часов.The catalyst support and catalyst are prepared in the same manner as described in Example 1, but boehmite of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O is used, where n = 1, impregnating 86 ml of a ethyl silicate-32 benzene solution with a silicon concentration of 3.1 mass% in for 2 hours at room temperature and atmospheric pressure. The carrier is dried for 12 hours in a stream of dried nitrogen at a temperature of 90 ° C, calcined in an atmosphere of nitrogen at a temperature of 450 ° C for 5 hours. The heat-treated carrier is impregnated with 180 ml of an aqueous solution containing 35.4 g of ammonium chromate, 2.3 g of potassium hydroxide for 0.5 hours in vacuum at a residual pressure of 80 mm Hg. and a temperature of 30 ° C, dried for 2 hours in vacuum at a residual pressure of 30 mm Hg and a temperature of 80 ° C, calcined in air at a temperature of 800 ° C for 4 hours.
Состав, свойства катализатора и результаты каталитических испытаний в реакциях дегидрирования изобутана и изопентана приведены в таблице 1.The composition, properties of the catalyst and the results of catalytic tests in the dehydrogenation reactions of isobutane and isopentane are shown in table 1.
Пример 11Example 11
Носитель катализатора и катализатор получают так же, как описано в примере 1, но используют бемит формулы Al2O3·nH2O, где n=1, пропитывая 86 мл раствора диметоксидиэтоксисилана в этиловом спирте с концентрацией кремния 2,3 масс.% в течение 1 часа при комнатной температуре и атмосферном давлении. Носитель сушат в токе высушенного азота при температуре 90°C в течение 12 часов, затем прокаливают в токе высушенного азота при температуре 450°C в течение 5 часов. Прокаленный носитель пропитывают 90 мл водного раствора, содержащего 28,2 г хромового ангидрида, 2,8 г калия гидроксида в течение 1 ч в вакууме при остаточном давлении 150 мм рт.ст. и комнатной температуре, сушат в течение 2 часов в вакууме при остаточном давлении 30 мм рт.ст. и температуре 80°C, прокаливают на воздухе при температуре 800°C в течение 4 часов.The catalyst carrier and catalyst are prepared in the same manner as described in Example 1, but boehmite of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O, where n = 1, is used, impregnating 86 ml of a solution of dimethoxydiethoxysilane in ethanol with a silicon concentration of 2.3 wt.% In for 1 hour at room temperature and atmospheric pressure. The carrier is dried in a stream of dried nitrogen at a temperature of 90 ° C for 12 hours, then calcined in a stream of dried nitrogen at a temperature of 450 ° C for 5 hours. The calcined support is impregnated with 90 ml of an aqueous solution containing 28.2 g of chromic anhydride, 2.8 g of potassium hydroxide for 1 h in vacuum at a residual pressure of 150 mm Hg. and room temperature, dried for 2 hours in vacuum at a residual pressure of 30 mm RT.article and a temperature of 80 ° C, calcined in air at a temperature of 800 ° C for 4 hours.
Состав, свойства катализатора и результаты каталитических испытаний в реакциях дегидрирования изобутана и изопентана приведены в таблице 1.The composition, properties of the catalyst and the results of catalytic tests in the dehydrogenation reactions of isobutane and isopentane are shown in table 1.
