Способ реактивации отработанного серебряного катализатора для окисления этилена в окись этилена

Способ реактивации отработанного серебряного катализатора для окисления этилена в окись этилена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сема Сеаетсник

Сециапистичесиик

Веспубпин

Государственный комнтет

СССР по делан нзобретейнй н открытий (6! ) Дополнительный к патенту(53) N. Кл.

В 01 J 2.3/96

В 01 Ю 2З/50 (22) Заявлено 300476 (И) 2352254/23-04 (23) Приоритет — (32) 02.05.75 (3!) Р 25 19599.7 (33) ФРГ

Опубликовано 150179.Бюллетень Рй 2

Дата онубликованиа описания :150179 (53) УДК 66.097. . 3 (088. 8) Иностранцы

ЗигФрид Рейбсдат, Зигмунд Майер и ЙозеФ АльФранзедер (ЭРГ) (72) Автори изобретения

СПОСОБ РЕАКТИВАЦИИ ОТРАБОТАННОГО СЕР !

1 4! -"3 а -АА

КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ЭТИЛЕНА В ОКИСЬ

ЭТИЛЕНА

Изобретение относится к области реактивации обработанного серебряного катализатора для получения окиси этилена окислением этилена.

Известен способ реактивации серебряного катализатора для получения окиси этилена окислением этилена путем обработки катализатора газовой смесью, состояющей иэ 5-15% кислорода,820 об.Ъ двуокиси углерода,б0-80 об.Ъ азота и 1-5 об.Ъ окислов азота (lj .

Наиболее близким к изобретению по .технической сущности и достигаемому результату является способ реактивации для повышения активности отработанного серебряного катализатора для получения окиси этилена окислением этилена путем обработки катализатора воздухом при повышенной темпера туре спиртом, концентрированным водным раствором аммиака и водой f2) .

Недостатком известного способа является недостаточно высокая степень реактивации отработанного серебряного катализатора.

И

Целью изобретения является повыаение степени реактивации отработанного катализатора.

Указанная цель достигается тем, что отработанный. серебряный катализа- 30 тор обрабатывают химическим реагентбм, в качестве которого используют раствор, содержащий, вес.Ъг

Вода 0,2 - 10

Соединение цезия и/или рубидйя - 0,05 — 0,4

Алифатический.сПирт, содержащий 3-6 атомов углерода Остальное, и обработку указанным реагентом ведут до конечного содержания в катализаторе цезия и/или рубидия 1 - 1000 ч.на млн °

В качестве соединения цезия и рубидия используют нитраты, гидроокиси, карбонаты, ацетаты, хлориды, бромиды, формиаты, пропионаты и оксалаты.

Преимущестенным образом применяют нитраты.В большинстве случаев соединение цезия, соответственно рубидия, снача ла растворяют s воде и полученный водный раствор вводят в алифатический спирт,.содержащий 1-6 атомов углерода, причем в результате получают прозрачный раствор.

Преимущественным образом применяют метиловый, этиловый, пропиловый или хзопропиловый спирты. Особенно предпочтительно применять метиловый спирт

643071

B особенно предпочтительном вари» анте осущестнления изобретения отраб >танный катализатор пропитывают импрегнирующим раствором, состоящим из 0,2,5 вес,Ъ воды, 0,05-0,4 вес.В нитрата цезия или рубидия и алифатического спирта, содержащего 1 - б атомов углерода, и непосредственно после этого спирт упаривают при 70 - 120 С, предо почтительно при 90-110 С, в некоторых случаях при одновременном продувании азота. При этом целесообразно нитрат цезия, соответственно, нитрат рубидия, расТворять в минимальном Количестне воды, необходимом для полного растворения, а затем производить разбавление таким количеством метилового, эти лового, пропилового или иэопропилового спирта, предпочтительно метилового. спирта, чтобы концентрация воды н готовом растворе для пропитки составляла

0,2 — 5 вес,Ъ. Концентрация нитрата рубидия или нитрата цезия составляет

0,05 - 0,4 вес.% в расчете на общее количество раствора. Как всегда, так и здесь необходимая концентрация рубидия или цезия на катализаторе составляет 1. — 1000, предпочтительно 3 - 500 млн -1, в особейности 10

300 млн -1, причем она может достигаться посредством применения раствора для пропитки соответствующей концентрации.

