Способ регенерации висмут-молибденового катализатора для окислительного аммонолиза пропилена Советский патент 1992 года по МПК B01J23/92 

Изобретение относится к способам регенерации отработанных катализаторов аммокисления. в частности многокомпонентного висмут-молибденового катализатора окисления пропилена в акрилонитрил.

Известен способ регенерации катализатора окислительного аммонолиза пропилена, по которому обедненный молибденом катализатор регенерируют при температуре реакции в присутствии водяного пара, воздуха или их смеси контактированием с псевдоожиженными частицами инертного носителя - 5Ю2, предварительно пропитанного триоксидом молибдена - МоОз.

Известен также способ регенерации отработанного катализатора пропиткой измельченных частиц водным раствором гептамолибдата аммония с последующим

введением SI02, фосфорной кислоты и солей железа, предложенный в патенте.

Однако эти методы не приводят к удовлетворительной регенерации.

Ближайшим решением поставленной задачи по технической сущности является способ регенерации катализатора, согласно которому отработанный катализатор обрабатывают водными растворами соединений молибдена и висмута, подкисленными азотной кислотой. В качестве источника молибдена могут использоваться триоксид молибдена, гептамолибдат аммония, молиб- денокремневая кислота. Источником висмута служит нитрат висмута. Обработку отработанного катализатора растворами солей осуществляют либо последовательно (сначала молибденсодержащим раствором, затем нитратом висмута), либо смесью мо- либденсодержащего раствора с нитратом

XI

О

го ел

висмута, подкисленного азотной кислотой. По желанию в отработанный катализатор может быть введен фосфор в виде фосфорной кислоты. Пропитанный регенерирующими растворами катализатор сушат и кальцинируют. Кальцинирование проводят при температуре 300-700°С,

На отработанном катализаторе конверсия пропилена составляла90%, выходакри- лонитрила (НаКа)- 62%, после регенерации указанные параметры равны 92 и 69% соответственно.

Недостатком способа является то, что он пригоден в основном для регенерации мало дезактивированных катализаторов. При обработке сильно дезактивированных катализаторов (выход НАК - 55-60%, общая конверсия пропилена менее 90%) по этому методу не достигается удовлетворительной регенерации. Селективность сильно дезактивированных катализаторов после регенерации остается низкой: прирост селективности составляет около 5% (прирост активности 2%), что обеспечивает выход НАКа, равный всего лишь 65-66%.

Целью настоящего изобретения является более полное восстановление селективности и активности катализатора.

Указанная цель согласно изобретению достигается описываемым способом регенерации катализатора, включающим пропитку отработанного катализатора регенерирующим раствором, приготовленным смешением предварительно профильтрованного через слой катионита КУ-2 раствора гептамолибдата аммония с раствором нитрата висмута, подкисленного азотной кислотой, с последующей сушкой и прокаливанием.

На дезактивированных катализаторах, на которых выход НАКа составляет 55% при конверсии пропилена 89%, после регенерации по описываемому способу выход НАКа увеличивается до 71% и конверсия пропилена до 92-93%, т.е. селективность возрастает на 16% и активность на 4%.

Таким образом, применение настоящего способа регенерации позволяет эффективно повторно использовать сильно дезактивированные и сбрасываемые в отвал катализаторы и имеет большой экономический и экологический эффект

П р и м е р 1. Для приготовления регенерирующего раствора берут 34 г гептамолибдата аммония, растворяют в 280 мл. воды и пропускают через 72 г влажного катионита КУ-2. Отдельно готовят раствор нитрата висмута растворением 4 г нитрата в 20 мл концентрированной азотной кислоты. Раствор гептамолибдата аммония,

профильтрованный через катионит, медленно при непрерывном перемешивании приливают к раствору нитрата висмута. Полученный раствор смешивают с 720 г дезактивированного катализатора со средним размером частиц около 40 мкм, состава ВиРезСо4,5М2,5Мою,2Ро,5Ко,070х на котором выход НАКа составляет 55% при конверсии пропилена 89%, затем порошок сушат

при температуре 150-170°С в течение 2 ч и прокаливают при 650°С в течение 3,5 ч. Состав катализатора после регенерации

ВИ,1РезССМ.5М12.5М012Ро,5Ко,070х.

Испытания образцов катализатора проводят в стандартных условиях при температуре 435°С, СзН6: Нз: воздух 1:1,2:10,5, давление 1,85 атм. На регенерируемом катализаторе выход НАКа составляет 71 % при

конверсии пропилена 93%.

Пример 2. 34 г гептамолибдата аммония растворяют в 170 мл воды и пропускают через 72 г влажного катионита КУ-2. Далее асе, как в примере 1. Прокаливание катализатора проводят при температуре 550°С. На регенерируемом катализаторе выход НАКа составляет 71,5% при конверсии пропилена 92,5%.

П р и м е р 3 (сравнительный) 720 г

отработанного катализатора с катализатора с характеристиками, указанными в примере 1, регенерируют смесью раствора гептамолибдата аммония, не профильтрованного через катионит, с раствором нитрата висмута, подкисленного азотной кислотой. Далее по примеру 1. На регенерируемом катализаторе выход НАКа составляет 65% при конверсии пропилена 91%.

П р и м е р 4 (сравнительный). 720 г

отработанного катализатора смешивают с раствором (34 г ПМА) гептамолибдата аммония. Увлажненный порошок сушат при 150- 170°С, затем смешивают с растворов нитрата висмута (4 г нитрата висмута). Снова сушат и прокаливают при 550°С в течение 3,5 ч, На регенерирующем катализаторе выход НАКа составляет 65% при конверс пропилена 91 %

50

Формула изобретения

Способ регенерации висмут-молибде нового катализатора для окислительногс аммонолиза пропилена, включающий про питку отработанного катализатора регене рирующим раствором, полученныг смешением раствора гептамолибдата аммо ния и нитрата висмута, сушку и прокалива ние, отличающийся тем, что, с целые более полного восстановления активности м

селективности катализатора, раствор гепта- предварительно профильтровывают через молибдата аммония перед смешением слой катионита КУ-2.

Сущность изобретение: навеску гепта- молибдата аммония растворяют в воде. Раствор пропускают через слой катионита КУ-2. Навеску нитрата висмута растворяют в концентрированной азотной кислоте. Раствор гептамолибдата аммония медленно при перемешивании приливают к раствору нитрата висмута. Полученный раствор смешивают с дезактивированным катализатором. Сушат при 150-170°С. Прокаливают. Характеристика катализатора после регенерации: выход нитрила акриловой кислоты 71,0- 71,5%, конверсия пропилена 92,5-93,0%.