Способ получения рениевого катализатора для гидрирования янтарной кислоты
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союа Советских
Социалистических
Республик ри959825
{61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 13. 02, 81 (21) 32 76913/23-04 (й) М. Kn.
В 01 J 37/16
В 01 J 23/36
С 07 С 29/136 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (531 УДК 66 ° 0 9 7 ° 3 (088.8) Опубликовано 2309.82. Бюллетень ¹35
Дата опубликования описания 23.09 ° 82
E
3 (72) Автор. изобретения
Г. С. Сии якова (71) Заявитель.Институт неорганической химии AH Латвий (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕНИЕВОГО КАТАЛИЗАТОРА
ДЛЯ ГИДРИРОВАНИЯ ЯНТАРНОЙ КИСЛОТЫ
Изобретение относится к химическо, му способу получения рениевых катализаторов и может быть использовано для гидрирования янтарной кисло.ты.
Известен способ йолучения рениевой черни (гидратированного диоксида рения) восстановлением борогидридом натрия семиокиси рения нли тетрагидропиранового комплекса семиокиси рения 11 ).
Недостатком этого способа является применение органики, повышающей токсичность окружающей среды, и получение компактного осадка, имеющего низкую удельную поверхность.
Известен также способ получения рениевой черни восстановлением перренатов металлическим цинком в среде. соляной кислоты (2).
Недостатками такого способа являются выпадение гидратированного диоксида рения в коллоидном виде, коагуляция двуокиси в течение двух суток и медленная фильтрация продукта с большими потерями на фильтре.
Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ получения рениевого катализатора для гидрирования янтарной кислоты путем восстановления растворенного перрената натрия в водном растворе неорганической хлорсодержащей кислоты, в качестве которой используют хлористоводородную кислоту, неорганическим восстановителем — тетраборгидридом натрия (31.
При этом концентрация хлористоводородной кислоты в растворе составляет 0,1- 1,0 моль/л.
Известный способ обладает следующими недостатками.
Полученный мелкодисперсный осадок частично теряется на фильтре. Способ имеет низкую производительность ввиду образования рения (УП) с соляной кислотой трудновосстанавливаемых
KoMHJIBKcoB - 2,3 I /ч из литра раствора.
Несмотря на мелкодисперсность полученный по известному способу катализатор имеет низкую удельную поверхность (0,1-0,3 м /r), что.является причиной его невысокой условной активности и причиной большого расхода. либо длительности процесса.
Так, в реакции гидрирования янтарной кислоты при 150 С (давление
З0 водорода 160 атм1 100%-ный выход
959825 продукта получен при использовании
1 г диоксида рения на 1 моль вещестна эа 10 ч °
Цель изобретения - увеличение производительности способа и получение катализатора с высокоразвитой поверхностью и повышенной активностью.
ПОстанленная цель достигается тем, что согласно способу получения рениеного катализатора для гидриро- 10 вания янтарной кислоты путем добавления к раствору перрената натрия в водном растворе неорганической кислоты, н качестве которой исполь,зуют хлорную кислоту, роданида нат- 15 рия при следующем соотношении компонентов, г/лг
Перренат натрия 50-150
Хлорная кислота . 200-600
Роданид натрия 50-120 20
Последующее васстановление полученного раствора ведут неорганическим восстановителем, н качестве коToporо используют металлический магний, в присутствии активированного угля.
Отличительными признаками изобретения являются использование в качестве хлорсодержащей кислоты хлорной кислоты, а н качестве неорганического восстановителя — металлического магния, добавление перед восстанов.лением к раствору перрената натрия в хлорной кислоте роданида натрия при вышеуказанном состоянии компо- З5 нентов и проведение процесса восстановления н присутствии актиниронанного угля.
Преимуществом предлагаемого способа являются увеличение производи- 4{). тельности способа, получение высокоразвитой поверхности катализатора и повышение его активности.
Производительность способа по изобретению составляет 60 г/ч иэ 45 литра раствора, что в 26 раз превышает производительность известного способа.
За счет использования активиронан- ного угля удельная поверхность катализатора возрастает до 435530 м /г, а каталитическая активность не менее 3 3 раза. Так, при гидрировании янтарной кислоты использование 1 r катализатора с содержанием активной фазы 5% дало количественный выход этилового спирта
100% при уменьшении диоксида рения в 200 раэ, чем при использовании катализатора по известному способу.
Высокая активность катализатора О обусловлена использованием вышеуказанных операций, в результате которых вначале образуется соответствующий комплекс HS перрената натрия, хлорной кислоты и роданида натрия, кото- 65 рый при восстановлении металлическим магнием в присутствии активированного угля распадается с образованием диоксида рения.
