Способ регенерации алюмооксидного катализатора дегидратации метилфенилкарбинола

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, в частности к регенерации катализатора парофазной дегидратации метилфенилкарбинола (МФК). По предлагаемому способу регенерацию катализатора дегидратации метилфенилкарбинола осуществляют путем выжига углеродсодержащих соединений и кокса кислородом воздуха в токе водяного пара и последующей промывки водным раствором кислоты, способной отдавать водород в виде протона. Объемное соотношение раствор кислоты: катализатор при промывке выдерживают равным 1÷10:1. В процессе промывки катализатора используют водный раствор кислоты, имеющий температуру 5-90°С. Технический результат - снижение расхода воды при проведении регенерации алюмооксидного катализатора дегидратации метилфенилкарбинола. 1 табл.

 

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, в частности к регенерации алюмооксидного катализатора парофазной дегидратации метилфенилкарбинола (МФК).

Промышленный процесс парофазной дегидратации метилфенилкарбинола осуществляется в присутствии водяного пара при температуре 250÷320°С в двухступенчатом адиабатическом реакторе с промежуточным подогревом контактного газа (П.А.Кирпичников, В.В.Береснев, Л.М.Попова "Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука". Л.: Химия, 1986, стр.109-110). В качестве сырья используют МФК-фракцию, содержащую в качестве основных компонентов метилфенилкарбинол и ацетофенон, количество которого может достигать 25 мас.% (Б.Р.Серебряков, P.M.Масагутов, В.Г.Правдин "Новые процессы органического синтеза", М.: Химия, 1989, стр.232).

В процессе парофазной дегидратации метилфенилкарбинола активность алюмооксидного катализатора снижается вследствие двух причин - во-первых, за счет отложения на поверхности катализатора кокса, во-вторых, за счет нейтрализации активных центров катализатора солями натрия, которые привносятся с сырьем.

Известен способ регенерации катализатора дегидратации метилфенилкарбинола, в котором регенерация осуществляется непосредственно в реакторе, в котором проводится основной процесс парофазной дегидратации метилфенилкарбинола, путем выжига углеводородсодержащих соединений и кокса кислородом воздуха в токе водяного пара при температуре 380÷525°С (Патент РФ №2019289, МПК5 В 01 J 21/20, 21/04, опубл.15.09.1994).

Недостатком способа является то, что при окислительной парофазной обработке удаляется только кокс, а соединения натрия остаются.

Известен способ регенерации катализатора дегидратации метилфенилкарбинола, согласно которому после выжига углеводородсодержащих соединений и кокса кислородом воздуха в токе водяного пара катализатор помещают в электролизер с водным раствором электролита и выдерживают в процессе электролиза до достижения требуемого остаточного содержания натрия в катализаторе (Патент РФ №2161532, МПК7 В 01 J 21/20, 21/04, опубл.10.01.2001).

Недостатком данного способа является необходимость выгрузки катализатора из реактора и использование дополнительного оборудования электролизера.

Наиболее близким к предлагаемому является способ регенерации катализатора дегидратации метилфенилкарбинола, включающий выжиг углеродсодержащих соединений и кокса кислородом воздуха в токе водяного пара и последующую промывку обессоленной водой в соотношении 3÷20 объемов воды на 1 объем катализатора при температуре обессоленной воды 20÷100°С (Патент РФ №2160633, МПК7 В 01 J 21/20, 21/04, опубл.20.12.2000).

Способ дает возможность осуществлять регенерацию катализатора непосредственно в реакторе, но для промывки необходим большой расход обессоленной воды.

Задачей изобретения является снижение расхода воды при проведении регенерации катализатора дегидратации метилфенилкарбинола.

Поставленная задача решается разработкой способа регенерации алюмооксидного катализатора дегидратации метилфенилкарбинола, включающего выжиг углеродсодержащих соединений и кокса кислородом воздуха в токе водяного пара и последующую промывку катализатора водным раствором кислоты, способной отдавать водород в виде протона, имеющим температуру 5-90°С, при объемном соотношении раствор кислоты:катализатор, равным 1÷10: 1.

В качестве кислоты может быть использована любая органическая или неорганическая кислота, относящаяся по классификации к кислотам Бренстеда-Лоури (протолитической теории), то есть способная отдавать водород в виде протона (Коренев Ю.М., Овчаренко В.П., Егоров Е.Н. "Общая и неорганическая химия. Курс лекций. Часть II. Основные классы неорганических соединений", М.: Школа имени А. Н. Колмогорова, Издательство Московского университета, 2000, стр.36).

В качестве неорганических кислот может быть использована хлороводородная (соляная), азотная, серная, ортофосфорная и другие кислоты. В качестве органических кислот - муравьиная, уксусная, щавелевая, лимонная и другие кислоты.

Для приготовления раствора кислоты можно использовать любую воду, например промышленную, частично обессоленную или обессоленную воду, а также паровой конденсат.

Регенерацию алюмооксидного катализатора дегидратации метилфенилкарбинола осуществляют следующим образом.

Сначала удаляют углеродсодержащие соединения и кокс путем выжига кислородом воздуха в токе водяного пара при температуре 380÷525°С, после чего катализатор охлаждают до температуры 20÷30°С и для удаления соединений натрия промывают катализатор водным раствором кислоты, имеющим температуру 5÷90°С. Сначала добавляют водный раствор кислоты в количестве, достаточном для полного погружения катализатора в раствор. Далее возможно или непрерывное добавление в реактор свежего раствора или периодическое сливание раствора с катализатора и замена раствора на свежий. Независимо от способа промывки общее количество раствора кислоты составляет 1÷10 объемов на 1 объем катализатора.

