Способ селективного гидрирования и катализатор
Номер патента: 8968
Опубликовано: 26.10.2007
Авторы: Гриффитс Клайв, Бут Джон Стюарт, Уотсон Майкл Джон, Бонн Реймонд Лаурентис Катарина, Бейли Стефен
Формула / Реферат
1. Катализатор для использования при гидрировании органического соединения, который содержит соединение палладия, нанесенное на твердый носитель, выбранный из оксида титана, оксида магния, оксида алюминия, алюмосиликата, алюмокальциевого цемента или смеси указанных соединений, отличающийся тем, что указанный катализатор дополнительно содержит один активный компонент, представляющий собой соединение лантанида, причем атомное соотношение палладия к лантаниду составляет от 1:0,5 до 1:5.
2. Катализатор по п.1, в котором носитель содержит оксид алюминия.
3. Катализатор по п.1 или 2, в котором соединение лантанида представляет собой соединение церия, гадолиния или лантана.
4. Катализатор по п.3, в котором соединение лантанида представляет собой соединение церия.
5. Катализатор по п.1 или 2, в котором палладий присутствует при содержании в интервале от приблизительно 50 ч./млн до приблизительно 1 мас.% в расчете на металлический Pd и массу всего катализатора.
6. Катализатор по п.1 или 2, в котором соединение лантанида присутствует в концентрации 50-
5000 мас.ч./млн в расчете на металлический лантанид и массу всего катализатора.
7. Способ гидрирования органического соединения, включающий стадию пропускания смеси газообразного сырья, содержащего указанное органическое соединение и водород, над катализатором по п.1 или 2.
8. Способ по п.7, в котором указанное органическое соединение содержит ацетиленовое соединение.
9. Способ по п.8, в котором указанный поток газообразного сырья содержит незначительную часть ацетиленового соединения и основную часть олефинового соединения в дополнение к водороду.
10. Способ по п.9, в котором указанный поток газообразного сырья содержит незначительную часть ацетилена и основную часть этилена в дополнение к водороду.
Текст
008968 Данное изобретение относится к способу селективного гидрирования ацетиленовых соединений в присутствии олефиновых соединений. Изобретение относится также к новому катализатору, подходящему для применения в указанном способе селективного гидрирования. Производство ненасыщенных углеводородов обычно включает крекинг насыщенных и/или высших углеводородов и дает сырой продукт, содержащий углеводороды, которые более ненасыщены, чем желаемый продукт, но которые очень трудно разделить фракционированием. Например, при производстве этилена побочным продуктом является ацетилен. По техническим условиям сорта этилена для получения полимера содержание ацетилена должно быть менее 10 ч./млн, обычно, максимум, 1-3 ч./млн в продукте этилена, хотя для некоторых установок оговорено, что ацетилена должно быть 0,5 ч./млн. Ввиду трудностей, связанных с разделением олефиновых и побочных ацетиленовых продуктов в промышленном производстве олефинов для удаления ацетиленовых углеводородов, давно существовала практика гидрирования тройной связи с образованием олефина. Указанный метод приводит к риску гидрирования желаемого продукта, олефина, который составляет главный компонент исходного потока, и,таким образом, к перегидрированию ацетилена с образованием насыщенных углеводородов. Поэтому важно выбрать условия гидрирования, которые благоприятствуют гидрированию ацетиленовых тройных связей, но при которых не гидрируются олефиновые двойные связи. Применяют два общих варианта способа газофазного селективного гидрирования для очистки ненасыщенных углеводородов. Гидрирование на стороне ввода предусматривает пропускание сырого газообразного продукта крекинга, из которого удалены пар и высшие углеводороды (С 4+), над катализатором гидрирования. Сырой газ содержит намного больше водорода, чем требуется для эффективного гидрирования ацетиленовой части сырья, и поэтому высока вероятность гидрирования олефиновой части газового потока. Следовательно, важно выбрать соответствующий катализатор селективного гидрирования и контролировать условия, особенно температуру, чтобы избежать нежелательного гидрирования олефинов. При гидрировании на стороне выхода газообразное сырье уже отделено от СО и H2 и, таким образом, требуемое количество водорода для реакции гидрирования должно быть введено в реактор. При операции удаления ацетилена из олефиновых потоков путем гидрирования на стороне ввода,когда водород присутствует в значительном избытке