RU2370314C1 - Катализатор и способ получения пропилена - Google Patents
Катализатор и способ получения пропилена Download PDFInfo
- Publication number
- RU2370314C1 RU2370314C1 RU2008107071/04A RU2008107071A RU2370314C1 RU 2370314 C1 RU2370314 C1 RU 2370314C1 RU 2008107071/04 A RU2008107071/04 A RU 2008107071/04A RU 2008107071 A RU2008107071 A RU 2008107071A RU 2370314 C1 RU2370314 C1 RU 2370314C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ethylene
- catalyst
- oxide
- propylene
- palladium
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области нефтехимии, а именно к производству катализаторов димеризации и метатезиса олефинов и способа получения пропилена из этилена. Описаны катализатор получения пропилена из этилена, содержащий оксид рения, оксид вольфрама и палладий на оксидном носителе, в качестве которого используют оксид алюминия, при следующем содержании компонентов, мас.%: оксид рения 0,5-2,0; оксид вольфрама 5,0-10,0; палладий 0,01-0,25; оксидный носитель - остальное, и способ получения пропилена из этилена, который проводят в присутствии указанного катализатора в проточном реакторе или в автоклаве при 40-100°С и давлении этилена 0,5-5 МПа. Технический эффект - высокая селективность образования пропилена при низкой температуре. 2 н. и 2 з.п.ф-лы, 2 табл.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области нефтехимии и касается производства катализаторов димеризации и метатезиса олефинов и способа синтеза пропилена из этилена.
Уровень техники
Известен катализатор метатезиса непредельных углеводородов, содержащий гептаоксид рения, триоксид вольфрама и оксид алюминия (а.с. 978907, 1982). Недостатком указанного катализатора является низкая активность в димеризации этилена.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является каталитическая система, содержащая димеризующий компонент и компонент, проводящий метатезис (US 3689589, 1972). Данная система включает оксид никеля и другие соединения, в частности соединения вольфрама, молибдена или рения, которыми промотируют различные носители, например, такие как силикагель, оксид тория, оксид алюминия или алюмосиликат. Недостатками указанной каталитической системы являются низкая активность и низкая селективность образования пропилена из этилена, а также необходимость проведения реакции при высоких температурах 260-427°С.
Известен способ димеризации этилена в бутены при температурах 25-100°С и давлении до 0,3 МПа с использованием каталитической системы, включающей оксид палладия, оксиды молибдена и/или вольфрама, причем содержание последних оксидов составляет 5-95 мас.%, и носитель (US 3728415, 1973). Основными продуктами реакции являются бутены, и образуется также некоторое количество пропилена и пентенов. Недостатком указанного способа является низкая селективность образования пропилена, которая не превышает 31%.
Известен способ синтеза пропилена по реакции метатезиса этилена и 2-бутенов с использованием рений-оксидного катализатора, в котором концентрация рения составляет 0,01-20 мас.% рения, а носителем является гамма оксид алюминия или смесь, содержащая не менее 20 мас.% оксида алюминия и другие оксиды (US 4795734, 1989). Недостатком данного способа синтеза пропилена является то, что таким способом нельзя получить пропилен только из этилена.
Известен способ получения пропилена высокой степени чистоты, состоящий из следующих стадий: стадии димеризации этилена в 1-бутен с использованием каталитической системы, включающей комплекс никеля; стадии гидроизомеризации 1- каталитической системы, включающей комплекс никеля; стадии гидроизомеризации 1- бутена в 2-бутен в присутствии палладия на носителе и стадии метатезиса 2-бутена с этиленом с использованием рений-содержащего катализатора (US 2006/0161033 Al). Недостатком указанного способа получения пропилена является многостадийность.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения 1-олефинов состава С3-С6 посредством последовательного проведения стадий олигомеризации этилена и метатезиса полученной смеси олефинов с этиленом (US 5723713, 1998). Для стадии олигомеризации этилена предложена каталитическая система, включающая соединения элементов VIA, VIIA и VIIIA групп Периодической системы (IUPAC). Для стадии метатезиса предложена каталитическая система, содержащая один или несколько оксидов металлов, выбранных из оксидов рения, вольфрама, кобальта и молибдена. Недостатком указанного способа является необходимость использования двух каталитических систем, обязательно расположенных в определенной последовательности по ходу реакционной смеси (сначала катализатор димеризации, а затем катализатор метатезиса), и невысокая селективность образования пропилена, поскольку образующаяся фракция олефинов содержит преимущественно бутены.
