Способ приготовления гранулированного цеолитсодержащего катализатора для алкилирования бензола этиленом

Способ приготовления гранулированного цеолитсодержащего катализатора для алкилирования бензола этиленом

Реферат

 

Изобретение касается каталитической химии, в частности приготовления гранулированного цеолитсодержащего катализатора (КТ) для алкилирования бензола этиленом. Для повышения селективности и механической прочности КТ в процессе используют добавку бутанола или пентанола. Приготовление КТ включает обработку цеолита типа фожазит растворами солей кальция, редкоземельных элементов и указанным спиртом до насыщения с последующим отделением избытка спирта, введением цеолита в псевдозоль Al(OH)₃, гомогенизированием смеси, формированием в жидкой среде, сушкой и прокаливанием. Полученный КТ обладает лучшей механической прочностью на сжатие (в 1,5 - 3,2 раза), а селективность алкилирования бензола возрастает в 1,2 раза. 1 табл.

Изобретение относится к способам получения цеолитсодержащих катализаторов для алкилирования углеводородов, в частности бензола этиленом. Целью изобретения является получение катализатора с повышенными селективностью и механической прочностью на истирание за счет использования в качестве добавки бутилового или амилового спирта и определенных условий обработки. П р и м е р 1. 40 г порошкообразного цеолита типа фожазит с молекулярным соотношением SiO₂: Al₂O₃, равным 4,0, загружают в емкость с мешалкой, куда предварительно подают воду для получения суспензии с концентрацией 200 г/л. 200 мл суспензии заливают в автоклав, снабженный электрообогревом, и приливают 60 мл раствора хлорида кальция концентрации 250 г/л. Автоклав закрывают, подогревают до 160^oC и выдерживают 3 ч, вращая автоклав со скоростью 1 об/мин. По окончании обработки автоклав останавливают, содержимое сливают на вакуумную воронку, где отжимают лепешку от отработанного раствора. Лепешку цеолита CaY перегружают в мешалку, где готовят суспензию концентрации 200 г/л. 190 мл суспензии заливают в автоклав, куда добавляют 75 мл раствора нитратов редкоземельных элементов (РЗЭ) концентрации по Ln₂O₃ 102 г/л, при этом концентрация рабочего раствора РЗЭ составляет 30 г/л. Автоклав закрывают, подогревают до 200^oC и выдерживают 2 ч при непрерывном вращении автоклава со скоростью 1 об/мин. Затем автоклав останавливают, содержимое сливают на вакуумную воронку, где отжимают лепешку от отработанного раствора, который сбрасывают в канализацию. Затем лепешку цеолита промывают водой, сушат при 120^oC в течение 5 ч. Цеолит содержит, мас. 0,6 Na₂O;1,2 CaO; 12,9 Ln₂O₃. Катализатор готовят из расчета содержания 50 мас. полученного РЗЭСаНУ и 50 мас. оксидно-алюминиевой матрицы. Порошок фожазита помещают в 5-кратный избыток бутилового спирта (бутанола) и выдерживают при периодическом перемешивании 18 ч. На 28 г порошка фожазита 25%-ной влажности, содержащего 21 г сухого вещества, берут 140 г спирта. После выдержки, во время которой происходит насыщение цеолита спиртом, последний отделяют фильтрованием, а цеолит подсушивают до воздушно-сухого состояния. Отдельно готовят псевдозоль гидроксида алюминия, используя отмытую от ионов Na⁺ и NO^-₃ влажную лепешку промышленного гидроксида алюминия, полученного непрерывным осаждением из раствора алюмината натрия азотной кислотой. 100 г такой лепешки влажностью 80 мас. содержащей 20 г сухого вещества, пептизируют при перемешивании 0,8 мл уксусной кислоты до получения однородного текучего псевдозоля. Насыщенный спиртом фожазит вводят в псевдозоль гидроксида алюминия и в течение 15 мин гомогенизируют смесь при перемешивании быстроходной мешалкой (2000 об/мин) до получения однородного высокодисперсного цеолитсодержащего псевдозоля гидроксида алюминия. Частично выделившийся при замесе цеолита и гомогенизации н-бутиловый спирт, всплывающий наверх, удаляют декантацией. Цеолитсодержащий псевдозоль подвергают углеводородно-аммиачной формовке. Для этого псевдозоль подают через фильеру с капиллярами, имеющими диаметр каналов 2 мм, в формовочную колонну. Капли последовательно проходят через слой парафиновых углеводородов С₁₁ C₁₃ высотой 1 см, где приобретают сферическую форму, затем через слой раствора аммиака концентрации 13 мас. высотой 1,6 м, где твердеют. Через 10 мин выгружают, высушивают на воздухе в течение 12 ч и высушивают в воздушном термостате при 60^oC 2 ч, 80^oC 2 ч, 120^oC 2 ч. Высушенные шарики прокаливают в токе воздуха при повышении температуры со скоростью 80^oC/ч до 550 ^oC с выдержкой при конечной температуре 3 ч. Полученный катализатор имеет следующий состав, мас. CaO 0,6 Ln₂O₃ 6,3 Na₂O 0,3 SiO₂ 29,4 Al₂O₃ 61,4 H₂O 2,0 Полученный катализатор испытывают в процессе алкилирования бензола этиленом. 10 мл катализатора загружают в трубчатый реактор из нержавеющей стали и пропускают через него смесь бензола и этилена в молярном соотношении 5,7:1 при температуре 450^oC, давлении 2,5 МПа и объемных скоростях 1 и 4 с^-1. Результаты алкилирования приведены в таблице. П р и м е р 2. Катализатор готовят аналогично примеру 1, но фожазит перед смешением с псевдозолем гидроксида алюминия обрабатывают до насыщения амиловым спиртом. Характеристика катализатора и результаты испытаний приведены в таблице. Из таблицы следует, что катализаторы, приготовленные на основе цеолита типа фожазит, обработанного спиртами, характеризуются более высокими алкилирующей активностью, селективностью и механической прочностью, чем катализаторы, соответствующие прототипу. Так, механическая прочность на сжатие катализаторов, обработанных спиртами, возрастает в 1,5 3,2 раза по сравнению с прототипом, селективность возрастает в 1,2 раза.

Формула изобретения

Способ приготовления гранулированного цеолитсодержащего катализатора для алкилирования бензола этиленом, включающий обработку цеолита типа фожазит растворами солей кальция и редкоземельных элементов, введение добавки, формовку, сушку и прокаливание, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной селективностью и механической прочностью на истирание, в качестве добавки используют бутиловый или амиловый спирт, вводят его в обработанный цеолит до насыщения, избыток спирта отделяют, полученный цеолит вводят в псевдозоль гидроокиси алюминия, смесь гомогенизируют и формовку осуществляют в жидкостной среде.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000