Способ загрузки катализатора синтеза морфолина Советский патент 1992 года по МПК B01J23/86 C07D295/02 

Изобретение относится к области гетерогенного катализа, в частности к способам загрузки катализаторов гетерогенного гид- роаминирования диолов и может быть использовано для синтеза морфолина,

Известен способ загрузки катализатора в виде формованных гранул, включающих окись никеля, окись меди, двуокись титана и окись хрома. Данный способ загрузки катализатора для получения морфолина гид- роаминированием диэтиленгликоля показал следующие недостатки: активация катализатора, загруженного данным способом, проводилась в течение 16--24 ч и после подачи реагентов на контакт с катализатором, требуется 8-16 ч,дополнительного времени, до достижения уровня селективности процесса 60-62%.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ загрузки катализатора синтеза морфолина в

виде гранул, состоящих из никеля и кизельгура (никель на кизельгуре). Недостатком данного способа загрузки катализатора является то, что катализатор, загруженный в форме таких гранул, требует длительного времени активации, а процесс синтеза протекает с низкой селективностью.

Целью изобретения является увеличение селективности катализатора и сокращение времени его активации.

Поставленная цель достигается тем, что в способе загрузки катализатора синтеза морфолина в виде гранул никель на кизельгуре, совместно с гранулами никель на кизельгуре загружают гранулы из окиси хрома, двуокиси титана, едкого натра и поливинилового спирта, при следующем их соотношении, мае. ч:

окись хрома1,,000

двуокись титана1 000-3,000

едкий натр00 Я 0.023

поливиниловый спирт г(,; 0028,

VJ

X

00 О

О

причем загрузку ведут при соотношении количеств указанных гранул и гранул никель ка кизельгуре 1:() мае. ч. соответственно.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1, (По заявляемому способу). 1 мае. ч. порошкообразного кизельгура перемешивают с водой до получения мелкозернистой влажной пасты. Пасту подвергают формованию для получения гранул размером, около, 4x4 мм. Далее гранулы сушат при температуре 100-150° С и прокаливают в муфельной печм. Прокаленные гранулы пропитывают раствором нитрата никеля до содержания никеля 1 мае. ч, на 1 мае. ч. кизельгура. Пропитанные гранулы повторно сушат и прокаливают. Полученные таким образом гранулы никель на кизельгуре используют при загрузке, в качестве одного из компонентов катализатора синтеза морфолина.

1 мае. ч. порошкообразной окиси хрома тщательно перемешивают с 1 мае. ч. порошкообразной двуокиси титана. К смеси добавляют водный раствор, содержащий 0,018 мае, ч. едкого натра и 0,018 мае. ч., поливинилового спирта в 0,342 мае. ч. воды, и полученную суспензию перемешивают до тестообразной массы,которую продавливают через фильеру. Получают массу в виде Макарова диаметром 3 мм. Массу сушат при 100-140°С в течение шести часов и режут на гранулы размером 3 х (4-7) мм. Затем полученные гранулы смешивают с гранулами никель на кизельгуре в соотношении 1:2 мае.ч, соответственно. Данные по составу катализатора приведены в табл. 1.

100 г полученного катализатора синтеза морфолина загружают в реактор, представляющий собой вертикально установленную стеклянную трубу, диаметром 50 мм и высотой 350 мм. Катализатором заполняют нижнюю половину реактора. Верхнюю часть заполняют кварцевой крошкой, выполняющей роль испарителя. Слой кварцевой крошки нагревают до температуры 180- 220°С, Катализатор активируют в токе водорода в течение 8 ч при температуре 250-300° С, а в процессе синтеза поддерживают температуру 180-220°С. В верхнюю часть реактора подают жидкий диэтиленг- ликоль с расходом 0,2 мл/мин., аммиак с расходом 0,4 л/мин, и водород с расходом 0,2 л/мин. Диэтиленгликоль испаряется на кварцевой крошке. Парогазовая смесь поступает на катализатор, где происходит гид- роаминировзние диэтилен гликоля, Катализат, включающий продукты процесса и непрореагированный диэтиленгликоль,

собирают в приемнике на выходе из реактора в ею нижней части. Данные по процессу синтеза морфолина приведены в табл. 2. Примеры 2, 3 выполняют аналогично

примеру 1.

Данные по составу катализаторов и по процессу синтеза морфолина приведены в таблицах и 2 соответственно.