Пример 12Example 12
Носитель катализатора и катализатор получают так же, как описано в примере 1, но используют бемит формулы Al2O3·nH2O, где n=1, пропитывая 86 мл водного раствора метасиликата калия с концентрацией SiO2 11,1 масс.% в течение 0,5 часа в вакууме при остаточном давлении 150 мм рт.ст. и температуре 30°C. Носитель сушат в течение 2 часов в вакууме при остаточном давлении 30 мм рт.ст. и температуре 80°C, прокаливают в токе высушенного азота при температуре 350°C в течение 2 часов. Прокаленный носитель пропитывают 88 мл водного раствора, содержащего 26,7 г хромового ангидрида, 1,9 г калия гидроксида в течение 1 часа в вакууме при остаточном давлении 100 мм рт.ст. и комнатной температуре, сушат в течение 2 часов в вакууме при остаточном давлении 30 мм рт.ст. и температуре 80°C, прокаливают на воздухе при температуре 780°C в течение 5 часов.The catalyst carrier and catalyst are obtained in the same manner as described in example 1, but boehmite of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O is used, where n = 1, impregnating 86 ml of an aqueous solution of potassium metasilicate with a concentration of SiO 2 of 11.1 wt.% for 0.5 hours in vacuum at a residual pressure of 150 mm Hg and temperature 30 ° C. The carrier is dried for 2 hours in vacuo at a residual pressure of 30 mm Hg. and a temperature of 80 ° C, calcined in a stream of dried nitrogen at a temperature of 350 ° C for 2 hours. The calcined support is impregnated with 88 ml of an aqueous solution containing 26.7 g of chromic anhydride, 1.9 g of potassium hydroxide for 1 hour in vacuum at a residual pressure of 100 mm Hg. and room temperature, dried for 2 hours in vacuum at a residual pressure of 30 mm RT.article and a temperature of 80 ° C, calcined in air at a temperature of 780 ° C for 5 hours.
Состав, свойства катализатора и результаты каталитических испытаний в реакциях дегидрирования изобутана и изопентана приведены в таблице 1.The composition, properties of the catalyst and the results of catalytic tests in the dehydrogenation reactions of isobutane and isopentane are shown in table 1.
Пример 13Example 13
Носитель катализатора и катализатор получают так же, как описано в примере 1, но используют бемит формулы Al2O3·nH2O, где n=1, пропитывая 86 мл раствора триметоксиэтоксисилана в этиловом спирте с концентрацией кремния 5,2 масс.% в течение 1,5 часа при температуре 20°C и атмосферном давлении. Пропитанный носитель сушат в течение 12 часов в токе высушенного азота при температуре 90°C, прокаливают в токе высушенного азота при температуре 400°C в течение 5 часов. Носитель пропитывают 180 мл водного раствора, содержащего 52,9 г хромата аммония, 4,8 г калия карбоната в течение 1 ч в вакууме при остаточном давлении 100 мм рт.ст. и комнатной температуре, сушат в течение 2 часов в вакууме при остаточном давлении 30 мм рт.ст. и температуре 80°C, прокаливают на воздухе при температуре 800°C в течение 4 часов.The catalyst support and catalyst are prepared in the same manner as described in Example 1, but boehmite of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O, where n = 1, is used, impregnating 86 ml of a solution of trimethoxyethoxysilane in ethanol with a silicon concentration of 5.2 wt.% In for 1.5 hours at a temperature of 20 ° C and atmospheric pressure. The impregnated carrier is dried for 12 hours in a stream of dried nitrogen at a temperature of 90 ° C, calcined in a stream of dried nitrogen at a temperature of 400 ° C for 5 hours. The carrier is impregnated with 180 ml of an aqueous solution containing 52.9 g of ammonium chromate, 4.8 g of potassium carbonate for 1 h in vacuum at a residual pressure of 100 mm Hg. and room temperature, dried for 2 hours in vacuum at a residual pressure of 30 mm RT.article and a temperature of 80 ° C, calcined in air at a temperature of 800 ° C for 4 hours.
Состав, свойства катализатора и результаты каталитических испытаний в реакциях дегидрирования изобутана и изопентана приведены в таблице 1.The composition, properties of the catalyst and the results of catalytic tests in the dehydrogenation reactions of isobutane and isopentane are shown in table 1.
