СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМОХРОМОВОГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ДЕГИДРИРОВАНИЯ Советский патент 1994 года по МПК B01J37/04 B01J23/26 

Изобретение относится к области производства алюмохромовых катализаторов для дегидрирования.

Известен способ приготовления алюмохромового катализатора дегидрирования парафиновых углеводородов путем пропитывания растворами хромовой кислоты и калиевой щелочи комбинированного носителя, состоящего из технического глинозема и глинистого минерала.

Недостатком известного способа является относительно низкая активность полученного катализатора. В лаборатором проточном реакторе во взвешенном слое при объемной скорости подачи н-бутана 400 л/л. кат. ч. и температуре 575^оС выходы бутиленов не превышают 40-41 мас.%.

Ближайшим решением поставленной задачи является способ приготовления катализатора, заключающийся в смешении растворов хромовой кислоты, калиевой щелочи, силиката щелочного металла с технической окисью алюминия и глинистым минералом, формовании, сушке и прокаливании гранул катализатора.

Полученный катализатор имеет следующий состав, мас.%: Al₂O₃ 73-76 Cr₂O₃ 13-15 SiO₂ 8-11 K₂O 2,5-3,5
Недостатком этого способа является относительно низкая активность избирательность катализатора (выходы бутиленов не превышают 42 мас.%).

Причиной низкой активности является использование для приготовления катализатора технической окиси алюминия, получаемой так называемым мокрым способом (способом Байера). Эта окись алюминия обладает относительно крупнопористой структурой и низкой удельной поверхностью (45-60 м²/г).

Цель изобретения - повышение активности и избирательности катализатора.

Указанная цель достигается способом приготовления катализатора дегидрирования парафиновых углеводородов путем смешения растворов хромовой кислоты, калиевой щелочи, силиката щелочного металла с окисью алюминия, в качестве которой используют смесь окисей, полученных мокрым способом и способом спекания в соотношении от 90:10 до 60:40, и глинистым минералом, с последующим формованием сушкой и прокаливанием гранул катализатора.

Отличием способа от известного является то, что в качестве окиси алюминия используют смесь окисей, полученных мокрым способом и способом спекания, взятых в соотношении от 90:10 до 60:40.

В этом случае получается катализатор с разнопористой структурой. Мелкие поры окиси алюминия, полученной спеканием, обеспечивают развитую поверхность и поэтому высокую активность катализатора, крупные поры окиси алюминия, полученной мокрым способом являются "транспортными", они позволяют проводить сырье эвакуировать продукты реакции с поверхности катализатора. Отсутствие диффузионного торможения в крупных порах определяет высокую избирательность катализатора.

Предложенными способами получают катализатор состава в мас.%: Al₂O₃ 73-76 Cr₂O₃ 13-15 SiO₂ 8-11 К₂О 2,5-3,5
Для приготовления катализатора, согласно изобретению, используют механическую смесь окисей алюминия, приготовленных мокрым способом и способом спекания. Можно также использовать техническую окись алюминия, приготовленную смешением гидроокисей алюминия, полученных мокрым способом и способом спекания, на стадии разложения алюминатного раствора, тогда в раствор гидроокиси алюминия, полученной мокрым методом в качестве затравки при осаждении вносят гидроокись алюминия, полученную методом спекания.

Катализатор, полученный предложенным способом, имеет внутри зерна развитую поверхность и тонкопористую структуру, к которой примыкают относительно крупные "транспортные" поры. Катализатор обладает высокой активностью и избирательностью.

П р и м е р 1. В смеситель, снабженный мешалкой, загружают последовательно 42,5 г глинистой суспензии с остатком высушивания 35,0 мас.%, 21,3 л раствора калиевой щелочи с концентрацией 140 г/л; 1,2 л калийного жидкого стекла (К₂O - 11,9 мас.%, SiO₂ - 26,2 мас.%, модуль - 3,46); 18,5 л раствора хромовой кислоты с концентрацией 860 г/л и 53,7 кг технической окиси алюминия, представляющий собой механическую смесь 48,3 кг (90 мас.%) окиси алюминия, полученной мокрым способом и 5,4 кг (10 мас.%) окиси алюминия, полученной методом спекания. Катализаторную суспензию перемешивают 4 ч.

После сушки в распылительной сушилке при температуре 300^оС в верхней ее части и в нижней части - 480^оС катализатор прокаливают при 660^оС в течение 2 ч.

Катализатор испытывают в лабораторном проточном реакторе во взвешенном слое в реакции дедгидрирования н-бутана.

Результаты испытаний и состав катализатора приведены в таблице.

П р и м е р 2. Катализатор готовят аналогично примеру 1, но в качестве технической окиси алюминия используют механическую смесь, состоящую из 40,3 кг (75 мас.%) окиси алюминия, полученной мокрым способом и 13,4 кг (25 мас. %) окиси алюминия, полученной методом спекания.

Результаты испытаний и состав катализатора приведены в таблице.

П р и м е р 3. Катализатор готовят аналогично примеру 1, но в качестве технической окиси алюминия используют механическую смесь, состоящую из 32 кг (60 мас.%) окиси алюминия, полученной мокрым способом и 21,5 кг (40 мас. %) окиси алюминия полученной методом спекания.

Результаты испытаний и состав катализатора приведены в таблице.

П р и м е р 4. Катализатор готовят аналогично примеру 1, но в качестве технической окиси алюминия используют глинозем Павлодарского алюминатного завода, состоящий из 42,9 кг (80 мас.%) окиси алюминия мокрого способа и 10,8 кг (20 мас.%) окиси алюминия способа спекания.

В отличие от примеров 1, 2, 3 смесь получена не механическим смешением, а на стадии разложения алюминатного раствора в мокром способе использованием в качестве затравки частиц гидроокиси алюминия, полученных методом спекания.

Результаты испытаний и состав катализатора приведены в таблице.

П р и м е р 5 (для сравнения). Катализатор готовят аналогично примеру 1, но в качестве технической окиси алюминия используют глинозем, полученный мокрым способом на Уральском алюминиевом заводе.

Результаты испытаний и состав катализатора приведены в таблице.

П р и м е р 6 (для сравнения). Катализатор готовят аналогично примеру 1 в качестве технической окиси алюминия используют глинозем, полученный спеканием на Богословском алюминиевом заводе.

Результаты испытаний и состав катализатора приведены в таблице.

Из приведенных данных видно, что способ, согласно изобретению, позволяет получить катализатор, превосходящий по каталитическим свойствам известный.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМОХРОМОВОГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ДЕГИДРИРОВАНИЯ парафиновых углеводородов путем смешения водных растворов хромовой кислоты, калиевой щелочи, силиката щелочного металла с технической окисью алюминия и глинистым минералом с последующим формованием, сушкой и прокаливанием гранул катализатора, отличающийся тем, что, с целью повышения активности и избирательности катализатора, в качестве технической окиси алюминия используют смесь окисей алюминия, полученных мокрым способом и способом спекания в соотношении от 90 : 10 до 60 : 40.