Катализатор для диспропорционирования толуола

 

Изобретение касается каталитической химии, в частности диспропорционирования толуола для получения бензола и ксиолов,и может быть использовано в нефтехимии. Цель - повышение активности и селективности катализатора. Предложен катализатор для диспропорционирования толуола, содержащий дополнительно редкоземельные элементы лактан или диспрозий при следующем соотношении компонентов, мас. %: редкоземельный элемент *98 0,5-1,2

МОлибдЕН 1,5-3,7

МАРгАНЕц 0,25-1,5

ОКСид АлюМиНия 25,00-50,00 и H-МОРдЕНиТ - ОСТАльНОЕ. ПРЕдлОжЕННый КАТАлизАТОР бОлЕЕ АКТиВЕН и СЕлЕКТиВЕН. ВыХОд бЕНзОлА и КСилОлОВ ВОзРАСТАЕТ HA 3,2 %, A СЕлЕКТиВНОСТь дО96 пРОТиВ 93 % пО изВЕСТНОМу СпОСОбу. 1 ТАбл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1489827 А1 д1) 4 В 01 1 29/26, С 07 С 15/08, 15/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4259619/31-04 (22) 12.06.87 (46) 30.06.89. Бюл. № 24 (71) Институт нефтехимических процессов им. Ю. Г. Мамедалиева (72) Б. А. Дадашев, Ф. А. Юнусова, А. А. Сарыджанов, Б. А. Гасымов и Л. А. Мехралиева (53) 66.097.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1126564, кл. С 07 С 15/08, 1984.

П атент США № 4330435, кл. В 01 J 29/26, опублик. 1982.

Изобретение относится к катализаторам, применяемым в процессе диспропорционирования толуола для получения бензола и ксилолов.

Цель изобретения — повышение активности и селективности катализатора за счет дополнительного содержания редкоземельного элемента — лантана или диспрозия и марганца при определенном содержании ком понентов.

Пример 1. 100 г порошка цеолита Naморденита с отношением SiO /AC О, = 10 обрабатывают 2 н. раствором НС1 в соотношении 1:10. Смесь выдерживают 5 ч при

90 С. Затем отстоявшуются жидкость сливают и отмывают от ионов Cl . Затем морденит высушивают при 120 С в течение 4 ч и прокаливают при 600 С в течение 5 ч. После прокалки морденит смешивают с 1 н. раст2 (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЯ ТОЛУОЛА (57) Изобретение касается каталитической химии, в частности диспропорционирования толуола для получения бензола и ксилолов и может быть использовано в нефтехимии.

Цель — повышение активности и селективности катализатора. Предложен катализатор для диспропорционирования толуола, содержащий дополнительно редкоземельные элементы лактан или диспрозий при с, едующем соотношении компонентов, мас.%: редкоземельный элемент 0,5 — 1,2; молибден

1,5 — 3,7; марганец 0,25 — 1,5; оксид алюминия 25,00 — 50,00 и Н-морденит — остальное.

Предложенный катализатор более активен и селективен. Выход бензола и ксилолов возростает на 3,2%, а селективность до 96 против 93% по известному способу. 1 табл. вором НС1 в соотношении 1:10 и перемешивают в течение 2 ч. После отстоя жидкость сливают и повторяют обработку 1 н. раствором НС1 3 раза, после чего отмывают от ионов Сl и высушивают при 120 С в течение .4 ч.

Полученный морденит имеет молярное отношение Sio /А1,0 =17. Степень обмена натрия на катион водорода, определения пла менно-фотометрическим методом составляет 98%.

71,70 г цеолита Н-морденита (НМ) обрабатывают совместно с 1,87 r La (NO,),, 4,884 r Мп (NO3) и 2,595 г (NH,) Мо,О„ в 550 мл воды в течение 2 ч. Затем выпаривают на водяной бане до сухого состояния и высушивают при 120 С. Гlосле чего смешивают с пастой гидрооксида алюминия, 25% Аl, О, составляет 25% от массы ката1489827

3 лизатора. Полученную пасту формуют в виде гранул, сушат при 120 С 2 ч, прокаливают в течение 4 ч в токе воздухе при 350 и 550 С, затем восстанавливают водородом при 550 С в течение 10 ч.

Полученный катализатор имеет следуюший состав, мас. /p

Лантан 0,80

Молибден 1,50

Марганец l,00

Оксид алюминия 25,00

Н-морденит 71,70

Синтезированный образец испытывают в реакции диспропорционирования толуола при 475 С, давлении 40 атм, объемной скорости подачи сырья 2 ч, молярном отноше- 15 нии Н,/толуол =7:1.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 2. Катализатор состава, мас.о/p.

