Способ приготовления борофосфатного катализатора для получения изопрена

 

())) 721116

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву -— (22) Заявлено 190477 (21) 2476070/23-04 (51)М. Кл.

В 01 У 37/04

В 01 J 37/10

В 01 J 27/14//

С 07 С 11/18 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1503,80.Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 170380 (5Ç) ЮК 66. 097. .3(088.8) Д.A. Большаков, В.A. Мазаева, Г.A. Степанов и Е.К. Лопатина (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БОРОФОСФАТНОГО

КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОПРЕНА

Изобретение относится к способам химическим составом. Причиной неприготовления катализаторов. для полу- воспроизводимости состава катали- чения.изопрена, в частности к спосо- затора является неконтролируемое бу приготовления борофосфатного ката- улетучивание фосфорной кислоты при лизатора, используемого ддя превра- упаривании смеси фосфорной и борной щения 2-метилбутаналя в изопрен. кислот и образование полимерных цеИзвестен способ. приготовления пей Р:-О-Р вместо В-О-Р в процессе борофосфатного катализатора, содер- высокотемпературной обработки, резульжащего 1-10 вес.% фосфорной кислоты, татом которой является образование . который включает упаривание смеси борофосфатного катализатора с приконцентрированной фосфорной кислоты месью свободного борного ангидрида. и тонкоизмельченной борной кислоты, Катализатор, полученный извествысушивание, иэмельчение и прокали- ным способом, обладает недостаточно ванне полученного борофосфата (1).. высокой активностью с селективностью:

Известный способ не обеспечивает 15 при 350 С селективность образования о получение катализатора с высокими изопрена составляет 61,1-88,4 мол, е, каталитическими свойствами в произ- при конверсии 2-метилбутаналя 64,8водстве иэопрена разложением 2-ме- 92, 1 мол. Ъ. тцлбутаналя. Целью изобретения является полуБлижайшим решением поставленной 20.чение катализатора с повышенной акзадачи является способ приготовле- тивностью и селективностью. ния борофосфатного катализатора, Поставленная цель достигается опивключающий упаривание смеси экви- сываемым способом приготовления бомолярных количеств концентрирован- рофосфатного катализатора, включаю,аой фосфорной и тонкоизмельченной 2 щим смешение эквимолярных количеств борной кислот, высушивание получен- : концентрированной борной и тонкоизного борофосфата, измельчение его мельченной фосфорной кислот, упарии прокаливание при 300-12004С (2) . ванне смеси, измельчение и прокали-

Однако этот способ не обеспечивает ванне и дополнительную обработку прополучение катализатора с заданным 30 каленного катализатора паровоздуш721116

40 тивность ования ена, мол.%

92,1

68,3 64, 8

71,0

1 011, 12

1,18

1,22

88,4

65,7

3

70,2

61,1 ной смесью, содержащей 15-75 об.% водяного пара, при 450-650 С в тече ние 1-8 ч.

Дополнительная обработка катализатора паровоздушной смесью, содержащей 15-75 об.% водяного пара и проводящаяся при 450-650 С в тече- 5 ние 1-8 ч, позволяет полностью удалить не вязанный борный ангидрид в виде борной кислоты.

Катализатор, полученный описывае,ьым способом, позволяет проводить процесс с селективностью по изопрвну

84„5-92,5 мол.% при конверсии 2-метилбутаноля 90,1-94,6 об.%.

Пример 1. Для приготовления 15 борофосфатного катализатора с атомным соотношением B:P — 1,00 смешивают с 121,4 мп водного раствора ортофосфорной кислоты (4 1,725) и

117 г тонкоизмельченной борной кис- Щ лоты, затем упаривают смесь на водя- ной бане. Сухой катализатор дробят и прокаливают нри 600 С в течение

1 ч в токе воздуха с последующей обработкой катализатора паровоздушной смесью, содержащей 50 об.% пара при 600 С в течение 1 ч.

Готовйй = к ат аййз атор" имеет атомное соотношение BгР-1,01. Процесс конверсии 2-мвтилбутаналя в изопрен осуществляют в кварцеврм изотермическом реакторе проточного типа. После нагрева реактора до 350 С в реактор подают 2-метилбутаноль со скоростью

6,0 ч по жидкости. Конверсия 2-метилбутаналя составляет 94,0 об.%, селективность образования иэопрена

92,5 мол.%.

