Способ приготовления ванадий-титанового катализатора для окисления о-ксилола во фталевый ангидрид Советский патент 1981 года по МПК B01J37/02 B01J23/22 

способом на непористый твердый носитель, например) погружая фарфоровые или стеклянные шарики в указанную массу и перемешивая для равномерного покрытия твердого носителя активной

массой. Продолжая нагревать, упаривают активную массу до воздушносухого состояния. Полученный катализатор прокаливают 1 ч при , 1 ч при и 1 ч при .

Применение катализатора, полученного по известной технологии, для парофазного окисления О -ксилола позволяет проводить процесс с селективностью по фталевому ангидриду, раной 114-116 ввс.%При производительности катализатора по фталевому ангндрйду 250-280 г/л катализатора в час .2 .

Однако в несколько сот часов работы такого катализатора (300-500 ч} наблюдается заметное снижение селективности процесса, появляются нежелательные примеси, в част:йостй фталйд, и наблюдается снижение температуры кристаллизации сырого фталевого ангидрида. Через полгода эксплуатации содержание фталйда в сыром фталевом ан-гидриде составляет 0,2-0,3% , а температура кристаллизации снижается с 1-30,8-131,0с до 130,0-130, . После года работы сод-ержание . повЫшается .до. 0,5% И температура кристаллизации .сырого .фталевого ангидрида падает до 129,7-129.,.

Цёль изобретения - получение катализатора с повышенной селективностью .и увеличение срока службы катализатора.

Указанная цель достигается способом пригофовле.ния ванадий-титаноBOf-o катализатора илиокисления Оксилола во фталевый ангидрид, включащим приготовление раствора активных :компонентов - соединений ванадий и промоторов - алюминия, вольфргииа, фосфора и редкоземельного элемента, внесение .в этот раствор двуокиси титана, нанесение массы на носитель и прокаливание полученного катализатора., при этом используют двуокись титана с размером частиц 0,4-1 мк, полученную катализаторную Macqy перёд нанесением ее йа носитель прока.ливают при 179-250 -0 и вновь измель4atot до размера частиц 0,4-1,0 мк.

Полученный предлага-емым способом катализатор дозволяет проводить окислём.ие в мягких условиях (360-385 0) максимальная температура в слое катализатора НЕ превышает 420°С, срок эффективной э.ксплуатации йатализатор.а при этом увеличгивйется до трех лет. Выход фталевого ангидрида составляет 114-116 вес.%- при про.изводитёльности катализатора по фталевому ангидриду 250-280 г/л катализатора в .час.

Получаемый сырой фталевый ангидрид содержит минимальное количество нежелательных примесей.

Содержание фталйда после одного года эксплуатации катализатора мень- ше 0,1%, температура кристаллизации составляет 130,5-130,. К концу третьего года эксплуатации содержание фталйда увеличивается до 0,30,4%, а температура кристаллизации равна 130,0-130, .

Предлагаемый способ состоит из

следующих стадий: приготовление раствора активных компонентов, пропитка полученным раствором деускиси титана, измельченной г коллоидной мельнице до размера частиц 0,4-1,0 мк, упаривание полученной массы и прокаливание ее при 170-250 С с последукнцим размельчением в коллоидной мельнице до размера частиц 0,40 1/0 мк и нанесение полученного мелкодисперсного ванадий-титанового промотированного катализатора на непористый носитель в присутствии ПАВ-диметилформамиАа, диэтилацетамида и др. В качестве носителя используют

фарфор, керамику в форме колец, сфер. Катализатор на носителе прокаливают при I70-25(f С.

Пример. Для прит отовления катализатора в 200 мл воды растворяют последовательно г: вдавелевая кислота 38,7; двузамещайный фосфат аммония 0,16 диспрозий азотнокислый пятит водный о,0048; вольфрамовый аИгидрид

0,196; алкаииний азотнокислый девятиводный 2,56; пятиокйсь ванадия 13,6. Растворение солей проводят при 7075°С.

Двуокись титана .(214 t), используемую для приготовления катализатора, аната-зной форкол, измельчают в коллоидной мельниц. до величины частиц 0,4-1,0 мк и пропитывают раствором активных компонентов. Йолученную е суспензию уяарив.ают и прокаливают при 170С.

Катализатор после прокалки измельчают в коллоидной мельнице до величины частиц О,.4-1,0 мк.

0 ...

