Способ приготовления никелевого катализатора для гидрирования непредельных и ароматических углеводородов

Способ приготовления никелевого катализатора для гидрирования непредельных и ароматических углеводородов

Реферат

 

Изобретение относится к области нефтехимии и переработки, а именно к каталитическому гидрированию бензилцианида. Разработан способ приготовления никелевого катализатора для гидрирования непредельных и ароматических углеводородов путем химического восстановления из щелочного раствора с pH 13-14, содержащего хлорид никеля и гидразин гидрат в следующем соотношении компонентов, г/л: хлорид никеля - - 25-100; гидразин гидрат - - 125-500 Процесс ведут при комнатной температуре в течение 10-20 мин, затем полученный порошок промывают декантацией и сушат. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области нефтехимии и нефтепереработки, а именно к каталитическому гидрированию бензилцианида.

Известен способ получения никелевого катализатора электролизом в двухслойной ванне, нижний слой которой представляет раствор электролита, содержащий соль никеля, а верхний слой 0,01 молярный раствор олеиновой кислоты в ксилоле [1] Известны также способы получения никелевого катализатора в результате термического разложения карбонилов никеля [2] При нагревании растворов карбонилов никеля в органических растворителях продуктами термолиза являются оксид углерода (П) и органозоль никеля, который применяется в качестве катализатора процессов гидрирования.

Известен способ получения органозолей никеля в растительных маслах [3] Оксид углерода (П) пропускают при температуре 60^oC через трубку, заполненную тонко раздробленным никелем. Образующийся карбонил никеля направляется в масло, нагретое до 180^oC и разлагается с образованием ультрадисперсного органозола никеля. Однако карбонильные способы получения никелевого катализатора имеют ряд недостатков, а именно: сложность приготовления соединения карбонила никеля; высокая токсичность его и оксида углерода (П).

Наиболее близким по технической сущности является способ получения никелевого порошка, который используется для нанесения одно- и многокомпонентных металлических покрытий на металлические и неметаллические порошки [4] Для получения никелевого порошка используют раствор, содержащий хлорид никеля и гидразин гидрат, который является и комплексообразователем, и восстановителем. Процесс получения никелевых покрытий является длительным, многостадийным и происходит при повышенных температурах. Кроме того, раствор должен быть термодинамически устойчивым, чтобы осаждение никеля происходило на частицах введенного порошка, которые являются центрами кристаллизации никеля.

Поставлена задача разработать такой способ получения никелевого порошка, который обладал бы простотой, малой трудоемкостью. Кроме того, раствор, содержащий соль никеля и гидразин гидрат, должен быть термодинамически неустойчивым и при определенных условиях саморазлагаться. Полученный порошок должен обладать высокой каталитической активностью, стабильностью и избирательностью.

Поставленная задача достигается тем, что в способе приготовления никелевого катализатора для гидрирования непредельных и ароматических углеводородов путем химического восстановления из щелочного раствора с pH 13-14, содержащего хлорид никеля и гидразин гидрат, согласно изобретению, используют раствор, содержащий указанные компоненты в следующем соотношении, г/л: хлорид никеля- 25-100 гидразин гидра 125-500 причем, процесс ведут при комнатной температуре в течение 10-20 мин, после чего полученный порошок промывают декантацией и высушивают.

Пример 1. В стакан емкостью 2 л наливают раствор, содержащий 25г/л хлорида никеля и 125 г/л гидразин гидрата. Доводят pH раствора до 14 концентрированным раствором гидроксида натрия. При комнатной температуре в течение 10 мин из раствора выпадает никелевый порошок черного цвета. Полученный порошок отмывают декантацией до нейтральной реакции среды промывных вод. Проверяют pH раствора с помощью универсальной индикаторной бумаги. Затем порошок сушат при температуре 100^oC. Получили порошок с выходом 98,4% и массовой долей никеля 100% Пример 2. Операции примера 1 повторяются, но раствор содержит 50 г/л хлорида никеля и 250 г/л гидразин гидрата. Получили порошок с выходом 97,6% и массовой долей никеля 99,4% Пример 3. 0операци примера 1 повторяются, но раствор содержит 100г/л хлорида никеля и 500 г/л гидразин гидрата. Получили порошок с выходом 98,5% и массовой долей никеля 99,7% При разработке способа приготовления никелевого катализатора установлено, что при концентрации гидразин гидрата менее 100 г/л скорость образования порошка незначительна. С увеличением его концентрации до 25-кратного избытка по отношению к концентрации ионов никеля скорость образования порошка максимальная. Дальнейшее увеличение концентрации гидразин гидрата положительных результатов не дало. Это можно объяснить тем, что гидразин гидрат для ионов никеля является одновременно и комплексообразователем и восстановителем.

Благоприятными условиями для получения никелевого порошка является молярное соотношение концентраций ионов никеля и гидразин гидрата равное 1:25.

Таким образом, было установлено, что стабильность раствора и скорость выпадения никелевого порошка в растворе определяется соотношением концентраций ионов никеля и гидразин гидрата и pH раствора.

Каталитическая активность (А) никелевого катализатора изучена на примере реакции гидрирования бензилцианида. Гидрирование бензилцианида проводят на лабораторной установке в статической системе в жидкой фазе при температуре 110-140^oC и давлении водорода 40-50 атм. Анализ катализата осуществляют методом газожидкостной хроматографии на насадочной колонке, заполненной сорбентом силиконовый каучук ХЕ-60 на хроматроне N-AW-DMCS. Основным продуктом реакции является фенилэтиламин.

Сравнение активности никелевого катализатора, полученного восстановлением из раствора хлорида никеля гидразин гидратом (А 8,7 10 моль/г с), и промышленного катализатора, представляющего собой гранулы, содержащие в своем составе 48-55% никеля и 27-33% оксида хрома и уголь, как связующее (А 3,0 10 моль/л с), показывает, что катализатор, полученный нами вышеописанным способом, значительно более активен. Он показал также большую стабильность и селективность по сравнению с промышленным катализатором.

Формула изобретения

1. Способ приготовления никелевого катализатора для гидрирования непредельных и ароматических углеводородов путем химического восстановления из щелочного раствора с pН, равной 13 14, содержащего хлорид никеля и гидразин гидрат, отличающийся тем, что используют раствор, содержащий указанные компоненты в следующем соотношении, г/л: Хлорид никеля 25 100 Гидразин гидрат 125 500 причем процесс ведут при комнатной температуре в течение 10 20 мин, затем полученный порошок промывают декантацией и сушат.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полученный порошок восстанавливают водородом.