Катализатор для окисления пропилена до акролеина и акриловой кислоты

Катализатор для окисления пропилена до акролеина и акриловой кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскмк

Соцмапмстмческмк

Республмн

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 732001 (6I ) Дополнительное к авт. ñâèä-ву(5l )M. Кл. (22) Заявлено 07. 05.76(21}2358192/23-04

В 01 3 23/76

С 07 В 3/00 с прнсоеднненнем заявки №

Государстоаииый комитет

СССР (23} Приоритет по делам изобретений

Опубликовано 05,05. 80. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 10.05.80 (53) УДК 66.097., 3 (088.8) и открытий

И. М. Барышевская, К. М» Холявенко, И. В. Луйксаар, Л. С. Луйксаар, Е. А. Кошевая и Я. Б. Гороховатский (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени институт физической .химии им. Л. В. Писаржевского AH Украинской CCP (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ПРОПИЛЕНА

ДО АКРОЛЕИНА И АКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к производству катализаторов для окисления олефинов до ненасыщенных альдегидов и кислот, в частности для окисления пропилена до акролеина и акриловой кислоты.

Известен катализатор для окисления пропилена, содержащий окисные соединеФ ния олова, молибдена, теллура, железа, фосфора и кремния (11.

Однако выход акриловой кислоты и акролеина не превышает 65-78%.

Наиболее близким к изобретению явля ется катализатор для окисления пропилена, содержащий окислы олова, молибдена, 15 кобальта, теллура и фосфора и имеющий атомное соотношение в пересчете на элементы: En:Ìî:Co:Те:P = (0,5-5,0):(5,15):(1-10):(0,2-2,1):(0,2-1,5) Ы.

Недостаток этого катализатора - низкая производительность и выход по целевым продуктам. Так, максимальная производительность 50,3 г на литр катализатора в час, а именно 15,5 г акролеина

2 и 34,8 r акриловой кислоты. Суммарный выход 42-63%.

1(ель изобретения — повышение активности и производительности катализатоPGo

Указанная цель достигается тем, что в катализатор, содержащий окислы олова, молибдена, кобальта, теллура, фосфора, дополнительно введены окислы железа, а состав его соответствует формуле:

СЗЕ1зО.АЭоО 6Со О Zoo дно .ткре о,где Cl = 0,5-5,0

1з = 5,0-15,0

Ь= 0,5-5,0 с = 0,1-2,0 д = 0,05-1,0 с= 0,03-1,0

Дополнительное введение окиси желе о за в состав катализатора при 360-440 С позволяет увеличить суммарную прои;ъводительность по акролеину и акриловой кислоте в 1,5 раза, при этом выход

3 7320 этих продуктов увеличивается до 79,28 5,4%.

Пример 1. Приготовление ката-, лизатора состоит из трех стадий:

1 получение массы 9п-Мо-0; 2.введение

Со, Те, Р в массу 5п-Мо-О; 3. введение в активную массу 5м-Мо-Сс-Те-Р-О.

% .Ъ

1. Получение массы >o С . 296, 4г аммония мопибденовокиспого растворяют t o ,в 720 мл дистиллированной воды (кипящей), к нему добавляют раствор хлористого аммония (64,2 г в 200 мп воды) и тщательно перемешивают. Затем по каплям при интенсивном перемешивании добавляют раствор хлорного олова (75,6 r в 60 мп воды). При этом выпадает белый осадок, рН раствора 2-3.

Полученную суспензию нагревают при перемешивании в течение 10 мин (до ver N кого пожептения) и переносят на воронку . Бюхнера с двойным бумажным фильтром.

Попностью отсасывают .осадок водоструйным насосом и сушат в сушильном шкафу при 100 С в течение 13-14 ч. Попу- 25 ченную массу растирают в ступке и просеивают через сито 0,25 мм. По потере в весе при прогреве 2 ч при 600 С определяют содержание летучих веществ, 2. При введении всех этих веществ, расчет ведут на непетучую часть массы

SvI-9o-О ..6,0 г этой массы смешивают с раствором фосфорнокислого аммония однозамещенного (0,16 г в 25 мл воды) и нагревают при интенсивном перемешивании. К кипящеи смеси по каплям прибавляют смешанный раствор азотнокислого кобальта (2,91 г в 10 мл воды) и теплуровой кислоты (О 983 г в 5 мл воды). Смесь выпаривают при интенсив,ном перемешивании до густой консистен:ции и сушат при 160 С в течение 24 ч в атмосфере воздуха. После прогрева катализатор растирают в ступке и просеивают через сито 0,25 мм.

