Катализатор для получения триэтилендиамина

 

Изобретение касается катализатора для получения триэтилендиамина (ТЭДА) - вещества, находящего применение в качестве катализатора в производстве пенополиуретанов. Катализатор в соответствии с изобретением включает фосфат стронция, фосфат бария, двуокись титана и связующее при следующем соотношении ингредиентов в катализаторе, мас.%: фосфат стронция 12-30; фосфат бария 23-65; двуокись титана 18-58; связующее - остальное. Предложенный катализатор обеспечивает получение выхода ТЭДА до 76%. 2 табл.

Предлагаемое изобретение относится к катализатору для получения триэтилендиамина (ДЭДА) - вещества, находящего широкое применение в качестве катализатора в производстве пенополиуретанов.

Известен катализатор для получения ТЭДА, представляющий собой диортофосфат стронция на носителе - двуокиси кремния, окиси алюминия или смеси двуокиси кремния и окиси алюминия (патент США N 4405724, кл. 544/352, 1983). Упомянутый катализатор может применяться при использовании в качестве исходного сырья для получения ТЭДА как производных пиперазина (гидрокси- и N-аминоэтилпиперазинов), так и этаноламинов. Недостатком этого катализатора является то, что готовый к использованию катализатор представляет собой экструдаты нестандартной формы, что не обеспечивает регулярность упаковки при загрузке катализатора в трубки контактного аппарата, а это, в свою очередь, вызывает неравномерность газовых потоков.

Известен также катализатор для получения ТЭДА, представляющий собой моно- и дигидрофосфаты стронция и бария на алюмо-силикатном носителе (патент США N 4521600, кл. 544/352, 1985). Этот катализатор получают нанесением порошка активных компонентов на носитель, причем готовый катализатор содержит 25% активных компонентов. Этот катализатор может использоваться для получения ТЭДА из гидроксиэтилпиперазина, N-аминоэтилпиперазина и этаноламинов. Недостатком этого катализатора является то, что активные компоненты наносятся в виде порошка, что не позволяет получить катализатор с достаточно развитой поверхностью активных компонентов и наносить на носитель более 25% активных компонентов. Выход ТЭДА при применении в качестве исходного сырья диэтаноламина на этом катализаторе составил 52%.

Задачей предлагаемого изобретения было создание более эффективного катализатора для процесса получения ТЭДА из этаноламинов.

Для решения этой задачи предложен катализатор, включающий фосфаты стронция и бария, а также дополнительно содержащий двуокись титана и связующее при следующем соотношении ингредиентов в катализаторе, мас.%: фосфат стронция 12-30; фосфат бария 23-65; двуокись титана 18-58; связующее остальное.

При количестве любого из ингредиентов катализатора, выходящем за указанные пределы, значительно уменьшается выход ТЭДА. Для получения предлагаемого катализатора готовят раствор нитрата стронция и нитрата бария и раствор двузамещенного фосфата аммония в воде и при интенсивном перемешивании вносят эти растворы в водную суспензию двуокиси титана. По окончании внесения растворов массу снова перемешивают, осадок отфильтровывают, промывают водой, сушат и прокаливают. Полученную массу формуют с добавлением связующего, например, графита.

Пример 1. 132,5 г нитрата стронция, 487,5 г нитрата бария растворяют при нагревании в 1250 мл дистиллированной воды (раствор 1).

330 г двузамещенного фосфата аммония растворяют при нагревании в 1259 мл дистиллированной воды (раствор 2).

125 г двуокиси титана суспендируют в 500 мл дистиллированной воды и при интенсивном размешивании в суспензию вносят одновременно равными потоками раствор 1 и 2.

По окончании внесения растворов суспензию перемешивают еще 15 мин при нагревании. Осадок отфильтровывают, промывают дистиллированной водой, сушат при 100-110^oС и прокаливают при 340-400^oС.

Получают 625 г катализаторной массы, которую формуют в таблетки с добавлением связующего - графита.

Полученный катализатор имеет следующий состав, мас.%: фосфат стронция 17; фосфат бария 63; двуокись титана 18; графит остальное.

Примеры 2-6. Катализатор готовят по методике примера 1, но берут другие количества исходных компонентов. Составы катализаторов по примерам 2-6 приведены в табл.1.

Пример 7. 100 г катализатора по примеру 1 загружают в контактную трубку. Загруженный катализатор активируют при 360-370^oС и на активированный катализатор подают ДЭА и воду в массовом соотношении 60:40 со скоростью 5 мл в час. Поданную смесь испаряют в токе аммиака. Возможно применение инертного газа или смеси аммиака с инертным газом. Процесс проводят при температуре 370^oС. Продукты реакции конденсируют в приемнике, охлаждаемом водой и анализируют методом ГЖХ. Выход по стадии 76%. Полученный катализат подвергают фракционной перегонке. ТЭДА из товарной фракции выделяют путем кристаллизации с последующей фильтрацией и сушкой. Суммарный выход 64%.

Примеры 8-12. Процесс контактирования проводят по методике примера 7, но используют катализаторы по примерам 2-6, а также в качестве исходного сырья смесь ДЭА и триэтаноламина (ТЭА) и температуру контактирования меняют в пределах 343-363^oС. Условия проведения процесса и выход продукта приведены в табл.2.

Как видно из табл.2, предлагаемый катализатор позволяет увеличить выход ТЭДА при использовании в качестве исходного сырья этаноламинов до 76%.

Формула изобретения

Катализатор для получения триэтилендиамина из этаноламинов, включающий фосфаты стронция и бария, отличающийся тем, что он содержит дополнительно двуокись титана и связующее при следующем содержании ингредиентов, мас.

Фосфат стронция 12 30 Фосфат бария 23 65 Двуокись титана 18 58 Связующее Остальноек

РИСУНКИ

Рисунок 1