Способ регенерации отработанного сплавного катализатора для гидрогенизации фурфурола Советский патент 1992 года по МПК B01J25/04 

Изобретение относится к регенерации отработанного сплавного катализатора гидрогенизации фурфурола.

Известны способы регенерации сплавных скелетных катализаторов, особенно стационарных, путем отмывки различными реагентами: растворами триполифосфатов, оксикислот, водой и щелочью, водными или спиртовыми растворами аммиака, гидроокисей и карбонатов щелочных металлов.

К недостаткам этих способов следует отнести невозможность осуществить полную регенерацию катализаторов.

Ближайшим к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ регенерации отработанного сплавного катализатора путем его обработки в токе водорода при 200-400°С с последующим выщелачиванием. Недостатком- известного способа следует считать относительно невысокую степень регенерации. Так, выход фурилового спирта на регенерированном известным способом катализаторе составляет примерно 70%.

Цель изобретения - повышение степени регенерации.

Эта цель достигается предлагаемым спосббом, включающим обработку отработанного сплавного катализатора для гидрогенизации фурфурола на основе выщелоченного меднохромжелезоалюми- ниевого сплава в токе водорода при 120- 200°С , выщелачивание до удаления 2-6 мас.% алюминия, дополнительное восстановление водородом при 150 200°С в теие- ние 2-6 ч, окисление кислородом i , и смесью кислорода с водяным паром в объемном соотношении (1:3) - (3:1) при 300- 400°С с последующим восстановлением в токе водорода.

Отличитепьныгии признаками изобретения являются проведение обработки водородом и выщелачивания при определенных условиях, дополнительное восстановление водородом при 150-200°С в течение 2-6 ч.

XJ

окисление кислородом или смесью кислорода с водяным паром при определенных условиях с последующим восстановлением в токе водорода,

Следующие примеры иллюстрируют изобретение.

П р и м е р 1. Берут 195 г отработанного сплавного катализатора Си-50%- А -5%ФХ- 2% ФС (размером зерен 3-5 мм), содержащего 80 г алюминия, что составляет примерно 41 % от массы отработанного катализатора, и загружают в реактор, восстанавливают в токе водорода (Wn, 0,5 ч ) при температурах 120, 150, 180, 200°С в течение 4 и 6 ч. Далее восстановленные партии отработанного сплавного катализатора испытывают на активность при 120°С и 4 МПа в реакции непрерывного гидрирования фурфурола в фурфуриловый спирт (ФС).

Пример 2. В плоскодонной колбе (емкостью 750 см3) в 450 см3 20%-ного водного раствора едкого натра выщелачивают 195 г отработанного сплавного Cu-50% AI- 5%ФХ-2% ФС катализатора на водяной бане до удаления 2,4,6% остаточного алюминия, Степень удаления алюминия контролируют по объему выделившегося водорода (с помощью газового счетчика ГСБ- 400) по реакции AI + МаОН + ЗН20 Na AlfOH) + 1,5 N2

Выщелоченные образцы отработанного катализатора отмывают от щелочи до нейтральной реакции по фенолфталеину и загружают в реактор. Активность образцов исследуют в реакции гидрирования фурфурола без предварительного восстановления в токе водорода.

П р и м е рЗ. 195 г отработанного сплавного катализатора подвергают выщелачиванию на 4% алюминия на методике примерз 2. Выщелоченный катализатор отмывают от щелочи до нейтральной реакции по фенолфталеину; загружают в реактор и восстанавливают при 120, 150, 180, 200°С в течение 2 ч. Затем испытывают на активность при 120°С и 4 МПа в реакции гидрирования фурфурола;

П р и м е р 4. Выщелоченные, как в примере 3, партии отработанного сплавного катализатора Си-50%А -5%ФХ-2%ФС после отмывки их от щелочи загружают в реактор и восстанавливают при 180°С в течение 2,4,6 ч. используя затем их для непрерывного гидрирования фурфурола.

П р и м е р 5. Отработанный сплавной Си-50%А 5%ФХ-2%ФС катализатора (без выщелачивания) фракции 3-4 мм в количестве 195 г загружают в реактор и окисляют в токе кислорода (со скоростью Woa

0,5 ч 1) при 300. 400, 450°С в течение 2 ч. Затем кислород вытесняют из реактора путем продувки водяным паром в-течение 10- 15 мин, Снижают температуру в реакторе до

120°С и восстанавливают при этой температуре катализатор в токе Н2 в течение 2 ч. Далее проводят испытание на активность.

П р и м е р 6. В реактор загружают 195 г отработанного сплавного катализатора и

0 окисляют кислородом при 400°С в течение 2,4,6 ч. Затем кислород заменяют на водяной пар и обрабатывают им 10-15 мин. Снижают температуру до 120°С и при этой температуре восстанавливают окисленный

5 катализатор в токе Нг в течение 2 ч. Далее исследуют активность в реакции гидрирования фурфурола.

