1
Изобретение относится к нроизводству катализаторов для изомеризации алканов и циклоалканов.
.Известен катализатор для изомеризации алканов, содержащий фтористый водород и пятифтористую сурьму на твердом носителе
предлагаемому катализатору наиболее близок катализатор для изомеризации алифатических углеводородов, представляюШ.ИЙ собой смесь пятифтористого тантала, шестифтористого молибдена в разбавителе - фтористом водороде при следующем содержании, мол. %: TaFs 4,5-9,0, MoFo 1,0-4,5, HP остальное 2.
Недостатком известного катализатора является высокая стоимость пятифтористого тантала.
Целью изобретения является экономия дорогостоящего металла.
Цель достигается тем, что катализатор дополнительно содержит пятифтористый ниобий и пятифтористую сурьму при следующем соотношении компонентов, мол. %: Пятифтористый ниобий1,8-7,5
Пятифтористая сурьма0,5-1,7
Шестифтористый молибден1,8-7,5
Фтористый водородОстальное
Катализатор согласно изобретению обладает высокой активностью: выход изомеров составляет 92-93 вес. % за 1 ч. Стоимость этого катализатора в 6 раз ниже стоимости катализатора на основе фторидов тантала и молибдена.
Катализатор приготавливают по следующей методике.
В автоклав емкостью 0,8 л помещают пятифтористый ниобий, автоклав закрывают, вакуумируют, продувают водородом и вводят через кран снабжения шестифтористый молибден, пятифтористую сурьму и безводный фтористый водород. Включают магнитную мещалку и перемещивают смесь при 20-50 С в течение 5-10 мин.
Изомеризующую активность катализатора определяют на модельной смеси состава: 90 вес. % н-гексана и 10 вес. % циклогексана. Осущенное на молекулярных ситах сырье вводят в автоклав с приготовленным катализатором, доводят температуру до 50°С, создают водородом рабочее давление 7 атм и включают магнитную мешалку. Время реакции 0,5-2,0 ч.
Органическзю жидкую фазу отбирают с помощью сифона в емкость, охлажденную сухим льдом.
Анализ продуктов реакции осуществляют методом газожидкостной хроматографии.
Пример 1 (для сравнения). В автоклав номещают 18,3 г (0,1 моль) иятифтористого ниобия, автоклав вакуумируют, нродувают водородом и вводят в него через кран снабжения 20 г (1 моль) фтористого водорода, что соответствует мольному соотношению фтористый водород: нентафторид ииобия. равному 10:1.
Сырье, иснользованное в оныте, и.меет следуюш.ий состав, вес. %:
и-Пентаи0,04
2,3-Диметилбутан 0,60
2-Метилпентан j
3-Метилнентан0,80
н-Гексан88,76
Циклогексаи9,80
Составы нродуктов, аолученных в присутствии катализатора состава, мол. %: 9,1 NbFe + 90,9 HF, нриведены в табл. 1.
Таблица 1
сутствии приготовленного катализатора, нриведены в табл. 2.
