Способ пассивации скелетного никелевого катализатора Советский патент 1981 года по МПК B01J25/02 C07B1/00 

I

Изобретение относится к пассивации никелевых скелетных катализаторов и может быть использовано в нефтяной, нефтехимической, пищевой промышленности и промышленности органического синтеза.

Известен способ пассивации никелевого скелетного катализатора с применением воздуха как окислителя, в котором для удаления из катализатора остатков злектроотрицательных компонентов сплава (А, Zn, Mg) водная суспензия катализатора обрабатывается винной или этилендиаминтетрауксусной кислотами, служащими комплексообразо- , нагелями электроотрицательных металлов. Комплексообразователи вводятся в количестве, обеспечивающем рН суспензии равным 6-7. После этого катализатор промывают дистиллированной BO-JQ дои с температурой 90-100 С, сушат предварительно в инертной атмосфере с последующим самопроизвольным окислением воздухом,которое может дпиться часами и

сутками . Недостатки метода - дли тельность, высокий расход горячей дистиллированной воды, использован относительно дорогих винной и этилеи-. диаминтетрауксусной кислоты.

Наиболее близким аналогичньм решением по технической сущности и достигаемому эффекту является способ пассивации никелевого скелетного катализатора путем обработки водной суспензии катализатора воздухом, кислородом или перекисью водорода в 5 н КОН до установления определенного потенциала катализатора, а именно, не менее 0,8 В.

В качестве измерительного электрода используют платинированную платиновую проволоку, опущенную в суспензию катализатора. Электродом сравнения служит окиснортутный электрод в 5 н КОН при 90° и давлении 0,85 атм 2.

Недостаток известного способа невозможность устранения пирофорности никелевых скелетных катализаторов в щелочных растворах, применяя в качест ве окислителя воздух. При длительном барботировании (4 ч воздуха через суспензию катализатора в 5 н КОН потенциал катализатора прак тически остается постоянным и составляет 0,7 В. Катализатор сохраняет пирофорность и загорается на воздухе. Цель изобретения - повышение надеж ности способа пассивации никелевого скелетного катализатора. Поставленная цель достигается тем, что никелевый скелетный катализатор пассивируют путем обработки водной суспензии катализатора воздухом в нейтральной или слабокислой среде при рН 5-7 до установления потенциала на 0,50-0,55 В положительнее исходного, значения. Предлагаемый способ полностью устраняет пиртэфорность Измерение потенциала скелетного никеля позволяет точ но зафиксировать момент отсутствия во дорода в катализаторе. Потенциал измеряют, используя платиновую проволоку, опущенную в суспензию катализатора, как измерительный электрод и насы щенный каломельный электрод, как элек трод сравнения. Способ осуществляют следующим обра зом. Навески катализатора С1-2 г) тщательно отмывают до нейтральной реакции до достижения потенциала катализатора 0,65-0,66 В. Большие партии катализаторов (50. г - 10 кг) после промывки водой, дополнительно нейтрализуют минеральными кислотами в водной суспензии До рН раствора 5-7 до достижений потенциала катализатора 0,54-0,60 В по насыщенному каломельно му электроду. После этого при непрерывном перемешивании через суспензию катализатора барботируют воздух до те пор, пока потенциал катализатора не изменится на 0,50-0,55 В. Способ проверялся как в наиболее жестких услови ях при цредварительйом насыщении катализатора водородом до установления обратимого водородного потенциала, та и с использованием катализаторов посл проведения реакции гидрирования. Про(Верка катализатора на пирофорность проводилась по взаимодействию с кислородом и отсутствию изменения, температуры в системе. Пример 1. 1 г никелевого скелетного катализатора с добавками Сг (3%) и Ti .(3%) тщательно отмывают водой до Нейтральной реакции промывных вод , в 30 мл воды, переносят в каталитическую утку и насыщают водородом до установления потенциала 0,65 0,66 В (нейтральная среда, рН-7). После этого при встряхивании .через утку непрерывно барботируют воздух с одновременным измерением потенциала катализатора. Взаимодействие кислорода воздуха с водородом катализатора вначале мало влияет на величину потенциала катализатора (до 25 мин, пока убыль водорода на поверхности при взаимодействии c воздухом восполняется выходом на поверхность растворенного в катализаторе водорода. Как только запас растворенного водорода исчерпан, потенциал быстро смещается ,в анодном направлении и достигаетпостоянного значения 0,1 В, отвечающего непирофорному катализатору. Общее смещение потенциала катализатора составляет 0,55-0,56 В, время пассивации 80 мин. При барботировании кислорода через суспензию катализатора температура системыне изменялась. .При высушивании катализатора на вордухе он не загорался. Пример 2.1 г никелевого скелетного катализатора использовали в реакции гидрирования о-нитрофенола в метиловом спирте при 60 . После окончания реакции спирт вытесняют ий утки азотом, приливают .30 мл воды и без отмывки катализатора от продукта реакции ( о-аминофенола) при встряхивании барботирутот через утку воздух с одновременным измерением потенциала катализатора. Исходное значение потенциала катализатора составляет 0,66 В, что соответствуют рН системы, равному 7. Наличие ,в- суспензии катализатора продукта реакции несколько увеличивает время первой стадии процесса - медленного изменения потенциала (до 40 мин). Конечное достигаемое значение потенциала составляет 0,1 В. Суммарное йзменение потенциала катализатора составляет 0,56 В. Время пассивации 80 мин. Катализатор непирофорен. Пример 3. 50 г никелевог о скелетного катализатора с добавками Сг (3%) и Tl (3%) после выщелачивания промыва.ют 50 л дистиллированной ; воды. После промывки катализатор переносят водой в реактор, снабженный устройством для измерения потенциала катализатора, и насыщают водородом. 5;8 При насыщении катализатора BOflopofloST устанавливался потенциал водной суспензии, равной 0,75 В, что отвечает щелочной среде () . Для крупных партий катализаторов отмывка водой не приводит к полному удалению щелочи и необходимо подкисление .суспензий минеральными кислотами. Суспензию катализатора в реакторе подкисляют 1 и раствором серной кислот| 1 при перемешивании до установления потенциала 0,55 В отвечающему рН л/5 (никель начинает растворяться при рН 4). При потенциале 0,55 В по насыщенному каломельному электроду через реактор при встряхиваНИИ непрерывно барботируют воздух до установления потенциала 0,1В. Время первой стадии процесса (медленного изменения потенциала 100 мин Общее смещение потенциала 0,45 В, Bpeмя пассивации 240 мин. Катализатор непирофорен. Высушенный катализатор хра.нится 1,5 ме.сяца на воздухе без возгоралия.. Формула изобретения Способ пассивации скелетного никелевого катализатора для гидрироваю я органических соединений путем рбраОотки водной суспензии катализатора воздухом до установления определенного потенциала катализатора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности способа, обработку водной суспензии катализатора возду хом ведут в нейтральной или слабокислой среде при рН 5-7 до потенциала на 0,50-0,55 В положительнее исходно-, го значения. Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе , 1 .патент ЧССР №,115599, кл. 12 g 4/01, опублик. 1965. 2. Патент ЧССР № 124733, кл. 12 g 4/01, опублик. 1967 (прототип) ..