Способ капсулирования силикалита титана в полимерной матрице

Изобретение относится к способу получения формованного силикалита титана. Предложен способ капсулирования силикалита титана в полимерной матрице, включающий смешение гранул полимера с порошком силикалита титана в массовом соотношении от 1:1 до 1:5, нагрев до температуры плавления полимера, перемешивание в течение 30-60 минут и экструзию с получением гранул необходимой формы и размера. Технический результат - повышение активности полученного катализатора, обеспечивающей увеличение степени превращения углеводородов при его использовании. 13 пр.

 

Изобретение относится к способу получения формованного силикалита титана.

Основным фактором, тормозящим процесс создания новых производств, является коллоидный размер частиц силикалита титана, сильно усложняющий стадию отделения катализатора от реакционной массы. В последнее время появляется много работ, посвященных процессам нанесения на носители либо формования силикатита титана в частицы необходимого размера.

Нанесение силикалита титана на различные поверхности осуществляется за счет взаимодействия гидроксильных групп кристаллов цеолита с поверхностными гидроксильными группами подложки с образованием связей Si-O-Si /US 4859785, C07D 301/12, 22.08.1989/. В /US 6849570, B01J 21/08; B01J 29/06; B01J 27/198; B01J 27/182; C07C 249/00, 01.02.2005/ предлагается получать гранулы катализатора, содержащего силикалит титана, смешением основы (оксид алюминия, силикагель), связующего вещества (метилгидроксицеллюлоза, полиспирты, фруктоза, пентаэритрит) с последующим формованием, сушкой и обжигом при 500-750°С. При использовании в качестве основы оксида алюминия для процесса получения оксида пропилена в среде спирта наблюдается значительное снижение селективности, по сравнению с порошковым катализатором, так как, обладая кислотными свойствами, окись алюминия катализирует реакцию образования пропиленгликоля и алкоксипропанолов.

В /US 6491861, В28В 3/20, 10.12.2002/ предлагается получать гранулы силикалита титана размером 1-2 мм. Исходную смесь, содержащую силикалит титана, тетраметоксисилан, метилцеллюлозу и алифатический спирт (метанол, этанол, н-пропанол), подвергают экструзии с последующей сушкой при 120°С в течение 16 часов и прокаливанию при 500°С в течение 5 часов. Подобным способом получают гранулы силикалита титана размером 10-35 мм, используя в качестве связующих Tylose MH1500 (Hoechst) и аморфный кремний.

Другой метод нанесения силикалита титана на носители включает многократную обработку подложки, обладающей «сотовой» структурой, суспензией силикалита титана (50-90 г TS-1/100 г воды), с последующей сушкой и прокаливанием /US 6603027, B01J 29/89; C07D 301/06, 05.08.2003/.

Метод иммобилизации силикалита титана на полиуретановую основу, предложенный в /W.J. Kim, T.J. Kim, W.S. Ahn, Y.J. Lee, K.B. Yoon. Catalysis Letters, Vol.91, №1-2, November 2003/, заключается в пропитке носителя реакционной массой, полученной гидролизом тетраэтилортосиликата в водном растворе тетрапропиламмоний гидроксида с добавлением спиртового раствора тетрабутилортотитаната и гидротермальным синтезом. После промывки и выжигания полиуретановой основы при 550°С получают каркасный катализатор, который показывает высокую активность в процессе получения оксида пропилена, но на основе приведенных авторами данных можно предположить, что в ходе реакции будет наблюдаться быстрое разрушение каркасного катализатора.

Прототипом данного изобретения является способ получения гранул силикалита титана /US 6958405, B01J 29/6, 25.10.2005/, заключающийся в капсулировании силикалита титана в полимерной матрице в присутствии органического растворителя. В нагретый раствор полимера в органическом растворителе (40-80°С) добавляют силикалит титана и перемешивают в течение 1-6 часов в зависимости от типа используемого полимера, после чего охлаждают до комнатной температуры, осаждают капсулы растворителем, промывают и сушат их под вакуумом. Полученный катализатор испытывался в процессе окисления н-пентана водным раствором пероксида водорода с получением вторичных спиртов и кетонов. Степень превращения н-пентана составила 40%.