Т а б л II ц а 2
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| Катализатор для изомеризации алифатических углеводородов | 1976 |
|
SU589705A1 |
| Способ регенерации катализатора для изомеризации парафиновых углеводородов | 1981 |
|
SU1011239A1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСАФТОРАЦЕТОНА | 1978 |
|
SU764312A1 |
| Способ получения производных фторметилхинолина | 1983 |
|
SU1299507A3 |
| CffOCOE ПОЛУЧЕНИЯ «-ДИГАЛОИДБЕНЗОЛА | 1973 |
|
SU392059A1 |
| СПОСОБ ИЗОМЕРИЗАЦИИ АЛИФАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ | 1973 |
|
SU383246A1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРАНГИДРИДОВ КИСЛОТ ИЗ ХЛОРАНГИДРИДОВ КИСЛОТ | 1999 |
|
RU2230731C2 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1,1-ДИХЛОР-1-ФТОРЭТАНА И СПОСОБ СНИЖЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ 1,1-ДИХЛОРЭТИЛЕНА | 1990 |
|
RU2024474C1 |
| Способ получения трифторметилбензолов | 1975 |
|
SU606547A3 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРФТОРИРОВАННЫХ ПРОСТЫХ ЭФИРОВ С КОНЦЕВЫМИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ГРУППАМИ | 2000 |
|
RU2179548C2 |
Пример 2 (для сравнения). Готовят катализатор состава: 9,1 мол. % MoF, 90,9 мол. % HF. Для этого автоклав закрывают, вакуумируют, продувают водородом ы вводят через кран снабжения 21,0 г (0,1 моль) MoFe и 20 г (1,0 моль) фтористого водорода. Доводят температуру до 50°С и перемешивают смесь в течение 5 мин. Вводят в реакционную зону 135 мл сырья (1 моль; состав см. в примере 1), что соответствует мольному соотношению углеводород: фториды металлов, равному 10:1, создают водородом рабочее давление 7 атм и включают магнитную мешалку. Жидкую органическую фазу отбират с номош,ью сифона в емкость, охлажденную сухим льдом. Пробы продукта отбирают через 30 и 60 MIH-L
Составы продуктов, полученных в приFlpHMep 3. Готовят катализатор состава, мол. %: 1,8 NbFs; 6,8 0,5 SbFj: 90.9 HF. Для этого помешают в автоклав 3,7 iNbFg (0,02 моль), автоклав закрывают, вакуумируют, продувают водородом и вводят через кран снабжения 15,8 г (0,075 моль) MoFg, 1,05 г (0,005 моль) SbFj и 20 г (1,0 моль) фтористого водорода. Доводят температуру до 50°С н перемешивают смесь в течение 5 мин. Вводят в реакционную зону
Таблица 3
135 мл сырья (1 моль, состав см. в примере 1), что соответствует мольному отношению углеводород: фториды металлов, равному 10: 1, создают водородом рабочее давление 7 атм и включают магнитную мешалку. Жидкую органическую фазу отбирают с иомош.ью сифона в емкость, охлажденную сухим льдом. Пробы нродукта отбирают через 30 и 60 мин.
Сставы продуктов, полученных в присутствии приготовленного катализатора, приведены в табл. 3.
Пример 4. Готовят катализатор состава, мол. %: 4,1 NbFs; 4,1 MoFg; 0,9 SbFs; 90,9 HP. Для этого помеш,ают в автоклав 8,14 г NbFs (0,045 моль), автоклав закрывают, вакуумируют, продувают водородом и вводят через кран снабжения 8,68 г (0,045 моль) МоРб, 2,15 г (0,01 моль) SbFg, (1,0 моль) фтористого водорода. Доводят температуру до 50°С и перемешивают смесь в течение 5 мин. Вводят в реакпиониую зону 135 мл сырья (1 моль, состав см. в примере 1), что соответствует мольному соотношению углеводород : фторнды металлов, равному 10: 1, создают водородом рабочее давление 7 атм и включают магнитную мешалку. Жидкую органическую фазу отбирают с помошью сифона в емкость, охлажденную сухим льдом. Пробы продукта отбирают через 30 и 60 мин.
.Составы продуктов, полученных в присутствии приготовленного катализатора, приведены в табл. 4.
Таблица 4 Пример 5. Готовят катализатор состава мол. %: -6,8 NbFsi}:,«:: MoFe; 0,5 SbFs 90,9 мол. То HF. Для этого помеп1,ают в ав6
токлав 13,7 г NbFs (0,075 моль), автоклав закрывают, вакуумируют, продувают водородом и вводят через кран снабжения 4,3 г (0,020 моль) MoFe, (0,005 моль) SbFg и 20 г (1,0 моль) фтористого водорода. Доводят темнературу до 50°С и перемешивают смесь в течение 5 мин. Вводят в реакционную зону 135 мл сырья (1 моль; состав см. в примере 1), что соответствует мол1)ному соотношению углеводород: фториды металлов, равному 10:1, создают водородом рабочее давление 7 атм н включают магнитную меИ1алку. Жндкую органическую фазу отбирают с помошью сифона в емкость, охлажденную сухим льдом.
