Катализатор для дегидрирования циклогексанола в циклогексанон и способ его приготовления

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

01 37/04, 07 49/403 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ДЕГИДРИРОВАНИЯ ЦИКЛОГЕКСАНОЛА В ЦИКЛОГЕКСАНОН И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ(71) Заявитель Институт физико-органической химии Академии наук Беларуси и Гродненское производственное объединение Азот(73) Патентообладатели Институт физикоорганической химии Академии наук Беларуси и Гродненское производственное объединение Азот(57) 1. Катализатор для дегидрирования циклогексанола в циклогексанон, включающий соединение меди, оксид натрия и алюминат кальция, отличающийся тем, что в качестве соединения меди он содержит двойную соль основных карбонатов меди и цинка при соотношении(1,5-2,0)1 при следующем содержании компонентов, мас. алюминат кальция 11,0-28,5 оксид натрия 0,4-0,6 двойная соль основных карбонатов меди и цинка при соотношении(1,5-2,0)1 остальное. 2. Способ приготовления катализатора для дегидрирования циклогексанола в циклогексанон, включающий смешивание соединения меди с алюминатом кальция, формование и сушку, отличающийся тем, что в качестве соединения меди используют двойную соль основных карбонатов меди и цинка при соотношении(1,5-2,0)1, смешивают влажную пасту двойной соли основных карбонатов меди и цинка с алюминатом кальция, а экструдаты после сушки подвергают гидротермальной обработке в водном растворе гидроксида натрия. Изобретение относится к катализаторам дегидрирования циклических спиртов, в частности к медьсодержащим катализаторам дегидрирования циклогексанола в циклогексанон, и может быть использовано в нефтехимической промышленности, а именно, в производстве капролактама, поскольку процесс дегидрирования циклогексанола в циклогексанон является одной из основных стадий производства этого мономера. Известен катализатор дегидрирования циклогексанола в циклогексанон, содержащий оксиды меди и цинка в массовом отношении 11 1. Выход циклогексанона на этом катализаторе низок и при 350 С составляет всего 65. Известен катализатор дегидрирования циклогексанола в циклогексанон, содержащий м е дь в виде стехио метр ического шпинельного соединения о бщ е й ф о р м улы(2 О 32 О 3)(е 23)у(23), где , изменяются в пределах 0,01-0,98 2. Ка 2303 1 тализатор проявляет недостаточно высокую активность и селективность, выход циклогексанона при 265 С составляет 76,2 при селективности 95,6. Известен катализатор для дегидрирования циклогексанола в циклогексанон, включающий медь (30-40 мас.), алюминат бария (2-30 мас.) и оксид цинка (остальное) 3. Катализатор имеет относительно низкую активность, выход циклогексанона при 300 С составляет 82-85 при селективности 97. Кроме того,способ приготовления катализатора экологически опасен, поскольку сырьем служат азотнокислые соли меди и цинка, при разложении которых выделяются оксиды азота в количестве 570 кг на тонну катализатора. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является катализатор, содержащий, мас. оксид меди 42,6-77,4, оксид магния 11,0-28,5, алюминат кальция 11,0-28,5 и оксид натрия 0,4-0,6 4 (прототип). Недостатком катализатора является недостаточно высокая удельная активность, которая при 260 С и объемной скорости циклогексанола 1,5 ч-1 составляет 1,6-2,9 г циклогексанона с 1 г катализатора в час. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения катализатора 4 (прототип), заключающийся в смешивании малахита, оксида магния и алюмината кальция в сухом виде, прокаливании смеси при 400-450 С в течение 2-4 ч, затворении шихты водным раствором гидроксида натрия, уплотнении массы путем экструдирования, сушке и таблетировании. Недостаток способа по прототипу- формовка катализатора таблетированием, приводящая к уменьшению его пористости и удельной поверхности. Задачей технического решения является создание катализатора, отличающегося от прототипа химическим составом, обеспечивающим повышение удельной активности и термостабильности катализатора в процессе дегидрирования циклогексанола в циклогексанон, а также способа его приготовления без указанных выше недостатков. Поставленная задача достигается катализатором, содержащим оксид натрия, алюминат кальция и двойную соль основных карбонатов меди и цинка при соотношении(1,5 - 2,0)1 при следующем содержании компонентов, мас. алюминат кальция 11,0-28,5 оксид натрия 0,4- 0,6 двойная соль основных карбонатов меди и цинка при соотношении(1,5-2,0)1 остальное,и способом его приготовления, включающим использование в качестве соединения меди двойной соли основных карбонатов меди и цинка при соотношении медь цинк равном (1,5-2,0)1, смешивание влажной массы двойной соли основных карбонатов меди и цинка с алюминатом кальция, экструзию полученной массы, сушку экструдатов и гидротермальную обработку их в водном растворе гидроксида натрия, обеспечивающую введение в готовый продукт 