Основным недостатком данного способа получения капсулированного силикалита титана является многостадийность процесса изготовления, использование большого количества вспомогательных веществ (растворителей), относительно низкая активность полученного катализатора.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка нового способа получения титансодержащих цеолитов, иммобилизованных на инертных носителях, и упрощение технологии их изготовления.

Технический результат - повышение активности полученного катализатора, обеспечивающее увеличение степени превращения углеводородов при его использовании.

В настоящем изобретении в качестве полимеров для капсулирования силикалита титана могут применяться различные полимеры и сополимеры, полученные различными способами: полистиролы, полиолефины и полифторолефины, полимеры (мет)акрилового ряда, полиэфиры, полиамиды и др. Наиболее предпочтительно применение полиолефинов, полиэфиров, полистиролов, полимеров (мет)акрилового ряда и сополимеров на их основе.

В соответствии с настоящим изобретением порошок силикалита титана, с размером частиц 200-400 нм, смешивают с гранулами полиэтилена 271-70 ГОСТ 16338-85, полипропилена Baymod Type A-80 (Германия), сополимера полипропилена с этиленом 22015-16 ГОСТ 26996-86, полистирола ПСМ-151 ГОСТ 20282-86, сополимера стирола и акрилонитрила SAN CR-5381, полиэтилентерефталата ПЭТФ-Г-80 ГОСТ Р 51695-2000.

Массовое соотношение силикалита титана и гранул полимера выбирается в интервале от 1:1 до 1:5. Смесь нагревают до температуры плавления (140-280°С в зависимости от типа используемого полимера), перемешивают в течение от 30 до 60 минут и подвергают экструзии с получением гранул, сфер, колец или другой необходимой формы и необходимого размера.

Сущность изобретения иллюстрируется примерами.

ПРИМЕР 1

Порошок силикалита титана массой 1 г смешивали с 1 г гранул полиэтилена 271-70 ГОСТ 16338-85 (массовое соотношение 1:1), нагревали до температуры плавления полимера (140-150°С), перемешивали в течение 30 минут, экструдировали и получали капсулированный силикалит титана.

ПРИМЕР 2

Порошок силикалита титана массой 1 г смешивали с 5 г гранул полиэтилена 271-70 ГОСТ 16338-85 (массовое соотношение 1:5), нагревали до температуры плавления (140-150°С), перемешивали в течение 60 минут, экструдировали и получали капсулированный силикалит титана.

ПРИМЕР 3

Порошок силикалита титана массой 1 г смешивали с 1 г гранул полипропилена Baymod Type A-80 (Германия) (массовое соотношение 1:1), нагревали до температуры плавления полимера (270-280°С), перемешивали в течение 30 минут, экструдировали и получали капсулированный силикалит титана.

ПРИМЕР 4

Порошок силикалита титана массой 1 г смешивали с 5 г гранул полипропилена Baymod Type A-80 (массовое соотношение 1:5), нагревали до температуры плавления (270-280°С), перемешивали в течение 60 минут, экструдировали и получали капсулированный силикалит титана.

ПРИМЕР 5

Порошок силикалита титана массой 1 г смешивали с 1 г гранул сополимера пропилена с этиленом 22015-16 ГОСТ 26996-86 (массовое соотношение 1:1), нагревали до температуры плавления полимера (200-210°С), перемешивали в течение 30 минут, экструдировали и получали капсулированный силикалит титана.

ПРИМЕР 6

Порошок силикалита титана массой 1 г смешивали с 5 г гранул сополимера пропилена с этиленом 22015-16 ГОСТ 26996-86 (массовое соотношение 1:5), нагревали до температуры плавления (200-210°С), перемешивали в течение 60 минут, экструдировали и получали капсулированный силикалит титана.

