Способ активации глиноземного или кремнеземно-глиноземного катализатора

 

ОП КСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ (и)948 282

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Реслублнк х 4), (61)дополнительный к патенту (22) Заявлено 27.11.70 (21) 1497733/23-04 (23) Приоритет -- (32) 27.11.69 (53) М. Кл.

В О! J 21/20

foc71)3)IctsEIINhl)) ионитет

СССР (33) Великобритания (3 )) 58157/69.Опубликовано 30.07.82. Вюллетень № 28

Дата опубликования описания 30.07.82 ао аелаи изобретений и открытий (53) УДК 66.097..3 (088.8) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Рой Джон Сэмпсон и Иван Джеймз Самуэль Лейк (Великобритания) ").Л ВЗ"УЯ

Иностранная фирма

"Империал Кемикал Индастриз Лимитед" (Великобритания) (71) Заявитель (54) СПОСОБ АКТИВАЦИИ ГЛИНОЗЕМНОГО ИЛИ КРЕМНЕЗЕМНО—

ГЛИНОЗЕМНОГО КАТАЛИЗАТОРА

Изобретение относится к активации глиноземных или кремнеэемно-глиноземных катализаторов.

Наиболее близкой к предлагаемой является активация снизивших свою активность глиноземных или кремнеэсмных катализаторов путем обработки их водой в жидком состоянии при 20 — 25 С н атмосферном давлении (1), Известный способ позволяет удалить метал лические загрязнения с поверхности катализатора, однако не дает возможности улучшить саму структуру катализатора и в конечном счете улучшить его свойства.

Цель изобретения — улучшение свойств катализатора (улучшение его пористой структуры и повышение его избирательности в работе.

Указанная цель достигается тем, что активацию глиноземного илн крсмнеземно-глиноземного катализатора ведут обработкой его водой в жидком состоянии при 170 — 197 С н прн соответствующем повышенном давлении для поддержании воды в жидкой фазе.

В результате такой обработки средний размер Ilop катализаторов увеличивается от 20 до 300 А. Обработанные катализаторы проявляют улучшенные свойства в реакциях спиртов с аммиаком при получении аминов н используются в качестве подложек для катализаторов окисления и изомеризацин углеводородов.

Пример 1. 18 г кремнеэемно-глиноземного катализатора, содержащего )Oic окиси алюминия и 90% двуокиси кремния с удельной поверхностью 450 м /г и средним диаметром о

)p пор 58 А в виде гранул диаметром 4 мм добавляют к 140 мл дистиллированной воды в автоклаве емкостью 240 мл. Автоклав нагревают до 100 С и открывают, давая возможность для выхода пара и воздуха. Затем автоклав

)5 нагревают до 197 С, при этом давление внутри автоклава 12,7 атм. Это давление поддерживают при указанной температуре 4,5 ч.

Затем автоклав охлаждают и открывают, катализатор отфильтровывают от воды и сушат

20 воздухом при 200 С в течение 4 ч. Удельная поверхность катализатора 196 м /г, а сре ц ий диаметр пор — 115 А. Удельную поверхность и средний диаметр пор катализатора перед и

:после обработки определяют по иэотермам

948282

Таблица 1

Катализатор

Необработанный Обработанный

2,7

2,7

Пара-ксилол

15,9

15,9

Мета-ксилол

0,2

0,3

Бензол

Толуол

Триметилбенэолы

2,4

2,7

0,5

0,9

78,9

78,1

Орто- ксилол

Пример 2, Кремнеземно-глиноземный катализатор (40 r) с содержанием 10% окиси за алюминия и 90% двуокиси кремния с удельной поверхностью 443 м /г средним диаметром пор 54 А в виде гранул размером 4 мм добавляют к 140 мл дистиллированной воды в автоклаве емкостью 240 мл. Автоклав нагревают до 100 С и открывают для выхода пара и удаления присутствующего воздуха, Потери воды незначительны. Автоклав затем нагревают до 177 С при давлении внутри автоклава

9,2 атм и выдерживают автоклав при данном давлении и при данной температуре в течение

31 ч. Затем автоклав охлаждают и открывают, а катализатор отфильтровывают от воды и сушат воздухом при 200 С в течение 4 ч. Обработанный катализатор имеет удельную поверхность а

178 м /г и средний размер пор 122 А. Размер гранул почти не изменяется.

Скорость подачи сырья, м/ч

Необработан. катализатор

Катализатор по примеру

Состав пцодукта, мол.%

14,0

27,7 .

