[go: up one dir, main page]

RU2256499C1 - Catalyst, method for preparation thereof, and a method for dehydration of hydrocarbons using this catalyst - Google Patents

Catalyst, method for preparation thereof, and a method for dehydration of hydrocarbons using this catalyst Download PDF

Info

Publication number
RU2256499C1
RU2256499C1 RU2004114811/04A RU2004114811A RU2256499C1 RU 2256499 C1 RU2256499 C1 RU 2256499C1 RU 2004114811/04 A RU2004114811/04 A RU 2004114811/04A RU 2004114811 A RU2004114811 A RU 2004114811A RU 2256499 C1 RU2256499 C1 RU 2256499C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
carrier
aluminum
dehydrogenation
oxide
Prior art date
Application number
RU2004114811/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.А. Пахомов (RU)
Н.А. Пахомов
С.Ф. Тихов (RU)
С.Ф. Тихов
нов Р.А. Бу (RU)
Р.А. Буянов
В.С. Бабенко (RU)
В.С. Бабенко
В.А. Садыков (RU)
В.А. Садыков
тлова Ю.Н. Д (RU)
Ю.Н. Дятлова
Original Assignee
Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук filed Critical Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук
Priority to RU2004114811/04A priority Critical patent/RU2256499C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2256499C1 publication Critical patent/RU2256499C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

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

Abstract

FIELD: hydrogenation-dehydrogenation catalysts.
SUBSTANCE: invention relates to production of olefin or diolefin hydrocarbons via dehydrogenation of corresponding paraffinic C3-C5-hydrocarbons carried out in presence of catalyst comprising chromium oxide and alkali metal deposited on composite material including alumina and aluminum wherein percentage of pores larger than 0.1 μm is 10.0-88.5% based on the total volume of open pores equal to 0.10-0.88 cm3/g. Preparation of catalyst involves treatment of carrier with chromium compound solution and solution of modifying metal, preferably sodium or sodium and cerium. Carrier is prepared by from product resulting from thermochemical activation of amorphous hydrargillite depicted by formula Al2O3·nH2O, where 0.25<n<2.0, added to homogenous mass in amount 1.0 to 99.0% using, as additional material, powdered aluminum metal, which is partly oxidized in hydrothermal treatment and calcination stages. Hydrocarbon dehydrogenation process in presence of the above-defined catalyst is also described.
EFFECT: increased activity and selectivity of catalyst.
3 cl, 2 dwg, 4 tbl, 7 ex

Description

Изобретение относится к области получения олефиновых или диолефиновых углеводородов дегидрированием соответствующих парафиновых С35 углеводородов и может найти применение в химической и нефтехимической промышленности.The invention relates to the field of production of olefin or diolefin hydrocarbons by dehydrogenation of the corresponding paraffinic C 3 -C 5 hydrocarbons and may find application in the chemical and petrochemical industries.

Известен способ получения олефиновых углеводородов дегидрированием в присутствии катализатора состава, мас.%: Сr2O3 - 10,0-30,0; ZnO - 30,0-45,0; Аl2О3 - остальное [Пат. РФ №2178398, С 07 С 5/333, 1999]. В качестве носителя используют микросферические гранулы на основе алюмоцинковой шпинели. Максимальная производительность в данном процессе, определяемая произведением конверсии на селективность, составляет 52,4% от исходного изобутана при объемной скорости изобутана 400 ч-1 и температуре 590° С.A known method of producing olefinic hydrocarbons by dehydrogenation in the presence of a catalyst composition, wt.%: Cr 2 O 3 - 10.0-30.0; ZnO - 30.0-45.0; Al 2 O 3 - the rest [Pat. RF №2178398, С 07 С 5/333, 1999]. As a carrier, microspherical granules based on aluzinc spinel are used. The maximum productivity in this process, determined by the product of the conversion to selectivity, is 52.4% of the initial isobutane at an isobutane space velocity of 400 h -1 and a temperature of 590 ° C.

Известен процесс дегидрирования парафиновых углеводородов в присутствии хромсодержащего катализатора состава, мас.%: Сr2О3 - 10,0-20,0; В2О3 - 1,0-1,5; Ме2O - 0,5-2,5; SiO2 - 0,5-2,0; Аl2О3 - остальное, где: Me - щелочной металл. В качестве носителя для катализатора используют микросферический оксид алюминия на основе гамма-, дельта-, тета-модификаций в различных соотношениях. Максимальный выход продукта (изобутена) составляет 51,7% при объемной скорости изобутана 400 ч-1 и температуре 574° С [Пат. РФ №2156233, С 07 С 5/333, 2000].The known process of dehydrogenation of paraffin hydrocarbons in the presence of a chromium-containing catalyst composition, wt.%: Cr 2 About 3 - 10.0-20.0; In 2 About 3 - 1.0-1.5; Me 2 O - 0.5-2.5; SiO 2 - 0.5-2.0; Al 2 O 3 - the rest, where: Me - alkali metal. As a carrier for the catalyst, microspherical alumina based on gamma, delta, theta modifications in various ratios is used. The maximum yield of the product (isobutene) is 51.7% at a space velocity of isobutane of 400 h -1 and a temperature of 574 ° C [Pat. RF №2156233, С 07 С 5/333, 2000].

