Способ приготовления катализатора для окисления акролеина в акриловую кислоту Советский патент 1990 года по МПК B01J23/883 B01J37/04 

Изобретение относится к способам приготовления катализаторов для окисления ненасыщенных альдегидов в ненасыщенные кислоты, в частности к способу приготовления окисного катализатора для окисления акролеина в акриловую кислоту.

Целью изобретения является получение катализатора с повышенной селективностью.

Цель достигается путем использования в качестве соединения никеля оксикарбона- та никеля в виде суспензии, добавления при необходимости двуокиси кремния или а- окиси алюминия и определенного соотношения компонентов, обеспечивающего получение композиции следующей эмпирической формулы SbioNi4,3lo-8028.6-44,6. где I - кремний или алюминий,

Пример1.В 300 мл чистой воды диспергируют 228 г основного карбоната никеля (МЮОз 2Ni(OH;2 4Н20). К этой смеси добавляют 50 г двуокиси кремния и 150 г триоксида сурьмы и тщательно перемешивают. Суспензию нагревают, концентрируют и сушат. Полученный таким образом твердый продукт кальцинируют в муфельной печи при 800°С в течение 3 ч. Кальцици- нированный продукт Sbio - Ni4.3 - Sis - 0-i4,6 измельчают таким образом, что частицы проходят сквозь сито 60 меш.

540 мл чистой воды нагревают приблизительно до 80°С и последовательно добавляют и растворяют 8,1 г паравольфрамата сурьмы, 63,9 г парамолибдата аммония, 8,4 г метаванадата аммония и 2,8 г хлористой меди. Затем добавляют порошок

ел ю,

00 00

ел

XI

W

Sbio - Ni4,3 - Sis - 0 44,6 К этому раствору и тщательно перемешивают.

Полученную взвесь нагревают до температуры 80-100°С, концентрируют и сушат. Высушенный продукт измельчают таким образом, что частицы проходят через сито 24 меш., и добавляют 1,5 мас.% графита, перемешивают. Затем полученную смесь загружают в таблетирующую установку небольшого размера и получают таблетки размером 5 х 4 мм (по высоте). Полученные таблетки кальцинируют в муфельной печи при 400°С в течение 5 ч до получения катализатора.

Полученный таким образом катализа- тор имеет состав, представленный следующими атомными соотношениями: Sb:Ni:Si:Mo:V:W:Cu:0 100:43:80:35:7:3:3:58

с размером пор 9000 А.

50мл катализатора загружают в реакци- онную трубку из нержавеющей стали, снабженную рубашкой для нитратной нагревающей среды, и проводят реакцию каталитического окисления акролеина. Сырьевой газ содержит 4% акролеина, 46% пара и 50% воздуха, его пропускают через трубчатый реактор с объемной скоростью 870 ч при 0°С. При температуре нитрата 250°С конверсия акролеина 99,3% выход акриловой кислоты 97,б%,селективность ак- риловой кислоты 98,3%.

П р и м е р. В 400 мл чистой воды диспергируют 228 г основного карбоната никеля. К этой смеси добавляют 150 гтриок- сида сурьмы и 11,1 га-окиси алюминия при перемешивании. Полученную суспензию нагревают, концентрируют и сушат. Затем полученный твердый продукт кальцинируют в муфельной печи при 800°С в течение 2 ч.

Кальцинированный продукт Sbio -N14.3 - Al2 - Оз1.б измельчают так, что частицы проходят через сито 60 меш.

Чистую воду (540 мл) нагревают до 80°С, последовательно добавляют и перемешивают 63,9 г парамолибдата аммония, 8,4 г метаванадата аммония, 4.6 г гидроокиси ниобия и 21,2 г сульфата меди. Затем полученный порошок Sbio - N14.3 - Al2 - Оз1,б медленно добавляют к полученному раствору и тщательно перемешивают. Катализатор получают аналогично примеру 1.

Полученный таким образом катализатор имеет состав, представленный следующими атомными соотношениями: Sb:Ni:Al:Mo:V:Nb:Cu:0 100:43:20:35:7:3:9:445 с размером пор 8000 А.

Такую же реакцию, как в примере 1 проводят с использованием этого катализатора. При этом конверсия акролеина

99,7%, выход акриловой кислоты 97%, селективность акриловой кислоты составляет 97,3% при температуре реакции 250°С.

