2. Классификация промышленных катализаторов процесса изомеризации

Промышленные катализаторы изомеризации по температурным интервалам применения подразделяют на высоко-, средне- и низкотемпературные.

Высокотемпературные катализаторы применяются, если процесс проходит при 360-420 °С. К высокотемпературным относятся промотированные фтором алюмоплатиновые катализаторы (отечественные марки ИП-82, ИП-62) с содержанием платины 0,4 % (масс.) [13]. Несмотря на высокую устойчивость и возможность применения с неочищенным сырьем, этот тип катализаторов сейчас не используется в промышленности из-за низкого выхода разветвленных изомеров и высоких температур процесса. Чаще всего применяются средне- и низкотемпературные катализаторы.

Среднетемпературные катализаторы – металлцеолитные катализаторы, используемые при температурах 260-400 °С. Среди среднетемпературных катализаторов принято выделять палладиевые катализаторы на основе цеолита марки Y и платиновые катализаторы на основе морденита, которые на сегодняшний день наиболее применимы в промышленности (катализаторы марок HYSOPAR фирмы Sud-Chemie, IP-632 фирмы Axens, HS-10 фирмы UOP, отечественный катализатор ИПМ-02) [14,15]. Содержание платины в этих катализаторах составляет 0,3% (масс.). К преимуществам этого типа катализаторов можно отнести легкую регенерацию и устойчивость к примесям в сырье, однако они менее активны по сравнению с низкотемпературными катализаторами.

Низкотемпературные катализаторы позволяют осуществлять процесс при температурах 100-200 °С. Выделяют два вида низкотемпературных катализаторов: алюмоплатиновые хлорированные катализаторы и платиносодержащие катализаторы на основе сульфатированного оксида циркония. К катализаторам первого вида относятся катализаторы марок IS-614 А (разработка компаний Axens и IFP), ATIS-2L (разработанный компанией Axens и Albemarle Catalists [16]), 1-8 Plus, 1-82, 1-84 фирмы UOP, отечественные катализаторы - НИП-66, НИП-74, НИП-3А фирмы «Олкат» [17].

Низкотемпературные катализаторы наиболее активны в реакциях изомеризации н-пентана и н-гексана. Однако ввиду высокой чувствительности сырья к примесям влаги, серы и азота необходима его тщательная предварительная очистка и осушка. Также к недостаткам можно отнести плохую регенерируемость катализатора и постоянную подачу хлорагента в зону катализа, что приводит к необходимости проведения дополнительной щелочной промывки в специальных скрубберах. Характеристика низко- и среднетемпературных катализаторов представлена в таблице 1.5.

Таблица 1.5 – Характеристика низко- и среднетемпературных платиносодержащих катализаторов

Показатель	Тип катализатора
	среднетемпературный Pt/цеолит (ИПМ-02)	низкотемпературный Pt/хлорированный Al2O3	низкотемпературный Pt/ZrO2-SO4 (СИ-2)
Температурная область, °С	250-280	120-160	120-160
Состав пентанов в изомеризате, % масс.
изопентан	53-65	68-78	68-78
н-пентан	35-47	22-32	22-32
Состав гексанов в изомеризате, % масс.
2,2-диметилбутан	10-14	25-32	25-32
2,3-диметилбутан	10-10,5	10-12	10-11
2-метилпентан	30-34	30-32	30-33
3-метилпентан	20-24	12-15	12-15
н-гексан	18-22	7-11	7-11
ОЧИМ при работе «за проход»	76-78	82-84	82-84
Требования к качеству сырья: содержание компонентов в сырье, не более:
Сера, ppm	10	0,5	2,0
Вода, ppm	30,0	0,1	8,0
Азот, ppm	1,0	0,1	1,0
Бензол, % масс.	5,0	1,0	3,0
С7+, % масс.	3,0	1,0	2,5
Σ С3-С4, % масс.	2,0	2,0	2,0