Катализатор для синтеза акриловой кислоты

Катализатор для синтеза акриловой кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е () 825132

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07 ..12. 78 (21) 2692823/23-04 с присоединением заявки № (28) П риоритет (51)М. Кл.

В Ol 1 23/76//

С 07 С 57/04

Гааударстввннтпй квинтет

СССР ла делам нзааретеннй н аткритнй

ОпУбликовано 30.04.81. Бюллетень ¹ 16 (53) УДК 66.097..3(088.8) Дата опубликования описания 04.05.81

Г. К. Боресков, Т. В. Андрушкевич, В. М. Бондарева,.

Д. В. Тарасова и Т, П. Горшкова (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени институт катализа.

Сибирского отделения АН СССР (71) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ СИНТЕЗА АКРИЛОВОЙ

КИСЛОТЫ

Изобретение относится к катализаторам парциального окисления, а именно к катализаторам для процессов окисления акролеина в акриловую кислоту, яв" ляющуюся ценным сырьем для получения искусственных волокон, клеев, смазочных материалов, лаков и т.д.

Известен окисный ванадиймолибдено-. вый катализатор, содержащий окислы

МоО и \/ 0 g в соотношении 100: (10"

300) 11).

Данный катализатор имеет недостаточно высокую активность — выход акриловой кислоты не превьппает 66,9Х.

Известны также окисные ванадий"

15 молибденовые катализаторы, содержащие

МоО, V<0, А1 0 в соотношении 100:

:(1-100):(1-20) и добавки окислов Си

Fe, U, Ва, Si, Au, Se, Со, Ti, Sr, Ад, Mg, В, Sn, N, Pb, As Г22.

Однако эти катализаторы имеют недостаточно высокую активность (выход акриловой кислоты 86,1-95,6Х, который снижается при широкой вариации условий

2 проведения процесса) . Кроме того, высокое содержание активного компонента увеличивает стоимость катализатора.

Наиболее близким к предлагаемому является катализатор, содержащий окиси молибдена, ванадия и меди на носителе " двуокиси кремния. Для катализатора с атомным отношением, V:Ìî:Си

15:80:3 при 310 С и составе реакционной смеси, об.%: акролеин 3,8; кислород 5,8; водяной пар 59,3; азот остальное, выход акриловой кислоты составляет 84,3% ГЗ 1.

Недостатком известного катализато-, ра является сравнительно невысокий выход акриловой кислоты.

Цель изобретения - повышение активности катализатора.

Для достижения цели катализатор дополнительно содержит окись теллура при следующем содержании компонентов, вес.Х:

Окись молибдена 22,6-26,3

Пятиокись ванадия 3,3- 3,7

825132

Окись меди 0,16-2,8

Окись теллура 0,16-2,7

Двуокись кремния Остальное

Методика получения катализатора заключается в следующем.

Рассчитанное количество метаванадата аммония, парамолибдата аммония и азотнокислой меди растворяют в дистиллированной воде при нагревании, добавляют раствор окиси теллура в кон- !О центрированной азотной кислоте и в полученный раствор при перемешивании вносят носитель. Суспензию сушат в распылительной сушилке. Порошок катализатора таблетируют, сушат при !5 !

75 С в течение 18 ч и прокаливают о в течение 4 ч при 300 С в токе азота . а с

После этого катализатор подвергается активации в течение 2 ч при 400 С в о реакционной смеси состава, об. : акро-20 леин 4, кислород 7, водяной пар 20, азот остальное.

Пример 1.4,75гNH+VO и

32 64 г (йН4)6Моу О 4Н О растворяют .при нагревании в дистиллированной воде. В полученный раствор при перемеши» вании вносят 70 г аэросила марки

А-175 (SiO<). Суспензию сушат в распылительной сушилке. Порошок катализатора таблетируют, сушат при 175 С

ЭО и затем прокаливают в течение 4 ч при

300 С в токе азота. Полученный катализатор содержит 3,65 вес. Ч О, 26 35 вес.. Mo+; носитель остальное.

Пример 2. Катализатор соста35 ва, вес.Х: V 0 3,6; ИоО 26,2 и СиО

0,16 носитель остальное, получают растворением в дистиллированной воде

4,63 r NH+VO>, 32,1 r (МН, ) МотО 4Н, О;

70 г аэросила марки А-175 и 0,48 r

Cu(NO $. 3Н О. Далее обработку прово дят аналогично примеру 1.

Пример 3. Катализатор, содержащий, вес.%: ЧО 3,6; Мо0> 26,2 и Те0 0,16; носитель остальное, по45 лучают растворением в дистиллированной воде 4,63 r МН4ЧО>, 32,1 r (NHQ6M OZg4Н20 и 70 г аэросила.

0,16 r TeO растворяют в концентриро.— ванной азотной кислоте. Полученную суспензию обрабатывают аналогично при- меру l.

Пример 4. Для получения катализатора, содержащего, вес. : Ч О No0 26,1; СиО 0,)6 и носитель остальное, получают суспензию при растворении в воде 4,55 г

NHgV03; 31,8 г (НН ф) » Ио,02 чН,дО;

0,48 г Си(МО ) 3Н О; 70 г аэросила марки А-175 и 0,16 г ТеО в концентрированной азотной кислоте. Дальнейшую обработку проводят по примеру l.

Пример 5. Для получения катализатора, содержащего, вес. : Ч»0

3,5; МоО> 24,7; СиО 1,52; ТеО 0,3; носитель остальное, получают суспензию при растворении в воде 4,5 г

NH

4,67 г Cu(NOg)> 3Н О; 70 г аэросила и 0,3 r Те02 в концентрированной азотной кислоте. Дальнейшую обработку осуществляют по примеру 1.

