СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ПРОПИЛЕНА В АКРОЛЕИН Советский патент 1994 года по МПК B01J37/04 B01J23/76 

Изобретение относится к способам приготовления многокомпонентных окисно-молибденовых катализаторов, нанесенных на силикагель, для окисления пропилена в акролеин.

Цель изобретения - упрощение технологии и получение катализатора с повышенной активностью и селективностью за счет смешения исходных компонентов с аэросилом в присутствии определенного количества воды.

П р и м е р 1. 12,5 г азотнокислого никеля, 23,8 г азотнокислого кобальта, 22,0 г азотнокислого железа, 8,8 г азотнокислого висмута, 38,8 г гептамолибдата аммония, 33,4 г аэросила марки А-175 перемешивают в шаровой мельнице в течение 5 мин. В полученную смесь добавляют 25 мл (15 мас.%) дистиллированной воды, в которой растворены 0,1 г нитрата калия и 0,54 мл ортофосфорной кислоты, перемешивают в Z-лопастном смесителе и формуют методом экструзии через лабораторный металлический шприц с диаметром фильеры 4 мм. Катализатор сушат на воздухе, затем в сушильном шкафу при температуре 110^оС. После этого температуру постепенно повышают до 230^оС и выдерживают до прекращения выделения окислов азота. Катализатор прокаливают в токе воздуха при температуре 600^оС. При этом получают катализатор состава K_0,07BiMo₁₂Ni_2,5Co_4,5Fe₃P_0,5O_x 40% SiO₂.

П р и м е р 2. Катализатор готовят аналогично примеру 1, но термообработку осуществляют при температуре 550^оС.

П р и м е р 3. Катализатор готовят аналогично примеру 1, но перемешивание смеси исходных веществ осуществляют в течение 30 мин.

П р и м е р 4. Катализатор готовят аналогично примеру 3, но термообработку осуществляют при температуре 500^оС.

П р и м е р 5. Катализатор готовят аналогично примеру 3, но термообработку осуществляют при температуре 550^оС.

П р и м е р 6. Катализатор готовят аналогично примеру 3, но термообработку осуществляют при температуре 650^оС.

П р и м е р 7. Катализатор готовят аналогично примеру 2, но для приготовления катализатора берут 12,5 г аэросила и 9,4 мл (7 мас.%) воды. При этом получают катализатор состава К_0,07BiMo₁₂Ni_2,5Co_4,5Fe₃P_0,5O_x 20% SiO_2.
П р и м е р 8. Катализатор готовят аналогично примеру 2, но для приготовления катализатора берут 21,4 г аэросила и 16 мл (19% мас.%) воды. При этом получают катализатор состава K_0,07BiMo₁₂Ni_2,5Co_4,5Fe₃P_0,5O_x 30% SiO₂.

П р и м е р 9. Катализатор готовят аналогично примеру 2, но для приготовления катализатора берут 50 г аэросила и 37,8 мл (28 мас.%) воды. При этом получают катализатор состава К_0,07BiMo₁₂Ni_2,5Co_4,5Fe₃P_0,5O_x 50% SiO₂.

П р и м е р 10. Катализатор готовят аналогично примеру 2, но для приготовления катализатора берут 116,4 г аэросила и 140 мл (40 мас.%) воды. При этом получают катализатор состава K_0,07BiMo₁₂Ni_2,5Co_4,5Fe₃P_0,5O_x 70% SiO₂.

П р и м е р 11. Катализатор готовят аналогично примеру 8, но для приготовления катализатора берут аэросил марки А-300 и 16 мас.% воды.

П р и м е р 12. Катализатор готовят аналогично примеру 11, но термообработку осуществляют при температуре 650^оС.

П р и м е р 13. 12,9 г азотнокислого никеля, 23,3 г азотнокислого кобальта, 7,2 г азотнокислого железа, 3,6 г хромового ангидрида (или 14,4 г азотнокислого хрома), 8,6 г азотнокислого висмута, 37,7 гептамолибдата аммония, 33,4 г аэросила марки А-175 перемешивают в шаровой мельнице в течение 5 мин. Далее катализатор готовят аналогично примеру 1, но добавляют 17 мас.% воды. При этом получают катализатор состава K_0,07BiMo₁₂Ni_2,5Co_4,5FeCr₂P_0,5O_x 40% SiO₂.

