Способ приготовления шарикового цеолитсодержащего катализатора для алкилирования бензола этиленом

 

Изобретение касается каталитической химии, в частности приготовления шарикового цеолитсодержащего катализатора для алкилирования бензола этиленом, может быть использовано в нефтехимии. Цель - повышение стабильности, прочности, активности и селективности катализатора. Для этого проводят пептизацию влажного AL(OH) 3 с помощью хлорной кислоты с последующим введением в него цеолита. В этом случае образуется стабильный псевдозоль. Далее ведут гомогенизацию последнего, углеводородно-аммиачную формовку, сушку и прокаливание сферических гранул. Эти условия позволяют получать катализатор, который в процессе алкилирования бензола этиленом в сравнении с известным более стабилен за счет повышения стабильности псевдозоля, что позволяет в 2,5-10 раз увеличить продолжительность формовки катализатора. Кроме того, активность и селективность катализатора возрастают до 10 отн.% и до 40%, стабильность - до 30 отн.% при повышении механической прочности гранул в 1,2-1,75 раза. 4 табл.

„„SU„„1576194

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИК щ) S В 01 1 37/04, 29/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ госудд ственный комитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4487571/31-04 (22) 28.09.88 (46) 07 ° 07.90. Бюл. № 25 (72) Б.M.Павлихин, И.А.Александрова, С.M.Îâñÿííèêîâ> A.À. Каменский и В.Г.Власов (53) 66.097,3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1245337, кл. В 01 J 37/04, 1986., Власов В.Г., Овсянников С.М. и др.

О получении шариковых цеолитсодержащих катализаторов алкилирования методом углеводородной аммиачной формовки. — Нефтепереработка и нефтехимия, 1986, № 12, с. 26-27. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ШАРИКОВОГО

ЦЕОЛИТСОДЕРЖАШЕГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ

АЛКИЛИРОВАНИЯ БЕНЗОЛА ЭТИЛЕНОМ (57) Изобретение касается каталитической химии, в частности приготовления шарикового цеолитсодержащего катализатора для алкилирования бензола

Изобретение относится к приготовлению катализаторов нефтепереработки и нефтехимии, в частности к способу приготовления шарикового цеолитсодержащего катализатора для алкилирования углеводородов.

Цель изобретения — повышение стабильности цеолитсодержащего псевдозоля и получение .катализатора с повышенной механической прочностью, активностью, селективностью и стабильностью за счет использования в качестве пептизатора хлорной кислоты.

2 этиленом, может быть использовано в нефтехимии. Цель — повышение стабильности, прочности, активности и .селективности катализатора. Для этого проводят пептиэацию влажного Al(0H)3 с помощью хлорной кислоты с последующим введением в него цеолита. В этом случае образуется стабильный псевдозоль. Далее ведут гомогенизацию последнего, углеводородно †аммиачн формовку, сушку и прокаливание сферических гранул. Эти условия позволяют получать катализатор, который в процессе алкилирования бензола этиленом в сравнении с известным более стабилен за счет повышения стабильности псевдозоля, что позволяет в 2,5-10 раз увеличить продолжительность формовки катализатора. Кроме того, активность и селективность катализатора возрастают до 10 отн.% и до 40%, стабильность — до 30 отн.7. при понишении механической прочности гранул в 1,2-1,75 раза. 4 табл.

Пример 1. Для приготовления катализатора 1 с 50 мас.% синтетического фожазита в исходной форме

РЗЭСаИН У берут 150 r влажной лепеш f " ки промышленного алюминатного гидроксида алюминия периодического холодного осаждения с содержанием сухого вещества (А1 О ) 15,9 мас.7., т.е.

