Способ активирования никельхромового катализатора
Патент 1097372
Авторы
Способ активирования никельхромового катализатора
Иллюстрации
Реферат
1. СПОСОБ АКТИВИРОВАНИЯ НИКЕЛЬХРОМОВОГО КАТАЛИЗАТОРА обработкой водородом при повьвпенной температуре, отличающийся тем, что, с целыа получения катализатора с повышенной активностью и селективностью и упрощения процесса, активирование осуществляют в присутствии алифатического спирта С,-С при 120-170°С. 2.Способ по п. 1,отлич аю щ и и с я тем, что объемная скорость подачи алифатического спирта составляет 0,2-1,2 . 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве алифатических спиртов используют 2этилгексанол .
СОКИ СОВЕТСНИХ
° Э
РЕСА ЛИН
09I а) зсю В 01 J 37/16 23 8
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЗФ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
М
«3
Ю (21) 3512862/23-04 (22) 27.08.82 (46) 15.06.84. Бюл. В 22 (72) Г.С. Гуревич, А.А. Прицкер, А.Л. Шапиро, Б.И. Гарбузовский
С.К. Кустов и Н.Н. Ткаченко (53) 66.097.3(088.8) (56) 1. Промышленные катализаторы и носители. Новосибирск, "Наука", 1972, с; 164.
2. Авторское свидетельство СССР
У 445234, кл. В 01 J 23/86, 1971 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ АКТИВИРОВАНИЯ
НИКЕЛЬХРОМОВОГО КАТАЛИЗАТОРА обработкой водородом при повышенной температуре, о т л и ч а ю щ и и о я тем, что, с целью, получения катализатора с повышенной активностью и селективностью и упрощения процесса, активирование осуществляют в присутствии алифатического спирта С -С„ь при 120-170 С.
2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что объемная скорость подачи апифатического спирта составляет 0,2-1 2 ч
3. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве алифатических спиртов используют 2этилгексанол.
1097372
Изобретение относится к активированию никельхромового катализатора, который используют для гидриро-, вания карбонильных соединений в спирты и тонкой очистки спиртов от примесей.
Во время приготовления никельхромовый катализатор стабилизируют с помощью продувки азоткислородной смесью для снятия пирофорных свойств и удобства последующей транспортировки.
Перед использованием стабилизированный катализатор должен быть снова активирован водородом.
Известен способ активирования никельхромового катализатора путем обработки водородом при 120200 С в течение 8-12 ч Г 1 3.
Однако катализатор, активированный данным способом, недостаточно селективен в реакциях гидрирования карбонильных соединений, особенно в области высоких температур.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ активирования никельхромового ката.лизатора обработкой водородом при повышенной температуре (400-500 С).
Способ обеспечивает селективность гидрирования н-масляного альдегида до 987. Ри индексе активности 507 (2 3.
Недостатками известного способа являются получение катализатора с относительно низкой активностью и сложность, обусловленная высокой температурой активирования. Для этого приходится использовать мощные нагревательные печи с малой загруженностью в течение года, так как активирование катализатора проводят периодически.
Цель изобретения — получение катализатора с повышенной активностью и селективностью и упрощение процесса.
Указанная цель достигается тем, что активирование осуществляют в присутствии алифатического спирта С>-С при 120-170 С. ее
При этом объемная скорость подачи алифатического спирта составляет О, 2-1, 2 ч ".
Кроме того, в качестве алифатических спиртов используют 2-этилгексанол.
В качестве алифатического спирта можно использовать либо конечный продукт гидрирования карбонильных соединений в спирты, либо другой
5 спирт, использование которого не вызывает зйтруднений в очистке конечного продукта.
Особенно целесообразно использовать 2-этилгексанол, так как он легко доступен, .имеет температуру кио пения (182 С) выше температуры активации никельхромового катализатора о (120-170 С), что обеспечивает проведение активации н жидкой фазе при невысоком давлении.
Объемная скорость подачи алифатического спирта составляет 0,2.1,2 ч ", расход водорода при активации 0,4-200 ч ".
Давление практически не виляет на активацию катализатора, но его можно применять для предотвращения перехода спирта в паровую фазу при нагревании.
В качестве никельхромового катализатора используют промьппленный . катализатор ОСТ 6-03-314-76 состава, вес.7:
Никель металли30 ческий 48-51
Окись хрома 26-29
Влага Не более 3,0
Сульфидная сера Не более 0,02
Железо Не более 0,5
Активирование осуществляют следующим образом.
Никельхромовый катализатор загружают в реактор, подают водород и алищ фатический спирт и после установления постоянного потока водорода и алифатического спирта разогревают реактор до требуемой температуры. Активацию проводят 7-40 ч в зависимости от выб4 раиной температуры и других условий.