Пример 14Example 14
Носитель катализатора и катализатор получают так же, как описано в примере 1, но используют бемит формулы Al2O3·nH2O, где n=1, пропитывая 86 мл кремнезоля SiO2 2,0 масс.%, стабилизированного ионами аммония, в течение 1 часа в вакууме при остаточном давлении 100 мм рт.ст. и температуре 20°C. Пропитанный носитель сушат в течение 2 часов в вакууме при остаточном давлении 30 мм рт.ст. и температуре 80°C, прокаливают на воздухе при температуре 300°C в течение 5 часов. Носитель пропитывают в два этапа 180 мл водного раствора, содержащего 43,4 г хромата аммония, 3,7 г калия карбоната, сушат в течение 2 часов в вакууме при остаточном давлении 30 мм рт.ст. и температуре 80°C, прокаливают на воздухе при температуре 750°C в течение 6 часов.The catalyst carrier and catalyst are obtained in the same manner as described in example 1, but boehmite of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O, where n = 1, is used, impregnating 86 ml of silica sol SiO 2 2.0 wt.%, Stabilized by ammonium ions, for 1 hour in vacuum at a residual pressure of 100 mm Hg and temperature 20 ° C. The impregnated carrier is dried for 2 hours in vacuo at a residual pressure of 30 mm Hg. and a temperature of 80 ° C, calcined in air at a temperature of 300 ° C for 5 hours. The carrier is impregnated in two stages with 180 ml of an aqueous solution containing 43.4 g of ammonium chromate, 3.7 g of potassium carbonate, dried for 2 hours in vacuum at a residual pressure of 30 mm Hg. and a temperature of 80 ° C, calcined in air at a temperature of 750 ° C for 6 hours.
Состав, свойства катализатора и результаты каталитических испытаний в реакциях дегидрирования изобутана и изопентана приведены в таблице 1.The composition, properties of the catalyst and the results of catalytic tests in the dehydrogenation reactions of isobutane and isopentane are shown in table 1.
Пример 15Example 15
Носитель катализатора и катализатор получают так же, как описано в примере 1, но используют бемит формулы Al2O3·nH2O, где n=1, пропитывая 86 мл кремнезоля с концентрацией SiO2 5,0 масс.%, стабилизированного ионами алюминия, в течение 0,5 часа при атмосферном давлении и комнатной температуре. Высушенный носитель прокаливают на воздухе при температуре 400°C в течение 4 часов. Термообработанный носитель пропитывают 90 мл водного раствора, содержащего 27,7 г хромового ангидрида, 2,1 г калия гидроксида в течение 1 часа при атмосферном давлении и температуре 30°C, сушат в течение 2 часов в вакууме при остаточном давлении 30 мм рт.ст. и температуре 80°C, прокаливают на воздухе при температуре 800°C в течение 2 часов.The catalyst carrier and the catalyst are obtained as described in example 1, but using boehmite of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O, where n = 1, impregnating 86 ml of silica with a concentration of SiO 2 5.0 wt.%, Stabilized by aluminum ions , for 0.5 hours at atmospheric pressure and room temperature. The dried support is calcined in air at 400 ° C. for 4 hours. The heat-treated carrier is impregnated with 90 ml of an aqueous solution containing 27.7 g of chromic anhydride, 2.1 g of potassium hydroxide for 1 hour at atmospheric pressure and a temperature of 30 ° C, dried for 2 hours in vacuum at a residual pressure of 30 mm Hg . and a temperature of 80 ° C, calcined in air at a temperature of 800 ° C for 2 hours.
Состав, свойства катализатора и результаты каталитических испытаний в реакциях дегидрирования изобутана и изопентана приведены в таблице 1.The composition, properties of the catalyst and the results of catalytic tests in the dehydrogenation reactions of isobutane and isopentane are shown in table 1.