Диспрозий 0,80

Молибден 1,50

Марганец 0,25

Оксид алюм иния 30,00

Н-морденит 67,45 готовят аналогично примеру 1 с тем отличием, что 67,45 г цеолита Н-морденита обрабатывают совместно с 1,715 г Ру (NÎ,),, 0,814 г Mn(NO ), и 2,595 г (ХН4) Мо О« и смешивают с пастой гидрооксида алюминия, Al, О и составляет 30 /о от массы катализатора. 30

Получерный образец катализатора испытывают на активность в реакции диспропорционирования толуола. При оптимальных условиях выход бензола и ксилолов 27,5 и

24,7 мас.о/p при селективности 94,8 /p.

Пример 3. Катализатор состава, мас. /о . 35

Диспрозий 0,50

Молибден 3,70

Марганец 0,25

Оксид алюминия 30,00

Н-м орденит 65,55 готовят аналогично примеру 1 с тем лишь отличием, что 65,55 r цеолита Н-морденита обрабатывают совместно с 1,073 г Ру (ХО ), 0,814 r Mn(NO ) и 6,40! г (NH, ) Mo„0 4 и смешивают с пастой, содержащей 30 /о

А 1, О от м ассы катализатора. 45

Приготовленный образец катализатора испытывают на активность в реакции диспропорционирования толуола. При оптимальных условиях выход бензола и ксилолов составляет 27,8 и 24,3 мас /о при селективности 94 9о/о. 50

Пример 4. Катализатор состава, мас. /p.

Лантан 0,50

Молибден 3,70

Марганец 1,00

Оксид алюминия 30,00

Н-морденит 64,20 готовят аналогично примеру 1 с тем отличием, что 64,20 г цеолита Н-морденита обрабатывают 1,169 r La (NÎ,),, 3,256 г

Мп (NO ) „6,401 г (N H.), Мо,0,4 и смешивают с пастой, содержащей ЗОо/о А1,0, от массы катализатора.

Приготовленный образец катализатора испытывают на активность в реакции диспропорционирования толуола. При оптимальных условиях выход бензола и ксилолов составляет 27,3 и 24,8 мас.о/p соответственно при селективности 94,0о/о.

Пример 5. Катализатор состава, мас.о/p..

Лантан 1,20

Марганец l,00

Молибден 2,50

Оксид алюминия 50,00

Н-морденит 45,30 готовят аналогично примеру 1 с тем отличием, что 45,30 г цеолита Н-морденита обрабатывают совместно с 2,8056 г La.(N03),, 3,256 г Mn(NO ), 4,325 г (NH,), MoÄO« и смешивают с пастой, содержащей 50о/о

А! О> от массы катализатора.

Приготовленный образец катализатора испытывают на активность в реакции диспропорционирования толуола. При оптимальных условиях выход бензола и ксилолов составляет 27,8 и 23,9 мас. /p соответственно при селективности 94,3о/о.

Пример 6. Катализатор состава, мас.о/,:

Диспрозии 1,20

Марганец 1,50

Молибден 2,50

Оксид алюминия 50,00

Н-морденит 44,80 готовят аналогично примеру 1 с тем отличием, что 44,80 г цеолита Н-морденита обрабатывают совместно с 2,575 r Dy (МОз),, 4,884 г Mn(NO>Q, 4,325 г (NH4)p Мо0,4 и смешивают с пастой, содержащей 25Я

А! О от м ассы катал и затор а.

При оптимальных условиях выход бензола и ксилолов составляет 27,9 и 24,6 мас.о/p соответственно при селективности 94,6о/о.

Пример 7. Катализатор состава, мас.о/p..

Диспрозий 0,80

Марганец 1,00

Молибден 1,50

Оксид алюминия 25,00

Н-морденит 71,70 готовят аналогично примеру 1 с тем отличием, что 71,70 r цеолита Н-морденита обрабатывают совместно с 1,716 г Ру (NO ),, 3,256 г Mn (NO>),, 4,325 г (NH4), Мо,0,4 и смешивают с пастой, содержащей 25 А1,0, от массы катализатора.

Приготовленный образец катализатора испытывают на активность в реакции диспропорционирования толуола. При оптимальных условиях выход бензола и ксилолов составляет 27,5 и 23,9 мас. /о соответственно при селективности 94,7 /о.

