КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ХЛОРИРОВАНИЯЭТИЛЕНА Советский патент 1971 года по МПК C07C17/156 

Изобретение относится к катализаторам, в частности к катализатору для окислительного хлорирования этилена.

Известен катализатор для окислительного хлорирования этилена, представляющий собой смесь хлоридов меди (II) и щелочных металлов с хлоридами редкоземельных элементов на носителе - двуокись кре.мния. Однако известный катализатор обладает недостаточно высокой механической прочностью.

С целью повыщения механической прочности катализатора предложено использовать в качестве носителя активной фазы двуокись кремния с добавками окислов одного из металлов групп II а, III а, IV а периодической системы.

Катализатор содержит в пересчете на металл от 2 до 15 вес. %, преимущественно от 5 до 10 вес. %, активной фазы, остальное - двуокись кремния с добавками одного из окислов металлов групп II а, III а, IV а до 35 вес. %, преимущественно от 15 до 30 вес. %.

Для всех примеров указаны следующие характеристики:

тип носителя катализатора;

удельная поверхность носителя катализатора,

степень общей конверсии этилена, А .;

степень конверсии этилена в СОа, Хсо-2.,

селективность Sei - отнощение степени конверсии этилена в 1,2-дихлорэтан к степени общей конверсии этилена;

селективность Se-2 - отнощение степени конверсии этилена в 1,1,2-трихлорэтан к степени общей конверсии этилена;

селективность Звз - отношение степени KO)iверсии этилена в симметричный тетрахлорэтан к степени общей конверсии этилена;

отношение суммы полученных количеств 1,1,2-тр,и.хлорэтааа и симметричного тетрахлорэтапа к сумме 1,2-ди.лорэтана, 1,1,2-три.лорэтана и симметричного тетрахлорэтана, выраженных в хмолекула.х ф.

Ир и мер 1. К суснензин микрошариков гидрогеля двуокиси кре.мния в воде, полученных коагуляцией капель золя двуокиси кре.мпия в жидкости, не смешиваемой с водой, с содержанием двуокиси кремния 10 вес. % добавляют требуе.мое количество нитрата магния, сушат при и прокаливают в течение

1 час при содержание MgO 25 вес. %. Этот сухой носитель с удельной поверхностью 150 пропитывают водным раствором хлорной меди и хлористого калия, содержащим 350 г CuCla и 160 г КС1 в 1 л, из расчета 0,6 л

талпзатор содержит меди н калия соответстзеиио 8 н 4% от его веса.

Результаты опытов, провсдеппых в присутствии этого катализатора, следующие;

0,8

потери при истираиии

84

Ag 0,4

Хсо. 85,5

Sei 9

Se-:.

2,6 12.

Sea

Пример 2. Смешивают микрошарики золя двуокиси кремния с суспензиями окиси алюмпиня и окиси магния. Зате.м их нод1 ергают старению нрн 90°С, прокаливают до тех пор, пока величина удельной поверхности пе составит 170 лг-/г. Весовой состав катализатора в п юкален1юм состоянии - 60% SiO, 20 AlsOa и 20% К зтому носителю добавляют аиалогичио нредыдуидему примеру хлорную медь и хлористый калий таким образом, чтобы копечпый катализатор содержал от 10% до 6% но весу аждый из двух металлов.

Полученные 1)езультаты опытов по окснхлорировапню;

нотерн нри нст1фанпп0,8

Ag86

Хсоо0,4

Set86,5 Sea8,8

Зег3

Ф12,1.

Пример 3. Тот же носитель, что и в нрпмере 2, пропитывают раствором хлорпой меди, .хлористого калия и хлоридов природной смеси редкоземельных металлов, встречающейся в монаците, соответственно 8,4 и 4 вес. % металлов но отнощепню к весу конечного катализатора.

Результаты опытов в присутствии этого катализатора:

потери при истнрапии0,8 Xg89

Хсо,0,6

Se,81,7

Seo9,7

Se-i6

Ф16,1.

