Катализатор для дегидрирования алкилароматических углеводородов Российский патент 2025 года по МПК B01J23/745 B01J23/78 B01J23/88 B01J23/887 B01J21/06 C07C5/32 

Изобретение относится к производству катализаторов, а именно к производству катализаторов для дегидрирования алкилароматических углеводородов.

Известен катализатор для дегидрирования алкилароматических соединений следующего состава, масс. %: оксид и/или феррит калия - 8-22; оксид и/или феррит магния и/или оксид кальция - 0,5-10; оксид молибдена - 0,5-5; оксид церия - 1-8; портландцемент - 2-12; оксид и/или феррит стронция - 0,5-10; оксид лантана и/или оксид неодима - 0,01-1; оксид железа - остальное. Дополнительно катализатор может содержать оксид и/или феррит рубидия и/или цезия в количестве 0,05-5 масс. % (Патент RU № 2187364, МПК⁷ B01J 23/745, B01J 23/887, опубл. 20.08.2002, БИ №23).

Недостаток известных катализаторов состоит в том, что промотирующий компонент, создающий оптимальную пористую структуру катализатора, вместе с тем снижает его термическую устойчивость по сравнению с оксидом железа, вследствие чего при температуре эксплуатации изменяется пористая структура катализатора и постепенно уменьшается его эффективная поверхность и, следовательно, сокращается срок службы.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является катализатор для дегидрирования алкилароматических углеводородов следующего состава, масс. %: оксид калия - 8-22; оксид магния - 0,5-10; оксид молибдена - 0,5-5; портландцемент - 2-12; оксид самария - 1-5; оксид цезия или рубидия - 0,05-5; оксид железа - остальное (Патент RU № 2509604 С1, МПК B01J 23/745, B01J 23/887, опубл. 20.03.2014, БИ №8).

Техническим результатом настоящего изобретения является получение катализатора с высокой термической устойчивостью и повышенным сроком его службы; расширение ассортимента катализаторов для дегидрирования алкилароматических углеводородов при неизменных высоких технических характеристиках.

Технический результат достигается за счет того, что предлагается катализатор для дегидрирования алкилароматических углеводородов, включающий оксид железа, оксид калия, оксиды цезия и/или рубидия, оксиды магния и/или кальция, оксид молибдена и портландцемент.

Отличительной особенностью предлагаемого катализатора для дегидрирования алкилароматических углеводородов является введение в его состав оксида циркония с целью повышения термической стабильности катализатора и более длительного сохранения его эффективного функционирования.

Предлагается катализатор для дегидрирования алкилароматических углеводородов при следующем содержании компонентов, в пересчете на оксиды, масс. %: оксиды калия - 8-22; оксиды магния и/или кальция - 0,5-10; оксид молибдена - 0,5-5; портландцемент - 2-12; оксид циркония - 0,08-0,8; оксиды цезия и/или рубидия - 0,05-5; оксид железа - остальное.

В качестве сырья для получения заявляемого катализатора могут использоваться оксиды или разлагающиеся до оксидов соединения перечисленных компонентов.

Предлагаемый катализатор готовят смешением в заданном соотношении тщательно измельченных оксидов или разлагающихся до оксидов соединений железа, оксида и/или легко разлагающихся до оксида соединений молибдена, соединений магния и/или кальция, оксид циркония. Компоненты смешивают и пропитывают водным раствором щелочных промоторов, например, карбонатами и/или гидроксидами калия, цезия и/или рубидия. Портландцемент вводится на стадии смешения сухих компонентов катализатора.

Катализаторную массу перемешивают в течение 0,5-2,5 ч до получения однородной массы, затем формуют экструзией в жгуты, сушат при 100-170°С и прокаливают при 550-750°С.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1

Сухие компоненты катализатора, г: оксид железа - 131,20; оксид молибдена - 2; портландцемент - 24; оксид циркония - 0,6; оксид магния - 10, смешивают в течение 1 ч. Добавляют 30 мл водного раствора, содержащего 42 г карбоната калия и 0,92 г карбоната цезия. Катализаторную массу перемешивают в течение 1,75 ч до получения однородной массы, затем формуют экструзией в жгуты диаметром 3,0 мм, сушат при температуре 120°С и прокаливают при 650°С в течение 3 ч.

Получают катализатор состава, масс. %: оксид железа - 66,6; карбонат калия - 14,3 (считая на оксид); карбонат цезия (считая на оксид) - 0,8; оксид магния - 5; оксид молибдена - 1; портландцемент - 12; оксид циркония - 0,3.

Испытания катализатора осуществляют в реакции дегидрирования этилбензола в стирол при температуре 600…620°С, скорости подачи жидкого этилбензола 0,5…1,5 л/л катализатора в час и массовом разбавлении сырья водяным паром 1:2…3.

Для оценки термостабильности катализатора с целью сокращения времени испытания использовали его выдержку при температурах, значительно превышающих температуру эксплуатации. Оценивали изменение поверхности эффективных пор при температурах 870 К и 980 К.

Данные по испытанию катализатора приведены в таблице.

Пример 2

Катализатор готовят и испытывают аналогично примеру 1, но вместо оксида магния используют оксид кальция, вместо карбоната калия используют гидроксид калия. Данные по составу (считая на оксиды) и испытанию катализатора приведены в таблице.

Пример 3

Катализатор готовят и испытывают аналогично примеру 1, но вместо оксида магния используют карбонат кальция, вместо карбоната цезия используют нитрат рубидия. Данные по составу (считая на оксиды) и испытанию катализатора приведены в таблице.

Пример 4

Катализатор готовят аналогично примеру 1, но испытывают в реакции дегидрирования изопропилбензола в α-метилстирол при температуре 560…620°С, скорости подачи жидкого изопропилбензола 0,5…1,5 л/л катализатора в час и массовом разбавлении сырья водяным паром 1:3. Данные по составу (считая на оксиды) и испытанию катализатора приведены в таблице.

Пример 5

Катализатор готовят и испытывают аналогично примеру 1, исключая оксид циркония. Данные по составу (считая на оксиды) и испытанию катализатора приведены в таблице.

Достигаемый технический результат заключается в получении нового катализатора для дегидрирования алкилароматических углеводородов, обеспечивающего сохранение высокой каталитической активности при температуре эксплуатации в течение длительного срока.

Изобретение относится к производству катализаторов для дегидрирования алкилароматических углеводородов. Катализатор включает оксид калия в количестве 8-22 масс. %, оксиды магния и/или кальция – 0,5-10 масс. %, оксид молибдена – 0,5-5 масс. %, портландцемент – 2-12 масс. %, оксид циркония – 0,08-0,8 масс. %, оксиды цезия и/или рубидия – 0,05-5 масс. % и оксид железа – остальное. Изобретение позволяет получить катализатор для дегидрирования алкилароматических углеводородов, обладающий высокой каталитической активностью, термической устойчивостью и увеличенным сроком службы. 1 табл., 5 пр.

Катализатор для дегидрирования алкилароматических углеводородов, включающий оксид железа, оксид калия, оксиды цезия и/или рубидия, оксиды магния и/или кальция, оксид молибдена и портландцемент, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид циркония при следующем соотношении компонентов, масс. %, в пересчете на оксиды:

оксид калия 8-22 оксид магния и/или кальция 0,5-10 оксид молибдена 0,5-5 портландцемент 2-12 оксид циркония 0,08-0,8 оксид цезия и/или рубидия 0,05-5 оксид железа остальное