Катализатор для получения 2-метилпиридина

 

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализаторам (КТ) процесса окислительной конденсац-ш ацетальдегида и аммиака , использующихся для получения 2- и 3-метилпиридинов. Повышение активности и селективности КТ достигается за счет содержания в нем другого соединения молибдена. В качестве последнего КТ содержит 2-5 мас. додекамолибдофосфорной кислоты на алюмосиликатном носителе. Испытания КТ показывают, что он обеспечивает до 93,9%-ную степень превращения ацетальдегида и 34 - 46,6%-ный выход 2-метилпиридина против 20- 30,3%-ного выхода на известном катализаторе , 6 табл. (А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (5g 4 8 01 J 27/19 07 D 213/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3899287/31-04 (22) 22.05.85 (46) 30,01.87, Бюл, № 4 (71) Научно-исследовательский институт химии Саратовского государственФ ного университета им. Н. Г. Чернышевского (72) Ю. Н. Усов, Т. Г. Вайстуб, Э. Д. Чекуровская, Т. M. Тарасова и А. Н, Акимов (53) 66.097 ° 3(088. 8) (56) Патент США № 3932421, кл. С 07 D 213/10, опублнк. 19 76.

Патент ФРГ № 1770870, кп. С 07 D 213/10, опублик. 1978.

Патент CIIIA № 4239892, кл. 546251, опублик. 1980. (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ 2-М:.—

ТИЛПИРИДИНА (57) Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализаторам (КТ) процесса окислительной конденсации ацетальдегида и аммиака, использующихся для получения

2- и З-метилпиридинов, Повьппение активности и селективности КТ достигается за счет содержания в нем другого соединения молибдена. В качестве последнего КТ содержит 2 — 5 мас.Е додекамолибдофосфорной кислоты на алюмосиликатном носителе. Испытания

КТ показывают, что он обеспечивает до 93,97-ную степень превращения ацетальдегида и 34 — 46,6Х-ный выход 2-метилпиридина против 2030,37-ного выхода на известном катализаторе. 6 табл, 72 2 массу сушат на воздухе при перемешивании. Приготовленный таким образом катализатор содержит 0,5 мас.7

Н РМо, О qo и 99,57. носителя.

Пример 5 (сравнительный).

5 r. алюмосиликата с молярным соотношением Si : Al 85:15, зернением

0,25-0,5 мм, предварительно прокаленного при 500 С в течение 5 ч, заливают раствором О, 3 г (1 7, 3

РМо«О > в 12 мл этилового спирта-ректификата. Полученную массу сушат на воздухе при перемешивании, Приготовленный таким образом катализатор содержит 6 мас.7

Н РМо, О о и 94 ма с. носителя, Пример .6, Испытание катализатора в процессе окислительной конденсации ацетальдегида и аммиака, В реактор трубчатого типа из молибденового стекла (высота реактора

250 мм, внутренний диаметр 10-11 мм) загружают определенный объем катализатора, постепенно поднимают температуру в реакторе до заданной и выдерживают катализатор при этой температуре в течение 30 мин в токе газа-носителя. — гелия (скорость гелия 54,5 мл/мин,), Парообраэный исходный ацетальдегид 967-ной чистоты и балонный аммиак 987-ной степени чистоты подают газовым шприцем в объеме

1 смЗ, Содержание воздуха в смеси поддерживают постоянным (около

177.) ° Анализ продуктов реакции осуществляют методом газо-жидкостной хр омато гр афии.

В табл. 1 представлены результаты испытания образцов катализатора с различным содержанием додекамолибдофосфорной кислоты (ГПК); в табл, 2— испытание катализатора при варьировании температуры реакции; в табл. 3испытание катализатора при изменении времени контакта (иэменение времени контакта осуществляют варьированием объема загружаемого катализатора, а именно 0,25; 0 50; 0 80

1 э 1 I и 1,2 см ); в табл. 4 — испытание катализатора при различных составах исходного сырья; в табл. 5 — испытание катализатора на длительность его работы и в табл, 6 — испытание образцов катализатора с носителем различного состава.

Пример 3 (сравнительный) . 40

5 г алюмосиликата с молярным соотношением Si Al 85: 15, зернением .0,25-0,5 мм, предварительно прокаленного при 500 С в течение 5 ч,,заливают раствором 0,05 г (2,89 45 10 моль) Н PMo 04о в 12 мл этилового спирта-ректификата, Полученную массу сушат на воздухе при перемешивании, Приготовленный таким образом катализатор содержит 1 мас.X 50

Н РМо 0,1 и 99 мас.X носителя.

Пример 4 (сравнительный).

5 г алюмосиликата с молярным соотношением Si Al 85: 15, зернением

0,25-0,5 мм, предварительно прокаленного при 500ОС в течение 5 ч, заливают раствором 0,025 r (1,4

«10 моль) Н РМо1 О о в 12 мл этилового спирта-ректификата, Полученную

1 12862

Изобретение относится к катализаторам, а именно к катализаторам процесса окислительной конденсации ацетальдегида и аммиака с целью получения 2- и З-метилпиридинов. 5

Цель изобретения — повышение активности и селективности катализатора эа счет содержания в нем в качестве соединения молибдена дсдекамолибдофосфорной кислоты Н РМо, О при определенном содержании компо " кентов, Изобретение иллюстрируется следующими примерами, Пример 1. 5 г алюмосиликата с молярным соотношением Si:А1

85:15, зернением 0,25-0,5 мм, пред варительно прокаленного при 500С С в течение 5 ч, заливают раствором

0,1 г (5,8 ° 10 моль) Н PNo>> 01 в

12 мл этилового спирта-ректификата. Полученную массу сушат на воздухе .при перемешивании, Приготовленный таким образом катализатор содержит 2 мас.X НзРМо О о и 98 мас.7.

