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LU84824A1 - GAMMA ALUMINA-BASED CATALYST AND PROCESS FOR PREPARING THE SAME - Google Patents

GAMMA ALUMINA-BASED CATALYST AND PROCESS FOR PREPARING THE SAME Download PDF

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LU84824A1
LU84824A1 LU84824A LU84824A LU84824A1 LU 84824 A1 LU84824 A1 LU 84824A1 LU 84824 A LU84824 A LU 84824A LU 84824 A LU84824 A LU 84824A LU 84824 A1 LU84824 A1 LU 84824A1
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LU
Luxembourg
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moles
sio
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catalyst
fact
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LU84824A
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Bruno Notari
Orfeo Forlani
Francesco Ancillotti
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Snam Progetti
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Description

Catalyseur à base d’alumine gamma et son procédé de prépara- ! tion.Gamma alumina catalyst and process for its preparation! tion.

La présente invention concerne un catalyseur à base d’alumine gammaet son procédé de préparation.The present invention relates to a gamma alumina catalyst and its preparation process.

; 5 Les catalyseurs à base d’alumine gamma sont connus mais ils ont une trop grande acidité pour certaines réactions et, en particulier, pour les react i or& d ’ i somér i sat ion de liaisons.; 5 Catalysts based on gamma alumina are known but they have too high an acidity for certain reactions and, in particular, for react i or & d ’i somér i sat ion of bonds.

De plus l’acidité est augmentée quand l’alumine gamma est traitée avec de la silice afin de la rendre stable thermique-10 ment, par exemple selon les procédés décrits dans les brevets US R.E. 30668, 4 013 590 et 4 013 589.In addition, the acidity is increased when the gamma alumina is treated with silica in order to make it thermally stable, for example according to the methods described in US patents R.E. 30668, 4,013,590 and 4,013,589.

Par ailleurs, la stabilisation par la silice est nécessaire i afin de rendre l’alumine appropriée pour la régénération δ "température élevée sans qu’elle perde son activité.Furthermore, stabilization with silica is necessary i in order to make the alumina suitable for regeneration δ "high temperature without losing its activity.

15 Les auteurs de la présente invention ont découvert d’une façon tout à fait surprenante que d’une part, on pouvait réduire l’acidité des catalyseurs à base d’alumine gamma de façon telle qu’ils soient rendus également aptes pour les réactions d’isomérisation de liaison^ tandis que d’autre part, on ne réduisait 20 pas leurs caractéristiques de stabilité thermique, en ajoutant i un ou plusieurs oxydes des métaux des groupes II A et/ou VIIIThe authors of the present invention have surprisingly discovered that, on the one hand, the acidity of the gamma alumina catalysts can be reduced so that they are also made suitable for the reactions. of bond isomerization, while, on the other hand, their thermal stability characteristics were not reduced by adding to one or more oxides of the metals of groups II A and / or VIII

I et/ou III B et/ou des lanthanïdes à la composition d’alumine j gamm-a stabilisée par la silice.I and / or III B and / or lanthanides with the alumina composition j gamm-a stabilized by silica.

I Le catalyseur à base d’alumine gamma selon la présente in- | 25vention, satisfait à la formule générale 1 a Al,0t. b Si0v c Me 0 , z ό δ a y ! ^ dans laquelle Me 0 est l’oxyde d’un ou de plusieurs des mé- - ^ y ; taux des groupes II A et/ou VIII et/ou III B et/ou de lanthani- ’ ds, et a, b, c sont les nombres de moles de Al-,0 c.jQ et f 3 0 o 5 > " ' 2 j ‘>5ex^y resPectivement, b et c étant liés par la relationI The gamma alumina catalyst according to the present in- | 25vention, satisfies the general formula 1 a Al, 0t. b Si0v c Me 0, z ό δ a y! ^ in which Me 0 is the oxide of one or more of the me- ^ y; rates of groups II A and / or VIII and / or III B and / or lanthanides, and a, b, c are the numbers of moles of Al-, 0 c.jQ and f 3 0 o 5> " '2 j'> 5ex ^ y respectively, b and c being linked by the relation

Ic m .b + BIc m .b + B

dans laquelle B a une valeur supérieure ou égale à 0 01,et b k 9 * î a une valeur comprise entre 0,.020 et 0,250, le rapport fb+c)/a 4 4 L· \ / i ; 2 1 étant compris entre 0,01 et 9, et m étant un nombre compris entre 0,7 et 0,1in which B has a value greater than or equal to 0 01, and b k 9 * î has a value between 0.020 and 0.250, the ratio fb + c) / a 4 4 L · \ / i; 2 1 being between 0.01 and 9, and m being a number between 0.7 and 0.1