Описанные выше процессы осуществляют в псевдоожиженном слое.The processes described above are carried out in a fluidized bed.

Наиболее близким к предлагаемому является катализатор процесса дегидрирования в неподвижном слое состава, мас.%: Сr2O3 - 15,0-25,0; Me (щелочной металл) ≤ 0,5; Аl2O3 - остальное [Пат. Великобритании №2162082, B 01 J 23/26, 21/04, 1985]. В качестве носителя для катализатора используют гранулы Аl2О3 размером ~3 мм, кажущейся плотностью 1,36 г/см3, истинной плотностью 3,53 г/см3, насыпной плотностью 0,836 г/см3, общим объемом пор 0,435 см3/г, средним размером пор 11 нм. Максимальная производительность по изобутену составляет 59,5% при объемной скорости изобутена 367 ч-1 и температуре 620° С. Недостатком известного катализатора является отсутствие (или малое количество) в носителе пор большого (>100 нм) размера - 1,5% от общего объема открытых пор, определяемого из разности обратных величин кажущейся и истинной плотности гранул носителя [Кинетика и катализ, 2000, т.41, в.6, с.904]. Отсутствие пор большого размера отражается и в очень низком среднем размере пор (таблица 1), что приводит к диффузионному торможению газообразных реагентов и продуктов реакции. Последнее обуславливает снижение производительности катализатора и ухудшение характеристик процесса дегидрирования углеводородов в целом. Отсутствие металла в составе носителя может приводить к локальным перегревам и большему закоксовыванию катализатора.Closest to the proposed is a catalyst for the dehydrogenation process in a fixed bed of the composition, wt.%: Cr 2 O 3 - 15.0-25.0; Me (alkali metal) ≤ 0.5; Al 2 O 3 - the rest [Pat. UK No. 2162082, B 01 J 23/26, 21/04, 1985]. As a carrier for the catalyst, Al 2 O 3 granules with a size of ~ 3 mm, an apparent density of 1.36 g / cm 3 , a true density of 3.53 g / cm 3 , a bulk density of 0.836 g / cm 3 , and a total pore volume of 0.435 cm 3 are used / g, an average pore size of 11 nm. The maximum productivity of isobutene is 59.5% at a volumetric speed of isobutene of 367 h -1 and a temperature of 620 ° C. A disadvantage of the known catalyst is the absence (or small amount) of pores of a large (> 100 nm) size in the carrier - 1.5% of the total the volume of open pores, determined from the difference between the reciprocal of the apparent and true density of the granules of the carrier [Kinetics and catalysis, 2000, v.41, v.6, s.904]. The absence of large pores is also reflected in a very low average pore size (table 1), which leads to diffusion inhibition of gaseous reactants and reaction products. The latter causes a decrease in catalyst productivity and a deterioration in the performance of the hydrocarbon dehydrogenation process as a whole. The absence of metal in the composition of the carrier can lead to local overheating and greater coking of the catalyst.

Увеличение пор большого размера в гранулах носителя возможно при добавлении в пасту-экструдат или порошкообразную шихту частиц большого размера либо частиц, выгораемых при прокаливании добавок. Однако это, как правило, приводит к значительному снижению механической прочности и снижению кажущейся плотности гранул. Последняя величина обычно кореллирует с насыпной плотностью гранул и обуславливает эффективность работы единицы объема реакционного пространства, что является принципиально важным при замене одного катализатора на другой.The increase in pores of large size in the granules of the carrier is possible by adding large particles or particles burned out during the calcination of additives in the extrudate paste or powder mixture. However, this, as a rule, leads to a significant decrease in mechanical strength and a decrease in the apparent density of the granules. The latter value usually correlates with the bulk density of the granules and determines the efficiency of a unit volume of the reaction space, which is fundamentally important when replacing one catalyst with another.

Изобретение решает задачу повышения эффективности процесса дегидрирования олефиновых углеводородов за счет использования катализатора на основе носителя, имеющего достаточно большую долю пор большого размера при сохранении высокой кажущейся прочности гранул. При этом задачей также является сохранение высокой активности катализатора за счет высокой удельной поверхности носителя для увеличения диспергирования активного компонента при его нанесении методом пропитки, а также увеличение теплопроводности гранул катализатора за счет наличия частиц металла в носителе.The invention solves the problem of increasing the efficiency of the process of dehydrogenation of olefinic hydrocarbons through the use of a catalyst based on a carrier having a sufficiently large fraction of pores of a large size while maintaining a high apparent strength of the granules. The task is also to maintain high catalyst activity due to the high specific surface of the carrier to increase the dispersion of the active component when applied by impregnation, as well as to increase the thermal conductivity of the catalyst granules due to the presence of metal particles in the carrier.