Раскрытие изобретения
Задачами, на решение которых направлено предлагаемое изобретение, являются разработка катализатора и высокопроизводительного способа получения пропилена из этилена.
Технический результат заключается в осуществлении димеризации и метатезиса этилена в одну стадию с высокой селективностью образования пропилена при низкой температуре.
Технический результат достигается тем, что катализатор получения пропилена, содержит оксид рения, оксид вольфрама и палладий на оксидном носителе, при следующем содержании компонентов, мас.%:
оксид рения | 0,5-2,0 |
оксид вольфрама | 5,0-10,0 |
палладий | 0,01-0,25 |
оксидный носитель | остальное |
Заявленный катализатор позволяет осуществлять димеризацию и метатезис этилена в одну стадию с высокой селективностью образования пропилена
В качестве оксидного носителя может использоваться оксид алюминия.
Оксид алюминия может быть дополнительно обработан растворами неорганических кислот. Такая обработка позволяет дополнительно увеличить селективность образования пропилена.
Содержание палладия в катализаторе может составлять 0,01-0,1 мас.%, что позволяет значительно снизить затраты на получение пропилена.
Технический результат достигается также тем, что получение пропилена из этилена проводят в присутствии катализатора, содержащего оксид рения, оксид вольфрама и палладий на оксидном носителе, при следующем содержании компонентов, мас.%:
оксид рения | 0,5-2,0 |
оксид вольфрама | 5,0-10,0 |
палладий | 0,01-0,25 |
оксидный носитель | остальное |
в проточном реакторе или в автоклаве при 40-100°С, давлении этилена 0,5-5 МПа.
Данный способ позволяет осуществить димеризацию и метатезис этилена в одну стадию с высокой селективностью образования пропилена при низкой температуре.
Осуществление изобретения
Приготовление заявленного катализатора осуществляют следующим образом. Оксидный носитель, например оксид алюминия, пропитывают водным раствором метавольфрамата аммония при 20-70°С, сушат при 110°С и проводят температурную обработку в атмосфере воздуха при 550°С, после чего пропитывают водным раствором хлорида палладия с добавлением разбавленного водного раствора аммиака и водным раствором перрената аммония при 20-70°С, сушат при 110°С и проводят температурную обработку в атмосфере воздуха при 500-650°С, заменяют воздух инертным газом и продувают катализатор.
Осуществление способа получения пропилена с использованием катализатора, соответствующего предложенному изобретению, иллюстрируется Примерами 1-13. Результаты тестирования предложенного катализатора в реакции синтеза пропилена из этилена (ГОСТ 25070-87) в автоклаве приведены в Таблице 1, примеры получения пропилена из этилена в проточной установке приведены в Таблице 2.
Таблица 1 Получение пропилена из этилена при проведении реакции в автоклаве |
|||||
Примеры | Время работы, ч | Конверсия С2Н4, % | Селективность, % | ||
С3Н6 | C4H8 | С5+ | |||
Известные катализаторы | |||||
образец 1 | 7 | 77,7 | <0,05 | 71,5 | 28,5 |
образец 2 | 7 | 2,2 | 9,4 | 71,6 | 19,0 |
1 | 7 | 60,2 | 62,0 | 29,9 | 8,1 |
2 | 8,5 | 31,1 | 67,0 | 26,5 | 6,5 |
3 | 8,5 | 59,3 | 67,4 | 24,9 | 7,7 |
4 | 8,5 | 22,2 | 72,2 | 12,4 | 15,4 |
Пример 1.
Катализатор получают пропиткой оксида алюминия с удельной поверхностью 210 м2/г и суммарным объемом пор 0,52 см3/г водным раствором метавольфрамата аммония H26N6O41W12·18H2O при 20-70°С, сушат при 110°С и проводят температурную обработку в атмосфере воздуха при 550°С в течение 5 часов, после чего пропитывают водным раствором хлорида палладия PdCl2 с добавлением разбавленного водного раствора аммиака и водным раствором перрената аммония NH4ReO4 при 20-70°С в течение 4-6 часов, сушат при 110°С и проводят температурную обработку в атмосфере воздуха при 500°С в течение 5 часов, заменяют воздух инертным газом, например аргоном, и продувают катализатор в течение 1 часа. Образец содержит 2 мас.% Re2O7, 10 мас.% WO3, 0,1 мас.% Pd и оксид алюминия остальное.