Dans le cas spécifique du calcium, le nombre de moles de CaO est lié au nombre de moles de S1O2 Par relation 5 moles de CaO ^ 0,500 x moles de S1O2 + 0,030In the specific case of calcium, the number of moles of CaO is linked to the number of moles of S1O2 By relation 5 moles of CaO ^ 0.500 x moles of S1O2 + 0.030

Dans le cas du baryum, le nombre de moles de BaO est lié au nombre de moles de S3O2 par la relation moles de BaO ^ 0,500 x moles de S1O2 + 0,020.In the case of barium, the number of moles of BaO is linked to the number of moles of S3O2 by the relation moles of BaO ^ 0.500 x moles of S1O2 + 0.020.

Dans le cas du lanthane le nombre de moles de 10 Ι^Ο^ est lié au nombre de moles de SiO^ par la relation moles de 0,257 x moles de Si0? + 0,014.In the case of lanthanum the number of moles of 10 Ι ^ Ο ^ is related to the number of moles of SiO ^ by the relation moles of 0.257 x moles of Si0? + 0.014.

Dans le cas du fer le nombre de moles de F^O^ est lié au nombre de moles de S1O2 par la relation moles de ^e 2 ^3 ^ ^>-90 x moles de S1O2 + 0,018.In the case of iron the number of moles of F ^ O ^ is related to the number of moles of S1O2 by the relation moles of ^ e 2 ^ 3 ^ ^> - 90 x moles of S1O2 + 0.018.

1S Dans ces quatre cas particuliers, le nombre de mo les de S1O2 et le rapport (b+c)/a sont tels qu'indiqués précédemment.1S In these four particular cases, the number of modules of S1O2 and the ratio (b + c) / a are as indicated above.

! Le catalyseur selon la présente invention, est parti- j culièrement utile dans les réactions d'isomérisation de liai- !j 20 son oléfinique et en particulier dans l'isomérisation du î butène-2 en butène-1.! The catalyst according to the present invention is particularly useful in the isomerization reactions of olefinic sound and in particular in the isomerization of butene-2 to butene-1.

| Pour préparer le catalyseur selon la présente invention, j l’alumine gamma stabilisée par l'un quelconque des procédés ! décrits dans les brevets US susmentionnés est imprégné avec ! 25 des solutions aqueuses de sels des métaux des groupes II A et/ou VIII et/ou III B et/ou des lanthanides, de préférence avec des solutions aqueuses de nitrates et d’acétates.| To prepare the catalyst according to the present invention, I gamma alumina stabilized by any of the methods! described in the aforementioned US patents is impregnated with! 25 aqueous solutions of salts of metals of groups II A and / or VIII and / or III B and / or lanthanides, preferably with aqueous solutions of nitrates and acetates.

j! I La présente invention est illustrée par les exemples (descriptifs et non limitatifs ci-après.j! I The present invention is illustrated by the examples (descriptive and nonlimiting below).

30 exemple 1 20 g d'alumine gamma (surface spécifique de 200 m“/g) j! sont traités avec 15 ml d’une solution alcooliaue contenant l| ! 0,75 g de’bynasil A40M(solution d’orthcsilicate d’éthyle à | j 40¾).30 example 1 20 g gamma alumina (specific surface of 200 m 2 / g) d! are treated with 15 ml of an alcoholic solution containing l | ! 0.75 g of bynasil A40M (ethyl orthcsilicate solution at | d 40¾).

ΐΙ '·. ! 'i ^ ^ij é fl I . 3 IOn laisse réagir le mélange pendant 2 heures à 50°C, on le soutire ensuite et on le traite avec la vapeur afin d'hydrolyser les groupes silanol. On le sèche et le calcine à S00°C pendant 4 heures.ΐΙ '·. ! 'i ^ ^ ij é fl I. 3. The mixture is left to react for 2 hours at 50 ° C., it is then withdrawn and treated with steam in order to hydrolyze the silanol groups. It is dried and calcined at S00 ° C for 4 hours.

5 La matière obtenue de cette façon contenant 1,51 de SiC^est imprégnée avec 15 ml d'une solution aqueuse, contenant 5,90g de nitrate de lanthane.The material obtained in this way containing 1.51 SiC 4 is impregnated with 15 ml of an aqueous solution containing 5.90 g of lanthanum nitrate.

