Катализатор для димеризации ацетилена

 

Изобретение касается каталитической химии, в частности катализатора для димеризации ацетилена Цель - повышение активное и катализатора. Для зтого используют состав, включающий комплекс хлорида меди, иммобилизованный на сшитом полимерном носителе, который содержит поли-2-метил-5-винилпиридин (как комплексообразователь) 50-22,6 мас.% и остальное каучук. Содержание комплекса хлорида меди в пересчете на медь составляет 0,8- 3 мас.%. В этом случае обеспечивается повышение эффективности димеризации ацетилена при сокращении времени приготовления катализатора в 3-4 раза

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЬ|Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СРИДЕТЕЛЬСТВУ

1

4 (21) 4659062/04 (22) 09.01.89 (46) 23.04.91. Еюл. М 15 (71) Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева (72) А,В.Èâàèþê, В.А.Кабанов, О.П.Комарова, И.А.Литвинов, M.À,Ìàðòûíîâà. А.И.Прудников, В. И. Сметанюк и M. В. Ульянова (53) 66.097.3(088.8) (56) Кабанов В. А, и др. Гель-иммобилизованные каталитические системы.— Химическая промышленность, 1979, М 11, с. 16 — 21, Авторское свидетельство СССР

f4 979312, кл, С 07 С 11/30, 1981 (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ДИМЕРИЗАЦИИ

АЦЕТИЛЕНА

Изобретение относится к каталитической химии, в частности, к медьсодержащему катализатору для димеризации ацетилена.

Целью изобретения является повышение активности катализатора з счет носителя, содержащего в качестве поливинилпиридинового комплексообразователя поли-2-метил-5-винилпиридина с определенной молекулярной массой при определенном содержании компонентов в носителе и определенном содержании ингредиентов в катализаторе.

Пример 1. В помещенную в термостат трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, вводят 100 мл толуольного раствора синтетического этилен-пропиленового тройного каучука (СКЭПТ), содержащего 5 г каучука, включают перемешивание и туда же вводят 20 мл толуольного раствора поли-2-метил-5-винилпиридина (П2М58П) „„Я2„„1643G77 А1 (я)з В 01 J 31/06, С 07 С 11/30 (57) Изобретение касается каталитической химии, в частности катализатора для димвризации ацетилена. Цель — повышение активнос:.и катализатора, Для этого используют состав, включающий комплекс хлорида меди, иммобилизовэнный на сшитом полимерном носителе, который содержит поли-2-метил-5-винилпиридин (как комплексообрэзователь) 50 — 22,6 мас.% и остальное каучук. Содержание комплекса хлорида меди в пересчете на медь составляет 0,8—

3 мас.%, В этом случае обеспечивается повышение эффективности димеризации ацетилена при сокращении времени приготовления катализатора в 3 — 4 раза. со средней мол. массой 20000, содержащего

1 г полимера. Смесь продувают инертным газом (аргоном) в течение 15 мин, включают обогрев, доводят температуру до 70 С, вводят 0,1 r динитрила азо-бис-изомасляной кислоты (ДИНИЗ) (2 мас.% на каучук) и перемешивают смесь в течение 2 ч в атмосфере аргона. Затем вводят 0,15 г перекиси бензоилэ (3 мэс,% на каучук), ",îëóîë удаляют в вакууме при 60 С, Полученную пленку полимера вулканизуют в атмосфере эргона при 120 С в течение 1,5 ч. Получают 5,96 r полимераносителя, содержащего 16,7 мас.% П2М5ВП (азот 1,96%), степень набухания в гептане

5,1 г растворителя на 1 r полимера-носите1,0 г полимера-носителя (со степенью набухания в гептане 5,1 гlг), содержащего

16,7 мас.% П2М58П с мол, массой 20000 и

83,3 мас.% СКЭПТ, помещают в виде частиц

)643077 размером 1,2 мм в 2-горлую колбу, снабженную обратным холодильником и. магнитной мешалкой. Заливают 5 мл толуола, дают носителюю набухнуть. Через 30 мин вводят раствор 0,48 r CuClg 2Hz0 в 20 мл смеси толуол-метанол (3;1, об.%), мольное соотношение Cu/Ï2Ì5ÂÏ=2. Смесь перемешивают при 60 С в течение 8 ч, затем частицы гель-комплекса меди тщательно отмывают от несвязанной меди небольшими порциями смешанного растворителя, Получают 1,06 г гель-комплекса, содержащего 2,2 мас.% меди, мол. соотношение

П2М5ВП/Cu = 4,05. 1 r полученного гелькомплекса переносят в стеклянный реактор обьемом 100 мл. Реактор вакуумируют, вводят в него 6,2 мл 0,56 М раствора триизобутилалюминия (ТИБА) в гептане (мольное отношение Al/Cu=10) и 20 мл абсолютного гептана„и смесь выдерживают при перемешивании 4 ч при комнатной температуре, после чего катализатор тщательно отмывают от избытка алюминийорганического соединения, В реактор загружают 20 мл толуола и подают ацетилен (0,5 ати). Процесс ведут при 95 С. Активность катализатора 65,2 r винилацетилена/кг кат. ч, селективность

99 8%

Пример 2. Получение полимера-носителя.

По примеру 1 проводят синтез полимера-носителя при 80 С в течение 1,5 ч, используя толуольные растворы, содержащие

38,7 СКЭПТ, 11,3 г П2М5ВП со средней мол.массой 100000, 1,5 мас.% ДИНИЗ (на каучук), 5 мас,% перекиси бензоила, растворитель удаляют при 80 С, вулканизацию проводят при 100 С в течение 2 ч.

