Способ изомеризации н-бутана и катализатор для его осуществления

(51) 10 35/085 (2006.01) 07 5/27 (2006.01) МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к процессу изомеризации легких парафиновых углеводородов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленностях. Согласно предлагаемому способу изомеризацию н-бутана проводят в присутствии 0,51,0 родиевого катализатора,нанесенного на модифицированный монтмориллонит. Изомеризация н-бутана в присутствии родиевого катализатора осуществляется при температуре 300400 С и атмосферном давлении. При этом конверсия составляет 53-56 мол., а выход изобутана 32-34 мол(72) Утельбаев Болысбек Тойчебаевич Кенжалиев Багдаулет Кенжалиевич Ходарева Татьяна Анатольевна Мельдешов Амангельды Абдихаликович Утельбаева Акмарал Болысбековна Сулейменов Эсен Нургалиевич(73) Акционерное общество КазахстанскоБританский технический университет(54) СПОСОБ ИЗОМЕРИЗАЦИИ Н-БУТАНА И КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к процессу изомеризации легких парафиновых углеводородов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленностях. Изомеризацию легких парафиновых углеводородов обычно осуществляют путем контактирования смеси легких парафиновых углеводородов и водорода с катализатором. Известен катализатор изомеризации, содержащий металлы платиновой,игрупп на сульфатированном оксиде металлаигрупп(Патент США 5494571, С 10-35/085, 1996 г.),который характеризуется высокой чувствительностью к примесям. Известен способ изомеризации легких парафиновых углеводородов в присутствии водорода и катализатора, содержащего платину или палладий на смеси оксидов циркония и алюминия,промотированной сульфатом(Патент США 5120898 А, 10 35/085, 1992 г). Известный способ характеризуются невысокой конверсией н-бутана, а катализаторы быстро отравляются микропримесями. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изомеризации легких парафиновых углеводородов С 4-С 6 (Патент РФ 2196124, С 07 С 5/27,10.01.2003). Способ включает смешение их с водородом или водородсодержащим газом (ВСГ) и контактирование с катализатором, содержащим 0,21,0 мас. платины или палладия на смеси оксидов алюминия и циркония, промотированной сульфатом при массовом соотношении 24-(А 2 О 32)(0,005-0,11)1, а массовое соотношение оксидов алюминия и циркония в катализаторе составляет(0,26-0,03)1. Катализатор дополнительно промотирован хлором при массовом соотношении С-24-, равном 0,005 - 1. Температура процесса равна 170- 270 С, давление 0,8 - 4,0 МПа, мольное отношение Н 2 углеводороды (0,2-10) 1. Способ изомеризации легких парафиновых углеводородов осуществляют следующим образом. Сырье смешивают с водородом или ВСГ, нагревают до температуры 170-270 С и при давлении 0,8 - 4,0 МПа, мольном отношении Н 2 углеводороды (0,210) 1 и объемной скорости 0,2 - 5,0 час-1 подают в реактор, заполненный катализатором, содержащим 0,2-1,0 мас. платины или палладия на носителе,имеющем массовое соотношение А 2 О 32(0,26 - 0,03) 1 и предварительно промотированном сульфатом. Конверсия н-бутана составляет 51,75. Недостатком описанного способа является необходимость проводить процесс при повышенном давлении, а так же сложность приготовления и дороговизна используемого катализатора. Целью настоящего изобретения является упрощение способа и повышение производительности изомеризации нормального бутана. Технический результат в предлагаемом способе достигается за счет того, что изомеризацию нбутана проводят в присутствии 0,51,0 родиевого катализатора, нанесенного на модифицированный 2 монтмориллонит. Изомеризацию нормального бутана в присутствии родиевого катализатора осуществляют в проточном реакторе при температуре 300-400 С и атмосферном давлении. При этом конверсия составляет 53-56 мол., а выход изобутана 30-34 мол Катализатор, используемый для получения циклогексана, готовят общеизвестным методом пропитки монтмориллонита солями хлорида родия 3-32. Оптимальное содержание родия составляет 0,51,0 масс. Перед опытом образцы катализаторов подвергались термообработке в среде водорода при 573 К в течение 4 ч. Примеры конкретного осуществления способа Пример 1. Изомеризацию проводили в проточном реакторе при температуре 150 С и атмосферном давлении. Объемная скорость подачи н-С 4 Н 10 составляла 600 час-1. Степень превращения н-бутана составляла 27 мол., а выход изобутана - 15 мол Пример 2. Изомеризацию проводили по примеру 1, но температура процесса составляла 200 С. Степень превращения н-бутана составляла 36 мол., а выход изобутана - 17 мол. . Пример 3. Изомеризацию проводили по примеру 1, но температура процесса составляла 250 С. Степень превращения н-бутана составляла 44 мол., а выход изобутана - 22 мол. . Пример 4. Изомеризацию проводили по примеру 1, но температура процесса составляла 300 С. Степень превращения н-бутана составляла 53 мол., а выход изобутана - 26 мол. . Пример 5. Изомеризацию проводили по примеру 1, но температура процесса составляла 350 С. Степень превращения н-бутана составляла 56 мол., а выход изобутана - 32 мол. . Пример 6. Изомеризацию проводили по примеру 1, но температура процесса составляла 400 С. Степень превращения н-бутана составляла 54 мол., а выход изобутана - 28 мол. . Пример 7. Изомеризацию проводили по примеру 1, но температура процесса составляла 450 С. Степень превращения н-бутана составляла 51 мол., а выход изобутана - 25 мол. . Пример 8. Изомеризацию проводили по примеру 1, но температура процесса составляла 460 С. Степень превращения н-бутана составляла 46 мол., а выход изобутана - 22 мол. . Результаты экспериментальных данных по превращению н-бутана сведены в таблице 1. Из таблицы следует, что изомеризация н-бутана на предложенном катализаторе осуществляется при атмосферном давлении. Оптимальный температурный режим проведения процесса - 300 400 С. Именно в этом температурном интервале достигаются максимальная степень превращения ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ изомеризации н-бутана на нанесенном катализаторе, содержащем металл платиновой группы, отличающийся тем, что в качестве металла платиновой группы используют родий в количестве 0,5-1,0 от массы катализатора, а в качестве носителя для него - монтмориллонит,модифицированный алюминием или цирконием. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс изомеризации осуществляют при температуре 300 - 400 С и атмосферном давлении. 3. Катализатор для изомеризации н-бутана,содержащий металл платиновой группы на пористом носителе, отличающийся тем, что в качестве пористого носителя использован модифицированный монтмориллонит, а в качестве металла платиновой группы - родий, при следующем соотношении компонентов, мас. родий - 0,5-1,0 монтмориллонит - 99,0 - 99,5.