Катализатор для окисления тетралина Советский патент 1982 года по МПК B01J23/75 B01J21/08 B01J31/22 

(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ТЕТРАЛИНА

I

Изо етение относится к катализаторам и может быть использовано для по лучения высокоактивных катализаторов окисления углеводородов, в частности тетрапина.

Известен катализатор для окисления тетралина, представляющий собой комплекс полиазополиарен, содержащий хлорид меди С) в количестве от O.OOl до 0,5 вес.% l.

В оптимальных условиях выход гищроперекисй тетралнна достигает 28-35% аа 1-2 ч окисления. Наряду с гидроперекисью, в значительных количествах образуется кетон (тетралон) и спирт (тетралон-1).

Недостатком его является малая селективность (образуется смесь трех продуктов, разделение которых представляет собой трудную технологическую задачу).

Известен также катализатор для окисления тетралина, представляющий собой комплекс кобальта с полимерным сорбентом, являкшшмся сополимером эфснров винилфосфоновой кислоты с акриловой кислотой, сшитых с метш1ендиакрш1амидомГ23,

И естен катализатор, представляющий собой комплекс CoCla с полиуретаном, о&1ей формулы: 0-(СН2 i-NH-CO л , где VI 4-8 3.

Схэдержание,кобальта в комплексе составляет 29,8%,Этот комплекс используют в качестве катализатора жидкофазного окисления тет10ралина.

Недостатком его является невозможность получения гидрсялерекиси тетралина при жидкофазном окислении тетралина в его присутствии (целевыми продуктами

15 реакции являются спирт и кетон).

Наиболее близким к изобретению является катализатор для окисления тетр&лина, содержащий хлорид 1Ео5альта на носителе-кремнеземе 4

20

Недостатками этого катализатора являются невысокая его активность 0,561СГ моль/л,мин.ион металла, а также недостаточная устойчивость из-за быст|.|0го смывания нанесенного соединения в раствор вследствие слабого адсорбционного взаимодействия с поверхностью носителя. Так, при температуре реакции , времени реакции - 90 мин, объеме тетралина 5 мл (реакхгаю проводят без растворителя) происходит смывание частивхлорида кобальта и снижение активности катализатора при вторичном использовании на дЗ%. Цель изо6рете1шя - повышение активности и згстойчивости катализатора. Цель достигается тем, что катализатор содержит 0,9-1,0 вес.% соединение кобальта в качестве которого взят ацети лацетонатокобальтхпорид« и нооггель-крем незем - остальное. Катализатор получают нагреванием сме си, содержащей кремнезем и хлорйропилтрихлорсилан в количестве 1220 мас.% с последующей обработкой полученного материала ацетипадетонатом нат рия и спиртовым раствором хлорида кобальта. При взаимодействии -хлорпропилтрихлорсилана с кремнеземом с последующей обработкой полученного материала ацетилацетонатом натрия и раствором хлорида кобальта образуется химически связанный с поверхностью носителя комплекс коб&льта - ацетилацетонатокобальтхлорид. Состав кокшлекса доказан совпадением количества привитьтх к поверхности носителя ацетилацетонатных rpjran с количес-р вом нанесенного хлорида кобальта, а также данными УФ-спектрсэв. Пример. Синтез катализатора. К 1О г кремнезема марки Силохром С-120 приливают раствор 1,2 мл Jхлорпропилтрихлорсилана в 25 мл толуола. Полученную суспензию перемешивают в течение 15 мин и вьщерживают в сушильном шкафу в течение 10 ч при . К полученному материалу прибавляют смесь 1,15 т натрия и 5,5 мл апетила1}етона в 50 мл спирта и полученнзгк) суспензию кипятят с офатным холодильником в течение 2 О ч. Полученный материал промьшаюг спиртом и сушат при lOO® К 10 г модифицированного такш офааом кремнезема прибавляют раствор 2 г хлорида кобальта в 50 мл спирта и смесь встряхивают в течение 2 ч, катализатор отфильтровывают и промывают в аппарате Сокслета спиртом в течение 24 ч. Содержание нанесенного комплекса кобальта - ацетилапетонатокобальтхлорида в катализаторе - 0,9 вес.%. П р И м е р 2. Синтез катализатора. В условиях примера 1 берут 2 мл хлорпропилтрихлорсилана. Содержание ацетилацетонатокобальталорида в катализаторе - 1,О вес.% . П р и м е р 3. Изучение активности катализатора в окислении тетралина. Окисление тетралина проводят в статической системе, представлгяющей из себя двухкамерный реактор типа Утка, закрепленный на & гстроходной качалке, в интервале температур 6О-9Ос. Реакцию осуществляют в среде тетралина без растворителя. Объем реакционной смеси5 мл, концентрация катализатора - 65 г/л. Для катализатора содержащего 0,9 вес.% нанесенного комплекса кобальта, начальная скорость-поглощения кислорода составляет liS мл/мин, что соответствует атомной каталитической актив- ности, равной 4,3 моль/л.мин.ион. Для катализатора, содержащего 1, 1,О вес.% нанесенного комплекса кобальта, начальная скорость поглощения кислорода составляет 2,0 мл/мин, что соответствует атомной каталитической активности, равной 4,310 моль/л.мин. ион. П р и м е р 4. Изучение устойчивости катализатора. В условиях примера 3 проводят окисление тетралина в течение ЗО-90 мин, после чего катализатор отфильтровывают, промьшают- спиртом, сушат и вторично используют для окисления тетралина в аналогичных, условиях. В этом случае активность катализаторов, содержащих 0,9 и 1,О вес.% нанесенного ацетилацетонатокобальтхлорида, остается неизменной. После проведения окисления в течение 2 ч и более активность обоих катализаторов при повторном использовании снижается на 2О%. Таким офазом, катализатор обладает выходными каталитическими свойствами в реакции окисления тетралина. Вследст .вие высркой дисперсности катализатора абсолютная каталитическая активность достигает 4,3 Ю моль/Л.МНН.ИОН по сравнению с 0,56« Ю- моль/л.мин.ион у прототипа. Изучение химической устойчивости катализатора показало, что активность катализатора при повторном использовании по сравнению с первоначальной практически не изменяется (при продо1ьжительности опыта ЗО мин)шт уменьшается на 20% (при продолжительности опыта 90 мин) В аналогичных условиях ак5QlOl

тивность катализатора хлорид кобальта на кремнеземе при повторном использовании снижается на 83%.

Формула изобретения

Катализатор для окисления тетралина,; содержащий, соединение кобальта и носи тель-кремнезем, отличающийся о тем, что, с цепью повышения активности и устойчивости катализатора, в качестве соединения кобальта он содержит ацетилацетонатокобальтхлорид при следующем содержании компонентов, вес.%: -15 Адетилацетонатокобальтхлорид О,,О Кремнезем Остальное

Источники информашш, принятые во внимание при экспертизе

ее6

кл. В 01 i 37/QO, В 01 J 23/74, В 01 J 31/06, 1978.

4.Камнева А. И. и др. Жидкофазное окисление тетралина в присутствии гетерогенных катализаторов. Нефтехимия, 1975, № 3, с. 403 (прототип).