01 4 го катализатора (по исходным веществам) следующий:

4,Ь во2 ООМоО5,5Сс а 1; теО 0,25Р О

«ООЬГеоВ зависимости от заданного состава катализатора копйчество вводимого жап= за изменяется. Так, дпя получения катализатора состава:

355по . 0МоО .3,5CoQ 3,4ТеО .025Р О i

Î<2Fe О, 6,0 г активной массы Sh-Мо-Со-Те-Р-0

35 пропитывают раствором трехвалентного азотнокислого железа (0,628 r Fe(NO )>

9Н20 в 40 мл воды). 4 см катализа3 тора спедующего состава.

35&nO 1ОМаО "1,5СО О 1ФТЕО 025Р Ох

2Ú 23 225 х 006Fe2OÇ зернением 1-2 загружают в трубчатый реактор диаметром 20 мм и длиной

20Омм. Испытания ведут на смеси обЯ пропипена 2,6, кислорода 12, водяного пара 40, азота 45,4 при времени контактирования 3,2 с в интервале температур 360-440 С, При 380 С конверсия пропнлена 81,3%, избирательность окисления в акропеин 62,6%, в акриловую кислоту 28,5%. Производительность

39,4 r акропеина и 23,2 г акриловой кислоты на литр катализатора в час, суммарная производительность 62,6г/л час.

Суммарный выход целевых продуктов

74,2%, а именно 51,0% акрапеина и

23,2% акриловой кислоты

При 400 C конверсия пропилена

93,0%, избирательность окисления в акропеин 59,5%, в акриловую кислоту

25,6%. Производительность 45 г акролеина и 25,0 г акриловой кислоты (суммарная 70,0 г/л час). Суммарный выход . целевых продуктов 79,2%, а именно 55,4%

3. Введение окислов железа в актив- акропеина и 23,8% акриловой кислоты. ную массу&и-Мо-оо-Те-РО.6,0г активной, При повышении температуры до 440 С массы 8МФа-Со-Те-Р-0 пропитывают раство- - достигается 100% конверсии пропилена. ром трехвалентного азотнокислого -желе- Пример 2. В тот же трубчатый аО за (0,314 r 76(И05) ВНО в 20мп реактор загружают 4 см катализатора

Э воды). Смесь подсушивают на водяной состава: бане, а затем в сушильном шкафу при

100 С в течение 4 ч и прессуют при

qp5no qolhoo.g5co о 14тео.о25Р о -оное о

2 3 23 2 25 23 давлении 25-30 атм в таблетки диаметром 4-5 мм. После прессования таблетки прогревают при 400 С в течение 4 ч н подают смесь, об.%; пропилена 2,1 в атмосфере воздуха. Состав попученно- кислорода 12, водяного пара 40, азота

2001

6 ловой кислоте 24% (суммарная избирательность 92%), выход акролеина 54,4%, акриловой кислоты 19,2% (суммарный выход 73,6%), производительность по акоолену 32,3 г, по акриловой кислоте

l 1,6 г/л час. При i повышении температуры до 420 С достигается полное преврашение пропв ега. Сравнительные данные известного и пред10 поженного катализатора приведены в таблице.

15,5 34,8

Известный

50,3

Предложенный Sn-Фо-со-1е-Р-Fe-О при содержание железа в ат.ч. 0,03 31, 8

28,2

60,0 35,2 20,3 55,5 75,0

0,06 45,0 25,0

0,12 31,5 20,3

70,0

51,8

0,50 30,8 19,8

1 00 28,1 16,8

32,5 14,6 47,1

58)З

Таким образом, предложенный катали-, затор имеет более высокую активность

40 и производительность по сравнению с известным. где a = 0)е„5)0 о =5,0-15,0 б =- 0,5-5,0 г =0,1-2,0

45 д =0,05-1,0 ж =0,03-1,0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

50. Ц)4ИИПИ Заказ 1523/1 ТиРаж 809 Подписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 73

45,0 при времени контактирования 3) 2с.

При 400 С степень окисления пропилена составляет 94% при избирательности по акролеину 56% по акриловой киелоте

23%, Суммарный выход целевых продуктов 85,4%, а именно 63,8% по акролеину и 21,6% по акриловой кислоте.

Производительность по акролеину 31,5г

Iio акриловой кислоте-20,3г/л час. При

380 С конверсия пропилена 80%, избирательность по акролеину 68%, по акриФормула изобретения

Катализатор для окисления пропилена до акролеина и акриловой кислоты, включаюший окислы олова, молибдена, кобальта, теллура и фосфора, о т л и ч а юш и и с я тем, что) с целью повышения активности и производитапьности катанизатора, он дополнительно содержит окись железа, и состав катализатора соотвеч ствует формуле:

269 153 422 710

55)4 23)8 79)2 93,0

638 2 16 8 54 940

38,3 20)0 58,3 72,0 а 5пО БМоО 6Со О. TeO OPU к е Q

2 2 5 2

1. Патент Японии Jh 22813, кл, С 07 С, опублик 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

K 367638, кл. В 01 У 11/32,1972 (прототип) ° .