На протяжении времени, прошедшего после появления патента на первый промышленный биметаллический — платинорениевый катализатор (пат. США 3415737, 1968 г.), опубликована обширная патентная литература по полиметаллическим катализаторам риформинга, которая служит важным источником информации об их составе, В перечень металлов, предложенных в качестве промоторов (табл. 2.3) включены не все запатентованные металлы (например, галлий, таллий, технеций, уран и др.). При этом исходили из того, что только неоднократное упоминание металла в патентах служит указанием на возможность получения положительного эффекта при промотировании. Из рассмотрения таблицы следует, что для промотирования алюмоплатинового катализатора можно использовать многие металлы I—VIII групп периодической системы элементов, исключая щелочные и щелочно-земельные металлы. Однако по количеству взятых патентов резко выделяются германий, олово, иридий, но, особенно, рений, что указывает на использование этих металлов для промотирования промышленных катализаторов риформинга. Вероятно, нашли также практическое применение медь, кадмий, свинец, титан, а может быть и некоторые другие металлы.
Используемые для промотирования металлы можно разделить на две группы. К первой из них принадлежат иридий и рений, хорошо известные как катализаторы гидро-дегидрогенизации и гидрогенолиза. Другая, более обширная группа промоторов, зключает металлы, которые практически не активны в указанных реакциях. Такими металлами являются медь, кадмий, германий, олово, свинец и др. Некоторые из этих металлов (например, медь, свинец) давно известны как каталитические яды для платины.
Таблица 2.3. Металлы, предлагаемые в патентах в качестве промоторов платинового катализатора риформинга
Группа периодической системы | Металлы | Группа периодической системы | Металлы |
1б | Медь, серебро | V6 | Ниобий, тантал |
IIб | Цинк, кадмий | VI6 | Хром, молибден, вольфрам |
Ша | Индий | VII6 | Рений, марганец |
Шб | Редкоземельные | VIII | Железо, кобальт, никель |
IVa | Германий, олово, свинец | VIII | Рутений, родий, иридий |
IV6 | Титан |
|
|
Va | Сурьма, висмут |
|
|
Таблица 2.4. Промышленные полиметаллические катализаторы риформинга [153, 154]
Фирма | Страна | Тип катализатора | Металлические компоненты |
Chevron | США | А, В, D, Е | Pt— Re |
UOP | США | R-16 | Pt—Re |
UOP | США | R-20 | Pt—Ge |
UOP | США | R-30 | Pt—Sn |
Engelhard | США | Е-501, Е-601 | Pt—Re |
Exxon | США | KX-130 | Pt—Ir |
IFP—Procatalyse | Франция | RG-451 | Pt—Ir |
Ketjen | Нидерланды | СК-433 | Pt—Re |
На протяжении последних 5—7 лет патентная литература отразила стремление улучшить катализаторы риформинга за счет перехода от биметаллических к полиметаллическим каталитическим системам. Большей частью такие системы содержат, наряду с платиной, еще два элемента, из которых один принадлежит к первой группе, а другой — ко второй. Так, если алюмоплатиновый катализатор промотируют рением, то в катализатор вводят еще один из следующих металлов: медь, серебро, кадмий, цинк, индий, редкоземельные элементы — лантан, церий, неодим и др. [155].
В табл. 2.4 представлены катализаторы риформинга, производимые в некоторых развитых капиталистических странах [153, 154]. Как и в случае монометаллических катализаторов, носителем служит у- или η-А12О3. Катализаторы типа В (Chevron) и СК-433 содержат по массе 0,3% платины и 0,3% рения, Е-601 —0,35% платины и 0,35% рения, a R-16—0,375% платины и 0,375% рения [153, 154]. Если судить по патентным данным (пат. США 396922; 4018670), то массовое содержание платины и иридия в катализаторе КХ-130 одинаково—по 0,3%.
В качестве кислотного промотора в полиметаллических катализаторах используется только хлор. Массовое его содержание в катализаторах составляет 0,8—1,1% [154, 156].