Пример 6. Для получения катализатора, содержащего, вес.%: V>0<

3,4; МоО> 23,3, СиО 2,8; ТеО,, 0,8, носитель остальное, получают суспензию при растворении в воде 4,42 г

NH4VOg, 28,6 г (МН4)6Мо О 4HZO

8,7 г Cu(NOgg 3Н О, 70 г аэросила и 0,8 r ТеО в койцентрированной азотной кислоте. Дальнейшую: обработку осуществляют по примеру !.

Пример 7. Для получения ка/ тализатора, содержащего вес.%; 1 0

3,3; МоО 22,6; СиО 1,4; ТеО 2,7, носитель остальное, получают суспензию при растворении в воде 4,26 г

ИН, ЧО, 28,02 г (NH4)+Ma (, 4Н О;

4,24 г Cu(NO>)> ° Н О; 70 r аэросила и 2,73 r Те0 в кон .;ентрированной азотной кислоте. Дальнейшую обработку проводят по примеру 1.

Катализаторы по примерам 1-7 испытывают в реакции получения акриловой кислоты окислением акролеина в смеси с кислородом в проточно-циркуляционной установке в режиме идеального смешения. Условия испытания: температура реакции 300 С, состав реакцио онной смеси, об. : акролеин 4, кислород 7; водяной пар 20; азот остальное.

Пример 8. Катализатор по примеру 7 испытывают при заданной конверсии акролеина Х = 98,4 в условиях, аналогичных испытаниям по примерам 1-7.

В табл. 1 приведены результаты испытаний катализаторов в реакциях окисления акролеина до акриловой кислоты, выход которой приводится в режиме идеального смешения (полученный экспериментально) и расчетный — в режиме идеального вытеснения для сравнения.

Активность оценивают условной величиной Х/, характеризующей активюсть единицы объема катализатора.

825132

С 1 л

00 л О

00 сч л л л

Ф 00

И с1 л л

И ф1 Ц

СЧ С Ъ Л л л л

«О С0 00

CO 00 00

00 И О л

И e «i

00 00 Ch

СЧ

Ф л

О Ь И л л л

Сс) О л л

С Ъ СЧ

«Ч СЧ сЧ ° О л л л л

СЧ СЧ СЧ

С л л О О

СЧ СЧ О И л л (1 С ) И С 1 л Ф л

Сс) Сс) С Ъ О л л

С 1 С ) u ) 0

О И СЧ О СЧ СЧ

Л Л Л r 00 00 О

Г ) СЧ СЧ С 1 И И л л л л л л л

О О О И И И И Ь (71 « 1 01 Ь Ь ф

О W Л О 00 И л л л л л л л

О И С вЂ” — с1 л л л r 00 «О 00

И И С С1 л л л О И

00 00 00 00

О О О О О

00 л л л л л л

О О О О О О СЧ О О СЧ О О

И 00 л л л .л

О О О О

СЧ С И О Л

С

° °

О

° °

И н

:) и о

Х

825132

Таблица 2

Пр едл аг а емый

Ч О 3,3 Мо0> 22,6; 300

СиО 1,40; ТеО 2 70 (вес.:„- ) 2,6

Известный

V>0< Мо0> СиО А10 300

=10:100:7:3

3,6 (21

13) V:Mî:Cu= 15;80:3

310

3,0

95,5 38,0

84,0

Известный

98,4

97,8

96,0

27,5 (2) 86,7

97,2

84,3

32,0

1(ак видно из табл. 1, предлагаемые катали торы по сравнению с известными значительно выше по выходу акриловой кислоты.

В табл. 2 для сравнения по активности с известными катализаторами (пример 8) приведены результаты испытаний катализатора, полученного по примеру 7, при конверсии, близкой к условиям испытаний известных каталиПредлагаемый 98,4

В табл. 3 приведены результаты испытаний образцов с разным содержанием носителя и при постоянном соотзаторов. Из табл. 2 следует, что на предлагаемом катализаторе достигается та же самая конверсия при более низком времени контакта или температуре, т.е. катализатор более активен, Х/ выше на 20-50Х.

При увеличении содержания активного компонента в катализаторе выход акриловой кислоты возрастает до 98,57

Продолжение табл. 2 ношении компонентов в активной массе

Мо0>. V>0<.Cu0:ÒåO = 9:1:1:1 (как в примере 7).

825132

Таблица 3

70

1,53

93,0

89,7

95,5

96,3

50

1,13

94,7

88,3

97,4

30

1,53

91,0

93,3

2,80

89,9

96,6

98,5

Формула изобретения

Составитель Н, Путова

Редактор Л. Филь Техред И.Асталоа Корректор И. Шароши

Заказ 2392/42 Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ф иал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из табл. 1-3, предлагаемый катализатор при минимальном со- 20 держании активной массы выше известных катализаторов по активности, Катализатор для синтеза акриловой кислоты окислением акролеина, включающий пятиокись ванадия, окись молибде- >б на, окись меди и носитель двуокись кремния, отличающийся тем, что, с целью повышения активности катализатора, он дополнительно содержит

35 окись теллура при следующем содержании компонентов, вес.й:

Окись молибдена 22,6-26,3

Пятиокись ванадия 3,3-3,7

Окись меди 0,l6-2,В

Окись теплура 0,16"2,7

Двуокись кремния Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 11 3439028, кл.260-530, опублик. 1969-.

2. Патент США В 3567772, кл. 260-530, опублик. 1971.

3. Патент США У 37363354, кл. С 07 С 57/26, опублик. 1973 (прототип).