от стехиометрического количества, требуемого для гидрирования ацетилена, желательно избежать гидрирования олефина до более насыщенного углеводорода. Процесс гидрирования чувствителен к температуре, которую варьируют в соответствии с используемым катализатором. Ацетилен гидрируют при относительно низких температурах, обычно от 55 до 70 С. Температуру, при которой гидрируется по меньшей мере около 99,9% ацетилена, называют температурой поглощения (CUT). С селективным катализатором гидрирование олефина, которое является высокоэкзотермичным, начинается при температуре от 90 до 120 С, но наличие в реакторе водорода может быстро привести к неуправляемому нагреву и, следовательно, к высокому уровню нежелательного гидрирования олефина. Температуру, при которой начинается гидрирование олефина, называют температурой отгонки легкой части (LOT). Следовательно, интервал рабочей температуры, то есть разность между температурой отгонки легкой части и температурой поглощения, должна быть по возможности такой, чтобы могла быть достигнута высокая конверсия ацетилена и в то же время можно было избежать риска гидрирования олефина. Это означает, что подходящий катализатор для селективного гидрирования ацетиленов в обогащенном олефином сырье должен обеспечивать высокую (разность) LOTCUT. В способах гидрирования на стороне выхода перегидрирование менее вероятно, поскольку в газовом потоке содержится меньше водорода, чем в случае гидрирования на стороне ввода. Однако селективный катализатор требуется, чтобы избежать образования углеводородов, содержащих 4 или более атомов углерода, что приводит к образованию олигомеров и масел, которые снижают активность катализатора. Известными катализаторами для селективного гидрирования ацетиленов являются Pd, нанесенные на оксид алюминия. В патенте US-A-2909578 описан катализатор, содержащий Pd, нанесенный на оксид алюминия, в котором металлический Pd составляет приблизительно 0,00001-0,0014% от общей массы катализатора. В патенте US-A-2946829 предложен селективный катализатор гидрирования, в котором Pd нанесен на носитель из оксида алюминия с объемом пор 0-0,4 см 3 г-1 при пороговом диаметре 800 или менее. В патентах US-A-3113980 и US-A-3116342 описаны способы гидрирования ацетилена и катализаторы, содержащие палладий, нанесенный на оксид алюминия, поры которого имеют средний радиус не менее 100 и предпочтительно не более 1400 . Желаемые физические свойства получают нагреванием активного оксида алюминия в течение по меньшей мере 2 ч при температуре в интервале от 800 до 1200 С. В патенте US-A-4126645 описан способ селективного гидрирования высоконенасыщенных углеводородов в присутствии менее ненасыщенных углеводородов, характеризующийся применением катализатора, который содержит палладий, нанесенный на частицы оксида алюминия с площадью поверхности в интервале от 5 до 50 м 2 г-1, плотностью по гелию ниже 5 гсм-3, плотностью по ртути ниже 1,4 гсм-3 и объемом пор по меньшей мере 0,4 см 3 г-1, по меньшей мере 0,1 см 3 г-1 из которых представляют собой поры радиусом более 300 , причем палладий присутствует, в основном, в области частиц катализатора-1 008968 не более чем на 150 мкм ниже их геометрической поверхности. Могут также присутствовать вспомогательные вещества, такие как оксиды цинка или ванадия или металлические Cu, Ag или Au. В то время, как большинство используемых Pd-катализаторов на носителе являются катализаторами оболочечного типа, то есть Pd присутствует только на или вблизи поверхности частиц носителя, в патенте США 3549720 описано применение катализаторов, в которых Pd равномерно распределен внутри носителя катализатора, оксид алюминия имеет площадь поверхности более 80 м 2 г-1 и большая часть пор имеет диаметр менее 800 . В патенте US-A-4762956 гидрирование ацетилена проводят над катализатором Pd на оксиде алюминия, в котором оксид алюминия имеет средний радиус пор 200-2000 , по меньшей мере 80% пор имеет радиус пор в интервале 100-3000 и который получают кальцинированием материала носителя, оксида алюминия, при температуре выше 1150 С, но ниже 1400 С. В уровне техники описаны некоторые катализаторы, которые содержат определенные промоторы,обычно один или более других металлов в дополнение к Pd. Например, в патенте GB811820 описано гидрирование ацетилена с применением катализатора, содержащего от 0,001 до 0,035% палладия на активированном оксиде алюминия, содержащего также от 0,001 до 5% меди, серебра, золота, рутения, родия или железа в качестве промотора. В патенте ЕР-А-0124744 описан катализатор гидрирования, содержащий 0,1-60 мас.