Примерз. В 300 мл чистой воды диспергируют 228 г основного карбоната никеля. К этой смеси при перемешивании добавляют 150 г триоксида сурьмы. Затем полученную взвесь нагревают, концентрируют и сушат. Полученное твердое вещество кальцинируют в муфельной печи при 800°С в течение 3 ч.

Кальцинированный . продукт Sbio - N14.3 - 028.6 измельчают до такой степени, что частицы проходят сквозь сито 60 меш.

По способу примера 2 получают катализатор следующего состава: Sb:NI:Mo:V:Nb:Cu:0 100:43:35:7:3:9:415 с размером пор 9000 А.

Реакцию проводят таким же образом, как и в примере 1, используя этот катализатор. При этом конверсия акролеина 99,4%, выход акриловой кислоты 97,4% и селективность акриловой кислоты 98,0% при температуре реакции 250°С.

П р и м е р 4. (сравнительный). Катализатор такого состава,что и в примере 1, получают аналогично примеру 1, за исключением того, что используют 136 г нитрата никеля, растворенного в 90 мл теплой воды, вместо карбоната никеля в качестве исходного сырья при получении Sbio - Ni4.3 - Sis - 044,6 в примере 1, а реакционную способность оценивают в тех же условиях, что и ранее. Катализатор получают с размером пор 2500 А.

Конверсия акролеина 98,4%, выход акриловой кислоты 94,7%. селективность для акриловой кислоты 96,2% при температуре реакции 250°С.

П р и м е р 5 (сравнительный). Катализатор такого состава, что и в примере 3. получают аналогично примеру 3, за исключением того, что 136 г нитрата никеля, растворенного в 90 мл теплой воды, используют вместо карбоната никеля в качестве исходного сырья Ni при получении Sbio - N14.3 - 028.6 в примере 3, а реакционную способность оценивают в тех же условиях, что и ранее, катализатор получают с размером пор 500 Д.

Конверсия акролеина 98.1%. выход акриловой кислоты 94,8% при температуре реакции 250°С.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить катализатор с селективностью по акриловой кислоте 97.3-98.3% при 250°С, что превышает селективность катализатора, полученного известным спосо- бом,94,8-96,2% при 250°С.

5 1598857б

Формула изобретениятирования с добавлением графита и прокаСпособ приготовления катализатораливания при400°С,от л ичающи йс ятем,

для окисления акролеина в акриловую кис-что, с целью получения катализатора с повылоту на основе окисных соединений сурьмы,шенной селективностью, в качестве соединикеля, молибдена, ванадия, меди, вольф-5 нения никеля используют оксикарбонат

рама или ниобия, включающий получениеникеля в виде суспензии, при необходимокомпозиции, содержащей никель и сурьму,сти добавляют двуокись кремния или

путем смешения раствора соединения нике-а-окись алюминия и компоненты

ля с трехокисью сурьмы, сушки и кальцини-в соотношении, обеспечивающем полро.вания при 800°С, добавления к10 учение композиции следующей эмпири

полученной композиции раствора, содер-четкой формулы SbioNl4,3lo-8028,e-44,e,

жащего соединения молибдена, ванадия,где I - кремний или алюминий, меди, вольфрама или ниобия, сушки, табле

Изобретение касается каталитической химии, в частности способа приготовления катализатора для окисления акролеина в акриловую кислоту. Цель - получение более селективно действующего катализатора. Процесс ведут смешением суспензии оксикарбоната никеля с трехокисью сурьмы, при необходимости в смесь добавляют двуокись кремния или α-окись алюминия, сушат ее и кальцинируют при 800°С, причем компоненты берут в соотношении, обеспечивающем получение композиции эмпирической формулы SB₁₀NI_4,3J_0-8O_28,6-44,6, где J - кремний или алюминий. Затем к полученной композиции добавляют раствор, содержащий соединения молибдена, ванадия, меди, вольфрама или ниобия, сушат ее, таблетируют остаток с добавлением графита и прокаливают при 400°С. Способ позволяет получать катализатор с селективностью по акриловой кислоте 97,3-98,3% против 94,8-96,2% для известного катализатора.