×
25.08.2017
217.015.d152

КАТАЛИЗАТОР ДЕГИДРИРОВАНИЯ ПАРАФИНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И СПОСОБ ДЕГИДРИРОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭТОГО КАТАЛИЗАТОРА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу получения алюмохромового катализатора для процессов дегидрирования парафиновых углеводородов до соответствующих непредельных углеводородов, к катализатору и к способу дегидрирования. Описан катализатор, содержащий в своём составе оксиды хрома, калий и/или натрий, церий и/или цирконий, нанесённые на композитный носитель, включающий оксид алюминия и алюминий. Носитель содержит 2-5% алюминия, причём носитель получен гидротермальной обработкой порошкообразного металлического алюминия с размером частиц 10÷500 нм в одну стадию в массовом соотношении Al:HO=1:17 при относительно низких температурах (20÷100°°С) и атмосферном давлении в течение 15 мин (без предварительной подготовки материалов и без использования автоклавного оборудования) с последующей термической обработкой при температуре 95-700°С. Способ получения катализатора включает пропитку носителя водным раствором, содержащим растворимые соединения хрома, калия и/или натрия, церия и/или циркония с последующей сушкой при 95-120°C и прокалкой при 400-800°C в течение 4 ч. Описан процесс дегидрирования парафиновых углеводородов в стационарном слое с использованием упомянутого выше алюмохромового катализатора. Технический эффект – получение гранулированного алюмохромового катализатора цилиндрической формы с высокой механической прочностью и каталитической активностью в дегидрировании парафиновых углеводородов в соответствующие непредельные углеводороды. 3 н.п. ф-лы, 2 табл., 7 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области химической технологии и каталитической химии, в частности к способам получения алюмохромовых катализаторов для процессов дегидрирования парафиновых углеводородов до соответствующих непредельных углеводородов, и может найти применение в химической и нефтехимической промышленности.

Известен способ получения алюмооксидного носителя и способ получения катализатора дегидрирования С35 парафиновых углеводородов на этом носителе состава, мас.%: Cr2O3 – 10,0-20,0; K2O – 0,1-5; промотор – 0,1-5; алюмооксидный носитель – остальное [Патент РФ № 2350594, МПК С07С 5/333, B01J 23/26, B01J 21/04, B01J 23/04, B01J 37/02, опубл. 27.03.2009]. В качестве носителя катализатора используют микросферические гранулы оксида алюминия бемитной морфологии, полученные высокотемпературной обработкой гидраргиллита путем нагревания в камере автоклава в атмосфере инертного газа и/или аммиака, и/или углекислого газа в диапазоне температур от 100 до 300°°С и давлении до 150 кгс/см2. Недостатком данного способа является технологическая усложненность, заключающаяся в длительной обработке гидраргиллита (от 0,1 до 20 ч), а также регулировании температуры (не менее 100°С и не более 300°С) и давления. Катализатор имеет недостаточно высокую активность и стабильность.

Известен способ получения алюмохромового катализатора путем смешивания алюминиевого носителя с суспензией, имеющей концентрацию 28-37 мас.% по глинистому минералу и с водными растворами хромовой кислоты и калиевой щелочи состава, вес.%: Cr2O3 – 12,0-16,0; SiO2 – 8,0-13,0; K2O и Na2O или только K2O – 2,0-3,6; Al2O3 – остальное [Патент РФ № 2546646, МПК B01J 21/12, B01J 23/26, B01J 21/16, B01J 37/04, С07С 5/333, опубл. 10.04.2015]. Алюминиевый носитель имеет относительно низкую удельную поверхность (~50 м2/г), крупные частицы и большой разброс по размеру частиц (частицы размером 45 мкм (30 мас.%), частицы размером 20 мкм (10 мас.%), частицы размером более 140 мкм (1,0 мас.%)). Недостатками получаемого катализатора является низкая активность и селективность, а также сложность и многостадийность процесса получения катализатора.