Получают полимер-носитель, содержащий 22,6 мас.% П2М5ВП, (азот 2,65%), степень набухания 3,8 r/r.

В условиях примера 1 проводят димеризацию ацетилена на катализаторе, содержащем 3,0 мас.% меди (CuCI . 2Н О), на носителе, содержащем 22,6 мас.% П2М5ВП с мол,массой I00000 и 77,4 мас.% СКЭПТ;

Активность катализатора 78,1 r винилацетилена/кг кат, ч, селективность 99,2%.

Пример 3, Получение полимера-носителя.

В металлическом реакторе с мешалкой и термостатированной рубашкой растворяют 9,5 r СКЭПТ и 0,5 г П2М5ВП со средней мол.массой 200000 в 100 мл толуола, продувают аргоном, включают обогрев, доводят температуру до 100 С, вводят ДИНИЗ (1 мас.%) и продолжают перемешивание в течение 2 ч. Вводят 2,85 г "гипериз" (3 мас.% на каучук), температуру повышают до 120 С

45 тилена/кг кат,ч, селективность 98,6%

5

40 и испаряют толуол в вакууме. Полученную пленку полимера вулканизуют в атмосфере аргона при 135 С в течение 0,5 ч.

Получают полимер-носитель, содержащий 5 мас,% П2М5ВП (0,59% азота), степень набухания 4,8 г/г.

2 г носителя, содержащего 5,0 мас.%

П2М5ВП с мол.массой 200000 и 95,0 мас.%

СКЭПТ, обрабатывают по примеру 1 20 мл

0,5%-ного диоксанового раствора CuCI в течение 48 ч при 20 С, затем омывают от неceÿçàHíoãî соединения меди, Димеризацию ацетилена проводят в этилбензоле при

90 С и 0,5 атм. Активность катализатора в димеризации ацетилена составляет 38,6 г вин илацетилена/кг кат.ч, селективность

99,7%; Содержание меди в катализаторе

0,8 мас,%, Пример 4. Получение полимера-носителя, Синтез полимара-носителя проводят по примеру 3. Используют 90 г СКЭПТ, 10 г

П2М5ВП со средней мол.массой 150000, 2 мас.% (на каучук) ДИНИЗ, растворитель— бензол, испарение растворителя проводят при 100 С, вулканизацию при 100 С s воде в течение 1 ч, сшивающий агент — перекись . бензоила 3 мас.% (на каучук), Получают полимер-носитель, содержащий 10 мас.% П2М5ВП (1,17% азота), степень набухания 4,2 r/r.

Катализатор с содержанием меди

1,4 мас.%, мольным . соотношением

П2М5ВП/Cu = 3,81 получают в условиях примера 3, используя 20 мл 0,5%-ного диоксанового раствора CUCI2 на 1 г носителя, Активность катализатора в тестовой реакции 47,2 г винилацетилена/кг кат.ч, селективность по винилацетилену 99,9%.

Пример 5{сравнительный). В условиях примера 4 получают катализатор, содержащий 10 мас.% П2М5ВП с мол.массой 14000, степень набухания 5,3 г/г, содержание меди

1,5 мг-,.%, Активность ГКС 40,1 r винилацеКатализатор, полученный по известному способу (СКЭПТ вЂ” П4ВП), содержащий

1,4 мас.% меди, проявил активность 26,2 г винилацетилена/кг кат.ч, селективность

99,9%

П р„e р 6. (известный), В условиях примера 1 проводят димеризацию ацетилена на катализаторе, содержащем 2,8 мас.% меди (CuClg 2НгО), на носителе, содержащем 21,0 мас.% П вЂ” 4ВП и 79,0 мас.% СКЭПТ

Активность ГКС 51,4 r винилацетилена/кг кат,ч, селективность 99,1%.

Пример 7 (иавестный). В условиях примера 3 проводят димеризацию ацетилена на катализаторе, содержащем 0,78 мас.%

1643077

Составитель В.Теплякова

Техред M.Moðãåíòàë Корректор Н.Король

Редактор И,Шмакова

Заказ 1195 Тираж 339 Подписное

ВЙИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 меди (CuCI), на носителе, содержащем

5,0 мас.$ П-4ВП и 95,0 мас.$ СКЗПТ. Активность ГКС 18,3 г винилацетилена/ /кг кат.ч, селективность 99,5 .

Использование предлагаемого катализатора для димеризации ацетилена обеспечивает повышение эффективности процесса димериэации за счет более высокой активности катализатора, снижение стоимости катализатора по сравнению с известными за счет более низкой стоимости

2М5ВП, упрощение технологии получения катализатора и сокращение в 3 — 4 раза времени его приготовления.

Формула изобретения

Катализатор для димеризации ацетилена, представляющий собой комплекс хлорида меди, иммобилизованный на сшитом полимерном носителе, на основе синтетического этилен-пропиленового тройного каучука и поливинилпиридинового комплексо5 образователя,отличающийсятем,что, с целью повышения активности катализатора, он содержит носитель, содержащий в качестве поливинилпиридинового комплексообразователя поли-2-метил-5-винилпири10 дин с мол. м 20000 — 200000, при содержании компонентов с носителе мас.ф: поли-2метил-5-винилпиридин 5,0 — 22,6, каучук — остальное, при следующем содержании ингредиентов в катализаторе, мас. : комплекс

15 хлорида меди в пересчете на медь 0,8-3,0, носитель — остальное.