Спосіб ізомеризації легких бензинових фракцій

Номер патенту: 88932

Опубліковано: 10.12.2009

Автори: Фьодорова Маріна Лєонідовна, Шакун Алєксандр Нікітовіч

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб ізомеризації легких бензинових фракцій шляхом контактування їх з каталізатором, який містить гідрувальний компонент, оксидний компонент - оксиди металів 3В, 4А, 7А та 8А груп періодичної системи елементів, і кисневмісний іон сірки, при підвищених температурі і тиску у присутності водню, який відрізняється тим, що як оксидний компонент каталізатор містить композицію оксидів металів:

xFe2O3·yMnO2·zTiO2·nAl2O3·mZrO2,

при мольних значеннях коефіцієнтів:

х=(0,06-3,60)·10-3,

у=(0,11-2,30)·10-3,

z=(0,12-2,50)·10-3,

n=(7,8-21,5)·10-2,

m=(63,3-74,7)·10-2,

а масове відношення кисневмісного іона сірки до композиції оксидів металів становить 0,042-0,178.

2. Спосіб ізомеризації легких бензинових фракцій за п. 1, який відрізняється тим, що як гідрувальний компонент у каталізаторі використовують метал 8А групи: платину і/або паладій, і/або іридій, і/або родій, і/або рутеній.

3. Спосіб ізомеризації легких бензинових фракцій за п. 2, який відрізняється тим, що як кисневмісний іон сірки використовують іон сірчаної кислоти.

4. Спосіб ізомеризації легких бензинових фракцій за п. 3, який відрізняється тим, що масове співвідношення компонентів у каталізаторі складає, % мас.:

метал 8А групи                       0,1-0,8

сірчанокислотний іон            4,0-15,0

композиція оксидів металів    до 100.

5. Спосіб ізомеризації легких бензинових фракцій за п. 1, який відрізняється тим, що процес проводять при температурі 100-220 °С, тиску 1,0-3,5 МПа, мольному співвідношенні водень:сировина (0,3-10,0):1.

