Способ приготовления катализатора для дегидрирования алкилароматических углеводородов

 

Сущность изобретения: в смеситель загружают отработанный катализатор К - 16, содержащий 20 - 30 мас. % оксида железа (3), 50 - 60 мас. % оксида хрома, 20 - 25 мас. % оксида цинка, оксид железа (3) и оксид циркония. Перемешивают 1,5 ч. Приливают раствор карбоната и силиката калия. Перемешивают в течение 1,5 - 2 ч до образования пластичной массы. Массу формуют в "червяк". Сушат на воздухе 8 - 12 ч, затем в сушильном шкафу при 100 - 120С в течение 4 - 5 ч. Высушенный катализатор прокаливают на воздухе при 660С 4 ч. Катализатор имеет состав: оксид железа (3) 67,2 - 73,7 мас. % , БФ Fe₂O₃; оксид хрома 4,5 - 10 маес. % , БФ Cr₂O₃; оксид цинка 2,5 - 3,3 мас. % ; БФ ZnO; оксид калия 15% , БФ K₂O; диоксид кремния 2 - 3% БФ SiO₂. Характеристика катализатора: конверсия 71,3 - 72,0 мас. % ; селективность 91 - 92,7 % , механическая прочность 125 - 174 Н. 2 табл.

Изобретение относится к области приготовления катализаторов для дегидрирования алкилароматических углеводородов.

Известен способ получения катализатора дегидрирования алкилароматических углеводородов смешением оксидов железа и хрома с карбонатом калия, последующим формованием катализаторной массы, сушкой и прокалкой. Получают катализатор состава, мас. % : Fe₂O₃ 65-90; Cr₂O₃ 2-5; К₂СО₃ 10-35. Конверсия этилбензола составляет 41 мас. % , а изибирательность - 92-94% .

Недостатком этого способа является ограниченность сырьевой базы для получения оксидов железа, высокая себестоимость, а также получение катализаторов с невысокой каталитической активностью.

Цель изобретения - получение катализатора с повышенной активностью и механической прочностью.

Указанная цель достигается описываемым способом приготовления катализатора, заключающимся в смешении хромсодержащего соединения К-16 (К-16У), оксида железа, оксида циркония, карбоната и силиката калия с последующей формовкой, сушкой, прокалкой.

Сущность изобретения состоит в том, что для получения катализатора дегидрирования алкилароматических углеводородов, включающего смешение порошкообразных компонентов, пропитку растворами щелочных промоторов, перемешивание катализаторной массы, формовку, сушку, прокаливание, в качестве хромсодержащего компонента используют отработанный катализатор.

Отличительным признаком данного изобретения является использование в качестве хромсодержащего компонента отработанного катализатора К-16 (К-16У) состава, мас. % : Fe₂O₃ 20-30; Сr₂О₃ 50-60; Zn 0 20-25, что позволяет снизить себестоимость полученного катализатора, улучшить экологические условия производства, повысить его каталитическую активность и механическую прочность.

Сущность описываемого способа заключается в следующем.

Сухие порошкообразные компоненты - отработанный катализатора К-16 (К-16У), оксид железа (Ш) и оксид циркония загружают в смеситель, перемешивают в течение 1,5 ч, затем приливают раствор щелочных промоторов - карбоната и силиката калия, перемешивают в течение 1,5-2 ч до образования пластичной массы. Массу формуют в "червяк" диаметром 5 мм, сушат на воздухе 8-12 ч, затем в сушильном шкафу при 100-120^оС в течение 4-5 ч. Высушенный катализатор прокаливают на воздухе при 660^оС в течение 4 ч. До 200^оС подъем температуры вести медленно 1-1,5 ч. Растворение щелочных промоторов ведут при температуре 70-80^оС. Концентрация по карбонату калия должна составлять 780-800 г/л. Приготовленный катализатор имеет следующий состав, мас. % : Fe₂O₃ 67,2-73,7; Cr₂O₃ 4,5-10; ZnO 2,5-3,3; ZnО₂ 2-2,5; К₂О 15; SiО₂ 2-3.

