Способ приготовления катализатора на основе карбонилов кобальта Советский патент 1983 года по МПК B01J37/00 B01J31/20 C01G51/02 

(5) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА НА ОСНОВЕ КАРБОНИЛОВ КОБАЛЬТА

Изобретение относится к способам приготовления катализатора на основе карбонилов кобальта. .Известен способ приготовления катализатора на основе ка| бонилов кобальта путем обработки карбоната кобальта в органическом растворителе (петролейном или диизопропиловом эфире) синтез-газом при температуревыше , давлении 2 0-250 кгс/см в течение 2-3 ч. Выход карбонилов кобальта до 80% tO . Известен также способ приготовления катализатора на основе карбонило кобальта путем обработки кобальта , суспендированной в бензоле, смесью окиси углерода и водорода при давлении 200 кгс/см и температуре 110°С в присутствии добавок пиридина и предварительно полученного С02(СС) . Недостатком способа является необходимость введения в систему пиридина , который образует с карбонилами комплексы, трудноотделимые от него, что требует применения специальных приемов очистки от пиридина. Наиболее близким к предложенному является способ приготовления катализатора на основе карбонилов кобальта путем восстановления карбоната кобальта при 00°С и обработки образовавшегося металла синтез-газом в органическом растворителе при 130ISS C и давлении 100 кгс/см Гз Выход карбонилов кобальта составляет 58-78%, а время карбонилообразования составляет 3-8 ч. Недостатком этого спосрба является невысокий выход карбонилов кобальта, а также высокие температуры восстановления. Целью изобретения является повышение выхода карбонилов koбaльтa и упрощение способа. Это достигается:тем, что по предложенному способу приготовления катаЛййгатора на основе карбонилов кобальта, обработку водородом осуществляют при ЗО-ЗБО С и давлении 110 кгс/см. Обработка синтез-газом может быть проведена в органическом растворителе при повышенной температуре и давлении, предпочтительно при 130-190 С и давлении 200-300 кгс/см.

Способ осуществляют следующим образом. Исходное нерастворимое в органическом растворителе соединение кобальта, например окись-закись кобальта, окись кобальта, металлический . кобальт., основной карбонат кобальта или другие соединения, обрабатывают в специальном аппарате водородом при температуре 80г350 С и давлении 110 кгс/см в течение 0,5-5 ч во взвешенном слое. Обработанный катализатор смывают органическим растворителем и суспензию катализатора направляют в карбонилообразователь. Сюда же подают синтез-газ. Соотнсяаение СО:Н в синтез-газе от 1-2 до :1

Параметры карбонилообразования: температура 130-190°С, давление 200300 кгс/см, время карбонилообразования 10-70 мин. Концентрация кобальтового катализатора 0,2-2,0 мас. (считая на Со). Выход карбонилоа кобальта количественный. Раствор карбонилов кобальта охлаждают до 20-30С и дросселируют от избыточных газов или направляют в реактор карбонилирования непредельных соединений без каких-либо дополнительных промежуточных обработок.

В качестве органического растворителя применимы практически все используемые в оксопроцессах растворители - спирты, алифатические и ароматические парафины, исходные олефины, ацетали, простые и сложные эфиры, кубовые продукты от дистилляции целевых оксопродуктов, отдельные фракции пдбочных продуктов реакции карбонилирования непредельных соединений.

Описанный способ позволяет получать карбонилы кобальта с выходом более, 99% при более высокой скорости карбонилообразования.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами. ;

Пример 1.В реактор емкостью 0,1 л, нагретый до . загружают 13,6 г (10 г Со) окиси кобальта и подают снизу при давлении 5 кгс/см 2 л водородя. Обработку водородом ведут в течение 3 ч. Активированный

катализатор смывают 500 г толуола и суспензию кобальтового катализатора в толуоле подают в реактор карбонилообразования емкостью 0,5 л.

В карбонилообразрвателе при температуре .150 С, давлении синтез-газа 250 кгс/см (COiHj :) в течение (5 мин происходит образование карбонилов кобальта. Получают 530 г раствора, содержащего 30 г карбонилов кобальта (или 10 г, считая на кЪбаль Выход карбонилов кобальта - количественный. Непрореагировавшей окиси кобальта нет.

Раствор карбонилов кобальта испытывают в. реакции гидрс ормилйровани пропилена. В реактор емкостью 0,5 л подают 530 г раствора, содержащего 1,0 г карбонилов кобальта (считая на кобальт), г толуола иЧОО г пропилена. При температуре , давлении синтез-газа () 250 кгс/ /см реакция протекает за АО мин. Получают 1197,5 г катализатора, содержащего 20,0 г пропилена, 1,0 г карбонилов кобальта (считая на кобальт) , 597 г толуола, 537,0 г масляных альдегидов и бутиловых спиртов, 40,5 г побочных продуктов.

Превращение пропилена составляет 95. выход целевых продуктов Э3% от теории на превращенный пропилен.

П р и м е р 2. Аналогичен примеру 1, однако обработке водородом подвергают 13,9 г окиси кобальта СоО (10,0 г Со) при и давлении водорода 10 кгс/см в течение 2 ч. Активированный кат лизатор смывают 680 г пентан-гексановой фракцией и суспензию обрабатывают в карбонилообразователе при 300 кгс/см и температуре в течение 60 мин. Получают 709,5 кг раствора карбонилов кобальта, содержащего 9,93 г карбонилов кобальта (считая на кобальт). Выход карбонилов кобальта 99,3 от теории.

Полученный раствор испытывают в реакции гидроформилиррвания пропилен Результаты по скорости гидроформилирования и выходу целевых продуктов синтеза близки к результатам примера 1 .

П р и м е р 3- Аналогичен примеру 1, однако обработке водородом подвергают 10,0 г металлического кобальта при и давлении водорода 1 кгс/см. Активи)эованный катализа