Катализатор для изомеризации ксилолов

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ИЗОМЕРИЗАЦИИ КСИЛОЛОВ, содержащий сверхвысококремнеземный цеолит и оксид алюминия, отличающийся тем, что, с целью повышения активности катализатора, он содержит сверхвысококремнеземный цеолит с адсорбционной емкостью по нормальным парафиновым углеводородам - 0,16 - 0,22 см³/г, степенью кристалличности 90 - 106%, кислотностью по аммиаку 0,4 - 6,0%, максимальной десорбцией аммиака с кислотных центров - при 360 - 390^oС, при следующем содержании компонентов, мас.%:
Сверхвысококремнеземный цеолит - 15 - 60
Оксид алюминия - Остальное

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, в частности к катализаторам для изомеризации ксилолов.
Целью изобретения является повышение активности катализатора.
Поставленная цель достигается тем, что катализатор содержит оксид алюминия и сверхвысококремнеземный (СВК) цеолит с адсорбционной емкостью по нормальным парафиновым углеводородам 0,16-0,22 см³/г, степенью кристалличности 90-106% кислотностью по аммиаку 4,0-6,0 мас. максимальной десорбцией аммиака с кислотных центров при 360-390^оС при следующем содержании компонентов, мас. СВК цеолит 15-60, оксид алюминия остальное.
Отличием настоящего катализатора является содержание в его составе 15-60 мас. широкопористого цеолита, характеризующегося вышеуказанными показателями.
Указанное отличие позволяет снизить рабочую температуру процесса изомеризации на 50-60^оС при одновременном увеличении конверсии этилбензола в 1,2-1,7 раза, что позволит существенно повысить глубину отбора целевых продуктов и существенно повысить эффективность установки.
Катализатор готовят следующим образом: в месильную машину загружают расчетное количество гидроокиси алюминия, добавляют азотную или уксусную кислоту или их смесь, массу перемешивают, добавляют расчетное количество сверхвысококремнеземного цеолита и продолжают перемешивание с одновременным упариванием массы до влажности 40-50 мас. Полученную массу формуют в гранулы, гранулы сушат и подвергают термопаровой обработке.
Катализатор готовят на основе аммонийной формы отечественного сверхвысококремнеземного цеолита ЦВМШ, характеризующегося следующими показателями: адсорбционная емкость по н.парафиновым углеводородам 0,16-0,22 см³/г, степень кристалличности 90-106% кислотность по аммиаку 4,0-6,0% максимальная десорбция аммиака с кислотных центров при 360-390^оС.
Аммонийную форму цеолита получают известным способом. Остаточное содержание Na₂O в цеолите составляет не более 0,1 мас.
П р и м е р 1. В месильную машину загружают 42,5 кг гидроокиси алюминия (влажность 80%), 300 мл азотной кислоты, смесь перемешивают 15 мин, добавляют 3 кг (ППП 50%) аммонийной формы цеолита ЦВМШ (адсорбционная емкость по н. парафиновым углеводородам 0,18 см³/г, степень кристалличности 97% кислотность по аммиаку 5% максимальная десорбция аммиака 380^оС), смесь перемешивают 30 мин, упаривают до влажности 45 мас. и формуют на шнеке в гранулы диаметром 3 мм, гранулы провяливают на воздухе 18 ч, сушат при 140^оС 4 ч и обрабатывают 100% водяным паром при 570^оС в течение 6 ч.
Получают катализатор, содержащий, мас. Цеолит 15 Оксид алюминия 85
П р и м е р 2. Катализатор готовят по примеру 1, но гидроокиси алюминия берут 30,0 кг, а цеолитной лепешки 8,0 кг.
Получают катализатор, содержащий, мас. Цеолит 40 Оксид алюминия 60
П р и м е р 3. Катализатор готовят по примеру 1, но гидроокиси алюминия берут 20 кг, а цеолитной лепешки 12 кг.
