Катализатор для получения фталевого ангидрида

 

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализатору (КТ) для получения фталевого ангидрида окислением нафталина. С целью повышения активности КТ он имеет состав, мас.%: пентоксид ванадия 6,0-6,5; оксид калия 6,4-7,0; оксид цезия 8,0-8,5} оксид хрома 0,03-0,05; триоксид серы 14,0-14,5-; диоксид селена 0,002-0,01; носитель остальное. КТ с нагрузкой 60- 90 г/л.ч, выход фталевого ангидрида составляет 92-95 мол.%, а производительность 70-100 г/л-.ч. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 В 01 3 23/22, 27/02, С 07 D 307/89

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4135056/23-04 (22) 18.07.86 (46) 30. 03. 88, Бюл. У 12 (71) Ленинградское научно-производственное объединение по разработке и внедрению нефтехимических процессов "Леннефтехим" (72) Н.Г.Глуховский, О.Е.Баталии, Г.Ф.Воробьева и А.В.Александр (53) 66.097.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 4 15039, кл. В 01 J 23/22, 1972 °

Авторское свидетельство СССР

У 414826, кл. В О1 J 23/22, 1971. (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФТАЛЕВОГО АНГИДРИДА (57) Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализатору (КТ) для получения фталевого ангидрида окислением нафталина.

С целью повышения активности КТ он имеет состав, мас.%: пентоксид ванадия 6,0-6,5; оксид калия 6,4-7,0; оксид цезия 8,0-8,5, оксид хрома

0,03-0,05; триоксид серы 14,0-14,5, диоксид селена 0,002-0,01; носитель остальное. КТ с нагрузкой 6090 г/л.ч, выход фталевого ангидрида составляет 92-95 мол.%, а производительность 70-100 г/л.ч. 1 табл.

1384325

Изобретение относится к области катализаторов для окисления углеводородов, предпочтительно нафталина,во фгалевый ангидрид.

Целью изобретения является повышение активности катализатора за счет дополнительного содержания в составе катализатора диоксида селена, а также за счет нового соотношения ком50 понентов.

Пример 1, В 500 мл дистиллированной воды вносят 290 r 607-ной серной кислоты, 64 г пентоксида ванадия, 48 r щавелевой кислоты и 27 мл

0,2 7-ного водного раствора диоксида селена, Полученную смесь нагревают о до температуры до 90+5 С и выдерживают при этой температуре до получения раствора,к которому добавляют 20

127 r сульфата калия, 114 r сульфата цезия, перемешивают и добавляют 2,4 r сульфата хрома, выдерживают при

90+5 С до получения раствора, к ко-, торому добавляют 700 r широкопористо- 25 го шарикового силикагеля. При постоянном перемешивании смеси и температуре 90+5 C смесь высушивают до получения воздушно-сухого катализатора, который активируют в токе воздуха при З0 объемной скорости 400 ч и 385+5 С в течение 2 ч. Полученный катализатор содержит в пересчете на V 0, К О, CSzO, CrzOq, БО и SeO соответственно, мас.7: 6,0, 6,4, 8,0;

0,05; 14,0 и 0,005, носитель остальное.

При окислении на полученном катализаторе нафталина с нагрузкой

81,4 г/л ч при 385 С выход фталевого 40 ангидрида составляет 93,7 мол.7,ïðoизводительность 88,2 г/л,ч.

Пример 2. Катализатор получают аналогично примеру 1, но при объемной скорости воздушного потока 45

-( в ходе активации 300 ч . При нагрузке на катализатор 72, 1 г/л. ч и о

380 С выход фталевого ангидрида составляет 94,2 мол.Х, производительность 78,5 г/л ч.

Пример 3 ° Катализатор получают аналогично примеру 1, однако вносят 32,2 мл 0,27-ного водного раствора диоксида селена. Полученный катализатор содержит в пересчете на

V:0, К О, Csz0, Сг O, SO и SeOz

Я соответственно, мас.7.: 6,0;6,4, 8,3;

0,05, 14,0 и 0,006, носитель остальное.