В результате образуется катализатор, содержащий диоксид рения (ReO< 2Н О) 2-40 вес.Ъ, осажденный на активчронанный уголь.
Выбор хлорной кислоты как среды протекания реакции, сделан ввиду того, что она образует с рением (УП) комплексы менее устойчивые, чем с серной и соляной кислотами. Эти комплексы быстрее реагируют с ионами. роданида и восстанавливаются.в более мягких условиях (без нагрева и при
HopMBJIbHoM давлении).
Получение катализатора осуществляется растворением перрената натрия (50-150 г/л) в хлорнбй кислоте (26 моль/л или 200-.600 г/л, затем вводится роданид натрия (50-100. г/л) и активированный уголь. После 1520 мин перемешивания в объем вводят порционно металляческий магний и реакция восстановления комплексных соединений рения (УП ) идет до прекращения выделения пузырьков газа. Затем массу отфильтровывают и в зависимости от среды применения катали- затора решают вопрос о промывке его водой. Целесообразно работать со снежеосажденным на уголь диоксидом рения, так как катализатор насыщен водородом
Пример . Берут 35 мл
2,8 моль/л хлорной кислоты, вводят н нее 2,5 r перрената натрия, перемешивают раствор, затем вводят 2,5 r роданида натрия, перемешивают до растворения и доводят объем раствора до 50 мл хлорной кислотой. Затем нсыпают в объем 5 г активированного угля,.перемешивают 15 мин и порционно всыпают 0,05 r металлического магния. Реакционную смесь перемешивают до прекращения выделения пузырьков газа. Затем уголь отфильтровывают, промывают водой до отсутствия в ней (по индикаторной бумаге) кислоты и высушивают в случае необходимости хранения при температуре не выше
40 ° Хранят в эксикаторе.
Получают катализатор, вес.Ъ:
Re0< ZH<0 - 20; активированный уголь — 80.
Изменением соотношения исходных компонентов можно получить катализаторы с различным содержанием активной Фазы на актинированном угле.
Реакцию осуществляют по способу, . представленному примером, в объеме
50 мл с использованием 5 r активированного угля.
В таблице имеем соотношение исходных компонентов для приготовления рениевого катализатора и характеристику способа.
959825
НС1О4
Моляр ность раствора
ReO4- 2Н О вес.Ъ на активированном уг ле
Перренат
Роданид
Удельная поверхность, м 7 г
Производи- тельность способа, r (ReO 2Й 0) час из 1 л раствора натрия натрия магния г г/л г/л
2,8 2,5
20
530
2,5
50 0,05
2,8 2,5 50
530
0,35
2,5
2,5 50
2,8 2,5
530
1,0
2,0 2,5 50
202550
530
0,25
1,0
435
0,35
3,0
6,0 120
0,35
530
2,0 2,5
1,0 2,5
30 0,35
0,35
530
50
2,5
4,0 2,5
50
2,5
2,5
6,0 2,5
2,0 0 5
2,0 3 О
50
0,35
3 5
530
2,5
2,5
0,35
60
435
50
0,35
0,35
435
2,0 7 5 150
40
2,5
5,0 100
5,0 100
5,0 100
6,0, 7, 5 . 150
435
0,5
6,0 7,5 150
6,0 7,5 150
0,35
435
435
1,25
ВНИИПИ Заказ 7087/10 Тираж 583 Подписн4е
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4
Формула изобретения
Способ получения рениевого катализатора для гидрирования янтарной кислоты путем восстановления растворенного перрената натрия в водном .растворе неорганической хлорсодержащей кислоты неорганическим восстановителем, отличающийся тем, что, c öåëüþ увеличения производительности способа и получения катализатора с высокоразвитой поверхностью"и повыаенной активностью, в качестве .хлорсодержащей кислоты используют хлорную кислоту и в качестве неорганического восстановителя— металличе кий магний перед восстановлением к раствору перрената натрия в хлорной кислоте добавляют роданид . натрия при следующем соотношении: компонентов, г/л:
Перренат натрия 50-150
40 Хлорная кислота 200-600
Роданид натрия 50-120 и восстановление ведут в присутствии активированного угля.
Источники информации, 45 принятые во внимание при экспертизе
1. Broadbent Н. and an. Rhenium
catalyst. VII Rhenium (1Ч) Oxide
Hidrate. - J. Organic. Chem, 1962, 28 9, р. 2343.
50 2. Briscol M.×.À. and an. The
Reduction oi Potassium Pherrenate.
СЬев. Soc., 1931, 13, р. 666.
3. Хаин В.С., йнцыгина Н.Н. О .получении диоксида рения восстанов5g лением в кислой среде перренат-иона тетрагидридборатом натрия. — Журнал неорганической химии, 1977, 9 11, т. 22, с. 2987 (прототип) .