ПРИМЕР 7

Порошок силикалита титана массой 1 г смешивали с 1 г гранул полистирола ПСМ-151 ГОСТ 20282-86 (массовое соотношение 1:1), нагревали до температуры плавления полимера (190-240°С), перемешивали в течение 30 минут, экструдировали и получали капсулированный силикалит титана.

ПРИМЕР 8

Порошок силикалита титана массой 1 г смешивали с 5 г гранул полистирола ПСМ-151 ГОСТ 20282-86 (массовое соотношение 1:5), нагревали до температуры плавления (190-240°С), перемешивали в течение 60 минут, экструдировали и получали капсулированный силикалит титана.

ПРИМЕР 9

Порошок силикалита титана массой 1 г смешивали с 1 г гранул сополимера стирола и акрилонитрила SAN CR-5381 (массовое соотношение 1:1), нагревали до температуры плавления полимера (100-115°С), перемешивали в течение 30 минут, экструдировали и получали капсулированный силикалит титана.

ПРИМЕР 10

Порошок силикалита титана массой 1 г смешивали с 5 г гранул сополимера стирола и акрилонитрила SAN CR-5381 (массовое соотношение 1:5), нагревали до температуры плавления (100-115°С), перемешивали в течение 60 минут, экструдировали и получали капсулированный силикалит титана.

ПРИМЕР 11

Порошок силикалита титана массой 1 г смешивали с 1 г гранул полиэтилентерефталата ПЭТФ-Г-80 ГОСТ Р 51695-2000 (массовое соотношение 1:1), нагревали до температуры плавления полимера (250-265°С), перемешивали в течение 30 минут, экструдировали и получали капсулированный силикалит титана.

ПРИМЕР 12

Порошок силикалита титана массой 1 г смешивали с 5 г гранул полиэтилентерефталата ПЭТФ-Г-80 ГОСТ Р 51695-2000 (массовое соотношение 1:5), нагревали до температуры плавления (250-265°С), перемешивали в течение 60 минут, экструдировали и получали капсулированный силикалит титана.

ПРИМЕР 13

В реактор с мешалкой и рубашкой, объемом 100 мл помещали капсулированный силикалит титана (50% TS-1), полученный по технологии, описанной в примерах 1, 3, 5, 7, 9, 11, н-пентан, 1-бутанол и 30%-ный раствор пероксида водорода в массовом отношении 1:1,05:100:2,75. Процесс проводили при температуре 60°С под давлением азота в течение 2 часов. Анализ реакционной массы проводился методом ГЖХ. Степень превращения н-пентана в продукты окисления составила 78,3-85,1%. В качестве продуктов процесса окисления обнаружены 2-пентанон, 3-пентанон, 2-пентанол, 3-пентанол.

Был проведен эксперимент при уменьшении массового соотношения силикалита титана и гранул полимера от 1:1 до 1:0,5, при этом силикалит титана невозможно подвергнуть капсулированию. При увеличении массового соотношения силикалита титана и гранул полимера от 1:5 до 1:10 наблюдается уменьшение степени превращения н-пентана в продукты окисления в условиях, описанных в примере 13, до 55%.

Кроме того, приняв массовое соотношение силикалита титана и гранул полимера 1:2,5, варьировали время перемешивания. При времени перемешивания менее 30 минут наблюдается незначительное уменьшение (на 2-4%) степени превращения н-пентана в продукты окисления в условиях, описанных в примере 11. При времени перемешивания более 60 минут изменения степени превращения н-пентана в продукты окисления в условиях, описанных в примере 11, не происходит.

Использование данного изобретения позволяет получать катализатор, устойчивый в условиях окисления органических соединений водными растворами пероксида водорода, имеющий высокую каталитическую активность в процессах окисления органических соединений, а также позволяющий проводить многократную регенерацию без снижения каталитической активности.