?3,8 г. Пептизацию проводят 427.-ной хлорной кислотой при оптимальной дозировке, обеспечивающей максималь.ную стабильность псевдозоля ?,5 мл (0,059 г — экв ° HC10 /моль А1, 0з). Цео1576194 лит РЗЭСаИН Y с молярным соотношением

1SiO:Аl Оз =- 4, содержащий, мас, .:

Lvã03 17»8; СаО 1»8» агО 0»4» берут в виде влажной лепешки с содержанием сухого вещества цеолита 46 мас ° 7. На1 ве.ску влажной лепешки цеолита н количестве 51, 7 г, содержащую 23,8 r cyхого вещества цеолита, замешивают в псендоэоль гидроксида алюминия и тщательно гомогенизируют смесь в быстроходной мешалке (2000 об./мин) в течение 15 мин. Полученный цеолитсодержащий псендозоль подвергают испытанию на стабильность с помощью прибора СНС-2, предназначенного для измерения статического предельного напряжения сдвиг а (СПНС) дисперсных систем. Величина СПНС характеризует прочность образующейся структуры, 20 а изменение СПНС во времени позволяет оценить стабильность псевдозоля.

О

Установлено, что прочность структуры, при которой псевдоэоль утрачивает способность к беспрепятственному прокапынанию через капилляры диаметром

1,5 мм, состанляет 9 Па. Эта величина выбрана как предельная для оценки возможной продолжительности непрерывВоН формовки (н4„ ) . Углеводородноаммиачную формовку полученного цеолитсодержащего псевдоэоля проводят,используя фильеру с диаметром каналов капилляров 1,5 мм. Сформованные сферические гранулы высушивают при 120 С и проО наливают при 550 С в токе воздуха.

В табл.1 приведены данные по возможной продолжительности непрерывного формования цеолитсодержащего псевдозоля и физико-механическим характеристикам готового катализатора 1. 40

Для приготонления катализатора 2 с 50 мас. . ультрасила берут 150 г влажной лепешки промышленного алюминатного гидроксида алюминия периодического холодного осаждения с содер- 45 жанием сухого вещества (А1" О )

15,9 мас., т.е. 23,8 r Пептиэацию проводят 427.-ной хлорной кислотой также, как при приготовлении катализатора 1. СВК-цеолит ультрасил в ис- 50 ходкой ИН -форме с молярным соотношением SiO . A1 0 > = 38 и содержанием

51»0 = 0,03 мас. берут н виде влажной лепешки с содержанием сухого вещества 55,4 мас./. Нанегку влажного 55 цеолита в количестне 43 г,содержащую 23,8 r сухого вещества цеолита, замешивают в псевдоэоль гидроксида алюминия и гомогенизируют в быстроходной мешалке (2000 об ° /мин) в течение 15 мин. Испытание цеолитсодержащего псевдоэоля на стабильность, углеводородно-аммиачную формовку, сушку, прокаливание и исследование готового катализатора 2 проводят также, как для катализатора 1. Результаты приведены н табл. 1.

Пример 2 (для сравнения), Приготовление катализатора 3 (аналога катализатора. 1) с 50 мас. фожаэита в исходной форме P330aNH У проводят также, как и катализатора 1 из примера 1, но для,пептизации используют 56/-ную азотную кислоту при оптимальной дозировке, обеспечивающей максимальную стабильность цеолитсодержащего псевдозоля. На 150 г влажной лепешки гидроксида алюминия берут 1,6 мл азотной кислоты (0,085

r-экв HNO /моль Al О з) .

Приготовление катализатора 4 (аналога катализатора 2) с 50 мас.% ультрасила в исходной МН4-форме проводят также, как и катализатора 2 иэ примера 1, но для пептизации используют

567.-ную азотную кислоту (0,085 г/экв

HN0 >/моль А1 Оэ) .

Пример 3. Соответствующие цеолитсодержащие псендозоли с 50 мас. цеолита РЗЭСаИН> Y готовят по примерам

1 и 2, но варьируют дозировку пептизатора: HNO — от 0,075 до 0»095

r-экв/моль А1<0>, НС104 — от 0,049 до 0,069 г-экв/моль А1 0 . Результаты, характеризующие стабильность цеолит содержащих псендозолей, приведены в табл.3, откуда следует, что область оптимальной дозировки пептизатора, обеспечивающей максимальную стабиль-, ность псевдозолей, является достаточно узкой. Оптимальная дозировка

;1ИО в данных условиях: 0»085 г-экв/

/моль А1 Оэ» НС104 0,059 r-экв/моль

Аl О, т, е. хлорна кислота требует меньшей дозировки.