Пример 4. Аналогично примеру 1. К

смеси окислов добавляют водный раствор, содержащий 0,300 мае. ч. воды, ниже нижнего предела. Данные по составу катализатора и процессу синтеза морфолина приведены в табл, 1 и 2 соответственно,

5 П р м м е р 5. Аналогично примеру 1. К смеси окислов добавляют водный раствор, содержащий 0,550 мае. ч. воды, выше верхнего предела. Данные по составу катализатора м процессу синтеза морфолина

0 приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

П р и м е р 6. Аналогично примеру 1. К смеси окислов добавляют водный раствор, содержащий 0,015 мае, ч. поливинилового спирта, ниже нижнего предела. Данные по

5 составу катализатора и процессу синтеза морфолина приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

Пример. Аналогично примеру 1. К окислов добавляют водный раствор,

0 содержащий 0,030 мае. ч. поливинилового спирта, выше верхнего предела, Данные по составу катализатора и процессу синтеза морфолина приведены в таблицах 1 и 2 соответственно

5 П р м м е р 8. Аналогично примеру 1. К смеси окислов добавляют водным раствор, содержащий 0,015 мае. ч. едкого натра, ниже нижнего предела. Данные по составу катализатора и процессу синтеза морфолина

0 приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

П р и м е р 9. Аналогично примеру 1. К смеси окислов добавляют водный раствор, содержащий 0,030 мае, ч. едкого натра, выше верхнего предела. Данные по составу

5 катализатора и процессу синтеза морфолина приведены а табл. 1 и 2 соответственно.

П р и м е р 10. Аналогично примеру 1. 2 мае, ч. окиси хрома перемешивают с 0,5 мае.

0 ч. двуокиси титана, содержание двуокиси титана ниже нижнего предела. Данные по составу катализатора и процессу синтеза морфолина приведены в табл. I и 2 соответственно.

5 П р и мер 11. Аналогично примеру 1. 2 мае. ч. окиси хрома перемешивают с 6 мае. ч, двуокиси титана, выше верхнего предела. Данные по составу катализатора и процессу синтеза морфолинз приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

tl p и м е р 12. Аналогично примеру 1. 0,5 мае. ч, окиси хрома, ниже нижнего предела, перемешивают с 3 мае. ч, двуокиси титана. Данные по составу катализатора и процессу синтеза морфолина приведены в табл. 1 и 2 соответственно,

П р и м е р 13. Аналогично примеру 1. 4 мае. ч. окиси хрома, выше верхнего предела, перемешивают с 3 мае. ч. двуокиси титана. Данные по составу катализатора и процессу синтеза морфолина приведены в табл. 1 и 2 соответственно,

П р и м е р 14 Аналогично примеру 1. Соотношение количеств гранул из смеси окислов и никеля на кизельгуре 1:1,5, ни- же нижнего предела. Данные по составу катализатора и процессу синтеза морфолина приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

Пример15. Аналогично примеру 1. Соотношение количеств гранул из смеси окислов и никеля на кизельгуре 1:4, выше верхнего предела. Данные по составу катализатора и процессу синтеза морфолина приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

Пример16. Аналогично призеру 1. Соотношение количеств никеля и кизельгура в гранулах никель на кизельгуре 1:0,0, ниже нижнего предела. Данные по составу катализатора и процессу синтеза морфолина приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

П р и м е р 17. Аналогично примеру 1. Соотношение количеств никеля и кизельгура в гранулах никель на кизельгуре 1:12, выше верхнего предела. Данные по составу катализатора и процессу синтеза морфоли- на приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

П р и м е р 18. (По прототипу). Аналогично примеру 1. Смесь окислов хрома и титана

не готовят. Реактор загружают гранулами никель на кизельгуре. Дс жые по составу катализатора и процессу синтеза морфолина приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

Данные приведенные в табл. 2дпоказы- вэют, что совместная загрузка в реактор катализатора синтеза морфолина в виде гранул никель на кизельгуре и гранул из смеси окиси хрома, двуокиси титана, едкого натра и поливинилового спита, обеспечивает селективность катализатора 77-89% и время его активации 8 часов, что превосходит соответствукщие показатели для прототипа на 10-22% и з 3 рззз.

Таким образом, загрузкз Б реактор катализатора синтеза морфолина з виде гранул никель на кизельгуре совместно с гранулами из окиси хрома, двуокиси титана, едкого натра и поливинилового спирта позволяет увеличить селективность катализатора и сократить время его активации.

Формула изобретения

Способ загрузки катализатора синтеза морфолина в виде гранул, содерхащих никель на кизельгуре, о т г- и ч а i: ш и д с я тем, что, с целью повышения селективности катализатора и сокращения времени его активации, одновременно загружают гранулы, полученные из окиси хрома, двуокиси титана, едкого натра и поливинилового спирта, взятых з массовом соотношении, мае. ч,:

окись хрома - 1 -3;

двуокись гигана - 1-3;

едкий натр - 0,018-0.028;

поливиниловый спмрг - 0 018-0,028, при массовом соотношении гранул, содержащих никель на кизельгуре, к указанным гранулам, равном (2-3): 1.

Сущность изобретения: в реактор загружают гранулы, содержащие никель на кизельгуре. Отдельно смешивают окись хрома, двуокись титана, едкий натр и поливиниловый спирт в массовом соотношении

Таблица 1

Данные по процессу синтеза морфолина

Продолжение табл. 1

Таблица 2