Катализатор для окислительного дегидрирования олефиновых углеводородов Советский патент 1979 года по МПК B01J23/745 B01J23/78 B01J27/185 

Изобретение относится к производству катализаторов ДЛЯ окислительиого дегидрирования олефиновых углеводородов. Известеи катализатор для окислительиого дегидрирования олефииовых углеводородов, содержащий фосфат железа (t. Ближайшим техническим решением к изобретению является катализатор для окислительиого дегидрирования олефиновых углеводородов, содержащий фосфат железа и пятиокись фосфора (2. Недостатком известного катализатора является его иизкая стабилыюсть. Он инптает терят каталитическую активность уже после 3 час работы. Цель изобретения --повышение стабильности катализатора. Это достигается тем, что катализатор, содержащий фосфат железа и пятиокись фосфора, до полнительно содержит фосфат стронция при сле луюшем содержании компонентов, вес-: Фосфат строиши5-50 Пятиокись фосфора0,.5 Фосфат железаОстальное Пример 1. Катализатор готовят соосаж- деннем фосфатов железа и стронция из их растворимых солей, содержащих 200 г/л Рв(МОэ)з 9Н2О и 70 г/Л Sr (NOs) j из расчета введения фосфата стрюиция в катализатор в количестве, 20 вес.%, при температуре 20С и рН 2,5-3. В качестве осаждающего фосфорсодержащего агента используют дифосфаг иатрия концеитрацией 100 г/л. Получегаплй после осаждения осадок Fe-Sr-фосфата выдерживают под маточным раствором в течение 4-6 час для созреваиия осадка, затем осадок отделяют, промьшают до полного удаления растворимых солей. Отмытый осадок фильтруют и получйшую катализаторную массу сущатпри 6 час и 120°С еще 4 час. Высущеиный осадок пропитывают 10%-ным раствором ИзРО, из расчете содержания сверхстехиометрического фосфора в катализаторе 3,5 вес.% (считая иа элементарный фосфор), далее катализаториую массу формуют зкструзией в червяк, сушат, размалывают до размера гранул 100-400 ммк и формуют в таблетки мм. Сформованный катализатор подвергают термической обработке при 540-560° С в присутствии водяного пара. Готовый катализатор имеет следующий состаи, вес.%: РеРОл71,8 5гз(Р04)220,0 Р2058,2. П р и м е р 2. Катализатор готовят смешением жидких паст фосфата стронция и фосфата железа, содержащего 3,5 вес.% сверхстехиометрического фосфора. Готовят ич расчета введения в катализатор 30% фосфата строивдя.Фосфат стронция получают обменной реакцией азотнокшжего стронция, содержащего 160 г5г(ЫОз в 1 л дистиллированной воды и дифосфата натрия концентрацией30 г/л. Растворы сливают одновременно при сильном перемешивании, выдерживая рН 10-11 реакцио}шой смеси в течение всего периода осаждения. Полученную суспензию вьщерживают 2-4 час, затем осадок отделяют и подсущивают до влажности 60-70%. Фосфат железа готовят смещением 2 л водного раствора, содержащего 450 г Ре(НОз)з 9Н20, и 4 л дифосфата натрия концентрацией 50 г/л в таком соотнощении, чтобы иметь рН 3-4. Полученный осадок выстаивают 2-4 час, а затем его отделяют, промывают и сущат при температуре 60-120 С в течение 8 час. Высушенный фосфат железа пропитывают 10%-ным раствором НзР04 из расчета содержания 3,5 вес сверхстехиометрического фосфора. Полученный таким способом фосфат железа смешивают с влажной пастой фосфата стронция до получения однородной катализаторной массы, затем ее формуют экструзией в червяк и высушивают при 60-120°С в течение 8-10 час. Высушенный катализатор прокаливают в среде водяного пара при 540-560°С. Катализатор имеет следующий состав, вес.% FePO461,0 5гз(Р04)230,0 ,9. П р и м е р 3. Катализатор готовят по при меру 1 (фосфат стронция введен в количестве 20 вес.%, за игключением того, что Ре-Sr-фосфат содержит 0,1 вес.% сверхстехиометрическог фосфора, при зтом в катализаторе вьвдерживают следующее атомарное соотнощение компонентов: Sr:Fe:P 0,3 : 1,0 : .,2,а катализатор имеет состав, вес.%: FeP04 79,4 5гз(Р04)220,0 PjOs0.5, П р И М е р 4. Катализатор готовят по приеру 1 (фосфат стронция введен в количестве 0 вес.%, отличие заключается в том, что Fe-Srосфат после сушки пропитывают 10%-ным аствором НзР04 из расчета содержания 5 вес.% верхстехиометрического фосфора в катализаоре. Катализатор имеет следующее атомарное оотношение компонентов: Sr:Fe:P 0,3 : 1 f. 1,4 элементный химический состав , вес.%: FeP0469,4 Згз(Р04)220,0 PjOs11,6. П р и м е р 5. Катализатор, приготовленный о примеру 1, включает фосфат стронция в коичестве 5 вес.% при содержании 3,5 вес.% верхстехиометрического фосфора. Катализатор меет следую ций состав, вес. %: FeP04 .86,8 5гз(Р04)2. 5,0 PjOs8,2, П р и м е р 6. Катализатор, приготовленный ло примеру 2, но отличающийся тем, что содержание фосфата стронция составляет 50 вес.%, а количество сверхстехиометрического фосфора - 3,5 Бес.%. Состав катализатора, вес.%: 5Гз(Р04) 2 Катализаторы, приготовленные по примерам 1 - 6, испытывают в реакции окислительного дегидрирования изо-амиленов и бутиленов. Испытания проводят на проточной установке в кварцевом реакторе со стационарным слоем катализатора. Катализатор 5-8 см домешают в изотермическую зону реактора. Размер гранул катализатора 1 « 2 мм. В качестве окислителя используют кислород воздуха. Мольное соотношение углеводороджислород равно 1 : 0,9-1,3. В качестве инертного разбавителя используют водяной пар. Мольное соотношение углеводород:водяной пар равно 1 :2025. Исследования проводят при температуре /550-560°С и объемной скорости подачи изоамилена или бутилена 200-300 ч в расчете на газообразный углеводород. Результаты испытаний катализаторов, приготовленных по примерам 1-6, приведены в таблице.

3,5

3,5

0,1 5,0

3,5

3,5

54,5

92,3 55,2 92,6 55,0 93,0

51,0

93,0 55,0 92,6

52,6

91,3

59,8

90,0 91,5 61,0

92,0

54,2 90,0 50,9

52,8

91,2

Из данных, приведенных в таблице, видно, что катализатор позволяет значительно увеличить цИкл работы без снижения его каталитической активности. Это подтверждает высокую стабильность состава катализатора. Кроме того, предложенный катализатор обеспечивает более высокую избирательность.

Формула изобретения

Катализатор для окислительного дегидрирования олефиновых углеводородов, содержащий фосфат железа и пятяокись фосфора, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения стабилыюсти катализатора, он дополнительно содержит фосфат стронция при следующем содержании компонентов, вес.%:

Фосфат стронция5-50

Пятиокись фосфора0,5-10

Фосфат железаОстальное.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент США № 3716545. кл. С 07 С 5/18, опублик. 1970 (прототип).