Пример 4. Микроа1арики гидрогеля двуокиси кремния Б виде суспензии в воде пропитывают раствором нитрата циркоиила, затем обрабатывают как в примере 1 таким образом, чтобы конечный продукт содержал 24 вес. % окгюи циркония и имел удельную поверхность 300 этот носитель пропитывают хлоридами меди н калия таким образом, чтобы содержапие меди п калия в конечном катализаторе составляло 7 н 2,8%.

Результаты опытов в присутствии этого катализатора:

0,6

85,5

10,2

1,45

12.

Пример 5. Шарики гидрогеля двуокиси кремипя, как п в примере 1, прокаливают такп 1 образом, чтобы их удельная новерхность составляла 110 . Пх пропитывают концептрироваииым pacTBOipOM хлористого бериллия такп.м образом, что иосле сушки они содержат приблизительно 2,5 вес. % Be. При второй :1ропнтке к ним добавляют хлориды меди и калия такн.м образом, чтобы конечный катализатор содержал 7% Си и 3% К.

Получены следующие результаты:

1,2 80

нотери при истирании Xg

Хсо20,3

Sei85,2

Se.10,6

Ses1,3

Ф12,2.

Пример 6. Шарики двуокиси кремния, как и в нримере 5, пропитывают раствором хлористого кальция, затем обрабатывают разбавленной серной кислотой таким образом, чтобы носле сушки они содержали 5% CaSO4. При втором пропитывании добавляют хлориды меди и калия таким образом, чтобы конечный катализатор содержал 8% Си и 4% К.

Получены следующие результаты:

потери при истирании1,1

Xg83

Xcoz0,5

Sei86,8

Sea9,2

Без1,5

Ф11.

Пример 7. Микрошарики двуокиси кремния со средним диаметром 80 мк и удельной поверхностью 150 , полученные прокаливанием микрощариков гидрогеля, пропитывают растворо.м, содержащим соединение меди и калия; катализатор содержит по весу 10% меди и 5% калия, металлы находятся в виде хлоридов.

Получены следующие результаты:

потери при истирании1,1

Xg62

Хсо,

85,7 5,3 0,2

Ses

Seo

Sea 6.

Р

П р и м е р 8. Микрощарики,

представляющие собой двуокись кремния и окись алюмиПИЯ с удельной поверхностью 180 , пропитывают раствором, содержащим соединение меди и калия; катализатор содержит по вееу 8% меди и 4% калия в виде хлоридов.

олучены следующие результаты опытов;

потери при истирании

g

81 2 82

Хсог Se,

Sea

10,1 2,4 5ез 13. Ф

Пример 9. Катализатор, который использевался в примере 1, помещают в металлический реактор диаметром 120 мм в таком количестве, чтобы слой, измеренный в .состоянии покоя, имел высоту 2,05 м. Этот слой лсевдоожижают смесью газообразного хлористого водорода, кислорода и этилена при скорости 50 см/сек, давление в реакторе 7 абс. бар. Отношение НС1/С2Н4 составляет 2,26 и отнощение О2/С2Н4 0,80. Рабочая температура 340°С.

Получены следующие результаты: Xg98

Хсог0,8

Sei82

11,5

14.

Предмет изобретения

1.Катализатор для окислительного хлорирования этилена, представляющий собой смесь хлоридов меди (11), щелочных металлов с хлоридами щелочноземельных или редкоземельных элементов, на носителе - на основе окиси кремния, отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности катализатора, в носитель введены добавки окисла одного из металлов групп На, Ilia и IVa периодической системы.

2.Катализатор по п. 1, отличающийся тем, что он имеет следующее соотношение составных компонентов: активная часть в пересчете на металл -от 2 до 15 вес. %, преимущественно от 5 до 10 вес. %, остальное - окись кремния с добавками окислов металлов групп Па, Ilia, IVa до 35 вес. %, преимущественно от 15 до 30 вес. %.