СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ГИДРИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Советский патент 1971 года по МПК B01J37/02 B01J29/08 

Изобретение относится к способам получения катализатора для гидрирования органических соединений.

Известные в литературе способы приготовления катализаторов на носителях для гидрирования органических соединений включают две основные стадии: получение окиси (гидроокиси) металла на носителе (соосаждением или пропиткой), восстановление окиси до активного металла в токе водорода.

Известен, например, способ приготовления катализатора для селективного гидрирования ацетиленовых соединений путем нанесения хлористого палладия из его раствора на предварительно термически обработанный носитель - окись алюминия с последующей сушкой и активацией катализатора.

Селективность полученных известными методами катализаторов в значительной степени зависит от их пористой структурt i и от характера распределения металла в порах носителя. В том случае если минимальный линейный размер молекул побочных продуктов реакции (выход которых определяет селективность катализатора) значительно больше линейного размера молекул исходного и целевого продуктов, селективность катализатора может быть улучшена за счет выбора носителя с достаточно малым размером пор.

Основное требование к выбираемому носите;:ю заключается в то, чтобы максимальный линейный размер (так называемый «критический пор носителя был больше максимяльных линейных размеров («критического диаметра) молекул исходных и целевых продуктов, но меньше минимального линейного размера молекул побочных продуктов реакции. Однако улучшение селективности

за счет эффекта соответствия критических размеров молекул продуктов реакции критически: 1 размерам пор носителя практически трудно достижимо из-за того, что при приготовлении катализаторов всеми известными

способами, часть активного металла распределяется на наружной поверхности носителя, обеспечивая протекание нежелательных побочных реакций.

С целью получения катализатора с высокой степенью селективности предлагается катализатор готовить И)тем нанесения активной фазы на носитель, термообработки и обработки полученного катализатора веш,еством, образующим растворимое соединение с

активной фазой катализатора и имеюшим минимальный размер молекул, больший максимального размера пор катализатора, с последующим удалением растворимого соединения известным сиособом и повторной термообраЭффект повышения селективности зависит от характера пористой структуры носителя. Максимальный эффект достигается при однородном распределении пор по размера.м, например, как у цеолитов, входные размеры нор которых заданы их кристаллическим строением. У цеолитов NaA размер пор , СаА

5А, СаХ 8А, NaX 10А.

В случае сорбентов - носителей кристаллического тина (например, у-окисъ алюминия), поры которых представляют собой промежутки между отдельными пенористыми частицами и их агломератами, а также некристаллических (различные гели, силикагели, алюмосиликаты и нрочие пористые стекла и т. д.) достигаемый эффект зависит от распределения пор по размерам.

Предложенный способ позволяет получить катализатор, обладающий в несколько раз более высокой селективностью (по сравнению с этим показателем известных катализаторов) и активностью, не меньшей чем активность известных катализаторов.

Пример 1. Катализатор гидрирования готовят путем пропитки цеолита типа NaX (с

размером пор 10А) водпым раствором азотнокислого кобальта с последующим прокаливанием и восстановлением. Содержание кобальта в невосстановленном катализаторе 15,25 вес. %. В качестве модельной реакции для испытания катализатора выбрана реакция гидрирования динитрила изофталевой

КИСЛОТЫ (размер молекулы 6А). Целевым продуктом реакции гидрирования является

ж-ксилилендиамин (размер молекулы 6,59А), побочным продуктом поликонденсации - поликсилиленнолиамин (минимальный размер

молекул 13А). Условия гидрирования: количество (в вес. ч.): динитрила 80, растворителя-тетрагидрофурана 320, аммиака 65, катализатора 0,9 (в пересчете на металлический кобальт). Температура реакции 120°С, давление 200 ат. В этих условиях время полного гидрирования 103 мин, выход 28,4%.

Пример 2. Катализатор гидрирования готовят путем пропитки цеолита типа NaX (с

размером пор 10А) водным раствором азотнокислого кобальта. После прокаливания для удаления кобальта с наружной общедоступНОЙ поверхности катализатор обрабатывают одномолярпым водным раствором трнлона Б (дипатриевая соль этилендиамиптетрауксусной кислоты, размер молекулы около 12-

13А). Окись кобальта образует водорастворимый комплекс с трилоном Б. Время обработки 5-6 час. Обработанный катализатор отмывают зодой от трилона Б, сушат, восстанавливают в токе водорода и испытывают в условиях, аналогичных приведенным в примере 1. (Содержание кобальта в катализаторе после обработки 14,2%. Время полного гидрирования динитрила 134 мин, выход поликсилиленполиаминов снижается до 2,7%.

Пример 3. Катализатор гидрирования готовят нутем пропитки окиси алюминия водным раствором азотнокислого кобальта с последующим прокаливанием и восстановлением в токе водорода. Содерл апие кобальта в невосстановленном катализаторе 17,8%. Катализатор испытывают, как указано в примере 1. Время полного гидрирования 62 мин, выход поликсилиленполиаминов 15,5%.

Пример 4. Катализатор гидрирования готовят путем пропитки окиси алюминия водным раствором азотнокислого кобальта. После прокаливания катализатор обрабатывают для удаления окиси кобальта с общедоступной поверхности в условиях, нриведенных в примере 2. Содержание кобальта в невосстановленном катализаторе после обработки 16%. Катализатор испытывают в условиях, нриведенных в примере 1. Время полного гидрирования 88 мин, выход поликсилиленполиаминов 10,5%.

Предмет изобретения

Способ приготовления катализатора для гидрирования органических соединений путем нанесения активной фазы на носитель с последующей термообработкой, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с высокой степенью селективности, полученный после термообработки катализатор обрабатывают вещеетвом, образующим растворимое соединение с активной фазой катализатора и име ощил1 минимальный размер молекул, больщий максимального размера пор катализатора, с последующим удалением растворимого соединения известным способом и повторной термообработкой катализатора.