1I р и м е р 2. Борофосфатный катализатор готовят, как в примере 1 с той раэницей, что прокаливание осуществляют при 500 С в течение

1,5 ч в токе воздуха и в течение 3 ч

его обрабатывают паровоздушной смесью, содержащей 20 об.%"пара, при

500 С. Атомное соотношение B:P в ка- 45 талиэаторв равно 1,00. Процесс првв= ращения 2-метилбутаналя осуществляют как в примере 1. Конверсия составляет 94,6 об.%,селективность 87,4

МОЛ ° % °

Пример 3. Борофосфатный ка тализатор готовят, как в примере 1, с той разницей, что его прокаливают при 650 С в течение 3 ч в токе воздухе затем в течение 4 ч.обрабатывают в токе паровоздушной смеси, содержащей 15 об.% пара при 650 С. Атомное соотношение B:Р в катализаторе равно 1,02 Конверсия 2-метилбутанЬЛя составляет 90,1 об% и селективность превращения в иэопрен 85,1 мол.%, П р и м в р 4. Борофосфатный катализатор готовят, как в примере 1 с той разницей, что его прокаливают при 450 С в течение 5 ч в токе воздуха и в течение 8 ч при 450 C oC,— рабатывают паровоэдушной смесь,содержащей 75 об.% пара. Готовый катализатор имеет атомное соотношени В:Р, равное 1,01. Конверсия 2-метилбутаналя составляет 92,4 об.%, селективность превращения в изопрен 89,5%.

II р и м е р 5. Для приготовле ния борофосфатного катализатора с атомным соотношением В:P - 1,00 смешивают 122,4 мм водного раствора ортофосфорной кислоты (1,6541 и

124 г тонкоизмельченной борной кислоты. После упаривания смеси сухой катализатор дробят и прокаливают при 550 С в течение 10 ч в токе воздуха, затем в течение б ч при 550еС катализатор обрабатывают паровоздушной смесью, содержащей 20%об. пара. Готовый катализ атор имеет атомное соотношение B:P - 1,01. Конверсия 2-метил-бутаналя составляет

20,8 об.% селективность образования изопрена 92,3 мол.%. и р и м е р б (для сравнения) .

Готовят четыре образца борофосфатного катализатора с атомным соотношением В:P — 1,00, смешивая в каждом случае 121,4 wI водного раствора ортофосфорной кислоты (й 1, 725) и 117 г тонкоизмельченной борной кислоты. Смесь упаривают на водяной бане, сухой катализатор прокаливают пРи 600 С в течение 1 1 в токе воздуха. Готовые катализаторы анализируют на соотношение бор:фосфор и используют s процессе превращения

2-метилбутаналя в иэопрен. Процесс ведут в кварцевом изотермическом реакторе проточного типа. Катализатор нагревают до температуры реакции и подают 2-метилбутаналь со скоростью

6,0 ч по жидкости через испаритель при 350 С и атмосферном давлении.

Атомные соотношения бора и фосфора в. получен ных кат али з атор ах и и х к аталитические свойства приведены в таблице.

721116

Формула изобретения

Составитель А. Бухаров

Редактор Л. Новожилова Техред 3.чужик Корректор М.Вигула

Заказ 28/5 Тираж 809 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает поЛучение катализатора с заданным атомнйм соотношение у,, В:Р и улучшенными каталитйческими свойствами в реакции разложения 2-метилбутаналя в иэопрен, кроме того, появляется возможность повторного использования непрореагировавшей борной кислоты и уменьшения расхода концентрированной фосфорной кислоты.

Способ приготовления борофосфатного катализатора для получения изопрена конверсией 2-метилбутаналя, включакщий смешение концентрированной фосфорной и тонкоиэмельченной борной кислот, упаривание смеси, измельчение и прокаливание, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной активностью и селективностью, прокаленный катализатор дополнительно обрабатывают паровоэдушной смесью, содержащей 15-75 об.з водяного пара, при 450-650 С в течение 1-8 ч.

16

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Р 2.164.826, кл. С 07 С 1/00, опублик. 1973.

2. Чистякова Г.П. и др. Каталиl5 заторы основногс органического синтеза. Л, 1974, с. 145 (прототип) .