Катализатор для гидрохлорирования ацетилена

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Социалистических

Реслублик о1>784905 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1&0878 (21) 2658384/23-04 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 07.1 280. Бюллетень ¹ 4 5

Дата опубликования описания 071280

Р1)М. Кл.з

В 01 J 27/10

В 01 J 23/10

В 01 J 29/04//

С 07 С 17/08

lосударствеииый комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 66.097.

- 3 (088. 8) М. A. Капустин, Н. Ф. Кришталь, М. Л. Нахимовнч и С. Б. Гринберг (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГИДРОХЛОРИРОВАНИЯ АЦЕТИЛЕНА

Изобретение относится к производ ству катализаторов для получения хлорсодер>кащих олефинов, в частности катализатора для гидрохлорирования ацетилена с целью получения винил- 5 хлорида.

Известен катализатор для.гидрохло- рирования ацетилена, содержащий ванадат ртути на носителе 1$, Известен также катализатор для 10 гидрохлорирования ацетилена, содержащий .хлорид ртути на активированном угле 12 1.

Недостатком этого катализатора является низкая удерживающая способность активированного угля по отношению к хлорной ртути. Это приводит к быстрой дезактивации катализатора эа счет уноса каталитической массы с поверхности носителя — низкой ста- 2О бильности.

K предлагаемому катализатору наиболее близок катализатор для гидрохлорирования ацетилена, содержащий

10% хлорида ртутй на цеолите (3). 2$

Известный катализатор „имеет недостаточную удерживающую спосОбность по ртути - 3 отн.ед., а также недостаточно высокую механическую прочность

0,08 кг/ммй;

ЗО

Целью изобретения является уменьшение уноса. ртути и увеличение механической прочности катализатора.

Цель достигается тем, что катализатор для гидрохлорирования ацетилена, включающий хлорид ртути и носитель — цеолит Май, дополнительно содержит окись или смесь окислов редкоземельных элементов, а в качестве цеолита NaY — цеолит NaY, содержащйй 5-10% ртути при следующем соотношении компонентов: Хлорид ртути 0,1-0 5

Окись редкоземельного элемента или их смесь 15-20

Цеолит NaY, содержащий 5-10% ртути Остальное

Отличие предлагаемого катализатора от известных заключается в дополнительном содержании окиси или смеси окислов редкоземельных элементов, а также в использовании в качестве цеолита Мат цеолита NaY, содержащего

5-10% ртути, в укаэанных пределах.

Катализатор согласно изобретению обладает достаточно высокой удерживающей способностью по ртути — 56 отн. ед. и высокой механической прочностью — 0,2-0,25 кг/мм

784905

Показатель

Состав катализатора, вес.Ъ конверсия, а,Ъ

Селективность, Ъ относи» тельная удерживающая способность по ртути, отн.ед. поверхность, м /г про нос кг/ нач, кон, Hg С lg 0,5

РЗЭ О 20

840 0,25. 10% HgNaY 79,5

5Ъ HgNaY 84,5

Катализатор готовят путем смешения пористого носителя — синтетического цеолита со связующим — окисью или смесью редкоземельных металлов, причем носитель предварительно пептиэируют 5-10Ъ-ной. азотной кислотой. Полученную смесь упаривают до содержания влаги 40-45Ъ, пластифицируют на вальцах и формуют в таблетки. Последние обрабатывают раствором соли двухвалентной ртути, заменяя ион натрия в структуре цеолита на ион двухвалентной ртути, затем отделяют таблетки от раствора и сушат до содержания

- влаги 20-25 вес.Ъ:

Цеолит NaY имеет следующий элементарный состав:

Na 0 nA1 0>mSi0gxH>0

n„ m = 2,5-4,7 моль.

Поверхность цеолита составляет

700-900 м 2/г, мольное отношение

Si0g/А1 0 = 4,5.

Пример 1. Аэотнокислую соль редкоземельных элементов, приготовленную из промышленного концентрата окислов (состав концентрата, Ъ: La Оз

19,2; С1 0 66,2; Рг 0+ 3,7; NdqO>

10,6, прочйе 0,3) и содержащую 38 г

РЗЭ О, в количестве, взятом в расчете йа 20Ъ связующего от веса сухого цеолита, растворяют в 600 мл дистиллированной воды. Раствор нагрева ° ют до 90 С и осаждают 200-300 мл

25Ъ-ного раствора аммиака. (более чем двукратный избыток по сравнению со стехиометрией). После медленного охлаждения золя до 40 С его отделяют от вода на воронке Бюхнера и добавляют к нему для пептиэации разбавленную азотную кислоту (HNO .Н О

HqC l2 0,5 860 0,2

hd O, 15

1:3) до установления рН среды

7,5-0,0.

