1
Изобретение относится к производству катализаторов для получения алифатических спиртов путем гидратации олефинов и может быть применено в химической и нефтехимической промышленности .
Известно несколько катализаторов для гидратации олефинов, представлящих собой неорганические кислоты, наиболее распространенными из которых являются серная и фосфорная, используемые в реакциях гидратации олефинов как в чистом виде , так и на носителях 2j.
Известен также катализатор для гидратации олефинов, представляющий собой сильнокислотные катионнообменные смолы 3.
Однако известные катализаторы, применяемые в перечисленных способах, обладают низкой активностью, и селективностью, непродолжительность срока службы и, кроме того, создают сильнокислотную среду, наличие которой йызывает необходимость применения специальной реакционной аппаратуры.
Известны катализаторы для гидратации олефинов на основе цеолита типа Y в кёшьциевой, водородной и редкоземельной форме 43 и 5 .
Катализаторы получают из цеолита типа Y с соотношением S .
3,9-4,7 путем формования с окислами или гидроокисями металлов, содержащих поливалентные катионы, ионного обмена с катионами кальция, редкозёмельшлх металлов и хрома. Иссле10дования показали, что высокая начальная активность катализаторов по истечению 200-350 ч резко снижалась и катализаторы переходили в неактивную форму. Оказалось, что цеоли
15.типа f с соотношением SJO,/ Al,j,0j 3,6-4,7 обладает низкой стабиль- , ностью в условиях воздействия темпераг ры и влаги (термопаровая устойчивость) и катализаторы на данной
20 основе практически разрушались по истечению 280-380 ч.
Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому эффекту является катализатор для
25 гидратгщии олефинов в спирты на основе цеолита, содержащего катионы хрома
Известный катализатор состоит из следующих компонентов: 70% масс.
30 цеолита NaY с .соотношением окисшов S i су Al,,| равным 3,6-4,7% с катионами редкоземельных элементов (РЗЭ), кальция и хрома при общей степени обмена натрия на катионы равной 70%.
Недостатки этого катализатора заключаются в следующем.
Высокая степень обмена (70%) .натрия на поливалентные катионы снижает активность к-аагализатора, напри,мер, степень превращения этилена составляет 6,4%; присутствие катионов суммы металлов РЗЭ и кальция снижает селективность катализатора в отношении образования спиртов и составляет 99,8%; цеолит типа Y с соотношением SiOji 3,6-4,7 используемый при получении катализатора, обладает низкой термопаровой устойчивостью, а катализатор - малой стабилЁностью работы, теряя свою механическую прочность через 280380 ч работы.
Цель изобретения - повышение активности, селективности, термопаровой устойчивости и стабильности катализ тора.
Поставленная цель достигается катализатором для гидратации олефинов в спирты на основе цеолита, содержащего катионы хрома, щзи использовании в качестве цеолита Н-морденита с соотнощением окислов SI ft Ae2. 9-14 со степенью обмена на катионы хрома равной 12-61%.
Катализатор согласно изобретению обладает по сравнению с известным повышенной активностью, например, степень превращения этилена составляет 10-14%, селективностью (100%), термопаровой устойчивостью и стабилностью так, при работе катализатора в течение 400 ч его активность снизилась всего на 1,5-4%, при этом механическая прочность его осталась первоначальной.
Катализатор готовят следуквдим
образом.
Синтетический Н-морденит
в порошке или гранулированный известными способами со связующими веществами или без них, с соотношением SiQj/ ,, равньям 9-14, подвер гают ионному обмену с растворами или расплавами 3-х валентной соли хрома например, нитратами, хлоридами, ацетатами, оксалатами и т.п. Операцию ионного обмена повторяют столько раз, сколько необходимо для достижения требуемой степени введения ;В кристалл морденита катионов С г . Катализатор затем отмывают от избыточного хрома и анионов дистиллированной или деионизированной водой, сушат при 100-120°С, а в случае гранулирования- катализатора со связующими веществами, для достижения необкодимой механической прочности;
прокаливают при 500-550°С в течение 6-8 ч.
