Шихта для приготовления катализатора для перегруппировки кетоксимов

Шихта для приготовления катализатора для перегруппировки кетоксимов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пи 572289

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.02.76 (21) 2327393/04 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77, Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 07.09.77 (51) М. Кл. B01J 21/02

Государственный комитет

Совета Ыинистроа СССР по делам изобретений и открытий (63) УДК 66.097.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. В. Самсонов, Т. С. Бартницкая, В. И. Горшков, А. С. Бадриаи, В. М. Слепцов, Б. Г. Людковская и Д. М. Дохолов (71) Заявитель (54) ШИХТА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА

ДЛЯ ПЕРЕГРУППИРОВКИ КЕТОКСИМОВ В ЛАКТАМЫ

В ГАЗОВОЙ ФАЗЕ

Изобретение относится к области производства капролактама, и частности к производству катализаторов для этого процесса.

Известен катализатор для перегруппировки циклогексаноксима в капролактам, для приготовления которого используют шихту, содержащую борную кислоту, носитель и азотсодержащее соединение: аммиак, мочевину, тиомочевину или карбонат гуанидина (1).

Однако при применении такой шихты в процессе образования катализатора при нагревании до 100 †4 С происходит значительное выделение газообразных продуктов: воды, углекислого газа и аммиака. Это приводит к частичному неконтролируемому износу борного ангидрида, что затрудняет получение катализатора заданного состава и, кроме того, снижает прочность катализатора.

Наиболее близкой по составу к предлагаемой является шихта для приготовления катализатора для перегруппировки кетоксимов в лактамы в газовой фазе, содержащая окись алюминия, нитрид бора и кислородное соединение бора — борный ангидрид (2).

Однако при размалывании борного ангидрида вследствие его сильной гигроскопичности адсорбируется неконтролируемое количество влаги, что затрудняет получение образцов строго заданного состава. Кроме того, шихта, состоящая чз кристаллического (упорядоченного) нптрида бора, плохо прессуется. Известно, что промышленный нптрид бора, имеюций гексагональную графитоподобную структуру, плохо прессуется и не спекается. Вслед5 ствие этого получаемые образцы недостаточно плотны.

Для повышения прессуемости шихты и увеличения активности и механической прочности катализатора шихта для приготовления

10 катализатора для перегруппировки кетоксимов в лактамы в газовой фазе, содержащая окись алюминия, нитрид бора и кислородное соединение бора, содержит питрид бора в турбостратном состоянии, а в качестве кисло15 родного соединения бора — борную кислоту при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Борная кислота 20 — 30

Тур бостратный нитрид бора 20 — 30

Окись алюминия Остальное.

Турбостратный нитрид бора в отличие от кристаллического обладает большей реакционной способностью, благодаря чему он хоро25 шо прессуется и спекается. Это свойство турбостратного нитрида бора обусловлено его структурными особенностями. Структура турбостратного нитрида бора характеризуется отсутствием трехмерного упорядочения, сме30 щением слоев  — N относительно оси С, в

572289

Пример 2. Из 25 г борной кислоты, 50 г окиси алюминия и 25 г турбостратного нитрида бора формуют в тех же условиях катализатор. Испытания проводят, как в примере 1.

5 Время работы катализатора в режиме

100о/о-ной конверсии 28 ч при выходе лактама 96 /о.

Пример 3. Из смеси 30 r борной кисло1О ты, 50 r окиси алюминия и 20 г турбостратного нитрида бора по описанной методике приготовляют катализатор. Испытания проводят в тех же условиях, что и в примере 1.

Время работы катализатора в режиме

15 100/о-ной конверсии 25 ч при выходе лактама 96%.

Пример 4. Катализатор приготовляют и испытывают в тех >ке условиях, что и в примере 1. В течение 180 ч работы катализатор

20 подвергают пятикратной регенерации при температуре 800 С в токе воздуха в течение 1 ч.

После каждой регенерации активность катализатора восстанавливается. Потери веса после 5 регенераций составили 8 /о.

Данные результатов испытаний катализаторов, приготовленных из предлагаемой шихты, а также из пихты известного состава, приведены в таблице, где дана зависимость времеЗО ни работы катализатора от состава исходной шихты.

Состав шихты, вес, О

Время работы в режиме

1000,-й конверсии, ч

Механическая прочность

Поверхность, м

А«,О, ВяОз «ЗВОЗ

16

120

36

28

Известный материал

30 50

20* 50

57

16

" Для приготовлеиия этих образцов в шихту вводили кристаллический иитрид бора.

Как видно из данных таблицы, технико-экономическое преимущество предлагаемой шихты состоит в том, что при ее использовании удается получить катализатор, время работы 35 которого в режиме 100 /о-ной конверсии почти в два раза выше, чем в известном. Это достигается использованием турбостратного нитрида бора; окись бора, образующаяся при окислении турбостратного нитрида бора находится 40 в другой форме, чем при окислении кристаллического и более активна.

Применение борной кислоты вместо борнаго ангидрида также приводит к получению более активного и более прочного катализатора. 45

Формула изобретения

Шихта для приготовления катализатора для перегруппировки кетоксимов в лактамы в газовой фазе, содержащая окись алюминия, 5О связи с чем период решетки с турбостратного о нитрида бора увеличивается до 7,11 А в то время как у кристаллического значение с раво но 6,66 А.

Смесь порошков борной кислоты, нитрида бора и окиси алюминия тщательно перемешивается, а затем формуется. Указанная шихта хорошо прессуется, что позволяет получать прочные образцы. Полученные образцы отжигаются при температуре 700 — 1000 С.

Пример 1. 20 г борной кислоты, 50 г окиси алюминия и 30 г турбостратного нитрида бора тщательно перемешивают, прессуют таблетки под давлением 700 гк/см, просушивают при 120 С и прокаливают при 800 С в течение 3 ч.

Реакцию перегруппировки циклогексаноноксима в капролактам проводят в кварцевом реакторе диаметром 25 мм при температуре

300 — 310 С и нормальном давлении. Циклогексаноноксим в зону реакции подают в виде

17 /о-ного раствора в толуоле и в токе азота (5 л азота на 10 см катализатора в 1 ч). Конверсия циклогексаноноксима в капролактам в первые 36 ч работы составляет 100 /о при выходе лактама 97о/о

В дальнейшем активность катализатора падает, так как на поверхности контакта образ к>тся углистые отложения. Катализатор рег нерируют прокаливанпем в токе воздуха. нитрид бора и кислородное соединение бора, отлича юща я ся тем, что, с целью повышения прессуемости шихты и увеличения активности и механической прочности готового катализатора, шихта содержит нитрид бора в турбостратном состоянии, а в качестве кислородного соединения бора — борную кислоту при следующем соотношении компонентов, вес. о/о .

Борная кислота 20 — 30

Турбостратный нитрид бора 20 — 30

Окись алюминия Остальное.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СССР Кя 302870, кл. В 01J, 11/82, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР Ия 394091, В 01J 11!32, 1973.