Катализатор для дегидрирования этилбензола в стирол
(19)RU(11)1267657(13)C(51) МПК 6 B01J23/88, C07C5/367Статус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина: учтена за 19 год с 12.12.2002 по 11.12.2003
(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ДЕГИДРИРОВАНИЯ ЭТИЛБЕНЗОЛА В СТИРОЛ
Изобретение относится к области катализаторов, а именно к катализаторам для процесса дегидрирования этилбензола в стирол. Целью изобретения является повышение активности и избирательности катализатора за счет дополнительного содержания в его составе оксида молибдена и оксида церия при определенном количественном содержании компонентов. Кроме того, целью является также повышение механической прочности катализатоpа за счет дополнительного содержания портландцемента. П р и м е р 1. Катализатор готовят смещением сначала сухих тщательно измельченных ингредиентов, для чего берут 353 г оксида железа, 5 г оксида молибдена, 7,5 г оксида циркония. Для равномерного распределения компонентов смесь перемешивают 1-1,5 ч, а затем пропитывают 30 мл водного раствора азотнокислого церия, содержащего 29 г сухой соли, смесь перемешивают еще 0,5 часа и добавляют 50 мл водного раствора, состоящего из 95 г карбоната калия, 0,2 г карбоната рубидия и 8,5 г силиката калия. Катализаторную массу перемешивают до получения пластичной, однородной пасты и далее формуют. Сформованный катализатор сушат при температуре 120оС и прокаливают на воздухе при 650oС в течение 3-4 ч. По данным химического анализа катализатор содержит, мас. Диоксид циркония 1,5 Карбонат калия 19,0 Силикат калия 1,7 Оксид рубидия 1,0 Оксид молибдена 1,0 Оксид церия 4,0 Оксид железа 71,8
П р и м е р 2. Катализатор готовят так же, как в примере 1, но для приготовления используют, г: оксид железа 357,5, оксид молибдена 7,5; оксид циркония 12,5, карбонат калия 65, карбонат рубидия 31, карбонат церия 42 и силикат калия 2,5. Полученный катализатор имеет состав, мас. Диоксид циркония 2,5 Карбонат калия 13,0 Силикат калия 0,5 Оксид рубидия 5,0 Оксид молибдена 1,5 Оксид церия 6,0 Оксид железа 71,5
П р и м е р 3. Катализатор готовят как в примере 1, используя азотнокислые соли цезия в следующих массовых соотношениях с другими ингредиентами катализатора, г: оксид железа 337,5, оксид молибдена 5,0. диоксид циркония 5, карбонат калия 125, азотнокислый цезий 3,9, азотнокислый церий 19,9 и силикат калия 15. Полученный катализатор имеет состав, мас. Диоксид циркония 1,0 Карбонат калия 25,0 Силикат калия 3,0 Оксид цезия 0,5 Оксид молибдена 1,0 Оксид церия 2,0 Оксид железа 67,5
П р и м е р 4. 300 г оксида железа, 125 г карбоната калия и 31 г карбоната рубидия размалывают в шаровой мельнице с 200 мл дистиллированной воды до образования однородной высокодисперсной суспензии, в которую при перемешивании добавляют, г: оксид молибдена 2,5, оксид циркония 10, карбонат церия 35 и силикат калия 12,5. Катализаторную массу перемешивают 1,5-2 ч, подсушивают до образования пластичной пасты и формуют экструзией в "червяк". Сформованный катализатор сушат и прокаливают при температуре 650оС 3 ч. Катализатор содержит, мас. Диоксид циркония 2,0 Карбонат калия 25,0 Силикат калия 2,5 Оксид рубидия 5,0 Оксид молибдена 0,5 Оксид церия 5,0 Оксид железа 60,0
П р и м е р 5. Катализатор готовят как в примере 4, но для приготовления используют, г: оксид железа 375, карбонат калия 75, карбонат цезия 15,7, оксид молибдена 5, оксид циркония 2,5, карбонат церия 24,5 и силикат калия 11,5 ч, в отличие от примере 4, прокаливание сформованного катализатора ведут ступенчато:
Температура, оС Выдержка, ч
120 1
230-250 1
350-370 2
630-650 2
Прокаленный катализатор имеет следующий состав, мас. Диоксид циркония 0,5 Карбонат калия 15,0 Силикат калия 2,3 Оксид цезия 2,7 Оксид молибдена 1,0 Оксид церия 3,5 Оксид железа 75,0
