Способ приготовления борофосфат-СОдЕРжАщЕгО КАТАлизАТОРА длягидРАТАции эТилЕНА Советский патент 1981 года по МПК B01J37/00 C07C29/04 

фатсодержащего катализатора для гидратации этилена путем взаимодействия ортоборной и ортофосфорной кислот в водной среде с кремнийсодержащим компонентом, в качестве которого используют предварительно прокаленной при температуре 170- 600°С шариковой силикагель, с последующим упариванием, сушкой при температуре 170-220 С и прокаливанием при температуре 300-800°С.

Катализатор, приготовленный по предлагаемому способу, обладает по сравнению с катализатором, полученным известным способом, повышенной активностью и стабильной механической прочностью. Так, активность катализатора согласно изобретению при продолжительности работы 100 ч, выраженная через съем спирта, составляет 238 г/л. кат. ч, а механическая прочность 125 кг/см. После 150 ч работы катализатор также проявляет высокую активность (съем спирта 220 г/л, кат. ч) и сохраняет механическую прочность (100 кг/см).

Согласно изобретению способ получения борофосфатсодержаш,егокатализатора

(БФСК) для гидратации этилена состоит в том, что смешивают эквимолекулярные количества ортофосфорной и ортоборной кислот, растворяют при 50-90°С в воде, а затем в раствор вводят предварительно прокаленный при 170-600°С шариковый силикагель. Полученную смесь с содержанием борофосфатного компонента 10-80% по отношению к силикагелю при синтезе нагревают до 50-80°С, высушивают навоздухе при 170-220°С и прокаливают при 300-800°С.

Пример 1. 212 г шарикового силикагелевого носителя высушивают при 170°С в течение 5 ч в «кипящем слое, создаваемом потоком сухого воздуха. 22,4 г ортофосфорной кислоты (концентрация 87,5%) и 12,4г ортоборной кислоты тщательно перемешивают и растворяют в 200 мл дистиллированной воды. Полученный раствор нагревают на водяной бане до 50°С. В горячий раствор борофосфорной кислоты вводят нагретый до 500°С силикагель, затем упаривают на водяной бане. Полученную влажную массу сушат 12 ч на воздухе при комнатной температуре, затем в течение 2 ч при 170°С, после чего прокаливают в течение 5 ч при 800°С. Получают 231,4 г борофосфатсодержащего катализатора, который имеет насыпной вес 0,43 г/см прочность(раздавливающаянагрузка) 140 кг/см, удельную поверхность 10 .

Пример 2. 212 г шарикового силикагелевого носителя предварительно прокаленного при 600°С, пропитывают раствором, содержащим аналогичное примеру 1 количество борофосфорной кислоты, нагретой до 70°С. Полученный раствор упаривают и сущат по способу примера 1. Процедуру

пропитки упаривания и сушки повторяют 3 раза . После этого катализатор прокаливают при 300°С в течение 7 ч. Насыпной вес 0,48 г/см, прочность 117 кг/см, удельная поверхность 11,5 .

Пример 3. 89,6 г и 49,6 г НдВОз тщательно перемешивают и растворяют в 200 мл дистиллированной воды. Полученный раствор нагревают на водяной бане до

90°С.

В раствор борофосфорной кислоты вводят 212 г предварительно нагретого до 90°С шарикового силикагеля. Полученную влажную массу сушат в течение 12 ч на воздухе,

затем 2 ч при 220°С и прокаливают 7 ч при 600°С. Получают 290,2 г борофосфатсодеджащего катализатора, имеющего насыпной вес 0,50 г/см, прочность 130 кг/см, удельную поверхность 171 .

Пример 4. Борофосфатсодержащий катализатор, приготовленный, по примеру 3, повторно пропитывают раствором, содержащим аналогичное примеру 3 количество борофосфорной кислоты. Последующая

температурная обработка катализатора аналогична описанной в примере 3.

Насыпной вес образца 0,55 г/см, прочность 125 кг/см, удельная поверхность 7,2 м2/г.

в ИК-спектрах колебаний кристаллического каркаса борофосфатсодержащих катализаторов (БФСК), описанных в примерах 1-4, наблюдались полосы (550- 650) см- и 940 см- приписанные соответственной колебаниям В-О-В и Р-О-Р связей в структуре ВР04.

Наряду с этим в спектре образцов БФСК присутствуют полосы, характерные для Р-О-Si связи (область 500-700 см-),

а также полосы 932 и 1400 см- характерные для В-О-Si связи. Таким образом, пропитка шарикового силикагеля (10-80 вес. %) борфосфатного катализатора приводит к взаимному модифицированию

структур борофосфата и силикагеля в результате образования В-О-Si и Р-О-Si связей.

Соединения, описанные в примерах 1-4, могут быть использованы в качестве катализаторов парофазной гидратации этилена в этанол, работающих в жестких условиях промышленного реактора.

Так, испытания на установке прямой гидратации этилена при температуре 275°С

давлении 70 атм, объемной скорости подачи этилена 2460 ч- мольном соотношении воды к этилену, равном 0,65, показали, что съем спирта к 150 ч работы катализатора, описанного в примере 4, составил 220 г/л.

кат. ч.

Формула изобретения

Способ приготовления борофосфатсодержащего катализатора для гидратации этилена путем взаимодействия ортоборной и

ортофосфорной кислот в водной среде с кремнийсодержащим компонентом с последующим упариванием, сушкой и прокаливанием, отличающийся тем, что, с целью приготовления катализатора с повышенной активностью и стабильной механической прочностью, в качестве кремнийсодержащего компонента используют предварительно прокаленный при 170-600°С ша-, риковый силикагель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Великобритании № 856332, кл. I (2) Е, опублик. 1960.

2.Патент Франции № 1.344.333, кл. В О и, опублик. 1963.

3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2703743/23-04 кл. В 01 J 37/00,

1978 (прототип).