Задача решается тем, что:The problem is solved in that:

а) керамическая матрица, обеспечивающая механическую прочность носителя, имеет высокую удельную поверхность;a) a ceramic matrix providing mechanical strength of the carrier has a high specific surface area;

б) материал, диспергированный по керамической матрице носителя, не имеет высокой удельной поверхности и представляет собой металлический алюминий. При этом при общем объеме открытых пор носителя 0,10-0,88 см3/г доля макропор размером более 0,1 мкм составляет, об.%: 10,0-88,5.b) the material dispersed along the ceramic matrix of the carrier does not have a high specific surface and is a metal aluminum. Moreover, with a total volume of open pores of the carrier of 0.10-0.88 cm 3 / g, the proportion of macropores larger than 0.1 μm is, vol.%: 10.0-88.5.

Катализатор, приготовленный с использованием указанного выше носителя, содержит оксид хрома с добавками щелочного металла, предпочтительно натрия либо натрия и оксида церия.The catalyst prepared using the above support contains chromium oxide with additives of an alkali metal, preferably sodium or sodium and cerium oxide.

Задача решается также способом приготовления катализатора для процесса дегидрирования.The problem is also solved by the method of preparation of the catalyst for the dehydrogenation process.

Для приготовления катализатора, содержащего оксиды хрома и алюминия, в прототипе [Пат. Великобритании №2162082, B 01 J 23/26, 21/04, 1985] носитель на основе оксида алюминия пропитывают растворами, содержащими соединения хрома и щелочного металла, с последующей сушкой и прокаливанием.For the preparation of a catalyst containing chromium and aluminum oxides in the prototype [US Pat. UK No. 2162082, B 01 J 23/26, 21/04, 1985] the alumina-based support is impregnated with solutions containing chromium and alkali metal compounds, followed by drying and calcination.

В предлагаемом способе в качестве носителя используют композицию, содержащую оксид алюминия и алюминий, с параметрами пористой структуры, описанными выше, которую пропитывают растворами соединений хрома и натрия либо хрома, натрия и церия. Носитель синтезируют из порошкообразной шихты, включающей порошкообразный алюминий и склеивающий компонент - продукт термохимической активации тригидроксида алюминия (ТХА) в количестве 1,0-99,0 мас.%. Шихту засыпают в специальную пресс-форму, проницаемую для паров воды. Пресс-форму с шихтой обрабатывают в гидротермальных условиях. После гидротермальной обработки полученный гранулированный продукт извлекают из пресс-формы, сушат и прокаливают. Полученный носитель содержит как оксиды алюминия гамма-, эта-, тэта- и других модификаций, так и алюминий, оставшийся неокисленным после гидротермальной обработки и прокаливания. Доля пор диаметром более 0,1 мкм составляет 11,0-87,5 об.% от общего объема пор носителя.In the proposed method, as a carrier, a composition containing aluminum oxide and aluminum is used with the parameters of the porous structure described above, which is impregnated with solutions of compounds of chromium and sodium or chromium, sodium and cerium. The carrier is synthesized from a powdered charge, including powdered aluminum and a bonding component, a product of thermochemical activation of aluminum trihydroxide (TXA) in an amount of 1.0-99.0 wt.%. The mixture is poured into a special mold, permeable to water vapor. The mold with the mixture is processed in hydrothermal conditions. After hydrothermal treatment, the obtained granular product is removed from the mold, dried and calcined. The resulting carrier contains both aluminum oxides of gamma, eta, theta and other modifications, as well as aluminum remaining unoxidized after hydrothermal treatment and calcination. The proportion of pores with a diameter of more than 0.1 μm is 11.0-87.5 vol.% Of the total pore volume of the carrier.

Продукт ТХА, используемый для приготовления шихты, получают дегидратацией в условиях импульсного нагрева технического гидрата глинозема - гидраргиллита Аl(ОН)3 [Золотовский Б.П., Буянов Р.А., Балашов В.А., Криворучко О.П.// Научные основы приготовления катализаторов. Сборник научных трудов. Новосибирск; Ин-т катализа СО РАН. 1990. С.108]. Получаемый таким образом продукт ТХА находится в аморфном состоянии и имеет состав Аl2О3· nН2O, где 0,25<n<2,0. Продукт обладает высокой реакционной способностью и легко гидратируется в присутствии водной или парофазной среды с образованием гидроксида алюминия псевдобемитной структуры АlООН. Введение продукта ТХА в шихту обеспечивает дополнительную прочность и высокую удельную поверхность гранул. Алюминий при частичном окислении в гидротермальных условиях обеспечивает уплотнение гранул при сохранении высокой доли макропор и повышение их теплопроводности.The TCA product used for the preparation of the mixture is obtained by dehydration under the conditions of pulsed heating of technical alumina hydrate - hydrargillite Al (OH) 3 [Zolotovsky BP, Buyanov RA, Balashov VA, Krivoruchko O.P.// Scientific basis for the preparation of catalysts. Collection of scientific papers. Novosibirsk; Institute of Catalysis SB RAS. 1990. P.108]. The product TXA thus obtained is in an amorphous state and has the composition Al 2 O 3 · nH 2 O, where 0.25 <n <2.0. The product has a high reactivity and is easily hydrated in the presence of an aqueous or vapor-phase medium with the formation of aluminum hydroxide pseudoboehmite structure AlOOH. The introduction of the TXA product into the charge provides additional strength and a high specific surface area of the granules. In partial oxidation under hydrothermal conditions, aluminum provides compaction of granules while maintaining a high proportion of macropores and increasing their thermal conductivity.

