330878

Союз Советских Социалистических Республик.1 Х,1970 ( 1479162/23-4 лено с присоединением заявки1482330/23-4 Комитет по деламбретеиий и открытиии Совете МинистровСССР иори К 543,544(088 Опубликовано 07.111.1972. БюллетеньДата опубликования описаш 1 я 17.17.1972 Авторыизобретения 1 Р 73 Ф Р. Бурсиан и Ю. А, Шаванди явител ВНОСТИ, СЕЛЕКТИВНОСТИЛЪНОСТИ КАТАЛ ИЗАТОРАИНОВЬ 1 Х УГЛЕВОДОРОДОВ 2 Изобретение относится к области лабораторной техники, точнее к способам определенияактивности и селективности катализаторовизомеризации,Известен способ определения активности, 5селективности и относительной стабильностикатализатора для изомеризации парафиновыхуглеводородов путем проведения процесса изомеризации и-парафинов при повышенной температуре и давлении с последующим анализом продуктов реакции.При определении относительной стабильности катализатора пропускают определенноечисло импульсов сырья через катализатор изатем определяют величину продуктов превращения сырья и по уменьшению выхода продуктов - величину падения активности (Ь),которая характеризует относительную стабильность катализатора. Чем меньше величина падения активности, тем выше стабильность 20катализа гора.Эти определения обычно проводят на пилотных установках высокого давления в течениедлительного периода времени, иногда до месяца. Расход сырья при этом велик, кроме того, 25необходимо круглосменное обслуживание такой установки. В схему пилотной установкивходит дорогостоящее оборудование: циркуляционный и жидкостной насосы, дифманометр,реактор и ряд других аппаратов, работающих 30под давлением. 35 атлг, лг,г сыр ОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ СТАБЯ ИЗОМЕРИЗАЦИИ ПАРА Цель изооретения - уменьшение времени определения и упрощение методики определения активности, селективностп и стабильности катализатора, а также уменьшение расхода сырья и катализатора,Для этого процесс изомеризацпи ведут под давлением водорода около 5 атлг при импульсной подаче сырья, причем сырье подают в виде отдельных импульсов в предварительно нагретый реактор с катализатором с последующим анализом продуктов превращения сырья на катализаторе. Анализ можно осуществлять хроматографическим методом, Время определения необходимых характерпстик катализатора составляет 5 - 7 час.Сущность предлагаемого нами способа иллюстрируется примером 2. Пример 1 приведен для сравнения применяемого в промышленности способа (на пилотной установкс) с предлагаемым.Пример 1. Испытание активности и селективности катализаторов для пзомеризации парафиновых углеводородов проводят в пилотной установке под давлением водорода с циркуляцией водородсодержащего газа.Установка состоит из форконтактора, реактора, газосепаратора, циркуляционного и жидкостного насосов, емкостей для осушки, очистки и охлаждения и дпфманометра.Испытания ведут при давлениитемпературе 400 С. Подают 40 - 60ьяВыход легких углеводородовС - С 4 вес. % Катализатор ИПИмпульсный методПилотная установка 3,1 49,2 2,8 50,1 и 30 г катализатора, Время определения не менее 7 суток.Активность и селективность катализатора оценивают соответственно по выходу изопентана и легких углеводородов Сз - С 4 (см, табл. 1).П р и м е р 2. Испытание активности и селективности катализаторов изомеризации парафинов проводят в микроустановке под давлением водорода 5 атм с подачей сырья в виде отдельных импульсов.Установка состоит из реактора, в который загружают порцию катализатора в количестве 50 - 600 мг. С помощью металлического шприца в реактор, нагретый до температуры 450 С, подают сырье в виде отдельных импульсов 0,0077 г, и продукты превращения сырья на катализаторе в токе газоносителя-водорода, поступающего в систему из баллона через осушитель с окисью алюминия и редуктор, поступают в хроматограф. Активность и селективность катализаторов оценивают соответственно по выходу изопентана и легких углеводородов Ся - С 4Испытания ведут при температуре 450 С и давлении 5 атм. Загружают 0,4000 г катализатора. Величина импульса 0,0077 г, отдувка водорода 12 л(час.В табл, 1 приведены сравнительные данные аткивности и селективности катализатора изомеризации ИП, полученные на пилотной установке под давлением водорода 35 атм и в импульсной установке под давлением 5 атм при использовании в качестве сырья н-алканов,Как видно из таблицы, определение активности и селективности катализатора изомеризации предлагаемым импульсным методом дает такие же результаты, как и при определении упомянутых параметров катализатора на пилотной установке, но позволяет сократить время определения с нескольких суток до нескольких часов, а также уменьшить расход сырья в десятки тысяч раз, катализатора в сотни раз, Кроме того, снижение давления водорода с 35 атм до 5 атм позволяет значительно упростить аппаратуру процесса.П р и м е р 3. В пилотной установке проточного типа проводят испытание стабильности алюмосиликатного катализатора (10% А 10 з+ 90% ЯОз) и фторированной окиси алюминия в реакции изомеризации ксилола под давлением 20 атм. 5 1 О 15 20 25 3 О 35 40 45 50 55 60 65 4Установка состоит из форконтактора реактора, газосепаратора, циркуляционного и жидкостного насосов, емкостей для осушки, очистки и охлаждения, дифманометра,Активность алюмосиликатного катализатораснижается в течение 10 час с 54 до 12 Я, (выход суммы м=+п=ксилолов).