Катализатор для гидрирования синтетических жирных кислот в спирты Советский патент 1982 года по МПК B01J27/43 B01J23/02 C07C29/136 

Изобретение относится к катализаторам получения высших спиртов гидрированием синтетических жирных кис лот. Известен катализатор гидрирования кислот фракции С, в спирты, представляющий собой смесь окиси меди и окиси хрома в соотношении 5-7: В присутствии этого катализатора конверсия кислот составляет 9 весД Это достигается при давлении 300 кг/см температуре 2 0-300 С и скорости подачи сырья 0,13-0,16 ч Однако срок службы этого катализатора не превышает 1850 г. Известен также катализатор для гидрирования синтетических жирных кислот в спирты следукхчего состава, вес.%: СиО 80-85, СгО 10.-15 и ВаО 5 2. Хотя катализатор проявляет доста точно высокую активность, через 250 ч работы она резко уменьшается И степень превращения жирных кислот в спирты составляет всего 20. Наиболее близким к предлагаембму по технической сущности и достигаемому эффекту является катализатор для гидрирования синтетических иирных кислот в спирты на основе кобальт- и ренийсодержащих компонентов,, в качестве которых катализатор содержит чистые металлы кобальта и рений, на окиси алюминия при следуюliteM содержании компонентов, вес.И: кобальт 20, рений 0,0.-0,7б, окись алюминия - остальное 31. Однако известный катализатор обладает недостаточно высокими активностью и селективностью. Так, например, при гидрировании янтарной кислоты наиболее высокая степень превращения 90% достигается при давлении 300 кг/м при , а выход спирта составляет только 61. 3 иель изобретения - повышение ак тивности и селективности катализатора. Указанная цель достигается тем что катализатор для гидрирования с тетических жирных кислот в спирты на основе кобальт- и ренийсодержащих компонентов на окиси алюминия в качестве последних содержит суль :фиды кобельда кобальта и рения, и дополнительно - окись магния на окиси алюминия при следующем содер жании компонентов, вес,%: сульфид кобальта 10,6-12,3, сульфид рения ,5-12,7, окись магния ,7-5,8, окись алюминия - остальное. Преимущество предлагаемого ката лизатора заключается в более высок его активности и селективности при гидрировании синтетических жирных кислот в спирты. Например, для ги рирования янтарной кислоты для дос 92%-ной степени превращения в течение 4 ч при 250 С достаточно давления 250 атм, тогда как для гидрирования на известном катализаторе необходимо 300 атм, выход же спирта возрастает до 7б% (против б15о) . Предлагаемый катализатор отличается высокой стабильностью, его активность сохраняется постоянной на протяжении 000 ч эксплуатации. Пример. Для получения 1 кг катализатора при комнатной температуре смешивают 520 г Co{HQ 2(2 13 г Мд(М05),2;6Н,Ои 1250 г А1(ОН) с добавлением воды до кашицеобразного состояния. Полученную массу сушат при и затем прокаливают постепенным повышением температуры до 300°С (до прекращения выделения газообразных продуктов разложения солей при этой температуре). Далее массу измельчают, отбирают фракцию менее 0,6 мм, добавляют 3 вес. графита и таблетируют. Полученные таблетки прокаливают 1-1,5 ч при 700°С. Прокаленные таблетки пропитывают водным раствором переката аммония, содержа1чим 50,t г NHдRe04.и сушат при 100-120 С. После этого осерняют сероводородом при 250 С до его проскока, и не прекращая ток сероводорода, охлаждают до обычной температуры. Получают катализатор следующего состава, вес.%: CoS 12,31; ,, MgO 5,8; А 120,77.35. Для приготовления катализаторов с различным содержанием компонентов используется способ, аналогичный описанному в примере, только используется соответствующее количество исходных веществ. В табл.1 представлена зависимость состава катализатора от количества исходных веществ. Предлагаемые катализаторы были испытаны как в автоклаве в реакции гидрирования индивидуальных карбоновых кислот и их фракций, так и на проточной установке высокого давления. Гидрирование в автоклаве. В автоклав емкостью 250 мл загружают 100 г кислоты и катализатор состава вес.%: CoS 12,31; ReS2,5, Al20g77,35, MgO 5,8 в коли-.зстве 10 вес.% кислоты, предварительно восстановленный водородом при . Продолжительность гидрирования 4 ч. В этих же условиях испытывались известные катализаторы| 2 и 3. Полученные результаты представлены в табл.2. Полученные данные показывают более высокую активность и селективность предлагаемого катализатора по сравнению с известными. Так, например, на предложенном катализаторе степень превращения янтарной кислоты, равная 92 вес.5, достигается при давлении 250 кг/см, в то время как на известном з 90 вес.% превращение достигается при ,:: ии 300 кг/см. Разница в активности предлагаемого и известных катализаторов при гидрировании масля,--, и малеиновой кислот проявляется ;ще больше. Так,степень превращен:/ ; масляной кислоты на предложенном катализаторе почти в 3 раза дыша,чем Ег присутствии известного ГЗ j (1 и 2k вес. соответственно). Селективность предложенного катализатора также выше. Гидрирование на проточной установке высокого давления. В реактор объемом 1,0 л загружают 0,8 л катализатора по примерам 1-4 (табл.З) и активируют его водородом с постепенным повышением тем- J пературы до , давлении 250 кг/сми скорости подачи сырья 100-105 мл/ч В качестве сырья используют жирные кислоты фракции . Образцы гидрогенизата отфильтровывают через воронки горячего фильтрования и анализируют по ГОСТу 13937-68 на спирты

