Катализатор для диспропорционирования толуола Советский патент 1989 года по МПК B01J29/26 C07C15/08 C07C15/04 

Изобретение относится к катализаторам, применяемым в процессе диспропорционирования толуола для получения бензола и ксилолов.

Цель изобретения - повышение активности и селективности катализатора за счет дополнительного содержания редкоземельного элемента - лантана или диспрозия и марганца при определенном содержании компонентов.

Пример 1. 100 г порошка цеолита Na- морденита с отношением SiOi./A€ Oj 10 обрабатывают 2 н. раствором НС1 в соотношении 1:10. Смесь выдерживают 5 ч при 90°С. Затем отстоявшуются жидкость сливают и отмывают от ионов С Г. Затем морде- нит высушивают при 120°С в течение 4 ч и прокаливают при 600°С в течение 5 ч. После прокалки морденит смешивают с 1 н. раствором НС1 в соотношении 1:10 и перемешивают в течение 2 ч. После отстоя жидкость сливают и повторяют обработку 1 н. раствором НС1 3 раза, после чего отмывают от ионов СР и высушивают при 120°С в течение 4 ч.

Полученный морденит имеет молярное отношение 17. Степень обмена натрия на катион водорода, определения пла менно-фотометрическим методом cocтaBv я- ет 98%.

71,70 г цеолита Н-морденита (НМ) обрабатывают совместно с 1,87 г La (NOj)j, 4,884 г Мп (ЫОз)г и 2,595 г (NHJgMo,Oy в 550 мл воды в течение 2 ч. Затем выпаривают на водяной бане до сухого состояния и высушивают при 120°С. После чего смешивают с пастой гидрооксида алюминия, 25% составляет 25% от массы ката4: 00 СО 00 ГС

лизатора. Полученную пасту формуют в виде гранул, сушат при 120°С 2 ч, прокаливают в течение 4 ч в токе воздухе при 350 и 550°С, затем восстанавливают водородом при 550°С в течение 10 ч.

Полученный катализатор имеет следующий состав, мас.%:

Лантан0,80

Молибден1,50

Марганец1,00

Оксид алюминия25,00

Н-морденит71,70

Синтезированный образец испытывают в реакции диспропорционирования толуола при 475°С, давлении 40 атм, объемной скорости подачи сырья 2 ч, молярном отноше- НИИ Н /толуол 7:1.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 2. Катализатор состава, мас.%:

Диспрозий0,80

Молибден1,50

Марганец0,25

Оксид алюминия30,00

Н-морденит67,45

готовят аналогично примеру 1 с тем отличием, что 67,45 г цеолита Н-морденита обра- батывают совместно с 1,715 г Dy (NOj), 0,814 f Mn(NOj)i и 2,595 г (NH,)s Мо,Ог и смешивают с пастой гидрооксида алюминия, и составляет 30% от массы катализатора.

Получерный образец катализатора испытывают на активность в реакции диспропорционирования толуола. При оптимальных условиях выход бензола и ксилолов 27,5 и 24,7 мас.% при селективности 94,8%.

Пример 3. Катализатор состава, мас.%:

Диспрозий0,50

Молибден3,70

Марганец0,25

Оксид алюминия30,00

Н-морденит65,55

готовят аналогично примеру 1 с тем лишь отличием, что 65,55 г цеолита Н-морденита обрабатывают совместно с 1, г Dy (NOj) 0,814 г Мп(НОз)1 и 6,401 г (ЫН,)бМо,Ог и смешивают с пастой, содержащей 30% А1гОз от массы катализатора.

Приготовленный образец катализатора испытывают на активность в реакции диспропорционирования толуола. При оптимальных условиях выход бензола и ксилолов составляет 27,8 и 24,3 мас% при селективности 94,9%.

Пример 4. Катализатор состава, мас.°/о:

Лантан0,50

Молибден3,70

Марганец1,00

Оксид алюминия30,00

Н-морденит64,20

готовят аналогично примеру 1 с тем отличием, что 64,20 г цеолита Н-морденита обрабатывают 1,169 г Ьа(ЫОз)з, 3,256 г

0

5

0

5 0

5

5

0

5

Mn(NO3)i, 6,401 г (NH,)jMo70i и смешивают с пастой, содержащей 30% AUO от массы катализатора.

Приготовленный образец катализатора испытывают на активность в реакции диспропорционирования толуола. При оптимальных условиях выход бензола и ксилолов составляет 27,3 и 24,8 мас.% соответственно при селективности 94,0%.

Пример 5. Катализатор состава, мас.%:

Лантан1,20

Марганец1,00

Молибден2,50

Оксид алюминия50,00

Н-морденит45,30

готовят аналогично примеру 1 с тем отличием, что 45,30 г цеолита Н-морденита обрабатывают совместно с 2,8056 г La.(NO3)j, 3,256 г Мп(НОз)г., 4,325 г (NH,) и смешивают с пастой , содержащей 50% AliOj от массы катализатора.

Приготовленный образец катализатора испытывают на активность в реакции диспропорционирования толуола. При оптимальных условиях выход бензола и ксилолов составляет 27,8 и 23,9 мас.°/о соответственно при селективности 94,3%.

