Способ изомеризации легких парафиновых углеводородов c4-c 6

Авторы патента:

C10G35/085 - содержащими металлы группы платины или их соединения

C07C5/27 - перераспределение атомов углерода в углеводородном скелете

Использование: нефтехимия. Сущность: парафиновые углеводороды С₄-С₆ смешивают с водородом или водородсодержащим газом и контактируют при повышенных температурах и давлении с катализатором, одержащим 0,2-1,0 мас.% платины или палладия на оксидном носителе, промотированном сульфатом в массовом соотношении SO₄ ^2-:носитель, равном (0,005-0,1):1. При этом в носителе катализатора массовое соотношение оксидов алюминия и циркония составляет (0,26-0,03): 1. Технический результат - повышение стабильности и селективности. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к процессу изомеризации легких парафиновых углеводородов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Известен способ изомеризации легких парафиновых углеводородов (патент США N 5494571, 6 C 10 G 35/085, 1996 г.), включающий контактирование смеси легких парафиновых углеводородов и водорода с катализатором, содержащим металлы платиновой, VIII-й и VII-й групп на сульфатированном оксиде металла III или IV групп. Недостатком этого способа является снижение степени изомеризации парафиновых углеводородов во времени и низкая селективность. Так, при изомеризации н-бутана, содержащем 70 млн^-1 серы, при температуре 240^oC, давлении 1,0 МПа, мольном отношении H₂:н-бутан, равном 1:1, объемной скорости подачи сырья 2 час^-1 на катализаторе, содержащем 0,3 мас.% Pt, 6,0 мас.% Fe, 5,0 мас. % Mn на оксиде циркония ZnO₂, промотированном сульфатом в количестве 6 мас.%, конверсия н-бутана в изобутан через 2 часа составляла 40%, а через 100 часов 31%, а селективность 68,7 и 58,5% соответственно.

Наиболее близким по технической сущности является способ изомеризации легких парафиновых углеводородов (патент США N 5120898, C 07 C 5/27, 1992 г. ) в присутствии водорода и катализатора, содержащего 0,01-10% вес. платины или палладия на смеси оксидов алюминия и циркония, промотированной сульфатом в массовом соотношении (0,001-0,72):1.

Недостатком этого способа являются низкие стабильность и селективность. Так, при изомеризации н-пентана, содержащего 50 млн^-1 серы, при температуре 240^oC, давлении 1,0 МПа, мольном отношении H₂: н-пентан, равном 1:1, объемной скорости подачи сырья 2 час^-1, на катализаторе, содержащем 0,5 мас.% платины на смеси оксидов алюминия и циркония в массовом соотношении 0,30:1, промотированной сульфатом в массовом соотношении SO₄ ^2-: (Al₂O₃ + ZrO₂) = 0,5: 1, конверсия н-пентана в изопентан через 2 ч работы составляла 66,0%, а через 100 ч работы - 62,7%, а селективность - 94,0 и 92,0% соответственно.

Предлагаемый способ изомеризации легких парафиновых углеводородов включает смешение их с водородом или водородсодержащим газом и контактирование с катализатором, содержащим 0,2 - 1,0 мас.% Pt или Pd на оксидном носителе, промотированном сульфатом, в массовом соотношении SO₄ ^2-: носитель, равном (0,005-0,1): 1, а массовое соотношение оксидов алюминия и циркония в носителе равно (0,26-0,03):1. При этом температура процесса составляет 170 - 270^oC, давление 0,8 - 3,5 МПа, мольное отношение H₂:углеводороды (0,2 - 7):1 и объемная скорость подачи сырья 0,2 - 5,0 час^-1.

Предлагаемый способ обеспечивает стабильную глубину изомеризации неразветвленных парафиновых углеводородов C₄-C₆ и высокую селективность.

Способ изомеризации легких парафиновых углеводородов осуществляют следующим образом.

В качестве сырья используют гидроочищенные или прямогонные н-бутан, н-пентан или легкие бензиновые фракции, представляющие собой смесь парафиновых углеводородов C₄-C₆.

Сырье смешивают с водородом или водородсодержащим газом, нагревают до температуры 170 - 270^oC и при давлении 0,8 - 3,5 МПа, мольном отношении H₂: углеводороды (0,2 - 7):1 и объемной скорости 0,2 - 5,0 час^-1 подают в реактор, заполненный катализатором, содержащим 0,2-1,0 мас.% Pt или Pd на носителе, имеющем массовое соотношение Al₂O₃: ZrO₂ = (0.26 - 0,03):1, а массовое соотношение SO₄:(Al₂O₃ + ZrO₂) = (0,005 - 0,1):1.

При приготовлении носителя катализатора выдерживают массовое соотношение в нем оксидов алюминия и циркония в пределах (0,26 - 0,03):1, a массовое соотношение SO₄:(Al₂O₃ + ZrO₂) в пределах (0,005 - 0,1):1.

Катализатор готовят пропиткой носителя платина- или палладийсодержащим раствором с последующими сушкой и прокалкой при температуре 500^oC.

Продукты реакции анализируют методом газожидкостной хроматографии на потоке, используя капиллярную колонку с нанесенной фазой OV-1.

Селективность определяют по формуле

где G - количество полученного изопентана, мас.%; g - количество непрореагировавшего сырья, мас.%.

Способ изомеризации легких парафиновых углеводородов иллюстрируется следующими примерами.

Пример N 1 В качестве сырья используют н-бутан, содержащий 70 млн^-1 серы. Процесс осуществляют на пилотной установке при давлении 1,0 МПа, температуре 240^oC, мольном отношении H₂:н-бутан, равном 1:1, объемной скорости подачи сырья 2 час^-1 на катализаторе, содержащем 0,5 мас.% Pt, на носителе, имеющем соотношение оксидов алюминия и циркония Al₂O₃:ZrO₂=0,15:1, и соотношение SO₄: (Al₂O₃ + ZrO₂)=0,05:1.