Осуществление способа регенерации катализатора дегидратации ме-тилфенилкарбинола иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1

После 11 месяцев непрерывной эксплуатации алюмооксидный катализатор дегидратации метилфенилкарбинола освобождают от углеродсодержащих соединений и кокса путем выжига кислородом воздуха в токе водяного пара при температуре 520°С, после чего катализатор охлаждают до температуры 20÷30°С и промывают водным раствором уксусной кислоты, имеющим температуру 20°С.

Дегидратацию метилфенилкарбинольной фракции состава, мас.%: метилфенилкарбинол 78,673; ацетофенон 14,219; 2-фенилэтанол 2,294; этилбензол, стирол, бензальдегид и неидентифицированные примеси - остальное, осуществляют в присутствии водяного пара при температуре 240°С и регенерированного катализатора.

Катализат анализируют на содержание метилфенилкарбинола и стирола методом газожидкостной хроматографии, после чего рассчитывают конверсию метилфенилкарбинола.

Результаты опыта приведены в таблице.

Примеры 2-9

Регенерацию катализатора дегидратации метилфенилкарбинола осуществляют так же, как описано в примере 1.

В присутствии регенерированного катализатора осуществляют дегидратацию метилфенилкарбинольной фракции того же состава, что и в примере 1.

Условия проведения регенерации катализатора и результаты опытов приведены в таблице.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ регенерации катализатора позволяет восстановить активность катализатора при одновременном снижении расхода воды и температуры обработки катализатора.

Наиболее вероятная причина наблюдаемого эффекта заключается в том, что адсорбционная способность оксида алюминия сильно зависит от кислотности среды - в кислых растворах поверхность заряжается положительно и сорбирует преимущественно анионы. В щелочной среде поверхность заряжена отрицательно и сорбируются преимущественно катионы, в данном случае натрий (Элвин Б. Стайлз "Носители и нанесенные катализаторы. Теория и практика", М.: Химия, 1991, стр. 48-50). При выжиге натрий остается на поверхности катализатора в виде карбоната (Na2СО3) и уже при частичном растворении в воде этой соли создается щелочная среда, которая способствует обратной адсорбции на поверхность оксида алюминия, уже перешедшего в раствор натрия. В присутствии избытка кислоты обратная десорбция натрия из раствора будет затруднена, что обеспечивает более быстрое и полное его удаление.

Таблица
№ примераВодный раствор кислотыТемпература водного раствора кислоты, °СОбъемное соотношение водный раствор кислоты: катализаторТемпература дегидратации МФК, °СКонверсия МФК, %
1Раствор уксусной кислоты2010:124061,2
2Раствор уксусной кислоты2010:127076,5
3Раствор уксусной кислоты6010:127083,1
4Раствор соляной кислоты2010:127079,1
5Раствор уксусной кислоты2010:131088,4
6Раствор уксусной кислоты201:127070,5
7Раствор уксусной кислоты55:127074,6
8Раствор муравьиной кислоты2010:127084,9
9Раствор лимонной кислоты2010:127080,1

Способ регенерации алюмооксидного катализатора дегидратации метилфенилкарбинола путем выжига углеродсодержащих соединений и кокса кислородом воздуха в токе водяного пара и последующей промывки катализатора, отличающийся тем, что промывку катализатора осуществляют водным раствором кислоты, способной отдавать водород в виде протона, имеющим температуру 5-90°С при объемном соотношении раствор кислоты: катализатор 1÷10:1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения оксирана. .

Изобретение относится к способу получения алкиленоксида, более конкретно к способу получения алкиленоксида из алкена, в котором используемые реакторы эпоксидирования работают таким образом, что срок службы катализатора эпоксидирования значительно увеличивается.

Изобретение относится к химической, нефтехимической промышленности и может быть использовано для дегидрирования изоамиленов в изопрен. .

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

Изобретение относится к технологии получения стирола, а именно к процессу регенерации катализатора дегидратации метилфенилкарбинола (МФК). .
Изобретение относится к регенерации твердого катализатора, который включает продукт реакции галогенида металла, выбранного из группы, включающей алюминий, цирконой, олово, тантал, титан, галлий, сурьму, фосфор, железо, бор и их смесь, и связанных поверхностных гидроксильных групп неорганического тугоплавкого оксида и металла с нулевой валентностью, выбранного из группы, включающей платину, палладий, никель, рутений, родий, осмий, иридий и их смесь.
Изобретение относится к созданию носителей для катализаторов, применяемых при эпоксидировании олефинов. .

Изобретение относится к технологии получения катализаторов на основе соединений меди, цинка, алюминия для низкотемпературной конверсии оксида углерода водяным паром и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности, например, в производстве аммиака и водорода.

Изобретение относится к оксиду алюминия, обладающего новой структурой пор. .
Изобретение относится к нефтехимии, газохимии, углехимии и касается катализатора синтеза углеводородов C5-C 100 из СО и Н2, способа получения указанного катализатора и способа получения алифатических углеводородов С5-С100 с использованием указанного катализатора.
Изобретение относится к катализатору на основе кобальта, его получению и применению в процессе Фишера-Тропша. .

Изобретение относится к катализаторам превращений углеводородов и, в частности, касается катализаторов на основе синтетических мезопористых кристаллических материалов и способа их получения.
Изобретение относится к способу жидкофазного каталитического алкилирования ароматических аминов, которое может быть использовано в производстве антидетонационных добавок к моторным топливам (бензинам)
Наверх