Катализатор испытывают на каталитическую активность и селективность в реакции дегидрирования этиленбензола на контактной изотермической установке проточного типа со стационарным слоем катализатора, а также на механическую прочность на прочномере ПК-1.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1. Для приготовления катализатора состава, мас. % : Fe₂O₃ 79,7; Cr₂O₃ 4,5; ZnO 1,8; ZrO₂ 2,0; K₂O 15,0; SiO₂ 3,0, берут 10,8 г отработанного катализатора К-16 состава, мас. % : Fe₂O₃ 30; Cr₂O₃ 50; ZnO 20; 85,3 г оксида железа (III), 2,4 г оксида циркония, перемешивают в смесителе в течение 1,5 ч. К полученной смеси приливают водный раствор карбоната и силиката калия с концентрацией карбоната калия 780 г/л и перемешивают до образования пластичной массы в течение 2 ч. Массу формуют в "червяк", сушат на воздухе в сушильном шкафу, затем прокаливают в муфельной печи при 660^оС в течение 4 ч.

П р и м е р 2. Катализатор готовят по примеру 1, но используют отработанный катализатор К-16 состава, мас. % : Fe₂O₃ 20; Cr₂O₃ 60; ZnО 320.

П р и м е р 3. Катализатор готовят по примеру 1, но используют отработанный катализатор К-16 состава, мас. % : Fe₂O₃ 25; Cr₂O₃ 55; ZnO 20.

П р и м е р 4. Катализатор готовят по примеру 1, но используют отработанный катализатор К-16У состава, мас. % : Fe₂O₃ 25; Cr₂O₃ 50; ZnО 25.

П р и м е р 5. Катализатор готовят по примеру 1, но используют отработанный катализатор К-16У состава, мас. % : Fe₂O₃ 20; Cr₂O₃ 60; ZnО 20.

П р и м е р 6. Катализатор готовят по примеру 1, но используют отработанный катализатор К-16У состава, мас. % : Fe₂O₃ 25; Cr₂O₃ 55; ZnО 20.

Составы полученных катализаторов приведены в табл. 1.

Полученный катализаторы испытывают в реакции дегидрирования этиленбензола в стирол при температуре 620^оС, при разбавлении водяным паром 1: 3, при скорости подачи сырья 1,0 ч^-1. Для определения механической прочности катализатора готовили "червячки" высотой 5 мм и диаметром 5 мм и испытывали их на прочномере ПК-1.

Результаты испытаний представлены в табл. 2. Для сравнения приведены свойства промышленного катализатора состава, мас. % : Fe₂O₃ 88; Cr₂O₃ 2; R₂CO 10.

Приведенные данные показывают, что настоящее изобретение позволит получить катализатор с более высокой каталитической активностью и механической прочностью, чем катализатор, приготовленный по известному способу.

Использование данного катализатора позволяет повысить конверсию этиленбензола на 3,0% , механическую прочность в 1,6 раза, а также улучшить экологическую обстановку катализаторных производств, расширить сырьевую базу производства железооксидных контактов.

Катализатор дешевле известного за счет использования для его изготовления отработанного катализатора К-16 (К-16У), не находящего в настоящее время квалифицированного применения и вывозимого в отвалы, загрязняющие окружающую среду. (56) Патент США N 4229603, кл. С 07 С 5/38, 1980.

Формула изобретения

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ДЕГИДРИРОВАНИЯ АЛКИЛАРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ, включающий смешение хромсодержащего соединения, оксида железа, карбоната калия, формовку, сушку и прокалку, отличающийся тем, что на стадии смешения добавляют оксид циркония и силикат калия и в качестве хромсодержащего соединения используют отработанный катализатор получения бутадиена состава, мас. % : Fe₂O₃ 20 - 30 Cr₂O₃ 50 - 60 ZnO 20 - 25

РИСУНКИ

Рисунок 1