Свойства полученных носителей приведены в таблице 1. Истинную плотность предварительно размолотых гранул определяют пикнометрическим способом. Объем пор размером менее 100 нм и удельную поверхность определяют из изотерм-адсорбции азота. Для сравнения приведены свойства носителя на основе оксида алюминия из прототипа [Пат. Великобритании №2162082, B 01 J 23/26, 21/04, 1985]. Как видно из таблицы 1, по сравнению с чистыми продуктом ТХА и алюминием доля макропор у носителей, полученных смешением, меньше. Однако удельная поверхность и кажущаяся плотность гранул у носителей, полученных смешением, как правило, возрастает. Это отражается в немонотонном изменении насыпной плотности гранул. Оптимальными по величине удельной поверхности и кажущейся плотности являются составы, содержащие 40-80 мас.% продукта ТХА в исходной шихте. Качественно наличие большого количества пор размером 1-10 мкм иллюстрируется Фиг.1.The properties of the obtained media are shown in table 1. The true density of the previously milled granules is determined by the pycnometric method. The pore volume of less than 100 nm and the specific surface area is determined from nitrogen isotherm adsorption. For comparison, the properties of the carrier based on aluminum oxide from the prototype [Pat. UK No. 2162082, B 01 J 23/26, 21/04, 1985]. As can be seen from table 1, in comparison with the pure TXA product and aluminum, the proportion of macropores in the carriers obtained by mixing is less. However, the specific surface area and apparent granule density of carriers obtained by mixing, as a rule, increase. This is reflected in a nonmonotonic change in the bulk density of the granules. Optimal in terms of specific surface area and apparent density are compositions containing 40-80 wt.% Product TCA in the initial charge. Qualitatively, the presence of a large number of pores with a size of 1-10 μm is illustrated in Figure 1.

Приготовленный по описанной выше методике носитель прокаливают в токе воздуха при температурах 600-1000° С, предпочтительно 700-800° С, в течение 2-10 ч, предпочтительно 4-6 ч, и используют для приготовления нанесенного оксиднохромового катализатора. Катализатор готовят путем пропитки гранул носителя водным раствором СrО3 по влагоемкости носителя. Концентрацию хромовой кислоты в растворе рассчитывают из необходимости получения в готовом прокаленном катализаторе 12-25 маc.%, предпочтительно 18-20 маc.%, Сr2О3. Одновременно с хромовой кислотой в пропиточный раствор вводят растворимые соли модифицирующих добавок: натрия и цезия. Содержание добавок в пересчете на оксиды составляет, мас.%: 0.2-1.0 Na2O, 0.1-2.0 СеO2.Prepared according to the method described above, the support is calcined in a stream of air at temperatures of 600-1000 ° C, preferably 700-800 ° C, for 2-10 hours, preferably 4-6 hours, and is used to prepare a supported chromium oxide catalyst. The catalyst is prepared by impregnating the carrier granules with an aqueous CrO 3 solution according to the moisture capacity of the carrier. The concentration of chromic acid in the solution is calculated from the need to obtain in the finished calcined catalyst 12-25 wt.%, Preferably 18-20 wt.%, Cr 2 O 3 . Simultaneously with chromic acid, soluble salts of modifying additives: sodium and cesium are introduced into the impregnating solution. The content of additives in terms of oxides is, wt.%: 0.2-1.0 Na 2 O, 0.1-2.0 CeO 2 .

После пропитки катализатор сушат на воздухе при комнатной температуре в течение 12 ч, затем при 110° С в течение 6 ч и прокаливают на воздухе при 600-800° С в течение 4-6 ч. Подъем температуры до окончательной температуры прокаливания проводят при ступенчатой выдержке в течение 1-2 ч при 400° С.After impregnation, the catalyst is dried in air at room temperature for 12 hours, then at 110 ° C for 6 hours and calcined in air at 600-800 ° C for 4-6 hours. The temperature is raised to the final calcination temperature with stepwise exposure for 1-2 hours at 400 ° C.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Катализатор готовят путем пропитки 70 г носителя 46 (таблица 1) с исходным соотношением компонентов ТХА:Аl=60:40 (мас.%) 40 мл водного раствора, содержащего 20,1 г СrО3 и 1,035 г NaNO3. Образец сушат на воздухе при комнатной температуре 12 ч, затем в термошкафу при 110° С 6 ч и прокаливают при 400° С 1 ч и при 700° С 4 ч.Example 1. The catalyst is prepared by impregnating 70 g of support 46 (table 1) with an initial ratio of TXA: Al = 60: 40 (wt.%) 40 ml of an aqueous solution containing 20.1 g of CrO 3 and 1.035 g of NaNO 3 . The sample is dried in air at room temperature for 12 hours, then in an oven at 110 ° C for 6 hours and calcined at 400 ° C for 1 hour and at 700 ° C for 4 hours.

Пример 2. Катализатор готовят по примеру 1, но дополнительно в пропиточный раствор добавляют 2.181 г Се(NО)3· 6Н2О.Example 2. The catalyst is prepared according to example 1, but in addition to the impregnation solution add 2.181 g of Ce (NO) 3 · 6H 2 O.

