Катализатор для окислительного хлорирования метана Советский патент 1979 года по МПК B01J23/72 B01J27/10 B01J29/10 B01J23/02 C07C17/15 

1

Изобретение относится к катализаторам для окислительного хлорирования метана.

Известен катализатор для окислительного хлорирования углеводородов в псевдоожиженном слое, включающий хлорид, мединаокисиалюминия илисиликагеле 1,

Наиболее близким техническим решени ем к данному изобретению является катализатор 2j , имеющий следующий состав, вес.%:

Хлорид меди0,8-10

Хлориды щелочных металлов0,5-8 Хлориды редкоземельных . элементов3-12 Алюмооиликат Остальное. Микросферический алюмосиликат, используемый в качестве носителя, имеет удельную поверхность 1,5-4 и пористость 0,2-0,45 .

Недостатком известного катализатора является относительно кизкая активность,

ЧТО обусловливает необходимость использования высокой температуры процесса440 С, при меньших температурах, например 380С, конверсия метана и хлористого водорода составляет соответственно 28,4 и 37,5%.

В то же время при 440 С происходит расплавление каталитически активных солей и слипание частиц катализатора, которое ухудшает условия псевдоожижения.

С целью увеличения активности, селективности и механической прочности предложен катализатор, имеющий состав, вес.%:

0,8-10

Хлорид меди О,5-8 Хлорид калия

3-12 Хлорид лантана Алюмосиликат Остальное,

причем алюмосиликат имеет удельную поверхность 20-60 и объем пор О,25О,4 .

Отличительным признаком изобретения является то, что катализатор содержит алюмосиликат с удельной поверхностью 2О-6О , и объемом пор O,25-0,4ch//r. Катализатор, соответствующий данному ii.3;:i6perorinra, обладает высокой актив1юс- 1ЫО, 4io позволяет проводить реакщ1ю при 380 С и обеспечивает хорошие условия псевдоожижения. Дпюмосмллкат, выполняющий ролн носителя, готовят обработкой исходного ми кросферлческого катализатора с начально удельной поверхностью 46О водяны паром при температуре ТОО-вОО С. Полу 1енный алюмосиликат пропитывают раст вором хлоридов металлов и сушат при 11О-130 С. Пример 1. Синтетический алюм силикат с удельной поверхностью 46Ом« и объемом пор 0,58 см /г в количестве 300 г засыпают в кварцевый реактор, предст авляюший собой трубку диаметром 5О мм и высотой О,8 м с фильтром в нижней части. Реактор помещают в электрическую печь для создания нeoбэtoдJ мoй температуры, а внутрь реактора подают ВОДЯНОЙ пар в количестве, необходимом для псевдоожижения (линейная скорость 5 см/с ). После обработки в течение 50 при 75О С получается алюмосиликат с удельной поверхностью 25,6 MVr и объемом пор 0,29 . Алюмосиликат охлаждают и наносят каталитически активные соли с помощью пропитки раствором хлоридов меди, калия и лантана. Раствор солей 25% концентрации выливают в алюмосиликат в соотношении 1:2 по объему. После высушивания при IIO-ISO C катализатор содержит, вес.%: ,7,5; КСР 4 и LaCfcj 4. Размер частиц катализатора для испытаний составляет О,1О,25 мм. Приготовленный катализатор засыпают в тот же реактор и пропускают смесь ме тана, хлористого водорода и кислорода в молярном соотношении 1:1:1 с линейной скоростью 5 см/с. Процесс пррводят при . При этом конверсии хлористого водорода и метана равны 73,7 и 37,9% соответственно. Сгорание метана от поданного количества 4,6%. Катализатор хорошо псевдоожижается и не слипаетсяПример 2. Образец алюмосиликата, реактор и методика обра&зтки такие же, как в примере 1. Обработку ведут водяным паром при 750С в течение 25 ч. Обработанный алюмосиликат имеет удельную поверхность 59 м /г и объем пор 0,33 . Алюмосиликат охлаждают и наносят каталитически активьште сопи в количестве и по методике аналогично примеру 1 Каталнзатор засыпают в тот же реактор и пропускают смесь метана, хлористого вбдорода и кислорода в молярном соотношении 1:1:1 с линейной скоростью 5 см/с. Процесс проводят при . При этом конверсии хлористого водорода и метана равны 69,2 и .36,3%, соответственно. Сгорание метана от поданного количества 7%. Катализатор хорошо псевдоожижается и не слипается. Пример 3. Образец алюмосиликата, реактор и методика обработки такие же, как в примере 1. Обработку ведут водяным паром при 750 С в течение 75 ч. обработанный юмосиликат имеет удельную поверхность 20 и объем пор 0,28 см /г. Алюмосиликат охлаждают и наносят каталитически активные соли в количестве и по методике аналогично примеру 1. Катализатор засыпают в тот же реактор и при пропускают смесь метана, хлористого водорода и кислорода в молярном соотношении 1:1:1 с линейной 1 Д1 «ЛмП|.« Ч.ч/Ч А liAVJ LU V«lt.rj..n -i. Л. t Л- V 4ХЛ tl f4lJLV , скоростью 5 см/с. При этом конверсии хлористого водорода и метана равны 64,5 и 36,l%jj соответственно. Сгорание метана от поданного 7,1%. Пример 4. Катализатор готовят на основе мнкросферического алюмосиликата с удельной поверхностью 46О м /г и объемом пор 0,58 без предварительной обработки. Состав катализатора и условия реакции те же, что и в примере 1. Конверсии хлористого водорода и метана равны 49,6 и 39,9%, соответственно. Сгорание метана от поданного 15%. Пример 5. Катализатор готовят на основе алюмосиликата с удельной поверхностью 3,3 и объемом пор 0,34 . Состав катализатора и условия реакции те же, что и в примере 1. Конверсии хлористого водорода и метана составляют 37,5 и 28,4 %, соответственно. Сгорание метана от поданного 5%. Катализатор плохо псевдоожижается, слипается. Пример 6. Состав катализатора и условия реакции те же, но в качестве носителя используют алюмосиликат, прокаленный при 850 в течение 5 ч. Конверсии хлористого водорода и метана составляют 60,5 и 37,5%, сгорание 8,1%. Формула изобретения Катализатор для окислительного хлорирования метана, имеюшиЙ состав, вес.%: . хлорид меди 0,8-10, хлорид калия О,58, хлорид лантана 3-12, микросферический алюмосиликат - остальное, о т л и56.

чающийся тем, что, с целью уве-Источнтш информации, принятые во

пичения активности, селективности и ме-внимание при экспертизе

ханичёской прочности, катализатор содер-i. Томас Ч. Промьгашенные каталитижит алюмосиликат с удельной поверхнос-ческие процессы. Мир. 1973, с. 318.

тью 20-60 и объемом пор 0,25-j 2. Патент СССР № 343416,

0,4 см/г.кл. В О1 J 27/10, 1972 (прототип).

685327