СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА НА ОСНОВЕ НИКЕЛЬ-МЕДНОГО ХРОМИТА Российский патент 2003 года по МПК B01J23/86 B01J23/885 B01J37/04 

Изобретение относится к способу получения катализаторов на основе хромитов переходных элементов и может найти применение в химической промышленности в процессах органического синтеза для селективного гидрирования непредельных спиртов.

Известен способ получения катализатора на основе никель-медных хромитов [Технология катализаторов / Под ред. И.П. Мухленова, Л.: Химия, 1989. - 272 с. ], по которому в качестве исходных материалов применяются нитраты никеля, меди, хрома. Каждую соль берут в необходимом количестве, растворяют в определенном количестве воды и постепенно нагревают до кипения. После испарения воды полученный материал прокаливают при 935^oС до прекращения выделения газов (2-3 ч). Охлажденную смесь размалывают, брикетируют и обжигают при температуре 1000-1100^oС.

Недостатком этого способа получения катализаторов на основе никель-медных хромитов являются загрязнение окружающей среды продуктами разложения солей, большие затраты энергии для нагрева и выпаривания воды.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения катализатора из смеси оксидов [Таланова Е.А., Кирсанова А.И., Иванов В.В. Исследование условий твердофазного синтеза твердых растворов Cu_1-xNi_xCr₂O₄ //Изв. СКНЦ ВШ. Естеств. науки, 1992, N 3-4. - с. 44-47], по которому исходные оксиды никеля (II), меди (II), хрома (III) отвешивают с погрешностью 0,0005 г, гомогенизируют в течение часа со спиртом на воздухе. Затем смесь оксидов брикетируют под давлением Р=15 МПа в таблетки диаметром 20 мм и обжигают при температуре 1200-1300^oС в течение 90 ч.

Недостатком этого способа является высокая температура термообработки и длительность синтеза, что влечет за собой большие расходы электроэнергии.

Перед авторами стояла задача разработки способа получения катализаторов на основе хромитов переходных элементов при пониженных температурах с меньшей продолжительностью, что позволяет существенно снизить энергоемкость и тем самым удешевить их производство.

Поставленная задача решается путем получения катализатора на основе никель-медного хромита посредством гомогенизации исходных оксидов никеля (II), меди (II), хрома (III) с введением в смесь оксидов минерализатора, в качестве которого используется хлорид калия, и термообработки полученной смеси оксидов при температуре 800-1000^oС.

Эффект от введения минерализатора заключается в снижении температуры и продолжительности синтеза и обеспечивается за счет образования микрорасплава хлоридов, переводящего процесс формирования структуры из диффузионной области в кинетическую.

Способ заключается в получении никель-медного хромита путем дозирования исходных оксидов никеля (II), меди (II), хрома (III) и минерализатора хлорида калия в количестве 0,5-1,5% (мас.) от веса оксидов. Далее исходные оксиды и минерализатор гомогенизируют в агатовой ступке в течение одного часа и брикетируют в таблетки диаметром 20 мм под давлением Р=15 МПа. Синтез катализатора осуществляют в течение 4-5 ч при температуре 800-1000^oС. Для процессов, в которых нежелательно присутствие хлоридов, полученный никель-медный хромит размалывается до размера зерен 315 мкм и отмывается от хлорида калия до отрицательной реакции на хлорид-ионы.

Пример 1. Отвешивали с погрешностью 0,0005 г заданные рецептурой количества исходных оксидов меди (II), никеля (II), хрома (III), а также минерализатор (1% по массе), в качестве которого брали хлорид калия. Смесь гомогенизировали в течение часа в агатовой ступке. Полученную шихту брикетировали в таблетки диаметром 20 мм под давлением 15 МПа, помещали в муфельную печь и подвергали термообработке при температуре 900^oС в течение 4,5 ч.

Окончание процесса формирования структуры никель-медного хромита определяли с помощью рентгенофазового анализа: синтез катализатора прошел на 100%.

Пример 2. Готовили никель-медный хромит аналогично описанному в примере 1, только в качестве минерализатора использовали бромид калия в том же количестве. По окончании термообработки рентгенофазовый анализ показал, что процесс формирования структуры хромита завершен приблизительно на 80%.

Как видно из приведенных примеров, процесс изготовления хромитов никеля и меди в присутствии хлорида калия проходит полнее по сравнению с процессом с применением бромида калия. Кроме того, хлорид калия более доступен и дешев, чем остальные галогениды, в частности бромид калия.

Способ получения катализатора на основе никель-медного хромита для селективного гидрирования непредельных спиртов путем гомогенизации исходных оксидов никеля (II), меди (II), хрома (III) с введением в смесь оксидов минерализатора хлорида калия, брикетирования и термообработки полученной смеси оксидов при температуре 800-1000^oС. Эффект от введения минерализатора заключается в снижении температуры и продолжительности синтеза катализатора.

Способ получения катализатора на основе никель-медного хромита путем гомогенизации исходных оксидов никеля (II), меди (II), хрома (III), брикетирования и термообработки смеси оксидов, отличающийся тем, что в состав исходных оксидов вводят в качестве минерализатора хлорид калия, термообработку проводят при температуре 800-1000^oС.