Новый цеолитсодержащий композиционный материал, способ получения и способ применения указанного материала в качестве катализатора - RU2323779C2
Код документа: RU2323779C2
Чертежи
Показать все 12 чертежа(ей)
Описание
Текст описания приведен в факсимильном виде.
Реферат
Изобретение относится к уникальному каталитическому материалу, содержащему цеолит, внедренный в носитель катализатора, и в частности, к микропористому цеолиту, внедренному в мезопористый носитель. Описаны каталитический материал, который включает микропористые цеолиты, нанесенные на мезопористый носитель из неорганического оксида, в котором, по меньшей мере, 97% об. суммарного объема микропор и мезопор составляет объем мезопор; способ получения каталитического материала, включающий предварительную обработку слоистого цеолита, где предварительная обработка включает расслаивание и интеркалирование слоистого цеолита, а также описан способ обработки углеводородного сырья. Технический результат - получение катализатора с идеальным распределением пор по размерам, который способствует транспорту реагентов к активным сайтам катализатора и транспорту продуктов из катализатора, высокая активность и селективность катализатора.
3 н. и 40 з.п. ф-лы, 4 табл., 12 ил.
Формула
1. Способ получения каталитического материала, включающий
следующие стадии:
a) предварительная обработка слоистого цеолита;
b) объединение предварительно обработанного слоистого цеолита с водой, неорганическим
оксидом или предшественником неорганического оксида и, по меньшей мере, одним органическим соединением, образующим мезопоры, с получением смеси;
c) сушка смеси;
d) нагревание высушенной смеси до температуры и в течение периода времени, достаточных для образования мезопористой структуры неорганического оксида;
где
предварительная обработка включает расслаивание или интеркалирование слоистого цеолита.
2. Способ по п.1, где указанное расслаивание проводится
контактированием слоистого цеолита со щелочным раствором катионогенного поверхностно-активного вещества в условиях, позволяющих слоистому цеолиту набухать и расслаиваться.
3. Способ по п.1, где расслаивание цеолита включает ультразвуковую обработку цеолита.
4. Способ по п.1, где предварительная обработка
включает ионный обмен, импрегнирование, иммобилизацию функциональных производных и/или обработку паром.
5. Способ по п.1, где органическое соединение,
образующее мезопоры, выбрано из группы, включающей глицерин, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пропиленгликоль, триэтаноламин, триизопропаноламин, крахмал, сульфолан,
тетраэтиленпентамин и диэтиленгликольдибензоат.
6. Способ по п.1, где температура кипения указанного органического соединения, образующего мезопоры,
равна, по меньшей мере, 150°С.
7. Способ по п.1, где неорганический оксид образуется в результате взаимодействия предшественника неорганического
оксида с водой.
8. Способ по п.1, где значение pH смеси поддерживают на уровне выше примерно 7,0.
9.
Способ по п.2, где смесь подвергают сушке нагреванием на воздухе до температуры и в течение периода времени, достаточных для удаления, по меньшей мере, большей части воды и органического соединения,
образующего мезопоры.
10. Способ по п.1, где стадия нагревания (d) включает нагревание высушенной смеси до температуры в интервале от примерно 100 до
примерно 250°С.
11. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию кальцинирования нагретой высушенной смеси при температуре от примерно 300 до
примерно 1000°С в течение периода времени, по меньшей мере, достаточного для удаления органического соединения, образующего мезопоры, из мезопористого неорганического оксидного
носителя.
12. Способ по п.1, дополнительно включающий добавление к смеси ионов металлов, где металл выбран из группы, включающей алюминий, титан,
ванадий, цирконий, галлий, марганец, цинк, медь, хром, молибден, никель, кобальт и железо.
13. Способ по п.1, дополнительно включающий стадии смешения
связующего вещества с каталитическим материалом и формования каталитического материала в предопределенную форму.
14. Способ получения каталитического
материала, включающий следующие стадии:
a) контактирование слоистого структурированного цеолита со щелочным раствором катионогенного поверхностно-активного вещества в условиях,
позволяющих слоистому цеолиту набухать;
b) объединение набухшего цеолита с водой, неорганическим оксидом или предшественником неорганического оксида и, по меньшей мере, одним
органическим соединением, образующим мезопоры, для получения смеси;
c) расслаивание слоистого цеолита;
d) сушка смеси;
e)
нагревание высушенной смеси до температуры и в течение периода времени, достаточных для образования мезопористой структуры оксида.
15. Способ по п.14,
где указанное органическое соединение, образующее мезопоры, выбрано из группы, включающей глицерин, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пропиленгликоль, триэтаноламин,
триизопропаноламин, сульфолан, тетраэтиленпентамин и диэтиленгликольдибензоат.
16. Способ по п.14, где температура кипения указанного органического
соединения, образующего мезопоры, равна, по меньшей мере, 150°С.
17. Способ по п.14, где неорганический оксид образуется в результате
взаимодействия предшественника неорганического оксида с водой.
18. Способ по п.17, где предшественник неорганического оксида выбран из группы,
включающей источники оксида кремния и источники оксида алюминия.
19. Способ по п.14, где значение pH смеси поддерживают на уровне выше примерно 7,
0.
