Катализатор для получения циклогексана

Катализатор для получения циклогексана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и>733712 (61) Дополнительное к ает. свид-ву (22) Заявлено 100178 (21) 2567575/23-04 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 1505.80. Бюллетень М

Дата опубликования описания 180580 (51)М. Кл.

В 01 Х 25/02

В 01 23/10//

С 07 С 13/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК66 .097. . 3 (088. 8) Б,Ж. Жанабаев, д. B. Сокольский, С. О ° Онгарбаев, Е, Елемесов, Д,Б, Казарновская и Р.И. Атамановская (72) Авторы изобретения

Казахский химико-технологический институт (71) Заявитель (5 4 ) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

IIH КЛОГЕ КСАН A

Изобретение относится к катализаторам, в частности к катализатору для получения циклогексана путем жидкофаэного гидриронания бенэола.

Известные катализаторы для гидрирования бенэола н циклогексан на основе Ni-А и никеля Ренея с добавками хрома (1) и (2) не обладают достаточно высокой активностью.Полное превращение бензола в циклогексан на указанных катализаторах достигается соответстненно за 150 и

100-228 мин, кроме того на никельхромовых катализаторах процесс

Q проводится при 110 кгс/см и 170 С, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту янляется катализатор для получения циклогексана на основе выщелоченного никель-алюминиевого сплава, содержащего 50 нес,Ъ никеля и 50 вес.Ъ алюминия (3).

Недостатками известного катализатора являются относительно низкая активность и стабильность,Так, 100%-ный выход циклогексана в присутствии известного катализатора при 160оС и 40 кгс/см достигается эа 110 мин. Кроме того, при многократном использовании известного катализатора (количество повторных опытов 6) выход циклогексана снижается на 32Ъ, т.е, известный катализатор обладает недостаточной стабильностью.

С целью повышения активности и стабильности катализатора предлагается катализатор для получения циклогексана на основе выщелоченного никель-алюминиевого сплава, содержащего дополнительно гадолиний, при следующем содержании ингредиентов, нес.В:

1з 1 адолиний 01 1-5 10

Никель 45,0-49,9

Алюминий Остальное

Предлагаемый катализатор обладает повышенной активностью и селек20 тивностью по сравнению с известным катализатором, Так, 100%-ный выход циклогексана в присутствии настоящего катализатора при 160 C и

40 кгс/cM достигается за 65 мин, при многократном использовании катализатора (количество повторных опытов 6) выход циклогексана снижается только на 6Ъ, Сплавы предлагаемых:никельгадоЗ0 лцииевых катализаторов и известного

733712

Т а бл и ц а 1

Катализатор достижения ного выхода гексана,мин тав катализатор зол циклогек

110

39 5

70,7

29,3

Ni-Gd (О, 13 Gd)

Ni-Gd (0, 2% Gd)

Ni-Gd (1, ОЪ Gd)

Ni Gd (3,0а Gd)

Ni d (5, ОЪ Gd) 65

88,3

11,7

14,2

21,4

32,6

85,8

78,6

67,4 скленного никеля готовят по следующей методике.

Пример 1, Для получения

100,0 r сплава, имеющего состав

Ni:М: Gd 49,8:50:0,2 в кварцевый тигель загружают 52,0 r алюминия в виде кусков размером 3-5 мм и нагревают в высокочастотной плавильной печи марки ОКВ-8020 до 1000-1100 С, Затем в расплавленный алюминий вводят 49,8 r никеля и 0,2 r гадолиния. При этом температура электрически повышается до 1700-1800 С, которую поддерживают в течение

5 мин. Расплав все время перемешивают высокочастотным полем в атмосфере воздуха, Затем печь выключают и производят разливку в графитовые изложницы. Сплавы охлаждают на воздухе, размельчают, просеивают через сито Р 60 (0,25 мм) и подвергают выщелачиванию 20%-ным водным раствором едкого натра на кипящей водяной бане в течение 1 ч, Катализатор отмывают водой до нейтральной реак ции по фенолфталеину, а затем этиловым спиртом для удаления следов влаги .

