Катализатор для получения линейных углеводородов

 

Изобретение касается каталитической химии, в частности состава катализатора (КГ) для получения линейных углеводородов (ЛУ)со средней мол.м. 725-840, имекмцих плотность 0,912-0,96 г/см , температуру затвердевания 100,5-102°С, точку каплепадения 113-122 с, точку текучести 113,5- 121,5 с и т.пл. 94-117°С, из синтезгаза. Для повьппения селективности КТ в него вводят дополнительнук добавку. В состав КТ входят компоненты в следующем соотношении, мае.ч.: оксид железа (в пересчете на железо) 100, оксид калия 3-8, оксид меди 5-7,5, миоксид кремния 15-30 и добавка диоксида титана 7-9. Испытания КТ для получения ЛУ указанного качества показывают , что он обеспечивает селективность процесса 70,6-89,3% (в пересчете на конверсию окиси углерода) против 45 и }2% в случае использования известного катализатора, содержащего оксиды железа, меди, калий и iSiO. 2 табл. с Q Cfl С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н flATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРе Гений и ОткРытий (21) 3559504/23-04 (22) 03.03.83 (31) Р 3207743.2 (32) 04.03.82 (33) DE (46) 07.03.87. Бюл. Ф 9 (71) Рурхеми АГ (ЭЕ) (72) Карл-Дитер Фронинг и Клаус Корав (ВЕ) (53) 66.097.3(088.8) (56) Патент ФРГ Ф 1061306, кл. 120

1/03, опублик. 1959.

Патент Великобритании У 1512743, кл. С 07 1/04, опублик. 1978.

Патент ФРГ N 3112855, кл. С 07 С !/04, опублик. 1982. (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ (57) Изобретение касается каталитической химии, в частности состава катализатора (КТ) для получения линей„SU„„1295995 АЗ (ю 4 В 01 3 23/78 С 07 С 04 ! !

1 ных углеводородов (ЛУ).со средней мол.м. 725-840, имеющих плотность

0,912-0,96 г/см, температуру эатвер з девания 100,5-102 С, точку каплепадения 113-122 С, точку текучести 113,5121,5 С и т.пл. 94-117 С, из синтезгаза. Для повышения селективности КТ в него вводят дополнительную добавку.

В состав KT входят компоненты в следующем соотношении, мас.ч.: оксид железа (в пересчете на железо) 100, оксид калия 3-8, оксид меди 5-7,5, иоксид кремния 15-30 и добавка диоксида титана 7-9. Испытания КТ для получения ЛУ указанного качества показывают, что он обеспечивает селективность процесса 70,6-89,3Х (в пересчете на конверсию окиси углерода) против 45 и 12Х в случае использования известного катализатора, содержащего оксиды железа, меди, калий и Si0q. 2 табл.

1 l 2959

Изобретение относится к катализатору для получения линейных углеводородов, в частности к катализатору для получения линейных углевОдородов со средней мол. массой 725-840;

Цель изобретения — увеличение селективностн катализатора в отношении образования линейных углеводородов

sa счет содержания дополнительного компонента при определенном соотноше- 10 нии с другими компонентами.

Предлагаемый катализатор получают следующим образом.

Пример 1. 4078 г Ге(ИО ) °

«9 Н,О и 107 г Cu(NO ) ЗН 0 раство- 15 ряют в ll л воды, нагревают до 100 С и в течение 2 мин подают в кипящий раствор карбоиата калия (11,5 мас.C

КТО ), содержащий 225 мл раствора хлороксититана (250 r Т1.0, /A). Получаемый продукт имеет рН 6,9. Затем фильтруют и промывают водой температуры 65-75 С до достижения электропроводности промывной воды ниже IÎÎÐ .

Отфильтрованный осадок последовательно смешивают с водой s соотношении

1:1 и с раствором силиката калия !

150 г К,SiO (58X Si0 ) /500 мл Н 01.

Концентрированной азотной кислотой рН среды доводят до 6,9, нагревают до 85 С и снова фильтруют.

