Способ регенерации ванадийтитанового катализатора окисления о-ксилола

 

Союз Советских

Социалистических

Республик! 7849О4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ИЛЬС ВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 310778 (23) 2649876/23-04

{51)М. Кл.З

В 01 J 21/00 с присоединением заявки М

f îñóäàpñòâåèâûé комитет

СССР яо делам изобретений я открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.1280.бюллетень М 45 (53) УДК 66.097. .3(088.8) Дата опубликования описания о 7.12.80

Глуховский, !0.,П. Кернос, В. П. Мищенкова, М. Ф. Гладовская и Э. С. Латышева

1 м;,.

1 а ».

Н. Г. (72) Авторы изобретения. (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ВАНАДИЙТИТАНОВОГО

КАТАЛИЗАТОРА ОКИСЛЕНИЯ О-KCHJIOJIA

Изобретение относится к способам регенерации катализ аторов,цля .окисления о-ксилола во фталевый ангидрид, в частности к.способам регенерации ванадийтитанового катализатора окисления о-ксилола.

Ванадийтитановый.катализатор состоит иэ непористого носителя, на поверхность которого нанесен тонкий слой активных компонентов, состоящий из окислов ванадия и титана, в количестве

3-6% от веса катализатора. В качестве непористого инертного носителя используют фарфор, карборунд, корунд и т.д. Срок службы катализатора в про" 15 мыищенности до 2 лет.

Известен способ извлечения ванадия иэ катализаторов, содержащих не менее

3% ванадия, путем обработки отрабо- 0 танного катализатора при повышенной температуре воздухом в смеси с четыреххлористым углеродом $1). Однако этот способ извлечения ванадия иэ отработанного ванадийтитанового ката- 25 лизатора, содержащего 0,2-0,3Ъ соединений ванадия и 4-6% соединений титана, не может быть использован, так как не позволяет освободить носитель от активных компонентов. 30

К предлагаемому способу наиболее близок способ регенерации ванадийсодержащего катализатора путем обработки его водной суспензии серной кислотой при нагревании до 80-85 С с о последующей обработкой щавелевой кислотой j2), Этот способ не позволяет полностью снять с носителя — фарфоровых шаровактивные компоненты, так как двуокись титана нерастворима. После такой отработки носитель утрачивает первоначальные свойства и не может быть использован для повторного приготовления катализатора.

Целью изобретения является обеспечение возможности повтори го использо вания носителя.

Предлагается способ регенерации ванадийтитанового катализатора окисления о-ксилола, заключающийся в обработке отработанного катализатора щавелевой кислотой при повышенной температуры, предпочтительно при

75-95ОС, в присутствии частиц кварца„ корунда или фарфора при соотношении катализатор:твердые частицы = 1:(0,71,0).

784904

Щавелевую кислоту предпочтительно используют в виде водного раствора концентрацией 10-30 кг/м .

Способ согласно изобретению позволяет извлечь носитель, обладающий теми же свойствами, что и свежий.

Катализатор, приготовленный извест5 ным "способом на извлеченном носителе,,по свойствам не отличается от катали " затора, приготовленного на свежем носителе. Производительность его до 210 г фталевого ангидрида в 1 ч, а стоимость снижается на ЗОЪ и более, Предлагаемый способ заключается в следующем. Отработанный ванадийтитановый катализатор обрабатывают водным раствором щавелевой кислоты при 7595 С (350-370 ") в присутствии твер.дых частиц нерегулярной формы (кварца, корунда, карборунда и др.) в течение 3 ч при перемешивании. На обработку берут раствор щавелевой кис- 20 лоты концентрацией 10-30 кг/м . Размеры твердых частиц должны составлять от размера катализатора 25-45 и 5575Ъ при весовом соотношении их 1:2-3

" соответственно. Весовое соотношение твердые частицы:катализатор (0,71,5):1. Обработанную щавелевой кислотой смесь твердых частиц и катализатора промывают водой и отделяют твердые частицы на вибросите. 30

Извлеченный носитель снова используют в производстве катализатора, а отделенные твердые частицы возвращают на стадию регенерации носителя.

Пример 1. В обогреваемую вращающуюся емкость загружают 25 кг отработанного катализ"-тора, содержащего 4,3Ъ активной массы на носителе представляющем собой фарфоровые шары диаметром около 7.мм, 10 л воды, 0,12 кг щавелевой кислоты, 18 кг квар фО ца с размером частиц 4-5 мм и 6 кг с размером частиц 2-3 мм (соотношение между катализатором и твердыми частицами 1:0,96, а между частицами размерами 2-3 и 4-5 мм 1:3, концентрация Я щавелевой кислоты в растворе 12 кг/м

Смесь нагревают при постоянном пере- мешивании до 85+10 С (360 10 К) и при этих условиях ведут обработку в течение 3 ч. затем полученную смесь gg .помещают в емкость с перфорированным дном и промывают тремя порциями воды (по 5 л каждая). На вибросите отделяют от: носителя кварц, который снова используют в процессе извлечения.