Пример 3. Катализатор готовят по примеру 2, но используют носитель 2 (таблица 1) с исходным соотношением ТХА:Аl=99:1 (мас.%).Example 3. The catalyst is prepared according to example 2, but using the carrier 2 (table 1) with an initial ratio of TXA: Al = 99: 1 (wt.%).

Пример 4. Катализатор готовят по примеру 2, но используют носитель 3 (таблица 1) с исходным соотношением ТХА:Аl=80:20 (мас.%).Example 4. The catalyst is prepared according to example 2, but using the carrier 3 (table 1) with an initial ratio of TXA: Al = 80: 20 (wt.%).

Пример 5. Катализатор готовят по примеру 2, но используют носитель 4а (таблица 1) с исходным соотношением ТХА:Аl=60:40 (мас.%).Example 5. The catalyst is prepared according to example 2, but using the carrier 4A (table 1) with an initial ratio of TXA: Al = 60: 40 (wt.%).

Пример 6. Катализатор готовят по примеру 2, но используют носитель 5 (таблица 1) с исходным соотношением ТХА:Аl=40:60 (мас.%).Example 6. The catalyst is prepared according to example 2, but using the carrier 5 (table 1) with an initial ratio of TXA: Al = 40: 60 (wt.%).

Пример 7. Катализатор готовят по примеру 2, но используют носитель 7 (таблица 1) с исходным соотношением ТХА:Аl=1:99 (мас.%).Example 7. The catalyst is prepared according to example 2, but using the carrier 7 (table 1) with an initial ratio of TXA: Al = 1: 99 (wt.%).

Катализатор испытывают в реакциях дегидрирования пропана, изобутана и н-бутана при температуре от 540 до 620° С. Процесс дегидрирования осуществляют в проточном кварцевом реакторе в стационарном слое катализатора с размером фракции 2,5-3,5 мм. Гранулы катализатора равномерно смешивают с гранулами кварца того же размера в соотношении катализатор:кварц=1:1. Испытания проводят как при атмосферном, так и пониженном парциальном давлении дегидрируемого углеводорода. Снижение парциального давления углеводорода проводят за счет его разбавления гелием. Газовую объемную скорость подачи углеводорода варьируют в пределах от 150 до 1200 ч-1. Процесс проводят циклами в следующей последовательности: дегидрирование - 12 мин, продувка инертным газом - 10 мин, регенерация воздухом - 15 мин, продувка инертным газом - 10 мин, и далее цикл повторяют. Степень превращения, выход олефина на пропущенный и разложенный (селективность) углеводород оценивают путем газохроматографического анализа пробы, отбираемой через десять минут после начала дегидрирования.The catalyst is tested in dehydrogenation reactions of propane, isobutane and n-butane at a temperature of from 540 to 620 ° C. The dehydrogenation process is carried out in a flowing quartz reactor in a stationary catalyst layer with a fraction size of 2.5-3.5 mm. The granules of the catalyst are uniformly mixed with granules of quartz of the same size in the ratio of catalyst: quartz = 1: 1. The tests are carried out both at atmospheric and at a reduced partial pressure of a dehydrogenated hydrocarbon. The partial pressure of the hydrocarbon is reduced by diluting it with helium. The gas volumetric rate of hydrocarbon delivery varies from 150 to 1200 h -1 . The process is carried out in cycles in the following sequence: dehydrogenation - 12 minutes, inert gas purge - 10 minutes, air regeneration - 15 minutes, inert gas purge - 10 minutes, and then the cycle is repeated. The degree of conversion, the olefin yield on the passed and decomposed (selectivity) hydrocarbon is estimated by gas chromatographic analysis of a sample taken ten minutes after the start of dehydrogenation.

На Фиг.2 и в таблицах 2-4 представлены данные по каталитическим свойствам катализаторов, приготовленных по примерам 1-7 в реакциях дегидрирования изобутана, пропана и н-бутана.Figure 2 and tables 2-4 presents data on the catalytic properties of the catalysts prepared according to examples 1-7 in the dehydrogenation reactions of isobutane, propane and n-butane.

На Фиг.2 представлена зависимость селективности по изобутилену от степени превращения изобутана для заявляемого катализатора на носителе из алюмооксидного керамета (1) и прототипа (2). 1 - пример 2 (носитель 4б, ТХА:Аl=60:40 мас.%, таблица 1).Figure 2 presents the dependence of the selectivity for isobutylene from the degree of conversion of isobutane for the inventive catalyst on a carrier of alumina keramet (1) and prototype (2). 1 - example 2 (carrier 4B, TXA: Al = 60: 40 wt.%, Table 1).