% гидрогенизирующего металла или соединения гидрогенизирующего металла VIII подгруппы периодической системы элементов на инертном носителе, содержащем 0,1-10 мас.% K2O и, возможно, 0,001-10 мас.% добавки из группы, состоящей из кальция, магния, бария, лития, натрия, ванадия,серебра, золота, меди и цинка, в каждом случае в расчете на общую массу катализатора, причем K2O нанесен на предшественник катализатора, состоящий из гидрирующего компонента, носителя и, возможно,добавки. В патенте US-A-3821323 описано селективное газофазное гидрирование ацетилена в потоке этилена с использованием катализатора, содержащего палладий на силикагеле и дополнительно содержащего цинк. В патенте US 4001344 описаны катализаторы, содержащие Pd на гамма-оксиде алюминия,содержащем соединения металла IIB группы, для парциального гидрирования ацетиленовых соединений.Bensalem и др., React. Kinet. Catal. Lett., vol. 60, No. 1, 71-77 (1997) описывают (применение) Pd, нанесенного на оксид церия, для реакции гидрирования бут-1-ина. Как видно из рассмотрения предыдущего уровня техники в области гидрирования ацетилена, существует необходимость в способе гидрирования ацетилена и катализаторе, который является высокоселективным, чтобы максимизировать конверсию ацетилена в олефинсодержащем сырье, и в то же время относительно неактивным по отношению к олефиновой связи. Согласно изобретению нами предложен катализатор, подходящий для применения при гидрировании поддающегося гидрированию органического соединения, который содержит соединение палладия,нанесенное на твердый носитель, оксид алюминия, отличающийся тем, что указанный катализатор дополнительно содержит промотор, который содержит соединение лантанида. Катализатор, в частности,подходит для гидрирования ацетиленовых соединений, особенно для селективного гидрирования ацетиленов в олефинсодержащих газовых потоках. Катализатор активен для гидрирования, если палладий присутствует в металлической форме. Катализатор обычно получают первоначальным изготовлением предшественника, в котором на носителе присутствует соединение палладия, как правило, соль или оксид. Это является обычной стандартной практикой нанесения указанных катализаторов в форме восстанавливаемого соединения палладия, нанесенного на твердый носитель, оксид алюминия, так что восстановление соединения палладия до металлического палладия ведут in situ в реакторе конечным потребителем катализатора. Термин катализатор использован здесь для обозначения как невосстановленной формы, в которой палладий присутствует в форме восстанавливаемого соединения палладия, так и восстановленной формы, в которой палладий присутствует в виде металлического палладия. Таким образом, соединение палладия может представлять собой соль палладия, например нитрат или хлорид, оксид палладия или металлический палладий. Согласно второму аспекту изобретения дополнительно предложен способ гидрирования поддающегося гидрированию органического соединения, предусматривающий стадию пропускания смеси газообразного сырья, содержащего указанное поддающееся гидрированию органическое соединение и водород,над катализатором, содержащим соединение палладия, нанесенное на твердый носитель из оксида алюминия, отличающийся тем, что указанный катализатор дополнительно содержит промотор, который содержит соединение лантанида. Катализатор особенно подходит для селективного гидрирования ацетиленовых соединений, особенно в присутствии других поддающихся гидрированию соединений, таких как олефиновые соединения. Таким образом, способ изобретения в предпочтительном воплощении предусматривает селективное гидрирование ацетилена и/или высших алкинов в присутствии олефина, например этилена. Носитель может быть выбран из оксида кремния, оксида титана, оксида магния, оксида алюминия или других неорганических носителей, таких как кальций-глиноземистый цемент. Предпочтительно носитель содержит оксид алюминия. Предпочтительный твердый носитель, оксид алюминия, представляет собой альфа-оксид алюминия. Альфа-оксид алюминия уже хорошо известен для использования в качестве носителя для палладиевых катализаторов при реакциях гидрирования, как описано, например, в патентах ЕР-А-0124744, US-A-4404124, US-A-3068303 и других источниках. Он может быть изготовлен-2 008968 кальцинированием активного оксида алюминия (например, гамма-оксида