Предлагаемый способ позволяет получать катализатор, обладающий не только большей активностью в реакци» ях гидрирования карбонильных соединений по сравнению с катализатором, который активируется известными способами, но и высокой селективностью в широком интервале температур. При этом активирование катализатора идет при сравнительно низкой температуРе (120-170 С) по сравнению с той, котоо рая была предложена ранее для получения катализатора повьнпенной селективности (400-500 С), что эначительо
Результаты испытаний сведечы в табл. 1.
Таблица1
Активность и селективность никельхромового катализатора, активированного известными и предлагаемым способами, в реакциях гидрирования карбонильный соединений
Селектнвность катализатора в реакции гидрирования
Н-масляного альдегида, Х
Селективность катализатора при гидрогенизационной очистке
2-этилгексанола-сырца
Активироо ванный ниИндекс ак тивности кельхромовый катализатор катализатора, е
Содержание карбонкпьных соединений в
Содержание непредельных соединений в
Выход спирта, Ж гидрогенизате, гидрогенизате, 0,016
0,032
0,012
96,5
0,001
0,010
0,001
Образец 1
Образец 2
Образец 3
99,85
99,98
96, 50
80
3 10973 но упрощает аппаратурное оформление процесса.
Пример 1. Три образца промьппленного никельхромового катализатора загружают в реакторы трех установок для каталитического гидрирования.
В первом реакторе (образец 1) катализатор активируют следующим образом (1). После продувки системы водородом устанавливают подачу водорода 1р с объемноЯ скоростью 1000 ч ", давление в системе 100 ат. Затем повышают температуру в реакторе со.скоростью 10 С/ч до- 200 С и выдерживают катализатор при этой температуре 12 ч.1
Во втором реакторе (образец 2) катализатор активируют по известному способу 5 2 3.
После продувки системы водородом устанавливают подачу водорода с объ" емной скоростью 5000 ч ", давление в системе 100 ат. Затем повышают температуру в реакторе со скоростью
10 С/ч до 450 С и выдерживают катализатор при этой температуре 12 ч.
В третьем реакторе (образец 3) катализатор активируют предлагаемым способом.
После продувки системы водородом устанавливают подачу водорода с объемной скоростью 100 ч ", давление
s системе 25 ат, затем подают 2-этилгексанол с объемной скоростью 0,5 ч ", повышают температуру в реакторе со
72 4 скоростью 10ОС/ч до 150 С и выдерживают катализатор при этой температуре 30 ч.
Для сравнения активности и селективности образцов катализаторов, активированньм указанными способами, проводят ряд испытаний.
Индекс активности катализаторов
1определяют стандартным способом (0CT 6-03-314-76) по степени гидрирования бензола в циклогексан при температуре в зоне реакции 10Qtf С. Селективность катализаторов определяют в реакции гидрирования Н-масляного альдегида в н-бутиловый спирт при 200 С, давлении 100 ат, объемной скорости подачи н-масляного альдегида 2 ч " и молярном соЬтношении водород:альдегид 7 мол/мол.
Селективность катализаторов, используемых для гйдрогенизационной очистки 2-этилгексанола-сырца от примесей карбонильных и непредельных соединений, определяют при очистке
2-этилгексанола-сырца, содержащего карбонильных соединений 0,5 вес.Ж, непредельных соединений 0,3 мас. .
2-Этилгексанол-сырец подают в реактор с объемной скоростью 1,0 ч "и при давлении 20 ат и температуре о
180 С проводят гидрирование.
1097372
Никельхромовый катализатор, акти вированный предлагаемым способом, обладает самой высокой активностью (индекс активности образца 80 против
75 и 50 у образцов, активированных 5
3 по известным способам), а также наибольшей селективностью в реакциях гидрирования карбонильных соединений.
Пример 2 ° Стандартный промышленный никельхромовый катализатор в количестве 100 см загружают в реактор установки каталитического гидри1 рования. В реактор подают водород в количесте 20 q/÷ (объемная скорость подачи 200 ч"") под.давлением
300 ат и н -бутиловый спирт в количестве 100 мл/ч (объемная скорость лодачи 1,0 ч "). Продолжая подачу водорода и н-бутилового спирта, разогревают реактор со скоростью подьема температуры 10 С/ч до 170 С и выдерживают катализатор при этой температуре 8 ч.
В реактор подают 1000 r перегнанного и очищенного от примесей н -масляного альдегида с объемной скоростью 1,О ч", водород под давлением
300 ат и при 120 С проводят гидрирование.
Полученный продукт содержит, r: 30 н-Масляный альдегид 0,2 н-Бутиловый спирт 1027
Примеси 0,6
Степень превращения н"масляного альдегида составляет 99,98Х при селективности 99,947.