фторированная окись алюминия стабильнав течение 150 час и выход м=+п= составляет 55,6%.П р и м е р 4, Испытание стабильности катализатора проводят в микроустановке под давлением водорода 5 атм с подачей сырья в видеотдельных импульсов.Установка состоит из реактора, в которыйзагружают порцию катализатора в количестве200 мг,С помощью металлического шприца в реактор подают сырье в виде отдельных импульсов(0,0114 г). Температуру нагрева реактора подбирают для каждого катализатора такимобразом, чтобы глубина превращения сырья(о-ксилола) после первого импульса составляла 40 - 457 оПродукты превращения сырья на катализаторе в токе газа-носителя водорода, поступающего в систему из баллона, через осушительс окисью алюминия и редуктор поступают вхроматограф.В реактор вводят ряд последовательных импульсов сырья, общее число которых составляет 40,Сравнивалась глубина превращения о-ксилола после первого и сорокового импульсов.Разность между глубиной превращения представляла собой величину падения активности(Ь) характеризующую стабильность катализатора.Испытания вели при температуре 500, 600 С(в зависимости от катализатора) и давлении5 атм, Загрузили 0,200 г катализатора, Величина импульса 0,0114 г, отдувка водорода12 л/час,В табл. 2 приведены данные по испытаниюотносительной активности катализаторов различного состава.Из данных табл, 2 можно сделать вывод,что наименьшее падение активности (А=6,6)наблюдают для катализатора А 1 зОз+20%В,Оз.Из трех испытанных катализаторов онявляется наиболее стабильным.Определение относительной стабильностикатализаторов предлагаемым импульсным методом позволяет оценивать стабильность катализаторов значительно в более короткийсрок 5 - 7 час, а также снизить расход сырьяи катализаторов.П р и м е р 5, В микроустановке, описаннойв примере 4, определяют относительную стабильность катализаторов, содержащих активный металл, в реакции изомеризации н-пентана в импульсном режиме.Условия испытания катализаторов те же,что и в примере 4. Но, так как катализаторыизомеризации содержат активный металл зна330878 Таблица 2 Состав продуктов изомеризацией о-ксилолаВеличина падения активности ЛКатализатор м+Ьксилол о-ксилол 45,8223244,031.245,438,8 23,48 54.20 77,68 56,0 68,8 54,6 61 2 1 40 1 40 1 40 алюмосиликат10% А 10,+90% 310А 1 Оз 2+2% Р 12,8 А 1 зОз+20% ВЯОз 500 6,6 Таблица 3 Изменение активности после десяти контрольных импульСовСодержание изопентана в контрольных опытах Температура, С Состав катализатора 10 45,0 41,9 45,2 450 0,6% Р 1 наАйОз+35% Г0,6% Рй наА 1 дОз+35 Р 45,0 20 39,3 240 44,0 чительно стабильнее, чем сами носители, и активность этих катализаторов снижена после пропускания очень большого числа импульсов сырья, величина импульса н-пентана увеличивают в 10 раз, т. е. она становится 0,077 г.В микрореактор помещают навеску катализатора 400 юг. Под давлением водорода 5 ати вводят контрольный импульс н-пентана 0,0077 г. Глубина превращения н-пентана должна составлять 45% (выход изопентана), что достигается путем подбора температуры обогрева реактора для каждого испытуемого катализатора. Так для Р 1 А 120 з 1." эта температура 450 С, для РЙА 10 з 1," - 430 С, Затем в реактор поочередно вводят серию больших импульсов н-пентана 0,077 г.Через 1, 5, 10, 15 больших импульсов ставят контрольные опыты прп величине импульса Из табл. 3 видно, что падение активности (Л) катализаторов Р 1 А 1,0 з ц РйА 120 зГ после десяти импульсов составляет соответственно 3 и 20, следовательно катализатор Р 1 А 120 зГ стабильнее катализатора РдА 1 зОзРВремя определения относительной стабильности катализаторов изомеризации составляет 10 - 14 час. Из приведенных примеров видно, что предлагаемый импульсный метод определения относительной стабильности катализаторов позволяет сократить время определения до 5 - 14 час, а также уменьшить расход сырья в десятки тысяч раз, а катализатора в сотни раз.Кроме того, снижение давления водорода с н-пентана, равной 0,0077 г. Сравнивают глубину превращения н-пентапа после первого, пятого и десятого импульсов, Разность между глубиной превращения после десяти больших импульсов и контрольным опытом представляет собой величину падения аткцвности (Л), характеризующую относительную стабильность катализаторов. Испытания проводят при температуре 430, 450 С (в зависимости от ка тализаторов) и давлении 5 атлю, Загружают0,400 г катализатора. Величина импульса 0,077 г - большой импульс, ц 0,007 г - контрольный импульс. Отдувка водорода 12 л(час. 15 В табл. 3 приведены результаты по определению относительной стабильности катализаторов цзомеризаццц прц использовании в качестве сырья ц-цецтана. 20 ать до 5 ат,и позволяет значительно упро 20 стить аппаратуру процесса. Предмет изобретенияСпособ определения активности, селективности и относительной стабильности катализа тора для изомеризации парафцновых углеводородов путем проведения процесса пзомерцзациц н-парафинов при повышенной температуре и давлении с последующим анализом продуктов реакции, отличающийся тем, что, с 30 целью упрощения определения активности,селектцвцостц и относительной стабильности катализатора, процесс цзомерцзации недуг под давлением около 5 атл прп цмпульсцоц подаче сырья.