Катализатор для гидрирования ароматического нитросоединения Советский патент 1979 года по МПК B01J25/02 

(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГИДРИРОВАНИЯ АРОМАТИЧЕСКОГО

12 НИТРОСОЕДИНЕНИЯ соединений в присутствии предложенн го катализатора значительно снижается температура начала гидрирования - 39-40 С. Катализатор согласно изобретению приготовляют широко известной обработкой сплайа, содержащего 2149,5 вес.% никеля, вес.% «елеза и до 100 вес,% алюминия, неорганическим или органическим основанием.... Пример, 100 вес. ч. сплава на основе алюминия, никеля и железа содержащего 50% алюминия, 42,5% ник ля и 7,5% железа, при размешивании и охлаждении добавляют порциями к 1,223 вес.ч, 20%-ного водного натр вого щелока при в течение 50 мин. Смесь перемешивают еще при 80°G в течение 20 мин для завершения реакции. После осаждения катализатора рас вор а люминат а отделяют декантирован Затем катализатор при размешивании обрабатывают 122 вес.ч. 20%-ного натрового щелока при 80°С в течение 15 мин- и промывают водой при комнатной температуре до нейтральной реакции, промывной воды, причем каТсшизатору несколько раз дают осесть, после чего водный раствор отдет яют декантированием. Получают катализатор, содержащий 48,2% никеля, 13,8% железа и алюминия. Его хранят в воде. Аналогично приготовляют катализатор состава: 73,5% никеля, 18,5 железа и 8% алюминия (из исходного сплава состава: 50% алюминия, 40% никеля и 10% железа) . Пример 2. Повторяют- прим 1 с той розницей, что 100 вес.ч. сплава состава: 71,4% алюминия, 21,4% никеля и 7,2% железа обрабаты вают 1,745 вес.ч. 20%-ного водного натрового и елока. Сплав добавляют при 50с и затем перемешивают при 80с в течение 30 мин для заверше ния реакции. Получают катализатор, содержащи 71,6% никеля, 24,1% железа и 4,3% алюминия. Его хранят в воде. Аналогично приготавливают катализатор состава: 81,8% никеля, 14,5% железа и 3,7% алюминия и состава: 81,2% никеля, 14,3% железа и 4,5% алюминия соответственн (из исходных сплавов сост.ава: 70,7 алюминия, 24,9% никеля и 4,4% желе и состава: 70,0% алюминия, 25,5% н келя и 4,5% железа). Пример 3, Из 60 вес.ч. алюминия, 32 вес.ч. никеля и 8 вес,ч. Хселезаприготовляют сплав, который дробят, В обогреваемую и охлаждаемую емкость.с мешалкой в атмосфере азота загружают 1400 вес.ч, 20%-ного натрового щелока и зате нагревают до 80°С. Далее при размешивании добавляют 100 вес.ч. измельченного сплава на основе алюминия, нигселя и железа в воде, который подают по газонепроницаемому трубопроводу. При этом образуется водород, который отводят. Реакциюпроводят при 80с в течение 2ч. После этогосмесь перемешивают еще при в течение 2ч. Затем содержимое емкости подают в фильтр. После отделения раствора алюмината катализатор промывают 70 вес.ч. 20%-ного натрового щелока и водой и направляют в декантаторотстойник, в котором его промывают водой -(каждый раз 220 вес,ч.) до достижения рН промывной воды равного 8, Получают катализатор, содержащий 75,6% никеля, 18,9% железа и 5,5% алюминия. Его хранят в воде. Аналогично приготовляют катализаторы составов, %:. 70,5 никеля, 23,5 железа и 6 алюминия; 80,5 никеля, 14,2 железа и 5,3 алкминия; 84,8 никеля, 9,4 железа и 5,8 алюминия соответственно (из исходных сплавов составов,% : 60 алюминия, , 30 никеля и 10 железа; 60 алюминия, 34 никеля и 6 железа; 60 алюминия, 36 никеля и 4 железа), Ниже приведены примеры, илпюстрирующие прим-знение предложенного катализатора для гидрирования ароматических нитросоединений. Под катализатором RaNi понимают катализатрр на основе никеля Ренея (95% никеля и 5% алюминия), который применяют для гидрирования динитротолуола, П р и-м е р 4, Гидрирование М-нитротолуола, В снабженный мешалкой автоклав емкостью 0,7 л подают 100 г м-нитротолуола, 200 г метанола и 10 г катализатора (100%-ного) состава, приведенного в табл. 1, Гидрирование проводят при температуре и давлении водорода 100 бар. .Получаемый после декантирования раствор продукта анализируют с помощью газовой хроматографии. Катализатор применяют несколько раз. Результаты опытов приведеныв табл. 1.