La matière imprégnée est ensuite séchée et calcinée à 500°C pendant 4 heures.The impregnated material is then dried and calcined at 500 ° C for 4 hours.

1 q On obtient une matière constituée par de l'alumine gamma stabilisée par 1,51 de Sii^ et contenant 10¾ de La20^.1 q A material is obtained consisting of gamma alumina stabilized with 1.51 of Sii ^ and containing 10¾ of La20 ^.

Ce catalyseur est placé dans un réacteur dans lequel le trans-butène-2 est isomérisé en le faisant réagir à une température de 470°C, à la pression atmosphérique et à une vitesse 15 spatiale pondérale horaire (VSPH) de 6h .This catalyst is placed in a reactor in which the trans-butene-2 is isomerized by reacting it at a temperature of 470 ° C., at atmospheric pressure and at an hourly space weight velocity (VSPH) of 6 h.

ILe catalyseur peut produire du butène-1 contenant seulement 140 ppm d'isobutène.The catalyst can produce butene-1 containing only 140 ppm of isobutene.

Après le traitement thermique de 24 heures à 1000°C, ! le catalyseur a une surface spécifique de 113m /g et ne montre J 20 aucune perte d'activité après 40 cycles réactionnels (332 heures ] au total) et 40 cycles de régénération (152 heures au total).After the 24 hour heat treatment at 1000 ° C,! the catalyst has a specific surface of 113 m / g and shows no loss of activity after 40 reaction cycles (332 hours] in total) and 40 regeneration cycles (152 hours in total).

| La régénération est effectuée à une température de | 54 0°C.| Regeneration is carried out at a temperature of | 54 0 ° C.

EXEMPLE 2 25 Suivant le procédé décrit dans l’exemple 1, on prépa-EXAMPLE 2 According to the method described in Example 1, we prepare

! re un catalyseur constitué par 1,5 % de SiO-, + 2,5 ® de CaO! re a catalyst consisting of 1.5% SiO-, + 2.5 ® of CaO

; sur l'alumine gamma.; on gamma alumina.

Le calcium est imprégné en utilisant une solution aqueuse (15 ml) de nitrate de calcium (2,40 g).Calcium is impregnated using an aqueous solution (15 ml) of calcium nitrate (2.40 g).

; ‘ 30 On sèche et on calcine de nouveau à 500°C pendant P 4 heures.; ‘30 Dry and calcine again at 500 ° C for P 4 hours.

| Le catalyseur est place dans un réacteur oû le trans- i butène-2 est isomérisé en le faisant réagir à une température de 470 C,à la pression atmosphérique et â une vitesse spatiale pon-! 45 derale horaire (VSPH) de 6h ! ; / i; 4 il | Le catalyseur peut produire du butène-1 ne contenant que 150 ppm d'isobutène.| The catalyst is placed in a reactor where the trans-butene-2 is isomerized by reacting it at a temperature of 470 ° C., at atmospheric pressure and at a controlled space speed! 45 last hour (VSPH) of 6h! ; / i; 4 it | The catalyst can produce butene-1 containing only 150 ppm isobutene.

Après traitement thermique pendant 24 heures ä 1000°C, le catalyseur a une surface spécifique de 183 m /g 5 et ne montre aucune perte d’activité après 40 cycles réactionnels (332 heures au total) et 40 cycles de régénération (152 - * heures au total).After heat treatment for 24 hours at 1000 ° C, the catalyst has a specific surface of 183 m / g 5 and shows no loss of activity after 40 reaction cycles (332 hours in total) and 40 regeneration cycles (152 - * hours in total).

La régénération est effectuée à une température de 54 0°C.The regeneration is carried out at a temperature of 54 0 ° C.

SS

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Claims (4)