При окислении нафталина на полученном катализаторе с нагрузкой

92,2 г/л ч при 390 С выход фталевого ангидрида составляет 92,1 мол.7, производительность 98,2 г/л ч. Пример 4. Катализатор-получают аналогично примеру 1, однако вносят 11 мл 0,27.-ного водного раствора диоксида селена. Полученный катализатор содержит в пересчете на V О, К20, С$10, Cr20, БОЯ и Беоз соответственно, мас.Х: 6,0; 6,4, 8,3, 0,05

14,0 и 0,002, носитель остальное.

При окислении нафталина на полученном катализаторе с нагрузкой

80, 1 г/луч при 385 С выход фталевого ангидрида составляет 89,2 мол.7, производительность 82,6 г/л ч.

Пример 5. Катализатор готовят аналогично примеру 1, однако вносят 49 мл 0,27.-ного водного раствора диоксида селена, а воздушный поток для активации пропускают с объемной скоростью 500 ч . Полученный катализатор содержит в пересчете на тт 05, К20, CS20, Cr203 Боз И

Se0 соответственно, мас.7.: 6,0, 6,4, 8,3; 0,05; 14,0 и 0,01, носитель остальное.

При окислении нафталина на полученном катализаторе с нагрузкой

80,6 г/л;ч при 385 С выход фталевого ангидрида составляет 89,3 мол.7. производительность 83,2 г/л.ч.

Пример 6. В 500 мл дистиллированной воды вносят 315 г 60Х-ной серной кислоты, 72 г пентоксида ванадия, 53 г щавелевой кислоты и 28 мл

0,2Х-ного водного раствора диоксида селена. Полученную смесь нагревают до 90+5 С и при этой температуре выдерживают до получения раствора, в который добавляют 143 r сульфата калия, 121 r сульфата цезия и 1,5 r сульфата хрома и смесь выдерживают при 90+5 С до получения раствора. о

В раствор вносят 700 г шарикового силикагеля и при 90+5 С высушивают до получения воздушно-сухого катализатора, который активируют в условиях, аналогичных примеру 1. Полученный катализатор содержит в пересчете на

V2OÐ, К O, Cs,о, Cr,озу Soú и Беог соответственно, мас. : 6 5; 7,0;

8,5, 0,04 14,5 и 0,005, носитель остальное.

При окислении нафталина на полученном катализаторе с нагрузкой

1384325

67,7 г/л.ч и при 370 С выход фталевого ангидрида составляет 94,8 мол.Х, а производительность 68,7 г/л ч.При нагрузке нафталина на катализатор

93,4 г/л.ч и 390 С выход фталевого ангидрида составляет 92,2 мол.Х, производительность 99,6 г/л;ч.

Пример 7 (известный).В 500 мл дистиллированной воды вносят 290 г 10

60Х-ной серной кислоты, 64 r пентоксида ванадия, 48 r щавелевой кислоты и полученную смесь нагревают до о температуры 90-95 С, выдерживают при этой температуре до получения раство-15 ра, к которому добавляют 127 г сульфата калия, 114 г сульфата цезия и перемешивают. К полученному раствору добавляют 2,4 r сульфата хрома и 0,7 кг широкопористого шарикового силикагеля и при постоянном перемешивании полученную

О смесь при 85-95 С высушивают. Полученный воздушно-сухой катализатор активируют в токе воздуха при объем- 25 ной скорости 300-500 ч и 380 С в течение 2 ч.

Катализатор содержит в пересчете на Ч О, К О, Св О, Cr О и ЯеО соответственно, мас.X: 6,0, 6,4, 8,3, 30

5:10 и 14,0, носитель остальное.

При окислении на полученном катализаторе нафталина с нагрузкой о

80 г/л ч и при 385 С выход фталевого ангидрида составляет 86,7 мол.Х, производительность 80,2 г/л,ч.

Пример 8 (для сравнения).