алюминия или псевдобемита) при температуре 800-1400 С, более предпочтительно при 1000-1200 С. Подробное описание влияния кальцинирования на физические свойства оксида алюминия при указанных температурах приведено в патенте US-A-3113980. Также могут быть использованы другие формы оксида алюминия, например активные оксиды алюминия или переходные оксиды алюминия, как описано в патенте US-A-4126645. Обычно носитель (например, альфа-оксид алюминия) имеет относительно малую площадь поверхности. Следуя предшествующему уровню техники, предпочтительно, чтобы для применения при гидрировании на стороне ввода площадь поверхности в соответствии с хорошо известным способом BET была менее 50 м 2 г-1 и более предпочтительно менее 10 м 2 г-1. Носитель предпочтительно является относительно низкопористым, например 0,05-0,5 см 3 г-1. Предпочтительно средний диаметр пор находится в интервале 0,05-1 мкм, более предпочтительно от приблизительно 0,05 до 0,5 мкм. Катализатор может быть представлен в любой подходящей физической форме, но для производительности гидрирования на неподвижном слое предпочтительны отформованные частицы, имеющие минимальный размер более 1 мм. Отформованные частицы могут быть в форме цилиндров, таблеток, шариков или других форм, таких как кулачковые цилиндры, возможно с каналами или пустотами. В качестве альтернативы, но менее предпочтительными являются гранулы. Указанные частицы могут быть отформованы известными способами, такими как таблетирование, гранулирование, экструзия и т.д. Подходящие размеры частиц выбирают в соответствии с условиями, которые должны быть использованы, поскольку падение давления в слое мелких частиц обычно больше, чем при прохождении через слой более крупных частиц. Обычно частицы катализатора для гидрирования ацетилена в потоках способа нефтеперерабатывающего завода имеют минимальный размер приблизительно от 2 до 5 мм, например применимы цилиндры диаметром приблизительно 3 мм и длиной 3 мм. Носитель катализатора может быть отформован в желаемую форму частиц перед введением соединений палладия и промотора, или, в качестве альтернативы, катализатор на носителе может быть отформован после изготовления. Особенно предпочтительно использовать предварительно отформованный носитель катализатора, так чтобы нанесение соединений палладия и промотора могло быть, при необходимости, проконтролировано для получения негомогенных частиц катализатора. Как уже указывалось, палладиевые катализаторы на носителе обычно представляют собой катализаторы оболочечного типа, в которых активный металл находится только вблизи поверхности катализатора. Чтобы достичь указанного негомогенного распределения, необходимо наносить активные соединения металлов после того, как отформованы частицы носителя. Коммерческие носители катализатора с различными подходящими формами и размерами частиц уже доступны. Палладий может быть введен в катализатор любым подходящим способом, хорошо известным специалистам в производстве катализаторов, например пропиткой носителя раствором растворимого соединения палладия или осаждением паров, как описано в патенте US-A-5063194. Предпочтительным способом получения является пропитка твердого носителя раствором растворимой соли палладия, такой как нитрат палладия или хлорид, сульфат, ацетат палладия или комплексный аммиакат палладия. Предпочтительна технология с зачаточной влажностью, при которой объем раствора, нанесенного на носитель,рассчитывают таким образом, чтобы он был достаточен для полного заполнения пор твердого носителя или для почти полного заполнения пор, например использованный объем может составлять приблизительно 90-95% от рассчитанного или измеренного объема пор. Концентрацию раствора устанавливают такой, чтобы обеспечить требуемое количество палладия в конечном катализаторе. Раствор предпочтительно наносят распылением на носитель, обычно при комнатной температуре. Также могут быть использованы альтернативные способы, такие как погружение носителя в раствор. Пропитанный носитель затем сушат и затем могут подвергнуть обработке при повышенной температуре для превращения нанесенного палладиевого соединения в оксидные формы. Например, если палладий нанесен на носитель в виде раствора нитрата палладия, высушенный пропитанный материал предпочтительно обрабатывают при температуре выше 400 С для денитрификации материала и образования более стабильной палладиевой разновидности, которая, возможно, представляет собой, главным образом, оксид палладия. Палладий присутствует в общей массе катализатора при содержании в интервале от приблизительно 50 ч./млн до приблизительно 1 мас.