Способ получения гетерогенного катализатора для превращения ненасыщенных соединений

Способ получения гетерогенного катализатора для превращения ненасыщенных соединений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается каталитической химии, в частности получения гетерогенного катализатора для превращения ненасыщенных веществ, что может быть использовано в нефтехимии. Цель - повышение активности и селективности при упрощении процесса. Последний ведут реакцией хлорида молибдена или ниобия в твердом состоянии с носителем - силикагелем при 20 - 220°С и давлении (1 - 0,5)<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">-3</SP> мм рт. ст. Эти условия снижают затраты на получение катализатора за счет увеличения производительности единицы объема реактора приготовления катализатора, снижения температуры процесса и исключения операций, связанных с использованием растворителей в известном случае. Этот катализатор обеспечивает, например, при алкировании толуола гексадеценом селективность 99% при конверсии 99,5% и времени реакции алкилирования 5 мин.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 J 27/132, 37/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 (21) 4610756/04 (22) 30.11.88 (46) 30.07.91. Бюл. ¹ 28 (71) Институт нефтехимического синтеза

АН СССР (72) В.И.Быков, Т.А,Бутенко и Е.Ш.Финкельштейн (53) 66.097.3 (088,8) (56) Дзисько В.А. Основы методов приготовления катализаторов. Новосибирск, 1983, с.

263.

Направленный синтез твердых веществ/ Под ред. В.Б.Алесковского, Л., 1983, вып. 1, с. 196.

Dai, Lunsford J.Н., АСата!, 1980, ч. 64, р. 173.

Авторское свидетельство СССР № 1225833, кл. В 01 J 27/132, С 07 С 6/04, 1985. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ПРЕВРАЩЕНИЯ

НЕНАСЫЩЕННЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Изобретение относится к гетерогенному.катализу, а именно к способу получения гетерогенного катализатора на основе хлоридов молибдена или ниобия, используемого в реакциях превращения ненасыщенных соединений, таких как в реакциях метатезиса, циклотримеризации, алкилирования.

Цель изобретения — получение катализатора с повышенной активностью и селективностью и упрощение технологии за счет использования в качестве хлорида металла хлорида моЛибдена или ниобия, в качестве носителя — силикагеля и осуществления вза. Ы „, 1666177 А1 (57) Изобретение касается каталитической химии, в частности получения гетерогенного катализатора для превращения ненасыщенных веществ, что может быть использовано в нефтехимии. Цель — повышение активности и селективности при упрощении процесса. Последний ведут реакцией хлорида молибдена или ниобия в твердом состоянии с носителем — силикагелем при 20-220 С и давлении (1-0,5) 10 мм рт.ст. Эти условия снижают затраты на получение катализатора за счет увеличения производительности единицы объема реактора приготовления катализатора, снижения температуры процесса и исключения операций, связанных с использованием растворителей в известном случае. Этот катализатор обеспечивает, например.при апкилировании толуола гексадеценом селективность 99 Д при конверсии 99,5 g u времени реакции алкилирования 5 мин. имодействия между ними при определенных условиях.

Пример 1, Силикагель марки ACKI c размером частиц (0,2-0,4 мм) нагревают в смеси концентрированных соляной и азотной кислот в течение 6 ч, затем промывают дистиллированной водой до отрицательной реакции промывных вод на ионы хлора. Силикагель сушат на воздухе при 120 С в течение 4 ч, а потом в вакууме при 0,5 ° 10 мм рт.ст. при 300 С в течение 4 ч. К навеске (10 r) силикагеля добавляют навеску порошкообразного хлорида металла МоС(Б (0.43 г) 1666177 решению (0,86 моль/моль с конверсия 25

75,0 ) обладает более высокой активностью. Применение предлагаемого способа увеличивает производительность единицы объема реактора в 4,8 раза. Так, для приготовления 100 r катализатора по авт,св. 30

М 1225833 с содержанием 4,1 МоС15 нужен реактор объемом не менее 1,2 л (в 1 л

СС14 растворяется 4,4 г MoClg), а для предлагаемого способа — реактор объемом

250 смз). (100 г силикагеля 0,2-0,4 мм эани- 35 мает объем 250 смз), Пример 2. Характеристика катализатора.

Состав: МоС15 .— 4,1, силикагель—

95,9%>. Условия приготовления. Т = 70 С, 40 время 24 ч, давление P = 1 мм рт.ст, 45

55 и перемешивают. Затем вакуумируют" до давления (0,5 10 мм рт.ст.) и выдерживают при 70 С в течение 6 ч, продукт взаимодействия НС! собирают в ловушку, Контроль за скоростью и полнотой закрепления осуществляют по выделяющемуся НС!. Полноту закрепления активного компонента на поверхности силикагеля проверяют экстрагированием навески катализатора абсолютным СС14. В примерах приведено время, в течение которого активный компонент полностью закрепляется на поверхности носителя. После закрепления получают катализатор, содержащий МоС15 4,1 мас.7;; силикагель — 95,9 мас. . Полученный катализатор испытывают в реакции метатезиса гексена-1 (аналогично авт,св. N 1225833).