1. Catalyseur à base d'alumine-gamma caractérise j par le fait qu’il satisfait à la formule générale a Al .,0,. b SiO,. c Me 0 j 2 3 2 x y 3 j 5 dans laquelle Me 0 est l'oxyde d'un ou de plusieurs des métaux I x j des groupes II A et/ou VIII et/ou III b et/ou deslanthanldes, et * - a, b, c sont les nombres de moles de A^O^, SiC^ et Μβχ0 res- Ipectivement, b et c étant liés par la relation c 7/ m.b + B 1Odans laquelle B a une valeur supérieure ou égale à 0,01, b a une valeur comprise entre 0,020 et 0,250, le rapport (b+c)/a est compris entre 0,01 et 9, et m est un nombre compris entre 0,7 et 0,1. i .. -2. Catalyseur selon la revendication 1, caractérisé ! 15par le fait que Me 0 est La~0, ,et que le nombre de moles de ! ^a2®3 est au nombre de moles de SiO^ par la relation moles de L^O, ^ 0,257 x moles de S1O2 + 0,014 j: le nombre de moles de S1O2 étant compris entre 0,020 et 0,250. il 3. Catalyseur selon la revendication 1, caractérisé '3 I 20 par le fait que Me 0 est Fe~0,,et que le nombre de moles de l x y z o j ^e2^3 es^ au de mc>les de S1O2 par la relation I moles de f^O,. ^ 0,290 x moles de S1O2 + 0,018 ! le nombre de moles de SiO, étant compris entre 0,020 et 0,250.1. Catalyst based on alumina-gamma characterized j by the fact that it satisfies the general formula a Al., 0 ,. b SiO ,. c Me 0 j 2 3 2 xy 3 j 5 in which Me 0 is the oxide of one or more of the metals I xj of groups II A and / or VIII and / or III b and / or deslanthanldes, and * - a, b, c are the numbers of moles of A ^ O ^, SiC ^ and Μβχ0 respectively, b and c being linked by the relation c 7 / mb + B 1O in which B has a value greater than or equal to 0, 01, b has a value between 0.020 and 0.250, the ratio (b + c) / a is between 0.01 and 9, and m is a number between 0.7 and 0.1. i .. -2. Catalyst according to claim 1, characterized! 15by the fact that Me 0 is La ~ 0,, and that the number of moles of! ^ a2®3 is the number of moles of SiO ^ by the relation moles of L ^ O, ^ 0.257 x moles of S1O2 + 0.014 d: the number of moles of S1O2 being between 0.020 and 0.250. il 3. Catalyst according to claim 1, characterized '3 I 20 by the fact that Me 0 is Fe ~ 0,, and that the number of moles of lxyzoj ^ e2 ^ 3 es ^ au de mc> les of S1O2 by the relation I moles of f ^ O ,. ^ 0.290 x moles of S1O2 + 0.018! the number of moles of SiO, being between 0.020 and 0.250. 4. Catalyseur selon la revendication 1, caractérisé ! 25 par le fait que Me .0 est CaO^et que le nombre de moles de x y4. Catalyst according to claim 1, characterized! 25 by the fact that Me .0 is CaO ^ and that the number of moles of x y 1 CaO est lié au nombre de moles de Si0~ par la relation 1 z \i moles de CaO 7/ 0,500 x moles de SiO, + 0,030 I? L j] le nombre de moles de S1O2 étant compris entre 0,020 et 0,250. I * 5. Catalyseur selon la revendication 1, caractérisé i - 30 par le fait que Me .0τ est BaO, et que le nombre de moles de BaO est lié au nombre de moles de SiO., par la relation ! ' Z moles de BaO ^ 0,500 x moles de SiO 2 + 0,020 11 le nombre de moles de SiO, étant compris entre 0,020 et 0,250. J ► 41 CaO is related to the number of moles of Si0 ~ by the relation 1 z \ i moles of CaO 7 / 0.500 x moles of SiO, + 0.030 I? L j] the number of moles of S1O2 being between 0.020 and 0.250. I * 5. Catalyst according to claim 1, characterized i - 30 by the fact that Me .0τ is BaO, and that the number of moles of BaO is linked to the number of moles of SiO., By the relation! 'Z moles of BaO ^ 0.500 x moles of SiO 2 + 0.020 11 the number of moles of SiO, being between 0.020 and 0.250. J ► 4 6. Procédé pour préparer un catalyseur à base d'alu- 3 5 1 , L1. I / w i i i * 6 I mine gamma stabilisée par la silice, caractérisé par le fait que l’alumine gamma stabilisée par la silice est imprégnée avec une solution aqueuse de sels des métaux des groupes II A ! et/ou VIII et/ou III B et/ou des lanthanides, pour obtenir la 5 composition selon la re\rendi cation 1. ? : ’ „ NL — /r^ !' | ! i! i I; i r ! ï ' l t. : il il \\ j ΐ6. Process for preparing a catalyst based on aluminum, L1. I / w i i i * 6 I silica-stabilized gamma mine, characterized in that the silica-stabilized gamma alumina is impregnated with an aqueous solution of Group II A metal salts! and / or VIII and / or III B and / or lanthanides, to obtain the composition according to claim 1.? : ’„ NL - / r ^! ' | ! i! i I; i r! ï 'l t. : there he \\ j ΐ
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