26,5

Пара-ксилол

Мета-ксилол

9,6

34,6

8,8

35,1

9,2

33,6

Толуол

4,0

2,1

3 поглощения азота и по способу определения объема пор по плотности гелия/ртути.

Образец катализатора, обработанного как описано выше (4 г), и образец исходного катализатора (4 r) оценивают следующим обра. зом.

Каждый катализатор упаковывают в трубчатый реактор, в котором поддерживают темСоединение, содержащееся в продукте, мол.%

4 пературу 550 С, через этот реактор пропускают воздух в течение 14 ч. Реактор затем продувают азотом 30 мин и реактор охлаждают до

450 C.

В реактор вводят орто-ксилол (чистота

974%, содержит также 2% толуола и 0,6% метаксилола) в парообразном состоянии при 450 С со скоростью 12 г/ч (табл. 1).

Пример 3. Образец, (40 г) кремнеземно-глиноземного катализатора обрабатывают аналогично примеру 2 за исключением того, что температура 170 С, давление 7,8 атм, а время

4,5 ч. Полученный катализатор имеет удельную поверхность 308 м /г и средний диаметр пор

67 Х.

Катализаторы по примеру 2 и 3 в количестве

12 г упаковывают в трубчатый реактор и пропускают воздух при 550 С 15 ч. Реактор продувают азотом в течение 30 мин, а затем охлаждают до 450 С.i

В реактор вводят орто-ксилол (чистотой

99,1%, содержащий 0,1% толуола, пара-ксилола и 0,7% мета-ксилола) в парообраэном состоянии при 450 С..Продукт, выходящий иэ реактора, имеет состав, приведенный в табл. 2.

Таблица 2

948282 б водой в жидком состоянии при 186 С (дзвление 1,2 бар) в течение 4,5 ч. Изменения удельной поверхности и в структуре пор после указанной обработки представлены в тзбл. 3.

5 Таблица 3

Средний диаметр пор, А

Изменения

Удельная поверхность, м /г

Перед обработкой

После обработки

186

120

12 г обработанного катализатора и необработанного катализатора подвергают испытаниям на изомеризацию орто- ксилола. Для этого каждый образец помещают в вертикальный трубчатый стеклянный реактор и нагревают при

550 С в потоке воздуха 15 ч. Воздух удаляют потоком азота и систему охлаждают до 450 С.

Таблица 4

Состав продукта, мол.%

Катализатор

Обработанный по примеру 4

Необработанный

Пара-ксилол

16,60

11,16

Мета-кснлол

44,16

38,54

Толуол

2,88

11,65 и-Ксилол+м-ксилол+толул

17,25

5,25

Вышеприведенные результаты показывают, что после обработки катализатор стал намного более избирательным к реакции иэомеризации.

Пример 5. 40 г глиноземного катализатора в виде экструдировзнных частиц диа.метром 0,3 см с удельной поверхностью

115 м /г и средним диаметром пор 105 А добавляют к 140 мл дистиллированной воды в автоклаве емкостью 240 мл, который нагревают для удаления воздуха с минимальными потерями воды, закрывают и нагревают до

197 С при давлении внутри автоклава 12,7 бар и удерживают при этих условиях в 4,5 ч. Автоклав затем охлаждают, открывают и катализатор сушат воздухом при 200 С в печи 8 ч.

Катализатор имеет удельную поверхность о

69 м /г и средний диаметр пор 130 А.

Нагрев катализаторов до 550 С на воздухе перед использованием в примерах 1,4 и 5 приВНИИПИ Заказ 5672/79 Тираж 583 Подписное

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

Пример 4. Образец (40 г) синтетического кремнеэемно-глиноземного катализатора в виде шариков диаметром 3 мм, содержащего 15% окиси алюминия, обрабатывают

Орто-ксилои (чистота 99,2, содержащий,%: толуола 0,1; пара-ксилола 0.09 и мета-ксилола

Р,6 пропускают в парообраэном состоянии через катализатор со скоростью 12,0 м/ч.

Состав продукта, полученного через 6 ч с применением каждого катализатора, приведен в табл. 4. меняется для удаления осадков, образованных в процессе изомеризации. Однако такие высокие температуры для катализатора нежела4о тельны.

Формула изобретения

Способ активации глиноземного или кремне45 земно-глиноземного катализатора путем обработки его водой в жидком состоянии, о т л ич а ю щ и и c ..я тем, что, с целью улучшения свойств катализатора, обработку катализатора водой ведут при 170-197 С и при

50 соответствующем повышенном дзвлении для поддержания воды в жидкой фазе.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 92202, кл, В 07 .1 21/20, 1950 (прототип).