Температура — 20 С, мольное отношение . гексен-1: Мо; тетраметилолово == 1530:1:4, Состав продуктов превращения мас. : гептены 0,9; октены 4,1; нонены 3,5; децены

91,5. Конверсия 80,5, время реакции 19 мин. начальная скорость 1,2 моль/моль с.

По сравнению с примером 5 по известному

Характеристика реакции. Метатезис гексена — 1. Т = 20, мольное отношение гексен-1:Мо:Ме4 = 500:1:4. Состав продуктов мас. : гептены — 0,8; октены 4,3; нонены

3,7, децены 91;2. Конверсия 72,время реакции 6 мин. Скорость 1,0 моль/моль с.

Пример 3. Характеристика катализатора. Состав: пентахлорид ниобия 6,5, силикагель 93,5 . Условия приготовления. Т =

220, время — 4,5 ч, P = 05 .10 мм рт.ст.

Характеристика реакции. Алкилирование толуола гексадеценом — 1. Т = 20,мольное отношение толуол:ниобий;гексадецен-1 =

100:1:10. Состав продуктов превращения: гексадеценилтолуолы 99,0; конверсия

99,5 ; время реакции 5 мин.

По сравнению с известными гетерогенными катализаторами алкилирования ароматических углеводородов олефинами

20 позволяет осуществлять процесс при комнатной температуре с высокими скоростями и селективностью, Пример 4, Характеристика катализатора. Состав: пентахлорид ниобия — 3,5, силикагель 96,5 . Условия приготовления, Т = 20, время 25 ч, Р = 0,5 ° 10 мм рт,ст.

Характеристика реакции. Циклотримеризация фенилацетилена, Т = 20, мольное отношение фенилацетилен: ниобий; = 1:200.

Состав продуктов превращения мас. :

1,3,5-трифенилбензол 99,0; конверсия

99,2 ; время реакции 20 мин, Пример 5 (по прототипу). Силикагель марки АСКГ с размером частиц (0,2-0,4 мм) нагревают в смеси концентрированных соляной и азотной кислот в течение 6 ч. Затем промывают дистиллированной водой до отрицательной реакции промывных вод на ионах хлора. Силикагель сушат на воздухе при 120 С в течение 4 ч, а потом в вакууме

0,5- 10 мм рт.ст. в течение 4 ч. К навеске

10 r силикагеля добавляют навеску порошкообразного MoCig (0,43 r) и перемешивают, затем нагревают до 400 С и пропускают через слой ток гелия в течение 25 ч. Полученный таким способом катализатор, содержащий

4,1 мас, МоС1ь, силикагель — 95,9 мас., испытывают в реакции метатезиса гексена-1 при 20 С мольном отношении гексен-1; молибден;тетраметилолово =-1000:1:4. Через

10 мин конверсия гексена-1 = 0,0 .

Пример 6. Силикагель марки АСКГ (0,2-0,4 мм) нагревают в смеси концентрированных соляной и азотной кислот в течение

6 ч. Затем промывают дистиллированной водой до отрицательной реакции промывных вод на ионы хлора, Силикагель сушат на воздухе при 120 С в течение 4 ч, а потом в вакууме 0,5 ° 10 мм рт.ст. при 300ОС в течение 4 ч. К навеске силикагеля 10 г добавляют рассчитанное количество раствора пятихлористого молибдена в четыреххлористом углероде, Нанесение проводят при 70 С до полного обесцвечивания раствора. После удаления растворителя получают катализатор, содержащий в мас. : МоС1 4.1; силикагель 95,9 . Полученный катализатор испытывают в реакции метатезиса гексена-1. Температура 20 С, мол ьное отношение гексен:мол ибден:тетраметилолово = 1000:1:4, Состав продуктов превращения: мас. гептены 1,0; октены

4,5; нонены 4,0; децены — 90,5. Время реакции 19 мин,конверсия 76,0, начальная скорость 0,80 моль/моль с.

Использование предлагаемого способа получения гетерогенного катализатора позволяет по сравнению с известным увеличить активность и селективность

1666177

Составитель В. Теплякова

Техред М.Моргентал Корректор Э, Лончакова

Редактор H. Шитев

Заказ 2480 Тираж 330 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 катализатора, при этом упрощается технология приготовления, поскольку снижаются затраты на получение катализатора благодаря увеличению производительности единицы объема реактора приготовления катализатора, снижениетемпература получения, исключаются операции, связанные с использованием растворителей (очистка, удаление).

Формула изобретения

Способ получения гетерогенного катализатора для превращения ненасыщенных соединений на основе хлорида переходного металла путем взаимодействия хлорида металла в твердом состоянии с носителем, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью получения

5 катализатора с повышенной активностью и селективностью и упрощения технологии, в качестве хлорида металла используют хлорид молибдена или ниобия, в качестве носителя — силикагель и взаимодействие между

10 ними осуществляют при (1-0,5) ° 10з мм рт.ст. и 20-220ОC.