Полученный таким образом мелкодисперсный ванадий-титановый промотировакный катализатор наносят одним из известных cnocobos на. непористый массивный носитель, погр.ужая 2000 г фарфоровых ша.ров в водную .суспензию вышеуказанного каталйз;атора и упаривая еб (для приготовления суспензии берут 136 г медкодисперсмой массы, 100 мл воды и .Зб мл диметилформ- ;

0 амида) Н-знесенйй на носитель проводят при 80-90°С. Катализатор на носителе доводят йо ВоэдуЫносухого состоянии и прокаливают f:pH 220°С. . Катализ.атор пмеет: следующий сос5 1тав: VjO,, 5,98 TiOg 93,4 AljOj 0,158 WO, 0,077 0,001 0,384 Носитель Остальное 1600 мл полученного катализатора загружают в реактор с контактной трубкой дис1метром 25-26 мм, длиной 3500 мм и активируют его 20 ч при , пропуская воздух с объемной скоростью 2000 ч После завериения активации катализатора температуру в р.еакторе снижают до 375-38р с и подают в реактор .ксилоло-воздушну смесь, состоящую из 376 г/ч О-коилола и 9,4 нм/ч воздуха. Яри этом улавливают 425 г/ч фталевого ангид рида, что соответствует выходу ФА на пропущенный О-ксилол 113 вес. при производительности катализатора по фталевому ангидриду 265 г/л катализатора в час. Полученный сырой фталевый ангвдцрид имеет температуру кристаллизации 130,. и содержит следы фталида. После года работы такого катализатора в условиях окис ления о-ксклола во фталевый ангидрид содержание фталида в сыром продукте составляет 0,1%, а температура кристаллизации снижается до 130, через два года содержание фталида 0,2-0,3%, темлерат:,ра кристаллизаци 130,, через три года содержание фталида 0,3-0,4%, температура крист лизации 130-130,. Приме р 2. Катализатор полу чают аналогично примеру 1. Для увеличения адгезии мелкодисперсного ка тализатора к носителю применяют диэтИлацетамиД СЗС мл. Температура прокаливания мелкодисперсного ванадий-титанового катализатора и катализатора на носителе 200 С. Катализатор активируют и испытывают в усл виях, аналогичных описанным в примере 1. Выход фталевого ангидрида составляет 116 вес.% на исходный о -ксилол при производительиости катализатора по фталевоМу ангидриду 270 г/л катализатора в час ГКэлучен ный сырой фталевый ангидрид имеет температуру кристаллизации 130,9 С и содержит основноб аещество & количестве 99,5 sec.% Фталид отсутствует. После года эксплуатации содержание фталида составляет 0,05-0,15%, температура кристаллизации 130,6-130,7 С после трех лет зксплуатации содержание фталида 0/2-0,3%; температура крист лизации 130,2-130,. Пример 3., Катализатор получают аналогично примеру 1, В активную массу катализатора вместо диспр зия азотнокислого вводят 0,0315 г эрбия .азотнокислого пятиводного. Температура прокаливания мелкодисперсного ванадий-титанового промотиррванного катализатора 250°С, катализатора на непористом носителе - . Катализатор активируют и испытывают в условиях, аналогичных описанным в примере 1. Выход фталевого ангидрида составляет 115 вес.% на исходный О-ксилол при производительности катализатора по фталевому ангидриду 250 г/л катализатора в час. Полученный сырой фталевый ангидрид имеет температуру кристаллизации 130,7 С и содержит следы фталида. После года эксплуатации содержание фталида составляет 0,1-0,15 %, температура кристаллизации 130,5-130,60, после трех лет зксплуатации содержание фталида 0,25-0,35%, а температура кристаллизации 130,1-130 2С. Преимущество до нного способа приготовления заключается в том, что полученный таким способом катализатор позволяет проводить окисление о-ксилола в более мягких условиях СЗбО385 с), максимальная температура в слое катализатора не превышает при 420°С, что увеличивает срок службы катализатора до трех лет. Получаемый сырой фталевый ангидрид содержит минимальное количество нежелателышх примесей, так содержание фталида в сьдзом продукте после одного года эксплуатации предлагаемого катализатора меньше 0,1%, при этом температура кристаллизации не ниже 130,5130,. После года работы катализатора, приготовленного известным способом, содержание фталида в сыром фталевом айгидриде повьаяается до 0,S% и температура кристаллизации падает до 129,7-129,, в то время как на катализаторе, полученном предлагаемшл способом, продукт такого качества получается только после трех лет эксплуатации катализатора. Формула изобретения Способ приготовления ванадий-тиta«OBoro катализатора для окисления О -ксилола во фталевый ангидрид, включающий приготовление раствора активных компонентов - соединений ванадия и пр.омоторов - гипомнния,. вольфрама, фосфора и редкозе мелЬного элемента, внесение в этот раствор двуокиси титана, упаривание полученной массы, нанесение ее на носитель и прокаливание полученного катализатора, отличаю.щ и и с я тем, что, с целью получения катализатора с повышенной селективностью и увеличения срока службы катализатора, используют двуокись титана с размером частиц 0,4-1,0 мк. а полученную катализаторную массу перед нанесением ее на носитель прокаливают при 170-250 С и вновь измельчают до размера частиц 0,41,0 мк. 8589148 Источники инфоцж ации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ « 1442590, кл. 12 11/00, опублик. 1968. 2. Патент ГДР 113888, кл. 12 о 14, опублик. 1975 (прототип).