20. Способ по п.14, где смесь сушат нагреванием на воздухе при температуре и в течение периода времени, достаточных для удаления воды и летучих
органических соединений.
21. Способ по п.14, где стадия нагревания (е) включает нагревание высушенной смеси до температуры в интервале от примерно 100
до примерно 250°С.
22. Способ по п.14, где стадия нагревания (е) включает нагревание высушенного материала до температуры в интервале от примерно
150 до примерно 200°С.
23. Способ по п.14, дополнительно включающий стадию кальцинирования нагретой высушенной смеси при температуре в интервале
от примерно 300 до примерно 1000°С.
24. Способ по п.14, дополнительно включающий стадию кальцинирования нагретой высушенной смеси при температуре
в интервале от примерно 400 до примерно 700°С в течение периода от примерно 2 до примерно 40 ч.
25. Способ по п.14, дополнительно включающий
объединение ионов металлов со смесью, где металл выбран из группы, включающей алюминий, титан, ванадий, цирконий, галлий, марганец, цинк, медь, хром, молибден, никель, кобальт и железо.
26. Способ по п.14, дополнительно включающий стадии смешения связующего вещества с каталитическим материалом и формование каталитического материала в
предопределенную форму.
27. Способ обработки углеводородного сырья, включающий контактирование исходного сырья, содержащего, по меньшей мере, один
углеводородный компонент, с каталитически эффективным количеством катализатора, полученного способом по п.14, причем в указанном пористом неорганическом оксиде по меньшей мере 97 об.% общего объема
мезопор и микропор пористого неорганического оксида составляет объем мезопор, удельная площадь поверхности составляет примерно от 400 до 1100 м2/г и его рентгенограмма содержит, по меньшей
мере, один пик в интервале от 0,3 до 3° в 2θ.
28. Способ по п.27, где превращение углеводородного компонента осуществляют посредством
реакции, выбранной из группы, включающей ацилирование, алкилирование, димеризацию, олигомеризацию, полимеризацию, депарафинирование, гидратацию, дегидратацию, диспропорционирование, гидрирование,
дегидрирование, ароматизацию, избирательное окисление, изомеризацию, гидрообработку, каталитический крекинг и гидрокрекинг.
29. Способ по п.27, где
указанное исходное сырье включает ароматическое соединение и агенты ацилирования и реакция представляет собой реакцию ацилирования, проводимую в условиях реакции ацилирования, достаточных для
осуществления ацилирования ароматического соединения с помощью агентов ацилирования.
30. Способ по п.29, где указанные агенты ацилирования включают
ангидриды карбоновых кислот, ацилгалогениды.
31. Способ по п.29, где условия реакции ацилирования включают температуру в интервале от примерно 20 до
примерно 350°С, давление в интервале от примерно 1 до примерно 110 бар и объемную скорость подачи сырья в интервале от примерно 0,1 до примерно 20 WHSV.
32. Способ по п.27, где указанное исходное сырье включает фракцию нефти и условия реакции достаточны для осуществления каталитического крекинга указанной фракции.
33. Способ по п.32, где указанная фракция нефти включает, по меньшей мере, один компонент с начальной температурой кипения в интервале от примерно 200 до примерно
260°С и конечной температурой кипения в интервале от примерно 400 до примерно 455°С.
34. Способ по п.33, где указанная фракция нефти
дополнительно включает, по меньшей мере, один компонент с температурой кипения выше примерно 540°С.
35. Способ по п.34, где компонент с
температурой кипения выше 540°С представляет собой недеасфальтированный нефтяной остаток, деасфальтированный нефтяной остаток, битуминозный песок, сланцевое масло или каменноугольную
смолу.
36. Способ по п.32, где условия реакции включают температуру от примерно 400 до примерно 650°С и массовое соотношение катализатора и
исходного сырья находится в интервале от примерно 3:1 до 10:1.
37. Способ по п.27, где указанное исходное сырье включает фракцию нефти и условия реакции
достаточны для осуществления гидрокрекинга фракции для получения относительно более легкого углеводородного продукта.
38. Способ по п.37, где указанная
нефтяная фракция содержит, по меньшей мере, один компонент с температурой кипения выше примерно 260°С.
39. Способ по п.37, где указанная нефтяная
фракция содержит, по меньшей мере, один компонент с температурой кипения выше примерно 290°С.
40. Способ по п.37, где указанная нефтяная фракция
содержит, по меньшей мере, один компонент с температурой кипения выше примерно 340°С.
41. Способ по п.38, где указанная нефтяная фракция
дополнительно включает, по меньшей мере, один компонент, выбранный из группы, включающей недеасфальтированный нефтяной остаток, деасфальтированный нефтяной остаток, битуминозный песок, сланцевое масло
и каменноугольную смолу.
42. Способ по п.37, где указанный относительно более легкий углеводородный продукт включает компонент, выбранный из группы,
включающей компонент газойля с температурой кипения в интервале от 150 до 400°С, дизельное топливо и масло смазочной основы.
43. Способ по п.27,
где конверсия углеводородного компонента осуществляется посредством гидроизомеризации и условия реакции включают температуру в интервале от примерно 150 до примерно 500°С, давление в интервале
от примерно 1 до примерно 240 бар и WHSV от примерно 0,1 до примерно 20.
