Способ регенерации твердого фосфорнокислотного катализатора Советский патент 1983 года по МПК B01J27/28 

00

4;:

О5

Изобретение относится к способам регенерации катализаторов, в част ности к способу регенерации твердого фосфорнокислотного катализатора, дезактивированного в процессах алкилирования бензола олефинами или оли.гомеризаиии олефинов вследствие накопления в катализаторе высокомолекулярных органимеских соединений и снижения содержания фосфорных кислот за счет вымывания их из катализатора и уноса с реакционной массой.

Известен способ регенерации твердого фосфорнокислотного катализатора, заключающийся в обработке отработанного катализатора перегретым паром СОИзвестен также способ регенерации твердого фосфорнокислотного катализатора, заключающийся в обработке отработанного катализатора воздухом при высоких температурах 2j.

Однако известные способы регенерации имеют ряд недостатков, а именно: не гарантируют полного удаления полимерных отложений; при обработке дезактивированного катализатора воздухом при высокой температуре происходит существенное обезвоживание катализатора, вследствие чего понижается его активность, для восстановления активности катализатор дополнительно обрабатывают перегретым водяным паром с последующей продувкой инертным газом.

Наиболее близким к изобретению по техническому решению является способ регенерации твердого фосфорнокислотного катализатора, заключающийся .в многократной обработке дезактивированного катализатора органическим растворителем при температуре выше и давлении выше 7 атм в течение 6-8 ч с последующим отделением растворителя. В качестве органического растворителя используют ароматические углеводороды или их смеси со стабилизированными углеводородами риформинга. Углеводороды должны быть очищены от серы 3j. Недостатками известного способа я л«штся его сложность вследствие необходимости многократного повторения операций промывки катализаТора, которые проводятся при высоком давлении и высокой температуре, а также невозможность восстановления активности до уровня первонач вльной.

Цель изобретения - упрои(ение способа и восстановление активности ка тализатора до уровня первоначальнойг-.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу регенерации твердого фосфорнокислотного катализатора для алкилирования бензола олефинами или олигомеризации олефинов, заключающемуся в обработке .дезактивированного катализатора растворителем, в качестве растворителя используют Зб, водный раствор ортофосфорной кислоты и обработку проводят при весовом соотНошении катализатор : растворитель 1:1-3, температуре 80-100с и атмосферном давлении, отделении растворителя и нагревании отделенного от растворителя катализатора до 180ЗОО С.

При нагревании дезактивированного катализатора с водным раствором ортофосфорной кислоты полифосфорные кислоты, содержащиеся в катализаторе, реагируют с водой, превращаясь в ортофосфорную кислоту. В реакторе после нагревания смеси при 80-100с образуется суспензия, представляюи4ая собой смесь водного раствора ортофосфорной кислоты, органического слоя углеводородов и высокомолекулярных соединений и гидролизоаанного катализатора. Из полученной смеси после охлаждения отделяют органический слой обычным путем, например, отстаиванием и декантацией. Оставшуюся смесь фильтруют. При этом получают осадок гидролизованного катализатора и фильтрат, т.е. водный раствор ортофосфорной кислоты. При

прокаливании осадка происходит удале ние избытка воды из катализатора и образование полифосфорных кислот. В результате такой обработки получают катализатор с такой же активностью,

как свежеприготовленный, так как из дезактивированного катализатора полностью удалены отложения высокомолекулярных соединений и восполнено содержание полифосфорных кислот.

Пример.100 г дезактивированного фосфорнокислотного катализатора алкилирования (содержание фос форных кислот в расчете на фосфорный ангидрид 61,5 мае.I ) нагревают при

перемешивании с 100 г 36,5 -ного вод-; ного раствора ортофосфорной кислоты при 80°С в течение 6 ч. Смесь охлаждают, отделяют 0,12 г слоя органических веществ (углеводороды, полимеры олефинов и оставшуюся массу подвергают фильтрованию. Получают 12,5 гидролизованногр катализатора и 72,9 г 69,3%-ного водного раствора ортофосфорной кислоты. После нагрева НИИ осадка до получают 79,5 г твердого катализатора (содержание фо форных кислот в расчете на фосфорный ангидрид 63,1 мас.| Пример2. 100 г дезактивированного фосфорнокислотногр катализатора олигомеризации олефинов (содержание фосфорных кислот в расчете на фосфорный ангидрид 53,5 масД) нагре вают с 300 г 88,0%-ного водного раст вора ортофосфорной кислоты при 100 С в течение « ч. Смесь охлаждают, отделяют 0,2 г слоя органических веществ. Из. оставшейся массы выделяют 125, г осадка гидролизованного катализатора и 271,3 г 90,9 -ного водного раствора фосфорной кислоты. Пос ле нагревания осадка до получают 99,1 г катализатора, содержащего 6,7 мас. фосфорных кислот в расчете на фосфорный ангидрид. ПримерЗ. 100 г дезактивированного фосфорнокислотного катализатора алкилирования бензола пропиленом (содержание фосфорных кислот в расчете на фосфорный ангидрид 59,5%/ нагревают с 200 г 73,6 -ного водного раствора ортофосфорной кислоты при в течение 1 ч. После ох- , лаждения и отделения 0,1 г слоя органических веществ из смеси выделяют 129,1 г гидролизованного катализатора и 1б9,2 г 83,9%-ного раствора фосфорной кислоты. После нагревания выделенного катализатора до получают 98,Ь г катализатора, содержащего 63,1 мас.| фосфорных кислот в расчете на фосфорный ангидрид. Регенерированные образцы фосфорнокислотного катализатора из примеров 1 и 3 испытывают в реакции алкилирования бензола пропиленом. Условия алкилирования: температура 230 С,, давление 30 кг/см, молярное соотношение бензол: пропилен ««. 6:1, скорость подачи бензола составляет 5 объемов на 1.объем катализатора в час. Регенерированный фосфорнокислотный катализатор из примера 2 испытывают в реакции олигомеризации пропилена. Условия олигомеризации. температура , давление 38 кг/см объемная скорость подачи пропан-пропиленовой смеси, содержащей 30 мас.% пропилена.3,8ч. I . Результаты испытаний приведены в таблице.

СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ТВЕРДОГО ФОСФОРНОКИСЛОТНОГО КАТАЛИЗАТОРА |для алкилирования бензоле олефинами или олигомеризации олефинов, вклю чащий обработку дезактивированного катализатора растворителем при повышенной температуре и отделение растворителя, отличаю-щийся тем, что, с целью упрощения способа и восстановления активности катализатора до уровня первоначальной, в качестве растворителя используют Зб,5-88, водный раствор рртофосфорной кислоты и обработку проводят при весовом соотношении катализатор: растворитель . , температуре 80-100 С и атмосферной давлении, а отделенный от растворителя катализатор нагревают до 180-300 C. О) с

Алкилирование бензола пропиленом

62,0

99,97

63,1

99,92

63,1

У,95

ао

9,6

99,26

,5

99,3

95,1

99,21

Олигомеризация пропилена Как видно из таблицы, катализатор, js регенерированный предлагаемым способой, по активности не огличается

Продолжение таблицы °т С8ежеприготойленного,при этом способ прост и позволяет возвратить в процесс 80-98,5% катализатора.