Способ приготовления гетерогенного фталоцианинового катализатора для окисления серосодержащих соединений

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к получению гетерогенного фталоцианинового катализатора жидкофазного окисления серосодержащих соединений. Описывается способ приготовления гетерогенного фталоцианинового катализатора для окисления серосодержащих соединений. Способ включает подготовку носителя - нетканого полипропилена путем обработки его в кипящем щелочном растворе пероксикарбоната натрия при рН 9-10 и концентрации 33-35 г/л, обработку в водном растворе дисульфокислоты фталоцианина кобальта при ее концентрации 3,2-4,6 г/л, и заключительную обработку, которую осуществляют путем промывки обработанного носителя в растворе гидроксида натрия при его концентрации 0,1-0,5 г/л. Техническим результатом изобретения является повышение каталитической активности катализатора до 92% и упрощение способа его приготовления. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Область техники

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к производству фталоцианиновых катализаторов, которые используются в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой, химической, кожевенной и целлюлозно-бумажной отраслях промышленности для жидкофазного окисления серосодержащих соединений.

Уровень техники

Известны различные способы приготовления гетерогенных фталоцианиновых катализаторов для окисления серосодержащих соединений.

Так, известен [Авторское свидетельство СССР №1041142, кл. В01J 37/04, 1980] способ приготовления катализатора. Он осуществляется путем смешения термопластичного полимера с водонерастворимым фталоцианиновым комплексом, в качестве которого используют фталоцианин кобальта или его тетрахлор- и тетрахлорметилпроизводное, последующего нагревания, перемешивания и формования.

Известен также [Авторское свидетельство СССР №978913, 1982] способ приготовления катализатора для окисления серосодержащих соединений. Его осуществляют путем смешения термопластичного полимера, используемого в виде его раствора в органическом растворителе - бензоле или его хлорпроизводном при температуре раствора 80-160°С и концентрации 137-310 г/л, с фталоцианином кобальта или его тетрахлор- и тетрахлорметилпроизводным, выдержки при перемешивании в течение 30-40 мин и последующего формования при одновременной отгонке растворителя.

Однако общим недостатком этих способов является недостаточно высокая активность получаемых катализаторов. Так, степень окисления меркаптидной серы в присутствии катализаторов, получаемых по этим способам, составляет 55-86%.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является способ приготовления катализатора по патенту США № 3396123, кл. 208-244, опублик. 1971. Он заключается в том, что сначала осуществляют подготовку носителя - активированного угля путем вплавления его в полиэтилен высокого давления и измельчения. Затем подготовленный носитель обрабатывают в водном растворе сульфопроизводного фталоцианина кобальта, в качестве которого используют дисульфофталоцианин кобальта. Обработанный таким образом носитель подвергают заключительной обработке путем сушки.

Однако этот способ имеет следующие недостатки:

- недостаточно высокая каталитическая активность катализатора (не выше 80%);

- сложность способа, обусловленная необходимостью использования специального энергоемкого оборудования для операции предварительного вплавления активированного угля в полиэтилен высокого давления и операции измельчения.

Таким образом, неизвестен способ приготовления гетерогенного фталоцианинового катализатора для окисления серосодержащих соединений, позволяющий повысить каталитическую активность катализатора и упростить способ его приготовления.

Сущность изобретения

Изобретательская задача состояла в поиске способа приготовления гетерогенного фталоцианинового катализатора для окисления серосодержащих соединений, включающего подготовку носителя, обработку его в водном растворе сульфопроизводного фталоцианина кобальта и заключительную обработку, который позволил бы повысить каталитическую активность целевого продукта и упростить способ его приготовления.

Поставленная задача решена способом приготовления гетерогенного фталоцианинового катализатора для окисления серосодержащих соединений, включающим подготовку носителя, обработку его в водном растворе сульфопроизводного фталоцианина кобальта и заключительную обработку, в котором в качестве носителя используют нетканый полипропилен, подготовку носителя осуществляют путем обработки его в кипящем щелочном растворе пероксикарбоната натрия, в качестве сульфопроизводного фталоцианина кобальта используют дисульфокислоту фталоцианина кобальта при ее концентрации 3,2-4,6 г/л, а заключительную обработку осуществляют путем промывки обработанного носителя в растворе гидроксида натрия при его концентрации 0,1-0,5 г/л.

