Preview

Kataliz v promyshlennosti

Advanced search
Open Access Open Access  Restricted Access Subscription or Fee Access

Experience in the Development and Implementation of Chromium-Alumina Catalysts of the KDI Series for Isobutane Dehydrogenation in a Fluidized Bed

https://doi.org/10.18412/1816-0387-2022-5-61-69

Abstract

The paper summarizes the experience in the development of a microspherical chromium-alumina catalyst for isobutane dehydrogenation to isobutylene according to the technology devised at Yarsintez. The development of commercial catalysts of the KDI series based on a new boehmite support was considered. Interrelations of elemental and phase composition of the catalysts with their performance were established. A new two-step scheme for producing the boehmite support by hydrothermal treatment of the thermal decomposition product of gibbsite agglomerates with a desired size makes it possible to control its phase composition as well as the physico-mechanical characteristics of the catalysts and their catalytic properties, which allowed obtaining a series of KDI, KDI-M, and KDI-M1 catalysts. The most important steps in commercial implementation of the catalyst at PJSC Nizhnekamskneftekhim were noted. The commercial KDI-M catalyst provided a stable 33–37 % yield of isobutylene in isobutane dehydrogenation and a 30 % yield of methylbutenes in isopentane dehydrogenation. The catalyst consumption was 2–3 kg per ton of the produced isobutylene. The catalyst operation was monitored to propose a way for its improvement and optimization of the reactor instrumentation. According to the laboratory testing, a commercial sample of the KDI-M1 catalyst modified with a silicon-containing inorganic complex compound has higher activity and selectivity than previous catalysts of this series and is ready to industrial implementation.

About the Authors

S. R. Egorova
Kazan Federal University
Russian Federation


A. A. Lamberov
Kazan Federal University
Russian Federation


References

1. Sanfilippo D., Miracca I. // Catal. Today. 2006. Vol. 111. P. 133–139.

2. Nawaz Z. // Rev. Chem. Eng. 2015. Vol. 31, № 5. P. 413–436.

3. Sanfilippo D. // Catal. Today. 2011. Vol. 178, № 1. P. 142–150.

4. Sattler J.J.H.B., Ruiz-Martinez J., Santillian-Jimenez E., Weckhuysen B.M. // Chem. Rev. 2014. Vol. 114, № 20. P. 10613−10653.

5. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. М. : Химия, 1981. 590 с.

6. Колесников И.М. Катализ и производство катализаторов. М. : Техника, 2004. 400 с.

7. Пахомов Н.А. Современное состояние и перспективы развития процессов дегидрирования // Промышленный катализ в лекциях. 2006. Вып. 6. С. 53−98.

8. Ильин В.М., Веклов В.А., Павлова И.Н., Касьянова Л.З., Баженов Ю.П., Сайфуллина А.А. // Катализ в промышленности. 2004. № 4. С. 47−51.

9. Котельников Г.Р., Патанов В.А., Шитиков М.А. Разработка катализатора дегидрирования парафиновых углеводородов на основе активного оксида алюминия // Исследование и разработка технологии производства мономеров и синтетических каучуков. Сб. науч. трудов НИИМСК. М. : ЦНИИТЭНефтехим, 1983. С. 3−8.

10. Кирпичников П.А., Береснев В.В., Попова Л.М. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука. Л. : Химия, 1986. 224 с.

11. Обзор рынка промышленных катализаторов в России : отчет ООО «Исследовательская группа “Инфомайн”». М. : Инфомайн, 2008. 267 с.

12. Пат. 2256499 Российская Федерация. Катализатор, способ его приготовления, процесс дегидрирования углеводородов с использованием этого катализатора / Н.А. Пахомов, С.Ф. Тихов, Р.А. Буянов и др. № 2004114811/04 ; заявл. 17.05.2004 ; опубл. 20.07.05.

13. Пат. 2271860 Российская Федерация. Катализатор для дегидрирования парафиновых углеводородов / Т.В. Борисова, О.М. Мельникова. № 2005107191/04 ; заявл. 15.03.2005 ; опубл. 20.03.06.

14. АОК-73-24 (РФ) – катализатор дегидрирования низших парафиновых углеводородов // АО «СКТБ “Катализатор”» : сайт. URL: https://www.katcom.ru/catalog/neftepererabotka-i-neftekhimiya/degidrirovanie (дата обращения 17.02.2022).

15. Пахомов Н.А., Парахин О.А., Немыкина Е.И., Данилевич В.В., Чернов М.П., Печериченко В.А. // Катализ в промышленности. 2012. № 3. С. 65−75.