Пример 7. В реактор загружают по 195 г отработанного сплавного катализато0 ра. окисляют смесью кислород-водяной qap в соотношениях 1:3,.2:2, 3:1 при 400°С в течение 2 ч. Далее смесь кислород-водяной пар заменяют на На. Снижают температуру до 120°С и восстанавливают в токе Н2 в

5 течение 2 ч. Затем испытывают активность катализатора в реакции непрерывного гидрирования фурфурола,

Пример8. 195 г отработанного сплавного катализатора в 450 см 20%-ного вод0 ного раствора едкого натра выщелачивают на 4% алюминия на кипящей водяной бане. Катализатор промывают дистиллированной водой от щелочи до нейтральной реакции по фенолфталеину. Затем выщелоченный ката5 лизатор загружают в реактор, окисляют смесью кислород-водяной пар (3:1) при 400°С в течение 2 ч. Снижают температуру в реакторе до 120°С и заменяют смесь кислород- водяной пар на Н2. Восстаназлива0 ют водородом в течение 2 ч. Затерт испытывают активность окисленно-восста- новленного катализатора в реакции непрерывного гидрирования фурфурола.

Каталитическую активность регенери5 рованных партий катализаторов испытывают в реакции непрерывного гидрирования фурфурола в ФС. Об активности стационарного катализатора судят по величине контактной нагрузки, выраженной в литрах

0 гидрируемого вещества на 1 л катализатора за 1 ч (л/лкат Ч, или ч ) после выхода процесса на стационарный режим. Продолжительность эксперимента на стационарном режиме составляет 15 ч.

5 Результаты непрерывного гидрирования фурфурола (без растворителя) на стаци- онарных регенерированных образцах катализатора представлены в таблице.

Результаты непрерывного гидрирования фурфурола (без растворителя) на рэгенерированных образцах сплавного Си- 50%А1-5%ФХ-2%ФС катализатора.

Условия: ton 120°C; Рн2 4 МПа WH2 0.5

Из таблицы следует, что восстановив- ние отработанного катализатора водородом в интервале 120 200°С увеличивает выход ФС от 45,4 до 63,0%, а выщелачивание на глубину 2,4,6% AI раствором щелочи - до 97,0%. Обработка отработанно-выщелочен- ного катализатора в токе Н2 при различных температурах приводит к полному восстановлению его активности. Окисление отработанного катализатора кислородом или смесью кислород-водяной пар, а также об- работка выщелоченного катализатора смесью кислород-водяной пар с последующим восстановлением Н2 обеспечивают полное восстановление исходной активности сплавного катализатора.

Формула изобретения

Способ регенерации отработанного сплавного катализатора дня гидрогенизации фурфурола на основе выщелоченного меднохромжелезоалюминиевого сплава, включающий обработку катализатора в токе водорода при повышенной температуре, последующее выщелачивание отличающийся тем, что, с целью повышения степени регенерации, обработку катализатора в токе водорода ведут при 120-200°С, выщелачивание проводят до удаления 2-6 мас.% алюминия, затем катализатор дополнительно восстанавливают водородом при 150-200°С в течение 2-6 ч, окисляют кислородом и смесью кислорода с водяным паром в объемном соотношении 1:3 - 3:1 при 300-450°С с последующим восстановлением в токе водорода.

Сущность изобретения: отработанный катализатор на основе выщелоченного мед- нохромжелезоалюминиевого сплава обрабатывают в токе водорода при 120-200°С, выщелачивают до удаления 2-6 мас.% алюминия, восстанавливают водородом при 150-200°С в течение 2-6 ч, окисляют кислородом или смесью кислорода с водяным паром в объемном соотношении (1:3)-(3:1) при 300-450°С с последующим восстановлением в токе водорода. 1 табл.

1.Отработанный Си-50%А1-5%ФХ-2% ЬС катализатор, восстановленный в токе Н при 120 С в течение 4 ч

800,200 49,850,2

80 0,200 47,552,5

80 0.200 45,055,0

800,200 39,40,6

80 0,200 37,063,0

70,5 86,0 97,0

780,252,098,0

78 0,35 1,298,3

/8 0,40 1,099,0

78,0 0,42 1,598,5

78,0 0,44 1,238,8

80 0,38 2,098,0

80 0,47 1,099,0

80 0,48 0,599,5

80 0,44 1,099,0

80 0,47 0,899,2

80 0,49 1,298,8

17W4478

Продолжение таблицы

Ц780,521,099,0

- t в и я W ь

Vtfar- объем катализатора; W скорость подачи фурфурола; ФФ - ФУР фурол; - затем кислород вытесняли из реактора путем продувки водяным паром в течение 10-15 мин.

Продолжение таблицы

k 5