Существенными отличительными признаками изобретения является то, что в качестве носителя используют нетканый полипропилен, подготовку носителя осуществляют путем обработки его в кипящем щелочном растворе пероксикарбоната натрия, в качестве сульфопроизводного фталоцианина кобальта используют дисульфокислоту фталоцианина кобальта при ее концентрации 3,2-4,6 г/л, а заключительную обработку осуществляют путем промывки обработанного носителя в растворе гидроксида натрия при его концентрации 0,1-0,5 г/л.

При этом раствор пероксикарбоната натрия используют при рН 9-10 и концентрации 33-35 г/л.

Изобретение позволяет:

- повысить каталитическую активность целевого продукта до 90-92%;

- упростить способ приготовления катализатора.

Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения

Для реализации способа можно использовать следующие реагенты:

Дисульфокислота фталоцианината кобальта ТУ 6-09-32-41-84

Гидроксид натрия ГОСТ 130109

Пероксикарбонат натрия ТУ 2144-284-05763441-99

В качестве носителя можно использовать нетканый полипропилен ПГДС-Б с плотностью 500 г/м².

Способ реализуют следующим образом.

Нетканый полипропиленовый материал размером 10×10 см помещают в 300 мл щелочного раствора пероксикарбоната натрия с концентрацией 33-35 г/л при рН 9-10, нагревают до кипения и выдерживают в течение 2 часов.

Материал вынимают, промывают дистиллированной водой и помещают в водный раствор дисульфокислоты фталоцианина кобальта при ее концентрации 3,2-4,6 г/л. Материал выдерживают в этом растворе около 12 часов, затем вынимают и промывают в растворе гидроксида натрия при его концентрации 0,1-0,5 г/л для удаления избытка дисульфокислоты фталоцианината кобальта.

Каталитическую активность оценивали по степени окисления меркаптидной серы в растворе бутилмеркаптида натрия, содержащем, мас.%: едкий натр - 15; бутилмеркаптид натрия - 1,8; вода - остальное. Окисление ведут в стеклянном реакторе периодического действия диаметром 30 мм и высотой 350 мм, снабженном обратным холодильником и отводами для подачи кислорода и отбора проб. Испытания проводили при комнатной температуре, атмосферном давлении, скорости подачи кислорода 1800 ч^-1 в течение 1 ч. Содержание меркаптидной серы в окисляемом растворе определяли потенциометрически по ГОСТу 22985-78.

Каталитическая активность образцов, полученных при различных условиях заявленного способа, в процессе окисления меркаптидной серы в растворе бутилмеркаптида натрия, приведена в таблице.

Таблица
Каталитическая активность образцов, приготовленных при различных условиях
№	Концентрация и рН раствора пероксикарбоната натрия, г/л	Концентрация водного раствора дисульфокислоты фталоцианината кобальта, г/л	Концентрация водного раствора гидроксида натрия, г/л	Степень окисления меркаптидной серы в растворе бутилмеркаптида натрия, %
1	33 г/л рН=9	3,2	0,5	90,23
2	33 г/л рН=10	3,9	0,4	90,62
3	34 г/л рН=9	4,2	0,3	91,32
4	34 г/л рН=10	4,4	0,2	91,76
5	35 г/л рН=10	4,6	0,1	92

1. Способ приготовления гетерогенного фталоцианинового катализатора для окисления серосодержащих соединений, включающий подготовку носителя, обработку его в водном растворе сульфопроизводного фталоцианина кобальта и заключительную обработку, отличающийся тем, что в качестве носителя используют нетканый полипропилен, подготовку носителя осуществляют путем обработки его в кипящем щелочном растворе пероксикарбоната натрия, в качестве сульфопроизводного фталоцианина кобальта используют дисульфокислоту фталоцианина кобальта при ее концентрации 3,2-4,6 г/л, а заключительную обработку осуществляют путем промывки обработанного носителя в растворе гидроксида натрия при его концентрации 0,1-0,5 г/л.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что щелочной раствор пероксикарбоната натрия имеет рН 9-10 и концентрацию 33-35 г/л.