Способ приготовления фосфор- ванадиевого катализатора дляполучения малеинового ангидрида

Способ приготовления фосфор- ванадиевого катализатора дляполучения малеинового ангидрида

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИС Н Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<ц795554

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное. к авт. сеид-ву (22) Заявлено 190279 {21) 2727045/23-04 с присоединением заявки М— (23) Приоритет (51)М. Клз

В 01 Ю 37/00

В 01 J 23/22

В 01 J 27/1б

Государственный комитет

СССР по делан изобретений н открытий

Опубликовано 15.0181.Бюллетень М 2

Дата опубликования описания 15.01.81 (53) УДК бб.097. 3 (088. 8) A,N.Ïoñòíîâà, В,Н,Постнов, С.И.Кольцов, В.М,Смирнов и В,Б.Алесковский:

{72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им.Ленсовета и Ленинградский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. A.A.Æäàíoâà (71) Заявители (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ФОСФОР-ВАНАДИЕВОГО

КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯв ПОЛУЧЕНИЯ МАЛЕИНОВОГО

АНГИДРИДА

Изобретение относится к способам приготовления фосфор-ванадиевых катализаторов для парофазного окисления, непредельных и ароматических, углеводородов, например пиперилена и бензола, до малеинового ангидрида, Известен способ получения фосфорванадиевых,катализаторов путем пропитки носителя (силикагеля, оксида титана (?У), кизельгура и др;) соединениями, содержащими ванадий и фосфор, с последующим прокаливанием в токе кислорода (1).

Недостатками указанного способа являются получение катализатора с 15 низкой производительностью 8993 г/л-ч по малеиновому ангидриду при окислении непредельных углеводородов и низкий выход малеинового ангидрида 70-14 вес.В вследствие не- 2р равномерного распределения активных компонентов по поверхности носителя и использования носителей с низкой удельной поверхностью, Наиболее близким к изобретению . 2э является способ приготовления фосфорванадиевого катализатора для получения малеинового ангидрида путем обработки крупнопористого промышленного силикагеля треххлористым фосфо- Зр ром и оксихлоридом ванадия в токе инертного газа с последующей обработкой парами воды при 180 С и высушиванием при 300 С, Состав данного о катализатора, вес. В: Рд.Ое 5, И; Vg ay

7, 9; Si0 86, 3 ° Указ анный катализ атор дает выход малеинового ангидрида

58 вес.% прн окислении пипериле.на, а его производительность равна 197 г/л.ч Е23. Недостатком известного способа является получение катализатора с невысокой производительностью и невысокий выход малеинового ангидрида при использовании катализатора в реакции окисления пиперилена, что обусловлено небольшой величиной отношения Ра О к Чт О в составе указанного катали.- затора.

Цель изобретения — получение катализатора с повышенной активностью.

Указанная цель достигается способом приготовления. фосфор-ванадиевого катализатора, заключающимся в обработке силикагеля треххлористым фосфором, последовательной обработке хлором и парами воды, оксихлоридом ванадия в токе инертного газа с последующей обработкой парами воды и сушкой

795554

Введение дополнительных стадий обработки поверхности хлором и водой обеспечивает возможность увеличения количества оксида1 фосфора (У) .

С увеличением, количества циклов обработки поверхности силикагеля треххлористым фосфором, хлором и водой, т.е. с увеличением длины цепи связей фосфор-кислород на поверхности образца, увеличивается акцептор= ный эффект катионов фосфора (у). В результате избыточная электронная плотность, образующаяся на активных ионах ванадия в процессе акта катализа, перераспределяется между оксидным монослоем ванадия н нижележащими слоями оксида фосфора (v). . Это.обуславливает увеличение выхода малеинового ангидрида при.окислении .пиперилена или бензола и повышение производительности катализатора.

Катализатор, полученный предложенным способом, обладает повышенной активностью — выход малеинового ангидрида составляет 61-76 вес.%, производительность по малеиноному ангидриду достигает 207-218 г/л .ч при окислении пиперилена и 106 г/луч при окислении бензола.

Сущность способа заключается в .следующем.

Крупнопористый силнкагель обрабатывают парами треххлористого фосфора при 180 С в токе сухого инертного газа-носителя, После окончания реакции током газa-носителя удаляют непрореагиронавший треххлористый фосфор и образовавшийся хлористый нодород. Затем полученный продукт обрабатывают хлором, после чего образец гидролнзуют парами вцды и высушивают, Высушенный образец обрабатывают парами оксихлорида ванадия, После . удаления остатков непрореагировавшего оксихлорнда ванадия током сухого инертного газа образец обрабатывают парами воды н далее высушивают.