Текст

1. Спосіб ізомеризації легких бензинових фракцій шляхом контактування їх з каталізатором, який містить гідрувальний компонент, оксидний компонент - оксиди металів 3В, 4А, 7А та 8А груп періодичної системи елементів, і кисневмісний іон сірки, при підвищених температурі і тиску у присутності водню, який відрізняється тим, що як оксидний компонент каталізатор містить композицію оксидів металів: xFe2O3·yMnO2·zTiO2·nAl2O3·mZrO2, при мольних значеннях коефіцієнтів: х=(0,06-3,60)·10-3, C2 2 (11) 1 3 проводять при температурі 100-200°С у присутності водню, при мольному відношенні водень:сировина, яке дорівнює 0,01-5. Газосировинну суміш подають на нерухомий шар каталізатора під тиском 0,2-4,0МПа. Недоліком цього способу є низька стабільність ізомеризації (концентрація найбільш розгалуженого ізомеру 2,2-диметилбутану (2,2-ДМБ) у суміші всіх ізомерів гексанів знижується за 200 годин роботи з 28% мас. до 14% мас). Відомий шаровий каталізатор для процесу ізомеризації парафінів (патент ЄПВ №1 002 579, 7МКВ B01J 37/02, 1998 p.), верхнім шаром якого є платина у кількості 0,05-10% мас. Ядро каталізатора являє собою оксид цирконію або суміш оксидів цирконію та алюмінію, що містить 0,5-5% мас сірки. Проміжний шар - це один з наступних металів: Ті, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, переважно Μη, Fe, Ni, у кількості 0,05-2% мас. Атомне відношення металу проміжного шару до металу верхнього шару вище 3. Процес ізомеризації проводять при температурі 100-200°С, тиску 0,03-4МПа у присутності водню (мольне відношення водень:сировина дорівнює (0,05-5:1)). Недоліком цього способу ізомеризації бензинових фракцій є низька стабільність ізомеризації (концентрація найбільш розгалуженого ізомеру 2,2-ЛМБ у суміші всіх ізомерів гексанів знижується за 200 годин роботи з 28% мас. до 20% мас). Найбільш близьким є ізомеризація легких бензинових фракцій при температурі 170-270°С, тиску 0,8-4,0МПа, мольному відношенні водень:сировина, яке дорівнює (0,2-10):1 на каталізаторі для ізомеризації легких парафінових вуглеводнів С4-С6 (патент Росії №2 171 713, МКВ 7В 01 J 23/40, 2000p.), що містить 0,2-1,0% мас. платини або паладію, 0,05-2,5% мас. хлору і 0,5-10% мас. сульфат-іона, які нанесені на суміш оксидів алюмінію і цирконію. При цьому оксид алюмінію попередньо промотований титаном і марганцем у масовому співвідношенні ТіО2:АІ2О3=0,005-0,05 і МnО2:А12О3=0,001-0,05. Недоліком цього способу є низька стабільність ізомеризації (концентрація найбільш розгалуженого ізомеру 2,2-ДМБ у суміші всіх ізомерів гексанів знижується за 200 годин роботи з 34% мас. до 25% мас). Спосіб ізомеризації легких бензинових фракцій, який пропонується, гарантує високу стабільність ізомеризації. Спосіб ізомеризації легких бензинових фракцій проводять шляхом контактування сировини з каталізатором, який містить композицію оксидів металів: xFe2O3×yMnO2×zTiO2×nAl2O3×mZrO2, на яку нанесені гідрувальний компонент і кисневмісний іон сірки, при цьому мольні коефіцієнти у композиції оксидів дорівнюють: х=(0,06-3,6)-10-3; у=(0,11-2,3)×10-3; z=(0,122,5)×10-3; n=(7,8-21,5)-10-2; m=(63,3-74,7)×10-2, а масове співвідношення кисневмісного іона сірки до композиції металів становить 0,042-0,178. Як гідрувальний компонент у каталізаторі використовують метал 8А групи: платину і/або паладій, і/або іридій, і/або родій, і/або рутеній, а як кисневмісний іон сірки - аніон сірчаної кислоти при 88932 4 масовому співвідношенні компонентів у каталізаторі: метал 8А групи 0,1-0,8 сірчанокислотний іон 4-15 композиції металів до 100 Процес проводять при температурі 100-220°С, тиску 1,0-3,5МПа, мольному відношенні водень:сировина, яке дорівнює (0,3-10): 1. Спосіб ізомеризації здійснюють наступним чином. Сировину (пентан-гексанову фракцію) змішують з водневмісним газом з додержанням мольного відношення водень:сировина, яке дорівнює (0,310): 1. Далі газо-сировинну суміш нагрівають і подають у реактор для контактування з описаним вище каталізатором (об'ємна швидкість 0,5-4год.1 ). У реакторі відбувається ізомеризація парафінових вуглеводнів С5-С6, гідрування ненасичених та ароматичних сполук і частковий крекінг вуглеводнів з утворенням газів С1-С4. Каталізатор одержують наступним чином. Готують композицію оксидів металів шляхом змішування гідроксидів заліза, марганцю, титану, цирконію та алюмінію при додержанні необхідного мольного співвідношення