Пример 16 (сравнения)Example 16 (comparisons)
Микросферический псевдобемитный носитель с размером частиц 5-300 мкм, полученный распылительной сушкой золя гидратированного оксида алюминия и оксида кремния, содержащий 1,2 масс.% SiO2, подвергают термической обработке при температуре 450°C в течение 1 часа, а затем при 1030°C в течение 4 часов в токе сухого воздуха. Прокаленный носитель в течение 2 часов пропитывают при атмосферном давлении и температуре 85°C 68 мл водного раствора, содержащего 48,6 г хромового ангидрида, 4,40 г калия гидроксида, 3,0 г олова оксалата. Пропитанный носитель выдерживают в течение часа при комнатной температуре, затем сушат в течение 15 часов при атмосферном давлении и температуре 90°C, прокаливают в токе сухого воздуха при температуре 750°C в течение 4 часов.A microspherical pseudoboehmite carrier with a particle size of 5-300 μm obtained by spray drying a hydrated alumina and silica sol containing 1.2 wt.% SiO 2 is subjected to heat treatment at 450 ° C for 1 hour and then at 1030 ° C for 4 hours in a stream of dry air. The calcined support is impregnated for 2 hours at atmospheric pressure and a temperature of 85 ° C with 68 ml of an aqueous solution containing 48.6 g of chromic anhydride, 4.40 g of potassium hydroxide, 3.0 g of tin oxalate. The impregnated carrier was incubated for one hour at room temperature, then dried for 15 hours at atmospheric pressure and a temperature of 90 ° C, calcined in a stream of dry air at a temperature of 750 ° C for 4 hours.
Состав, свойства катализатора и результаты каталитических испытаний в реакциях дегидрирования изобутана и изопентана приведены в таблице 1.The composition, properties of the catalyst and the results of catalytic tests in the dehydrogenation reactions of isobutane and isopentane are shown in table 1.
Пример 17 (сравнения)Example 17 (comparisons)
Носитель катализатора и катализатор получают так же, как описано в примере 16, но проводят дополнительную обработку при температуре 1100°C в течение 2 часов.The catalyst carrier and the catalyst are obtained in the same manner as described in example 16, but carry out additional processing at a temperature of 1100 ° C for 2 hours.
Состав, свойства катализатора и результаты каталитических испытаний в реакциях дегидрирования изобутана и изопентана приведены в таблице 1.The composition, properties of the catalyst and the results of catalytic tests in the dehydrogenation reactions of isobutane and isopentane are shown in table 1.
Как видно из приведенных примеров, предлагаемый катализатор превосходит по активности, селективности и термической стабильности в реакциях дегидрирования C4-C5 парафиновых углеводородов катализаторы прототипа.As can be seen from the above examples, the proposed catalyst is superior in activity, selectivity and thermal stability in the dehydrogenation reactions of C 4 -C 5 paraffin hydrocarbons of the prototype catalysts.
Более высокая дегидрирующая активность образцов катализатора по сравнению с катализаторами прототипа обусловлена закреплением на поверхности катализатора активной фазы оксида хрома (III) в форме высокоактивных кластеров, в которых ионы хрома (III) присутствуют в октаэдрической координации и характеризуются полосой поглощения в УФ-Вид-спектре от 16500 до 17000 см-1. Образование высокоактивных кластеров оксида хрома (III) обеспечивается за счет распределения на поверхности алюмооксидного носителя аморфных окиснокремниевых структур Si(OSi)n(O-)4-n (где n от 1 до 4), в которых кремний в спектре ЯМР MAS 29Si характеризуется наличием линий с химическими сдвигами от -95 до -105 м.д. (линия Q3) и от -107 до -124 м.д. (линия Q4). Как следует из соотношения интенсивности сигналов Q3/Q4 и положения резонансных сигналов на ЯМР MAS 29Si спектрах, при этом преимущественно формируются специфические окиснокремниевые структуры с большей степенью координации кремния с алюмооксидным носителем и свободными гидроксильными группами.The higher dehydrogenating activity of the catalyst samples in comparison with the prototype catalysts is due to the fixation of the active phase of chromium (III) oxide in the form of highly active clusters on the surface of the catalyst, in which chromium (III) ions are present in the octahedral coordination and are characterized by an absorption band in the UV View spectrum from 16500 to 17000 cm -1 . The formation of highly active clusters of chromium (III) oxide is ensured by the distribution on the surface of the alumina support of amorphous silicon-silicon structures Si (OSi) n (O-) 4-n (where n is from 1 to 4), in which silicon in the MAS 29 Si NMR spectrum is characterized the presence of lines with chemical shifts from -95 to -105 ppm (line Q 3 ) and from -107 to -124 ppm. (line Q 4 ). As follows from the ratio of the intensity of the Q 3 / Q 4 signals and the position of the resonant signals on the MAS 29 Si NMR spectra, specific silicon-oxide structures with a greater degree of coordination of silicon with an alumina support and free hydroxyl groups are predominantly formed.