Результаты испытаний показывают, что в реакции дегидрирования изобутана при сопоставимых температурах (580-590° С) предлагаемый в настоящем изобретении катализатор обладает существенно большей активностью и селективностью по сравнению с катализатором, взятым в качестве прототипа. Максимальный выход продукта у предлагаемого катализатора и процесса на его основе (67,7%) существенно превышает максимальный выход продукта у прототипа (59,5%). Выход изобутена превышает выход продукта у прототипа во всем исследованном интервале степеней превращения изобутана. В реакции дегидрирования пропана при близких условиях испытаний предлагаемый нами катализатор имеет выход пропилена 47,4% (610° С, 600 ч-1, таблица 3), в то время как у ближайшего аналога выход - 35,3% (620° С, 600 ч-1) [Пат. РФ №2178398, С 07 С 5/333, 1999].The test results show that in the isobutane dehydrogenation reaction at comparable temperatures (580-590 ° C), the catalyst of the present invention has significantly greater activity and selectivity compared to the catalyst taken as a prototype. The maximum yield of the proposed catalyst and the process based on it (67.7%) significantly exceeds the maximum yield of the prototype (59.5%). The yield of isobutene exceeds the yield of the product of the prototype in the entire investigated range of degrees of conversion of isobutane. In the propane dehydrogenation reaction under close test conditions, our catalyst has a propylene yield of 47.4% (610 ° C, 600 h -1 , table 3), while the closest analogue has a yield of 35.3% (620 ° C, 600 h -1 ) [Pat. RF №2178398, С 07 С 5/333, 1999].

Таблица1.
Характеристики носителя.
Table 1.
Media specifications.
No. Содержание ТХА в шихте мас. %The content of TCA in the mixture wt. % Кажущаяся плотность гранул, г/см3 The apparent density of the granules, g / cm 3 Истинная плотность гранул, г/см3 The true density of the granules, g / cm 3 Общий объем пор, см3The total pore volume, cm 3 / g Объем пор менее 0,1 мкм, см3Pore volume less than 0.1 microns, cm 3 / g Доля макропор (более 0,1 мкм), %The proportion of macropores (more than 0.1 microns),% Удельная поверхность, м2Specific surface, m 2 / g Насыпная плотность гранул (2-3 мм), г/см3 The bulk density of the granules (2-3 mm), g / cm 3 Механическая прочность гранул, МПаThe mechanical strength of the granules, MPa 11 100100 0,840.84 3,573.57 0,910.91 0,310.31 65,965.9 74,674.6 0,50.5 1,41.4 22 9999 0,850.85 3,563.56 0,880.88 0,300.30 65,965.9 74,274,2 0,50.5 1,61,6 33 8080 1,101.10 3,203.20 0,610.61 0,290.29 52,552,5 111,8111.8 0,60.6 2,32,3 4a 6060 1,281.28 3,403.40 0,490.49 0,230.23 53,153.1 98,298.2 0,80.8 6,36.3 4b   1,60*1,60 * 3,00*3.00 * 0,33*0.33 * 0,22*0.22 * 33,3*33.3 * 135,7*135.7 * 55 4040 1,601,60 3,253.25 0,320.32 0,150.15 53,153.1 88,388.3 0,80.8 10,110.1 66 20twenty 1,891.89 2,932.93 0,100.10 0,090.09 10,010.0 51,251,2 1,11,1 8,88.8 77 1,01,0 1,601,60 2,732.73 0,260.26 0,030,03 88,588.5 34,534.5 0,90.9 4,84.8 88 00 1,591,59 2,722.72 0,260.26 0,030,03 88,588.5 28,628.6 0,90.9 4,54,5 9nine ПрототипPrototype 1,361.36 3,533.53 0,450.45 0,440.44 1,51,5 150150 0,840.84 -- *Гидротермальная обработка при 100° С, остальные примеры 200° С.* Hydrothermal treatment at 100 ° C, other examples 200 ° C.

Figure 00000001
Figure 00000001

Таблица 3.
Дегидрирование пропана на Cr2О3/Аl2О3-Аl катализаторе (пример 2, носитель 4б, соотношение в шихте ТХА:Аl=60:40 мас. %, таблица 1) при различных температурах и разбавлениях инертным газом.
Table 3.
Dehydrogenation of propane to a Cr 2 O 3 / Al 2 O 3 -Al catalyst (Example 2, carrier 4b, charge ratio TXA: Al = 60: 40 wt.%, Table 1) at various temperatures and dilutions with an inert gas.
Разбавление С3H8:He объемDilution With 3 H 8 : He volume   T° СT ° C Каталитические характеристикиCatalytic performance V С3Н8 ч-1 V C 3 H 8 h -1 V(C3H8+H) ч-1 V (C 3 H 8 + H) h -1   Степень превращения %The degree of conversion% Выход С3Н6 мол. %Yield C 3 H 6 mol. % Селективность С3Н6 мол. %Selectivity C 3 H 6 mol. % 1:01-0 600600 600600 570570 39.239.2 37.937.9 96.596.5 590590 46.346.3 43.943.9 94.894.8 600600 51.951.9 48.448.4 93.393.3 610610 51.251.2 47.447.4 92.692.6 1:2,81: 2,8 600600 26702670 570570 43.743.7 42.742.7 97.797.7 590590 48.148.1 46.346.3 96.296.2 600600 51.151.1 48.848.8 95.595.5 610610 50.350.3 47.947.9 95.495.4 1:2,81: 2,8 160160 600600 570570 54.954.9 51.851.8 94.494.4 590590 54.554.5 50.950.9 93.493.4 600600 65.865.8 58.458.4 88.688.6 610610 50.350.3 58.858.8 85.685.6

