Катализатор для окислительного хлорирования метана Советский патент 1989 года по МПК B01J23/86 C07C17/15 

Изобретение относится к химической технологии, преимущественно к катализаторам для получения хлорметанов методом окислительного хлорирования мета на, и может быть использовано на предприятиях хлорорганического синтеза.,

Целью изобретения является повышение активности и селективности катализатора путем уменьшения выхода продуктов глубокого окисления за счет дополнительного содержания в его составе хромита кобальта и носителя-oi- оксида алюминия при определенном соотношении компонентов

Пример 1. Для приготовления 100 г нанесенного шпинельного катализатора в 17,6 мл дистиллированной воды растворяют 11,4 г хромового ангидрида (СгО), к нему при тщательном

перемешивании добавляют 4,7 г основной углекислой меди (СиСОз Сг1(ОН)г), после прекращения выделения пузырьков СОг добавляют 0,39 г аэотно-кис- лого кобальта (Со (NO) ). Полученным раствором пропитывают 88 г сухого оС-оксида алюминия. Пропитанный носитель сушат при 110-120 С и прокаливают в течение 10 ч при 425 - в гелии. Полученный катализатор содержит, мас.%: 0,3; 9,3; 2,4;

остальное.

Приготовленный катализатор в количестве 5 см помещают в реактор, представляющий собой стеклянную трубку диаметром 20 мм и длиной 150 мм. Через слой катализатора пропускают газовую смесь, содержащую 84 об.% метана, 10,8 об.% хлористого водорода

О

го о -J ел

3150

и 5,2 оВ,% кислорода со скоростью 83 мл/миНо Содержание хлористого водорода и хлора в реакционной смеси определяют путем поглощения кроб в ловущке с раствором йодистого калия и последугощим титрованием. Содержание метана, хлорметанов, кислорода и оксидов углерода в газовой смеси определяют хроматограф1ГческИсПроиз- водительность контакта в реакции оксихлорирования рассчитывают по превращению хлористого водорода в хлорметаны. Производительность по продуктам глубокого окисления метана определяют по количеству окисляемого метана до СО и СО

П р и м е р 2„ Катализатор готовят так же, как в примере 1, с той разницей, что в 17,6 мл дистиллиро- ванной воды растворяют 11,4 г хромового ангидрида, 4,8 г основной углекислой меди и 0,13 г нитрата кобальта,, Полученный катализатор содержит, мас.%: 0,1; 9,5; 2,4; ., осталь- ноео Испытания катализатора проводят так же, как в примере 1,

П р и м е р Зо Катализатор готовя так же, как в примере 1, с той раз- ницей, что в 17,6 мл дистиллированной воды растворяют 11,4 г хромового ангидрида, 4,6 г основной углекислой меди и 0,65 г нитрата кобальта,, Полученный катализатор содержит, масЛ: CoCr. 0,5; 9,1; Сг Oj 2,4, o(-AlpOj остальное Испытания катализатора проводят при тех же условиях, что и в примере 1.

Пример 4 Катализатор готовят так же, как в примере 1, с той разницей, что в 17,6 мл дистиллированной воды растворяют П,4 г хромового ангидрида, 4,5 г основной углекислой меди и 0,91 г нитрата кобальта. Содержание компонентов полученного катализатора, маСо%5 0,7; CuCr,04) 8,9; СГв.0 3 -,4; oC-AlaOj остальное. Испытания про- водят при тех же условиях, что и в примере 1 о

Пример 5 о Катализатор готовят так же, как в примере 1, с той разницей, что н 17,6 мл дистиллиро- ванной япды растворяют 11,7 г хромового анг1ифида, 4,7 остговной углекислой мели и 0,49 г ачотно-кислого кобальта. Состав ип.пученипго катализатора, мас.%: СоСге.0/, 0,3; 9,3; СгдО,, .,6; oC-Al O, остальное

П р и м е р 6„ Катализатор готовят так же, как в примере 1, с той разницей, что в 17,6 мл дистиллированной воды растворяют 11,2 г хромового ангидрида, 4,7 г основной углекислой меди и 0,39 г азотно-кислого кобальта Состав полученного катализатора, мас.%: 0,3; 9,3; Сгг.0а 2,2; сХ-А1 0 остальное.