Увеличение селективности по целевым олефинам образцов катализатора данного изобретения в процессах дегидрирования по сравнению с катализаторами прототипа обусловлено изменением кислотных характеристик поверхности алюмооксидного носителя при модифицировании окиснокремниевыми структурами, сопровождающимся уменьшением концентрации наиболее сильных кислотных центров с энергией десорбции аммиака более 150 кДж/моль, катализирующих нежелательные реакции крекинга углеводородов, до минимального количества - не более 3 мкмоль/г.The increase in the target olefin selectivity of the catalyst samples of the present invention in dehydrogenation processes compared to the prototype catalysts is due to a change in the acid characteristics of the surface of the alumina carrier when modified with silicon oxide structures, accompanied by a decrease in the concentration of the strongest acid centers with an ammonia desorption energy of more than 150 kJ / mol, catalyzing undesired cracking reactions hydrocarbons, to a minimum amount of not more than 3 μmol / g.
Повышение термической стабильности образца катализатора данного изобретения по сравнению с катализатором прототипа обуславливается уменьшением числа атомов хрома, внедренных в структуру алюмооксидного носителя при фазовых и структурных трансформациях, вызванных высокими температурами при регенерации, вследствие снижения степени взаимодействия хрома с поверхностью носителя в присутствии специфических окиснокремниевых структур.The increase in thermal stability of the catalyst sample of this invention compared to the prototype catalyst is caused by a decrease in the number of chromium atoms introduced into the structure of the alumina carrier during phase and structural transformations caused by high temperatures during regeneration due to a decrease in the degree of interaction of chromium with the surface of the carrier in the presence of specific silicon-oxide structures.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013145357/04A RU2538960C1 (en) | 2013-10-09 | 2013-10-09 | Catalyst of dehydration of c4-c5 paraffin hydrocarbons |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013145357/04A RU2538960C1 (en) | 2013-10-09 | 2013-10-09 | Catalyst of dehydration of c4-c5 paraffin hydrocarbons |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2538960C1 true RU2538960C1 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=53288230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013145357/04A RU2538960C1 (en) | 2013-10-09 | 2013-10-09 | Catalyst of dehydration of c4-c5 paraffin hydrocarbons |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2538960C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2698308C1 (en) * | 2019-06-24 | 2019-08-26 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственная Компания "Синтез" | Catalyst for dehydrogenation of paraffin c3-c5 hydrocarbons |
RU2705808C1 (en) * | 2019-08-15 | 2019-11-12 | Александр Адольфович Ламберов | Dehydrogenation catalyst c4-c5 paraffin hydrocarbons |
RU2772741C1 (en) * | 2021-06-04 | 2022-05-25 | Общество с ограниченной ответственностью "ДЖИЭСЭМ КЕМИКЭЛ" | Catalyst for dehydrogenation of paraffin and isoparaffin c3-c5 hydrocarbons and method for its preparation |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1366200A1 (en) * | 1985-06-17 | 1988-01-15 | Nii Monomerov Dlya Sint Kauchu | Method of preparing catalyst for dehydrating paraffins |
US6362385B1 (en) * | 1997-07-29 | 2002-03-26 | Oao Nil Yarsintez | Process for obtaining light olefins by the dehydrogenation of the corresponding paraffins |
-
2013
- 2013-10-09 RU RU2013145357/04A patent/RU2538960C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1366200A1 (en) * | 1985-06-17 | 1988-01-15 | Nii Monomerov Dlya Sint Kauchu | Method of preparing catalyst for dehydrating paraffins |