В автоклав объемом 75 мл загружают 10 мл декана (99,7%, Fluka) и катализатор в количестве 11 мас.% от загрузки декана, реакцию проводят при 60°С и 5 МПа (Таблица 1).
Для сравнения приготовлены образцы известным способом (Патент US 3689589):
4%NiO, 10%WO3 и остальное Аl2O3 (образец 1) и 2%Re2O7, 4%NiO и остальное Аl2О3 (образец 2), образцы испытаны в реакции превращения этилена (как в Примере 1).
Пример 2.
Получение катализатора и испытание его осуществляют по Примеру 1, за исключением того, что реакцию проводят при 40°С.
Пример 3.
Получение катализатора проводят по Примеру 1, но количество PdCl2 взято из расчета получения образца, содержащего 0,05 мас.% Pd. Образец испытан в реакции превращения этилена (как в Примере 1).
Пример 4.
Получение катализатора проводят по Примеру 1, но количество PdCl2 взято из расчета получения образца, содержащего 0,01 мас.% Pd. Образец испытан в реакции превращения этилена (как в Примере 1).
Таблица 2 Получение пропилена из этилена в проточной установке. Время работы 3 ч |
|||||||
Примеры | Р, МПа | КонверсияС2Н4, % | Селективность, % | Съем пропилена, г/кгкат.·ч | 2-C4H8:1-С4Н8 | ||
С3Н6 | С4Н8 | С5+ | |||||
Известный катализатор | 2 | 0,6 | 5,6 | 90,4 | 4,0 | 0,8 | 0,3:1 |
5 | 2 | 25,4 | 81,8 | 16,9 | 1,3 | 468 | 3,0:1 |
6 | 0,5 | 11,4 | 84,8 | 14,6 | 0,6 | 223 | 1,4:1 |
7 | 4 | 29,4 | 64,7 | 32,3 | 3,0 | 334 | 3,7:1 |
8 | 2 | 18,9 | 60,1 | 35,4 | 4,5 | 251 | 3,8:1 |
9 | 2 | 15,2 | 82,3 | 16,8 | 0,9 | 297 | 1,7:1 |
10 | 2 | 10,3 | 86,6 | 12,8 | 0,6 | 203 | 0,7:1 |
11 | 2 | 25,5 | 80,4 | 18,7 | 0,9 | 481 | 4,3:1 |
12 | 2 | 16,3 | 72,8 | 25,0 | 2,2 | 277 | 3,6:1 |
13 | 1,9 | 9,5 | 91,0 | 9,0 | 0 | 200 | 0,3:1 |
Пример 5.
Получение катализатора проводят по Примеру 1. Образец испытан в реакции превращения этилена на установке с проточным реактором при температуре 70°С, давлении этилена 2 МПа и весовой скорости подачи этилена 2,25 ч-1 (Таблица 2).
Для сравнения в условиях Примера 5 испытан известный образец, содержащий 2%
Re2O7,4%NiO и остальное Аl2O3 (Патент US 3689589).
Пример 6.
Получение катализатора проводят по Примеру 1, испытание проводят как в Примере 5 за исключением того, что давление этилена в реакторе 0,5 МПа.
Пример 7.
Получение катализатора проводят по Примеру 1, испытание проводят как в Примере 5 за исключением того, что температура в реакторе 100°С и давление этилена 4 МПа.
Пример 8.
Получение катализатора проводят по Примеру 1 за исключением того, что использован оксид алюминия с удельной поверхностью 178 м2/г и суммарным объемом пор 0,65 см3/г и количество PdCl2 взято из расчета получения образца, содержащего 0,25 мас.% Pd. Образец испытан в реакции превращения этилена (как в Примере 5).
Пример 9.
Получение катализатора проводят по Примеру 3 за исключением того, что использован оксид алюминия с удельной поверхностью 242 м2/г и суммарным объемом пор 0,66 см3/г. Образец испытан в реакции превращения этилена (как в Примере 5).
Пример 10.
Получение катализатора проводят по Примеру 1 за исключением того, что использован оксид алюминия примера 9, количество H26N6O41W12·18H2O взято из расчета получения образца с содержанием 5 мас.% WO3 и температурную обработку проводят в атмосфере воздуха при 500°С в течение 3 часов и при 650°С в течение 0,5 часа. Образец испытан в реакции превращения этилена (как в Примере 5).