Известен способ получения алюмохромового катализатора для дегидрирования парафиновых углеводородов в олефиновые путем смешивания технической окиси алюминия и глинистого минерала с растворами хромовой кислоты и калиевой щелочи с последующим формованием, сушкой и прокаливанием следующего состава, вес.%: 72-76 – Al2O3, 12-15 – Cr2O3, 7-12 –SiO2 и 2,0-3,5 – K2O [Авторское свидетельство № 675670, МПК B01J 37/04, B01J 23/26, B01J 21/16, опубл. 10.06.2001]. В качестве глинистого минерала используют галлуазит с частицами диаметром 0,05-0,2 мкм и длиной 0,1-1 мкм. Способ получения алюмохромового катализатора отличается сложностью и многостадийностью.

Известен способ получения катализатора состава, мас.%: Cr2O3 – 10,0-20,0; K2O – 0,1-5,0; CuO и/или ZnO и/или ZrO2 и/или MnO2 – 0.1-5; Al2O3 – остальное [Патент РФ №2325227, МПК B01J 37/02, B01J 32/00, B01J 21/04, B01J 23/72, B01J 23/78, B01J 23/80, С07С 5/333, опубл. 27.05.2008]. Недостатком данного способа является технологическая усложненность, а также недостаточно высокая активность и селективность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является способ приготовления катализатора, содержащего оксид хрома, оксид алюминия, включающий обработку носителя раствором соединений хрома и раствором натрия или натрия и церия [Патент РФ №2256499, МПК B01J 23/26, B01J 23/04, B01J 21/04, B01J 37/02, С07С 5/333, опубл. 20.07.2005]. Способ приготовления носителя на основе оксида алюминия и алюминия включает формирование заготовки из порошка алюминия и неорганической добавки, окисление и последующее спекание, где в качестве неорганической добавки используют продукт термохимической активации гидраргиллита, который представляет собой аморфное соединение Al2O3·nH2O. Катализатор готовят путем пропитки гранул носителя водным раствором CrO3 по влагоемкости носителя. Одновременно с хромовой кислотой в пропиточный раствор вводят растворимые соли добавок натрия и церия в пересчете на оксиды в количестве, мас.%: 0,2-1,0 Na2O, 0.1-2.0 CeO2. После пропитки катализатор сушат на воздухе (ступенчато в течение 18 ч), а затем прокаливают (ступенчато в течение 4-6 ч).

Недостатками данного способа являются многостадийность, сложность технологии и получение носителя неоднородного фазового состава, состоящего из оксида алюминия гамма-, эта-, тэта- и других модификаций, включая стадию гидротермальной обработки при высоких температурах (100-200°С) и давлениях с использованием автоклавного оборудования. Кроме того, при синтезе шихты, содержащей продукт термохимической активации и порошкообразный алюминий в соотношениях ТХА:Al=0÷20:100÷80 (мас.%), при общем объеме пор 0,10-0,26 см3/г образцы имеют относительно низкую удельную поверхность 28,6-51,2 м2/г.

Основной технической задачей предложенного изобретения является создание технологически упрощенного способа получения алюмохромового катализатора с высокими значениями удельной поверхности, механической прочности и каталитической активности.

Техническая задача достигается тем, что катализатор синтезируют пропиткой водным раствором CrO3 алюминий-алюмооксидного носителя, полученного путем гидротермальной обработки порошкообразного металлического алюминия с размером частиц 10–500 нм с последующей термической обработкой при 50-700 С, причем процесс гидротермальной обработки алюминия проводят в одну стадию в массовом соотношении Al:H2O=1:8÷40, при относительно низких температурах (20÷100°С), при атмосферном давлении в течение менее 20 мин без предварительной подготовки материалов и без использования автоклавного оборудования. Микроструктура носителей и катализаторов на их основе характеризуется сформировавшейся пористой ячеистой структурой с открытыми порами. Носители характеризуются удельной поверхностью 178–355 м2/г, средним размером пор (измеренным методом низкотемпературной адсорбции азота) 7,2–13,7 нм, а катализаторы на их основе – 95-137 м2/г и средним размером пор от 9,2 до 13,3 нм. Свойства полученных носителей и катализаторов приведены в таблице 1.