Свойства катализатора до и послеобработки приведены в таблице.

Окисления этилена в окись этилена тепень превращения тилена, В, при емпературе, Катализа ивнос затор

0оС

245 220 б8-70

73-78

До обработки

После обработки

10-12

Возмьжность понижения реакционной температуры представляет собой другое преимущество предлагаемого способ» 60 так как с понижением температуры умень шается образование нежелательных побочных продуктов, например двуокиси углерода, 4ормальдегида и уксусного альдегида. вследствие его низкой температуры кипения и низкой стоимости. Решающее значение имеет количество Фоды н готовом растворе для пропитки.Оно не должно превышать 10% от общего количества раствора. .Преимущественно концентрация воды состанляет 0,2 — 5 нес.Ъ, в особенности н том случае, когда применяют нитрат цезия или нитрат рубидия. Концентрации соединения: цезия, соатнетст- венно рубидия в растворе для пропитки я ограничивается растворимостью соединения. Однако в большинстве случаев целесообразно, чтобы минимальная концентрация составляла 0,01 вес.%.

Особенно целесообразной оказывается концентрация 0,05-0,4 вес.Ъ в расчете на общее количество расТвора.

Обработка отработанного катализатора соответствующим изобретению раствором для пропитки наиболее прас- 20

То может быть осуществлена посредством пропитки отработанного катализатора и слива избыточноГО количестна . раствора. В больших устайовках обработку праиэводат посредством заливки реактора, заполненного катализатором, .;. раствором соединения цезия или руби.дия. После отделения избыточного раствора оставшийся на каталйзаторе спирт и в некоторых случаях воду уда - ляют пасредстнам упаривания и, если желательна, при дополнительной продувке азота. Температура при упаринании не должна быть слишком высока па сравнению с температурой кипения примененного спирта. Если отгонку про- 3> изводят при пониженном данлении,то в зависимости ат спирта упаривание мо- жет быть осуществлено уже при комнатной температуре или., например, при

50 С. Но часто целесообразно выбирать 40 более высокую температуру, например

50 — 180 С, Как видно иэ таблицы, благодаря соответствующей изобретению обработке отработанного катализатора с пониженной активностью его селективностье значительно повьпаается. Кроме того, степень превращения увеличивается в

2-4 раза или при равной степени превращения может быть понижена реакционная температура на 20-30 С.

II р и м е р 1. (сравнительный) .

70 r катализатора, содержащего

11,3 нес.В серебра на носителе с -окиси алюминия, проработавшего 7

Лет,испытывают при объемной скорости

250 ч и давлении 1 атм;

При этих условиях для достижения степени превращения 5% необходима

64307

5 температура 240оС. Селективность сос-тавляет 70,5Ъ.

Пример 2. 50 г катализатора, описанного в примере 1, который в течение 7 лет используют для получения окиси этилена посредством непосредственного окисления этилена кислородом, помещают в колбу Эрленмейера емкостью

200 мл и заливают 50 мл пропитывающего раствора, в котором содержится

11,5 г нитрата цезия и 50 r воды на

1 кг метилового спирта и массу.выдерживают в течение 1 ч. 10

Непосредственно после этого избыточный пролитывающий раствор сливают и в течение 0,5 ч катализатор сушат в сушильном шкафу при 170ОС Концентрация цезия в катализаторе составляет

1000 мг на 1 кг катализатора, Обработанный указанным способом катализатор вводят в контакт с исходным газом при соблюдении тех же условий, как и в сравнительном примере .1.

При 245оС при степени превращения

5 Ъ может быть достигнута селективность 72 Ъ.

Пример 3. 100 r катализатора,: описанного в примере 1 помещают в 25 стеклянную трубку внутренним диаметром 20 мм и длиной 500 мм. При комнат ной температуре в ..течение 1 ч через катализатор (снизу вверх) прокачиваю с помощью насоса 500 г пропитывающе- 30 го раствора, содержащего 9,2 г уксуснокислого цезия и 30 г воды на 1 кг изопропилового спирта. Непосредственно после этого раствор сливают и сушат катализатор в течение 0,5 ч при 3>

250С, причем катализатор находится под вакуумом. Концентрация цезия На катализаторе составляет 800 мг на

1 кг катализатора.

