Катализатор для окисления диметилового эфира в формальдегид Советский патент 1975 года по МПК B01J11/32 

1

Изобретение касается приготовления катализаторов для окисления диметилового эфира в формальдегид.

Известен катализатор для окисления диметилового эфира в формальдегид на основе трехокиси вольфрама с добавками окислов В, Sn, Pb, Ti, Zr, Th, Fe, Co, Ni, Se, Cr, Mo, U, V, As, Sb, Bi, нанесенных на носитель. Однако эти катализаторы отличаются сложностью и длительностью приготовления, местными перегревами каталитической массы, снижением активности катализатора из-за необратимого уноса и отравлением его каталитическими ядами, содержащимися в техническом диметиловом эфире.

С целью получения высокоактивного жидкофазного катализатора для окисления диметилового эфира в формальдегид и улучшения его теплопроводности предлагают сплавлять молибдат (35-79 вес. %) или димолибдат натрия (30-60 вес. %) с метаванадатом калия (15-65вес. %) и/или молибдатом лития (10-30 вес. %) при 460С в течение 1-5 час в зависимости от содержания метаванадата калия. .

В состав катализатора могут быть введены окислы ванадия (25-15 вес. %) и молибдена (1-10 вес. %), а также фосфорная кислота (2-20вес. %).

Полученный таким способом катализатор

представляет собой легкоплавкий, подвижный расплав, обладающий стойкостью к контактным ядам, термической стойкостью и хорощей теплопроводностью.

Процесс окисления диметилового эфира проводят при пропускании смеси ДМЭ с воздухом через жидкофазный катализатор при 380-620°С. Пример I. Через расплав, приготовленный сплавлением 51 вес. % Na2Mo2O7 и 49 вес. % КУОз, барботируют смесь диметилового эфира и воздуха.

А. При 380°С, содерн ании диметилового эфира в эфиро-воздушной смеси 4,76 об. % и

фиктивном времени контакта 0,65 сек выход формальдегида составляет 64,8% по прореагировавшему эфиру. Степень превращения эфира 54%. Б. При 480°С, содержании диметилового

эфира в эфиро-воздушной смеси 2,44 об. % и фиктивном времени контакта 0,73 сек выход формальдегида по прореагировавшему эфиру составляет 94,7%. Степень превращения эфира 32%.

В. При 600°С, содержании диметилового эфира в эфиро-воздушной смеси 3,22 об. % и фиктивном времени контакта 0,77 сек выход формальдегида составляет 5% по пропущенному эфиру. Превращение эфира 98%, т. е. происходит окисление эфира до СО и СОа.

Пример 2. Через расплав, приготовленный сплавлением следующих соединений, вес. %:

Na2O15,3

К2014,7

МоОз35,7

VsOs34,3

барботируют эфиро-воздушную смесь.

При 440°С, содержании диметилового эфира в эфиро-воздушной смеси 4,76 об. % и фиктивном времени контакта 0,65 сек выход формальдегида по прореагировавшему эфиру составляет 78%. Степень превращения эфира 40%.

Пример 3. Ведут процесс окисления в расплавленном катализаторе (Na2Mo207- КУОз)НРОз, содержащем, вес. %:

Na2Mo2O749

KVOa48

НРОз3

при фиктивном времени контакта 0,67 сек.

A.При 440°С и содержании диметилового эфира 3,22 об. % выход формальдегида составляет 72,8% по прореагировавшему эфиру. Превращение эфира 50%.

Б. При 460°С и содержании диметилового эфира в эфиро-воздущной смеси 4,7 об. % выход формальдегида составляет 68,9% по превращенному эфиру. Превращение эфира 58,7%.

B.При 480°С и содержании диметилового эфира в эфиро-воздущной смеси 2,44 об. % выход формальдегида по превращенному эфиру составляет 96,8%. Превращение диметилового эфира 54%.

Г. При 600°С, содержании диметилового эфира в эфиро-воздущной смеси 3,22 об. % выход формальдегида составляет 5,2% по пропущенному эфиру. Превращение эфира 100%, т. е. происходит окисление эфира до СО и

С02.