Таблица 4.
Дегидрирование н-бутана на Сr2О3/Аl2О3 катализаторе (пример 2, носитель 4б, соотношение в шихте ТХА:Аl=60:40 мас. %, таблица 1) при различных температурах.
Table 4.
Dehydrogenation of n-butane on a Cr 2 O 3 / Al 2 O 3 catalyst (example 2, carrier 4b, ratio in a TXA: Al mixture = 60: 40 wt.%, Table 1) at various temperatures.
Разбавление С3H10:He объем.Dilution With 3 H 10 : He volume.     Каталитические характеристикиCatalytic performance V С4Н10 ч-1 V C 4 H 10 h -1 V (С4H10+Не) ч-1 V (C 4 H 10 + He) h -1 Т° СT ° C Степень превращения %The degree of conversion% Выход С4Н6 мол. %Output C 4 H 6 mol. % Выход (С4Н64Н8) мол. %Yield (C 4 H 6 + C 4 H 8 ) mol. % Селективность C4H6+C4H8 мол. %Selectivity C 4 H 6 + C 4 H 8 mol. % 1:2,81: 2,8 600600 26702670 540540 37.637.6 3.53.5 37.037.0 98.598.5 560560 46.746.7 5.45.4 45.545.5 97.497.4 580580 47.447.4 7.67.6 45.645.6 96.396.3 590590 52.052.0 9.39.3 49.549.5 95.295.2 1:2,81: 2,8 160160 600600 540540 48.148.1 3.63.6 46.646.6 96.996.9 560560 63.463.4 5.65.6 59.759.7 94.294.2 580580 69.169.1 7.77.7 63.463.4 91.791.7 590590 71.771.7 9.49.4 64.064.0 89.389.3

Claims (3)

1. Катализатор для процесса дегидрирования углеводородов, содержащий в своем составе оксид хрома, щелочной металл, нанесенные на носитель, отличающийся тем, что носитель представляет собой композитный материал, включающий оксид алюминия и алюминий, при этом доля пор размером более 0,1 мкм в общем объеме открытых пор носителя, равном 0,10-0,88 см3/г носителя, составляет 10,0-88,5%.1. The catalyst for the process of dehydrogenation of hydrocarbons, containing in its composition chromium oxide, an alkali metal deposited on a carrier, characterized in that the carrier is a composite material comprising aluminum oxide and aluminum, while the proportion of pores larger than 0.1 μm in total the volume of open pores of the carrier, equal to 0.10-0.88 cm 3 / g of the carrier, is 10.0-88.5%. 2. Способ приготовления катализатора для процесса дегидрирования углеводородов, содержащего оксид хрома, оксид алюминия и модифицирующую добавку, включающий обработку носителя раствором соединений хрома и раствором модифицирующего металла, предпочтительно натрия или натрия и церия, отличающийся тем, что в качестве носителя используют пористый композитный материал, содержащий оксид алюминия и алюминий, полученный из продукта термохимической активации гидраргиллита, представляющего собой аморфное соединение Аl2O3· nН2O, где 0,25<n<2,0, добавляемого в гомогенную массу в количестве 1,0-99,0 мас.%, а в качестве дополнительного материала используют порошкообразный металлический алюминий, который частично окисляется на стадиях гидротермальной обработки и прокаливания, при этом доля пор размером более 0,1 мкм в общем объеме открытых пор носителя, равном 0,10-0,88 см3/г носителя, составляет 10,0-88,5%.2. A method of preparing a catalyst for a hydrocarbon dehydrogenation process containing chromium oxide, alumina and a modifying additive, comprising treating the support with a solution of chromium compounds and a solution of a modifying metal, preferably sodium or sodium and cerium, characterized in that the porous composite material is used as a support, comprising aluminum oxide and aluminum, obtained from hydrargillite thermochemical activation product is an amorphous compound of Al 2 O 3 · nH 2 O, where 0,25 <n <2,0, to poured into a homogeneous mass in an amount of 1.0-99.0 wt.%, and powdered metal aluminum is used as an additional material, which is partially oxidized at the stages of hydrothermal treatment and calcination, while the proportion of pores larger than 0.1 microns in the total volume open pores of the carrier, equal to 0.10-0.88 cm 3 / g of the carrier, is 10.0-88.5%. 3. Процесс дегидрирования углеводородов на оксидно-хромовом-оксидно-алюминиевом катализаторе, отличающийся тем, что используют катализатор по любому из пп.1 и 2.3. The process of dehydrogenation of hydrocarbons on an oxide-chromium-oxide-aluminum catalyst, characterized in that the catalyst according to any one of claims 1 and 2 is used.
RU2004114811/04A 2004-05-17 2004-05-17 Catalyst, method for preparation thereof, and a method for dehydration of hydrocarbons using this catalyst RU2256499C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004114811/04A RU2256499C1 (en) 2004-05-17 2004-05-17 Catalyst, method for preparation thereof, and a method for dehydration of hydrocarbons using this catalyst

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004114811/04A RU2256499C1 (en) 2004-05-17 2004-05-17 Catalyst, method for preparation thereof, and a method for dehydration of hydrocarbons using this catalyst

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2256499C1 true RU2256499C1 (en) 2005-07-20