Пример 1, В проточный, реактор загружают 2 r крупнопористого промышленного силикагеля (размер зерен 0,7-1,5 мм), очищенного от примесей и высушенного до постоянного веса при 180 С с содержанием ОН-групп

3,46 мг-экв/г, и пропускают в течение 2 ч в токе сухого инертного газаносителя (аргон, азот) пары треххлористого фосфора при 180 С. После окончания реакции током газа-носителя удаляют непрореагировавший треххлористый фосфор и образовавшийся хлористый водород. Затем в течение 2 ч при 180 С полученный продукт обрабатывают хлором. После этого образец гидролизуйт «парамй воды при этой же температуре и далее высушивают при

300 С в течение 2 ч. Описанный цикл повторяют еще раз. Потом при 180 С также в потоке инертного газа 2 ч обрабатывают фосфорсодержащий сили55

d0

Пример 2. Способ получения катализатора аналогичен описанному в примере 1, но обработку силикагеля треххлористым фосфором, хлором.и водой повторяют три раза. Состав полученного продукта вес.%: Р, О 12,0g

Vg Oy 2,3 ;810р 85,7, Испытания катализатора проводят в тех же реакциях, при тех же условиях, что и.в примере 1. В реакции окисления пиперилена укаэанный катализатор дает выход малеинового ангидкагель парами оксихлорида ванадия.

После удаления остатков непрореагиронавшего оксихлорида током сухого инертного газа образец обрабатывают парами воды и далее высушивают в те« чение 2 ч при 300 С. Состав получен0 ного продукта, вес.%: Р О 9,5; VgO f

4 0; SiOp 86,5, Укаэанный катализатор испытывают в реакции окисления пиперилена на проточной установке со стационарным слоем катализатора. Исходное сырье: пиперилен (получен в виде побочного продукта при производстве изопрена и очищен перегонкой при 42-440С)..

Окислителем, служит воздух. Процесс

t$ проводят ниже нижнего предела взрываемостн пиперилено-воздушной смесиггри концентрации пиперилена 0,7 об,%, В реактор загружают 4 мл катализатора и активируют его в токе воэду2О ха в течение 1 ч при температуре ка талической реакции. Затем в течение

1 ч пропускают смесь углеводород-вбз-. дух, улавливая целевой продукт в поглотителях. По окончании испытания через слой катализатора в течение .1 ч пропускают воздух при температуре каталитической реакции. Количество малеинового ангидрида определяют титрованием его водного раствора раст.вором щелочи.

Катализатор дает при оптимальных условиях (объемная скорость 16000 ч, температура 300 С) выход малеиново го ангидрида 61 вес. % и его производительность по малеиновому ангидриду равна 207 г/л ч.

Испытание также проводят в реакции окисления бенэола. Исходное сырье: бенэол — чистый для анализа, Концентрация бензола в бенэоло-воэ40 душной смеси 0,9 об. %.

В реакции окисления бензола.при оптимальных условиях (объемная ско- рость 4750 ч, температура 390®С) катализатор дает выход малеинового

45 ангидрида 74 нес. % и его производительность 103 г/луч, в то время как в этой реакции катализатор полученный однократной обработкой силикагеля треххлористым фосфором, оксихлоридом ванадия и парами воды, дает выход малеинового ангидрида 65 вес.% и его производительность равна

90 г/л; ч.

795554

Составитель Н.Путова

Редактор С.Лыжова Техред М,Рейвес Корректор О.Билак

Заказ 9540/2б Тираж 576 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул .Проектная, 4 рида 65 вес.Ъ, производительность. ка тализатора ранна 2 18 г/л .ч. В реак цин окисления бензола выход маленнового ангидрида равен 76 вес.З, а производительность катализатора

106 г/л ч, 5

В результате последовательной мно- . гократной обработки силикагеля трех- хлористым фосфором, хлором и водой содержание оксида фосфора (У) в катализаторе увеличивается. Повышение содержания оксида фосфора (v) в катализаторе на 6,2 вес.% приводит к увеличению выхода малеинового ангидрида на 7 вес. % и увеличению производительности катализатора на 35

21 г/л ч в реакции окисления пиперилена,а в реакции окисления бенэола выход малеинового ангидрида возрастает на 11 вес.В и производительность на 16 г/луч. 20

Формула изобретения

Способ приготовления Фосфор-ванадиевого катализатора для получения малеинового ангидрида окислением пиперилена или бенэола, включающий обработку силикагеля треххлористым фосфором и оксихлоридом ванадия в токе инертного газа; последующую обработку парами воды и сушку, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной, активностью, после обработки треххло-, ристым фосфором силикагель последовательно обрабатывают хлором и парами воды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свндетельство СССР

М 215882, кл. В 01 У 37/02, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР

9 458156, кл, В Ol: J ll/46, 1974 . (прототип) .