1026827 - Катализатор для окисления акролеина

Катализатор для окисления акролеина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ АКРОЛЕИНА, содержащий активную часть, включающую окисные соединения молибдена , ванадия и фосфора, и носитель двуокись кремния, отличающийся тем. что, с целью повыщения активности катализатора, активная часть катализатора дополнительно содержит окисные соединения бериллия или марганца и состав ее соответствует эмпирической формуле MOaVfcPc АеОк , где А - бериллий или марганец, ю; а Ъ с е ч 0,5-4,0; о, 05-1,о; 0,01-0,5; количество атомов кислорода,, соответствующее числу и валентности входящих элементов , при следукнцем содержании компонентов ,§ вес.%: Активная часть 41,3-46,0 указанного состава НосительОстальное

ÄÄS0ÄÄ1 026827 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (50 В 01 J 23/16, С 07 С 57/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИИ (!

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3000462/23-04 (22) 04.11.80 (46) 07.07.83. Бюл. Ф 25 (72) В.М,Белоусов, Н.Д.Коновалова, О.Л.Василенко, Н.П.Лазарева,Л.С.Луйксаар, Э.В.Рожкова, В.И.Симонцев, К.М.Холявенко и Э.И.Яременко (53) 66,097.3 (088,8) (56) 1. Патент CfllA 9 3959182, кл. 260-530, опублик. 1976.

2. Патент США Р 3530175, кл. 260-530, опублик. 1970.

3. Патент Японии М 22457, кл. С 07 С 57/04, опублик. 1971 (прототип) . (54) (57) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ

АКРОЛЕИНА, содержащий активную часть, включающую окисные соединения молибдена, ванадия и фосфора, и носитель двуокись кремния, о т л и ч а ювЂ” шийся тем, что, с целью повыщения активности катализатора, активная часть катализатора дополнительно содержит окисные соединения бериллия или марганца и состав ее соответствует эмпирической формуле

МоаVb Pñ АеОх где А вЂ” бериллий или марганец, а = 10;

Ъ = 0,5-4,0; с = 0,05-1 Oj е = 0,01-0,5; количество атомов кислорода, соответствующее числу и валентности входящих элементов, при следующем содержании компонентов,g вес.Ъ:

Активная часть 41,3 вЂ” 46,0 указанного состава

Носитель <:

1026827

Изобретение относится к катализаторам для окисления ненасыщенных альдегидов B соответствующие кислоты, в частности для окисления акролеина в акриловую кислоту.

Известен катализатор для окисления акролеина в акриловую кислоту, содержащий активную часть, включающую окись молибдена и пятиокись ванадия, и соответствующую эмпирической формуле (Ио0 ) - (Ч 0 ), с добав- 10 ками органических веществ, и носитель вЂ” окись алюминия. Конверсия акролеина на этом катализаторе при

300 С составляет 92,0Ъ выход акриловой кислоты 83,7Ъ (1) . 15

Известен также катализатор для окисления акролеина в акриловую кислоту, состав которого соответствует формуле (Моо ) >oo (Vz oc ) zo (А1z О ) 2

Конверсия акролеина на нем при 800 С

97,3Ъ, выход акриловой кислоты

85,7Ъ (2) .

Недостатком этих катализаторов является низкий выход акриловой кислоты ..

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является катализатор для окисления акролеина, содержащий активную часть, включающую окисные соединения ванадия, молибдена и один иэ элементов ряда: фосфор, хром, железо, никель, цирконий, олово или церий, состав которой соответствует эмпирической формуле 35 (VZ О> )х (Mo0>)> А ; где А вЂ” окисное соединение из элементов ряда: фосфор, хром, железо, никель, цирконий, олово или церий,, 4(j а носитель вЂ” двуокись кремния. Катализатор, состав которого отвечает эмпирической Формуле Mo1g85Р1706%,1 обеспечивает максимальный вйход акриловой кислоты 80,3Ъ при 300 С.

Конверсия акролеина при этом составляет 89,7Ъ (3), Недостатком известного катализатора является сравнительно низкая активность, о чем свидетельствует неполная конверсия акролеина и низкий выход акриловой кислоты - 80,3%, Цель изобретения вЂ” повышение активности катализатора.