Активность, селективность и стабильность полученных катализаторов оценивают в реакции .алкилирования бензола этиленом на проточной установке с загрузкой 8 см шарикового катализатора в следующих условиях.

Для фожазитсодержащих катализаторов (ФСК): Т = 250 С, Р = 1,5 ИПа» Н . =

2 ч, C>H < . С»Н< = 3:1 (моль), = 5 ч; для ультрасилсодержащих катализаторов (УСК): Т = 400 С, P =

Таблица

Катализатор с РЗЭСаИН У

Катализатор 2 с ультрасилом

Показатели

2,44

2,35

0,602

0,625

8,1

186,6

11,0

235,5

Таблица 2

Катализатор 3 с РЗЭСаЮ!, У

Катализатор 4 с ультрасилом

Показатели

2,4() 100

2,52

0,670

0,610

8,9

196,9

5 3

106, 4.

5 15

1, 5 МПа, У -= 8 ч-, С Н . С Н

= 3: 1 (моль), С= 5 ч.

Результаты испытаний представлены в табл.4.

Таким образом, использование в качестве пептизатора хлорной кислоты приводит к существенному повышению стабильности цеолитсодержащих псевдозолей, в результате чего продолжительность непрерывной формовки может быть увеличена в 2,5-10 раз, что равнозначно повышению производительности процесса на 25-90 отн.Ж, Интенсификация процесса сопровождается одновременным снижением трудоемкости операций формовки. Кроме того, в 1,21,/5 раза возрастает механическая прочность гранул катализатора и повышаются каталитические свойства катализатора в алкилировании бензола этиленом: активность до 10 отн.7., л

"неар

Диаметр гранул, мм

Насыпная плотность г/см3

Механическая прочность на раздавлинание кг/шар кг/см л | „р, . мин

Диаметр гранул, мм

Насыпная плотность, г/см3

Механическая прочность на раздавливание кг/шар кг/см2

76194 6 селективность до 4 отн.7, стабильность до 30 отн.7.

Формула изобретения

Способ приготовления шарикового цеолитсодержащего катализатора для алкилирования бенэола этиленом, включающий пептизацию влажного гидроксида алюминия кислотой с получением псевдозоля, введение в псевдозоль цеолита, гомогенизацию цеолитсодержащего псевдозоля, углеводородноаммиачную формовку, сушку и прокаливание сферических гранул, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности цеолитсодержащего псевдозоля и получения катализатора с повышенной механической прочностью, активностью, селектив"

29 ностью и стабильностью, в качестве пептизатора используют хлорную кислоту.

1576194

Таблица 3

Влияние пептиэаторов на стабильность псевдозолей

Показатели

HCl0, г-экв/моль

НМ, r-экв/моль

0,075 О,О85 0,095 О,О49 0,059 0,069

1,6 2,7

9,0 12,1

12,9 )15,0 15, О

8>4

)15, () табл ица 4

Результаты испытаний катализаторов в алкилировании бейзола этиленом

Активность-Выход р мас.

Стабильность, Выход ЭБ через 5 ч

СелекКатализатор

Пептизатор тивность

ЭБ

ЭБ+ПАБ

Выход ЭБ через 1 ч

ЭБ 1 ПАБ ) ЭБ+ПАБ

5,6 34,2 0,84

4,2 35 4 . 0,88

6,0 31,5 0,81

4,3 34,9 0,87

Составитель H.Путова

Техред Л. Олий нык Корректор М.Кучерявая

Редактор H. Яцола

Заказ 18 l 2 Тираж 413 Подписное

BHMGIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-3 i, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, l01

СПНС, Па, через

5 мин

20 мин

30 мин

60 мин

ФСК 1

УСК 2

ФСК 3

УСК 4

28,6

3192

25,5

30,6

0,8

1,6 г у3

Я5,0

0,2 0,3

0,2 0,4

0,3 0,6

0,9 2,0

0,84

1,0

0,63

1,0