1з

На извлеченном носителе готовят ванадийтитановый катализатор, содержащий 5,2Ъ активной массы с соотношением V 0 :TiO =1:18.

При пропускании над 1 л катализа- ф) тора при 387оС (660 К) смеси о-ксилола с,воздухом в соотношении 1:30 с ! объемной скоростью 5000 ч 1 получают

0,210-0,215 кг Фталевого ангидрида в 1 ч. 65

При пропускании над катализатором, полученным на свежем. носителе и содержащем 5,2Ъ активной массы с соотношением \/ О .ТiО =1:18, при 387 С (660 К) смесй о-ксилола с воздухом в соотношении 1:30 с объемной скоростью 5000, " получают 0,2100,215 кг Фталевого ангидрида в 1 ч с

1 л катализатора.

Пример 2. В обогреваемую вращающуюся емкость загружают 25 кг отработанного катализатора, содержаего 5,3Ъ активной массы на носителе и представляющего собой фарфоровые шары диаметром около 7 мм, 10 л воды, О,27 KI щавелевой кислоты, 13 кг ко рунда с размером частиц 15 мм и 5 кг с размером частиц 2 мм (соотношение между катализатором и твердыми частицами 1:0,72, а между частицами размерами 2 и 5 мм 1:2,6; концентрация щавелевой кислоты в растворе 27 кг/м ), Смесь обрабатывают и разделяют аналогично примеру 1.

На извлеченном носителе готовят ванадийтитановый катализатор, содержа

1 щий около 5,7Ъ активной массы с соотношением V О :Тi0 = 1:20.

При пройусканий над катализатором смеси о-ксилола с воздухом в соотношении 1:32 с объемной скоростью

5000 ч " при 38? С (655 К) получают

0,206-.0,210 кг фталевого ангидрида в 1 ч с 1 л катализатора.

При пропускании над катализатором, полученным на свежем носителе и содержащим 5,7Ъ активной массы с соотHOLdPHHåì Ч 0 :TiO = 655 К смеси о-ксилола с воздухом в соотношении 1:32 с объемной скоростью

5000 ч получают 0,206-0,210 кг фталевого ангидрида в 1 ч с 1 л катализатора.

Пример 3. В обогреваемую вращающуюся емкость загружают 25 кг отработанного катализатора, содержащего 6,1Ъ активных компонентов на носителе и представляющего собой фарфоровые шары диаметром около 7 мм, 24 кг фарфоровых частиц размером 4-5 мм и

12 кг частиц размером 2-3 мм (соотношение между катализатором и частицами 1:1,44, а между частицами размерами 2-4 и 4-5 мм 1:2), 15 л воды и

0,15 кг щавелевой кислоты (концентра« ция полученного водного раствора

10 кг/мз).Смесь нагревают при повышенном перемешивании до 85110 С (360 10 K) и при этих условиях ведут обработку в течение 2 ч. Полученную смесь далее обрабатывают и разделяют аналогично примеру 1.

На извлеченном носителе готовят катализатор, содержащий 6,1Ъ активных компонентов с соотношением V 0 ::Ti0 — 1:22.

2.

При пропускании над катализатором смеси о-ксилола с воздухом в условиях

784904

Формула изобретения

Составитель Н. Путова

Редактор Э. Бородкина Техред Н. Бабурка Корректор E. IIann

Заказ 8705/5 . Тираж. 809 . Подписное

ВНИИПИ ГосударственноГо комнтета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

I примера 2 получают 0,206-0,210 кг фталевого ангидрида в 1 ч.

Пример 4. В обогреваемую вращающуюся емкость загружают 25 кт отработанного катализатора, содержащего 3-5% активных компонентов и представляющего собой фарфоровые шарыдиаметром около 7 мм, 10 л воды, 0,14 кг щавелевой кислоты (концентрация ее в водном растворе 14 кг/м ), 15 кг карборунда с размером. частиц около 4 мм и 5 кг частиц с размером около 2 мм (соотношение между катализатором и карборудном 1:0,8, а между

Частицами карборунда 1:3}. Смесь обрабатывают и разделяют аналогично

Ьримеру 1;

На извлеченном носителе готовят катализатор, содержащий 4,8Ф активных компонентов с соотношением V 05.Ti0 =

1!17.

При пропускании над катализатором ксилолвоэдушной смеси в условиях примера 1 получают 0,210-0,215 кг фталевого ангидрида в 1 ч с 1 л катализатора.

1. Способ регенерации ванаднйтнтанового.,катализатора окисления о-ксилола, включающий обработку отработанного катализатора щавелевой кислотой при повышенной температуре, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности пбвторного использования носителя, обработку щавелевой кислотой осуществляют в присутствии частиц кварца, корунда или фарфора при соотношении катализатор:твердые частицы=1:(0,7-1,5).

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что щавелевую кислоту S используют в виде водного раствора концентрацией 10-30 кг/м и обработку ведут при 75-95 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

20 1. Патент Польши Р 67525, кл. 12 и 31/00, опублик. 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 169075, кл. В 07 J 23/22, 1964 (прототип).