Способ капсулирования силикалита титана в полимерной матрице, включающий смешение гранул полимера с порошком силикалита титана, отличающийся тем, что порошок силикалита титана и гранулы полимера, взятые в массовом соотношении от 1:1 до 1:5, нагревают до температуры плавления полимера, перемешивают в течение 30-60 мин и экструдируют с получением гранул необходимой формы и размера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к катализаторам гидроокисления олефинов. .
Изобретение относится к способу получения винилацетата, включающему введение исходного сырья, содержащего этилен, уксусную кислоту и кислородсодержащий газ, в контакт с палладий- и золотосодержащим катализатором, полученными на подвергнутом прокаливанию и модифицированном материале носителя, с образованием винилацетата и по меньшей мере одного побочного продукта, где материал носителя модифицируют 1) ниобием, магнием, танталом, иттрием, лантаном, празеодимом или их комбинациями; или 2) титаном, цирконием или их комбинациями, где материал носителя выбирают из диоксида циркония, титаносиликата или цирконосиликата и где модифицированный материал носителя прокаливают перед введением каталитических компонентов.

Изобретение относится к объединенному способу синтеза фенола из бензола с рециклом побочных продуктов. .

Изобретение относится к способам обработки органических соединений в присутствии каталитических композиций, включающих диоксид кремния, который имеет мезопористую структуру.

Изобретение относится к способу получения пропиленоксида, который включает, по меньшей мере, стадии (i) и (ii): (i) предоставление катализатора, содержащего, по меньшей мере, один пористый оксидный материал; (ii) взаимодействие пропена и гидропероксида в, по меньшей мере, одном нитриле в качестве растворителя или в смеси растворителей, содержащей, по меньшей мере, один нитрил, в присутствии катализатора согласно (i), в соответствии с которым, по меньшей мере, одним пористым оксидным материалом является титан-цеолит, имеющий рентгенографическое отнесение к структуре MWW-типа.

Изобретение относится к способу диспропорционирования алкилароматических углеводородов. .
Изобретение относится к способу взаимодействия органического соединения с гидропероксидом. .

Изобретение относится к получению алкилзамещенных хинонов окислением алкилароматических соединений пероксидом водорода, в присутствии пористого аморфного титан-силикатного катализатора - аэрогеля или ксерогеля, с содержанием титана не менее 0,2 мас.%.