оксидів з подальшим екструдуванням, сушінням і прожарюванням при температурі 500-900°С. Одержану композицію оксидів металів просочують розчинами сполук платини і/або паладію, і/або іридію, і/або родію, і/або рутенію. Для забезпечення необхідного відношення кисневмісного іона сірки до композиції оксидів у просочувальний розчин додають сірчану кислоту. Після просочення каталізатор прожарюють при температурі 400700°С. Для ілюстрації способу проводили досліди на проточній пілотній установці. Завантаження каталізатора становило 4см3. Процес ізомеризації проводили у температурному інтервалі 100-220°С при тиску 1,0-3,5МПа, об'ємній швидкості (V) 0,5-4,0год.-1 і мольному відношенні водень:сировина, яке дорівнює (0,3-10): 1 (Q). Як сировину використовували гідроочищену прямогонну бензинову фракцію НК - 70°С з октановим числом за моторним методом - 67 пунктів складу, % мас: ізо-бутан 0,01 н-бутан 0,31 ізо-пентан 15,41 н-пентан 34,03 циклопентан 4,20 2,2-диметил бутан 0,51 2,3-диметилбутан 1,45 2-метилпентан 14,55 3-метилпентан 7,81 н-гексан 14,92 метилциклопентан 5,00 циклогексан 0,47 бензол 1,22 сума вуглеводнів С7 0,11 Домішки, ррт: сірка 0,5 вода 10 хлор 1,0 азот 0,5 5 Продукти реакції аналізували методом газорідинної хроматографії на потоці, використовуючи капілярну колонку з рідкою фазою OV-101. Ступінь ізомеризації оцінювали за вмістом 2,2ДМБ у сумі ізомерів гексанів. Приклад №1 Сировину змішують з воднем у мольному відношенні водень:сировина, яке дорівнює 5, нагрівають до 150°С і зі швидкістю 2год.-1 під тиском 2,8МПа подають у реактор, заповнений каталізатором складу, % мас: платина 0,3 сірчанокислотний іон 9,2 композиція оксидів 90,5 Значення мольних коефіцієнтів у композиції оксидів і масове відношення сірчанокислотного іона до композиції оксидів показані у таблиці 1. Умови проведення процесу і результати показані у таблиці 2. Приклад №2 Спосіб ізомеризації здійснюють за прикладом 1 з тією різницею, що швидкість подачі сировини дорівнює 0,5год.-1, мольне відношення водень:сировина дорівнює 0,3, а процес здійснюють під тиском 3,5МПа при температурі 100°С на каталізаторі складу, % мас: паладій 0,8 сірчанокислотний іон 15,0 композиція оксидів 84,2 Значення мольних коефіцієнтів у композиції оксидів і масове відношення сірчанокислотного іона до композиції оксидів показані у таблиці 1. Умови проведення процесу і результати показані у таблиці 2. Приклад №3 Спосіб ізомеризації здійснюють за прикладом 1 з тією різницею, що швидкість подачі сировини дорівнює 4,0год.-1, мольне відношення водень:сировина дорівнює 10, а процес здійснюють під тиском 1,0МПа при температурі 220°С на каталізаторі складу, % мас: іридій 0,6 сірчанокислотний іон 15,0 композиція оксидів 84,4 Значення мольних коефіцієнтів у композиції оксидів і масове відношення сірчанокислотного іона до композиції оксидів показані у таблиці 1. Умови проведення процесу і результати показані у таблиці 2. Приклад №4 Спосіб ізомеризації здійснюють за прикладом 1 з тією різницею, що швидкість подачі сировини дорівнює 0,5год.-1, мольне відношення водень:сировина дорівнює 0,3, а процес здійснюють під тиском 3,5МПа при температурі 100°С на каталізаторі складу, % мас: родій 0,8 сірчанокислотний іон 15,0 композиція оксидів 84,2 Значення мольних коефіцієнтів у композиції оксидів і масове відношення сірчанокислотного іона до композиції оксидів показані у таблиці 1. Умови проведення процесу і результати показані у таблиці 2. Приклад №5 88932 6 Спосіб ізомеризації здійснюють за прикладом 1 на каталізаторі складу, % мас: рутеній 0,8 сірчанокислотний іон 15,0 композиція оксидів 84,2 Значення мольних коефіцієнтів у композиції оксидів і масове відношення сірчанокислотного іона до композиції оксидів показані у таблиці 1. Умови проведення процесу і результати показані у таблиці 2. Приклад №6 Спосіб ізомеризації здійснюють за прикладом 1 на каталізаторі складу, % мас: платина 0,2 паладій 0,2 сірчанокислотний іон 4,0 композиція оксидів 95,6 Значення мольних коефіцієнтів у композиції оксидів і масове відношення сірчанокислотного іона до композиції оксидів показані у таблиці 1. Умови проведення процесу і результати показані у таблиці 2. Приклад №7 Спосіб ізомеризації здійснюють за прикладом 1 на каталізаторі складу, % мас: платина 0,2 іридій 0,3 сірчанокислотний іон 8,6 композиція оксидів 90,9 Значення мольних коефіцієнтів у композиції