25 носителя.

Пример 2. 5 r алюмосиликата с молярным соотношением Si Al

85: 1 8, зернением О, 25-0, 5 мм, пр едварительно прокаленного при 500 С в течение 5 ч, заливают раствором

0,25 г (14,4 10 моль) H PMo>>O o в

-1 а

12 мл этилового спирта-ректификата, Полученную массу сушат на воздухе при перемешивании. Приготовленный 35

1 таким образом катализатор содержит

5,0 мас X H>PMo<> О о z 95 мас,X носителя.

Формула и э обретения

Катализатор для получения 2-метилпиридина окислительной конденсацией ота 2,0-5 0

Остальное

Таб лица 1 м аю

Выход продуктов реакции, мас.Ж

Степень

Количество нанесенной

ГПК, г пр евращения ацетальдегида, Х

Ацето- Альдини трил мин

Пиридин 2-Метил 3- и 4пиридин метилпиридины

Неид. продукты

28,8

О 7 35 7 37 8 О 7

21,5

0 5

1э8 38в2 2913 Ою8

1,0

30,0

39,3

1,1 36у0 11,5 0,5

2,0

46,6

4,1

92,!

93,1

0 9 32,6 15,1 2,7

2,6 28,7 19,0 2,9

5729027137

6,4 34,0 31,0 5,9

3i0

40,1

1,7

4,0

34,9

88,1

5,0

34,4

92,3

93,9

6,0

22-, 7

Катализаторпро то тип

20,4-30, 3

П р и м е ч а н и е. Температура 250 С, время контакта 0,25 с, отношение ацетальдегид:аммиак 1:4.

Таблиц а 2

Степень

Выход продуктов реакции, мас.Ж

Альди- Неид. Пиридин мнн продукты

Темпепревращения ацетальдегида, Х ратура

О

3- и 4метилпиридины

2-МетилАцетонитрил пиридин

73,2

6,4

31,4

Ое4 4812 13 ° 5

220

92,1

4,1

46,6

0,5

1,1 36,0 ll 5

250

41,2

11,8 31,6 11,0

18,1 2?,3 11,1

82,2

3,3

1,7

300

40,2

84,5

0,6

2,6

320

П р и м е ч а н и е. Содержание ГПК 2 мас.Ж, время контакта 0,25 с, отношение ацетальдегид : аммиак 1:4, ацетальдегида и аммиака, включающий соединение молибдена и носительалюмосиликат, о т л и ч а,ю щ и й—

l с я тем, что, с целью повышения активности и селективности, в качестве соединения молибдена катализа1286272 тор содержит додекамолибдофосфорную кислоту при следующем содержании компонентов, мас.Ж:

Додекамолибдо5 фосфорная кисл

Алюмо силик ат

1286272

Таблица 3

Выход продуктов реакции, мас,%

Степень превращеВремя конНеид, Пиридин продукты

2-Метил пиридин

Ацетонитрил такта, с

0,25

46,7

92,1

0,5

4,1

0,5

0,9

41,6

93,8

0,8

3,6

39,2

68,6

1,2

12,6 36,4

7,2

1,9

41,7

48,4

П р и м е ч а н и е, Содержание ГПК 2 мас,%, 250 С, отношение ацетальдегид:аммиак 1:4, Таблица 4

Выход продуктов реакции, мас,%

Степень

Отношение

3 превр ащения ацетальдегида, % -и1— ликолин

015:4э5 1ю8

6 5

38,3

36,0

1:4

1,0

4,1

92,1

1,4

26,5

2:3

2,5

89 7

3:2

17,7

4,3

23,8

46,6

7,5

57,5

4:1

3,7

2,5

13,7

69,5

l0,6

32,!

П р и м е ч а н и е.. Температура 250 С, ГПК 2 мас,%, время контакта 0,25 с.

1, 1 36,0 11,5

2,0 43,4 12,2

12,0 35,6 9,6

Ацето- Альди- Неид, Пири- с пинитрил мин йродук- дин колин ты

16,7 12,8 62,1

11,5 0 5 46,7

24,2 45,3

3- и 4метилпиридин ния ацетальдегида, %

1286272

Т аблиц а 5

Выход продуктов реакции, мас.Ж

Степень

Время работы каталиПример

2-Метил пиридин

Неид. Пирипродук дин

Tbl

Ацето- Альдини трилл мин затора, мин

1,0

92,1

4,1

46,6

2,0

41,6

93,8

6,4

81 1

45,6

1,0

84,3

3,2

47,0

1,4

3,5

83,6

50,0

1,4

П р и м е ч а н и е. Температура 250 С, ГПК 2 мас..Ж, время контакта 0,25 с, ацетальдегид:аммиак 1:4.

Таблица 6

СоотноВыход продуктов реакции, мас.X шение

Si!Al

Альдимин

Ацетонитрил

3-и 4метилпиридины

Неид. продукты

Пиридин 2-Метил пиридин

95:5

10,4 30,0 13, 8

7,3

97,4

85:15

1,0 36,0

23,4 29,0

11,5

4,1

92ю1

70: 30

6,5

3,2

83,4

П р и м е ч а .н и е, Температура 258 С, время контакта 0,25 с, содержание ГПК 2 мас.Х..

Составитель Н, Всесвятская ,Редактор M. Недолуженко Техред М.Ходаиич Корректор Н. Король

Заказ 7658/8 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 .

2 90

3 180

4 270

5 360

3610 11 ю 5 Ов5

43,4 12,1 0,8

366 97 06

40,3 7,5 0 5

37 1 7 3 0 6

1,2 37,4

0,5 46,7

0,3 37,3 превр ащения ацетальдегида, Х

Степень превр ащения по ацетальдегиду, Х