Способ приготовления цеолитсодержащего катализатора для диспропорционирования толуола

 

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩЕГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЯ ТОЛУОЛА, включающий смешение ультрастабильного цеолите HY с алюмосиликатом, введение молибдена методом ионного обмена, сушку и прокаливание , отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной активностью, сначала в ультрастабильный цеолит HY вводят молибден методом твердофазного ионного обмена с хлоридом молибдена (Y) сначала при 120-150с в течение 2-3 ч, затем при 300-500°С в течение 4-5 ч и полученный материал смешивают с алюмосиликатом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

OQ) (11) ES ю

° ф ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К ABTOPCHOMY С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ (21) 3616488/23-04 (22) 01.07.83 (72) И. И. Урбанович, М. Ф. Русак и Н. С. Козлов (71) Институт физико-органической химии АН Белорусской ССР (46) 23.12.84. Бюл, В 47 (53) 66.097.3(088.8) (56) 1. Патент США У 3597491, кл. 260-672. опублик. 1972.

2. Патент США Ф 4167530, кл, С 07 С 3/62, опублик. 1979 (прототип).

3(51) В 01 .,)37/30 -И.Ц! 3 37/04 >

В 01 3 29/Iá (54)(57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩЕГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЯ ТОЛУОЛА, включающий смешение ультрастабильного цеолит4 HY. с алюмосиликатом, введение молибдена методом ионного обмена, сушку и прокаливание, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной активностью, сначала в ультрастабильный цеолит HY вводят молибден методом твердафазного ионного обмена с хлоридом молибдена (Y) сначала при 120-150 С в течение 2-3 ч,. затем при 300-500 С в течение 4-5 ч и полученный материал смешивают с алюмосиликатом. 11303

Изобретение относится к способам приготовления цеолитсодержащих катализаторов для диспропорционирования толуола.

Известен способ приготовления цеолитсодержашего катализатора для диспропорционирования толуола путем введения в цеолит типа Y хрома, молибдена, -вольфрама в количестве 1,029»0 мас.7 и промоторов — металлов !О

I u IV групп периодической системы в количестве 1,0-!5,0 мас.7. (l) .

Недостатком известного способа является низкая активность полученного катализатора, так как в процессе диспропорционирования толуола при

555 С, давлении 5,6 МПа, мольном отношении водород: толуол = 2:1 и объемной скорости подачи сырья 1,0 ч выход целевых продуктов (бензола и ксилолов ) составляет 30,9 мас,X.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления цеолитсодержащего катализатора для диспропорционирования толуола путем смешения ультрастабильного цеолита НУ с алюмосиликатом, сушки, прокаливания, введения молибдена и кобальта методом жидкофазного ионного обмена с последующей сушкой и прокалированием 121 .

Недостатком известного способа является низкая активность полученного катилизатора, так как при 480 С, 35 давлении 2,0 МПа, мольном отношении водород:толуол = 9,2:1 и объемной скорости 6 ч выход продуктов диспро, порционирования составляет 30»7 мас.7., Целью изобретения является почучение катализатора с повышенной активностью.

Поставленная цель достигается тем, что со гл асио способу приготовления цеолитсодержащего катализатора для диспропорционирования толуола включающему смешение ультрастабильного цеолита HY с алюмосиликатом введение молибдена методом ионного обмена,50 сушку и прокаливание, сначала в ультрастабильный цеолит HY вводят молибден методом твердофазного ионного обмена с хлоридом молибдена (Y) сначала при 120-150 С в течение 2-3 ч 55 затем при 300-500 ® в течение 4-5 ч и полученный материал смешивают с алюмосиликатом.

99 2

Введение молибдена в ультрастабильный цеолит методом твердофазного ионного обмена с хлоридом молибдена (У) при указанных условиях и новая последовательность стадий приготовления катализатора. обеспечивают однородное распределение ионов металла в цеолите, что позволяет приготовить катализатор с повышенной активностью. В процессе диспропорционирования толуола при 480 С, давлении 2,0 МПа, мольном отношении водород:толуол = 10:1и объемной скорости 6 ч " выход бензола и ксилолов достигает 58,2 мас.X.

Для приготовления катализатора предпредлагаемы1 способом ультрастабильный цеолит тщательно перемешивают с хлоридом молибдена (Y), сушат, прокаливают прессуют и дробят до размера зерен 23 мм. Зерна перемешивают с гидрогелем алюмосиликата, сушат, прессуют, дро-. бят и после окончательной прокалки получают готовый катализатор.

Пример 1 (для сравнения).

20 r ультрастабильного цеолита HY тщательно перемешивают с 0,38 r MoC8< сушат при 150 С 2 ч и прокаливают при 400 С 4 ч,прессуют, дробят до размера зерен 2-3 мм. Получают катализатор состава, мас.7: Мо 1,0, ультрастабильный цеолит HY остальное..

Пример 2 (для сравнения) .

Катализатор готовят аналогично примеру 1, смешивая 10 r ультрастабиль.ного цеолита HY с 0,285 r МоС . Получают катализатор состава, мас.7.:

МоО 1,5, HY остальное.

Пример 3 (для сравнения).

Катализатор готовят аналогично примеру 1, смешивая 10 r ультрастабильного цеолита HY с 0,38 г МоС1 . Полу чают катализатор состава, мас.7; МоО

2,0, HY остальное.

