Новый цеолитсодержащий композиционный материал, способ получения и способ применения указанного материала в качестве катализатора - RU2006117333A

Реферат

1. Композиция, включающая:

a) структурированный, кристаллический и микропористый материал, по меньшей мере, одного типа, со средним диаметром пор менее 15 Å;

b) некристаллический неорганический оксид, по меньшей мере, одного типа, причем указанный неорганический оксид содержит мезопоры или мезопоры и микропоры, где рентгенограмма указанного неорганического оксида содержит пик в области от 0,3 до 3° в 2θ, где указанные мезопоры являются взаимосвязанными мезопорами.

2. Композиция по п.1, в которой указанные кристаллические микропористые материалы выбраны из группы, включающей цеолит бэта, цеолит Y, USY, морденит, цеолит L, ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-20, Theta-1, ZSM-23, ZSM-34, ZSM-35, ZSM-48, SSZ-32, PSH-3, MCM-22, MCM-49, MCM-56, ITQ-1, ITQ-2, ITQ-4, ITQ-21, SAPO-5, SAPO-11, SAPO-37, Breck-6 и ALPO₄-5.

3. Композиция по п.1, в которой, по меньшей мере, у одного неорганического оксида по меньшей мере 97% объема микропор и мезопор составляют мезопоры, удельная площадь поверхности находится в интервале от 400 до 1100 м²/г и общий объем пор находится в интервале примерно от 0,3 до 2,2 см³/г.

4. Композиция по п.3, где размер мезопор находится в интервале от примерно 2 до примерно 25 нм.

5. Композиция по п.3, где пористый неорганический оксид представляет собой оксид кремния.

6. Композиция по п.1, дополнительно включающая, по меньшей мере, один металл.

7. Композиция по п.6, где металл введен в каркас цеолита в качестве заместителей атомов кристаллической решетки и/или находится внутри микропор цеолита.

8. Композиция по п.6, где введенный в неорганический оксид металл находится внутри стенки, по меньшей мере, одной мезопоры и/или на поверхности, по меньшей мере, одной мезопоры.

9. Композиция по п.6, где металл представляет собой, по меньшей мере, один металл, выбранный из группы, включающей алюминий, титан, ванадий, цирконий, галлий, бор, марганец, цинк, медь, золото, лантан, хром, молибден, никель, кобальт, железо, вольфрам, палладий и платину.

10. Композиция по п.1, где содержание кристаллического микропористого материала в композиции находится в интервале от примерно 3 до примерно 90 мас.%.

11. Композиция по п.1, где содержание микропористого цеолита в композиции находится в интервале от примерно 4 до примерно 80 мас.%.

12. Способ получения каталитического материала, включающий следующие стадии:

а) предварительная обработка цеолита;

b) объединение предварительно обработанного цеолита с водой, неорганическим оксидом или предшественником неорганического оксида и, по меньшей мере, одним органическим соединением, образующим мезопоры, с получением смеси;

с) сушка смеси;

d) нагревание высушенной смеси до температуры и в течение периода времени, достаточных для образования мезопористой структуры неорганического оксида.

13. Способ по п.12, где цеолит представляет собой слоистый цеолит и предварительная обработка включает расслаивание или интеркалирование слоистого цеолита.

14. Способ по п.13, где указанное расслаивание проводится контактированием слоистого цеолита со щелочным раствором катионогенного поверхностно-активного вещества в условиях, позволяющих слоистому цеолиту набухать и расслаиваться.

15. Способ по п.13, где расслаивание цеолита включает ультразвуковую обработку цеолита.

16. Способ по п.12, где предварительная обработка включает ионный обмен, импрегнирование, иммобилизацию функциональных производных и/или обработку паром.

17. Способ по п.12, где органическое соединение, образующее мезопоры, выбрано из группы, включающей глицерин, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пропиленгликоль, триэтаноламин, триизопропаноламин, крахмал, сульфолан, тетраэтиленпентамин и диэтиленгликольдибензоат.

18. Способ по п.12, где температура кипения указанного органического соединения, образующего мезопоры, равна, по меньшей мере, 150°С.

19. Способ по п.12, где неорганический оксид образуется в результате взаимодействия предшественника неорганического оксида с водой.

20. Способ по п.12, где значение рН смеси поддерживают на уровне выше примерно 7,0.

21. Способ по п.14, 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.

22. Способ по п.12, где стадия нагревания (d) включает нагревание высушенной смеси до температуры от примерно 100 до примерно 250°С.

23. Способ по п.12, 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.

24. Способ по п.12, дополнительно включающий добавление к смеси ионов металлов, где металл выбран из группы, включающей алюминий, титан, ванадий, цирконий, галлий, бор, марганец, цинк, медь, золото, лантан, хром, молибден, никель, кобальт, железо, вольфрам, палладий и платину.

25. Способ по п.12, дополнительно включающий стадии смешения связующего вещества с каталитическим материалом и формования каталитического материала в предопределенную форму.

26. Способ получения каталитического материала, включающий следующие стадии:

а) 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;

с) расслаивание слоистого цеолита;

d) сушка смеси;

е) нагревание высушенной смеси до температуры и в течение периода времени, достаточных для образования мезопористой структуры оксида.