Алюмохромовый катализатор готовят путем пропитки носителя водным раствором CrO3. Концентрацию хромовой кислоты в растворе рассчитывают на содержание в готовом катализаторе 15-23 мас.% Cr2O3. Вместе с хромовой кислотой в раствор для пропитки вводят растворимые соли модифицирующих добавок: калия и/или натрия, церия и/или циркония. Содержание добавок в пересчете на оксиды составляет, мас.%: 0-4 K2O и/или Na2O, 0-4 CeO2 и/или ZrO2. Алюмохромовые катализаторы сушат при температуре 95-120°С и прокаливают в атмосфере воздуха при 400-800°С в течение 4 ч. Алюмохромовый катализатор получают в виде цилиндров с диаметром 2,5-3,0 мм с высокой механической прочностью на раздавливание по образующей.

Полученный алюмохромовый катализатор испытывают в реакции дегидрирования н-бутана и изобутана при температуре 540 и 590°С. Процесс проводят в проточном кварцевом реакторе в стационарном слое алюмохромового катализатора с размером фракции 1-2 мм. Алюмохромовый катализатор смешивают с кварцевым стеклом такой же фракции в соотношении кварц:катализатор=1:1. Испытания проводят при атмосферном давлении в смеси н-бутана либо изобутана (600 ч-1) и азота с объемной скоростью подачи смеси 2670 ч-1. Процесс проводят циклами в последовательности: дегидрирование – 12 мин, продувка инертным газом – не менее 5 мин, регенерация воздухом – 15 мин, продувка инертным газом – не менее 5 мин, затем цикл повторяют. Степень превращения, выход и селективность непредельных углеводородов оценивают методом газовой хроматографии при отборе пробы на десятой минуте после начала дегидрирования.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1.

Алюмохромовый катализатор, полученный пропиткой носителя водным раствором CrO3, дополнительно содержащим растворимые соли калия и/или натрия, церия и/или циркония, с последующей сушкой при 95-120°С и прокалкой при 750°С в течение 4 ч, отличающийся тем, что в качестве носителя используют алюминий-алюмооксидный носитель, полученный при гидротермальной обработке порошкообразного металлического алюминия с дистиллированной водой в соотношении Al:H2O=1:17 в течение 15 мин при температуре 60-95°С с последующей термообработкой при температуре 95°С 6 ч.

Пример 2.

Алюмохромовый катализатор, аналогичный п. 1, отличающийся тем, что при получении катализатора дополнительно добавляют порообразователь органической природы в количестве 2 мас.% от массы катализатора.

Пример 3.

Алюмохромовый катализатор, аналогичный п. 1, отличающийся тем, что носитель подвергается термообработке при температуре 400°С 6 ч.

Пример 4.

Алюмохромовый катализатор, аналогичный п. 3, отличающийся тем, что при получении катализатора дополнительно добавляют порообразователь органической природы в количестве 2 мас.% от массы катализатора.

Пример 5.

Алюмохромовый катализатор, аналогичный п. 1, отличающийся тем, что носитель подвергается термообработке при температуре 700°С 6 ч.

Пример 6.

Алюмохромовый катализатор, аналогичный п. 5, отличающийся тем, что при получении катализатора дополнительно добавляют порообразователь органической природы в количестве 2 мас.% от массы катализатора.

Пример 7.

Способ дегидрирования парафиновых углеводородов в стационарном слое, отличающийся тем, что используют катализатор по пп.1-6.

В таблице 1 приведены характеристики носителя и алюмохромовых катализаторов на их основе в сравнении с прототипом. Из представленных данных видно, что алюминий-алюмооксидные носители превосходят носитель, используемый для получения прототипа, по величине удельной поверхности и объему пор. Катализаторы по примеру 1-6 характеризуются высокими значениями удельной поверхности от 95 до 137 м2/г при объеме пор 0,22-0,42 см3/г, при этом гранулы катализатора имеют более высокую прочность на раздавливание 6,4-10,0 МПа, по сравнению с 4,8 МПа для прототипа.

В таблице 2 приведены каталитические характеристики полученных катализаторов в сравнении с катализатором-прототипом в реакции дегидрирования н-бутана и изобутана при температурах 540 и 590°С. Из представленных данных видно, что катализаторы по примеру 1-6 превосходят катализаторы-прототипы по степени превращения н-бутана и изобутана и выходу соответствующих непредельных углеводородов.

Таким образом, предложенные по примерам 1-6 алюмохромовые катализаторы на основе алюминий-алюмооксидного носителя, полученные упрощенным способом, имеют высокие значениями удельной поверхности и механической прочности, обладают высокой каталитической активностью в реакции дегидрирования парафиновых углеводородов, в частности н-бутана и изобутана, в соответствующие непредельные углеводороды.

