Способ получения рениевого катализатора для гидрирования янтарной кислоты Советский патент 1982 года по МПК B01J37/16 B01J23/36 C07C29/136 

Изобретение относится химнческому способу получения рениевых катализаторов и может быть использовано для гидрирования янтарной кислоты .

Известен спрсоб получения рениевой черни (гидратированного диоксида рения) восстановлением борогидридом натрия семиокиси рения или тетрагидропиранового комплекса семиокиси рения tl.

Недостатком этого способа является применение органики, повьнаающей токсичность окружающей среды, и получение компактного осадка, имеющего низкую удельную поверхность.

Известен т.акже способ получения рениевой черни восстановлением перренатов металлическим цинком в среде соляной кислоты 12 3.

Недостатками такого способа являются выпадение гидратированного диоксида рения в коллоидном виде, коагуляция двуокиси в течение двух суток и медленная фильтрация продукта с большими потерями на фильтре.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому :эффекту к изобретению является способ получения рениевого катализатора для гидрирЬвания янтарной кислоты путем восстановления -растворенного перрената натрия в водном растворе неорганической хлорсодержащей кислоты, в качестве которой используют хлористоводородную кислоту, неорганическим восстановителем - тетраборгидридом натрия з.

.При этом концентрация хлористо10водородной кислоты в растворе составляет 0,1-1,0 моль/л.

Известныйспособ обладает следующими недостатками.

Полученный мелкодисперсный осадок

15 частично теряется на фильтре. Способ имеет низкую произ-водительность ввиду образования рения (УП) с соляной кислотой трудновосстанавливаемых комплексов - 2,3 г/ч из литра раст20вора.

Несмотря на мелкодисперсность полученный по иэвестно лу способу катализатор имеет низкую удельную поверхность (0,1-0,3 м /г), что.являет25ся причиной его невысокой условной активно.сти и причиной большого расхода, либо длительности процесса.

Так, в реакции гидрирования янтарной кислоты при 150°С (давление

30 водорода 160 атмТ 100%-ный выход продукта получен при использовании 1 г диоксида рения на 1 моль вещес ва за 10 ч. Цель изобретения - увеличение производительности способа и получ ние катализатора с высокоразвитой поверхностью и повьашенной активнос тью., поставленная цель достигается тем, что согласно способу получени рениев.ого катализатора для гидриро вания янтарной кислоты путем добав ления к раствору перрената натрия в водном растворе неорганической кислоты, в качестве которой исполь зуют хлорную кислоту, роданида нат рия при следующем соотношении компонентов, г/л: Перренат натрия 50-150 Хлорная кислота . 200-600 Роданид натрия 50-120 Последующее восстановление полу ченного раствора ведут неорганическим восстановителем, в качестве которого используют металлический маг НИИ, в присутствии активированного угля. Отличительными признаками изобре тения являются использование в каче стве хлорсодержащей кислоты хлорной кислоты, а в качестве неорганическо го восстановителя - металлического магния, добавление перед восстановлением к раствору перрената натрия в хлорной кислоте роданида натрия при вышеуказанном состоянии компонентов J проведение процесса восста новления в присутствии активированного угля. Преимуществом предлагаемого способа являются увеличение производительности способа, получение высоко развитой поверхности катализатора и повышение его активности. Производительность способа по изобретению составляет 60 г/ч из литра раствора, что в 26 раз превышает производительность известного способа. .За счет использования активирова ного угля удельная поверхность катализатора возрастает до 435530 , а каталитическая активность не менее 3,3 раза. Так, при Гидрировании янтарной кислоты использование 1 г катализатора с соде жанием активной фазы 5% дало количественный выход этилового спирта 10-0% при уменьшении диоксида рения в 200 раз, чем при использовании ка тализатора по известному способу. Высокая активность катализатора обусловлена использованием вышеуказанных операций, в результате котор вначале образуется соответствующий .комплекс из перрената натрия, х лорной кислоты и роданида натрия, кото рый при восстановлении металлическим магнием в присутствии активированного угля распадается с образованием диоксида рения. В результате образуется катализатор, содержащий диоксид рения (ReO,2ЗНд О) 2-40 вес.%, осажденный на активированный уголь. Выбор хлорной кислоты как среды протекания реакции, сдела ввиду того, что она образует с рением (УП) комплексы менее устойчивые, чем с серной и соляной кислотами. Эти комплексы быстрее реагируют с ионами, роданида и восстанавливаются.в более мягких условиях (без нагрева и при нормальном давлении). Получение катализатора осуществляется растворением перрената натрия {50-150 г/л) в хлорнбй кислоте (2- . 6 моль/л или 200-гбОО г/л) , яатем вводится роданид натрия (50-100. г/л) и активированный уголь. После 1520 мин перемешивания в объем вводят порционно металлический магний и реакция восстановления комплексных соединений рения (УП) идет до прекращения вьщеления пузырьков газа. Затем Массу отфильтровьшают и в зависимости от среды применения катализатора решают вопрос о промывке его водой. Целесообразно работать со свежеосажденным на уголь диоксидом рения, так как катализатор насыщен водородом.. Пример. Берут 35 мл 2,8 моль/л хлорной кислоты, вводят в нее 2,5 г перрената натрия, перемешивают раствор, затем вводят 2,5 г роданида натрия, перемешивают до растворения и доводят объем раствора до 50 мл хлорной кислотой. Затем всыпают в объем 5 г активированного угля,, перемешивают 15 мин и порционно всыпают 0,05 г металлического магния. Реакционную смесь перемешивают до прекращения выделения пузырьков газа. Затем уголь отфильтровывают, промывгиот водой до отсутствия в ней (по индикаторной бумаге) кислоты и высушивают в случае необходимости хранения при температуре не выше 40. Хранят в эксикаторе. Получс1ЮТ катализатор, вес.%: ReO, - 20, активированный уголь - 80. Изменением соотношения исходных компонентов можно получить катализаторы с различным содержанием активной фазы на активированном угле. Реакцию осуществляют по способу, представленному примером, в объеме 50 мл с использованием 5 г активированного угля. Б таблице имеем соотношение исходных компонентов для приготовления рёниевого катализатора и характеристику способа.