КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ДЕГИДРИРОВАНИЯ ОЛЕФИНОВЫХ И АЛКИЛАРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ Советский патент 1996 года по МПК B01J23/86 

Изобретение относится к катализаторам для дегидрирования олефиновых и алкилароматических углеводородов.

Известен катализатор для дегидрирования олефиновых и алкилароматических углеводородов на основе окиси железа, окиси хрома, карбоната калия с добавкой силиката калия.

Недостатком такого катализатора является невысокая активность в процессе дегидрирования алкилароматических углеводородов и небольшая избирательность в процессе дегидрирования олефиновых углеводородов.

Целью изобретения является разработка катализатора повышенной активности и селективности.

Для этого в состав катализатора введена двуокись циркония. Катализатор содержим, мас. Fe₂O₃ 55-75; Cr₂O₃ 2-8; K₂CO₃ 10-40; K₂SiO₃0,5-3,5; ZrO₂ 1-7. Для приготовления катализатора используют окислы железа со средним размером частиц 1500-5000 (по Рентгену), не содержащие значительных примесей хлора и натрия (натрий допустим не более 1% а хлор должен отсутствовать). Такие же требования предъявляются к чистоте карбоната и силиката калия. Из соединений циркония можно использовать двуокись или другие соединения, разлагающиеся до двуокиси в процессе приготовления и эксплуатации катализатора.

П р и м е р 1. 852 г моногидрата сульфата закисного железа смешивают с 93 г тонкоизмельченного кокса. Смесь прокаливают при 600-650^оС в течение 4 ч. Полученные окислы железа смешивают с 47 г зеленой окиси хрома и 17,5 г двуокиси циркония. Смесь окислов железа, хрома и циркония пропитывают 100 мл водного раствора, содержащего 109 г карбоната калия, 14,7 силиката калия и перемешивают до образования однородной пластичной массы. Катализаторную массу формуют в цилиндры диаметром 4 мм, высушивают при 120^оС и прокаливают 2 ч при 650^оС. Приготовленный катализатор имеет следующий химический состав, мас. Fe₂O₃ 68; K₂CO₃ 18,5; Cr₂O₃ 8; ZrO₂ 3; K₂SiO₃ 2,5.

Другие образцы катализатора готовят аналогично, но окислы железа смешивают с другими компонентами в соотношении, соответствующем химическим составам образцов, приведенным в табл. 1.

п р и м е р 2. 3,5 л раствора, содержащего 855 г FeSO₄, cмешивают с раствором карбоната натрия концентрации 220 г/л при 60^оС в таком соотношении, чтобы рН смеси находился в пределах 8,8-9,0. Полученную смесь выдерживают при 55-60^оС в течение 2 ч, осадок отфильтровывают и отмывают до отсутствия ионов SО-24

в промывной воде, после чего осадок смешивают с 6 л дистиллированной воды и снова фильтруют и отмывают от водорастворимых солей. Осадок высушивают при 140^оС в течение 6 ч, прокаливают при 600^оС в течение 2 ч. Полученные окислы железа содержат 0,8 мас. примесей натрия (Na₂O). Окислы размалывают, смешивают с 53 г окиси хрома и с 20 г двуокиси циркония. Смесь пропитывают 120 мл раствора, содержащего 122 г поташа и 17 г силиката калия и перемешивают до образования пластичной однородной массы. Катализаторную массу формуют в цилиндры диаметром 4 мм, высушивают при 120^оС и прокаливают 2 ч при 650^оС. Катализатор имеет следующий химический состав, мас. Fe₂O₃ 68; K₂CO₃ 18,5; Cr₂O₃ 8; ZrO₂ 3; K₂SiO₃ 2,5.

Другие образцы катализатора готовят аналогично, но окислы железа смешивают с другими компонентами в таком соотношении, чтобы химический состав соответствовал составам, приведенным в табл. 1.

П р и м е р 3. Активность катализаторов в реакциях дегидрирования этилбензона и бутилена определяют на лабораторной установке проточного типа.

Дегидрирование этилбензола проводят над 30 см³ гранул катализатора размером 3 х 2 мм. Катализатор нагревают в токе азота до 250^оС, после чего подают водяной пар и повышают температуру до 650^оС. При этой температуре катализатор выдерживают 4 ч, потом снижают температуру до 580^оС и подают этилбензол. Скорость подачи жидкого сырья 0,5 л/л кат час, разбавление водяным паром по весу 1:3. После 4 ч дегидрирования отбирают и анализируют часовые пробы "печного масла" и контактного газа. Полученные результаты приведены в табл. 2. Дегидрирование бутилена проводят над 20 см³ гранул катализатора размером 3 х 2 мм. Катализатор нагревают в токе азота до 250^оС, после чего подают водяной пар и повышают температуру до 620^оС. Катализатор выдерживают при этой температуре 2 ч. Снижают температуру до 600^оС и в течение 1 ч проводят разработку со скоростью подачи бутилена 1000 ч^-1 и мольном разбавлении паром 1: 20. Активность катализатора определяют при 640^оС, объемной скорости подачи бутилена 600 ч^-1 и мольном разбавлении паром 1:10. Полученные результаты приведены в табл. 2.

Из результатов, приведенных в табл. 2, видно, что введение в состав катализатора до 7 мас. двуокиси циркония благоприятно сказывается на активности катализатора. При содержании двуокиси циркония 1-5 мас. выход стирола повышается на 1,5-6 мас. без снижения избирательности.

В реакции дегидрирования бутилена содержание 1-5 мас. двуокиси циркония повышает избирательность катализатора на 4 абс. без снижения активности.

(57) ТЕКСТ РЕФЕРАТА ОТСУТСТВУЕТ

1. КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ДЕГИДРИРОВАНИЯ ОЛЕФИНОВЫХ И АЛКИЛАРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ на основе окиси железа, окиси хрома и карбоната калия с добавкой силиката калия, отличающийся тем, что, с целью повышения активности и селективности катализатора, в его состав введена двуокись циркония. 2. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что он содержит, мас.%: Fe₂O₃ 55-75; Cr₂O₃ 2-8; K₂CO₃ 10-40; K₂SiO₃ 0,5-3,5; ZrO₂ 1-7.