Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование для получения высокооктанового моторного топлива. Сущность изобретения: продукт - ароматические углеводороды C6-C9, Исходное сырье: парафиновые углеводороды C3-C11, Условия: 380 - 580°С, катализатор на основе цеолита типа ZSM - 5. Образующиеся в процессе газообразные продукты сжигают в присутствии катализатора полного сгорания окисления легких углеводородов и добавляют к исходным парафиновым углеводородам в количестве 2 - 20 мас. %. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2030376
Класс(ы) патента: C07C15/02, C07C2/76
Номер заявки: 92009867/04
Дата подачи заявки: 17.12.1992
Дата публикации: 10.03.1995
Заявитель(и): Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "ТАУ"
Автор(ы): Нахшунов В.С.; Макаров П.А.
Патентообладатель(и): Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "ТАУ"
Описание изобретения: Изобретение относится к каталитической конверсии углеводородов и может быть использовано для получения высокооктанового моторного топлива.
Известен способ переработки легкого углеводородного сырья в присутствии высококремнеземных цеолитов (1). Способ заключается в пропускании смеси углеводородов, содержащих С110, например легкую нафту, через катализатор на основе высококремнеземного цеолита с добавками Cu, Zn или Cr при 300-700оС.
Недостатком известного способа является образование отложений соединений углерода (коксовые отложения) на катализаторе, что значительно снижает его активность.
Наиболее близким к предложенному является способ получения ароматических углеводородов путем контактирования парафиновых углеводородов С311 с катализатором на основе высококремнеземного цеолита типа ZSM-5 при 380-580оС, включающий разделение продуктов контактирования на жидкие и газообразные продукты (2).
Процесс протекает на катализаторе, содержащем цеолит типа ZSM-5 (SiO2/Al2O3 20-100) и металлы группы 11б (Zn) отдельно или в комбинации с металлами группы VIв (Cr) и/или группы Iб (Cu) в количестве 0,01-5% по металлу.
Недостатком данного способа является низкий выход целевого продукта, а также высокая степень закоксованности катализатора и малая продолжительность рабочего цикла процесса.
Целью способа является увеличение выхода целевого продукта.
Кроме того, предложенный способ позволяет снизить энергетические затраты на процесс катализа углеводородов.
Для достижения цели в известном способе, включающем контактирование парафиновых углеводородов С311 с катализатором на основе высококремнеземного цеолита типа ZSM-5 при 380-580оС, разделение продуктов контактирования на жидкие и газообразные продукты, газообразные продукты подвергают полному сжиганию в присутствии катализатора полного окисления легких углеводородов и образующуюся при этом смесь диоксида углерода и паров воды добавляют к исходным парафиновым углеводородам в количестве 2,0-20,0%.
Дополнительный эффект достигается за счет того, что рабочую температуру катализатора поддерживают за счет сжигания побочных газообразных продуктов, а не за счет подвода энергии извне.
Сущность способа заключается в том, что при каталитическом превращении парафиновых углеводородов С311 в процессе реакции ароматизации наряду с ароматическими углеводородами образуются побочные газообразные продукты реакции - СН4, С2Н6, Н2, С3Н6, которые можно использовать для нагрева катализатора вместо магистрального газа. При этом присутствие катализатора окисления, в качестве которого можно использовать, например медь в виде пластин или сетки, приводит к образованию дымовых газов (диоксид углерода + пары воды), которые при пропускании их через цеолитовый катализатор вместе с исходными парафиновыми углеводородами приводят к снижению отложения кокса на катализаторе.
Добавление смеси газов диоксида углерода с парами воды в количестве 2,0-20,0% является наиболее эффективным, так как при добавлении меньшего количества на поверхности катализатора остаются сильнокислотные центры, на которых активно протекают процессы коксования. Таким образом, при добавлении смеси газов менее 2,0% не обеспечивается полное выравнивание спектра кислотности поверхности катализатора вследствие недостатка оксида и диоксида углерода.
Увеличение содержания смеси газов более 20,0% приводит к качественному измерению кислотных центров поверхности катализатора за счет их гашения водяным паром, оксидом и диоксидом углерода. В результате резко снижается каталитическая активность катализатора. В обоих случаях выход целевой продукции (ароматических углеводородов) ниже, чем в известном способе (2), что подтверждается экспериментальными исследованиями зависимости выхода целевого продукта от количества добавок смеси дымовых газов к парафиновым углеводородам согласно приводимой таблице.
Пример реализации способа.
В процессе получения ароматических углеводородов использовался катализатор в количестве 4 кг, содержащий 57,0% высококремнеземного цеолита типа ZSM-5 с соотношением SiO2/Al2O3 = 39, 36,5% Al2O3, 3,5% B2O и 3% Zn. Катализатор помещался в стальной реактор пилотной установки, разогревался до 450оС электрической печью реактора при пропускании через катализатор воздуха, предварительно нагретого в электрическом подогревателе до 200оС с расходом 20 л/ч.
После продувки воздухом в течение 4 ч вместо воздуха подавали подогретый до 200оС азот с расходом 20 л/ч в течение 1 ч. Затем в реактор подавалось сырье (смесь парафиновых углеводородов следующего состава, %: изобутан 33; н-бутан 26; изопентан 28 и н-пентан 13, при температуре 450оС, давлении 0,6 МПа. Газообразные продукты реакции сжигались до полного окисления в присутствии катализатора полного окисления (в качестве катализатора полного окисления использовались ванадиевые катализаторы V2O5/MoO3 в виде гранул). Побочные газообразные продукты при 550оС, объемной скорости 250 ч-1 подвергались полному окислению (навеска катализатора полного окисления составила 400 г) до образования диоксида углерода и паров воды.
Смесь диоксида углерода и паров воды смешивалась с сырьем в подогревателе сырья при 200оС в количестве 15% к смеси парафиновых углеводородов. Образовавшаяся смесь подавалась в реактор ароматизации.
В результате реакции ароматизации выход ароматических углеводородов (С69) после пропускания в течение 40 ч (к 40 часу работы) составил 57% (в прототипе, в аналогичных условиях, выход ароматических углеводородов составил 49%).
Продолжительность рабочего периода (до снижения выхода целевой продукции на 30% в сравнении с начальной активностью) составила 400 часов (в прототипе продолжительность составила 250 часов).
По составу катализат на выходе из реактора содержал: ароматических углеводородов (С69) - 57%, алифатических углеводородов - 8,4%, газов 33,0% (в том числе водорода - 2,5%, метана - 4,0%, С2 7,5%, С3 + С4 - 19%), кокс - 1,6%.
Аналогичные результаты были получены при использовании в качестве катализатора полного окисления гранул окиси меди.
Формула изобретения: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ путем контактирования парафиновых углеводородов C3-C11 с катализатором на основе высококремнеземного цеолита типа ZSM-5 при 380-580oС, включающий разделение продуктов контактирования на жидкие и газообразные продукты, отличающийся тем, что газообразные продукты подвергают полному сжиганию в присутствии катализатора полного окисления легких углеводородов и образовавшуюся при этом смесь диоксида углерода и паров воды добавляют к исходным парафиновым углеводородам в количестве 2,0-20,0 мас.%