Сравнительные данные по активности катализаторов приведены в табл.З.

Из таблицы видно, что предлагаемый катализатор при одинаковых условиях испытания позволяет повысить превращение кислот по сравнению с известным катализатором на 10-25весД при этом выход спиртов возрастает

на 12-18 вес.%. Кроме того, предлагаемый катализатор является кислотоустойчивым по сравнению с известным и в связи С этим проявляет стабильную активность, которая после tOOO ч находится на уровне первоначальной. Содержание углеводородов при этом не превышает 2,,5. , Если активность известного катализатора с течением времени начинае снижаться и после 250 ч работы степень превращения кислот достигает 20,0 весЛ (табл.2), то активность поедлагаемых катализаторов после 4240 ч не ниже 90 вес.%, т.е. они проявляют высокую стабильную активность.

520,00 413,00 1250,00 ,24 ,1б 1171,87

3,1Ь 1312,50 5,72 ,16 1296,87

470, 344,16 1281,25

378,583 1242,187

Известный з1

Янтарная Re;Co 0,038

Известный 2 Cu;Cr l/6 250

50,4 12,31 4,54 5,80 77.35 144.0 11,49 12,75 ,73 71,03

1-4,411,84 1,31 4,8881,97

3,210,61 3,91 4,8580,62

50,411,17 4,55 4,8479,45

72,011,68 6,57 5,3076,55

Таблица 2

61

90

300

38

61

250 Формула изобретения Катализатор для гидрирования синтетических жирных кислот в спирты на основе кобальт- и ренийсодержащих компонентов на окиси алюминия, о тличающийся тем, что, с целью повышения активности и селективности катализатора, в качестве кобальт- и ренийсодержащих компонентов он содержит сульфиды кобальта и рения и дополнительно - окись ма ния при следующем содержании компонентов, весо%: сульфид кобальта 10,6-12,3, сульфид рения t,5-12,7, окись магния ,7-5,8, окись алюминия остальное. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. В 01 J 23/8, 2.Авторское свидетельство СССР № 396122, кл. 8 01 J 23/72, 3.Патент Японии N , кл. 2(2)-64(186),6(1)-5 (228), опублик. (прототип).