Затем гидроокись РЗЭ смешивают сс

150 r предварительно увлажненного цеолита NaY (в расчете на безводный

$ цеолит) и упаривают на водяной бане до установления стандартной величины ППК (потери при прокаливании) смеси 45Ъ. Цеолит со связующим пластифицируют на вальцах и таблетируют

Я в таблетки (4х4 мм). Оттаблетированный катализатор в течение 24 ч сушат на воздухе при 20-25 С, затем 5 ч при 100-110 С.

Далее таблетки цеолита в количест ве 10 г, в расчете на сухой цеолит

NaY —,20Ъ РЗЭ2 О, обрабатывают 2,0 г хлорида ртути (сулемы), растворенной в 150 мл дистиллированной воды, при а

60-70 С в течение 5 ч при непрерывном перемешивании раствора. Затем катализатор отделяют от раствора и сушат в течение 12 ч при комнатной температуре и 5 ч при 100 С. Приготовленный катализатор имеет следующий состав, вес.Ъ:

2$ Н9С1 О,5

РЗЭ О е 20

10Ъ Н9йаУ 79,5

Испытания по стабильности катализаторов на унос ртути проводят путем щ пропускания азота с влажностью не более 0,5 г/м 3 через слой катализа.— тора в течение 3 ч при заданных температурах, после чего определяют остаточное содержание сулемы в образце любым известным методом.

Результаты испытаний по десорбции ртути представлены в таблице.

5 58,2 33,2 99,9

6 39 5 8 5 99 5

184905

Продолжение табл.

С кат в

РЗЭ О 20

10% НдМаУ 79,1

10% HgNaY

893 0,08 3

29,2 О

89,2

Формула изобретения

Н9С12 0,1 837 0,2

12% Н9 С 1 88% 540 О, 15

Угля (АР-3) Промышленный катализатор

Насыпной объем приготовленного катализатора составляет 0,7-0,8 г/см, механическая прочность на раздавливание 0,3 кг/мм .

Пример 2. 150 г предваритель-40 но увлажненного цеолита ИаУ (в расчете на безводный цеолит) смешивают со свежеприготовленной гидроокисью неодима (27,0 г на Мд О@) полученной в условиях примера 1, и упаривают 4> до установления стандартного значения

ППК, пластифицируют и таблетируют в таблетки 4х4 мм.

Таблетки NaY — 15% Md<0> сушат на воздухе 12 ч при 20-25 С, затем 5 ч при 100-1100С. Цеолит Мау — 15% МДФ0% в количестве 10 г (в расчете иа сухой цеолит) обрабатывают 0,8 r сулемы, растворенной в 80 мл воды, при 6070" С -в течение 5 ч при непрерывном перемешивании раствора. Затем катализатор отделяют от раствора и сушат в течение 12 ч при комнатной температруе и 5 ч при 100 С. ПриготовленО ный катализатор имеет следующий состав, вес.Ъ: .60

НОС1 0 5

Nda0 Ъ 15

5% kgNaY 84,5

Пример 3. 4,5 r катализатора, Вииготовленного по примерам 1 .и 2, д

5 57, 4 28, 9 99., 5.

1 57,3 17,6 99,6 загружают в реактор проточного типа при атмосферном давлении. Реактор установки представляет собой кварцевую трубку диаметром 25 мм и высотой

250 мм с электронагревательной спиралью и гильзой для термопары. Катализатор, загруженный в реактор, активируют азотом в течение 5 ч при 180200 С, затем подают осушенный хлорис-. тый водород и при 160-170 С проводят гндрохлорирование ацетилена. Содержание влаги в смеси подаваемых газов не превышает 0,01 вес.%. Результаты опытов по использованию катализаторов для гидрохлорирования ацетилена (объемная скорость. 1000 ч

160 С, мольное отношение HCl;C

1:1) представлены в таблице.

Катализатор для гидрохлорирования ацетилена, включающий хлорид ртути и носитель-цеолит NaY, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения уноса ртути и увеличения механической прочности катализатора, он дополнительно содержит окись или смесь окислов редкоземельных элементов, а в качестве цеолита NaY — цео784905

Остальное

Составитель Н. Путова

Редактор 3. Бородкина Техредй. Петко Корректор Е. Папп В М7 М ВМВ М

Заказ 8705/5 Тираж 809 Подписное

ВНИИПК Государственного комитета СССР по делам-изобретений и открытий

113035, Москва, 3 -35, Раушская наб., д. 4/5 Фйлиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лит Na Y содержащий 5-10% ртути, при следуищем с отношении компонентов, вес.%с

Хлорид ртути 0,1-0 5

Окись или смесь окислов редкоземельных элементов 15-20

Цеолит NaY содержащий 5-101 ртути

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент, Англии М 596186, кл. В 1 Е, опублик. 1945.

2. Патент Англии 9 965241, кл. В 1 Е, опублик. 1960.

«3. Патент СИА и 3013982, кл. 252-477, опублик. 1961 (прототип), I