Способ получения гранулированного катализатора эпоксидирования олефинов повышенной прочности

Изобретение относится к области гетерогенного катализа, а именно к способу получения гранулированного катализатора эпоксидирования олефинов повышенной прочности, включающему смешение порошкообразного силикалита титана со связующим компонентом, в качестве которого используют основную соль оксалата алюминия в количестве от 5 до 25 мас.% в расчете на сухой цеолит, формование, сушку и прокаливание гранул. Перед прокаливанием гранулы подсушивают до влажности не более 35%. Изобретение обеспечивает повышение механической прочности и каталитической активности гранулированного силикалита титана в реакциях эпоксидирования олефинов. 4 пр.

 

Изобретение относится к области гетерогенного катализа, а именно к способу получения гранулированного катализатора для эпоксидирования олефинов, в качестве которого используется силикалит титана.

Из уровня техники известен способ получения катализатора эпоксидирования, включающий предварительное получение силикалита титана и его формование, заключающееся в смешении порошка силикалита титана со связующим компонентом из оксида алюминия, диоксида кремния, гидролизуемых кремниевых составов и частичных или полных продуктов их гидролиза (составов бора, фосфорсодержащих соединений, глинистых полезных ископаемых и их смесей), а также пастообразователем, формование массы с получением гранул, сушку и прокаливание при температуре 500-750°С [патент ЕР №1268058 А1, опубл. 02.01.2003].

Однако данный способ получения гранулированного титансодержащего катализатора обладает следующими недостатками: невысокая механическая прочность гранул и использование большого количества связующего компонента.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ получения гранулированного катализатора, в котором используют предпочтительно титансодержащие цеолиты с MFI-, MEL-, или MFI/MEL- структурами. В этом способе в качестве связующего компонента применяют оксид алюминия (25-45 мас.%), порообразователь - полистирол (25-55 мас.%), пастообразующие добавки - целлюлоза или поливиниловый спирт. После формования массы смесь пластифицируют, экструдируют, сушат и прокаливают (при температуре от 400 до 800°С) [патент RU №2353580 С2, опубл. 27.04.2009].

Недостатком этого способа является необходимость использования большого количества связующего компонента - Al2O3. Это неизбежно приводит к снижению доли активного компонента и увеличению кислотности получаемого катализатора, что является нежелательным в процессах окисления, а также применение высоких температур на стадии прокаливания, приводящих к разрушению каталитических центров титансодержащего цеолита и увеличению энергетических затрат на производство гранулята.

Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении механической прочности и каталитической активности гранулированного силикалита титана в реакциях эпоксидирования олефинов.

Технический результат достигается способом получения гранулированного катализатора эпоксидирования олефинов повышенной прочности, включающим смешение порошкообразного силикалита титана со связующим компонентом, формование, сушку и прокаливание гранул, в котором в качестве связующего компонента используют основную соль оксалата алюминия в количестве от 5 до 25 мас.% в расчете на сухой цеолит.

Порошкообразный силикалит титана типа MFI смешивают со связующим компонентом, взятым в количестве 5-25 мас.% в расчете на сухой силикалит титана. Смесь перемешивают в течение 15-60 минут, после чего к ней добавляют воду 20-80 мас.% (в расчете на сухой силикалит титана) и продолжают перемешивание еще 30-40 минут до получения пластичной, хорошо формуемой массы. Эту пасту экструдируют через фильеру шнекового гранулятора. Полученные экструдаты - цилиндры диаметром 2-5 мм и длиной 5-8 мм подсушивают на воздухе при комнатной температуре в течение 2-3 часов, а затем подвергают термической обработке при температуре 100-120°С до влажности не более 35%. После удаления большей части воды на стадии сушки гранулы подвергают прокаливанию при температуре 250-550°С в течение 4-5 часов.

Превышение влажности образцов, направляемых на прокаливание, более 35% приводит в процессе сушки в интервале температур 250-550°С к растрескиванию образцов и снижению механической прочности за счет интенсивного удаления воды.

Сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Способ получения гранулированного катализатора эпоксидирования олефинов повышенной прочности включает несколько стадий.