Таким образом, приготовленный скелетный никель-гадолиниевый катализатор был использован для гидрогенизации бензола в циклогексан, Ni-скелетный (известный) Из данных таблицы видно, что гидрирование бенэола на всех катализаторах идет с образованием циклогексана, без побочных продуктов, Добавки гадолиния (0,1-5,0 вес,%, относительно никеля) увеличивают активность екелетного никеля в

1,2-1„5 раза, Наибольшую каталитическфо -активность прбявляют катализатор с 0,2 вес.Ъ гадолиния, 100%-ный выход циклогексана на котороМ при 160 С и 40 кгс/см дости-.

2 гается эа 65 мин гицрирования, тогда как на скелетном никеле

100%-ное гидрирование бензола наступает через 110 мин, Кроме того, хроматографический анализ показал, что каталиэат соПример 2, Опыты проводят в автоклаве системы ЛенНИИХиммаша при интенсивном перемещивании. Для гидрирования берут 20 О мл химически чистого бензола (т.кип 80,2 С, уд,вес. о = 0,879), Температура гидрирования 160 С, давление водорода 40 кгс/см, количество катализатора 0,5 r или 0,28% от веса исходного бензола, Продукты гидрирования анализируют методом газо-жидкостной хроматографии на хроматографе ЛХМ-8

М-Д, Гаэ-носитель - аргон, твердый носитель — рисорб В(.К (0,20,375 мм), неподвижная жидкая фаза — полиэтиленгликольадипинат,длина колонки — 2 м с внутренним диаметром 3 мм.

За активность катализатора при— нимают выход,циклогексана эа

20 60 мин гидрирования °

Результаты гидрирования бензола на скелетных никелевых (50% А6) катализаторах с добавками гадолиния и без добавки (известный) приведены в табл. 1, условия гидрирования: 200 мл о бензола, температура 160 С, давление 40 кгс/см; количество катали— затора — 0,28% от веса исходного бензола, время гидрирования 60 мин, держит циклогексан и непрогидрировавший бенэол, Это указывает высокую селективность предлагаемого кат али з ат ора, Наряду с высокой активностью и селективностью скелетные никельгадолиниевые катализаторы проявляют высокую стабильность при многократном гидрировании бензола с одной и той же навеской катализатора.

Результаты гидрирования катализаЩ торов на их стабильность приведены в табл, 2, условия: количество катализатора 1,0 г или 0,56% от веса исходно. го бенэола, температура )60 С, РН - 40 кгс/см

733712

Та блица 2

Катализатор ичество тов ество Выход ц ла,мл логекса

Ni-скелетный

200

100

100Ъ-ный выход циклогексана за

50 мин (50Ъ Ni) (известный) 200

94,5

90,2.200

Ni-скелетный

200

86,0

Продолжительность опыта 50 мин (50Ъ Ni) (известный) 200

78,5

200

68,3

Ni-Gd

200

100

100Ъ-ный выход циклогексана за 22 мин.

Продолжительность опыта 22 мин (0,2Ъ ал.200

100

200

99,7

98,2

200

20096,0

200

94,0

Составитель В. Теплякова

Редактор Н. Потапова Техред Н.Бабурка Корректор1М. Пожо

Заказ 1945/10 Тираж 809 Додпи сн ое

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППЛ Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Пример 3, Как показали опыты (табл, 2), катализатор оптимального состава (49,8Ъ bli; 0,2Ъ(,,d; А К вЂ” остальное) отличается более высокой стабильностью, чем скелетный никель без добавки. 100Ъ-ный выход циклогексана при многократном использовании никель-гадоли ние ного катализатора (количество повторных опытов 6) снижается всего на 6Ъ, а на скелетном никеле (количество опытов то же) — на 32Ъ.

Таким образом, никель-гадолиниевый катализатор обладает высокой активностью, селективностью и стабильностью, Формула из о брет ения

Катализатор для получени я циклогексана на основе выщелоченного никель-алюминиевого сплава, о т л ич аю щи и с я тем, что, с целью повышения активности и стабильности катализатора исходный сплав дополнительно содержит гадолиний при следующем содержании ингредиентов, вес.Ъ:

Гадолиний О., 1-5,0

Никель 45 0-49,9

Алюминий Остальное

Источники информации, 40 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 276912, кл, В 01 Х 25/02, 1970, 2, Авторское свидетельство СССР

9 245057, кл, В 01 3 25/02, 1969, 45 3. Томас Ч. Промышленные каталитические процессы и эффективные катализаторы, Мир, М., 1973, с. 213-214 (прототип) .