% в расчете на металлический Pd в общей массе катализатора, но количество палладия в катализаторе зависит от предполагаемого применения. Для удаления ацетиленовых соединений из газовых потоков C2 или C3 палладий предпочтительно присутствует при содержании в интервале от приблизительно 50 ч./млн до приблизительно 1000 мас.ч./млн в расчете на общую массу катализатора. Более предпочтительно содержание Pd для указанного применения находится в интервале 100-500 мас.ч./млн. Если должны быть обработаны высшие углеводороды, например поток пиролизного газа (pygas), то катализатор обычно содержит большую загрузку палладия, например от 0,1 до 1%, более предпочтительно от приблизительно 0,2 до приблизительно 0,8%. Количество Pd в катализаторе, предназначенном для режима работы на стороне выхода, может быть больше, чем количество, требуемое при катализе для режима работы на стороне ввода. Соединение лантанида в качестве промотора может быть введено в катализатор способами, аналогичными использованным для соединений палладия. То есть раствор растворимой соли соединения лан-3 008968 танида может быть импрегнирован в носитель или распылен на носитель. Подходящими растворимыми соединениями промотора являются нитраты, основные нитраты, хлориды, ацетаты и сульфаты. Соединение палладия и соединение промотора могут быть введены на носитель одновременно или в разное время. Например, раствор соединения промотора может быть нанесен на отформованный материал, содержащий нанесенное соединение палладия. В качестве альтернативы на твердый носитель может быть нанесен раствор, содержащий и соединение палладия, и соединение лантанида. Соединение промотора представляет собой соединение лантанида, например соединение элемента,выбранного из La, Се, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu. Предпочтительно соединение промотора выбрано из соединений церия, гадолиния или лантана и наиболее предпочтительно представляет собой соединение церия. Соединение лантанида обычно присутствует в катализаторе в форме оксида, например в виде Ce2O3 в случае церия. Промотор-соединение лантанида присутствует в концентрации 15-8000 мас.ч./млн в расчете на металл-промотор и общую массу катализатора, более предпочтительно 50-5000 мас.ч./млн. Если промотор представляет собой соединение церия, более предпочтительна концентрация 50-2500 мас.ч./млн. В катализаторе, содержащем более высокую концентрацию Pd, например, для обработки высших углеводородов,таких как поток пиролизного газа, уровень катализатора может быть увеличен до, например, 5 мас.%. Атомное отношение Pd к промотору-металлическому лантаниду предпочтительно находится в интервале от 1:0,5 до 1:5, более предпочтительно в интервале от 1:1 до 1:3,3. Предпочтительно, если Pd и предпочтительно также соединение лантанида присутствуют только в слое на или близко к поверхности носителя, то есть, когда катализатор относится к оболочечному типу. Известно, что для применения при селективном гидрировании выгодно использовать катализатор, в котором активный компонент сконцентрирован в относительно тонком слое вблизи поверхности, чтобы минимизировать время контакта газового потока с активным катализатором и тем самым повысить селективность. Активный слой может быть локализован ниже поверхности носителя, чтобы повысить его устойчивость к износу. Обычно в предпочтительных катализаторах Pd и также предпочтительно соединение лантанида сконцентрированы в слое до приблизительно 500 мкм от поверхности, особенно от 20 до 300 мкм от поверхности носителя катализатора. Предпочтительный вариант осуществления катализатора данного изобретения содержит носитель катализатора из оксида алюминия, соединение палладия и соединение промотора, причем указанное соединение палладия присутствует в концентрации от 50 до 500 мас.ч./млн в расчете на массу катализатора; а указанное соединение промотора выбрано из соединений церия, гадолиния или лантана и присутствует в концентрации 50-2500 мас.