Катализатор для получения фталевого ангидрида Советский патент 1988 года по МПК B01J23/22 B01J27/02 C07D307/89 

СЛ С

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализатору (КТ) для получения фталево- го ангидрида окислением нафталина. С целью повышения активности КТ он имеет состав, мас.%: пентоксид ванадия 6,0-6,5; оксид калия 6,4-7,0; оксид цезия 8,0-8,5} оксид хрома 0,03-0,05; триоксид серы 14,0-14,5-; диоксид селена 0,002-0,01; носитель остальное. КТ с нагрузкой 60- 90 г/л.ч, выход фталевого ангидрида составляет 92-95 мол.%, а производительность 70-100 г/л-.ч. 1 табл.

со

00

4;

ГчЭ ел

I

Изобретение относится к области катализаторов для окисления углеводородов, предпочтительно нафталина,во фталевый ангидрид.

Целью изобретения является повьше- ние активности катализатора за счет дополнительного содержания в составе катализатора диоксида селена, а также за счет нового соотношения компонентов .

П р /и м е р 1. В 500 мл дистиллированной воды вносят 290 г 60%-ной серной кислоты, 64 г пентоксида ванадия, 48 г щавелевой кислоты и 27 мл 0,2 %-ного водного раствора диоксида селена. Полученную смесь нагревают до температуры до 90±5° С и выдерживают при этой температуре до получения раствора,к которому добавляют 127 г сульфата калия, 114 г сульфата цезия, перемешивают и добавляют 2,4 г сульфата хрома, вьщерживают при 90+5°С до получения раствора, к которому добавляют 700 г широкопористого шарикового силикагеля. При постоянном перемешивании смеси и температуре 90+5°С смесь высушивают до получения воздушно-сухого катализатора, который активируют в токе воздуха при объемной скорости 400 ч и 385+5°С в течение 2 ч. Полученный катализатор содержит в пересчете на , , CS-jO, , SO, и SeO соответственно, мас,%: 6,,0; 6,4 8,0; 0,05; 14,0 и 0,005, носитель остальное .

При окислении на полученном катализаторе нафталина с рагрузкой 81,4 г/л Ч при 385 С выход фталевого ангидрида составляет 93,7 мол,%,производительность 88,2 г/л.ч,

П р и м е р 2, Катализатор получают аналогично примеру 1, но при объемной скорости воздушного потока- в ходе активации 300 . При нагрузке на кataлизaтop 72,1 г/л. ч и 3,80 С выход фталевого ангидрида составляет 94,2 мол,%, производительность 78,5 г/л-ч.

Пример 3, Катализатор получают аналогично примеру 1, однако вносят 32,2 мл 0,2%-ного водного раствора диоксида селена. Полученный катализатор содержит в пересчете на V,.0s-, , , ,, SO и SeO-j соответственно, мас,%: 6,0;654j 8,3; 0,05 14,0 и 0,006, носитель остальное.

384325 2

При окислении нафталина на полученном катализаторе с нагрузкой 92,2 г/л Ч при 390°С выход фталевого ангидрида составляет 92,1 мол,%, производительность 98,2 г/л,ч.

П р и м е р 4, Катализатор получают аналогично примеру 1, однако вносят 11 мл 0,2%-ного водного раствора 10 диоксида селена. Полученный катализатор содержит в пересчете на ., , Cs,0, , SO, и SeO, соответственно, мас,%: 6,0; 6,4, 8,3; 0,05; 14,0 и 0,002, носитель остальное, 15 При окислении нафталина на полус нагрузкой

ченном катализаторе

80,1 г/л.ч при 385 С выход фталевого ангидрида составляет 89,2 мол,%, производительность 82,6 г/л.ч,

20 Пример5, Катализатор готовят аналогично примеру 1, однако вносят 49 мл 0,2%-ного водного раствора диоксида селена, а воздушный поток для активации пропускают с

25 объемной скоростью 500 . Полученный катализатор содержит в пересчете

на , SeO

35

40

45

50

55

, , СГгО,, SO, и

соответственно, мас.%: 6,0; 6,4; 8,3; 0,05; 14,0 и 0,01, носитель 30 остальное.

При окислении нафталина на полученном катализаторе с нагрузкой 80,6 г/Л;ч при 385 С выход фталевого ангидрида составляет 89,3 мол,%, производительность 83,2 г/л. ч,

Примерб, В 500 мл дистиллированной воды вносят 315 г60%-ной серной кислоты, 72 г пентоксида вана- дия, 53 г щавелевой кислоты и 28 мл 0,2%-ного водного раствора диоксида селена. Полученную смесь нагревают до 90+5°С и при этой температуре выдерживают до получения раствора, в который добавляют 143 г сульфата калия, 121 г сульфата цезия и 1,5 г

сульфата хрома и смесь вьщерживают при 90±5°С до получения раствора, В раствор вносят 700 г шарикового силикагеля и при 90+5°С высушивают до получения воздушно-сухого катализатора, который активируют в условиях, аналогичных примеру 1, Полученный катализатор содержит в пересчете на , К,,0, , Cr-jO,, SO, и SeOj соответственно, мас,%: 6,5; 7,0; 8,5; 0,04; 14,5 и 0,005, носитель остальное.

