201484. lajstromszámú szabadalom • Eljárás három fémet tartalmazó szénhidrogénátalakító katalizátor előállítására, valamint benzin katalitikus reformálására
HU 201484 B A vizsgálatokat olyan laboratóriumi méretű reformáló üzemben végeztük, amelynek felépítése a következő volt: a vizsgálandó katalizátort tartalmazó reaktor, hidrogén elválasztó zóna, bután mentesítő zóna, megfelelő fűtő, szivattyú és kondenzátor berendezések. Ebben a berendezésben visszakeringetett hidrogénáramot és szinhidrogén táptöltet elegyítettünk, majd a kívánt konverziós hőmérsékletre melegítettük fel. A kapott elegyet ezután felülről vetettük be az álló katalizátorágyas reaktorba. A reaktorból távozó terméket a reaktor alján vezettük el, lehűtöttük körülbelül 0 °C-ra, majd átvittük az elválasztó zónába, ahol a hidrogénben dús áramot elválasztottuk a folyadék fázistól. Ezután ezt a hidrogénben dús áramot elvezettük az elválasztózónából, és egy részét folyamatosan átvezettük egy nagy felületű nátrium-hidroxidos mosón. A kapott, lényegében vízmentes hidrogénáramot ezután visszavezettük a reaktorba a reakció hidrogén szükségletének ellátására. A visszakeringetéshez szükséges hidrogén mennyiségen felüli hidrogént szeparátorgázként nyertük ki. A szeparátor zónában kapott folyadékot a butánmentesítő oszlopba vittük, ahol a könnyű fejtermékek, az ún. butántartalmú gázok az oszlop tetején, a C+s reformált termékek az oszlop alján távoztak. Mindkét vizsgálatnál a következő reakciókörülményeket alkalmaztuk: a reakciózóna kimenő nyomása körülbelül 360 kPa, a hidrogénben dús gázáram mólaránya a szénhidrogén táptöltethez viszonyítva, 5,0, és a folyadék óránkénti térsebessége 2,0. A reakciózóna hőmérsékletét úgy állítottuk be, hogy a reformált szénhidrogén elméleti oktánszáma 102 legyen. Az A katalizátorra és a B katalizátorra kapott eredményeket a 3. és a 4. ábra ábrázolja. A 3. ábra grafikusan mutatja a szénhidrogén táptöltetre vonatkoztatott C+5 folyadék százalékos mennyiségét a mg/kg-ban mért katalizátor élettartam függvényében. Láthatóan a felületimpregnáló ródiumot tartalmazó A katalizátor sokkal nagyobb mennyiségű, 102 elméleti oktánszámú C+5 terméket eredményezett. Ennek megfelelően az A katalizátor szelektivitása a 102 elmélet oktánszámú reformátum képződésére jobb, mint a B katalizátoré. A 4. ábra grafikusan mutatja a 102 elméleti oktánszámú reformátum képződéséhez szükséges reaktor bemeneti hőmérsékletet a katalizátor mg/kgban kifejezett élettartamához viszonyítva. Ha a katalizátor aktivitását az átlagos bemenő hőmérséklettel mérjük, látható, hogy a ródium felületimpregnáló komponenst tartalmazó A katalizátor aktivitása sokkal nagyobb, mint a B katalizátoré. Még fontosabb, hogy a reaktor átlagos bemeneti hőmérsékletének meredekségéből számított stabilitás is nagyobb az A katalizátornál. Ennek megfeleően, ha a két katalizátor teljesítményét adott véghőmérséklet mellett hasonlítjuk össze, az A katalizátor jelenlétében feldolgozott táptöltet mennyisége 124%-kal nagyobb, mint a B katalizátor mellett. Másképpen megfogalmazva, az A katalizátor stabilitása több, mint kétszer nagyobb, mint a B katalizátoré. Ennek megfelelően a B katalizátor aktivitás csökkenése jóval nagyobb volt a megfelelő bemeneti hőmérsék17 let görbe meredekségéből mérve. 4. példa Ebben a példában egy másik katalizátort készítettünk. Az 1. példa szerinti eljárással olyan gömbszemcsés, oxidált, kloridsztrippelt katalizátort készítettünk, amely alumínium-oxid hordozón egyenletesen elosztott platinát és ónt tartalmazott. Ammónium-pentaklór-akva-rutenátot és vizet tartalmazó impregnáló oldatot a platinát és ónt tartalmazó gömbformájú szemcsékkel érintkeztettünk olyan módon, hogy 0,51% felületimpregnáló ruténiumot tartalmazó kompozíciót kaptunk. A ruténiummal való impregnálás után a katalizátort megszárítottuk, és kalcináltuk. Kalcinálás után a kompozíció klórozásával hozzáadtuk a halogénkomponenst. A klórozás után a katalizátort száraz hidrogénáramban 1 órán át redukáltuk. A kapott, szemcsés katalizátor elemi bázison 0,375 t% egyenletesen elosztott platinát, 0,3 t% egyenletesen elosztott ónt, 0,51% felületimpregnáló ruténiumot és 1,051% klórt tartalmazott. Az így készített katalizátort C katalizátornak neveztük. 5. példa A felületimpregnáló ruténiumot tartalmazó katalizátor kompozíció előnyeinek bemutatására összehasonlításul olyan katalizátort készítettünk, amely egyenletesen elosztott ruténiumot taralmazott. Ennek az egyenletesen elosztott ruténiumot tartalmazó katalizátor kompozíciónak a készítésénél úgy járunk el, hogy a C katalizátor kompozíció készítésénél használt, egyenletesen elosztott ónt tartalmazó alumínium-oxid hordozót érintkeztetettük hidrogén-(hexaklór-platinát/IV/)-t, ruténiumtrikloridot és a hordozóanyag tömegére számolva 121% sósavat tartalmazó impregnáló oldattal. Ezt a nagy savtartalmú oldatot azért alkalmaztuk, hogy mind a platina, mind a ruténium egyenletes eloszlású legyen. A szárító, kalcináló és a halogén hozzáadása miatt alkalmazott halogénező művelet azonos volt a C katalizátor készítésénél megismert, hasonló műveletekkel. Ezt a katalizátort a 3 909 394 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett eljárással készítettük. A kész katalizátor kompozíció elemi alapon számolva 0,375 t% egyenletesen elosztott platinát, 0,5 t% egyenletesen elosztott ruténiumot, 0,31% egyenletesen elosztott ónt és 1,051% klórt tartalmazott. Az így készített katalizátor kompozíció D katalizátornak neveztük. 6. példa A találmányunk szerinti módon előállított C katalizátor kompozíció és a felületimpregnáló fémkomponenst nem tartalmazó katalizátor kompozíciót a 3. példában ismertetett eljárásban való alkalmazással hasonlítottuk össze. A katalizátorok teljesítmény adatait a 2. táblázatban foglaltuk össze. Megfigyeltük, hogy 25 °C-os hőmérsékleti ciklusban a C katalizátor jelenlétében keletkező, 102 elméleti oktánszámú C+5 folyadék csak kevéssel több, mint az egyenletesen elosztott ruténiumot tartalmazó katalizátor jelenlétében. Fontosabb, hogy a felületimpregnáló ruténiumot 18 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 10