ч./млн в расчете на массу всего катализатора. Способ и катализатор по изобретению применимы для удаления ацетилена и высших ацетиленов,например метилацетилена и винилацетилена, из потоков олефинов. Обычные способы проводят под давлением от 10 до 50 бар (манометр), особенно до приблизительно 20 бар. Температура операции зависит от рабочего давления, но обычно процесс проходит при температурах на входе от 40 до 70 С и температурах на выходе от 80 до 130 С, в зависимости от условий соседних стадий процесса в установке. Способ и катализатор по изобретению дополнительно будут описаны в следующих примерах. Испытание катализатора (режим на стороне ввода) Около 20 см 3 цельных гранул катализатора (обычно 201 см 3) точно взвешивали и затем смешивали с 315 г инертного разбавителя, оксида алюминия. Смесь катализатора и разбавителя затем загружали в трубчатый реактор, имеющий внутренний диаметр 20 мм и емкость 200 см 3. Катализаторы предварительно нагревали in situ со 100% водородом при 20 бар, GHSV 5000 ч-1, в течение по меньшей мере 3 ч при 90 С, затем продували азотом, охлаждая до обычной температуры перед началом испытания. Испытуемое газообразное сырье, предназначенное для имитирования верхнего режима на стороне ввода, подавали в реактор при объемной часовой скорости 5000 ч-1 под манометрическим давлением 20 бар. Композиция газообразного сырья представляла собой следующее: Ацетилен, мол.% 0,6 Монооксид углерод, мас.ч./млн 100 Этилен, мол.% 30,0 Водород, мол.% 15,0 Азот Остаток Температуру слоя катализатора повышали постадийно приблизительно по 2,5 С до поглощения ацетилена (TCUT), что требовалось для достижения концентрации ацетилена в выходящем газе 3 мас.ч./млн или ниже. Эксперимент продолжали, повышая температуру ступенями по 1 С до температуры неуправляемого режима (TLOT). Как только определяли экзотерму, реакторы гасили обработкой азотом для способствования охлаждению и таким образом вымыванию потенциальных реагентов. Всю газовую композицию анализировали при помощи газовой хроматографии. Сравнивая содержания ацетилена на входе и выходе, рассчитывали конверсию ацетилена при данной температуре по следующему выражению:-4 008968 где C2H2(in) означает содержание ацетилена на входе и (C2H2)out означает содержание ацетилена на выходе(выпуске). Селективность этилена (по отношению к перегидрированию) расчитывали по следующему выражению: где %SC2H6 означает селективность этана, как определено по выражению ниже: Пример 1. Катализатор, содержащий 200 мас.ч./млн Pd и церий в количестве, необходимом для получения катализатора с атомным отношением Pd:Ce от 1:0 до 1:10, изготавливали пропиткой носителя из оксида алюминия в форме цилиндрических гранул диаметром 3,2 мм путем напыления при комнатной температуре рассчитанного объема водного раствора гексагидрата нитрата церия(III) и нитрата палладия, достаточного для заполнения пор катализатора. Концентрацию церия и палладия в растворе регулировали таким образом, чтобы получить катализатор, содержащий требуемое количество каждого соединения металла. Указанный способ получения соединений катализатора на носителе путем так называемой зарождающейся влажности хорошо известен специалистам-практикам. Полученный материал сушили при 105 С на воздухе в течение 3 ч и затем нагревали при 450 С в течение 4 ч, чтобы вызвать денитрификацию, то есть превращение нитратов церия и палладия в оксидные формы. Катализатор затем испытывали в режиме на стороне ввода, как описано выше; результаты приведены в табл. 1. Селективность вычисляли при температуре поглощения для каждого катализатора. Операционный интервал LOT-CUT шире, и селективность по отношению к этилену значительно лучше при использовании катализаторов изобретения. Пример 2. Катализатор, содержащий гадолиний вместо церия, готовили по способу примера 1, заменяя раствором нитрата гадолиния (с применением гексагидрата нитрата гадолиния(III раствор гексагидрата нитрата церия(III). Атомное отношение Pd:Gd было равно 1:2. Катализатор испытывали в режиме на стороне ввода, как описано выше; результаты приведены в табл. 2. Пример 3. Катализатор, содержащий лантан вместо церия, готовили по способу примера 1, заменяя раствором нитрата лантана (с применением гексагидрата нитрата лантана) раствор гексагидрата нитрата церия(III). Атомное отношение Pd:Ln было равно 1:2. Катализатор испытывали в режиме на стороне ввода, как описано выше; результаты приведены в табл. 2. Таблица 1-5 008968 Пример 4. Были изготовлены два катализатора, содержащих 400 ч./млн Pd. Один (обозначенный 4 а) был непромотирован, а другой (4b) содержал церий при атомном отношении Pd:Ce=1:2. Катализаторы получали пропиткой носителя, оксида алюминия, водными растворами нитратов палладия (и церия, если он присутствовал) согласно общей методике, описанной в примере 