Таблица 1 - Характеристики носителей и катализаторов

Таблица 2 - Каталитические характеристики катализаторов в реакции дегидрирования н-бутана и изобутана при 540/590°С

* Пример 2 из патента-прототипа, поскольку в патенте активность в дегидрировании н-бутана приведена только для этого примера

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 176.
27.01.2013
№216.012.20cc

Лиозоль на основе нано- и микрочастиц для токсикологических испытаний

Изобретение относится к лиозолю для токсикологических испытаний. Заявленный лиозоль содержит 0,5-1 мас.% нано- и микрочастиц металлов и/или оксидов металлов, 0,6-0,9 мас.% хлористого натрия, 4,0-4,5 моногидрата глюкозы и дистиллированную воду. Заявленное изобретение обеспечивает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473897
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.08.2013
№216.012.5f6e

Катализатор для очистки отходящих газов, содержащих летучие органические соединения, способ его получения и способ очистки отходящих газов, содержащих летучие органические соединения

Изобретение относится к области гетерогенного катализа, а именно к катализатору для очистки отходящих производственных газов от летучих органических соединений, и может быть использовано в химической промышленности, например, для полного окисления отходящих газов производства глиоксаля от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490062
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.07.2015
№216.013.5b6a

Способ получения катализатора на основе ceo-snо на стеклотканном носителе

Изобретение относится к способу получения катализатора на основе CeO-SnО на стеклотканном носителе. Данный способ включает подготовку носителя путем термической обработки при 500°С, нанесение спиртового пленкообразующего раствора методом вытягивания со скоростью 100 мм/мин, сушку при 60°С 1 ч и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554943
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.07.2015
№216.013.6452

Катализатор низкотемпературного окисления монооксида углерода и способ его применения

Изобретение относится к области гетерогенного катализа, а именно к низкотемпературному окислению CO, и может быть использовано для систем очистки воздуха в замкнутых помещениях, например в салонах автотранспорта, производственных, офисных и жилых помещениях. Предложен катализатор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557229
Дата охранного документа: 20.07.2015
10.08.2015
№216.013.68bf

Катализатор переработки этанола и способ получения ацетальдегида и водорода из этанола с использованием этого катализатора

Изобретение относится к катализатору получения ацетальдегида и водорода из этанола. Данный катализатор представляет собой мезопористый силикагель (S =100-300 м/г) с нанесенным на его поверхность серебром в количестве 1-8% от массы катализатора, находящимся в высокодисперсном (наноразмерном)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558368
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.09.2015
№216.013.777b

Способ подготовки культур сульфидогенных бактерий для выделения днк

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ подготовки культур сульфидогенных бактерий для выделения ДНК. В способе используют 15 мл культуральной жидкости. Центрифугируют культуральную жидкость при 1000 об/мин. Проводят трехкратную отмывку клеток фосфатно-солевым буфером в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562176
Дата охранного документа: 10.09.2015
27.10.2015
№216.013.88e2

Способ очистки донных отложений и воды от нефти и нефтепродуктов под ледовым покровом в водоемах

Способ включает размещение на водоеме источника сжатого воздуха и источника водовоздушной смеси, который подсоединен к водовоздушному шлангу, перед началом очистных мероприятий осуществляют гидроэкологическое обследование водоема по сетке станций, устанавливают направляющие каналы (основной и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566645
Дата охранного документа: 27.10.2015
10.11.2015
№216.013.8b72

Способ получения сложного алюмината кальция-магния

Изобретение относится к люминофорам и может быть использовано при производстве материалов для источников и преобразователей света. Готовят рабочий раствор, содержащий следующие компоненты, мас.%: тетрагидрат нитрата кальция - 1,30-1,33; гексагидрат нитрата магния - 1,41-1,44; нонагидрат нитрата...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567305
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8bad

Способ предпосевной обработки семян зерновых культур

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству, и может быть использовано для предпосевной обработки семян зерновых культур (пшеницы, ячменя, овса). Способ предпосевной подготовки семян зерновых культур включает обработку семян гликолурилом путем их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567364
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8d8d

Способ определения селена(iv)