П р и м е р 6. Катализатор готовят как в примере 1, но для приготовления используют, г: оксид железа 315, оксид молибдена 5, диоксид циркония 5,0, карбонат калия 95, карбонат рубидия 6,2, карбонат церия 29, силикат калия 2,5 и, дополнительно на стадии смешения сухих ингредиентов вводят 50 г тщательно измельченного гидравлического цемента типа портландцемент-400. Полученный катализатор имеет состав, мас. Диоксид циркония 1,0 Карбонат калия 19,0 Силикат калия 0,5 Оксид рубидия 1,0 Оксид молибдена 1,0 Оксид церия 4,5 Портландцемент 10,0 Оксид железа 63,0
П р и м е р 7. Катализатор готовят, как в примере 6, но для приготовления используют, г: оксид железа 343, оксид молибдена 5, диоксид циркония 5,0, карбонат калия 95, карбонат рубидия 6,2, карбонат церия 29, силикат калия 2,5 и портландцемент 25. После прокаливания катализатор имеет состав, мас. Диоксид циркония 1,0 Карбонат калия 19,0 Силикат калия 0,5 Оксид рубидия 1,0 Оксид молибдена 1,0 Оксид церия 4,5 Портландцемент 5,0 Оксид железа 68,6
П р и м е р 8. Введение в состав катализатора соединений церия в количествах менее 2 мас. и более 6 мас. не приводит к существенному увеличению активности катализатора. Так катализатор, приготовленный по примеру 1, но содержащий 1,5 мас. оксида церия обеспечивает активность 73,0% при избирательности 90-91 мас. Увеличение содержания оксида церия в катализаторе до 6,6 мас. не позволяет увеличить конверсию этилбензола выше достигнутой 75-76 мас. П р и м е р 9. Катализатор, приготовленный по примеру 1, но содержащий оксида молибдена 2 мас. приводит к некоторому увеличению избирательности до 93 мас. но при этом значительно снижается конверсия этилбензола до 71-72% Температура дегидрирования при увеличении содержания оксида молибдена также увеличивается, что является неблагоприятным фактором для промышленных процессов. П р и м е р 10. Катализатор готовят, как в примере 6, но для приготовления используют, г: оксид железа 350, оксид молибдена 2,5, диоксид циркония 2,5, карбонат калия 65, карбонат рубидия 3,1, карбонат церия 12,8, силикат калия 8,56 и портландцемент 36,5. После прокаливания катализатор имеет состав, мас. Диоксид циркония 0,5 Карбонат калия 17,5 Силикат калия 1,7 Оксид рубидия 0,5 Оксид молибдена 0,5 Оксид церия 2,0 Портландцемент 7,3 Оксид железа 70,0
П р и м е р 11. Катализатор готовят, как в примере 6, но для приготовления используют, г: оксид железа 330, оксид молибдена 2,5, диоксид циркония 2,5, карбонат калия 125, карбонат рубидия 3,1, карбонат церия 12,8, силикат калия 2,5 и портландцемент 25. Прокаленный катализатор имеет состав, мас. Диоксид циркония 0,5 Карбонат калия 25,0 Оксид рубидия 0,5 Оксид молибдена 0,5 Оксид церия 2,0 Портландцемент 5,0 Оксид железа 66,0
П р и м е р 12. Катализатор готовят, как в примере 6, но для приготовления используют, г: оксид железа 320, оксид молибдена 7,5, диоксид циркония 12,5, карбонат калия 65, карбонат рубидия 95, карбонат церия 38,7, силикат калия 15 и портландцемент 25. Катализатор имеет состав, мас. Диоксид циркония 2,5 Карбонат калия 13,0 Силикат калия 3,0 Оксид рубидия 5,0 Оксид молибдена 1,5 Оксид церия 6,0 Портландцемент 5,0 Оксид железа 64,0
Данные испытаний катализаторов, полученных по примерам1-7 и 10-12 приведены в таблице. Из результатов таблицы следует, что катализатор по изобретению позволяет повысить конверсию этилбензола на 2-4 мас. и избирательность на 1-1,5 абс, а также снизить разбавление углеводородов водным паpом до соотношения 1:2, что значительно повысит эффективность процесса дегидрирования и снизит энергетические затраты. Введение портландцемента (примеры 6-7) позволит дополнительно увеличить механическую прочность катализатора на 2-2,5% что продлит срок службы катализатора.
Формула изобретения
Карбонат калия 13,0 25,0
Силикат калия 0,5 3,0
Оксид рубидия или оксид цезия 0,5 5,0
Оксид молибдена 0,5 1,5
Оксид церия 2,0 6,0
Оксид железа Остальное
2. Катализатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности катализатора, он дополнительно содержит 5 10% портландцемента.
РИСУНКИ
Рисунок 1