Пример 8. Катализатор состава, мас.о/о:

Лантан 0,80

Марганец 1,50

Мо чиб лен 3,70

1489827

Формула изобретения

Сепективность ° Х

Условия

L — реакции

1Щ мас. Х

Пример, Р

Мп Редкоэемельный элемент

Венэоп Ксилопы

Мо

475 С, 40 атн, 2 н,и>/

/топ"7

По примеру 1

94, 5

27,4 23,9

71,70

25,00

0,80La

1,ОО

1,50

67,45 зо, оо

0,8О0у

0 25

1,50

94,8

24,7

27,5

94,9

94,0

94,3

94>6

9,7

96,2

94,4

88,8

27,8 24,3

27>3 24>8

27,8 23,9

27,9 24,6

27,5 23>9

27,7 23,9

25,20 20,7

26,9 23,7 65,55

64, 20

45, 30

44,80

71,70

54, 00

70,85

67,50 зо,oo зо,oo

50, 00

50,00

25>00

4O,ОО

25,00

25,00

То ке

lI и

lI

0,50Dy

0,50La

1, 20Là

1,20Dy

0,8ООу

0,80La

О,ÇODy

1,80Dy

0,25

1>00

1>00

1,5О

1,00

1,50

0,15

2,00

3,7О

З,7О

2,50

2,50

1,50

З,7О

3,70

З,7O

4

6

8

9 ! о

Прототип

3,ОХ Ио

50 С, 2! атн, 3 ч, 9,3 м>/и сырья

40,7

60,00

5,0Х Мооэ, Составитель Н. П1това

Редактор Л. Пчолинская Текред И. Верее Корректор, 1. Бе< к ил

Заказ 3607/!2 Тираж 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, уд. Гагарина, !01

Оксид алюминия 40,00

Н-морденит 54,00 готовят аналогично примеру 1 с тем отличием, что 54,0 г цеолита Н-морденита обрабатывают совместно с 1,187 г La(ХОВ)а, 4,884 г Мп (МОз),, 6,401 г (ХН!), МотО„ и смешивают с пастой, содержащей 40%

А10а от массы катализатора.

Приготовленный образец катализатора испытывают на активность в реакции диспропорционирования толуола. При оптимальных условиях выход бензола и ксилолов составляет 27,7 и 23,9% соответственно при селективности 96,2%.

Пример 9 (для сравнения). Катализатор состава, мас. %:

Диспрозий 0,30

Марганец 0,15

Молибден 3,70

Оксид алюминия 25,0

Н-морденит 70,85 готовят аналогично примеру 1 с тем отличием, что 70,85 г цеолита Н-морденита обрабатывают совместно с 0,643, г г/у (НОВ)з, 0,488 г Мп (МО,),, 6,401 г (NH< )g Мо,О„ и смешивают с ластой, содержащей 25%

А1 05 от массы катализатора.

Приготовленный образец катализатора испытывают в реакции диспропорционирования толуола. Выход бензола и ксилолов составляет 25,2 и 20,7 мас.% соответственно при селективности 94,4Х, Пример 10 (для сравнения). Катализатор состава, мас.%:

Диспрозий 1,80

Марганец 2,00

Молибден 3,70 нСостав по прототипу содервит З,ОХ нОэ1 5,0Х Иоо>.

Оксид алюминия 25,00

Н-морденит 67>50 готовят аналогично примеру 1 с тем отличием, что 67,5 г цеолита Н-морденита обрабатывают совместно с 3,861 г Dy (1ЧО,),, 6,512 г Мп (NO8)2, 6,401 г (Nf4$ Мо,О« и смешивают с пастой, содержащей 25%

А1,0, от массы катализатора.

Приготовленный образец катализатора испытывают в реакции диспропорционирования толуола. Выход бензола и ксилолов составляет 26,9 и 23,7 мас.% соответственно и ри сел ект и в ности 88,8%.

Результаты испытания катализаторов представлены в таблице.

Как следует из представленных данных, катализатор по изобретению обладает повышенной активностью и селективностью: выход бензола и ксилолов возрастает на 3,2%, селекти вность — до 96,2%.

Катализатор для диспропорционирования толуола, включающий молибден, Н-морденит и оксид алюминия, от гичающийся тем, что, с целью повышения активности и селективности катализатора, он дополнительно содержит марганец и редкоземельный элемент — лантан или диспрозий при следующем содержании компонентов, мас.о/0.

Редкоземельный элемент 0,50 — 1,20

Молибден 1,50 — 3,70

Марганец 0,25 — 1,50

Оксид алюминия 25,00 — 50.00

Н-морденит Остальное