АН СССР Советский патент 1973 года по МПК G01N27/00 B01J27/53 

Р1звестен способ определения каталитической активности гидратных сульфатных катализаторов, который заключается в том, что готовят образцы катализаторов с различным содержанием воды, которое определяют весовым методом. На этих образцах с различным количеством воды проводят реакцию дегидратации алифатических спиртов с образованием смеси олефинов, воды и непрореагировавшего спирта. Вода, получающаяся в результате реакции, иоглощается поташом, содержание олефиЕОв в смеси определяют методом бромометр,ического титрования или хроматографически. После этого строят график зависимости каталитической активности образцов от содержания в них воды. Однако способ характеризуется большой длительностью проведения эксперимента и невозможностью получения точной характеристики структуры образцов катализаторов.

Предлагается, с целью сокращения времени проведения анализа и повышения точности определения каталитической активности, снимать спектр ЯМР для щироких линий образцов катализаторов при температуре жидкого азота и по нему вычислять величину второго момента, минимальное значение которого соответствует максимальной каталитической активности.

При М е р. Готовят 5-7 образцов катализаторов MgS04 и ЛЬ(804)3 с различным содержанием воды 22 - 1 % для MgS04 и 25,7-10% для А12(504)з. Содержание воды в катализаторе определяют весовым методом. Каждый делят на 2 части. На первой из частей катализатора с определенным количеством кристаллизационной воды проводят реакцию дегидратации алифатических спиртов с образованием смеси олефинов, воды и непрореагировавшего спирта.

Реакцию осуществляют на каталитической установке вертикального типа с объемной скоростью 0,3 мин для сульфатноалюмИииевого катализатора и 0,14 мuн для сульфатномагниевого. Вес катализатора составляет 0,1 г. Линейная скорость подачи спиртов 0,184 мл/мин. Реакцию проводят при 280- 400° С. Воду, получающуюся в результате реакции, поглощают потащом, содержание олефинов в смеси определяют методом бромометрического титрования или хроматографически. Зависимость каталитической активности от содержания в образцах воды имеет вид кривой с максимумом при 8,1% 20 для MgS04 и 16,1% для )з.

На второй из частей всех образцов снимают спектр ЯМР на спектрометре для широких . Навеска образца 0,5 г. Запись спектра производят при 90° К по методике, описанной

в инструкции к устакозке ЯМР. Bxoipbie моменты 4Я2 рассчитывают из экспериментальных спектров по формуле Ван-Флека: ()

32«/ЧЯ)

Для. обоих катализаторов зависимость второго момента от содержания воды имеет вид кривой с минимумам, причем катализатор, имеющий минимальное значение второго момента, обладает наибольшей каталитической активностью, определенной путем проведения реакции над катализатором и аналитического определения выхода продуктов реакции, т. е. химическим методом. За1В,исимость каталитической активности катализаторов от величины второго хмомента представлена в таблице.

MgS04

Ab{S04

11,6 23,2 38,7 23,4

Как видно из таблицы, у исходных образцов А12(5О4)з ISHsO и MgSO4 УНгО наблюдается 1ШгИрокая полоса поглощения со значением второго момента Я 22,5 гс и 4Я 12,7 гс, что свидетельствует о большом межмолекулярлом взаимодействии, близком к значению второго момента для льда. По мере дегидрации у образцов 9, 10 и И уменьшается значение второго момента при неизменной фор.ме линий поглощения. При дальнейшей дегидрации образцов появляется узкая полоса поглощения, которую следует отнести к образованию изолированных протонов типа ОН . 4Я2 центральной компоненты и Я представлены в таблице.

7Т-. 357

Из формулы Я

следует, что наибольшее межмолекулярное взаимодействие между протонами достигается в образце 11 с содержанием воды 16,. Этот катализатор и .проявляет, как видно из таблицы, максимальную каталитическую активность.

Предмет изобретен и я

Способ определения каталитической активности гидратных сульфатных катализаторов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, снимают спектр ЯМР для широких линий при температуре жидкого азота образцов катализаторов и по нему вычисляют величину второго момента, минимальное значение которого соответствует максимальной каталитической активности.