27. Способ по п.26, где указанное органическое соединение, образующее мезопоры, выбрано из группы, включающей глицерин, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пропиленгликоль, триэтаноламин, триизопропаноламин, сульфолан, тетраэтиленпентамин и диэтиленгликольдибензоат.

28. Способ по п.26, где температура кипения указанного органического соединения, образующего мезопоры, равна, по меньшей мере, 150°С.

29. Способ по п.26, где неорганический оксид образуется в результате взаимодействия предшественника неорганического оксида с водой.

30. Способ по п.29, где предшественник неорганического оксида выбран из группы, включающей источники кремния и источники алюминия.

31. Способ поп.26, где значение рН смеси поддерживают на уровне выше примерно 7,0.

32. Способ по п.26, где смесь сушат нагреванием на воздухе при температуре и в течение периода времени, достаточных для удаления воды и летучих органических соединений.

33. Способ по п.26, где стадия нагревания (е) включает нагревание высушенной смеси до температуры от примерно 100 до примерно 250°С.

34. Способ по п.26, где стадия нагревания (е) включает нагревание высушенного материала до температуры от примерно 150 до примерно 200°С.

35. Способ по п.26, дополнительно включающий стадию кальцинирования нагретой высушенной смеси при температуре от примерно 300 до примерно 1000°С.

36. Способ по п.26, дополнительно включающий стадию кальцинирования нагретой высушенной смеси при температуре от примерно 400 до примерно 700°С в течение периода от примерно 2 до примерно 40 часов.

37. Способ по п.26, дополнительно включающий объединение ионов металлов со смесью, где металл выбран из группы, включающей алюминий, титан, ванадий, цирконий, галлий, бор, марганец, цинк, медь, золото, лантан, хром, молибден, никель, кобальт, железо, вольфрам, палладий и платину.

38. Способ по п.26, дополнительно включающий стадии смешения связующего вещества с каталитическим материалом и формование каталитического материала в предопределенную форму.

39. Способ обработки углеводородного сырья, включающий

контактирование исходного сырья, содержащего, по меньшей мере, один углеводородный компонент, с каталитически эффективным количеством катализатора, который включает, по меньшей мере, один цеолит на носителе из пористого неорганического оксида, в условиях реакции, достаточных для осуществления превращения указанного углеводородного компонента, причем в указанном пористом неорганическом оксиде по меньшей мере 97% от 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.

40. Способ по п.39, 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.

41. Способ по п.39, 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.

42. Способ по п.41, где указанные агенты ацилирования включают ангидриды карбоновых кислот, ацилгалогениды.

43. Способ по п.41, где условия реакции ацилирования включают температуру от примерно 20 до примерно 350°С, давление от примерно 1 до примерно 110 бар и объемную скорость подачи сырья от примерно 0,1 до примерно 20 WHSV.

44. Способ по п.39, где указанное исходное сырье включает фракцию нефти и условия реакции достаточны для осуществления каталитического крекинга указанной фракции.

45. Способ по п.44, где указанная фракция нефти включает, по меньшей мере, один компонент с начальной температурой кипения от примерно 200 до примерно 260°С и конечной температурой кипения от примерно 400 до примерно 455°С.

46. Способ по п.45, где указанная фракция нефти дополнительно включает, по меньшей мере, один компонент с температурой кипения выше примерно 540°С.

47. Способ по п.46, где компонент с температурой кипения выше 540°С представляет собой недеасфальтированный нефтяной остаток, деасфальтированный нефтяной остаток, битум битуминозного песчаника, сланцевое масло или угольную жидкость.

48. Способ по п.44, где условия реакции включают температуру от примерно 400 до примерно 650°С и массовое соотношение катализатора и исходного сырья интервале от примерно 3:1 до 10:1.

49. Способ по п.39, где указанное исходное сырье включает фракцию нефти и условия реакции достаточны для осуществления гидрокрекинга фракции для получения относительно более легкого углеводородного продукта.

50. Способ по п.49, где указанная нефтяная фракция содержит, по меньшей мере, один компонент с температурой кипения выше примерно 260°С.

51. Способ по п.49, где указанная нефтяная фракция содержит, по меньшей мере, один компонент с температурой кипения выше примерно 290°С.

52. Способ по п.49, где указанная нефтяная фракция содержит, по меньшей мере, один компонент с температурой кипения выше примерно 340°С.

53. Способ по п.50, где указанная нефтяная фракция дополнительно включает, по меньшей мере, один компонент, выбранный из группы, включающей недеасфальтированный нефтяной остаток, деасфальтированный нефтяной остаток, битум битуминозного песчаника, сланцевое масло или угольную жидкость.

54. Способ по п.49, где указанный относительно более легкий углеводородный продукт включает компонент, выбранный из группы, включающей компонент газойля с температурой кипения от 150 до 400°С, дизельное топливо и масло смазочной основы.

55. Способ по п.39, где конверсия углеводородного компонента осуществляется посредством гидроизомеризации и условия реакции включают температуру от примерно 150 до примерно 500°С, давление от примерно 1 до примерно 240 бар и WHSV от примерно 0,1 до примерно 20.