Катализатор для синтеза простых диалкиловых эфиров Советский патент 1979 года по МПК B01J29/04 B01J27/06 C07B5/00 

Изобретение относится к области производства катализаторов, в частности к катализатору для синтеза диалкиловых эфиров, имекщих большое практическое применение в качестве растворителей, компонентов мотор ного топлива, сырья для органическо синтеза. Известен катализатор для синтеза диалкиловых эфиров - окись алюминия активная при температуре 170-190°С и атмосферном давлении, однако выхо целевого продукта из спиртов над А12Оз ® превышает 50% в резу.пь тате интенсивной их дегидратации в олефины 1. Кристаллические алюмосиликаты цеолиты типа А, X и У (Са-формы) при температуре 150-315с вызывают в основном дегидратацию спиртов Са-С, 2 . Ближайшим решением поставленной задачи является катализатор-Naили Са-форма цеолита типа А -или X, в присутствии которого метанол при температуре 200-315 С, атмосферном давлении и объемной скорости 0,01- 2 ч превращался в диметиловый эфир с выходом 98% (при температуре 260.с и объемной скорости 0,05 ч). Производительнос ь катализатора при этом составляет 0,049 г эфира/г катализатора в час 3. Недостатками этого катализатора являются: невозможность его использования для. синтеза высших алкиловых эфиров из спиртов С и выше, сравни тельно высокая температура реакции и низкая производительность. Целью настоящего изобретения является повьшение активности и производительности катализатора. Указанная цель достигается, согласно изобретению, описываемым катализатором, содержащим цеолит и дополнительно 2-5% вес. йода. Дополнительное введение йода в катализатор приводит к повЕ-лиению его активности, что позволяет снизить тектературу реакции по сравнению с прототипом на 40-100 С и увеличить производительность в 2-5 раз. Кроме того, настоящий катализатор отличается высокой селективностью (побочная реакция дегидратации спирта в олефин максимально протекает на 15-19%), что позволяет проводить синтез не только диметилового, но также высших диалкиловых эфиров. Катализатор стабилен в работе и не

снижает своей активности через 100 ч непрерывной работы. Йод можно вводить в цеолит пропиткой из водноспиртового раствора Jg или при термическом разложении йодалкила. В качестве цеолита можно использовать NaX, NaY, НУ (H- 4Opдeннт),

Пример 1.5г прокаленного при в течение 4 ч цеолита . МаУ (размер зерен 1-2 мм) пропитывают 15 мл этанола, содержащего 0,1 г j. Этанол удаляют в вакууме при нагревании на водяной бане и получают катализатор - цеолит Nay-J- 2%Jg.

Пример 2. 5 г цеолита NaX, .прокаленного в токе воздуха при 500 С в течение 5 ч, обрабатывают в катализаторной трубке в течение 2 ч при температуре 200 С этанолом (3 мл), содержащим 5% Jg, и получают катализатор - цеолит Wax -4- 2 ,4 % J .

Пример 3,5г цеолита НУ, прокаленного в токе воздуха 5 ч при температуре , обрабатьшают в катализаторной трубке в течение 2 ч при температуре 3 мл зтаиола, содержащего 10% , и получают катализатор цеолитНУ+3,8%J.

Аналогично получают другие катгшизаторы на основе цеолита NaX (содержащего 20% связугадего - глуховской глины) и цеолита Н - морденита (табл.1).

Таблица I

Объемная скорость 0,4 ч

Объемная скорость 0,6 ч

Пример 4, Через катализаторную тру :у-ИЗ стекла Пирекс (внутренний диаметр 10 мм), содержащую 7 см (5 г) катализатора, опи санного в примере 1, пропускают смесь с 10% .с объемной скоростью 0,22 ч при тёг гаературе 170°С в течение 5ч. Продукты реакцииконденсируют в приемнике и анализи руют-на хроматографе ЛХМ-8ВД (катарометр, колонка 3 м, фаза 10% полиэтиленгликольадипината на хромосорбе W 30-60 меш, газ-носитель гелий, 40 глл/мин). Консерсия составляет 73%, выход диэтилового эфира от прореагаровавшего этанола 49,5%мол дегидратация этанола в этилен 0,9%.

Производительность катализатора 0,28г эфира/г катализатора в час.

ПримерЗ. В условиях, описан-, ных в примере 4, проводят синтез диэтилового эфира из , содержащего 10% C ttgJf на различных каПолученные результаты

тализаторах табл.1. приведены в

Пример 6. На катализаторе, описанном в примере, 2, проводят синтез диметиловог-о эфира из метанола, содержащего 5% CHgJ, температуре , атмосферном давлении и объемной скорости 0,3 ч Конверсия СЯпОЯ составляет 100%, выход диметилового эфира 49% мол..

производительность катализатора 0,21 г эфира/г катсшиэатора в час.

Пример 7 „На катализаторе,описанном в примере 2, проводят синтез дипропилового, дибутилового и дигекПример 8. Испытаниена длительность работы без регенерации проводили на катализаторе, описанном в примере 1, при синтезе диэтилово го эфира циклами по 10 ч с перерывами на ночь в течение 110 ч при температуре 170-180 0 и обЬемной скорости этанола (содержащего 10% C-)llfJj

0,22 ч . Конверсия этанола составляет 69-73%, выход диэтилового эфира от прореагировавшего этанола 4850% мол,, производительность катализатора 0,26-0,28 г эфира/г катализатора в час.

Формула изобретения

Катализатор для синтеза простых диалкиловых эфиров на основе цеолита.

силового эфира соответственно из нпропанола, н-бутанола и н-гексанола, содержгияих 5% соответствуквдего галоидалкила. Результаты приведены в ггабл .2 .

Т а ё л и

Ц а

отличающийся тем, что, с целью повышения активности и производительности катализатора, он дополнительно содержит йод при следующем содержании компонентов, % .вес. г

йод2-5

ЦеапитОстальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3. Патент США № 3036134, кл, 260-611, опублик. 1962.