Указанная цель достигается тем, что в катализаторе для окисления акролеина, содержащем активную часть, включающую окисные соединения ванадия, молибдена и фосфора, и носитель двуокись кремния, активная часть дополнительно содержит. окисные соедине" 60 ния бериллия или марганца, и состав ее соответствует эмпирической формуле

Moo g 1 A p0g где А - бериллий или марганец, д - 10pl

Ъ = 0 5-4,0, 0 05-1р0;

Е = ),01-0,5; количество атомов кислорода, соответствующее числу и валентности входящих элементов, при следующем содержании компонентов, вес.Ъ:

Активная часть указанного состава 41,3-46(0

Носитель Остальное

Дополнительное введение в активную часть катализатора бериллия или марганца. позволяет повысить активность катализатора вЂ” выход .акриловой кислоты возрастает до 90Ъ.

Катализатор готовят -смешением водной суспензии аэросила сводными раст ворами парамолибдата аммония или фосфорномолибденовой кислоты и металанадата аммония с добавкой орга- . нического восстановителя (этилендиамина, щавелевой кислоты и др.), ортофосфорной кислоты и окиси бериллия или раствора окиси бериллия в ортофосфорной кислоте, или растворимых солей марганца, Образовавшуюся пасту упаривают, сушат, прокаливают, затем формуют в гранулй или прессуют в таблетки.

Катализатор загружают в стеклянный или металлический реактор и пропускают смесь, содержащую, об.Ъ: .акролеин 3-6, воздух 40-60; пары волы 15-40, азот остальное. Йспытание активности катализатора проводят в области 200-300 С и времени контакта 2-6. с.

Пример 1, 20,5 г парамолибдата аммония растворяют в 100 мл воды при нагревании на водяной бане (раствор A) . 2,72 r метаванадата аммония растворяют в 120 мл воды при нагревании на водяной бане и добавляют в него 9 мл 50Ъ-ного водного раствора этилендиамина (ЗДА)(раствор Б) °

24,8 г аэросила смешивают с 190 мл воды. К полученной суспензии приливают при энергичном помешивании 10 мл раствора, содержащего 0,282 г ортофосфорной кислоты и 0,0145 r окиси бериллия, нагревают на водяной бане и перемешивают до образования однородной сметанообразной насты. К этой пасте прибавляют по каплям при постоянном перемешивании предварительно смешанные растворы A и Б.

Полученную таким образом. пасту упаривают на водяной бане, сушат в сушильном шкафу 6-12 ч при ступенчатом повышении температуры от 100 до 1500С и прокаливают 4-6 ч при

300-3200С. Катализатор формуют в гранулы или прессуют в таблетки и

1026827 ключением того, что измЕняют содержание ванадия, фосфора и бериллия.

При изменении содержания ванадия изменяют также количество зтилендиамина из расчета 3 моль ЭДА на 1 моль ванадия.

Количества исходных реактивов, состав катализаторов и результаты приведены в табл. 1 и 2.

Т а б л и ц а 1

Пример

Количество исходных реактивов

MBA r ЭДА

ПМА г

Н>РО4, г Вес, r Ь О,, г

20,5

2,2

0,0145

Ор0145

0,0145

Ор0145

24,8

0,68

1,360

20,5

24,8

4,5

20,5

5,44

18,0

24,8

20 5

2,72

9,0

20,5

2,72

9,0

24,8

2,72

20,5

0,0145

9,0

20,5

2,72

0 0145

9,0

24,8

0,0029

0,0290

0,145

20,5

2,72

9,0

24,8

20,5

2,72

24,8

9,0

20 5

2,72

9,0

24,8

ПИА

MBA

ЭДА

Т а б л и ц а 2

КонСелекВыход акриловой кислоты, Ъ

Содержание активной части в катализаторе,вес.Ъ

Температура, PC

Пример версия, Ъ тивность, Ъ

Мо

2 10

81,0

0,25 0 05

0,25 0,05

0,05 Ор05

41,3

280

93,0 87,1

95,3 89,0

94,8 87,8

0 5

3 10 1,0

4 10 4,0

280

84,8

42,0

46 0

83,2

270

43,2

5 10

6 10

7 10

270

2,0

98,4 92,0

94,1 86,1

2,0

90,5

260

0,80 0 05

43,9

81,1

270

2,0 снова прокаливают при 300-320оС

2-4 ч.

Получают катализатор, содержащий

43 4 вес.Ъ Mo,pV1 ООЛ Ве005 О на носителе SiOy . Конверсия акролеина на нем при 280 С вЂ” 98,6Ъ, селективность 90Ъ, выход акриловой кислоты 88,8Ъ.

П"р и м е р 2-11. Катализатор готовят согласно примера 1, за испарамолибдат аммония, метаванадат аммония; зтилендиамин.