Катализатор получают аналогично примеру 1, однако перед загрузкой носителя в раствор добавляют 65 мл 0,2Х-но- 40

ro водного раствора диоксида селена, тщательно перемешивают, загружают носитель и далее получают катализатор в условиях, аналогичных примеру 1. Полученный катализатор содер- 45 жит в пересчете на 7 0 „ К О, Csz0>, CrzO, SO> и SeOz соответственно, мас. : 6,0, 6,4, 8,3, 5 10 14 0 и 0,01, носитель остальное, При окислении нафталина на полученном катализаторе с нагрузкой

78,8 г/л;ч и при 390 С выход фталевого ангидрида составляет 86,2мол.7 производительность 78,5 г/л;ч.

Пример 9 (для сравнения), Катализатор получают аналогично при55 меру 1, однако перед загрузкой носителя в раствор добавляют 5 5 мл

0,2 Х-ного водного раствора диоксида

=елена, тщательно перемешивают, загружают носитель и далее получают катализатор в условиях, аналогичных примеру 1. Полученный катализатор содержит в пересчете на V О, К О, CszO, CrzO, КО и SeOz соответственно, мас.Х: 6,0; 6,4, 8,3, 5 10, 14,0 и 0,00 1, носитель остальное, При окислении нафталина на полученном катализаторе с нагрузкой о

79,8 г/л ч и при 385 С выход фталевого ангидрида составляет 87,6 мол.Х, производительность 79,9 г/л ч.

Пример 10 (для сравнения).

Катализатор содержит, мас.Z: Ч О

12,5; 7 0 . 0,5; K>S04 13,2, SeOq 0,4;

SO !5,1; TiO 45 и Cr О 13,3, На полученном катализаторе при окислении нафталина с нагрузкой

39,6 г/л.ч и при 395 С выход фталевого ангидрида составляет 77,8 мол,Х, производительность 35,6 г/л.ч.

Пример 11 (для сравнения).

На катализаторе по примеру 10 при окислении нафталина с нагрузкой

62,7 г/л.ч и при 415 С выход фталевого ангидрида составляет 72,3 мол.Я, производительность 52,4 г/л.ч.

Пример 12 (для сравнения).

Катализ-тор содержит, мас.Х: Vz0 0,5 ;

VzA t2,5, К SOq 13,2; SeOz 0,005;

TiOz45; Сг 0 13,3, SO> остальное.

На полученном катализаторе при окислении нафталина с нагрузкой о

39,4 г/л ч и при 390 С выход фтялевого ангидрида составляет 78,2 мол.Х, производительность 35,6 г/л ч.

Пример 13. В 500 мл дистил— лированной воды вносят 300 г 60Х-ной серной кислоты, 69 r гентоксида ванадия, 52 г щавелевой кислоты и 33 мл

0,2Х-ного водного раствора диоксида селена. Полученную смесь нагревают до 90+50 С и выдерживают при этой температуре до получения раствора, к которому добавляют 138 г сульфата калия, 120 r сульфата цезия и 2,3 r сульфата хрома, выдерживают при о

90+5 С до получения раствора, к которому добавляют 700 r ширакопористого шарикового силикагеля. При постояно ном перемешивании смеси и 90+5 С смесь высушивают до получения воздушно-сухого катализатора, который активируют в токе воздуха при объемо ной скорости 400 ч и 385+5 С в течение 3 ч. Полученный катализатор содержит компоненты:VzO,К О,Сз О,CrzO, 1384325

Влияние состава каталиэатора на его активность

Проиэводитель- . ность каталиэато» ра, гlлч

ОптимальВыход фталевого ангид ридаэ мол.I ная текле ратура, С

65,545 81,4

65,S4S 72, !

385 93,7 88,2

380 94,2 78,5

385 89,2 82,6

65,248 80,1

63,465 93,4

65,250 80,0 . 65,238 78,8

65,249 79,8

390 92,2 99,6

385 86,7 80,2

390 86 ° 2 78,5

38$ 87,6 79,9 12,5 13,2 45,0

39,6 395 77,8 35,6! о o,s!