Пример 1. Берут 150 г Н-морденита с соотношением S i (1/ А 1, 0 равным 10,6 с размером частиц -3 мм помещают в ионнообменную колонку с электрообогревом и элюируют 1,2 л
1н. раствора уксусно-кислого хрома со скоростью 2 ч( ; через слой Н-морденита при 90-С. достижения требуемой степени обмена - 12%, катализатор промывают дистиллированной водой до отсутствия катионов хрома
в элюате, сушат при 100-15 ОС и прокаливают при . Затем Катализатор подвергают испытанию в реакции гидратации олефинов на пилотной установке.
Пример 2. Приготавливают образец катализатора со степенью обмена на катионы равной 39%. Сначала Н-морденит (с соотношением SiQ/ ,, 10,6) аналогично примеру 1 обрабатывают 1,5 н. вод-ным pacTBOpoivi уксуснокислого хрома образец сушат, прокаливают при 350400С в течение 3-4 ч, а затем вторично подвергают обмену с 3 н. раствором уксуснокислого хрома.
Пример 3. Приготавливают образец катализатора на той же основе, что и в примерах 1 и 2 со степенью обмена на катионы Сг равной 61. Навеску Н-морденита 150 г аналогично примеру 1 обрабатывают
2н. раствором уксуснокислого хрома сушат, прокаливают при 350-400 с
в течение 4 ч. и затем вторично подвергают обмену с 4,5 н. раствором уксуснокислого хрома.
Пример 4. Образцы катализатора, приготовленные согласно примерам 1-3 и образец катализатора,взятого за прототип, испытывают в реакции гидратации этилена, пропилена и изобутена при параметрах, приведенных в табл. 1.
Т а
лица
Результаты испытания образцов катализатора с разной степенью обмена на катионы С (примеры 1-4) и
образца катализатора, взятого за прототип, приведены в табл. 2.
Таблица 2
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| Способ выделения изобутилена | 1979 |
|
SU840034A1 |
| Катализатор для диспропорционирования толуола | 1987 |
|
SU1489827A1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЛИГОМЕРОВ ВЫСШИХ ЛИНЕЙНЫХ α-ОЛЕФИНОВ | 2011 |
|
RU2483053C2 |
| СЕЛЕКТИВНОЕ ДЕАЛЮМИНИРОВАНИЕ ЦЕОЛИТОВ СТРУКТУРНОГО ТИПА МОРДЕНИТА | 2009 |
|
RU2515729C2 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОАЛКИЛИРОВАННЫХ АРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ПЕРЕАЛКИЛИРОВАНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ | 1999 |
|
RU2208599C2 |
| КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА ПСЕВДООЖИЖЕННОГО СЛОЯ | 2006 |
|
RU2403972C2 |
| КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПРЯМОЙ ГИДРАТАЦИИ ЭТИЛЕНА ДО ЭТАНОЛА | 1997 |
|
RU2130338C1 |
| СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ИЗОМЕРИЗАЦИИ Н-ПАРАФИНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ | 1992 |
|
RU2046655C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНОГО СИТА | 2016 |
|
RU2700052C2 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА АЛКИЛИРОВАНИЯ ПАРАФИНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ ОЛЕФИНАМИ | 2010 |
|
RU2440190C1 |
Результаты испытаний свидетельствуют о том, что максимальной ак- тивностью в реакции гидратации оле,финов обладает образец катализатора НСг-морденит со степенью обмена на
39%.
с г
Пример 5. Образец катализатора НСг-морденит со степенью обмена на С г равной 39% испытывают на стабильность работы при гидратации этилена и пропилена в условиях, приведенных в табл. 1. . Результаты испытаний в зависимости от продолжительности работы катализатора показали, что при работе катализатора в течение 400 ч его активность снизилась всего на 1,5-4% при этом механическая прочность его гранул оставалась первоначальной в отличие от катализатора-прототипа, КОТОЕЖЛЙ терял свою механическую прочность через 280-380 ч. Следует отметить, что окислительная регенерация НСг-мордёниуного катализатора воздухом при
500°С приводила к полному восстановлению его первоначальной активности.
Формула изобретения
Катализатор для гидратации олефинов в спирты на основе цеолита, содержащего катионы хромд, отличающийся тем, что, с целью повышения активности, селективности, термопаровой, устойчивости и стабильности катализатора, в качестве цеолита катализатор, содержит Н-морденит с соотношением окислов StQ,/ AlgO 9-14 со степенью обмена на катионы хрома равной 12-61%.
Источники информации,
принятые во внимание при экспертизе
