203988. lajstromszámú szabadalom • Katalizátor kompozíció paraffin szénhidrogének izomerizálására és eljárás paraffinok izomerizálására
1 HU 203 988 B 2 háromműveletes előkezelésnek vetik alá. Az előkezelő műveletek a következők: 1. forró savas kezelés; 2. hideg savas kezelés; és 3. ammóniumvegyülettel való kezelés. A 3 442 794 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (Van Helden és munkatársai) is ismertetnek egy előkezelő eljárást az alumínium-szilikát zeolitok hidrogéntartalmú formává való átalakítására. Ismételten hangsúlyozzuk, hogy a zeolitok közül előnyös a szintetikus, nátriumtartalmú mordenit. A bemutatott eljárás nagyon hasonló az előzőekben ismertetett 3 475 345 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerinti eljáráshoz, azzal a különbséggel, hogy külön két műveletben végzik az előkezelést: 1. savas kezelést és 2. ammóniumvegyületes kezelést végeznek tetszőleges sorrendben. Mindkét eljárást az jellemzi, hogy a kezeléseket csak pusztán az alumínium-szilikát zeoliton végzik, azzal a kifejezett szándékkal, hogy a katalizátor-készítés előtt módosítsák, és nem foglalkoznak a bemutatott katalizátor kompozíció felület területének fontosságával. Ez a találmányunk szerinti eljárástól abban különbözik, hogy az utóbbi során a kezelést a kész katalizátor kompozícióban lévő zeoliton végezzük, és ami még fontosabb, a kezelést úgy végezzük, hogy magán a zeoliton semmilyen észrevehető módosítás nem történik. Az alumínium-szilikátok savas kezelése nemcsak a hidrogéntartalmú formává átalakítás miatt fontos, hanem azért is, hogy segítségével növeljük a szilíciumdioxid arányát az alumínium-oxidhoz képest. A szintetikus mordenitben a tapasztalat szerint a szilícium-dioxid mólaránya az alumínium-oxidhoz képest 10:1, és ez lényegében nem változik, ha ammónium kezelést alkalmazunk a mordenit hidrogéntartalmú formájúvá való átalakítására. Ha a mordenit port a 3 597 155 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (Flaningen) szerinti kezelésnek vetjük alá, a szilíciumdioxid aránya az alumínium-oxidhoz képest nő. Feltételezik, hogy a savas kezelés a tetraéder váz alumínium-atomjait csökkenti, így a zeolit szerkezetben lévő szilíciumatomok száma nő. Az izomerizációs teljesítmény fokozódik, ha a mordenit porban lévő szilíciumdioxid aránya nő az alumínium-oxidhoz képest A 3 507 931 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (Morris és munkatársai) szerint, ha a szilícium-dioxid tömegaránya az alumínium-oxidhoz képest 20:1 felett van, a könnyű szénhidrogének izomerizációja jelentékenyen nő. A 4018711 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (Bertolacini) szerint is jelentősen nő az izomerizációs teljesítmény, ha az előkezelt mordenit porban a szilícium-dioxid aránya az alumínium-oxidhoz képest legalább 19:1 a katalizátor kompozícióra számolva. Ismét felhívjuk a figyelmet, hogy a hivatkozott szabadalmi leírások szerint a zeolit por savas kezelését specifikusan abból a célból végzik, hogy növeljék a szilícium-dioxid arányát az alumínium-oxidhoz képest, míg a találmányunk szerinti katalizátor kompozíció készítéséhez felhasznált kristályos alumínium-szilikátban a szilíciumdioxid aránya eleve magas az alumínium-oxidhoz képest. Ezek a hivatkozott szabadalmi leírások nem foglalkoznak a katalizátor kompozíció felületének fontosságával és ennek izomerizációs teljesítménnyel való kapcsolatával sem. A szakterületen korábban alkalmazott, az előzőekben ismertetett katalizátorok közös jellemzője, hogy minden esetben a kristályos alumino-szilikátot, főleg szintetikus, nátriumtartalmú mordenitet önmagában, a katalizátor kompozícióval való egyesítés előtt vetik alá a savas és/vagy ammóniumos előkezelő műveleteknek az alumínium-szilikát felületének módosítására. Bár az előzőekben ismertetett, hivatkozási alapul szolgáló szabadalmi leírásokban a mordenit előkezelése növeli az ilyen, előkezelt mordenitet tartalmazó katalizátor kompozíció izomerizációs teljesítményét, további hatásfok növelés is elérhető. A mellékelt ábrák elősegítik találmányunk további megértését. Az 1. ábrán látható grafikon bemutatja az izomerizációs teljesítmény változását a katalizátor kompozíció Langmuir-felülete függvényében. Az izomerizációs teljesítmény a kívánt termékekre, nevezetesen a 2,2-dimetil-butánra (2,2-DMB) és az izopentánra (i-C5) vonatkozó szelektivitással is jellemezhető. „ A 2. ábra grafikonja a C5+ izomerizált termék oktán egyenértékének (RON-O) viszonyát mutatja, a reaktorban lévő katalizátor ágy hőmérsékletéhez. A 3. ábra ugyancsak ezt az RON-O értéket mutatja be a C5+ izomerizált termék hozamához viszonyítva. >.• Míg a korábbi munkákban kizárólag az izomerizáeiíós katalizátor alumínium-szilikát komponensének eU^ kezelésével foglalkoztak, találmányunk célkitűzése olyan új katalizátor létrehozása, amely hatására megnövekszik az izomerizációs teljesítmény a hordozóanyag gondosan irányított kezelése következtében. , Találmányunk olyan, izomerizálható szénhidrogének izomerizálására alkalmas katalizátor kompozíciókra vonatkozik, amelyek hatására a megfelelő, elágazó láncú szénhidrogén keletkezik, ezen túlmenően találmányunk tárgyát képezi az az eljárás, amelynek során a katalizátor kompozíció alkalmazásával magasabb oktánszámú üzemanyagokat állítunk elő. A találmányunk szerinti katalizátor kompozíció tartalmaz egy platinacsoportbeli elemet, hidrogént tartalmazó, kristályos alumínium-szilikátot és egy tűzálló, szervetlen oxidot, és a kompozíció felülete legalább 580 m2/g. Megállapítottuk, hogy az izomerizációs teljesítmény lényegesen javítható 580 m2/g feletti katalizátor felület esetén. Találmányunk egyik célkitűzése a felület ilyen mértékű növelése, amint azt a következőkben ismertetésre kerülő példákon keresztül láthatjuk. A katalizátor kompozícióban 0,1-5 t% platinafém van a katalizátor kompozícióra számolva. Különösen előnyös, ha a fémkomponens mennyisége legalább 0,15 t%,és nem haladja meg a 0,5 t%-L A katalizátor kompozíció hatásos mennyiségű promoter fémet is tartalmazhat. A promoter fémek képviselői a következők: ón, ólom, germánium, kobalt, nikkel, vas, vvolfrám, króm, molibdén, bizmut, indium, gallium, kadmium, cink, urán, réz, ezüst, arany, tantál, egy vagy több ritkaföldfém és ezek keverékei. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