3,3 15,1 0,4

S04 Se02 соответственно, мас.Ж: 6,3, 6,8; 8,4; 0,04, 14,4, 0,06, силикагель (носитель) остальное.

При окислении на полученном ката5 лизаторе нафталина с нагрузкой

82,8 г/л ч при 385 С выход фталевого ангидрида составляет 93,6 мол.7., производительность 89,6 г/л ч.

П р и"м е р 14. В 500 мл дистилли- 10 рованной воды вносят 300 r 60X-ной серной кислоты, 68 г пентоксида ванадия, 51 г щавелевой кислоты и

28 мл 0,27.-ного водного раствора диоксида селена. Полученную смесь на гревают до температуры 90+5оС и выдерживают при этой температуре до получения раствора, к которому добавляют 135 r сульфата калия, 118 г сульфата цезия и 2,3 г сульфата хро- 20 ма, выдерживают при 90+5 С до получения раствора, к которому добавляют

700 г широкопористого шарикового силикагеля. При постоянном перемешивании смеси и 90+5 С смесь высушивают до получения воздушно-сухого катализатора, который активируют в токе воз-/ духа при объемной скорости 400 ч и

385 -5 С в течение 3 ч. Полученный катализатор содержит компоненты:

7205, К20, Cs О, Cr 09, S09, $еО соответственно, мас ° X.: 6,2; 6,7; 8,3;

0,04; 14,3 0,005 и силикагель (носитель) остальное.

1 6,0 6,4 8,0 0,0$ 14,0 0,005

2 6,0 6,4 8,0 0,05 14,0 0,005

3 6,0 6,4 8,3 0,05 14,0 О 006

4 6,0 6,4 8,3 . 0,05 14,0 0,002

5 . 6вО 614 Sъ3 О ° 05 !4эО Оэ01

6 6,5 7,0 8 ° 5 0,03 14,5 О ° 005

7 6,0 6,4 8,3 0,05 14.0

8 6 О 6 ° 4 8 ° 3 О 05 !4 О О 012

9 60 64 83 005 !40. 0001

При окислении на полученном катализаторе нафталина с нагрузкой

91,8 г/л.ч при 390 С выход фталевого ангидрида составляет 92,1 мол.Х, производительность 97,8 г/л ч.

Данные по примерам 1-14 приведены в таблице °

Таким образом, предлагаемый катализатор обладает повышенной активностью, при окислении нафталина на полученных катализаторах с нагрузкой 60-90 г/л,ч выход фталевого ангидрида составляет 92-95 мол.X a производительность 70-100 г/л..ч.

Формула и з обретения

Катализатор для получения фталевого ангидрида окислением нафталина, содержащий пентоксид ванадия, оксид калия, оксид .цезия, оксид хрома, триоксид серы и носитель, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения активности катализатора, он дополнительно содержит диоксид селена при следующем содержании компонентов, мас.X:

Пентоксид ванадия 6,0-6,5

Оксид калия 6,4-7,0

Оксид цезия 8,0-8,5

Оксид хрома 0,03-0 05

Триоксид серы 14, 0-14,5

Диоксид селена 0;002-0,01

Носитель Остальное

65,244 92,2 390 92,! 98,2

65,240 80,6 385 89,3 83,2

1384325

Продолжение таблицы

Состав катализатора, иас.X

ыход

Пр талеК;80 ч,о; о, си

415 72,3 52,4

390 78,2 35,6

385 93,6 89,6

62,7

11 05 - - 133 15 ° 1 ОЯ

12,5 13,2 45,0

12 0,5

12,5 13,2 45,0 - 39,4

13,3 15,595 0,005

64,054 82,8

64,455 91 ° 8

0 04 14э4 0 006

13 6,3 6,8 8,4

390 92,1 97,8

14 62 67 83 004 143 0005

Составитель Н.Путова

Техред А.Кравчук Корректор И.Муска

Редактор Э.Слиган

Заказ 1364/6

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

Тираж 519 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

oro и гид ида, ол, Z

Производительиость катали затора, г/л е