Способ приготовления шарикового цеолитсодержащего катализатора для алкилирования бензола этиленом Советский патент 1990 года по МПК B01J37/04 B01J29/08 

лит P-3DCaNH v с молярным соотношением SiOjiAl O - 4, содержащий, мас.%: br.20.j 17,8; СаО 1,8; Na20 0,4, берут в виде влажной лепешки с содержанием сухого вещества цеолита 46 мас.%. Навеску влажной лепешки цеолита в количестве 51,7 г, содержащую 23,8 г сухого вещества цеолита, замешивают в псевдозоль гидроксида алюминия и тщательно гомогенизируют смесь в быстроходной мешалке (2000 об./мин) в течение 15 мин. Полученный цеолит- содержаний псевдозоль подвергают , испытанию на стабильность с помощью прибора СНС-2, предназначенного для измерения статического предельного напряжения сдвш а (СПНС) дисперсных систем. Величина СПНС характеризует прочность образующейся структуры, а изменение СПНС во времени позволяет оценить стабильность псевдозоля, i Установлено, что прочность структуры при которой псевдозоль утрачивает способность к беспрепятственному прока пыванию через капилляры диаметром 1,5 мм, составляет 9 Па. Эта величина выбрана как предельная для оценки возможной продолжительности непрерывной формовки (непр) Углеводородно- аммиачную формовку полученного цеолит- содержащего псевдозоля проводят,используя фильеру с диаметром каналов капилляров 1,5 мм. Сформованные сферические гранулы высушивают при 120° С и прокаливают при 550 С в токе воздуха. В табл.1 приведены данные по возможной продолжительности непрерывного формования цеолитсодержащего псевдозоля и физико-механическим характерис

тикам готового катализатора 1.

Для приготовления катализатора 2 с 50 мас.% ультрасила берут 150 г влажной лепешки промышленного алюми- натного гидроксида алюминия периодического холодного осаждения с содержанием сухого вещества () 15,9 мас.%, т.е. 23,8 г. Пептизацию проводят 42%-ной хлорной кислотой также, как при приготовлении катализатора 1. СВК-цеолит ультр сил в исходной NH -форме с молярным соотношением В10г:А1 03 38 и содержанием N70 0,03 мас.% берут в виде влажной лепешки с содержанием сухого вещества 55,4 мас.%. Навеску влажного цеолита в количестве 43 г,содержащую 23,8 г сухого вещества цеолита, замешивают в псевдозоль гидроксида

5

0

5

алюминия и гомогенизируют в быстроходной мешалке (2000 об./мин) в течение 15 мин. Испытание цеолитсодержащего псевдозоля на стабильность, углеводородно-аммиачную формовку, сушку, прокаливание и исследование готового катализатора 2 проводят также, как для катализатора 1. Результаты приведены в табл.1.

Пример . (для сравнения) . Приготовление катализатора 3 (аналога катализатора 1) с 50 мас.% фожа- зита в исходной форме P33CaNH Y проводят также, как и катализатора 1 из примера 1, но для пептизации используют 56%-ную азотную кислоту при оптимальной дозировке, обеспечивающей максимальную стабильность цеолитсодержащего псевдозоля. На 150 г влажной лепешки гидроксида алюминия берут 1,6 мл азотной кислоты (0,085 r-экв НК03/моль А1203).

Приготовление катализатора 4 (аналога катализатора 2) с 50 мас.% ультрасила в исходной NH -форме проводят также, как и катализатора 2 из примера 1, но для пептизации используют 56%-ную азотную кислоту (0,085 г/экв НМОэ/моль ).

Пример 3. Соответствующие цеолитсодержашие псевдозоли с 50 мас.% цеолита РЗЭСаМИ У готовят по примерам 1 и 2, но варьируют дозировку пепти- затора: HN03 - от 0,075 до 0,095 г-экв/моль , НС104 - от 0,049 до 0,0&9 г-экв/моль А1203. Результаты, характеризующие стабильность цеолит- содержащих псевдозолей, приведены в табл.3, откуда следует, что область оптимальной дозировки пептизатора, (обеспечивающей максимальную стабиль-, ность псевдозолей, является достаточно узкой. Оптимальная дозировка ДЖ), в данных условиях: 0,085 г-экв/ 5 /моль А1403, НС304 0,059 г-зкв/моль Al.jOj, т.е. хлорна 1 кислота требует меньшей дозировки.