Пример 4. Через расплав, приготовленный сплавлениемследующих соединений, вес. %:

NagO8,7

КгО16,3

МоОз40,3

V20531,7

Р2053

барботируют эфиро-воздушную смесь.

При содержании диметилового эфира в эфиро-воздущной смеси 2,44 об. %, температуре 460°С и фиктивном времени контакта 0,70 сек выход формальдегида составляет 78,9% по прореагировавщему эфиру. Степень конверсии эфира 63%.

Пример 5. Через расплав, содержащий, вес. %:

Na2MoO469

LiaMoO 28,5

V2052,5

барботируют смесь диметилового эфира и воздуха.

А. При 400°С, содержании диметилового эфира в эфиро-воздущной смеси 2,44 об. % и

фиктивном времени контакта 0,75 сек выход формальдегида составляет 61,9% на превращенный эфир. Конверсия эфира 43%.

Б. При 500°С, содержании диметилового эфира в эфиро-воздущной смеси 3,22 об. % и фиктивном времени контакта 0,77 сек выход формальдегида составляет 98,7% на превращенный эфир. Превращение эфира 63,9%.

В. При 620°С, содержании диметилового эфира в эфиро-воздушной смеси 2,44 об. % и фиктивном времени контакта 0,70 сек выход формальдегида составляет 2,1% на пропущенный эфир. Превращение эфира 100%, т. е. происходит окисление диметилового эфира до СО и СО2.

Пример 6. Через расплав, содержащий, вес. %:

,65

Li2O4,75

МоОз72,1

VaOs2,5

барботируют смесь диметилового эфира и воздуха.

При содержании диметилового эфира в эфиро-воздушной смеси 3,22 об. %, температуре 460°С и фиктивном времени контакта 0,78 сек выход формальдегида составляет 78,9% на прореагировавщий эфир. Превращение эфира 30%.

Пример 7. Через расплав, содержащий, вес. %:

Na2MoO445,8

Li2Mo0419

МоОз2,1

КУОз25,9

V2057,2

барботируют смесь диметилового эфира и воздуха.

А. При 380°С, содержании диметилового эфира в эфиро-воздущной смеси 2,44 об.% и фиктивном времени контакта 0,67 сек выход формальдегида составляет 90,6% на прореагировавший эфир. Превращение эфира 32%. Б. При 420°С, содержании диметилового эфира в эфиро-воздущной смеси 2,44 об. % и фиктивном времени контакта 0,75 сек выход формальдегида составляет 98,6% по прореагировавщему эфиру 98,6%. Превращение эфира 43%.

В. При 600°С, содержании диметилового эфира в эфиро-воздущной смеси 4,76 об. % и фиктивном времени контакта 0,70 сек выход формальдегида составляет 7,47о по пропущенному эфиру. Степень превращения эфира 97%.

Пример 8. При пропускании смеси диметилового эфира (4,76 об. %) и воздуха через расплав, содержащий, вес. %:

Li203

Na2O13,7

KsO8,7

МоОз50,3

V20524,3

барботируют смесь диэтилового эфира и воздуха.

При 480°С и фиктивном времени контакта 0,77 сек выход формальдегида составляет 80,8% по прореагировавшему эфиру. Превращение эфира 48%.

Предмет изобретения

1. Катализатор для окисления диметилового эфира в формальдегид, полученный сплавлением соединений, включающих ванадий и молибден, отличающийся тем, что, с целью получения высокоактивного катализатора и улучщения его теплопроводности, в качестве исходных компонентов взяты молибдаты или димолибдаты натрия, метаванадат калия и/или молибдаты лития.

2.Катализатор по п. 1, отличающийся тем, что в состав катализатора введена фосфорная кислота.

3.Катализатор по п. 1, отличающийся тем, что компоненты катализатора взяты в следующих количествах, вес. %:

Димолибдат натрия30-60

Метаванадат калия15-65

Фосфорная кислота2-20

Трехокись молибдена1 -10

Молибдат натрия35-79

Молибдат лития10-30

Пятиокись ванадия2.5-15