Отфильтрованный осадок сушат при

50 С. Получаемый катализатор имеет следующий состав, мас.ч.: Fe 03 286 (в пересчете на !00 Fe); СнО 5; TiO

7; SiO, l5; К,О 8.

Приме р 2. 4078 Fe(NO ) 9 H 0 и 107 r Cu(NÎ ) 3 Н 0 растворяют в

11 л воды, нагревают до 100 С и в течение 2 мин подают в кипящий раствор карбоната калия (11,5 мас.X К CO ), содержащий 56,3 г окиси титана. Получаемый продукт имеет рН 6,9. Затем фильтруют и водой температуры 65-75 С промывают до достижения электропроводности промывной воды, равной 200 9 S.

Отфильтрованный осадок последовательно смешивают с водой в соотношении

1:1 и с раствором силиката калия

f.150 r К,SiO (58X SiO )/500 мл Н Oj.

Концентрйрованной азотной кислотой рН среды доводят до 6,9, нагревают до 85 С и снова фильтруют. Затем отфильтрованный осадок сушат при 50 С.

Получаемый катализатор имеет следующий состав, мас.ч,: Fe O 286 (в пересчете на 100 Fe); CuO 7,5; TiÎ 8;

SiO 18, К О 6.

95 2

Пример 3. 4078 г Fe(NO )

".9 Н О и 107 г Cu(NO ) 3 Н О растворяют в !1 л H 0, нагревают до 100 С и в течение 2 мин подают в кипящий раствор соды (11,5 мас.X Na CO ), содержащий 225 мл раствора хлороксититана (250 г TiO /g). Получаемый продукт имеет рН 6,9. Затем фильтруют и промывают водой температуры 65-75 С до достижения электропроводности промывной воды, равной 100 Б. Фильтрат последовательно смешивают с водой в соотношении 1:! и с раствором силиката калия (250 г К Si0 (58X Si0 )/

/600 мл Н О ). Концентрированной азот-, ной кислотой рН среды доводят до 6,9, нагревают до 85 С и снова фильтруют.

Влажный отфильтрованный осадок сушат при 50" С. Получаемый катализатор имеет следующий состав, мас.ч.: Fe О

286 (в пересчете на 100 Fe); CuO 6,3;

Т О. 8; Si0 30; К,,О 5.

Пример 4. 4078 r Fe(NÎ )

<9Н О и 107 г Cu(NO ) ЗН. О растворяют в 1! л Н О, нагревают до !00 С и в течение 2 мнн подают в кипящий раствор соды (11,5.ìàñ.7 Na СО ),содержащий 225 мл хлороксититана (250 r

Ti0 /л ). Получаемый продукт имеет рН t,9. Затем фильтруют и промывают водой температуры 65-75 C до достижения электропроводности промывной воды, равной 150 pS. Отфильтрованный осадок последовательно смешивают с водой в соотношении l:1 и с раствором силиката калия (150 г K,,SiO (587

Si0 )/500 мл Н 0). Концентрированной азотной кислотой рН среды доводят до

6,9, нагревают до 85 С и снова фильтруют. Влажный отфильтрованный осадок сушат при 50 С. Получаемый катализатор имеет следующий состав, мас.ч.:

Fe O> 286 (в пересчете на 100 Fe);

СиО 6,3; TiO 9; SiO, 15; К О 3.

Линейные углеводороды со средней мол. массой 725-840 из синтез-газа на катализаторах примеров 1-4 получают следующим примером.

Пример 5. Перед синтезом катализаторы, полученные по примерам

1-4, подвергают восстановлению водородом, который сверху вниз пропускают через катализатор. Нагрев до достижения температуры восстановления проводят в атмосфере водорода. Восстановление осуществляют в следующих условиях: продолжительность 1 ч; темпера95

Т а б л и ц а

Характеристика

Опыт

Катализатор примера

220

207 208 195

20 20 21,4

Селективность в пересчете на конверсию окиси углерода, Ж 89,3

75,1 70,6 76,9

Общий выход углеводородов 3 С, г/нм 52 8

57,8 31,0 38,1

3 12959 тура 240ОС; скорость подачи водорода

150 см/с — 650 об./об.ч.