Пример 4. 20 г ультрастабильного цеолита HY перемешивают .с

0,38 r МоС сушат при 150 t 2 ч и прокаливают при 400 t 4 ч, прессуют, дробят до размера зерен 2-3 мм. Зерна

1 тщательно перемешивают с гидрогелем алюмосиликата при массовом соотношео нии между ними 1:1,5, сушат при 120 С

2 ч, прессуют, дробят до размера зерен 2-3 мм, прокаливают при 500 С

4 ч. Получают катализатор состава, мас.7: Мо0 0,4, HY 39,6» алюмосиликат остальное.

Пример 5. 10 г ультрастабильного цеолита HY смешивают с

1130399 г т

Давле Температура j ние, .

С МПа

1 !

1

Пример

Объемная ско .Моо Л

TsII0K

Продукты креБензол рость, ч кинга

1,0 99,0

400 1,5

500 1,5

400 1,5 .450 1,5

26,1

36,9

0 5

l,5 98,5

0,6

28,7

2,1

24,3

450

2,0 98,0

0,4 39,6

О, 6 39, 4

l 5

0,6

47,2

60,0

480 2,0

480 2,0

0,6

I8 8

19,6

600

0,9

0,285 г МоС ;, Повторяют все операции аналогично примеру 4. Получают катализатор состава, мас.%: МоО>-0,6 HY

39,4 алюмосиликат остальное.

Пример 6. Катализатор готовят аналогично примеру 4, смешивания 10 r ультрастабильного цеолита

HY c 0,38 г МоС . Смешение с гидрогелем алюмосиликата производят при мас— совом соотношении 1:1,8. Получают катализатор состава, мас.%: МоО 0,7, HY 34,3, алюмосиликат остальное.

Пример 7, Катализатор готовят аналогично примеру 6. Смесь уль.трастабильного цеолита HY и МоС су-15 шат при 180 С 3 ч и прокаливаюФ при

300 С 4 ч. Получают катализатор того же состава.

Пример 8. Катализатор го- б товят аналогично примеру 6. Смесь ультрастабильного цеолита HY и МоС о, сушат при 120 С 2 ч и прокаливают о при 400 С 5 ч. Получают катализатор того zce состава. 25

Пример 9. Катализатор готовят аналогично примеру 6. Смесь ультрастабильного цеолита HY и МоС о, сушат при 130 С 2 ч и прокаливают при 500 С 4 ч. Получают катализатор о того же состава.

Пример 10. 10 г ультрастабильного цеолита HY смешивают с

0,95 г MoCf< сушат при 120 С 2 ч, О

35 .прокаливают при 400 С 4 ч.

Состав катализатора, мас.%

4 г образца смешивают с гидрогелем алюмосиликата в массовом соотно-. шении 1:1,5, сущав при 120"С 2 ч, прокаливают при 500 С 4 ч. Получают катализатор состава, мас.Ж: МоО 2,0, НУ 38, алюмосиликат остальное.

Образцы катализатора испытывают в процессе диспропорционирования.толуола на установке проточного типа.

Для этого 10 см катализатора помез щают в реактор, прокаливают 2 ч, при 500 С, продувают азотом, восЧ„ о станавливают водородом при 500 С устанавливают температуру опыта и подают толуол в токе водорода при мольном отношении водород:толуол = 3-10:1, объемной скорости 1-6 ч, давлении водорода 1,5 — 2,0 MIIa.

Результаты испытания представлены в таблице.

Из приведенных данных следует, что катализатор, приготовленный предлагаемым способом превосходит по активности катализатор, приготовленный известным способом. Выход целевых продуктов — бензолаи ксилолов составляет 38,2-58,2 и ЗЪ,7 мас.Е соответственно при более высоком содержании молибдена в последнем катализаторе.

Катализатор, приготовленный предлагаемым способом легко регенерируется обработкой водородом при 500 С, не снижая практически,. своей активности, 1130399

Продолжение таблицы

Пример

Состав катализатора, мас.X

ТемпеДавление, МПа

Объемратура

С ная

НУ А1,0 -S10 .

Продукты хреБензол ско.-1 рость, ч-.1 кинга

65,0

0,7 34,3

482 2,0 6

480 2,0 6

482 2,0 6

23,8

l,5

Катализатор после регенерации

23,3

34,3

65 0 о5,0

65,0

У 0,7

0,7

21,7

0 5

482 2,0 6

34,3

24,6

1,6

1,8

907343

10 2,0 38,0

482 2 0 6

480 2,0 6

482 2,0 6

25,8

60,0

31,5 ф

Известный

Продолжение таблицы

Пример

Состав катализатора, мас.Ж

Т ола и ов

44,8 О,! 29,0

55,1

13,6 6,7

8,6 7,8

8,7

40,6 0,7

2 . 48,4 0,8

43,3 1,1.44,3 0,4

58,2

4,9

21,30

10,4 5,5

49,4

0,8

4,8

20,7

51,2

2.3

14,1 5,9

4,0 1,7

10,0 4,4

16,5 6,3

18,7 6,3

18,5 7,4

8,7 7,3

l8,6 6,5

17,6 7,0

9,3 3,9

26,9

6,9

54,7

0,4

1,8

7,5

4 61,2

38,2

19,4

5 0

46,8 2,1

36,6 3,7, 33,0 3,1

50,2

30,6

7,8

58,2

34,4

9,4

57,8

34,5

8,6

43,2

54,1 2,2 21,5

5,5

36,4 3,9

9 36,8 3,5

10 47,,0 1,2

58,1

33,5

8,4

57,9

32,1

7,5.49 „1

0,9

l7,6

4,4

30,7

Катализатор состава, мас.%: MoU> 10, 0о0-2,5, HY-35, ЛР O — S10 остальное