Активность, селективность и стабильность полученных катализаторов оценивают в реакции алкилирования бензола этиленом на проточной установке с загрузкой 8 см3 шарикового катализатора в следующих условиях. Для фожазитсодержащих катализаторов (ФСК): Т 250°С, Р 1,5 МПа, Wof 2 ч 1, CfrH6 : СгН4 3:1 (моль), Ј 5 ч; для ультрасилсодержащих катализаторов (УСК) : Т 4СО°С, Р

5

0

0

5

. 1,5 МПа, WoS- 8 ч- , С.Н, 3:1 (моль), С 5 ч.

Результаты испытаний представлены в табл.4.

Таким образом, использование Б качестве пептизатора хлорной кислоты приводит к существенному повышению стабильности цеолитсодержащих псевдозолей, в результате чего продолжительность непрерывной формовки может быть увеличена в 2,5-10 раз, что равнозначно повышению производительности процесса на 25-90-отн.%. Интенсификация процесса сопровождается одновременным снижением трудоемкости операций формовки. Кроме того, в 1,2- 1,75 раза возрастает механическая прочность гранул катализатора и повышаются каталитические свойства катализатора в алкилировании бензола этиленом: активность до 10 отн.%,

6194

селективность до 4 отн.%, стабильность до 30 отн.%.

Формула изобретения , Способ приготовления шарикового цеолитсодержащего катализатора для алкилирования бензола этиленом, включающий пептизацию влажного гидрокси- да алюминия кислотой с получением Ю псевдозоля, введение в псевдозоль цеолита, гомогенизацию цеолитсодержащего псевдозоля, углеводородно- аммиачную формовку, сушку и прокаливание сферических гранул, о т я и чающийся тем, что, с целью повышения стабильности цеолитсодержащего псевдозоля и получения катализатора с повышенной механической прочностью, активностью, селективностью и стабильностью, в качестве пептизатора используют хлорную кислоту.

Изобретение касается каталитической химии, в частности приготовления шарикового цеолитсодержащего катализатора для алкилирования бензола этиленом, может быть использовано в нефтехимии. Цель - повышение стабильности, прочности, активности и селективности катализатора. Для этого проводят пептизацию влажного AL(OH) 3 с помощью хлорной кислоты с последующим введением в него цеолита. В этом случае образуется стабильный псевдозоль. Далее ведут гомогенизацию последнего, углеводородно-аммиачную формовку, сушку и прокаливание сферических гранул. Эти условия позволяют получать катализатор, который в процессе алкилирования бензола этиленом в сравнении с известным более стабилен за счет повышения стабильности псевдозоля, что позволяет в 2,5-10 раз увеличить продолжительность формовки катализатора. Кроме того, активность и селективность катализатора возрастают до 10 отн.% и до 40%, стабильность - до 30 отн.% при повышении механической прочности гранул в 1,2-1,75 раза. 4 табл.

Показатели

непР. 21°

Диаметр гранул, мм 2,44

Насыпная плотность

г/см30,602

Механическая прочность

на раздавливание

Показатели

непр

мин20

Диаметр гранул, мм2,40

Насыпная плотность,

г/см30,610

Механическая прочность

на раздавливание

кг/шар8,9

кг/см2196,9

Таблица 1

Катализатор 1 е P33CaNH4Y

Катализатор 2 с ультрасилом

250 2,35

0,625

Таблица 2

Катализатор 3 с РЗЭСаМН У

Катализатор 4 с ультрасилом

100 2,52

0,670

5,3 106,4

Т а б л

Результаты испытаний катализаторов в ал- килировании бензола этиленом

и ц а