1.1 Получение порошкообразного силикалита титана

208 г тетраэтилортосиликата помещают в 3-литровый реактор, добавляют с перемешиванием 8,5 г тетрабутилортотитаната и образовавшуюся смесь охлаждают до приблизительно 1-2°С. Далее с перемешиванием при этой температуре в течение примерно 5 часов, добавляют раствор, включающий 364,5 г тетра-н-пропиламмонийгидроксида, концентрацией 40 мас.% и 257 г деионизированной воды. С целью завершения гидролиза и для отгонки образовавшегося этанола реакционную смесь нагревают вначале до температуры приблизительно 80°С, а затем выдерживают при температуре максимум 95°С в течение примерно 3 часов.

Далее полученный золь помещают в автоклав, закрепленный на качалке, совершающей возвратно-поступательные движения со скоростью 2 с-1 при амплитуде 0,05 м, и выдерживают при температуре 170°С в течение 40 часов, продолжая перемешивание. После охлаждения образовавшейся суспензии полученное твердое вещество выделяют центрифугированием из сильноосновного маточного раствора, промывают водой до рН 7-8, сушат в течение 12 часов при температуре 120°С под вакуумом (20 мм рт.ст.), после чего прокаливают при температуре 550°С в течение 6 часов в муфельной печи.

1.2 Получение оксалата алюминия

В реактор, снабженный рубашкой для подогрева, помещают 100 г свежеосажденной отмытой влажной гидроокиси алюминия (содержание Al(ОН)3 в пульпе 18 мас.%) и постепенно при перемешивании добавляют 21,8 г 40%-ной щавелевой кислоты, до полного перехода образовавшейся основной соли оксалата алюминия в раствор. Для ускорения взаимодействия кислоты с осадком гидроокиси реактор нагревают до температуры 50°С.

Полученный раствор концентрируют упариванием при температуре 105°С до постоянной массы.

1.3 Получение гранулированного силикалита титана повышенной прочности

35 г порошка силикалита титана с пространственной структурой MFI, полученного согласно п. 1.1 примера 1, смешивают с 5,9 г (16,8 мас.%) оксалата алюминия, полученного согласно п. 1.2 примера 2. Смесь порошков перемешивают в течение 10 минут, а затем порционно добавляют 29,6 г воды и продолжают перемешивание еще в течение 30 минут.

Полученную массу загружают в экструдер и продавливают через фильеру, имеющую отверстия диаметром 3 мм, получают цилиндрические гранулы.

Полученный таким образом гранулированный силикалит титана подсушивают на воздухе при комнатной температуре в течение 2 часов, а затем направляют в конвекционную сушилку, где высушивают до влажности не более 25%. Температуру в сушилке поддерживают на уровне 110°С .Затем образцы подвергают прокаливанию при температуре 550°С в течение 4 часов.

Механическая прочность полученного силикалита титана - 82,3 кгс/см2.

Каталитическая активность силикалита титана, полученного согласно примеру 1, в процессах эпоксидирования олефинов пероксидом водорода следующая: выход оксида пропилена - 92%, выход эпихлоргидрина - 90%, выход глицидола - 85% при количественном превращении пероксида водорода.

Пример 2

При использовании связующего в количестве менее 5% наблюдается снижение прочностных характеристик образцов гранулированного катализатора.

Механическая прочность таких образцов составляет 17,2 кгс/см2. Каталитическая активность силикалита титана в процессах эпоксидирования олефинов пероксидом водорода следующая: выход оксида пропилена - 91%, выход эпихлоргидрина - 89%, выход глицидола - 84% при количественном превращении пероксида водорода.

Пример 3

При содержании связующего компонента в смеси более 25% прочность образцов увеличивается, однако применение такого гранулированного силикалита титана в качестве катализатора процессов окисления невозможно из-за низких каталитических характеристик.

При получении гранулированного силикалита титана с содержанием связующего компонента 30% механическая прочность образцов составляет 83,1 кгс/см2. Каталитическая активность силикалита титана в процессах эпоксидирования олефинов пероксидом водорода следующая: выход оксида пропилена - 58%, выход эпихлоргидрина - 55%, выход глицидола 47% при количественном превращении пероксида водорода.

Пример 4

Гранулированный силикалит титана, полученный при влажности образцов, направляемых на прокаливание, 40% имеет механическую прочность образцов 31,1 кгс/см2.

Каталитическая активность силикалита титана в процессах эпоксидирования олефинов пероксидом водорода следующая: выход оксида пропилена - 87%, выход эпихлоргидрина - 84%, выход глицидола 78% при количественном превращении пероксида водорода.