Группа изобретений относится к области аналитической химии, а именно к методам определения селена(IV), и может быть использована при его определении в фармацевтических препаратах, биологически активных добавках, питьевых и минеральных водах. Способы определения селена(IV) с использованием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567844
Дата охранного документа: 10.11.2015
Показаны записи 1-10 из 103.
20.08.2013
№216.012.5f6e

Катализатор для очистки отходящих газов, содержащих летучие органические соединения, способ его получения и способ очистки отходящих газов, содержащих летучие органические соединения

Изобретение относится к области гетерогенного катализа, а именно к катализатору для очистки отходящих производственных газов от летучих органических соединений, и может быть использовано в химической промышленности, например, для полного окисления отходящих газов производства глиоксаля от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490062
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.07.2015
№216.013.5b6a

Способ получения катализатора на основе ceo-snо на стеклотканном носителе

Изобретение относится к способу получения катализатора на основе CeO-SnО на стеклотканном носителе. Данный способ включает подготовку носителя путем термической обработки при 500°С, нанесение спиртового пленкообразующего раствора методом вытягивания со скоростью 100 мм/мин, сушку при 60°С 1 ч и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554943
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.07.2015
№216.013.6452

Катализатор низкотемпературного окисления монооксида углерода и способ его применения

Изобретение относится к области гетерогенного катализа, а именно к низкотемпературному окислению CO, и может быть использовано для систем очистки воздуха в замкнутых помещениях, например в салонах автотранспорта, производственных, офисных и жилых помещениях. Предложен катализатор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557229
Дата охранного документа: 20.07.2015
10.08.2015
№216.013.68bf

Катализатор переработки этанола и способ получения ацетальдегида и водорода из этанола с использованием этого катализатора

Изобретение относится к катализатору получения ацетальдегида и водорода из этанола. Данный катализатор представляет собой мезопористый силикагель (S =100-300 м/г) с нанесенным на его поверхность серебром в количестве 1-8% от массы катализатора, находящимся в высокодисперсном (наноразмерном)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558368
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.09.2015
№216.013.777b

Способ подготовки культур сульфидогенных бактерий для выделения днк

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ подготовки культур сульфидогенных бактерий для выделения ДНК. В способе используют 15 мл культуральной жидкости. Центрифугируют культуральную жидкость при 1000 об/мин. Проводят трехкратную отмывку клеток фосфатно-солевым буфером в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562176
Дата охранного документа: 10.09.2015
27.10.2015
№216.013.88e2

Способ очистки донных отложений и воды от нефти и нефтепродуктов под ледовым покровом в водоемах

Способ включает размещение на водоеме источника сжатого воздуха и источника водовоздушной смеси, который подсоединен к водовоздушному шлангу, перед началом очистных мероприятий осуществляют гидроэкологическое обследование водоема по сетке станций, устанавливают направляющие каналы (основной и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566645
Дата охранного документа: 27.10.2015
10.11.2015
№216.013.8b72

Способ получения сложного алюмината кальция-магния

Изобретение относится к люминофорам и может быть использовано при производстве материалов для источников и преобразователей света. Готовят рабочий раствор, содержащий следующие компоненты, мас.%: тетрагидрат нитрата кальция - 1,30-1,33; гексагидрат нитрата магния - 1,41-1,44; нонагидрат нитрата...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567305
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8bad

Способ предпосевной обработки семян зерновых культур

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству, и может быть использовано для предпосевной обработки семян зерновых культур (пшеницы, ячменя, овса). Способ предпосевной подготовки семян зерновых культур включает обработку семян гликолурилом путем их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567364
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8d8d

Способ определения селена(iv)

Группа изобретений относится к области аналитической химии, а именно к методам определения селена(IV), и может быть использована при его определении в фармацевтических препаратах, биологически активных добавках, питьевых и минеральных водах. Способы определения селена(IV) с использованием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567844
Дата охранного документа: 10.11.2015
27.11.2015
№216.013.93a7

Способ зеленого черенкования плодовых и ягодных культур

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к садоводству. Способ включает размножение черенков годичного прироста длиной 15-20 см с 3-4 почками и двумя-тремя целыми листьями с последующей обработкой черенков перед посадкой. При этом черенки после оводнения в течение 1 часа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569418
Дата охранного документа: 27.11.2015
+ добавить свой РИД