Изобретение относится к титаносиликатным материалам и способам их получения
Изобретение относится к способу капсулирования силикалита титана, используемого в качестве катализатора. Предложенный способ капсулирования заключается в добавлении порообразователя, выбранного из толуола, алканов и галогеналканов, в смесь порошка силикалита титана и гранул полимера в определенном массовом соотношении в зависимости от типа полимера. Разработан режим обработки с последующим измельчением полученного продукта с получением гранул необходимой формы и размера. Технический результат - повышение каталитической активности получаемого катализатора. 13 пр.
Изобретение относится к способу приготовления катализатора гидроочистки углеводородного сырья, который включает в свой состав кобальт, никель, молибден, алюминий и кремний. При этом на носитель, содержащий оксид алюминия и аморфный алюмосиликат, наносят одновременно два биметаллических комплексных соединения [Co(H2O)x(L)y]2[Mo4O11(C6H5O7)2] и [Ni(H2O)x(L)y]2[Mo4O11(C6H5O7)2], где L - частично депротонированная форма лимонной кислоты C6H6O7; x=0 или 2; y=0 или 1. Далее катализатор сушат и получают катализатор, содержащий компоненты в следующих концентрациях, мас.%: суммарно [Co(H2O)x(L)y]2[Mo4O11(C6H5O7)2] и [Ni(H2O)x(L)y]2[Mo4O11(C6H5O7)2] - 24,5-39,0; в том числе [Co(H2O)x(L)y]2[Mo4O11(C6H5O7)2] - 6,2-29,5; [Ni(H2O)x(L)y]2[Mo4O11(C6H5O7)2] - 6,2-29,5; аморфный алюмосиликат - 5,9-37,8; γ-Al2O3 - остальное. Это соответствует содержанию в прокаленном при 550°C катализаторе, мас.%: MoO3 - 14,0-24,0; суммарно CoO+NiO - 3,6-6,0; в том числе СоО - 0,9-4,5; NiO - 0,9-4,5; аморфный алюмосиликат - 6,7-42,0; Al2O3 - остальное. Предлагаемый способ позволяет получать катализатор, который имеет максимальную активность в целевых реакциях, протекающих при гидроочистке углеводородного сырья, и обеспечивает получение нефтепродуктов с низким содержанием серы. 6 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 пр.
Катализатор для получения синтетических базовых масел в процессе олигомеризации децена-1 содержит в качестве активного компонента оксид хрома, а в качестве носителя - силикагель и оксид циркония или оксид церия при следующем соотношении компонентов, масс. %: оксид хрома 1-3, носитель - остальное. Для получения катализатора приготавливают носитель путем пропитки силикагеля с размером частиц 0,2-0,4 мм водным раствором соли оксонитрата циркония ZrO(NO3)2·6H2O или нитрата церия Се(NO3)3·6H2O, высушивания при комнатной температуре в течение 2-2,5 ч, а затем при температуре 100-110°C в течение 15-30 мин и прокаливания в токе воздуха при температуре 500-550°C в течение 4,5-5 ч. На полученный носитель наносят хром методом пропитки органическим раствором соли хрома. Проводят сушку катализатора при комнатной температуре в течение 2-3 ч, затем при температуре 120-130°C в течение 2-2,5 ч. Полученный носитель характеризуется высокими значениями удельной поверхности 700-723 м2/г и объема пор 2,1 см3/г. Изобретение обеспечивает высокую каталитическую активность катализатора и срок службы, существенно повышает качество получаемого синтетического базового масла с высокими индексами вязкости (от 164 до 190) и с низкой температурой застывания (минус 50-51°C). 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 9 пр.
Изобретение относится к способу получения катализатора для эпоксидирования пропилена, где указанный катализатор содержит титановый цеолит и углеродистый материал, где катализатор содержит указанный углеродистой материал в количестве от 0,01 до 0,1 мас. % от общей массы титанового цеолита, содержащегося в катализаторе. Способ включает (i) получение катализатора, содержащего титановый цеолит; (ii) осаждение углеродистого материала на катализаторе в соответствии с (i) в количестве от 0,01 до 0,1 мас. % от общей массы титанового цеолита, содержащегося в катализаторе, путем контакта указанного катализатора, перед применением катализатора в указанной реакции эпоксидирования пропилена, с текучей средой, содержащей по меньшей мере один углеводород в инертной атмосфере, при повышенной температуре, с получением катализатора, содержащего углеродистый материал. Причем на стадии (ii) катализатор не контактирует с газом, содержащим кислород, и после стадии (ii) катализатор не подвергают дополнительной стадии тепловой обработки, где катализатор обрабатывают инертным газом при высоких температурах выше 300°C. Способ позволяет получать катализатор, используемый в реакции эпоксидирования пропилена, который обеспечивает высокоселективную конверсию при сохранении высокой активности, а также обладает улучшенными характеристиками срока службы. Изобретение также относится к катализатору, полученному указанным способом, и к применению указанного катализатора в способе эпоксидирования пропилена. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 1 табл.

Настоящее изобретение относится к катализатору и способу его получения, а также способу эпоксидирования олефина с использованием катализатора. Катализатор содержит связующее вещество и силикат титана, причем связующее вещество является аморфным диоксидом кремния, указанный силикат титана имеет топологию MFI, и кристаллическое зерно силиката титана имеет полую структуру с радиусом полостей 5-300 нм, где адсорбционная способность по бензолу, измеренная для силиката титана при условиях 25°C, P/P0=0,10 и времени поглощения 1 час, составляет не менее 70 мг/г, и изотермы адсорбции-десорбции содержат петлю гистерезиса для адсорбции азота молекулярным ситом при низкой температуре; где содержание связующего вещества составляет 3-15% масс., содержание силиката титана составляет 85-97% масс. от общего количества катализатора; и катализатор имеет значение прочности при сжатии не менее чем 60 Н/см, измеренное согласно стандарту GB3635-1983. Катализатор по настоящему изобретению имеет высокую прочность и проявляет высокую каталитическую активность при эпоксидировании олефинов. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 1 табл., 9 пр.
Наверх