US6362385B1 (en) * | 1997-07-29 | 2002-03-26 | Oao Nil Yarsintez | Process for obtaining light olefins by the dehydrogenation of the corresponding paraffins |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2698308C1 (en) * | 2019-06-24 | 2019-08-26 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственная Компания "Синтез" | Catalyst for dehydrogenation of paraffin c3-c5 hydrocarbons |
RU2705808C1 (en) * | 2019-08-15 | 2019-11-12 | Александр Адольфович Ламберов | Dehydrogenation catalyst c4-c5 paraffin hydrocarbons |
RU2772741C1 (en) * | 2021-06-04 | 2022-05-25 | Общество с ограниченной ответственностью "ДЖИЭСЭМ КЕМИКЭЛ" | Catalyst for dehydrogenation of paraffin and isoparaffin c3-c5 hydrocarbons and method for its preparation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rutkowska et al. | Hierarchically structured ZSM-5 obtained by desilication as new catalyst for DME synthesis from methanol | |
Choi et al. | Propane dehydrogenation catalyzed by gallosilicate MFI zeolites with perturbed acidity | |
Mirza et al. | Hydrothermal synthesize of modified Fe, Ag and K-SAPO-34 nanostructured catalysts used in methanol conversion to light olefins | |
Yaripour et al. | Synthesis of dimethyl ether from methanol over aluminium phosphate and silica–titania catalysts | |
Vieira et al. | Effects of crystal size, acidity, and synthesis procedure on the catalytic performance of gallium and aluminum MFI zeolites in glycerol dehydration | |
Liu et al. | Silicalite-1 zeolite acidification by zinc modification and its catalytic properties for isobutane conversion | |
Chen et al. | The influence of external acid strength of hierarchical ZSM-5 zeolites on n-heptane catalytic cracking | |
Lang et al. | Hydrothermally prepared chromia-alumina (x Cr/Al 2 O 3) catalysts with hierarchical structure for propane dehydrogenation | |
Auepattana-aumrung et al. | Observation of reduction on alkane products in butene cracking over ZSM-5 modified with Fe, Cu, and Ni catalysts | |
Tsoncheva et al. | Optimization of the preparation procedure of cobalt modified silicas as catalysts in methanol decomposition | |
Amaya et al. | Potentialization of bentonite properties as support in acid catalysts | |
Watmanee et al. | Formation of isolated tungstate sites on hierarchical structured SiO2-and HY zeolite-supported WOx catalysts for propene metathesis | |
Setnička et al. | Activity of Molybdenum Oxide Catalyst Supported on Al 2 O 3, TiO 2, and SiO 2 Matrix in the Oxidative Dehydrogenation of n-Butane | |
Janiszewska et al. | One-pot synthesis of vanadium-containing silica SBA-3 materials and their catalytic activity for propene oxidation | |
Wu et al. | Butylene catalytic cracking to propylene over a hierarchical HZSM-5 zeolite: location of acid sites controlling the reaction pathway | |
Popov et al. | A ZSM-5 zeolite-based catalyst for oligomerization of the butane–butylene fraction | |
Föttinger et al. | Influence of the sulfate content on the activity of Pt containing sulfated zirconia | |
Felvey et al. | Ethane dehydrogenation over Cr/ZSM-5: characterization of active sites through probe molecule adsorption FTIR | |
Rana et al. | Hierarchical mesoporous Fe/ZSM-5 with tunable porosity for selective hydroxylation of benzene to phenol | |
Nazimov et al. | Effect of alumina surface chemistry on chromia dispersion and dehydrogenation activity of CrOx/η-Al2O3 catalysts with high Cr content | |
RU2350594C1 (en) | Alumina support, method for making alumina support and method for making dehydrogenation catalyst of c3-c5 paraffin hydrocarbons on this support | |
RU2538960C1 (en) | Catalyst of dehydration of c4-c5 paraffin hydrocarbons | |
Zhang et al. | Ca modified ZSM-5 for high propylene selectivity from methanol | |
Tregubenko et al. | Characterization of acid-modified alumina as a support for reforming catalysts | |
RU2297879C1 (en) | Method for catalyst production for synthesis of c5-c10-alyphathic hydrocarbons from carbon monoxide and hydrogen |