Пример 11.
Получение катализатора проводят по Примеру 10, за исключением того, что количество NH4ReO4 взято из расчета получения образца с содержанием 1,0
мас.% Re2O7, количество H26N6O41W12·18H2O взято из расчета получения образца с содержанием 8 мас.% WO3. Катализатор испытан в реакции превращения этилена (как в Примере 5).
Пример 12.
Получение катализатора проводят по Примеру 11 за исключением того, что количество NH4ReO4 взято из расчета получения образца с содержанием 0,5 мас.%
Rе2O7. Образец испытан в реакции превращения этилена (как в Примере 5).
Пример 13.
Получение катализатора проводят по Примеру 3 за исключением того, что использован оксид алюминия примера 8, который предварительно был обработан 0,1М раствором соляной кислоты, а затем промыт дистиллированной водой. Образец испытан в реакции превращения этилена (как в Примере 5).
Промышленная применимость
Заявленный катализатор может быть использован в процессах переработки низших олефинов, поскольку позволяет с высоким выходом и селективностью получать из этилена пропилен. Интерес определяется термической устойчивостью катализатора и низким содержанием в нем металлов, что уменьшает затраты на приготовление катализатора.
Claims (4)
1. Катализатор получения пропилена из этилена, характеризующийся тем, что содержит оксид рения, оксид вольфрама и палладий на оксидном носителе, в качестве которого используют оксид алюминия при следующем содержании компонентов, мас.%:
оксид рения 0,5-2,0
оксид вольфрама 5,0-10,0
палладий 0,01-0,25
оксидный носитель остальное
2. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что оксид алюминия дополнительно обработан растворами неорганических кислот.
3. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что содержание палладия составляет 0,01-0,1 мас.%.
4. Способ получения пропилена из этилена, отличающийся тем, что синтез проводят в присутствии катализатора по п.1 в проточном реакторе или в автоклаве при 40-100°С и давлении этилена 0,5-5 МПа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008107071/04A RU2370314C1 (ru) | 2008-02-27 | 2008-02-27 | Катализатор и способ получения пропилена |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008107071/04A RU2370314C1 (ru) | 2008-02-27 | 2008-02-27 | Катализатор и способ получения пропилена |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008107071A RU2008107071A (ru) | 2009-09-10 |
RU2370314C1 true RU2370314C1 (ru) | 2009-10-20 |
Family
ID=41165843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008107071/04A RU2370314C1 (ru) | 2008-02-27 | 2008-02-27 | Катализатор и способ получения пропилена |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2370314C1 (ru) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2457900C1 (ru) * | 2011-07-19 | 2012-08-10 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) | Способ получения пропилена и бутена-1 |
US20200115298A1 (en) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | Saudi Arabian Oil Company | Catalysts systems that include metal co-catalysts for the production of propylene |
WO2020076589A1 (en) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | Saudi Arabian Oil Company | Catalysts that include metal oxide co-catalysts for the production of propylene |
US10919822B2 (en) | 2017-01-20 | 2021-02-16 | Saudi Arabian Oil Company | Dual catalyst processes and systems for propylene production |
US10934231B2 (en) | 2017-01-20 | 2021-03-02 | Saudi Arabian Oil Company | Multiple-stage catalyst systems and processes for propene production |
US11242297B2 (en) | 2017-01-20 | 2022-02-08 | Saudi Arabian Oil Company | Multiple-stage catalyst system for self-metathesis with controlled isomerization and cracking |
US11339332B2 (en) | 2020-01-29 | 2022-05-24 | Saudi Arabian Oil Company | Systems and processes integrating fluidized catalytic cracking with metathesis for producing olefins |
US11572516B2 (en) | 2020-03-26 | 2023-02-07 | Saudi Arabian Oil Company | Systems and processes integrating steam cracking with dual catalyst metathesis for producing olefins |
US11845705B2 (en) | 2021-08-17 | 2023-12-19 | Saudi Arabian Oil Company | Processes integrating hydrocarbon cracking with metathesis for producing propene |
-
2008