Способ получения гранулированного катализатора эпоксидирования олефинов повышенной прочности, включающий смешение порошкообразного силикалита титана со связующим компонентом, формование, сушку и прокаливание гранул, характеризующийся тем, что в качестве связующего компонента используют основную соль оксалата алюминия в количестве от 5 до 25 мас.% в расчете на сухой цеолит, и тем, что перед прокаливанием гранулы подсушивают до влажности не более 35%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к катализатору гидрооблагораживания вакуумного газойля. Катализатор содержит, мас.%: оксид никеля 5,0-9,0, оксид молибдена 18,0-24,0, оксид фосфора 1,0-3,0 и носитель, состоящий из оксида алюминия 62,2-70,5, вносимого из мезопористого алюмосиликата и гидроксида алюминия, и оксида кремния 1,8-5,5.

Изобретение относится к самоактивирующемуся катализатору гидропереработки для обработки тяжелого углеводородного сырья. При этом указанный катализатор содержит прокаленную частицу, включающую гомогенизированную смесь, полученную гомогенизацией порошка неорганического оксида, порошка триоксида молибдена и соединения никеля, а затем формованием указанной гомогенизированной смеси в частицу, которую прокаливают для получения в результате указанной прокаленной частицы, причем упомянутый неорганический оксид выбирают из группы, которую составляют оксид алюминия, диоксид кремния и двойной оксид алюминия и кремния, при этом указанная прокаленная частица включает молибден, который присутствует в количестве, составляющем от 1 до 10% масс.

Изобретение относится к способу получения железо-калиевых катализаторов для дегидрирования метилбутенов в изопрен. Способ получения железо-калиевого катализатора для дегидрирования метилбутенов осуществляют следующим образом: проводят смешение компонентов катализатора в следующем соотношении, мас.

Изобретение относится к способу получения катализатора окисления метанола до формальдегида и может быть использовано в производстве формальдегида и карбамидо-формальдегидных смол.

Изобретение относится к способу получения этилена в процессе дегидратации этанола при помощи высокоактивных алюмооксидных катализаторов. Описан гранулированный наноструктурированный алюмооксидный катализатор, содержащий в своем составе оксид алюминия, натрий и дополнительно серу, или фосфор, или хлор в следующем количестве, мас.%: натрий 0,005-0,02, сера 0-5, фосфор 0-2,8, хлор 0-2,6.

Изобретение относится к полиметаллической оксидной массе, оболочечному катализатору, сплошному каталитически активному формованному изделию, способу изготовления полиметаллической оксидной массы, способу гетерогенно-катализируемого частичного окисления в газовой фазе пропена до акролеина и акриловой кислоты.
Изобретение относится к способу получения обожженного смешанного оксида, содержащего оксиды Al, Се и Zr. Способ включает следующие стадии: (a) предоставление водной суспензии, содержащей гидроксиды церия и циркония и дополнительно содержащей один или несколько гидроксидов редкоземельных металлов, иных, чем церий, (b) приведение гидроксидов церия и циркония в контакт с бемитом формулы (AlO(ОН)×Н2О), чтобы получить водную суспензию твердотельных частиц, (c) отделение твердотельных частиц от водной суспензии и сушка, чтобы получить твердотельную композицию, и (d) обжиг твердотельной композиции со стадии (с) при температуре от 450 до 1200°С в течение по меньшей мере одного часа, чтобы получить обожженный смешанный оксид.

Изобретение относится к способу получения твердых растворов со структурой шпинели на основе ферритов и хромитов переходных элементов и может найти применение в химической промышленности в процессах органического синтеза для производства бутадиена и углеводородов из синтез-газа.

Изобретение относится к многокомпонентному оксидному катализатору, который используется для реакции парофазного каталитического окисления или реакции парофазного каталитического аммоксидирования пропана или изобутана.

Изобретение относится к катализаторам (вариантам) для получения ацетальдегида в процессе изомеризации окиси этилена, а также к способу приготовления заявленных катализаторов.

Изобретение относится к катализатору на носителе, предназначенному для селективного окисления соединений серы в остаточном газе от процесса Клауса или в потоках с эквивалентным содержанием элементарной серы или диоксида серы (SO2).

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.
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.
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.
Изобретение относится к способу приготовления катализатора гидроочистки углеводородного сырья, который включает в свой состав кобальт, никель, молибден, алюминий и кремний.
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.

Изобретение относится к композициям алюмосиликата. .

Изобретение относится к титаносиликатным материалам и способам их получения. .
Изобретение относится к способу получения формованного силикалита титана. .

Изобретение относится к катализаторам гидроокисления олефинов. .
Наверх