П р и м е р 14. 34,92 г азотнокислого кобальта, 7,76 г азотнокислого висмута, 24,24 г азотнокислого железа, 2,98 г азотнокислого цинка, 42,48 г гептамолибдата аммония, 35,44 г аэросила марки А-175 перемешивают в шаровой мельнице в течение 5 мин. В полученную смесь добавляют 26 мл (15 мас.%) дистиллированной воды, в которой растворены 0,20 г нитрата калия и 0,28 мл ортофосфорной кислоты. Далее катализатор готовят аналогично примеру 1. При этом получают катализатор состава: K_0,1Co₆Mo₁₂Bi_0,8Fe₃Zn_0,5P_0,2O_x 40% SiO₂.

П р и м е р 15. Катализатор готовят аналогично примеру 14, но термообработку осуществляют при температуре 500^оС.

П р и м е р 16. Катализатор готовят аналогично примеру 14, но перемешивание смеси исходных веществ осуществляют в течение 30 мин и прокаливают при температуре 550^оС.

П р и м е р 17. Катализатор готовят аналогично примеру 15, но для приготовления катализатора берут 13,3 г аэросила и 9,7 г (7 мас.%) воды. При этом получают катализатор состава K_0,1Co₆Mo₁₂Bi_0,8Fe₃Zn_0,5P_0,7O_x 20% SiO₂.

П р и м е р ы 18, 19 и 20 (сравнительные), в которых катализаторы готовят известным способом - смешением водных растворов солей элементов, входящих в состав катализатора, с аэросилом с последующими сушкой полученной суспензии, выпариванием или распылительной сушкой, размолом, пластификацией в присутствии воды и грануляцией методом экструзии.

П р и м е р 18. 12,5 г азотнокислого никеля 23,6 г азотнокислого кобальта, 22,0 г азотнокислого железа, 8,8 г азотнокислого висмута, 0,1 г азотнокислого калия растворяют в 24 мл дистиллированной воды при нагревании и интенсивном перемешивании, 38,8 г гептамолибдата аммония растворяют в 40 мл горячей дистиллированной воды при интенсивном перемешивании. К раствору гептамолибдата аммония при перемешивании прибавляют 0,54 л ортофорсфорной кислоты, 33,4 г аэросила марки А-175 и раствор смеси нитратов кобальта, висмута, никеля, железа и калия. Полученную смесь выпаривают под инфракрасной лампой, а затем сушат в сушильном шкафу при температуре 110^оС. Далее температуру постепенно повышают до 230^оС и выдерживают до прекращения выделения окислов азота. Полученную массу размалывают на шаровой мельнице в течение 5 мин. Порошок пластифицируют в присутствии воды и формуют через фильеру с диаметром отверстия 4 мм. Гранулы сушат на воздухе, а затем в сушильном шкафу при температуре 110^оС. Высушенный катализатор прокаливают в токе воздуха при температуре 500^оС. При этом получают катализатор состава, K_0,07Ni_2,5Co_4,5Fe₃BiMo₁₂P_0,5O_x 40% SiO₂.

П р и м е р 19. Катализатор готовят аналогично примеру 18, но сушку катализаторной суспензии осуществляют методом распыления в сушилке типа РСЛ-10.

П р и м е р 20. Катализатор готовят аналогично примеру 19, но термообработку катализатора осуществляют при температуре 600^оС.

Каталитические свойства приготовленных катализаторов определяют в проточно-циркуляционной установке с хроматографическим анализом компонентов газовой смеси. Активность катализаторов характеризуют константой скорости, рассчитанной по уравнению первого порядка. Результаты испытаний приведены в таблице.

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ПРОПИЛЕНА В АКРОЛЕИН, включающий смешение исходных компонентов - азотнокислых солей кобальта, железа, висмута, никеля или цинка, гептамолибдата аммония, в случае необходимости хрома, использование аэросила, введение промотирующих добавок - раствора азотнокислого калия и фосфорной кислоты, грануляцию методом экструзии, сушку и термообработку катализаторной массы, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии и получения катализатора с повышенной активностью и селективностью, исходные компоненты смешивают с аэросилом в присутствии 7 - 40 мас.% воды.