оксидів і масове відношення сірчанокислотного іона до композиції оксидів показані у таблиці 1. Умови проведення процесу і результати показані у таблиці 2. Приклад №8 Спосіб ізомеризації здійснюють за прикладом 1 на каталізаторі складу, % мас: платина 0,2 родій 0,4 сірчанокислотний іон 9,5 композиція оксидів 89,9 Значення мольних коефіцієнтів у композиції оксидів і масове відношення сірчанокислотного іона до композиції оксидів показані у таблиці 1. Умови проведення процесу і результати показані у таблиці 2. Приклад №9 Спосіб ізомеризації здійснюють за прикладом 1 на каталізаторі складу, % мас: платина 0,2 рутеній 0,5 сірчанокислотний іон 7,5 композиція оксидів 91, Значення мольних коефіцієнтів у композиції оксидів і масове відношення сірчанокислотного іона до композиції оксидів показані у таблиці 1. Умови проведення процесу і результати показані у таблиці 2. Приклад №10 Спосіб ізомеризації здійснюють за прикладом 1 на каталізаторі складу, % мас: платина 0,1 сірчанокислотний іон 15,0 композиція оксидів 84,9 7 Значення мольних коефіцієнтів у композиції оксидів і масове відношення сірчанокислотного іона до композиції оксидів показані у таблиці 1. Умови проведення процесу і результати показані у таблиці 2. Приклад №11 (порівняльний) Спосіб ізомеризації здійснюють за прикладом 1 на каталізаторі складу, % мас: платина 0,3 сірчанокислотний іон 9,2 композиція оксидів 90,5 Значення мольних коефіцієнтів у композиції оксидів і масове відношення сірчанокислотного іона до композиції оксидів показані у таблиці 1. Умови проведення процесу і результати показані у таблиці 2. Спосіб ізомеризації у порівняльних прикладах №12-20 здійснюють за прикладом №11. Значення мольних коефіцієнтів у композиції оксидів і масове відношення сірчанокислотного іона до композиції оксидів показані у таблиці 1. Умови проведення процесу і результати показані у таблиці 2. Приклад №21 (порівняльний) Спосіб ізомеризації здійснюють за прикладом 1 на каталізаторі складу, % мас: платина 0,3 сірчанокислотний іон 3,8 композиція оксидів 95,9 Значення мольних коефіцієнтів у композиції оксидів і масове відношення сірчанокислотного іона до композиції оксидів показані у таблиці 1. Умови проведення процесу і результати показані у таблиці 2. 88932 8 Приклад №22 (порівняльний) Спосіб ізомеризації здійснюють за прикладом 1 на каталізаторі складу, % мас: платина 0,3 сірчанокислотний іон 15,2 композиція оксидів 84,5 Значення мольних коефіцієнтів у композиції оксидів і масове відношення сірчанокислотного іона до композиції оксидів показані у таблиці 1. Умови проведення процесу і результати показані у таблиці 2. Одержані результати показують високу стабільність способу ізомеризації легких бензинових фракцій (пр. №1-10). Однак, ці результати досяжні тільки при заявлених мольних коефіцієнтах оксидів металів у композиції і масовому відношенні кисневмісного іона сірки до композиції оксидів металів. Так, при зниженні мольних коефіцієнтів оксидів заліза (пр. №11), марганцю (пр. №13), титану (пр. №15), цирконію (пр. №19) та алюмінію (пр. №17) вміст 2,2-ДМБ у сумі ізомерів С6 падає через 200 годин роботи на 17,9-21,1%. Збільшення мольних коефіцієнтів оксидів заліза (пр. №12), марганцю (пр. №14), титану (пр. №16), алюмінію (пр. №18) і цирконію (пр. №20) вище заявленої величини знижує стабільність процесу ізомеризації на 18,8-24,6%. Що стосується масового відношення кисневмісного іона сірки до композиції оксидів металів, то як при зниженні цього показника (пр. №21), так і при його збільшенні (пр. №22) у відношенні до заявлених меж вміст 2,2-ДМБ у сумі ізомерів С6 падає на 23-24%. 9 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 88932 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Process for the isomerization of light gasoline fractions

Автори англійською

SHAKUN Aleksandr Nikitovich, FIODOROVA Marina Leonidovna

Назва патенту російською

Способ изомеризации легких бензиновых фракций

Автори російською

ШАКУН Александр Никитович, ФЕДОРОВА Марина Леонидовна

МПК / Мітки

МПК: B01J 21/04, B01J 23/84, B01J 23/40, B01J 21/06, B01J 27/053, C07C 5/00

Мітки: спосіб, фракцій, бензинових, ізомеризації, легких

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/5-88932-sposib-izomerizaci-legkikh-benzinovikh-frakcijj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб ізомеризації легких бензинових фракцій</a>

Подібні патенти