Способ активирования никельхромового катализатора Советский патент 1984 года по МПК B01J37/16 B01J23/86 

со

00

ю Изобретение относится к активирован1по никельхромового катализато ра, который используют для гидриро вания карбонильных соединений в спирты и тонкой очистки спиртов от примесей. Во время приготовления никельхромовый катализатор стабилизируют с помощью продувки азоткислородной смесью для снятия пирофорных свойс и удобства последукяцей транспортировки. Перед использованием стабилизированньй катализатор должен быть снова активирован водородом. Известен способ активирования никельхромового катализатора путем обработки водородом при 120200 С в течение 8-12 ч Г 1 3. Однако катализатор, активирован ньй данным способом, недостаточно селективен в реакциях гидрирования карбонильных соединений, особенно в области высоких температур. Наиболее близким к предлагаемом по технической супщости и достигаемому эффекту является способ активирования никельхромового катализатора обработкой водородом при ховышенной температуре (400-500с) Способ обеспечивает селективность гидрирования н-масляного аль дегида до 98% при индексе активнос ти 50% 21 Недостатками известного способа являются получение катализатора с относительно низкой активностью и сложность, обусловленная высокой температурой активирования. Для эт го приходится использовать мощные нагревательные печи с малой загруженностью в течение года, так как активирование катализатора проводя периодически. Цель изобретения - получение ка тализатора с повышенной активность и селективностью и упрощение процесса. Указанная цель достигается тем, что активирование осуществляют в пр сутствии алифатического спирта 120-170 С. При этом объемная скорость пода чи алифатического спирта составляет 0,2-1,2 Ч-1 Кроме того, в качестве алифатических спиртов ;используют 2-этилгексанол. В качестве алифатического спирта можно использовать либо конечный продукт гидрирования карбонильных соединений в спирты, либо другой спирт, использование которого не вызывает з&труднений в очистке конечного продукта. Особенно целесообразно использовать 2-этилгексанол, так как он легко доступен, имеет температуру кипения (182°С) вьше температуры активации никельхромового катализатора (120-170 С), что обеспечивает проведение активации в жидкой фазе при невысоком давлении. Объемная скорость подачи алифатического спирта составляет 0,21.,2 , расход водорода при активации 0,4-200 ч. Давление практически не виляет на активацию катализатора, но его можно применять для предотвращения перехода спирта в паровую фазу при нагревании. В качестве никельхромового катализатора используют промьшшенный катализатор ОСТ 6-03-314-76 состава, вес.%: Никель металлический 48-51 Окись хрома 26-29 ВлагаНе более 3,0 Сульфидная сера Не более 0,02 Железо Не более 0,5 Активирование осуществляют следующим образом. Никельхромовый катализатор загружают в реактор, подают водород и алифатический спирт и после установления постоянного потока водорода и алифатического спирта разогревают реактор до требуемой температуры. Активацию проводят 7-40 ч в зависимости от выбранной температуры и других условий. Предлагаемый способ позволяет получать катализатор, обладающий не только большей активностыо в реакциях гидрирования карбонильных соединений по сравнению с катализатором, который активируется известными способами, но и высокой селективностью в широком интервале температур. При этом активирование катализатора идет при сравнительно низкой температуре (120-170 с) по сравнению с той, которая была предложена ранее для получения катализатора повьш1енной селективности (400-300 С), что значительно упрощает аппаратурное оформление процесса.

Пример 1. Три образца промышленного никельхромового катализатора загружают в реакторы трех установок для каталитического гидрирования.

В первом реакторе (образец 1) кат-ализатор активируют следующим образом Cl J После продувки системы водородом устанавливают подачу водорода с объемноЯ скоростыо 1000 ч, давление в системе 100 ат. Затем повышают температуру в реакторе со скоростью до и вьщерживают катапизатор при этой температуре 12 Во втором реакторе (образец 2) ка тализатор активируют по известному способу С 2 J. После продувки системы водородом устанавливают подачу водорода с объемной скоростью 5000 ч, давление в системе 100 ат. Затем повышают температуру в реакторе со скоростыо до и выдерживают катализатор при этой температуре 12 ч. В третьем реакторе (образец 3) ка тализатор активируют предлагаемым способом. После продувки системы водородом устанавливают подачу водорода с объемной скоростью 100 u, давление в системе 25 ат, затем подают 2-этил гексанол с объемной скоростью 0,5 ч повышают температуру в реакторе со

Активность и селективность никельхромового катализатора активированного известными и предлагаемым способами, в реакциях пщрирования карбонильный соединений

скоростью 10°С/ч до 150°С и вьщерживают катализатор при этой температуре 30 ч.

Для сравнения активности и селективности образцов катализаторов, активированных указанными способами, проводят ряд испытаний.

