Катализатор для получения формальдегида

Реферат

 

Изобретение относится к нефтехимической отрасли, в частности, к катализаторам для получения формальдегида окислением природного и попутного нефтяного газа. Целью изобретения является повышение селективности катализатора за счет изменения качественного и количественного состава катализатора. Поставленная цель достигается тем, что в качестве катализатора окисления используется молибденциркониевый катализатор, нанесенный на силикагель в количестве 0,15-1 мас. %, а окисление ведется при Т 650 oC при содержании метана в метановоздушной смеси 30 об. %.

Изобретение относится к нефтехимической отрасли, в частности, к катализаторам для получения формальдегида окислением природного и попутного нефтяного газа.

Известен способ получения формальдегида окислением природного газа кислородом воздуха при повышенной температуре в присутствии окисного катализатора в кипящем слое с использованием в качестве катализатора молибденвольфрамового катализатора, нанесенного на силикагель, следующего состава: MoaWbOc, где a 1-2; b 1, c определяется в зависимости от валентности элементов, а процесс ведут при 650-700 oC и содержании метана в исходной смеси 6-20 об. Объемная скорость метанвоздушной смеси 3000-4000 ч-1, конверсия метана 13,2-33 при селективности 46-65,6 Недостатками известного способа являются низкая селективность процесса по формальдегиду и использование высококонцентрированного молибденвольфрамового катализатора (более 30), нанесенного на силикагель.

Целью изобретения является повышение селективности катализатора за счет изменения качественного и количественного состава катализатора.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве катализатора окисления используют молибденциркониевый катализатор, нанесенный на силикагель в количестве 0,15-1 мас. а окисление ведут при температуре 650 oC при содержании метана в метановоздушной смеси 30 об.

Пример 1. Приготовление катализатора. Расчетное количество парамолибдата аммония (NH4)6 Mo7 O24 4H2O растворяют в дистиллированной воде при подкислении раствора соляной кислотой (pH 4-4,5). Температура раствора 60-70 oC. Затем добавляют необходимое количество нитрата циркония Zr(NO3)4 для достижения мольного соотношения Mo:Zr 10:1. Во всех опытах данное соотношение постоянное, изменяют только общую концентрацию данных солей в растворе для достижения 0,15-1 мас. содержания молибденциркониевого катализатора от массы силикагеля. Полученным раствором катализатора пропитывают измельченный силикагель (0,5-1 мас.) при температуре 60-70 oC. Раствор упаривают при перемешивании. Полученные гранулы катализатора выдерживают в сушильном шкафу при 100-110 oC. Данный катализатор загружают в раствор из нержавеющей стали (Х18Н10Т). Загрузка составляет 0,72 г (объем 0,5 см3). Катализатор активируют при температуре опыта 650 oC при подаче 1,5 л/ч паровоздушной смеси с содержанием воды 5 об. в течение 60 мин.

Пример 2. Катализатор готовят аналогично примеру 1, только он содержит 0,5 мас. парамолибдата аммония от массы силикагеля. Загрузка катализатора 0,72 г (0,5 см3). Процесс осуществляют при 650 oC, концентрации метана 30 об. соотношение метан кислород воздуха 1,8 1 и при объемной скорости подачи метановоздушной смеси 3,7 л/ч. Выход продуктов окисления составляет об. CO2 7,1, CH2O 4,54. Селективность по формальдегиду 39,0 Конверсия метана 16,3 мол.

Пример 3. Катализатор готовят аналогично примеру 1, только он содержит 0,5 мас. нитрата циркония от массы силикагеля. Катализатор испытывают в тех же условиях, что и в примере 2. Выход продуктов окисления, об. CO2 2,6; CH2O 11,0. Селективность по формальдегиду 83,9 Конверсия метана 7,6 мол.

Пример 4. Катализатор аналогично примеру 1, только он содержит 0,15 мас. молибденциркониевого катализатора от массы силикагеля. Катализатор испытывают в тех же условиях, что и в примере 2. Выход продуктов окисления, об. CO2 4,9; CH2O 13,0. Селективность по формальдегиду 72,65 Конверсия метана 14,3 мол.

Пример 5. Катализатор аналогично примеру 1, только он содержит 0,25 мас. молибденциркониевого катализатора от массы силикагеля. Катализатор испытывают в тех же условиях, что и в примере 2. Выход продуктов окисления, об. CO2 2,9; CH2O 19,6. Селективность по формальдегиду 87,0 Конверсия метана 9,3 мол.

Пример 6.

Катализатор аналогично примеру 1, только содержит 0,5 мас. молибденциркониевого катализатора от массы силикагеля. Катализатор испытывают в тех же условиях, что и в примере 2. Выход продуктов окисления об. CO2 1,2; CH2 15,7. Селективность по формальдегиду 92,2 Конверсия метана 5,7 мол.

Пример 7. Катализатор аналогично примеру 1, только он содержит 1,0 мас. молибденциркониевого катализатора от массы силикагеля. Катализатор испытывают в тех же условиях, что и в примере 2. Выход продуктов окисления, об. CO2 5,2; CH2O 15,7. Селективность по формальдегиду 75,0 Конверсия метана 9,5 мол.

Предлагаемый для окисления метановоздушной смеси молибденциркониевый катализатор (0,15-1 мас.), нанесенный на силикагель, позволяет повысить селективность по формальдегиду до 92 против 65,6 в известном способе.

Формула изобретения

Катализатор для получения формальдегида, включающий соединение молибдена и силикагель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит соединение циркония в массовом соотношении 10 1 при содержании соединения молибдена и соединения циркония 0,15 1% от массы силикагеля.