В табЛо приведены результаты производительности по хлорметанам и продуктам глубокого окисления метана шпинельных катализаторов на основе хромитов меди и кобальта (объемная скорость 1000 , состав реакционной смеси, об.%: СН 84; НС1 10,8; О, 5,2).

Из приведенных в таблс данных видно, что наивысшая конверсия хлористого водорода в хлорметаны наблюдается на образце, состоящем из 0,3 мас.% , 9,3 мас.% и 2,4 мас.% на о(. -оксиде алюминия Конверсия метана в хлорметаны практически не зависит от состава катализатора

В табл„2 приведены результаты конверсии хлористого водорода в хлорметаны и конверсии метана в диоксид углерода при объемной скорости 1000 в реакционной смеси, содержащей 84 об.% СН, 10,8 об.% НС1 и 5,2 065% Oil на известном и предлагаемом катализаторах. Известный мед- но-хромовый катализатор состоит из 9,6 масо% ,, 2,4 масД Cr, остальное (активная масса контакта содержит 80% и 20% ) Состав предлагаемого катализатора, маСс%: 0,3; 9,3; Сг, Oj 2,4; с Л,0, остальное

Из приведенных данных видно,что во всем исследованном температурном интервале конверсия хлористого водорода в хлорметаны на предлагаемом катализаторе выше. При оптимальных температурах осуществления процесса (390-400 с) на известном катализаторе она составляет 75,2-81,1%, в то время как на предлагаемом она достигает 90,3-95,3% При этом конверсия метана в СО, на предлагаемом катализаторе ниже, чем на известном„ При 400®С побочные реакции окисления метана и хлорметанов п диоксид углерода на предлагаемом катализаторе протекают в 2 раза медленнее { величины конверсии СН соответственно равны 1,82 и 0,91%)

Производительность предлагаемого катализатора выше производительности известного на 14-20%,

Формула изобретения

Катализатор для окислительного хлорирования метана, включающий хромит меди и оксид хрома, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения активности у селективности катализатора за счет уменьшения выхода продуктов глубокого окисления,он дополнительно содержит хромит кобальта и носитель - оС -оксид алюминия при следующем содержании компонентов, мас,%:

Хромит меди 9,1 - 9,5 Хромит кобальта 0,1 - 0,5 Оксид хрома 2,2 - 2,6 в(-оксид алюминияОстальное

Изобретение относится к каталитической химии , в частности, к катализатору для окислительного хлорирования метана. С целью повышения активности и селективности катализатора за счет уменьшения выхода продуктов глубокого окисления, катализатор имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:хромит меди 9,1-9,5

хромит кобальта 0,1-0,5

оксид хрома 2,2-2,6

α - оксид алюминия /носитель/ - остальное. Производительность катализатора по сравнению с известным выше на 14-20%. 2 табл.

9.52.4

Остальное

Остальное

Остальное

Остальное

Остальное

2,6

Остальное

Таблица I

58.572.780.3

85,3

88,6

66,9

90,3

82,8

31,0

64,4

74,4

80,3

61,9

76,9

84,4

91,1

92,0

63,5

79,4

86,192,0

92,8

0,19 0,31 0,55 0.88 1.24 0,20 0.31 0.54 0.91 1,30 0,20 0,32 0,55 0,96 1,30 0,21 0,35 0.,59 0,95 1.39 0,22 0,33 0,56 0.89 1,27 0,24 0,37 0,60 0,94 1,35

7,0

8,7

9,6

10,2

8,0

9,7

10,8

11,4

11,5

7,3

9,9

10,6

10,8

6,1

8,9

9,6

9,8

9,2

10,1

10,9

11,0

7,6

9,5.

10,3

11,0

0,18 0,30 0,53 0.85 1,20 0,19 0,30 0,52 0,88 1.25 0,19 0,31 0,53 0.93 1,25 0,20 0,34 0,57 0,92 1.34 0,21 0,32 0,54 0,86 1.23 0,23 0,36 0,58 0,91 1,30

ред- агае- ый

зветный

370 380

390 400 410 370 380 390 400 410

66,9 81,1

90,3 95,3 96,1 51,0 66,0 7,5,2 81,1 82,8

0,20 0,31

0,54 0,91 1,30 0,24 0,45 0,90 1,82 3,33

Таблица

0,19

0,52 0,88 1,25 0,23 0,43 0,87 1,76 3,21