Способ приготовления катализатора для димеризации и содимеризации низших олефинов

 

Изобретение относится к области нефтехимии. Способ осуществляют путем термоактивации носителя - таблетированного калия, модифицированного 1 - 3 мас.% различных форм углерода, при 350 - 500^oC и нанесения на носитель 1 - 5 мас. % щелочного металла из расплава при 240 - 300^oC и перемешивании в атмосфере инертного газа многократным попеременным разделением на несколько частей и соединением в один потоков таблетированного носителя и расплава щелочного металла. Способ позволяет повысить однородность распределения щелочного металла, снизить его расход и увеличить продолжительность стабильной работы катализатора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к способу приготовления катализатора для димеризации и содимеризации низших олефинов, содержащего щелочной металл на носителе.

В процессах димеризации и содимеризации низших олефинов C₂ и C₃ синтезируют 4-метилпентен-1 (4-МП-1) и другие ценные гексены.

Известен способ приготовления катализатора путем нанесения натрия на носитель карбонат калия с размером гранул 0,25 0,30 мм, в кипящем слое [1] К его недостаткам следует отнести технологические сложности подачи натрия, механический износ носителя, невозможность получения катализатора с большим размером гранул носителя.

Известен способ приготовления катализатора для содимеризации этилена и н-бутилена путем нанесения металлического натрия на поверхность носителя - гамма-окиси алюминия, предварительно обработанного водным раствором карбоната или гидроокиси калия. Смесь перемешивают встряхиванием и при этом натрий распределяется на поверхности носителя [2] Известен способ приготовления катализатора для димеризации олефинов путем формования блока, содержащего безводное неорганическое соединение калия и свободный углерод в количестве 0,7 3,0% в пересчете на калий, при этом на поверхности блока диспергированы металлический натрий и калий при атомном соотношении 20 80 20 10 [3] Наиболее близким к предлагаемому является способ приготовления катализатора для димеризации и содимеризации низших олефинов, состоящего из щелочного металла (лития, натрия, калия, рубидия, цезия), нанесенного на носитель и промотированного металлической медью, кобальтом или мелкораздробленной нержавеющей сталью [4] В качестве носителя используют таблетированный карбонат калия, содержащий 0,09 9 мас. различных форм углерода (например, сажа, растительный или древесный уголь, аморфный или кристаллический графит). Катализатор получают нанесением на носитель расплавленного щелочного металла в атмосфере инертного газа (Ar, N₂) с последующим добавлением промотора при >150^oC, предпочтительно 250 - 400^oC. Содержание щелочного металла на катализаторе составляет 1 20 мас. Пред нанесением щелочного металла носитель подвергают термоактивации, которую проводят в кислородсодержащей атмосфере. Контакт носителя с щелочным металлом и промотором осуществляют при перемешивании.

Основным недостатком известного способа является неоднородность распределения щелочного металла на поверхности носителя. Из-за низкой эффективности смешения способ характеризуется технической сложностью осуществления и заметными потерями щелочного металла.

Изобретение направлено на решение задач, связанных с повышением однородности распределения щелочного металла на поверхности носителя, упрощением технологии и уменьшением потерь щелочного металла.

Согласно предлагаемому способу приготовление катализатора осуществляют путем проведения термоактивации носителя таблетированного карбоната калия, модифицированного различными формами углерода, и нанесения на него расплавленного щелочного металла в количестве 1 5 мас. в атмосфере инертного газа многократным попеременным разделением на несколько частей и соединением в один потоков таблетированного носителя и расплава щелочного металла.

Предпочтительно используют карбонат калия, модифицированный 1 3 мас. различных форм углерода. Предпочтительно также, термоактивацию проводят при 350 500^oC.

Отличительными признаками способа являются нанесение щелочного металла на носитель путем многократного попеременного разделения на несколько частей и соединением в один потоков таблетированного носителя и расплава щелочного металла.

На чертеже представлена принципиальная схема проведения способа.

Используемый в способе смеситель смонтирован на раме 1, имеет W-образный корпус 2, расположенный на неподвижном валу 3. Уплотнение вала обеспечивают за счет сальников 4. Вращение корпуса смесителя производят реверсивным электродвигателем 5 через зубчатую передачу 6. Для обеспечения разогрева на валу 3 смонтированы встроенные электронагреватели 7. Загрузку щелочного металла и носителя в смеситель производят через шибер 8.

Таблетированный носитель карбонат калия (поташ) загружают по линии 9 при открытой шиберной заслонке. Носитель разогревается за счет подачи напряжения 10 на встроенные нагреватели. Подогреватели продувают высокочистым азотом, подаваемым через неподвижный вал по линии 11. Термоактивацию при 350 - 500^oC проводят в течение 1,5 2,0 ч. Затем носитель охлаждают до 250^oC, и в смеситель по линии 9, в токе высокочистого азота подают заданное количество расплавленного щелочного металла. Процесс нанесения щелочного металла на носитель завершают за 0,5 ч при 240 300^oC и непрерывном вращении корпуса смесителя Полученный катализатор охлаждают продувкой высокочистым азотом до 40^oC и выгружают по линии 9.

Примеры, иллюстрирующие способ, приведены в табл. 1.

Как следует из табл. 1 предлагаемый способ позволяет достичь низких потерь при расходе щелочного металла.

Приготовленные катализаторы испытаны в процессе димеризации пропилена. Полученные при этом результаты сведены в табл. 2.

Согласно результатам испытаний катализатор, приготовленный по предлагаемому способу, обладает большой продолжительностью стабильной работы и производительностью.

Источники информации: 1. Патент Великобритании N 988087, кл. С 5 Е 1965.

2. Авторское свидетельство СССР N 1145013, B 01 J 23/04, 1985.

3. EP N 0083083, B 01 J 37/00, B 01 J 23/04, 1982.

4. Патент США N 4595787, 585-516, 1986.

Формула изобретения

1. Способ приготовления катализатора для димеризации и содимеризации низших олефинов, включающий термоактивацию носителя таблетированного карбоната калия, модифицированного различными формами углерода, и нанесение на носитель 1 5 мас. щелочного металла из расплава при 240 300^oС при перемешивании в атмосфере инертного газа, отличающийся тем, что нанесение щелочного металла осуществляют многократным попеременным разделением на несколько частей и соединением в один поток таблетированного носителя и расплава щелочного металла.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют карбонат калия, модифицированный 1 3 мас. различных форм углерода.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что термоактивацию носителя проводят при 350 500^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2