Способ приготовления катализатора для получения окиси этилена Советский патент 1991 года по МПК B01J37/02 B01J23/66 

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способам приготовления катализаторов для получения окиси этилена газофазным окислением этилена кислородом.

Целью изобретения является получение катализатора с повышенной активностью за счет обработки инертного носителя амин- ным комплексом соли серебера, смесью солей щелочных металлов, соединением, содержащим хлор-анион, солью щелочноземельного (ЩЗМ) металла, выбранного из группы кальций, кадмий, барий, в присутствии растворимой соли кремниевой кислоты с последующими сушкой, промывкой водой

и дополнительной обработкой носителя раствором соли щелочного металла (ЩМ), выбранного из группы калий, рубидий, цезий с поверхностно-активным веществом, и окончательной сушкой.

В качестве носителя используют а- окись алюминия, алюмосиликаты, карбид кремния в виде шариков или колец размером 5-8 мм с удельной поверхностью до 1 м2/г и пористостью 30-60%.

В качестве соединений, содержащих хлор-анион, можно использовать соляную кислоту или ее щелочные и щелочно-земель- ные соли. В качестве комплексообразующих веществ используют аммиак или любые оро со ел ел

ганические амины. 8 качестве поверхностно-активных веществ используют ПАВ, разлагающиеся без остатка при нагревании, Из солей серебра и щелочно-земельного металла можно использовать любые водно- растворимые соли органических и неорганических кислот (например, нитраты, ацетаты, лактаты). 8 качестве солей кремниевой кислоты используют силикат натрия или калия.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В 200 мл воды растворяют 15 г Cd(N03)2 4Н20. В полученный раствор добавляют 700 мл моноэтаноламина и 1,5 мл концентрированной HCI, затем 100 мл 4%-ного раствора Na2SI03 и 1,8 г CS2S04 .

В полученном растворе, медленно, в течение 30 мин. порциями, растворяют-805 г АдМОз, Добавляют 100 мл 30%-ного раствора Ма2СОз. Получают 1320 мл пропиточного раствора, .содержащего 515 г серебра (39 мас.%), которым пропитывают 4 л носителей из а -окиси алюминия с удельной поверхностью 0,5 м2/г и влагоем- костью40%.

Пропитанный носитель сушат при 40°С в потоке воздуха 3-4 ч, Затем температуру поднимают до 60°С и образец выдерживают при этой температуре 24 ч. Полученный катализатор отмывают при комнатной температуре дистиллированной водой до исчезновения ионов NOs, отсутствие которых определяют по качественной реакции с ди- фениламином. Затем катализатор сушат при 120°С в течение 4 ч и после сушки пропитывают 2500 мл водного раствора, содержащего 0,3% Сз2СОз и 0,1% . полиокса. Через 10 мин избыток раствора. (900 мл) сливают и катализатор сушат при 140°С в течение 2 ч в потоке воздуха.

Примеры 2-8. Катализаторы готовят по примеру 1, условия приготовления катализаторов представлены в табл. 1, состав полученных катализаторов и результаты их испытаний - в табл. 2.

Пример 9 (сравнительный). Катализатор готовят по примеру 1, но дополнительную обработку катализатора не производят, а после сушки при 120°С катализатора сушат при 140°С в течение 2 ч в потоке воздуха,

Примеры 10-12 (сравнительные). Катализаторы готовят по примеру 1, но отдельные компоненты (см,табл.1) не добавляют.

Полученные образцы катализаторов испытывают в процессе окисления этилена. Условия испытаний: реактор из нержавеющей стали с внутренним диаметром 8 мм. Состав исходного газа, об.%: этилен 20, кислород 6, азот - остальное, Давление реакционной смеси 20 атм, Объемный расход газовой смеси 6000 . Температура испытаний 210-230°С. Результаты испытаний представлены в табл. 2,

Использование изобретения позволит увеличить активность катализатора на 40- 60% по сравнению с прототипом.

Формула изобретения Способ приготовления катализатора для получения окиси этилена путем обработки инертного носителя аминным комплексом соли серебра, смесью солей щелочных металлов и соединением, содержащим хлор-анион, с последующей сушкой, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной активностью, обработку носителя ведут в присутствии растворимой соли кремниевой кислоты и соли щелочно-земельного металла, выбранного из группы кальций, барий, кадмий, причем после сушки носитель дополнительно обрабатывают смесью соли щелочного металла и поверхностно-активного вещества.

Реактивы, используемые для приготовления катализаторов

Изобретение касается каталитической химии, в частности приготовления катализатора для производства окиси этилена - важного промышленного полупродукта. Цель - повышение активности катализатора. Его готовят обработкой инертного носителя аминным комплексом соли серебра, смесью солей щелочных металлов и соединения с хлор-анионом в присутствии растворимой соли кремневой кислоты и соли щелочно-эе- мельного металла (Са, Ва, Cd) с последующими сушкой и обработкой смесью соли щелочного металла и поверхностно-активного вещества. В качестве носителя можно использовать , алюмосиликаты, карбид кремния в виде шариков или колец, в качестве соединения с хлор-анионом - HCI, ее соли со щелочными или ще- лочно-земельными металлами, в качестве комплексообразующих веществ -МНз, любые амины, в качестве поверхностно-активного вещества - соединения, разлагающиеся без остатка при нагревании, в качестве солей серебра - нитраты, ацетаты, лактаты. Эти условия увеличивают активность кализатора в указанном процессе на 40-60%. 2 табл. СО с

Примечание: ПАВ - поверхностно-активное вещество; ИЭГ-600 - полиэтиленгликоль с мол.м.-600;

Ас - анион уксусной кислоты,, Помимо указанных реактивов, так же как и в примере 1, везде добавлено по 1,5 мл концентрированной соляной кислоты и 100 мл

30%-ного раствора .

Состав и результаты испытаний образцов катализаторов

Таблиц а 2