Family

ID=35842460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004114811/04A RU2256499C1 (en) 2004-05-17 2004-05-17 Catalyst, method for preparation thereof, and a method for dehydration of hydrocarbons using this catalyst

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2256499C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2350594C1 (en) * 2007-08-13 2009-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "Катализ" Alumina support, method for making alumina support and method for making dehydrogenation catalyst of c3-c5 paraffin hydrocarbons on this support
RU2391134C2 (en) * 2008-09-01 2010-06-10 Сурен Татевосович Гулиянц Method of preparing catalyst for dehydrogenation of paraffin hydrocarbons
RU2710708C1 (en) * 2019-07-03 2020-01-09 Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" Microsphere powdered aluminum hydroxide of specified dispersion and method of its production

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2162082A (en) * 1984-07-25 1986-01-29 Air Prod & Chem Improved catalyst for hydrocarbon dehydrogenation
US5210358A (en) * 1990-08-15 1993-05-11 The B.F. Goodrich Company Catalyst composition and process for the preparation of ethylene from ethane
EP0885654A1 (en) * 1997-06-20 1998-12-23 SNAMPROGETTI S.p.A. Catalytic system and process for dehydrogenating ethylbenzene to styrene
RU2167709C1 (en) * 2000-02-21 2001-05-27 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" Paraffin hydrocarbon dehydrogenation catalyst

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2162082A (en) * 1984-07-25 1986-01-29 Air Prod & Chem Improved catalyst for hydrocarbon dehydrogenation
US5210358A (en) * 1990-08-15 1993-05-11 The B.F. Goodrich Company Catalyst composition and process for the preparation of ethylene from ethane
EP0885654A1 (en) * 1997-06-20 1998-12-23 SNAMPROGETTI S.p.A. Catalytic system and process for dehydrogenating ethylbenzene to styrene
RU2167709C1 (en) * 2000-02-21 2001-05-27 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" Paraffin hydrocarbon dehydrogenation catalyst

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2350594C1 (en) * 2007-08-13 2009-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "Катализ" Alumina support, method for making alumina support and method for making dehydrogenation catalyst of c3-c5 paraffin hydrocarbons on this support
RU2391134C2 (en) * 2008-09-01 2010-06-10 Сурен Татевосович Гулиянц Method of preparing catalyst for dehydrogenation of paraffin hydrocarbons
RU2710708C1 (en) * 2019-07-03 2020-01-09 Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" Microsphere powdered aluminum hydroxide of specified dispersion and method of its production

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4738946A (en) High temperature stable catalyst and process for preparing same
KR102017207B1 (en) Catalyst for oxidative dehydrogenation and method for preparing the catalyst
EP3917665A1 (en) Catalysts for oxidative coupling of methane
CN108176405B (en) A kind of alkane dehydrogenation reaction enhancing aid and its preparation method and application
EP1286770B1 (en) Solid base catalyst and use thereof in base catalysis
EP4297895A1 (en) Processes for preparing c2 to c4 hydrocarbons and process for preparing a formed hybrid catalyst
RU2350594C1 (en) Alumina support, method for making alumina support and method for making dehydrogenation catalyst of c3-c5 paraffin hydrocarbons on this support
RU2256499C1 (en) Catalyst, method for preparation thereof, and a method for dehydration of hydrocarbons using this catalyst
RU2622035C1 (en) Catalyst of dehydration of paraffin hydrocarbons, method of its production and method for dehydrated hydrocarbons using this catalyst
Vrieland et al. Anaerobic oxidation of butane to butadiene over magnesium molybdate catalysts. II. Magnesia alumina supported catalysts
RU2724048C1 (en) Catalyst carrier for dehydrogenation of paraffin hydrocarbons in a stationary layer based on active aluminum oxide
Zhao et al. The in situ growth of Mg–Al hydrotalcite on spherical alumina and its application as a support of a Pt-based catalyst for isobutane dehydrogenation
RU2349378C1 (en) Microspherical catalyst for dehydrogenation of paraffin hydrocarbons
RU2792028C1 (en) Catalyst for the dehydrogenation of paraffins (options)
RU2301108C1 (en) Hydrocarbon dehydrogenation catalyst and a method for preparation thereof
WO2024020524A1 (en) Methods for preparing c2 to c4 hydrocarbons and formulated hybrid catalysts
RU2825136C1 (en) Mesoporous aluminosilicate catalyst for oxidative dehydrogenation of propane
RU2828534C1 (en) Catalyst for dehydrogenation of paraffin hydrocarbons in stationary layer
WO2024020309A1 (en) Processes for preparing c2 to c4 hydrocarbons using hybrid catalysts
RU2823764C1 (en) Catalysts based on platinum group metals on aluminum oxide carriers
Hu et al. Effect of the presence of CO 2 on the stability of the methanol-to-olefins reaction catalyzed by Zn/SAPO-34 zeolite
RU2735920C1 (en) Catalyst for dehydrogenation of paraffin hydrocarbons and method of preparation thereof
RU2731568C1 (en) Catalyst for dehydrogenating c3-c5 paraffin hydrocarbons in stationary layer
JPH059136B2 (en)
RU2177827C1 (en) Paraffin hydrocarbon dehydrogenation catalyst

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110518