Состав активной части катализатора, ат. части

V P Be

0,40 0,05 43,5.0 282

0,282

0,056

0,458

0,906

1,128

0,458

90,0 92,1 82,8

1026827

Продолжение табл.2

Селективность, Выход акриловой

КонТемпеСодержа ние ективной части в катализаторе,вес.% версия, %

Пример ра тура, Ос кислоты, %

Ъ Р Be

44,1

280

91,3 88,5

97р3 92,0

93 0 90с4

90,0 90,0

10 2,0

0,05

81<0

1,0

260

0,40 0 01

0,40 0,10

0 40 0,50

89,5

43,5

10 2,0

84,1

280

43,6

81,0

43,8

?80

Состав активной части катализ атора, ат, части

Пример 12. 22,3 г фосфорномолибденовой кислоты Н (Р (Н 0Д)Д 26Нф растворяют в 100 мл воды при нагревании (раствор А) 2,72 г метаванадата аммония растворяют в 120 мл воды при нагревании и добавляют в него 9 мл 50%-ного водного раствора этилендиамина (раствор Б).

24,8 r аэросила смешивают с 190мл воды, приливают 10 мл раствора, содержащего 0,056 г ортофосфорной кислоты и 0,0145 r окиси бериллия, и перемешивают до образования сметанообразной пасты, к которой прибавляют смешанный раствор А и Б.

Упаривание, сушку и прокалку проводят так, как описано в примере 1. ) 35

Получают катализатор содержащий

43,4 вес.% МО оЧ РОqqBeао50g теле Bi0 . Койверсия акролеина на нем при 270 С составляет 97,9%, селективность 90,2%, выход акрило- 4О вой кислоты 88,3%.

Пример 13. Катализатор готовят согласно примера 1, с тем отличием, что к водной суспенэии аэросила добавляют 0,087 г окиси бериллия, а затем вЂ” водный раствор ортофосфорной кислоты, содержащий

0,056 г Н Р04.

Получают катализатор, содержащий

43,3 вес.% Мо,ОЧ Росg 8ЕО О х на носителе GiQ . Конверсия акролеина на нем при 290 С - 95%, селективО ность 90о, выход акриловой кислоты 85,5%.

П, р и м е р ы 14-17. Катализатор готовят так, как в примере 1, эа исключением того, что вместо окиси бериллия используют ацетат марганца Юи (СН СОо) .4й 0.

Количество исходных реактивов, состав катализаторов и результаты приведены в табл. 3.

1026827 (!

Ф!

1 о цц о ох хaev °

2хох2

Kl ((I f(! Х Н

Э и с

I н д v хо н х с

CO (O!

1 с с а ы

Э ХбР

Р! v

I х о

Х с (O <6 о ( (Ч аа э 1,и х!о а э э х

tz z о м и м (Л

СЧ с о

LA LA (Ч С4 с с о о

Lll (3 с

I C о х х н

1 о

z с

Э а о о о о о

Ю О сс х х

CJ .г

ЪК

«с 1

Ю (1 (Ч Ф с -( (Ч (Ч 3

%-( с о

1О

СО (4 с (ЧР (CO о с

1 о

f4 х

СЧ Р4 (О Щ (! (с4 с с о о

00 (М с о (Ч

CO (Ч с о (1 (с( (с (» с с (с((!!

Ll1 Ю с с о о (Ч (V

1О Г 1 с-4 1

i!i с ь (М

LO с о (Ч с х н

Э а

Я х

Ц о (Х

v х о и о

Q ь( х ( о

Х бР

1 I ° l

ЭОО I а ХННЭI

Х Н I(I (6 (Ll 1

НФV Х((L с!

ХОЕ ХЭ I ((!х аца!

1 (4 CÎ » ( с с с с

CO O LO c-I

QO О\ CO Щ

e (o с с с

o e o

0 ОЪ ОЪ

O Ю М с с с (л

О <5\ О1 Ф (3 -((! с с с с (1 Г 1 с3 с( Ф (3 с3 Ф г4 и1 ю о о о д с с с с о о о о о о o o с с с с (Ч (Ч (Ч (с(10

1026827

Составитель Н.Путова

Редактор М.Бандура Техред М, Коштура Корректор В.Бутяга

Эаказ 4616/9 Тираж 537 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из представленных таблиц, предлагаемый катализатор обладает более высокой активностью по сравнению с известными, при этом предлагаемый катализатор содержит 41,0

46,Овес,% активной массы,т.е. единица активной массы работает более эффективно,чем у известного катализатора.

Катализатор для окисления акролеина

Патент 1026827