16. Пинаков В.И., Стоянский О.И., Танашев Ю.Ю., Пикаревский А.А., Гринберг Б.Е., Дряб В.Н., Кулик К.В., Данилевич В.В., Кузнецов Д.В., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. Спецвыпуск. 2004. С. 55−59.

17. Pinakov V.I., Stoyanovsky O.I., Tanashev Yu.Yu., Pikarevsky A.A., Grinberg B.E., Dryab V.N., Kulik K.V., Danilevich V.V., Kuznetsov D.V., Parmon V.N. // Chem. Eng. J. 2005. Vol. 107. P. 157–161.

18. Пат. 2322290 Российская Федерация. Катализатор, способ его получения и процесс дегидрирования С3−С5-парафиновых углеводородов в олефины / Молчанов В.В., Пахомов Н.А., Исупова Л.А. и др. № 2006144828/04 ; заявл. 18.12.06 ; опубл. 20.04.08.

19. Пат. 2343970 Российская Федерация. Установка и способ термоударной обработки сыпучих материалов / Гринберг Б.Е., Пармон В.Н., Пикаревский А.А. и др. № 2007120108/12 ; заявл. 29.05.07 ; опубл. 20.01.2009.

20. Матвеева А.Н., Пахомов Н.А. // Известия СПбГТИ (ТУ). 2015. № 31. С. 18−24.

21. Егорова С.Р. Физико-химические основы синтеза микросферических алюмооксидных носителей в гидротермальных условиях для катализаторов кипящего слоя : автореф. дис. … д-ра хим. наук : 02.00.15 / Егорова Светлана Робертовна. Казань, 2018. 40 с.

22. Егорова С.Р., Мухамедьярова А.Н., Ламберов А.А. // Журн. прикладной химии. 2015. Т. 88. № 5. С. 714−725.

23. Катаев А.Н. Технология переработки гиббсита в микросферический фазовооднородный алюмооксидный носитель для катализаторов кипящего слоя : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.17.01 / Катаев Александр Николаевич. Казань, 2010. 19 с.

24. Егорова С.Р., Бекмухамедов Г.Э., Ламберов А.А. // Кинетика и катализ. 2013. Т. 54. № 1. С. 51–60.

25. Ламберов А.А., Егорова С.Р., Гильманов Х.Х., Нестеров О.Н., Гильмуллин Р.Р., Бекмухамедов Г.Э. // Катализ в промышленности. 2008. № 3. С. 31–39.

26. Weckhuysen B.M., Verberckmoes A.A., De Baets A.R., Schoonheydt R.A. // J. Catal. 1997. Vol. 166. P. 160–171.

27. Bekmukhamedov G.E., Mukhamed’yarova A.N., Egorova S.R., Lamberov A.A. // Catalysts. 2016. Vol. 6, № 10. Article 162, p. 1−19.

28. Ламберов А.А., Егорова С.Р., Гильманов Х.Х., Катаев А.Н., Бекмухамедов Г.Э. // Катализ в промышленности. 2016. Т. 16. № 5. С. 30–34.

29. Hakuli A., Harlin M.E., Backman L.B., Krause A.O.I. // J. Catal. 1999. Vol.184, № 2. P. 349–356.

30. Hakuli A. Preparation and characterization of supported CrOx catalysts for butane dehydrogenation : doctoral thesis / Hakuli Arja. Espoo : Helsinki University of Technology, 1999. 48 p.

31. Fridman V.Z., Xing R. // Ind. Eng. Chem. Res. 2017. Vol. 56, № 28. P. 7937–7947.

32. Fridman V.Z., Xing R., Severance M. // Appl. Catal. A: Gen. 2016. Vol. 523. Р. 39–53.

33. Fridman V.Z., Xing R. // Appl. Catal. A: Gen. 2017. Vol. 530. Р. 154–165.

34. Puurunen R.L., Weckhuysen B.M. // J. Catal. 2002. Vol. 210, № 2. P. 418–430.

35. Egorova S.R., Tuktarov R.R., Boretskaya A.V., Laskin A.I., Gizyatullov R.N., Lamberov A.A. // Mol. Catal. 2021. Vol. 509. Article 111610.

36. Соловьев С.А., Егоров А.Г., Ламберов А.А., Егорова С.Р., Катаев А.Н. // Катализ в промышленности. 2015. Т. 15. № 6. С. 62–69.


Review

For citations:


Egorova S.R., Lamberov A.A. Experience in the Development and Implementation of Chromium-Alumina Catalysts of the KDI Series for Isobutane Dehydrogenation in a Fluidized Bed. Kataliz v promyshlennosti. 2022;22(5):61-69. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2022-5-61-69

Views: 576


ISSN 1816-0387 (Print)
ISSN 2413-6476 (Online)