Катализатор для дегидрирования циклических углеводородов и вторичных спиртов

 

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ДЕГИДРИРОВАЙИЯ ЦИКЛИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ И ВТОРИЧНЫХ СПИРТОВ, содержащий активный компонент на носителе - окиси магния, отличающийся тем, что, с целью повышения активности и селективности катализатора, в качестве активного компонента он содержит, технеций при следующем соотношении компонентов, мае,%; Технеций0,1-4,0 Окись магнияОстальное W

09) 01) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 В 01 7 23 1

07 В 3 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ"

К АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф / (21) 3372011/23-04 (22) 18.12.81 (46) 30.12..83. Бюл. В 48 (72) Г.Н.Пирогова, Н.И.Прохорец, Т.A.Лагутина и Н.Й.Вяхова (71) Ордена Трудового Красного

Знамени институт физической химии

AH СССР (53) 66.097.3(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

М 2002253, кл. В 01 J 2211//1100, опублик.

1979.

2. Авторское свидетельство СССР

М 623575, кл. В 01 J 23/Ы 1974.

3. Форст А.В., Лапин lO.Ï. Исследование структуры активных центров дегидрирукхцих катализаторов .на реакции дегидрирования циклогексана—

Вестник ИГУ, еР 1, 1946, с. 95-103 (прототип) ° (54)(57) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ДЕГИДРИРОВАНИЯ ЦИКЛИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

И ВТОРИЧНЫХ СПИРТОВ, содержащий активный компонент .на носителе — окиси магния, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью повышения активности и селективности катализатора, в качестве активного компонента он содержит, технеций при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Технеций 0,1-4,0

Окись магния Остальное

1022374

Изобретение относится к катализаторам для дегидрирования углеводородов и спиртов.

Известен катализатор для дегидри-. рования спиртов, содержащий окись магния (1) .

Реакция протекает при 320-Зб0 С. д

Выход водорода 93,3%, селективность процесса 82%.

Известен также катализатор для дегидрирования спиртов, содержащий i0

0,05-0,1 мас.% технеция, и окись редкоземельного элемента — окись истрия или окись неодима, или окись праэеодима, или окись иттербия — остальное Pj . 15

Наиболее близким к предлагаемому катализатору является катализатор для дегидрирования углеводородов и спиртов, содержащий 0,02-10 мас.% платины на носителе — окиси магния (3) .

В реакции дегидрирования циклогексана при 320 С количество катализатора составляет 3 г, скорость подачи циклогексана 0,05-0,2 мл/мин, выход бенэола 46,0Ъ, селективность процесса 83%.

Недостатками такого катализатора являются низкие активность и селективность.

Целью изобретения является повы- 30 шение активности и селективности катализатора.

Цель достигается тем, что катализатор для дегидрирования циклических углеводородов и вторичных спиртов, 35 содержащий активный компонент на носителе — окиси магния, в качестве активного компонента содержит технеций при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ: 40

Технеций О, 1-4,0

Окись магния Остальное

Отличительными признаками предлагаемого катализатора являются содержание в качестве активного компонента 45 технеция, а также новое количественное соотношение компонентов.

Использование катализаторов с концентрацией технеция ниже 0,1 мас.% и выше 4,0 мас.Ъ нецелесообразно, так как при концентрации ниже 0,1 мас.В получают низкие выходы целевого продукта, а при концентрации выше

4,0 мас.Ъ выход целевого продукта не увеличивается.

Предлагаемый катализатор получают путем пропитки раствором пертехнетата аммония определенной концентрацией предварительно сформированньл частиц окиси магния. Объем раствора превышает в 1,4-1,6 раза насыпной объем 60. окиси магния.

Пропитывание и высушивание проводят в вакуумном ротационном испарителе при 70-80 С. Сухой продукт восстанавливают в токе водорода в тече- 65 ние 2 ч при 280-300вС, а затем 12 ч при 700оС.

Количество технеция в катализаторе определяют по радиоактивности.

Каталитическую активность полученных катализаторов проверяют на установке проточного типа в реакциях дегидрирования углеводородов и спиртов. Процесс дегидрирования углеводородов проводят при 270-450 С, а спиртов — при 150-300 С.

