Способ регенерации катализатора дегидратации метилфенилкарбинола

 

Изобретение относится к технологии получения стирола, а именно к процессу регенерации катализатора дегидратации метилфенилкарбинола (МФК). Регенерацию катализатора дегидратации МФК осуществляют путем выжига углеводородсодержащих соединений и кокса кислородом воздуха в токе водяного пара. После стадии выжига катализатор промывают обессоленной водой в соотношении 1:3 - 20 до достижения требуемого остаточного содержания Na₂O в катализаторе. Для промывки используют воду с температурой 20 - 100^oC. Катализатор, регенерируемый по предложенному способу, позволяет на 16 - 80% повысить конверсию МФК в сравнении с исходным катализатором. Соответственно это позволяет вернуть в технологический процесс полностью отработавший свой срок катализатор. 1 табл.

Изобретение относится к технологии получения стирола, а именно к процессу регенерации катализатора дегидратации метилфенилкарбинола (МФК).

В известных способах дегидратации МФК, катализатором в которых являются двуокись кремния или титана, пятиокись ванадия или, предпочтительно окись алюминия, после 75-500 часов пробега катализатор регенерируют промывкой ароматическим углеводородом, предпочтительно этилбензолом (патент Великобритании N 1343177, патент США N3658928, C 07 C 17/10).

Недостатком этих способов является использование больших объемов дорогостоящего и токсичного ароматического углеводорода и, главное, невозможность регенерации полностью отработавшего свой срок катализатора.

Известен способ регенерации катализатора дегидратации МФК - оксида алюминия - путем выжига углеводородсодержащих соединений и кокса при температуре 380-525^oC при подаче пара и воздуха в массовом соотношении 10:(1-2) в перегреватель шихты и во вторую ступень при их соотношении 10:(1-4), по мере выжига углеводородсодержащих соединений подают воздух в первую ступень (патент РФ N2019289, B 01 J 21/20, 21/04 БИ N17, 1994). Этим способом дезактивированные катализаторы регенерируют до истечения установленного срока (от 2000 часов согласно принятым для данной технологии нормам).

Далее катализаторы уже не подлежат регенерации и идут в отвал после обязательного выжига углеводородсодержащих соединений и кокса с целью снижения опасности загрязнения окружающей среды.

Недостатком этих способов является невозможность восстановления активности полностью отработавших свой срок катализаторов, идущих далее только в отвал, до первоначального значения.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка эффективного способа регенерации полностью отработавшего установленный срок катализатора дегидратации МФК, восстановление до первоначального значения и повышение активности катализатора и, как следствие, увеличение срока действия.

Поставленная задача решается способом регенерации катализатора дегидратации МФК путем выжига углеводородсодержащих соединений и кокса кислородом воздуха в токе водяного пара. Причем после стадии выжига катализатор промывают обессоленной водой в соотношении 1:3-20 до достижения требуемого остаточного содержания Na₂O в катализаторе. Задача решается также и тем, что используют воду с температурой 20-100^oC.

В качестве обессоленной воды может быть использована дистиллированная, химически обессоленная, или вода, полученная любым другим способом, с остаточным содержанием солей не более 50 мг/л.

Пример осуществления способа Через отработавший в течение 5000 часов катализатор дегидратации МФК после окислительного выжига пропускают обессоленную воду.

Промывку можно проводить как пропуская воду через слой катализатора, так и неоднократно заливая и сливая ее.

Скорость пропускания воды через слой катализатора будет обусловлена ее температурой: чем выше температура, тем больше может быть скорость прохождения воды.

Активность катализатора определяют в условиях неполной конверсии МФК: Т= 220^oC, объемная скорость подачи сырья и водяного пара 4 ч^-1.

Степень регенерации катализатора контролируют по остаточному содержанию натрия в катализаторе.

Условия и результаты осуществления способа регенерации катализатора представлены в таблице.

Известно, что снижение эффективной поверхности АОА происходит вследствие закоксовывания (или накопления высокомолекулярных соединений) оксида алюминия. При проведении окислительного выжига величина поверхности практически полностью восстанавливается. Однако предварительные исследования показали, что снижение дегидратирующей способности АОА происходит вследствие наложения двух дезактивирующих эффектов: с одной стороны, известного - закоксовывания, с другой стороны, как установлено нашими исследованиями, в процессе дегидратации происходит загрязнение катализатора ионами натрия, которые блокируют активные центры поверхности АОА. Так как дегидратация МФК протекает на Льюисовских кислотных центрах, то блокирование их ионами натрия приводит к снижению эффективности процесса и более быстрой дезактивации АОА. Вероятно, при проведении окислительного выжига деблокирование центров не происходит, поэтому период между регенерациями сокращается.

Нашими экспериментами установлено, что промывка катализатора обессоленной водой освобождает активные центры (снижение содержания натрия в АОА, см. таблицу), что ведет к восстановлению и даже повышению его активности в сравнении с первоначальной.

Представленные результаты свидетельствуют, что катализатор, регенерируемый по предложенному способу, позволяет на 16-80% повысить конверсию МФК в сравнении с исходным катализатором. Соответственно, это позволяет вернуть в технологический процесс полностью отработавший свой срок катализатор.

Формула изобретения

1. Способ регенерации катализатора дегидратации МФК путем выжига углеводородсодержащих соединений и кокса кислородом воздуха в токе водяного пара, отличающийся тем, что после стадии выжига катализатор промывают обессоленной водой в соотношении 1 : 3 - 20 до достижения требуемого остаточного содержания Na₂O в катализаторе.

2. Способ регенерации катализатора по п.1, отличающийся тем, что используют воду с температурой 20 - 100^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1