При окислении нафталина на полученном катализаторе с нагрузкой

с нагрузкой

ченном катализаторе

80,1 г/л.ч при 385 С выход фталевого ангидрида составляет 89,2 мол,%, производительность 82,6 г/л.ч,

Пример5, Катализатор готовят аналогично примеру 1, однако вносят 49 мл 0,2%-ного водного раствора диоксида селена, а воздушный поток для активации пропускают с

объемной скоростью 500 . Полученный катализатор содержит в пересчете

на , SeO

5

0

5

0

5

, , СГгО,, SO, и

соответственно, мас.%: 6,0; 6,4; 8,3; 0,05; 14,0 и 0,01, носитель 0 остальное.

При окислении нафталина на полученном катализаторе с нагрузкой 80,6 г/Л;ч при 385 С выход фталевого ангидрида составляет 89,3 мол,%, производительность 83,2 г/л. ч,

Примерб, В 500 мл дистиллированной воды вносят 315 г60%-ной серной кислоты, 72 г пентоксида вана- дия, 53 г щавелевой кислоты и 28 мл 0,2%-ного водного раствора диоксида селена. Полученную смесь нагревают до 90+5°С и при этой температуре выдерживают до получения раствора, в который добавляют 143 г сульфата калия, 121 г сульфата цезия и 1,5 г

сульфата хрома и смесь вьщерживают при 90±5°С до получения раствора, В раствор вносят 700 г шарикового силикагеля и при 90+5°С высушивают до получения воздушно-сухого катализатора, который активируют в условиях, аналогичных примеру 1, Полученный катализатор содержит в пересчете на , К,,0, , Cr-jO,, SO, и SeOj соответственно, мас,%: 6,5; 7,0; 8,5; 0,04; 14,5 и 0,005, носитель остальное.

При окислении нафталина на полученном катализаторе с нагрузкой

67,7 г/л..ч и при 370°С выход фтале- вого ангидрида составляет 94,8 мол.% а производительность 68,7 .При нагрузке нафталина на катализатор 93,4 т/л.ч и 390°С выход фталевого ангидрида составляет 92,2 мол.%, производительность 99,6 г/л .ч.

П р и м е р 7 (известный).В 500 мл дистиллированной воды вносят 290 г 60%-ной серной кислоты, 64 г пенто- ксида ванадия, 48 г щавелевой кислоты и полученную смесь нагревают до температуры 90-95 С, выдерживают при этой температуре до получения раство ра, к которому добавляют 127ir сульфата калия, 114 г сульфата цезия и перемешивают. К полученному раствору добавляют 2,4 г сульфата хрома и 0,7 кг широкопористого шарикового силикагеля и при постоянном перемешивании полученную смесь при 85-95 С высушивают. Полученный воздушно-сухой катализатор активируют в токе воздуха при объем- ной скорости 300-500 ч и 380 С в течение 2 ч.

Катализатор содержит в пересчете на V,05, , , Сг,2.0, и SeO соответственно, мас.%: 6,0, 6,4, 8,3 5 МО и 14,0, носитель остальное.

При окислении на полученном катализаторе нафталина с нагрузкой 80 и при 385 С выход фталевого ангидрида составляет 86,7 мол.%, производительность 80,2 г/л,ч.

П р и м е р 8 (для сравнения). Катализатор получают аналогично примру 1, однако перед загрузкой носителя в раствор добавляют 65 мл 0,2%-но го водного раствора диоксида селена, тщательно перемешивают, загружают носитель и далее получают катализатор в условиях, аналогичных примеру 1. Полученньй катализатор содер

жит в пересчете на , , ,, , SO, и SeOi соответственно, мас.%: 6,0j 6,4; 8,3 14,0 . и 0,01, носитель остальное.

При окислении нафталина на полученном катализаторе с нагрузкой 78,8 г/л .-ч и при 390°С- выход фталевого ангидрида составляет 86, 2 мол. производительность 78,5 г/л-, ч.

П р и м е р 9 (для сравнения). Катализатор получают аналогично примеру 1, однако перед загрузкой носителя в раствор добавляют 5,5 мл 0,2 %-ного водного раствора диоксида

5 0 5

о

0

5

5

0

5

селена, тщательно перемешивают, загружают носитель и далее получают катализатор в условиях, аналогичных примеру 1. Полученный катализатор содержит в пересчете на ., K-j.O, , CTjOj, SeO соответственно, мас.%: 6,0i 6,4i 8,3; 5-10 14,0 и 0,001, носитель остальное.

