способ приготовления катализатора дегидрирования алкилбензолов

Формула изобретения

Способ приготовления катализатора дегидрирования алкилбензолов на основе оксида железа, включающий смешение оксида железа и промотирующей добавки с водой с последующей формовкой и термообработкой, отличающийся тем, что в качестве промотирующей добавки используют хлорид меди и дополнительно вводят бетонитовую глину в качестве инертного носителя и связующего, которые смешивают с оксидом железа в массовом соотношении 10:80:10 соответственно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству катализаторов для дегидрирования и полимеризации алкилбензолов, преимущественно фракции С₁₀, и может быть использовано в нефтехимической промышленности для получения смеси ароматических олигомеров и полимеров большей молекулярной массы, пригодных для производства высококачественных игольчатых коксов.

Фракция С₁₀ является побочным продуктом производства ароматических углеводородов и преимущественно состоит из алкилбензолов (см. табл. 1). Она практически не имеет внешних рынков сбыта и используется, в основном, в качестве компонента топлива, что неблагоприятно сказывается на экологической обстановке. Высокая степень ароматичности, короткие алифатические фрагменты, отсутствие примесей серы и нерастворимых компонентов, малое содержание прочих гетероэлементов позволяют использовать фракцию С₁₀ как ценное сырье для получения игольчатых коксов. Для повышения температуры выкипания и коксуемости фракции необходимо разработать комплексный катализатор дегидрирования-полимеризации, использование которого позволяло бы получать из смеси алкилбензолов смесь ароматических олигомеров и полимеров большей молекулярной массы.

Известен способ получения катализатора дегидрирования алкилбензолов смешением в лопастном смесителе окиси железа, окиси хрома, углекислого калия и других промотирующих добавок с добавлением воды и с последующей формовкой, сушкой и прокаливанием [Технологический регламент на производство железохромкалиевых катализаторов КС-4, КМС, КД.- Воронеж, 1989].

Недостатком известного способа является невозможность использования получаемых катализаторов для полимеризации алкилбензолов.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является способ получения катализаторов дегидрирования алкилбензолов на основе оксида железа, заключающийся в смешении оксида железа и промотирующих добавок с водой с последующей формовкой и сушкой [Патент РФ 2064829, B 01 J 23/652, Бюл. 22, 1996].

Недостатком прототипа является ограниченная область применения катализатора только для дегидрирования алкилбензолов с целью получения мономеров, которые используются в производстве каучуков и пластмасс.

Изобретение решает техническую задачу расширения функциональных возможностей катализатора дегидрирования алкилбензолов, а именно: получение катализатора дегидрирования и полимеризации алкилбензолов, преимущественно фракции С₁₀, путем получения смеси полимеров ароматического состава большей молекулярной массы, пригодных для производства высококачественных игольчатых коксов.

Указанная задача решается тем, что в способе приготовления катализатора дегидрирования алкилбензолов на основе оксида железа, заключающемся в смешении оксида железа и промотирующих добавок с водой с последующей формовкой и термообработкой, согласно изобретению производится смешение оксида железа III, бетонитовой глины и хлорида меди в массовых соотношениях 10:80:10 с последующим смешением с водой, формовкой и термообработкой.

Способ осуществляют следующим образом: путем последовательного введения смешивают оксид железа (3), бетонитовую глину и хлорид меди (2) в массовых соотношениях 10:80:10 до получения однородной порошкообразной массы. Добавляют 30-40 мас.% дистиллированной или исправленной воды в пересчете на массу полученной смеси компонентов. Производят формовку смеси путем экструзии через фильеры диаметром 4-8 мм на металлические листы, подсушку при температуре 60-75^oС в течение 3-10 мин, измельчение полученных волокон на гранулы длиной 6-12 мм, прокалку при температуре 330-370^oС в течение 1,5-3 ч.

Контроль качества катализатора заключается в анализе продуктов, полученных при термокаталитической обработке концентрата ароматики фракции С₁₀ в лабораторном реакторе проточного типа на гранулированном катализаторе на основе оксида железа и хлорида меди по таким показателям, как температура начала кипения продукта, температура отгона 10% объема продукта и коксуемость продукта по Конрадсону.

Пример1

В аппарат с лопастной мешалкой загружают, в мас.%: оксида железа 10; хлорида меди 10; бетонитовой глины 80. Производится тщательное смешение порошкообразных агентов. Постепенно, не останавливая мешалки, добавляется 35 мас. % дистиллированной или исправленной воды в пересчете на массу смеси. Смесь доводится до густой однородной, пастообразной консистенции. Затем осуществляется ее формовка в волокна путем экструзии через фильеры диаметром 5 мм на металлические листы, подсушка при температуре 60^oС в течение 5 мин, измельчение полученных волокон на гранулы длиной 8 мм, прокалка при температуре 360^oС в течение 2 ч.

Соответствующие показатели исходной ароматической фракции С₁₀ и этой же фракции, прошедшей термокаталитическую подготовку на полученном гранулированном катализаторе в лабораторном реакторе проточного типа, приведены в табл. 2.

Пример 2

Катализатор готовится аналогично примеру 1, но в отличие от примера 1 экструзия смеси осуществляется через фильеры диаметром 8 мм, подсушка производится при температуре 75^oС, измельчение полученных волокон производится на гранулы длиной 12 мм, а прокалка осуществляется в течение 3 ч.

В табл. 2 приведены соответствующие показатели фракции С₁₀, прошедшей термокаталитическую подготовку на полученном гранулированном катализаторе в лабораторном реакторе проточного типа.

Известно, что типичным сырьем процесса коксования являются продукты типа дистиллятного крекинг-остатка, тяжелой смолы пиролиза, экстрактов газойлей и др. с содержанием ароматических углеводородов 87-97 мас.%, для которых характерны температура начала кипения Т_нк = 230-350^oС, температура отгона Т₁₀= 250-380^oС и коксуемость по Конрадсону 5-20% и выше. Как видно из табл. 2, показатели термокаталитически подготовленной фракции С₁₀ удовлетворяют показателям, принятым для типичных видов сырья коксования, и саму подготовленную фракцию можно использовать в качестве сырья для процессов получения игольчатого кокса.

Заявленное изобретение соответствует критерию "промышленная применимость", подтверждаемому совокупностью следующих условий:

- изобретение предназначено для использования в промышленности;

- результаты испытаний катализатора дегидрирования алкилбензолов показывают, что его использование позволяет получать сырье для производства игольчатого кокса требуемого качества.

Предлагаемый способ имеет следующие преимущества: осуществление изобретения дает возможность утилизировать побочную фракцию С₁₀ с установки фракционирования ксилолов производства ароматики, что одновременно позволяет решать экологическую проблему дымовых выбросов, связанных с необходимостью сжигания этой фракции; расширяется сырьевая база процессов получения высококачественных типов нефтяного кокса.