Пример 6. Катализатор состава, мас.%:

Диспрозий1,20

Марганец.1,50

Молибден2,50

Оксид алюминия50,00

Н-морденит44,80

готовят аналогично примеру 1 с тем отличием, что 44,80 г цеолита Н-морденита обрабатывают совместно с 2,575 г Dy (N03)3, 4,884 г Мп{ЫОз)г, 4,325 г (NHJg Mo,0z4 и смешивают с пастой, содержащей 25% AljOj от массы катализатора.

При оптимальных условиях выход бензола и ксилолов составляет 27,9 и 24,6 мас.% соответственно при селективности 94,6%.

Пример 7. Катализатор состава, мас.%:

Диспрозий0,80

Марганец1,00

Молибден1,50

Оксид алюминия25,00

Н-морденит71,70

готовят аналогично примеру 1 с тем отличием, что 71,70 г цеолита Н-морденита обрабатывают совместно с 1,716 г Dy (NOg), , 3,256 г Мп (ЫОзЬ, 4,325 г (NH,) Мо,О и смешивают с пастой, содержащей 25%А1 Оз от массы катализатора.

Приготовленный образец катализатора испытывают на активность в реакции диспропорционирования толуола. При оптимальных условиях выход бензола и ксилолов составляет 27,5 и 23,9 мас.% соответственно при селективности 94,7%.

Пример 8. Катализатор состава, мас.%:

Лантан0,80

Марганец1,50

Молибден3,70

Оксид алюминия40,00

Н-морденит54,00

готовят аналогично примеру 1 с тем отличием, что 54,0 г цеолита Н-морденита обрабатывают совместно с 1,187 г Ьа(ЫОз)з, 4,884 г Мп (ЫОз)х, 6,401 г (NH)t Мо,О„ и смешивают с пастой, содержащей 40% AliOj от массы катализатора.

Приготовленный образец катализатора испытывают на активность в реакции дис- пропорционирования толуола. При оптимальных условиях выход бензола и ксилолов составляет 27,7 и 23,9% соответственно при селективности 96,2°/о.

Пример 9 (для сравнения). Катализатор состава, мае. %:

Диспрозий0,30

Марганец0,15

Молибден3,70

Оксид алюминия25,0

Н-морденит70,85

готовят аналогично примеру 1 с тем отличием, что 70,85 г цеолита Н-морденита обрабатывают совместно с 0,643. г Dy (NOs), 0,488 г Мп (NOj),,, 6,401 г (NH)e Мо,О,4 и смешивают с пастой, содержащей 25% АиОз от массы катализатора.

Приготовленный образец катализатора испытывают в реакции диспропорционирова- ния толуола. Выход бензола и ксилолов составляет 25,2 и 20,7 мас.% соответственно при селективности 94,4%.

Пример 10 (для сравнения). Катализатор состава, мас.%:

Диспрозий1,80

Марганец2,00

Молибден,3,70

Q

5

0

0

5

Оксид алюминия25,00

Н-морденит67,50

готовят аналогично примеру 1 с тем отличием, что 67,5 г цеолита Н-морденита обрабатывают совместно с 3,861 г Dy (NO,)s, 6,512 г Мп (NO,)i, 6,401 г (NH, и смешивают с пастой, содержащей 25% от массы катализатора.

Приготовленный образец катализатора испытывают в реакции диспропорциониро- вания толуола. Выход бензола и ксилолов составляет 26,9 и 23,7 мас.% соответственно при селективности 88,8%.

Результаты испытания катализаторов представлены в таблице.

Как следует из представленных данных, катализатор по изобретению обладает повышенной активностью и селективностью: вьь ход бензола и ксилолов возрастает на 3,2%, селективность - до 96,2%.

Формула изобретения

Катализатор для диспропорционирова- ния толуола, включающий мо.тибден, Н-морденит и оксид алюминия, отличающийся тем, что, с целью повышения активности и селективности катализатора, он дополнительно содержит марганец и редкоземельный элемент - лантан или диспрозий при следующем содержании компонентов, мас.%:

Редкоземельный

элемент0,50-1,20

Молибден1,50-3,70

Марганец0,25-1,50

Оксид алюминия 25,00-50.00

Н-морденитОстальное

Изобретение касается каталитической химии, в частности диспропорционирования толуола для получения бензола и ксиолов,и может быть использовано в нефтехимии. Цель - повышение активности и селективности катализатора. Предложен катализатор для диспропорционирования толуола, содержащий дополнительно редкоземельные элементы лактан или диспрозий при следующем соотношении компонентов, мас. %: редкоземельный элемент *98 0,5-1,2

МОлибдЕН 1,5-3,7

МАРгАНЕц 0,25-1,5

ОКСид АлюМиНия 25,00-50,00 и H-МОРдЕНиТ - ОСТАльНОЕ. ПРЕдлОжЕННый КАТАлизАТОР бОлЕЕ АКТиВЕН и СЕлЕКТиВЕН. ВыХОд бЕНзОлА и КСилОлОВ ВОзРАСТАЕТ HA 3,2 %, A СЕлЕКТиВНОСТь дО96 пРОТиВ 93 % пО изВЕСТНОМу СпОСОбу. 1 ТАбл.

Состав по прототипу содержит 3,OZ WOj; 5,02 MoO,.

Составитель Н. Путова

Редактор Л. ПчолинскаяТехред И. Верес Корректор ;i. Беькмл

Заказ 3607/12Тираж 486Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат «Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101