- 2008-02-27 RU RU2008107071/04A patent/RU2370314C1/ru active
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2457900C1 (ru) * | 2011-07-19 | 2012-08-10 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) | Способ получения пропилена и бутена-1 |
US10919822B2 (en) | 2017-01-20 | 2021-02-16 | Saudi Arabian Oil Company | Dual catalyst processes and systems for propylene production |
US11242297B2 (en) | 2017-01-20 | 2022-02-08 | Saudi Arabian Oil Company | Multiple-stage catalyst system for self-metathesis with controlled isomerization and cracking |
US10934231B2 (en) | 2017-01-20 | 2021-03-02 | Saudi Arabian Oil Company | Multiple-stage catalyst systems and processes for propene production |
US10961171B2 (en) | 2018-10-10 | 2021-03-30 | Saudi Arabian Oil Company | Catalysts systems that include metal co-catalysts for the production of propylene |
WO2020076590A1 (en) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | Saudi Arabian Oil Company | Catalysts that include metal oxide co-catalysts for the production of propylene |
WO2020076589A1 (en) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | Saudi Arabian Oil Company | Catalysts that include metal oxide co-catalysts for the production of propylene |
US11242300B2 (en) * | 2018-10-10 | 2022-02-08 | Saudi Arabian Oil Company | Catalyst systems that include metal co-catalysts for the production of propylene |
US20200115298A1 (en) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | Saudi Arabian Oil Company | Catalysts systems that include metal co-catalysts for the production of propylene |
US11242299B2 (en) | 2018-10-10 | 2022-02-08 | Saudi Arabian Oil Company | Catalyst systems that include metal oxide co-catalysts for the production of propylene |
US11339332B2 (en) | 2020-01-29 | 2022-05-24 | Saudi Arabian Oil Company | Systems and processes integrating fluidized catalytic cracking with metathesis for producing olefins |
US11572516B2 (en) | 2020-03-26 | 2023-02-07 | Saudi Arabian Oil Company | Systems and processes integrating steam cracking with dual catalyst metathesis for producing olefins |
US11939540B2 (en) | 2020-03-26 | 2024-03-26 | Saudi Arabian Oil Company | Systems and processes integrating steam cracking with dual catalyst metathesis for producing olefins |
US11845705B2 (en) | 2021-08-17 | 2023-12-19 | Saudi Arabian Oil Company | Processes integrating hydrocarbon cracking with metathesis for producing propene |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008107071A (ru) | 2009-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2370314C1 (ru) | Катализатор и способ получения пропилена | |
RU2291743C2 (ru) | Катализатор, состоящий из переходного металла, нанесенного на диоксид кремния высокой чистоты, для метатезиса олефина (олефинов) | |
US8637722B2 (en) | Ethylene oligomerization catalyst and use thereof | |
EP3536679A1 (en) | Dual catalyst system for propylene production | |
KR100360528B1 (ko) | 에틸렌전환방법 | |
US20070191212A1 (en) | Supported catalyst with a defined pore distribution in the mesopore range | |
BR112012014674B1 (pt) | Process for the production of olefin oxide, catalyst, and its use | |
US5120896A (en) | Concurrent isomerization and disproportionation of olefins | |
US20090187056A1 (en) | Process for the preparation of an olefin | |
US20080045766A1 (en) | Supported Catalyst Comprising Delta- Or Theta-Modified Aluminium Oxide Supports | |
US4962267A (en) | Double bond isomerization process | |
US20070100186A1 (en) | Conversion of ethers to olefins | |
CN102794170A (zh) | 一种用于高碳烯烃歧化制α-烯烃的负载型铼催化剂的制备方法 | |
CN104557399B (zh) | 戊烯与乙烯歧化制丙烯的方法 | |
TWI639468B (zh) | 穩定之錸系異相催化劑及其應用 | |
JP2010018556A (ja) | エタノールからの低級オレフィンの製造方法 | |
JP2016183126A (ja) | 共役ジエンの製造方法 | |
RU2250802C1 (ru) | Катализатор, способ его приготовления и способ изомеризации олефинов с использованием этого катализатора | |
CN104549232B (zh) | 铼基歧化催化剂 | |
RU2799071C1 (ru) | Наноструктурированный катализатор окислительного дегидрирования пропана в присутствии углекислого газа | |
SU978907A1 (ru) | Катализатор дл диспропорционировани непредельных углеводородов | |
CN114618563B (zh) | 一种低温碳四烯烃双键异构催化剂的制备及应用 | |
CN103420761B (zh) | 戊烯歧化制丙烯的方法 | |
CN112679309B (zh) | 一种烯烃歧化生产丙烯的方法 | |
JP6856212B2 (ja) | 共役ジエンの製造方法 |