Обработанный указанным способом, описанным в примере 1, катализатор вводят в контакт с исходным газом..

При 250 С при степени превращения

5 Ъ достигается селективность 72 Ъ.

Пример 4. 100 r катализатора,,описанного в примере 1, помещают в стеклянную трубку внутренним диаметром 20 мм и длиной 500 мм. Из колбы

Эрленмейера заливают сверху нагретый до 40 С катализатор пропитывающим о раствором, который содержит 3 мг 80 сульфата цезия в 10 r воды и 1000 г этилового спирта.

После стекания пропитывающего. раствора второй и третий раз производят обработку свежими растворами.

Непосредственно после этого спиртовому раствору дают возможность стечь, после чего производят сушку в течение

1 ч в токе азота, пропускаемого со скоростью 100 л/ч,причем катализатор. с помощью теплообменной среды, находящейся в двойной рубашке стеклянной трубки, нагревают до 80 С. о

Концентрацйя цезия на катализаторе составляет 1 мг на 1 кг катализатора.

Формула изобретения

Способ реактивации отработанного серебряного катализатора для окисления этилена в окись этилена путем обработки катализатора химическим реагентом, отличающийся тем, что,с. целью повышения степени реактивации катализатора, в качестве химического реагента используют раствор, содержащий,вес.Ъ:

0,2 - 10

0,05 — 0,4

Вода

Со динение цезия и/или рубидия

Обработанный указанным способом катализатор помещают в применяемый в опытах реактор и способом, описанным в сравнительном примере 1, вводят в контакт с исходным газом. Пги 250 С о при степени превращения 5 Ъ достигается селективность 70,8 Ъ.

Пример 5. 100 r катализатора, описанного в примере 1, помещают в круглодонную колбу емкостью 250 мл„ которая снабжена капельной воронкой и подключена к вакуумной магистрали, Колбу вакуумируют до 200 мм рт.ст.

Из капельной воронки в течение 2 мин приливают к катализатору 150-мл пропитывающего раствора, содержащего

0,44 г нитрата цезия и 0,33 г нитрата рубидия в 10 г воды и 1000 г пропилового спирта. После, выравнивания давления с атмосферным катализатор еще в течение 2 ч выдерживают в пропитывающем растворе. Непосредственно после этого раствору дают воэможность слиться через нутч-фильтр и катализатор сушат в течение 5 ч при 100 С в вакуумном. сушильном шкафу.

Общая концентрация цезия и рубидия на катализаторе составляет 100 мг/кг катализатора.

Обработанный укаэанным способом катализатор помещают в применяемый в опытах реактор и описанным в примере 1 способом вводят в контакт с исходным газом. При 240 С и степени превращения 5 Ъ достигается селективность 75Ъ.

Пример 6. Повторяют опыт в соответствии с описанным в примере 4, однако в эгом случае изменяют пропитывающий раствор, причем он содержит

0,44 г нитрата цезия, 0,33 г нитрата рубидин и 100 r воды в 900 r пропилового спирта (10Ъ воды в расчете на весь раствор) . При последующем осуществлении процесса в реакторе с исходным газом при 245 С достигается стео пень превращения 4 Ъ и селективн ость 75 Ъ, 643073

Редактор Т.Девятко

Заказ 7787/56

Тираж 8У6 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фйлиал ППП Патент, r,Óæãîðîä, ул, Проектная, 4

Алифатический спирт, содержащий 1-6 атомов углерода Осталвное, и обработку укаэанным реагентом ведут до конечного содержания в катализаторе цезия и/или рубидин 1-1000 ч. на миллион.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Румынии Р 53012, кл. В 01 3 11/10, 1971, 2. Авторское свидетельство СССР

9 144839, кл. Н 01 J 11/10, 1961.

Составитель Е.Джуринская

Техред И.Асталош Корректор Е.Папп