Пробы продукта отбирают через 30 и 60 мин. Составы продуктов, нолучениых в присутствии приготовленного катализатора, приведены в табл. 5.
т а б л и ц а о
25
30
35 Пример 6. Готовят катализатор состава, мол. 7о: 7,5 NbFs; 7,50 MoFf,; 1,66 SbFs; 83,34 nF. Для этого помешают в автоклав 8,14 г NbFs (0,045 моль), автоклав закрывают, вакуумируют, иродувают водородом и вводят через кран снабл-:ения 8,68 г (0,045 моль) MoFg, 2,15 г (0,010 моль) SbF. и 20,0 г (1,0 моль) фтористого водорода. Доводят темиературу до 50°С и перемоии;вают смесь в течение 5 мин. Вводят в р-акниоиную зону 135 мл (1 моль) сырья (состав см. в нримере 1), что соответ .Ч .уег мольному соотношению yiMenotojio.i: фториды металлов, равиому 10: 1, создают водородом рабочее давление 7 атм и включают магнитную мешалку. Жидкую органическую фазу отбирают с помошью сифона в емкость, охлажденную сухим льдом. Пробы продукта отбирают через 20 и 30 мин. Составы продуктов, полученных в прнсутствии приготовленного каталнзатора, приведены в табл. 6
Таблица 6
Пример 7. Готовят катализатор состава, мол. %: 2,81 NbFs; 2,81 MoFg; 0,63 SbFs; 93,75 HP. Для этого помещают в автоклав 8,14 г (0,045 моль) NbFs, автоклав закрывают, вакуумируют, продувают водородом и вводят через кран снабжения 8,68 г (0,045 моль) MoFe, 2,15 г (0,010 моль) SbPs и 30,0 г (1,5 моль) HF. Доводят температуру до 50°С и переменгивают смесь в течение 5 мин.
Вводят в реакниониую зону 135 мл (1 моль) сырья (состав см. в примере 1), что соответствует мольному соотношению углеводород; фториды металлов, равному 10:1, создают водородом рабочее давление 7 атм и включают магнитную мешалк . Жидкую органическую фаз} отбирают с номощью сифона в емкость, охлажденную сухим льдом. Пробы продукта отбирают через 30 и 60 мин.
Составы продуктов, полученных в присутствии приготовленного катализатора, приведены в табл. 7.
Пример 8 (для сравнения). Готовят катализатор состава, мол. %: 4,55 TaFg, 4,55 MoFe и 90,9 HF. Для этого помещают в автоклав 13,8 г TaFs (0,05 моль), автоклав закрывают, вакуумируют, нродувают водородом и вводят через кран снабжения 10,5 г MoFe (0,05 моль) и 20,0 г (1,0 моль) фтористого водорода. Доводят температуру до 50°С и вводят в реакционную зону 135 мл (1,0 моль) сырья (состав см. в примере 1),
Таблица 7
что соответствует мольному соотношению углеводород: фториды металлов, равному 10 : 1. Создают водородом рабочее давление 7 атм и включают магнитную мешалку.
Жидкую органическую фазу отбирают с помощью сифона в емкость, охлажденную сухим льдом. Пробы продукта отбирают через 30 и 60 мин.
Составы полученных продуктов нриведены в табл. 8.
Таблица 8
Состав, полученных продуктов, вес. %
Сравнение показателей катализаторов, полученных по примерам 1-8, дано в
65 табл. 9. Таблица 9 Формула изобретения Катализатор для изомеризации алкаиов и циклоалканов, включающий шести810фтористый молибден в сочетании с фтористым водородом, отличающийся тем, что, с целью экономии дорогостоящего металла, катализатор доиолиительно содержит цятифтористый ниобий и пятифтористую сурьму при следующем соотнощении компонентов, мол. %: Пятифтористый ниобий1,8-7,5 Пятифтористая сурьма0,5-1,7 Шестифтористый молибден1,8-7,5 Фтористый водородОстальное Источники информации, иринятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3903196, кл. 260- 683.68, опублик. 1975. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке До 2333698-23-04, кл. В 01 J 23/16, 1976 (прототип).