1. Катализаторы испытывали в режиме гидрирования на стороне выхода, как описано ниже. Испытание катализаторов (режим на стороне выхода) Около 20 см 3 цельных гранул катализатора смешивали с 315 г инертного разбавителя, оксида алюминия, и загружали в трубчатый реактор. Катализаторы предварительно обрабатывали in situ со 100% водородом при 20 бар, GHSV 5000 ч-1, в течение по меньшей мере 3 ч при 90 С, затем продували азотом,охлаждая до обычной температуры перед началом испытания. Испытуемое газообразное сырье, предназначенное для имитирования режима на стороне выхода, подавали в реактор при объемной часовой скорости 2000 ч-1 под манометрическим давлением 17 бар. Композиция газообразного сырья представляла собой следующее: Ацетилен, мол.% 1,00 Водород, мол.% 1,05 Этилен, мол.% Остаток Температуру слоя катализатора повышали постадийно по 5 С до поглощения ацетилена (TCUT), что требовалось для достижения концентрации ацетилена в выходящем газе 3 мас.ч./млн или ниже. Всю газовую композицию анализировали при помощи газовой хроматографии. Сравнивая уровни ацетилена на входе и выходе, рассчитывали конверсию ацетилена при данной температуре (Tn) и селективность этилена, используя способ и уравнения, описанные для испытания в режиме на стороне ввода выше. Весь бутен (сумма 1-бутена, цис-2-бутена и транс-2-бутена), а также 1,3-бутадиен, полученные при температуре поглощения, подсчитывали следующим образом: Полученный бутен (мас.ч./млн)=(весь бутен)out-(весь бутен)in (мас.ч./млн) и аналогично для полученного 1,3-бутадиена: Полученный бутадиен (мас.ч./млн)=(бутадиен)out-(бутадиен)in (мас.ч./млн) Результаты приведены в табл. 3 и говорят о значительном улучшении селективности этилена, если использован катализатор, промотированный Се. В дополнение к низким уровням этана, образующегося при перегидрировании, содержание С 4-соединений (бутадиена и бутенов) значительно уменьшается. Указанные вещества отсутствуют в газовом сырье и образуются путем олигомеризации C2-соединений. Считается, что они являются предшественниками зеленых масел, которые вызывают дезактивацию катализатора. Таблица 3 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Катализатор для использования при гидрировании органического соединения, который содержит соединение палладия, нанесенное на твердый носитель, выбранный из оксида титана, оксида магния,оксида алюминия, алюмосиликата, алюмокальциевого цемента или смеси указанных соединений, отличающийся тем, что указанный катализатор дополнительно содержит один активный компонент, представляющий собой соединение лантанида, причем атомное соотношение палладия к лантаниду составляет от 1:0,5 до 1:5. 2. Катализатор по п.1, в котором носитель содержит оксид алюминия. 3. Катализатор по п.1 или 2, в котором соединение лантанида представляет собой соединение церия,гадолиния или лантана. 4. Катализатор по п.3, в котором соединение лантанида представляет собой соединение церия. 5. Катализатор по п.1 или 2, в котором палладий присутствует при содержании в интервале от приблизительно 50 ч./млн до приблизительно 1 мас.% в расчете на металлический Pd и массу всего катализатора. 6. Катализатор по п.1 или 2, в котором соединение лантанида присутствует в концентрации 50-6 008968 5000 мас.ч./млн в расчете на металлический лантанид и массу всего катализатора. 7. Способ гидрирования органического соединения, включающий стадию пропускания смеси газообразного сырья, содержащего указанное органическое соединение и водород, над катализатором по п.1 или 2. 8. Способ по п.7, в котором указанное органическое соединение содержит ацетиленовое соединение. 9. Способ по п.8, в котором указанный поток газообразного сырья содержит незначительную часть ацетиленового соединения и основную часть олефинового соединения в дополнение к водороду. 10. Способ по п.9, в котором указанный поток газообразного сырья содержит незначительную часть ацетилена и основную часть этилена в дополнение к водороду.
МПК / Метки
МПК: C07C 7/163, C07C 7/167, B01J 23/44, B01J 23/63
Метки: катализатор, селективного, гидрирования, способ
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/8-8968-sposob-selektivnogo-gidrirovaniya-i-katalizator.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ селективного гидрирования и катализатор</a>
Предыдущий патент: Лак, переносящий заряд
Следующий патент: Способ получения композиции катализатора полимеризации олефинов
Случайный патент: Способ получения гранул мочевины