При окислении нафталина на полученном катализатор.е с нагрузкой 79,8 г/л-ч и при 385 С выход фталевого ангидрида составляет 87,6 мол.%, производительность 79,9 г/Л(Ч.

и м е р 10 (для сравнения). Катализатор содержит, мас.%: V,. 12,5; 0,5; K,j,S04 13,2, SeO 0,4;

SO, 15,1; TiO 45

.

13,3.

Ha полученном катализаторе при окислении нафталина с нагрузкой

Пример 11 (для сравнения). На катализаторе по примеру 10 при окислении нафталина с нагрузкой

Пример 12 (для сравнения). Катализатор содержит, мас.%: .0,5; t2,5; ,2; SeOj 0,005; Ti0.j45 , 13,3, SOj остальное.

Ha полученном катализаторе при окислении нафталина с нагрузкой 39,4 г/л.ч и при 390 С выход фталевого ангидрида составляет 78,2 мол.%, производительность 35,6 .

Пример 13. В 500 мл дистиллированной воды вносят 300 г 60%-ной серной кислоты, 69 г пентоксида ванадия, 52 г щавелевой кислоты и 33 ил 0,2%-ного водного раствора диоксида селена. Полученную смесь нагревают до 90+5°С и вьщерживают при этой температуре до получения раствора, к которому добавляют 138 г сульфата калия, 120 г сульфата цезия к 2,3 г сульфата хрома, вьщерлшвают при до получения раствора, к которому добавляют 700 г широкопористого шарикового силккагеля. При постоянном перемешивании смеси и смесь высушивают до получения воздушно-сухого катализатора, который активируют в тока воздуха при объемной скорости 400 и 385+5 С в те- .чение 3 ч. Полученный ката.пизатор содержит компоненты: 0 , Cs 0 ,,

производительность 97,8 .

Данные по примерам 1-14 приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый ката513843256

SOi, SeOj соответственно, мас.%: 6,3} При окислении на полученном ката- 6,8; 8,4j 0,04, 14,4 0,06, силика- лизаторе нафталина с нагрузкой гель (носитель) остальное.91,8 г/л,ч при 390 С выход фталевоПри окислении на полученном ката- ° ангидрида составляет 92,1 мол.%, лизаторе нафталина с нагрузкой 82,8 г/л. ч при выход фталево- го ангидрида составляет 93,6 мол.%, производительность 89,6 г/л ч.

П р и.м ер 14. В 500 мл дистилли- ю лизатор обладает повьшенной актив- рованной воды вносят 300 г 60%-ной ностью, при окислении нафталина на серной кислоты, 68 г пентоксида ва- полученных катализаторах с нагруз- надия, 51 г щавелевой кислоты и кой 60-90 г/ЛчЧ выход фталевого ан- 28 мл О,2%-ного водного раствора ди- гидрида составляет 92-95 мол.%, а оксида селена. Полученную смесь на- производительность 70-100 г/л..ч. гревают до температуры 90+5°С и вы- Формула изобретения держивают при этой температуре до

получения раствора, к которому добав- Катализатор для получения фтале- ляют 135 г сульфата калия, 118 г вого ангидрида окислением нафталина, сульфата цезия и 2,3 г сульфата хро- 20 содержащий пентоксид ванадия, оксид ма, выдерживают при 90+5°С до полу- калия, оксид .цезия, оксид хрома,

триоксид серы и носитель, отличающийся тем, что, с целью повышения активности катализатора, 25 он дополнительно содержит диоксид се лена при следующем содержании компочения раствора, к которому добавляют 700 г широкопористого шарикового си- ликагеля. При постоянном перемешивании смеси и смесь высушивают до получения воздушно-сухого катализатора, который активируют в токе во духа при объемной скорости 400 ч и

-о

385i-5 С в течение 3 ч. Полученный катализатор содержит компоненты: , , , ,, SO,, SeO-jCo- ответственно, мас.%: 6,2j 6,7; 8,3, 0,04, 14,3; 0,005 и силикагель (носитель) остальное.

Влияние состава катализатора ва его активность

8,00,0514,00,005

8,30,0514,00,006

8,30,0514,00,002

8,30,0514,00,01

8,50,0314,50,005

8,30,05t4,0

8,3 0,05Т4,00,012

8,30,0514,0.0,001

13,315,10,4

12,5 13,2 45,0

производительность 97,8 .

Данные по примерам 1-14 приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый ката ° ангидрида составляет 92,1 мол.%,

нентов, мас.%:

Пентоксид ванадия 6,0-6,5

Оксид калия6,4-7,0

Оксид цезия8,0-8,5

Оксид хрома0,03-0,05

Триоксид.серы14,0-14,5

Диоксид селена0,002-0,01

НосительОстальное