носитель для катализатора превращения углеводородного сырья

Формула изобретения

1. Носитель для катализатора превращения углеводородного сырья на основе каолина, отличающийся тем, что он дополнительно содержит шамотный порошок при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шамотный порошок - 55 - 90

Каолин - 10 - 45

2. Носитель по п.1, отличающийся тем, что он содержит шамотный порошок следующего состава, мас.%:

Окись

Железа - 0,8 - 0,9

Титана - 1,0 - 2,0

Кальция - 0,6 - 0,7

Кремния - 56,0 - 56,5

Магния - 0,2 - 0,3

Щелочного металла - 0,5 - 0,6

Алюминия - Остальное

3. Носитель по п.1, отличающийся тем, что он содержит каолин следующего состава, мас.%:

Окись

Кремния - 50,5 - 52,36

Титана - 0,2 - 0,3

Железа - 1,0 - 1,6

Кальция - 0,1 - 0,22

Натрия - 0,24 - 0,34

Магния - 0,1 - 0,15

Калия - 0,5 - 0,7

Серы - 0,05 - 0,09

Алюминия - Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области синтеза носителей для катализаторов превращения углеводородного сырья, например для катализаторов пиролиза.

Полученные при превращении углеводородного сырья ненасыщенные углеводороды находят применение при производстве полимеров, синтетических каучуков и пластмасс.

Известен носитель для катализаторов пиролиза углеводородного сырья на основе пемзы (природный материал), измельченного и обработанного минеральной кислотой (а.с. N 277743, кл. C 10 G 11/04, 1967 г.).

Недостатком данного носителя является низкая механическая прочность, непостоянный химический состав (т.к. он - минерал и не имеет постоянного химического состава даже в одном месторождении).

Наиболее близким к предлагаемому носителю по технической сущности и достигаемому эффекту является носитель для превращения углеводородного сырья, представляющего собой смесь двух электрокорундов, измельченных в порошок с различной степенью дисперсности и каолина (см. журнал "Стекло и керамика", N 11, 1985 г., стр. 23 - 25).

Недостатком известного носителя является его дороговизна, дефицитность, а также высокое гидравлическое сопротивление в слое катализатора.

Задача изобретения - разработка более доступного и дешевого носителя для катализатора превращения углеводородного сырья с меньшей потерей напора в слое, а также увеличение активности (сум. C₂-C₄) катализатора с использованием предлагаемого носителя.

Поставленная задача достигается разработкой носителя для катализатора превращения углеводородного сырья на основе каолина, отличительная особенность которого состоит в том, что он дополнительно содержит шамотный порошок при следующем содержании компонентов, мас.%:

Шамотный порошок - 55 - 90

Каолин - 10 - 45

Использование настоящего изобретения дает возможность получить следующий положительный эффект.

Предлагаемый носитель позволяет расширить ассортимент носителей для катализаторов превращения, существенно снизить их стоимость за счет использования доступного и дешевого сырья, уменьшить потери напора в слое катализатора, а также повысить активность катализатора.

Используемые при приготовлении носителя шамотный порошок и каолин имеют следующие характеристики.

- Шамотный порошок имеет следующий состав из Латненской глины, мас.%:

Окись

железа - 0,8 - 0,9

титана - 1,0 - 2,0

кальция - 0,6 - 0,7

кремния - 56,0 - 56,5

магния - 0,2 - 0,3

щелочного металла - 0,5 - 0,6

-Окись алюминия - Остальное

- Каолин ГОСТ 2372 Просяновского месторождения имеет следующий состав, мас.%:

Окись

железа - 1,0 - 1,6

титана - 0,2 - 0,3

кальция - 0,1 - 0,22

кремния - 50,5 - 52,36

магния - 0,1 - 0,15

калия - 0,5 - 0,7

натрия - 0,24 - 0,34

серы - 0,05 - 0,09

алюминия - Остальное

Носитель готовят следующим образом. Смешивают определенное количество шамотного порошка с мелкой фракцией (60 - 100 мкм) каолина. Затем в полученную смесь вводят временную технологическую связку, в качестве которой используют 10%-ный раствор карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) в воде. Далее заполнитель смешивают с мелкой фракцией каолина, размер частиц которого не превышает 10 мкм. С целью улучшения распределения массы по объему и для получения однородной по влажности гранулированной шихты ее просеивают через сито размером 3 мм. Затем подсушивают в сушильном шкафу при t = 100 - 200^oC до остаточной влажности 7 - 8%.

Оформление образцов носителя размером 4 х 40 мм (балочки) осуществляют методом одностороннего двухступенчатого полусухого прессования при максимальных усилиях 1,6 МПа в стальной пресс-форме. Давление прессования первой ступени составляет 1/3 от максимального усилия. Полученные образцы высушивают в сушильном шкафу при t = 110 - 120^oC с выдержкой 2 ч. Затем балочки обжигают в электрических печах при t = 1300 - 1400^oC с выдержкой 2 ч. Охлаждение осуществляется по естественному циклу вместе с печью, что составляет примерно 30 - 36 ч.

Настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Смешивают 55 г шамотного порошка, имеющего состав, мас.%:

Окись

железа - 0,8

титана - 1,0

кальция - 0,6

кремния - 56,0

магния - 0,2

щелочных металлов - 0,5

-Окись алюминия - Остальное

с 45 г каолина, имеющего следующий состав, мас.%:

Окись

кремния - 52,36

титана - 0,35

серы - 0,09

железа - 1,6

кальция - 0,22

натрия - 0,34

магния - 0,15

калия - 0,7

алюминия - Остальное

добавляют 75 г воды до образования суспензии влажностью 50 мас.%, что обеспечивает равномерное распределение компонентов.

Полученный шликер сушат в сушильном шкафу, периодически перемешивая при температуре 100^oC до влажности 20%, после чего высушенную смесь протирают через сито 3-мм для получения однородного по влажности гранулированного порошка. Затем подсушивают в сушильном шкафу при t = 100 - 120^oC до остаточной влажности 7 - 8%. Оформление образцов носителя размером 4 х 40 мм осуществляют методом одностороннего двухступенчатого полусухого прессования при максимальных усилиях 1,6 МПа в стальной пресс-форме. После этого отпрессованные гранулы обжигают в электропечи при t = 1400^oC в течение 10 ч.

Получают носитель следующего состава, мас.%:

Шамот - 55

Каолин - 45

Пример 2. Технология приготовления носителя соответствует примеру 1, однако шамот и каолин вводят в количестве 90, 10 соответственно.

Получают носитель следующего состава, мас.%:

Шамот - 90

Каолин - 10

Для процесса пиролиза углеводородного сырья на носитель наносят активную фазу в количестве от 2 до 10 мас.%. Предложенный носитель был испытан в процессе пиролиза прямогонного бензина при t = 780^oC, время контакта 0,1 с, массовое соотношение вод. пар : сырье 0,75 : 1. Носитель пропитывается активной массой, содержащeй 20%-ный водный раствор KVO₃ и H₃BO₃; состав использованного катализатора следующий, мас.%:

KVO₃ - 5

H₃BO₃ - 3

Носитель - Остальное

причем носитель имеет следующий состав, мас.%:

Шамотный порошок - 80

Каолин - 20

Пиролиз проводят в кварцевом реакторе проточного типа. Результаты испытаний представлены в таблице.

Как видно из представленных данных, катализатор с использованием предлагаемого носителя обладает более высокой активностью. При этом носитель является значительно более дешевым и доступным, а также обладает меньшей потерей напора в слое носителя.