Iindustrial testing of a new domestic catalyst ZhKD for isoamylenes in isoprene dehydrogenation

Currently, the catalyst KDOM-08 show a not enough high yield of isoprene in the process of isoamylenes to isoprene dehydrogenation during the whole period of commercial operation at «Nizhnekamskneftekhim » plant. In order to increase the effectiveness the introduction of a more stable and highly active catalysts are needed. According of the Russian Federation Government Resolution № 218 еру iron-potassium catalysts ZhKD-1 and ZhKD-2 were developed by improving the formula and optimization of the phase composition by the proper selection of the ratio of initial components. To assess the possibility of transition to the new operation of iron-potassium catalysts for domestic production of pilot testing the ZhKD-1 and ZhKD-2 Rubber Plant «Nizhnekamskneftekhim» in the process of dehydrogenation of methyl butenes in the isoprene in the adiabatic flow reactor with fixed catalyst bed held. The reference sample was the catalyst KDOM-08, operated in the reactor number 1 of the first system in the amount of 25 t. Catalysts ZhKD-1 and ZhKD-2 were loaded into the reactors № 7 and № 8 of the fourth system operating in parallel. It is shown that the catalyst KDOM-08 in an industrial operation is more efficient at loads 1–2 tons/h for 1–3 thousand hours, after which it’s decrease in operating performance due to its gradual deactivation. Catalysts for the ZhKD-1 and ZhKD-2 are significantly higher than the industrial output of an analogue of isoprene. Found that the more efficient operation even in the later stages (4–5 thousand hours) at a feed flow 1–2 t/h is observed in the work on the catalyst ZhKD-2, and the ZhKD-1 before 5 thousand hours has the best indicators of activity (30–33 %) and selectivity (87–92 %) at higher loads of 2,3–3,0 t/h. Analysis of the catalysts operation for the last 1000 h showed that at equal temperatures of the process (619 °C) and equal loading of feed (2,5 t/h), the ZhKD- 1 and ZhKD-2 operated at a lower dilution of the feed with steam (6,1 t/t) compared with KDOM-08 (6,8 t/t). After the reconstruction of reactor number 7 and number 8, the mass of the loaded catalyst decreased from 25 to 17 tons, the daily production of isoprene increased by 1 m of the catalyst in almost 2 times. Obviously, the higher values of the activity and selectivity, as well as a smaller volume loading operation makes the ZhKD-1 and ZhKD-2 catalysts economically feasible.

1. Гильмутдинов Н.Р., Хафизов А.В., Коршунов А.И., Зарипов И.М., Блинов А.А., Смагин В.М. Опыт эксплуатации железоокисных катализаторов в процессе дегидрирования изоамиленов в изопрен // Нефтепереработка и нефтехимия. 1996. № 5. С. 29—32.

2. Аминова Л.З., Баженов Ю.П. Сравнительная оценка катализаторов процесса дегидрирования изоамиленов // Промышленность СК. 1998. № 1. С. 3—4.

3. Пат. 1831803 РФ Катализатор для дегидрирования изоамиленов в изопрен / Е.М. Давыдов, Р.З. Киямова, Р.В. Сидорова, З.Н. Дубовик, А.П. Тихомиров, М.Б. Бородин; заявитель и патентообладатель ОАО «Нижнекамскнефтехим». — № 4930732/04; заявл. 23.04.1991; опубл. 20.10.1999.

4. Сайфутдинов А.Ф., Бекетов О.Е., Ладошкин В.С., Нестеров Г.А. Ректификационная технология Линас. Путь к созданию высокорентабельных производств // Вестник химической промышленности. 2002. Вып. 4. № 24. С. 26—41.

5. Бокин А.И., Баженов Ю.П., Касьянова Л.З. Физико-химические и эксплуатационные свойства оксидных

6. железокалиевых катализаторов процесса дегидрирования изоамиленов // Катализ в промышленности. 2003. № 4. С. 24—28.

7. Ламберов А.А., Дементьева Е.В., Гильманов Х.Х., Гильмуллин Р.Р., Качаева Н.В., Иванова А.В. Промышленные испытания отечественного и зарубежных катализаторов дегидрирования изоамиленов в изопрен // Катализ в промышленности. 2008. № 4. С. 29—35.

8. ТУ 2173-134-05766801-2005 Катализатор дегидрирования КДО.

9. Пат. 2266785 РФ Катализатор для дегидрирования олефиновых и алкилароматических углеводородов / В.М. Бусыгин, Х.Х. Гильманов, С.В. Трифонов; заявитель и патентообладатель ОАО «Нижнекамскнефтехим». № 2004128072/04; заявл. 20.09.2004; опубл. 27.12.2005.