0,4-0,6 мас. оксида натрия, и сушку полученного катализатора. Отличительными признаками способа приготовления катализатора являются- использование в качестве исходного медьсодержащего сырья двойной соли основных карбонатов меди и цинка,- формование катализаторной массы экструдированием,- гидротермальная обработка экструдатов в водном растворе гидроксида натрия. Использование в качестве исходного медьсодержащего сырья двойной соли основных карбонатов меди и цинка позволяет максимально диспергировать медную компоненту катализатора, в результате чего при последующей активации катализатора путем восстановления водородом образуется высокодисперсная медь,проявляющая высокую каталитическую активность в реакции дегидрирования. Кроме того, нахождение меди в составе двойной соли препятствует ее спеканию, что повышает термостабильность катализатора. Проведение гидротермальной обработки сухих гранул катализатора в водном растворе гидроксида натрия позволяет одновременно осуществить ускоренное схватывание алюмината кальция, что придает повышенную механическую прочность гранулам катализатора, и ввести в состав катализатора гидроксид натрия в количестве 0,4-0,5 мас. в расчете на 2 О. Предлагаемый медно-цинк-кальцийалюминатный катализатор и способ его получения иллюстрируется примерами, описанными ниже. Пример 1. Смешивают 108 г пасты (влажностью не выше 30) двойной соли основных карбонатов меди и цинка с соотношением ,7 с 24 г алюмината кальция. Полученную массу экструдируют, экструдаты сушат при 100120 С 2 ч (влагоемкость экструдатов 20), помещают в емкость, заполненную 100 мл 1,5-ного водного раствора гидроксида натрия с температурой 85-95 С и выдерживают в этом растворе при указанной температуре 2 ч. Затем катализатор извлекают и сушат при 100-180 С 2 ч. Получают катализатор, содержащий, мас. двойная соль основных карбонатов меди и цинка 75,4 24 24,0 2 0,6. Примеры 2-5. Катализаторы готовят аналогично описанному в примере 1, за исключением количества и соотношения взятых ингредиентов. 2303 1 Активность катализатора определяли на установке проточного типа в интервале температур 250-350 С и объемной скорости подачи циклогексанола 1.0-2,5 ч-1. Во всех опытах загрузка катализатора составляла 20 см 3. Состав катализата определяли газохроматографически. Термостабильность катализаторов (табл. 2) определяли при дегидрировании заводского образца циклогексанола, содержащего 95,7 основного вещества. Опыты проводили, поднимая температуру в слое катализатора до 350 С, выдерживали при этой температуре 1 ч затем охлаждали до 200 С, снова нагревали до 250 С и определяли активность катализаторов после перегрева. Результаты испытаний, а также состав и свойства образцов катализатора, полученных описанным способом и по прототипу, представлены в таблицах 1 и 2. Как следует из приведенных данных, оптимальным соотношением меди и цинка в двойной соли основных карбонатов меди и цинка является (1,5-2,0)1. Увеличение или уменьшение этого соотношения в составе катализатора за пределами указанных выше значений приводит к ухудшению характеристик катализатора и процесса по сравнению с прототипом. Анализ данных табл. 1 показывает, что катализатор предлагаемого состава, полученный по описанному выше способу, обладает значительно более высокой удельной активностью (2,92-3,00 г циклогексанона с 1 г катализатора в час при 260 С, по прототипу 1,60-2,92 ), удельной поверхностью (до восстановления 55 м 2/г,по прототипу 40 м 2/г), пористостью и объмом пор (49,6 и 0,35 см 3/г, по прототипу 38,1 и 0,20 см 3/г соответственно). Анализ данных табл. 2 показывает, что после перегрева при 350 С активность предлагаемого катализатора сохраняется на уровне 16,8-19,1 при селективности 100, активность катализатора по прототипу снижается до 13,6 при селективности 99,3. Предлагаемый катализатор выдерживает высокотемпературное восстановление (280 С), сохраняя после перегрева высокую активность и селективность действия. Предлагаемый катализатор получают из доступного и дешевого сырья, а способ его приготовления технологически прост, не требует высоких энергозатрат, экологически безвреден и может быть легко реализован в промышленности. Таблица 1 Состав и активность образцов катализатора в дегидрировании циклогексанола объемная скорость циклогексанола 1,5 ч-1 2303 1 Таблица 2 Активность образцов катализаторов после термообработки при 350 С в дегидрировании циклогексанола Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.

МПК / Метки

МПК: B01J 23/80, B01J 37/04, C07C 49/403

Метки: катализатор, циклогексанон, циклогексанола, способ, приготовления, дегидрирования

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/4-2303-katalizator-dlya-degidrirovaniya-ciklogeksanola-v-ciklogeksanon-i-sposob-ego-prigotovleniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Катализатор для дегидрирования циклогексанола в циклогексанон и способ его приготовления</a>

Похожие патенты