Таблица

Число гидрирований (ЧГ) указывает, сколько раз

катализатор уже применялся.

.Примерз, ГидрированиеПродолжение табл.2

нитробензола.

Повторяют пример 4 с той разницей,30 Катачто гидрированию подвергают 100 г нитробензола. Результаты опытов приведены в табл, 2,

Таблица

35

панолвода14,3

2 3 4

4,5 (85: :15)

Результаты опытов/ приведенные в табл.3.свидетельствуют о том,что,если реакцию проводить 6 среде метанола, то при одинаковой скорости ее-образование М- киловых соединений значительно снижается. При осуществлении гидрирования в среде смеси изопропанол - вода (85:15) кроме усиления этого эффекза наблюдаются понижение температуры начала гидрирования и почти полное исключение образования хлоранилина, который, получают из хлорнитробенэола, содержащегося (0,50,6%) в п-нитрофенетоле.

П р и м е р 7. Гидрирование смеси 2,4-динитротолуола с 2,6-дрнитротапуолом (65:35).

. j В автоклав, снабженный мешалкой , электрически обогреваемый, емкостью 0;7 л вносят 80 г смёсй 2,4 динитротолуола с 2,6-динитротрлуолом1 (65:35 ), 240 г метанола или смеси изопропанол - вода (85:Г5) и 8 г катализатора состава указанного в табл.4. Реакцию гидрирования проводят при температуре и Давцряии водорода 100 бар.

Условия осуществления опытов Приведены в табл. 4.

Табл-ица 3

390,005 0,03

400,005 О ,03 40 0,005 0,03

Таблица 4.

RaNi

То же

969106

Продолжение табл. 4

10

Продлжение табл. 5

фильтр, в котором его разделяют на фильтрат,, подаваемый на стадию переработки, и на рециркулируемый продукт, содержащий катализатор. Часть сусп ензии катализатора (в соответствии с количеством подаваемого

RaNlFe Смесь Состава,% изопроN1 80,5 панол: 100 Fe 14,2 :вода А1 5,3 (85:15)

Те же результаты получают при гидрировании 2,4-динитротолуола и ,смеси 2,4-динитротолуола с 2,6-динитротолуолом (80:20), которая содержит еще другие изомеры (технический продукт).

Пример 10, Непрерывное гидрирование п-нитрофенетола и лл-нитротолуола.

При непрерывном гидрировании п-нитрофенетола получают результаты, приведенные в табл. 7.

Т а б л и ц а 7

0,3-0,7

Мзтанол 0,01

RaNi

Смесь

0,15изопро- 0,001- панол- -Ч).,003 -0,2 -вода

свежего катализатора)

можно подать на переработку;

В табл. 6 приведены результаты Опытов, которые провод11ли в течение нескольких лет.

Т а б л и ц а 6

Более 2 лет 0,05 0,5 0,4

в случае непрерывного гидрирования /л-нитротолуола содержание N-алкиловых соединений можно снизить с 0,2-0,3% до i 0,1%. В обоих случаях расход исходного продукта можно повысить не более,чем на 50%.

Формула изобретения

Катализатор для гидрирования ароматического нитросоединения на основе выщелоченного нАкельалюминиевого сплава, отличающийс тем, что, с целью повышения активности и Селективности катализатора,он дополнительно содержит железо при следующем соотношении компонентов, вес,% : ,

Желез 9,4-24,2

Алюми ний3,0-8,0

ПикельОстальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

МКИ С 07 С, опублик.. 1956.