Индекс активности катализаторов определяют стандартным способом (ОСТ 6-03-314-76) по степени гидрирования бензола в циклогексан при температуре в зоне реакции 100tlC. Селективность катализаторов определяют в реакции гидрирования rt-маслякого альдегида в н-бутиловый спирт при , давлении 100 ат, объемной скорости подачи н-масляного альдегида 2 и молярном собтношении водород: альдегид 7 мол/мол. Селективность катализаторов, используемых для гйдрогенизационной очистки 2-этилгексанола-сырца от примесей карбонильных и непредельных соединений, определяют при очистке 2-этилгексанола-сырца, содержащего карбонильных соединений 0,5 вес.%, непредельных соединений 0,3 мас.%. 2-Этилгексанол-сырец подают в реактор с объемной скоростью 1,0 при давлении 20 ат и температуре проводят гидрирование. Результаты испытаний сведены в табл. 1. Таблица 1 Никельхромовый катализатор, активированный предлагаемым способом, обладает самой высокой активностью (индекс активности образца 80 против 75 и 50 у образцов, активированных по известным способам), а также наибольшей селективностью в реакциях гидрирования карбонильных соединений П р и м е р 2. Стандартный промыш ленный Никельхромовый катализатор в количестве 100 см загружают в реактор установки каталитического гидрирования. В реактор подают водород в количеете 20 л/ч (объемная скорость подачи 200 ч) под .давлением 300 ат и и-бутиловый спирт в количестве 100 мл/ч (объемная скорость лодачи 1,0 ). Продолжая подачу водорода и н-бутилового спирта, разогревают реактор со скоростью подъема температуры 10 С/ч до 170°С и выдерживают катализатор при этой температуре 8ч. В реактор подают ЮбО г перегнанного и очищенного от примесей н-масляного альдегида с объемной скоростью 1,0 ч, водород под давлением 300 ат и при проводят гидрирование. Полученный продукт содержит, г: н-Масляный альдегид 0,2 н- Бутиловый спирт 1027 ПримесиО,6 Степень превращения н-масляного альдегида составляет 99,98% при селективности 99,94%. Примерз. Стандартный промьш ленный Никельхромовый катализатор в количестве 100 см загружают в реактор установки каталитического гидрирования для активирования. В реактор подают водород в количестве 10 л/ч (объемная скорость подачи 100 ч) под давлением 15 ат и 2-этилгексанол в количестве 120 мл/ч (объемная окорость подачи 1,2 ). Продолжая подачу водорода и 2-этилгексанола, разогревают реактор со скоростью подъема температуры до 120с и выдерживают катализатор при этой температуре в течение 40 ч. На активированном никельхромовом катализаторе проводят гидрогенизационную очистку 2-этилгексанола-сьфца. В реактор подают 1000 г 2-этш1гексанола-сырца с объемной скоростью 1,0 ч , водород под давлением 20 ат и при 140 С проводят гидрирование. 1 2 Получают 1000 г очищенного 2-этилгексанола. Результаты испытаний приведены в табл. 2 Таблица2 . Результаты гидрогенизационной очистки 2-этилгексанола Содержание Содержание примесей, примесей в Примеси сырье, мае.% очистки, Непредельные соединения{(арбонильные соеди-г нения р 4. Стандартный промьшленный катализатор в количестве 100 см загружают в реактор установки каталитического гидрирования для активирования. В реактор подают водород в коли-, честве 1 л/ч (10 ) под давлением О,1 ат и 2-этилгексанол в количестве 20 мл/ч (объемная скорость подачи 0,2 ч). Продолжая подачу водорода и 2-этш1Гексанола, разогревают реактор со скоростью подъема температуры до и выдерживают катализатор при этой температуре 10 ч. На активированном никельхромовом катализаторе проводят гидрогенизационную очистку 2-этилгексанола-сырца. В реактор подают 1000 г 2-этилгексанола-сырца с объемной скоростью 1,5 ч водород под давлением 18 ат :и при 142С гидрируют. Результаты испытаний приведены в абл. 3. ТаблицаЗ Результаты гидрогенизационной очистки 2-этилгексанола Непредельные соединенияКарбонильные соединения710 П р и м е р 5. Способ осуществляю аналогично примеру А с той лишь разн цей, что при активировании никельхромового катализатора в реактор подают пропиловый спирт в количестве 40 мл/ч (объемная скорость подачи 0,4 ч) и водород под давлением 50 а На активированном никельхромочом катализаторе проводят гидрогенизационную очистку 2-этилгексанола-сырц аналогично примеру 4. Получают 2-этилгексанол, содержащ в качестве примесей, мас.%: Непредельные 0,010 соединения Карбонильные соединения П р и м е р 6. Способ осуществляю аналогично примеру 4 с той лишь разн цей, что при активировании никельхро мового катализатора в реактор подают изодециловый спирт в количестве 150 мл/ч 1,5 чЪ, На активированном никельхромовом катализаторе проводят гидрогенизационную очистку 2-этилгексанола-сырца условиях примера 4 и получают аналогичные результаты. П р и м е р 7. Способ осуществляю аналогично примеру 4 с той лишь разн цей, что при активировании никельхромового катализатора в реактор подают 2-этш1гексанол в количестве 10 мл/ч (0,1 ч-). На активированном никельхромовом катализаторе проводят гидрогенизационную очистку 2-этилгексанола-сырца в условиях примера 4. Результаты испытаний приведены в табл. 4. Таблица4 Результаты гидрогенизационной очистки 2-этш1гексанола Содержание Содержание примесей в примесей Примеси сырье, мас.% очистки. Непредельные соединенияКарбонильные соединенияТаким образом, пpeдлaгae Iый способ позволяет повысить индекс активности катализатора от 50 (в известном способе С2) до 80%. Селективность катализатора при гидрогенизационной очистке 2-этилгексанола-сырца, которая определяется содержанием карбонильных соединений в гипрогенизате. увеличивается в 10 раз от 0,01 (в известном способе) до 0,001%. Упрощение способа достигается за -счет снижения температуры от 400-500 (в известном способе) до 120-170 С, что позволяет снизить требования к аппаратурному оформлению.

1. СПОСОБ АКТИВИРОВАНИЯ НИКЕЛЬХРОМОВОГО КАТАЛИЗАТОРА обработкой водородом при повьвпенной температуре, отличающийся тем, что, с целыа получения катализатора с повышенной активностью и селективностью и упрощения процесса, активирование осуществляют в присутствии алифатического спирта С,-С при 120-170°С. 2.Способ по п. 1,отлич аю щ и и с я тем, что объемная скорость подачи алифатического спирта составляет 0,2-1,2 . 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве алифатических спиртов используют 2этилгексанол.