По окончании восстановления катализатор охлаждают до 160-170 С и водород подают под давлением 20 бар.

Затем осуществляют циркуляцию газа: начинают подавать СО и Н, и катализатор медленно доводят до температуры синтеза. Получаемый жидкий продукт перерабатывают перегонкой. 10

Характеристика катализаторов в процессе конверсии синтез-газа представлена в табл. 1.

Физико-химические параметры линей- 15 ных углеводородов приведены в табл.2.

Пример 6 (сравнение). Повторяют пример 5, опыт А, с той разницей, что процесс проводят на катали- 20 заторе состава, мас.ч.: Fe O 286 (в пересчете на 100 Fe) Cu0 5; К О

8 и SiO> 22. При этом селективность относительно образования линейных углеводородов со средней мол. массой

725 составляет 457..

Пример 7 (сравнение). Повторяют пример 5, опыт А, с той разницей, что процесс проводят на известном оксидном катализаторе состава, мас.ч.: Fe 25; Си 1,25; К 2; 830 100.

При этом селективность относительно

Количество-катализатора, л

Температура, С, измеренная в слое катализатора

Давление, бар

Объемная скорость, об./об.ч.

Объемное соотношение Х и2!со

Конверсия (СО + Н ), Х

2 образования линейных углеводородов со средней мол. массой 725 составляет 12Х.

Сравнение результатов опытов А-Г примера 5 и сравнительных примеров 6 и 7 свидетельствует о более высокой селективности предлагаемого катализатора.

Формула изобретения

Катализатор для получения линейных углеводородов со средней мол. массой

725-840, имеющих плотность 0,912з

0,96 г/см, точку затвердевания

100,5-102 С, точку каплепадения 113122 С, точку текучести 113,5-121,5 С и точку плавления 94-117 С, иэ синтез-газа, содержащий оксиды железа, меди, калия и диоксид кремния, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения селективиости катализатора в отношении образования линейФ ных углеводородов, он дополнительно содержит диоксид титана при следующем содержании компонентов, мас.ч.:

Оксид железа (в пересчете на железо) 100

Оксид меди 5-7,5

Оксид калия 3-8

Диоксид кремния l 5-30

Диоксид титана 7-9

498 494 441 494

1,05 1,01 1,57 1,88

26е6 29вО 1618 20 0

1295995

Продолжение табл. 1

Характеристика

Опыт

А Б

В ° Г

Выход, г/нм

39,4 39,2 22,7 31,7 линейных углеводородов (смесь парафинов и олефинов С„ -С„)! бензиновая и дизельная фракции метан газообразные углеводороды с С -С, 9,8 4,0 б,2

10,1 1,5 1,4 2,8 2,0

3,3 8,8 4,3 0,2

Я

Относительно образования линейных углеводородов селективность определяется выход линейных углеводородов по уравнению С

208,5 конверсия (СО + Н ) . в з»

Указание »нм относится к исходному синтез-газу.

Таблица 2

Опыт (в

Температура С, тока

94-111,5 100-115 плавления текучести каплепадення затвердевания

Плотность, г/см

0,94

0,9б

Средняя мол. масса» (г/моль) 840 750 805

725

Определение осуществляют путем осмометрии.

Составитель Т. Белослюдова

Редактор И. Дербак Техред Л.Олейник

Корректор Л. Пилипенко

Заказ 629/бЭ Тираж 511

ВНИИПИ Государственнбго комитета СССР по делам изобретений и открытий !

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Характеристика линейных углеводородов, получаемых в примере 5!

21,5

122,0, 100,5

0,912

115,5

113,0

101,5

0 95

105-1!2

114,5

1)5,0

102,0

98-117

113,5

114,0

101,0