Способ получения магниймолибденового катализатора для дегидрирования н-бутана Советский патент 1989 года по МПК B01J37/02 B01J21/10 B01J23/28 

Изобретение относится к способу получения магниймолибденового оксидного катализатора, для процесса дегидрирования н-бутана в бутадиен.

Целью изобретения является разработка способа получения катализатора, позволяющего повысить конверсию н-бутана и выход бутадиена в процессе дегидрирования.

Согласно предлагаемому способу получения магниймолибденового катализатора оксид магния 5-кратно пропитывают смесью водных растворов магния азотно-кислого и п-молибдата аммония, упаривают водные растворы после каждой пропитки сушат твердый остаток 3 ч при IZU C, прокаливают его 1 ч при 600°С, а затем обрабатывают 5-30 ч дистиллированной водой или водным 0,5-25%-ным раствором аммиакт при 18-60 С, воду или водный раствор аммиака сливают, катализатор сушат 1,5-2 ч при -- 80-150° С и прокаливают 1 ч при 600 - 700 С.

Пример 1. Растворяют 9,27 г магния азотнокислого гидрата в 50 мп дистиллированной воды, растворяют 6,39 г п-молибдата аммония в 100 мл дистиллированной воды. Смесью этих растворов заливают 100 г оксида магния, имеющего фракционный состав 0,1-0,6 мм и удельную поверхность 1,5 м . Полученную суспензию упаривают при 70°С в течение 5 ч при перемешивании до воздушного сухого состояния. Эту перацию повторяют еще 4 раза.

После пятого упаривания до воздушно-сухого состояния образец сушат при в течение 3 ч, а затем прокаливают на воздухе при 600 С в течение 3ч.

30 см полученного катализатора запивают 50 мл дистиллированной во- ды и выдерживают 5 ч при 18 С. Затем воду сливают и образец сушат при 100 С в течение 3 ч, а затем про прокаливают на воздухе при 600 С в течение 1ч.

По данным элементного анализа полученный катализатор содержит, мас.%: MgO 80,47; МоО, 19,53.

Фракцию катализатора 0,1-0,6 мм загружают в количестве 30 см в кварцевьд реактор проточного типа; н-бутан в смеси с инертным разбавителем (аргоном) в отношении 1:10 подают в нижнюю часть реактора. Объемная скорость подачи н-бутана 126ч . Испытания проводят циклами; дегидрирование - регенерация. Продолжительность каждого цикла 30 с. Катализатор регенерируют воздухом. Температура дегидрирования и регенера- ции 590°С.

Пример 2. Катализатор получают и испытывают аналогично примеру 1, но после первой прокалки вы- держкиют 30 ч в дистиллированной воде.

Пример 3. Катализатор получают и испытывают аналогично примеру 1, но после первой прокалки выдерживают 2 ч в дистиллированной во- Де.

Пример 4. Катализатор получают и испытывают аналогично примеру 1, но после первой прокалки выдерживают 34 ч в дистиллированной воде.

Пример 5. Катализатор получают и испытывают аналогично примеру 1, но после первой прокалки вместо дистиллированной воды используют 25%-ный водный раствор аммиака.

Пример 6. Катализатор получают и испытывают аналогично примеру 1, но вместо дистиллированной воды используют 25%-ный водный раствор аммиака и выдерживают образец 30 ч.

Пример 7. Катализатор получают и испытывают аналогично примеру 1, но после первой прокалки вместо воды используют 25%-ный водный раствор аммиака и выдерживают обра- зец 2 ч.

Пример 8. Катализатор получают и испытывают аналогично примеру 1, но после первой прокалки вме

5 0 5

0

5

0

0

сто воды используют 25%-ный водный раствор аммиака и выдерживают образец 34 ч.

Пример 9. Катализатор получают и испытывают аналогично примеру 1, но после первой прокалки вместо воды используют 0,5%-ный водный раствор аммиака.

Результаты испытания катализаторов по примерам 1-9 представлены в таблице.

Пример 10 (для сравнения). Катализатор получают аналогично примеру 1, только 30 см прокаленного катализатора заливают 50 см 11,2%- ного водного раствора аммиака и выдерживают 13 ч. Затем водный раствор аммиака сливают и образец сушат 3 ч при 150 С и прокаливают на воздухе 1 ч при 650°С.

Катализатор испытывают как в примере 1. Результаты испытаний: конверсия н-бутана 68,7%, вьссод бутадиена 40,3%, избирательность по бутадиену 58,7%.

Пример 11 (для сравнения). Катализатор получают как описано в примере 1, только 30 см прокаленного катализатора заливают 50 см 11,2%-ного водного раствора аммиака и выдерживают 18 ч. Затем водный раствор аммиака сливают и образец сушат 3 ч при и прокаливают 1 ч на воздухе при .

Катализатор испо1тывают как в примере 1с, Результаты испытаний: конверсия н-бутана 66,0%, выход бутадиена 43,4%, избирательность по бутадиену 65,8%.

Из приведенных примеров видно, что способ по изобретению позволяет получить катализатор, обладаю1дий по- вьш1енной активностью в процессе дегидрирования н-бутана.

Выдержка образцов в дистиллированной воде или водном растворе аммиака менее 5 ч не приводит к заметному. росту активности, а увеличение этого времени свыше 30 ч не вызывает ее дальнейшего повьш1ения.

Температура дистиллированой воды или водного раствора аммиака в указанных пределах не оказывает существенного влияния на рост активности катализатора.

515

Наилучшие результаты получают при обработке катализатора 25%-ным раствором аммиака при и времени обработки 30 ч. В этом случае конверсия н-бутана составляет 76,2%, выход бутадиена 46,2% при избирательности по нему 6и,бХ.

По сравнению с катализатором,синтезированным известным способом, на катализаторе, полученном по изобретению при обработке дистиллированной водой конверсия н-бутана выше на 17-20%, а выход бутадиена вьппе на 11-14%; при обработке водным раст- вором аммиака эти показатели вьпие на 30-37% на 18-22% соответственно.

196

Формула изобретения Способ получения магниймолибденового катализатора для дегидрирования н-бутана, включаюсщй пропитку оксида магния водными растворами нитрата магния и п-молибдата аммония, сушку и прокалку катализатора, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения активности катализатора,-его после прокалки дополнительно обрабатьшают дистиллированной водой или водным раствором аммиака при концентрации раствора 0,5 - 25 мас.% в течение 5-30 ч,сушат 3 ч при 100-150 С и прокаливают при ,600-700°С в течение 1 ч.

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к получению магниймолибденового катализатора для дегидрирования н-бутана. Цель - повышение активности катализатора. Получение его ведут пропиткой оксида магния водными растворами нитрата магния и парамолибдата аммония с последующей сушкой и прокалкой катализатора. После прокалки катализатор дополнительно обрабатывают дистиллированной водой или водным раствором аммиака при концентрации раствора 0,5-25 мас.% в течение 5-30 ч, сушат 3ч при 100-150°С и прокаливают при 600-700°С в течение 1 ч. Конверсия н-бутана 76,2%, выход бутадиена 46,2% при избирательности по нему 60,6%. 1 табл.

Дистиллированная