Продуктами дегидрирования циклических углеводородов являются ароматические углеводороды и водород, а продуктами дегидрирования спиртов— альдегиды или кетоны и водород.

Полученные вещества анализируют методом газожидкостной хроматографии.

Пример 1. Для приготовления катализатора берут 2,53 r окиси магния, предварительно сформированной в частицы размером 1,5-2 мм, и 0,005 r пертехнетата аммония, растворенного в 7 мл воды.

Окись магния и раствор пертехнетата аммония загружают в вакуумный ротационный испаритель и проводят пропитывание и высушивание в течение 1 ч при 70-80 С, затем переносят в кварцевую трубчатую печь и восстанавливают в токе водорода

2 ч при 280-30G C и 12 ч при ?00 С.

Полученный катализатор содержит

0,1 мас.Ъ на окиси магния.

Активность катализатора определяют в процессе дегидрирования циклогексана на установке проточного типа, куда загружают катализатор . Сначала через реактор пропускают азот и нагревают катализатор до

270 С, после чего на катализатор подают циклогексан со скоростью

0,074 мл/мин. Всего в опыте расход циклогексана составляет 3,46 г.

Процесс ведут при 270-450ОC. Длительность опыта при одной и той же температуре 1 ч. Выход катализата колеблется незначительно и составляет 3,4-3,315 г. Жидкие и газообразные продукты дегидрирования анализируют методом газожидкостной хроматографии, причем газообразные продукты анализируют непрерывно в ходе процесса.

Анализ показывает, что при дегндрировании циклогексана образуются только бенэол и водород, т.е. селективность процесса составляет 100%.

Выход бенэола на таком образце катализатора при 300, 320, 400 и

450. С составляет 11„9, 47,5, 57,8 и 87,8 мас.Ъ соответс венно.

Пример 2. Для приготовления катализатора берут 2,53 r окиси магния, предварительно сформированной в частицы размером 1,5-2 мм, 0.078 г пертехнетата аммония, 1022374

Составитель Н. Бутова

Редактор 3. Бородина Техред A.Áàáèíåö Корректор О. Тигор

Эаказ 10615/8 Тираж 537 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 растворенного в 7 мл воды. Дальнейшее приготовление катализатора, как в примере 1.

Катализатор содержит 1 % технеция, на окиси магния.

Активность катализатора опреде- 5 ляют в реакции разложения циклогексана по методике, описанной в примере 1.

Выход бензола на таком образцекатализатора при 300, 320, 400 и

450ОС соответственно 25,5, 57,5;

85,2 и 95,8 мас.% соответственно.

Селективность процесса 100%.

Пример 3. Для приготовления катализатора берут 2,53 г окиси магния, предварительно сформованной в частицы размером 1,5-2 мм, и 0,234 r пертехнетата аммония, растворенного в 7 мл воды.

Дальнейшее приготовление катализатора проводят, как в примере 1.

Катализатор содержит 3,4 мас.% технеция на окиси магния.

Активность катализатора определяют .в реакции разложения метилциклогексана по методике, описанной.

25 в примере 1.

Выход толуола на таком образце катализатора при 300, 320, 400 и

450 С составляет 27,2/ 52,4, 72,0 и 95,5 мас.% соответственно. Селективность процесса 100%.

Пример 4. Для приготовления катализатора, содержащего 4 мас.% технеция на окиси магния, берут 2,53 г окиси магния, предварительно сформированной в частицы размером

1,5-2 мм, и 0,312 г пертехнетата аммония, растворенного в 7 мл воды.

Дальнейшее приготовление катализатора проводят, как в примере 1, Активность катализатора определяют в реакции разложения изопропилового спирта по методике, описанной в примере 1. Процесс ведут при 150300 С.

Выход водорода на таком образце катализатора при 150, 200, 250 и

300 С составляет 53,2 72,3, 82,4 и 96,1 мас.% соответственно. Селективность процесса 100%.

Таким образом, содержание технеция в катализаторе на основе окиси магния повыаает его активность и селективность. При дегидрировании циклогексана на предлагаемом катализаторе выход бензола увеличивается до 95,8% (на катализаторе по прототипу выход бенэола составляет 46%}.

При дегидрированин изопропилового спирта увеличивается выход водорода.