Катализатор для получения формальдегида

 

Изобретение относится к нефтехимической отрасли, в частности, к катализаторам для получения формальдегида окислением природного и попутного нефтяного газа. Целью изобретения является повышение селективности катализатора за счет изменения качественного и количественного состава катализатора. Поставленная цель достигается тем, что в качестве катализатора окисления используется молибденциркониевый катализатор, нанесенный на силикагель в количестве 0,15-1 мас. %, а окисление ведется при Т 650 ^oC при содержании метана в метановоздушной смеси 30 об. %.

Изобретение относится к нефтехимической отрасли, в частности, к катализаторам для получения формальдегида окислением природного и попутного нефтяного газа.

Известен способ получения формальдегида окислением природного газа кислородом воздуха при повышенной температуре в присутствии окисного катализатора в кипящем слое с использованием в качестве катализатора молибденвольфрамового катализатора, нанесенного на силикагель, следующего состава: Mo_aW_bO_c, где a 1-2; b 1, c определяется в зависимости от валентности элементов, а процесс ведут при 650-700 ^oC и содержании метана в исходной смеси 6-20 об. Объемная скорость метанвоздушной смеси 3000-4000 ч^-1, конверсия метана 13,2-33 при селективности 46-65,6 Недостатками известного способа являются низкая селективность процесса по формальдегиду и использование высококонцентрированного молибденвольфрамового катализатора (более 30), нанесенного на силикагель.

Целью изобретения является повышение селективности катализатора за счет изменения качественного и количественного состава катализатора.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве катализатора окисления используют молибденциркониевый катализатор, нанесенный на силикагель в количестве 0,15-1 мас. а окисление ведут при температуре 650 ^oC при содержании метана в метановоздушной смеси 30 об.

Пример 1. Приготовление катализатора. Расчетное количество парамолибдата аммония (NH₄)₆ Mo₇ O₂₄ 4H₂O растворяют в дистиллированной воде при подкислении раствора соляной кислотой (pH 4-4,5). Температура раствора 60-70 ^oC. Затем добавляют необходимое количество нитрата циркония Zr(NO₃)₄ для достижения мольного соотношения Mo:Zr 10:1. Во всех опытах данное соотношение постоянное, изменяют только общую концентрацию данных солей в растворе для достижения 0,15-1 мас. содержания молибденциркониевого катализатора от массы силикагеля. Полученным раствором катализатора пропитывают измельченный силикагель (0,5-1 мас.) при температуре 60-70 ^oC. Раствор упаривают при перемешивании. Полученные гранулы катализатора выдерживают в сушильном шкафу при 100-110 ^oC. Данный катализатор загружают в раствор из нержавеющей стали (Х18Н10Т). Загрузка составляет 0,72 г (объем 0,5 см³). Катализатор активируют при температуре опыта 650 ^oC при подаче 1,5 л/ч паровоздушной смеси с содержанием воды 5 об. в течение 60 мин.

Пример 2. Катализатор готовят аналогично примеру 1, только он содержит 0,5 мас. парамолибдата аммония от массы силикагеля. Загрузка катализатора 0,72 г (0,5 см³). Процесс осуществляют при 650 ^oC, концентрации метана 30 об. соотношение метан кислород воздуха 1,8 1 и при объемной скорости подачи метановоздушной смеси 3,7 л/ч. Выход продуктов окисления составляет об. CO₂ 7,1, CH₂O 4,54. Селективность по формальдегиду 39,0 Конверсия метана 16,3 мол.

Пример 3. Катализатор готовят аналогично примеру 1, только он содержит 0,5 мас. нитрата циркония от массы силикагеля. Катализатор испытывают в тех же условиях, что и в примере 2. Выход продуктов окисления, об. CO₂ 2,6; CH₂O 11,0. Селективность по формальдегиду 83,9 Конверсия метана 7,6 мол.

Пример 4. Катализатор аналогично примеру 1, только он содержит 0,15 мас. молибденциркониевого катализатора от массы силикагеля. Катализатор испытывают в тех же условиях, что и в примере 2. Выход продуктов окисления, об. CO₂ 4,9; CH₂O 13,0. Селективность по формальдегиду 72,65 Конверсия метана 14,3 мол.

Пример 5. Катализатор аналогично примеру 1, только он содержит 0,25 мас. молибденциркониевого катализатора от массы силикагеля. Катализатор испытывают в тех же условиях, что и в примере 2. Выход продуктов окисления, об. CO₂ 2,9; CH₂O 19,6. Селективность по формальдегиду 87,0 Конверсия метана 9,3 мол.

Пример 6.

Катализатор аналогично примеру 1, только содержит 0,5 мас. молибденциркониевого катализатора от массы силикагеля. Катализатор испытывают в тех же условиях, что и в примере 2. Выход продуктов окисления об. CO₂ 1,2; CH₂ 15,7. Селективность по формальдегиду 92,2 Конверсия метана 5,7 мол.

Пример 7. Катализатор аналогично примеру 1, только он содержит 1,0 мас. молибденциркониевого катализатора от массы силикагеля. Катализатор испытывают в тех же условиях, что и в примере 2. Выход продуктов окисления, об. CO₂ 5,2; CH₂O 15,7. Селективность по формальдегиду 75,0 Конверсия метана 9,5 мол.

Предлагаемый для окисления метановоздушной смеси молибденциркониевый катализатор (0,15-1 мас.), нанесенный на силикагель, позволяет повысить селективность по формальдегиду до 92 против 65,6 в известном способе.

Формула изобретения

Катализатор для получения формальдегида, включающий соединение молибдена и силикагель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит соединение циркония в массовом соотношении 10 1 при содержании соединения молибдена и соединения циркония 0,15 1% от массы силикагеля.