Пример 3. Стандартный промышленный никельхромовый катализатор в:
Ъ количестве 100 см загружают в реактор установки каталитического гидри- 40 рования для активирования. В реактор подают водород в количестве 10 л/ч (объемная скорость подачи 100 ч " ) под давлением .15 ат и 2-этилгексанолв количестве 120 мл/ч (объемная ско- 45 рость подачи 1,2 ч ). Продолжая подачу водорода и 2-этилгексаиола, разогревают реактор со скоростью подьема температуры 5 С/ч до 120 С и выдерживают катализатор при этой температуре в течение 40 ч.
На активированном никельхромовом катализаторе проводят гидрогенизаци:онную очистку 2-этилгексаиола-сырца.
В реактор подают 1000 г 2-этилгексанола-сырца с объемной скоростью
1,0 ч, водород под давлением 20 ат и при 140 С проводят гидрирование.
Получают 1000 r очищенного 2-этилгексанола.
Результаты испытаний приведены в табл. 2
Т а б л и ц а 2
Результаты гидрогенизационной очистки 2-этилгексанола одержание Содержание римесей s примесей, ырье, мас,X после очистки, мас.Ж
Примеси
Непредельные соединения арбонильные соеди-. нения
0,4
0,003
0,001
0,8
Содержание примесей в сырье, мас.
Содержание примесей после Прнмесй очист ки мас.Ж
Непредельные соединения
Карбонильные соединения
0 35
0,010
О, 005
0 50
Пример 4. Стандартный промышленный катализатор в количестве
100 см .загружают в реактор установки каталитического гидрирования для активирования
В реактор подают водород в коли-. честве 1 л/ч (10 ч " ) под давлением
О, 1 ат и 2-этилгексанол в количестве 20 мл/ч (объемная скорость подачи 0,2 ч "). Продолжая подачу водорода и 2-этилгексанола, разогревают реактор со скоростью подъема температуры 5 С/ч до 140 С и выдерживают катализатор при этой темпе ратуре 10 ч.
На активированном никельхромовом катализаторе проводят гидрогенизационную очистку 2-этилгексанола-сырца..
В реактор подают 1000 г 2-этилгексанола-сырца с объемной скоростью
-1
1,5 ч, водород под давлением 18 ат, и при 142 С гидрируют.
Результаты испытаний приведены в табл. 3.
Т а блица 3
Результаты гидрогениэационной очистки 2-этилгексанола
1097372
Содержание примесей в сырье, мас.X
Содержание примесей после очистки, мас.Х
Примеси
Непредельные соединения
0.32
0,35
Карбонильные соединения
0,50
0,48
Составитель О. Ефимов
Редактор Ю. Ковач ТЬхредМ.Надь Корректор Г. ОгаР
Заказ 4096/9 Тираж 533 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Пример 5. Способ осуществляют аналогично примеру 4 с той лишь разницей, что при активировании никельхромового катализатора в реактор подают пропиловый спирт в количестве
40 мл/ч (объемная скорость подачи
0,4 ч ) и водород под давлением 50 ат.
На активнрованном никельхромочом катализаторе проводят гидрогенизационную очистку 2-этилгексанола-сырца 10 аналогично примеру 4.
Получают 2-этилгексанол, содержащий в качестве примесей, мас.Х:
Непредельные соединения 0,010
Карбонильные соединения 0,006
Пример 6. Способ осуществляют аналогично примеру 4 с той лишь разницей, что при активировании никельхро- 20 мового катализатора в реактор подают иэодециловый спирт s количестве
150 мл/ч (1,5 ч ).
На активированном никельхромовом катализаторе проводят гидрогенизаци- 25 онную очистку 2-этилгексанола-сырца в условиях примера 4 и получают аналогичные результаты.
Пример 7. Способ осуществляют аналогично примеру 4 с той лишь разин б цей, что при активировании никельхромового катализатора в реактор по дают 2-этилгексанол в количестве
10 мл/ч (0,1 ч ).
На активированном никельхромовом катализаторе проводят гидрогенизаФ ционную очистку 2-этилгексанола-сырца в условиях примера 4.
Результаты испытаний приведены в табл. 4.
Таблица4
Результаты гидрогенизацнонной очистки 2-этилгексанола
Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить индекс активности катализатора от 50 (в известном способе f2)) до 80Х. Селективность катализатора при гидрогенизационной очистке 2-этилгексанола-сырца, которая определяется содержанием карбонильных .соединений в гипрогенизате. увеличивается в 10 раэ от 0,01 (в известном способе) до 0 001Х. Упрощение способа достигается за -счет снижения температуры от 400-500 (в известном способе) до 120-170 С, что позволяет снизить требования к аппаратурному оформлению.