Получают катализатор, содержащий, мас. Цеолит 60 Оксид алюминия 40
П р и м е р 4 (для сравнения). Катализатор готовят по примеру 1, но гидроокиси алюминия берут 17,5 кг, а цеолитной лепешки 13 кг.
Получают катализатор, содержащий, мас. Цеолит 65 Оксид алюминия 35
П р и м е р 5 (для сравнения). Катализатор готовят по примеру 1, но гидроокиси алюминия берут 45 кг, а цеолитной лепешки 2 кг.
Получают катализатор, содержащий, мас. Цеолит 10 Оксид алюминия 90
П р и м е р 6. Катализатор готовят по примеру 1, но берут цеолит со следующими показателями: адсорбционная емкость по н.парафиновым углеводородам 0,16 см³/г, степень кристалличности 106% кислотность по аммиаку 4,0% максимальная десорбция аммиака при 390^оС.
П р и м е р 7. Катализатор по примеру 1, но берут цеолит со следующими показателями: адсорбционная емкость по н. парафиновым углеводородам 0,22 см³/г, степень кристалличности 90% кислотность по аммиаку 6,0, максимальная десорбция аммиака при 360^оС.
П р и м е р 8 (для сравнения). Катализатор готовят по примеру 1, но берут цеолит со следующими показателями: адсорбционная емкость по н.парафиновым углеводородам 0,14 см³/г, степень кристалличности 100% кислотность по аммиаку 3,5% максимальная десорбция аммиака при 400^оС.
П р и м е р 9 (для сравнения). Катализатор готовят по примеру 1, но берут цеолит со следующими показателями: адсорбционная емкость по н.парафиновым углеводородам 0,25 см³/г, степень кристалличности 85% кислотность по аммиаку 6,2% максимальная десорбция аммиака при 340^оС.
Катализатор по примерам 1-9 и по прототипу испытывают в процессе изомеризации технической смеси ксилолов (этилбензол 12,4 мас. п-ксилол 9,8 мас. м-ксилол 65,7 мас. о-ксилол 12,1 мас.) при атмосферном давлении и объемной скорости подачи сырья 1 ч^-1. Полученные результаты приведены в табл. 1.
Описываемый катализатор позволяет снизить рабочую температуру процесса на 50-60^оС при одновременном увеличении конверсии этилбензолов до 43,6 мас. вместо 25,5 мас. по прототипу, или же снизить содержание цеолита в катализаторе до 15 мас. Высокая конверсия этилбензола на описываемом катализаторе позволяет повысить отбор целевых продуктов (о-, п-ксилолов) и существенно повысить эффективность установки.
Снижение содержания цеолита в катализаторе ниже 15 мас. (пример 5) приводит к понижению конверсии этилбензола, а повышение содержания цеолита более 60 мас. (пример 4) к улучшению эффективности катализатора не приводит.
Применение цеолита, не соответствующего по любому из четырех показателей характеристики цеолита по изобретению (примеры 6-9), приводит к снижению эффективности катализатора, т.е. свойства применяемого цеолита описываются совокупностью указанных признаков.
Сущность изобретения: катализатор содержит сверхвысококремнеземный (СВК) цеолит 15 - 60 мас.% оксид алюминия - остальное БФ Al₂O₃. СВК цеолит имеет адсорбционную емкость по нормальным парафиновым углеводородам - 0,16 - 0,22 см³/г, степень кристалличности - 90 - 106%; кислотность по аммиаку 4,0 - 6,0 мас.%, максимальную десорбцию аммиака - при 360 - 390^oС. В месильную машину загружают расчетное количество гидроокиси алюминия. Добавляют азотную или уксусную кислоту или их смесь. Массу перемешивают. Добавляют расчетное количество сверхвысококремнеземного цеолита и продолжают перемешивание с одновременным упариванием массы до влажности 40 - 50 мас.%. Полученную массу формуют в гранулы. Гранулы сушат и подвергают термопаровой обработке. Характеристика катализатора: конверсия этилбензола до 43,6% при 365^oС. 1 табл.