Катализатор для окисления этилена в окись этилена
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
Союз Советскик
Социалистических
Республик
Ъ (51 ) М. Кл.
В 01,7 23/50
07 D 301/10 (6! ) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 02D476 (21) 2339654/23-04 (23) Приоритет - (32) 02. 04. 75
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий (3!) 21923-А/75 (33) Италия (53) УДК 66. 097. 3 (088. 8) Опубликовано 150582, Бюллетень № 18
Дата опубликования описания 15. 05. 82 (72) Авторы изобретения
Иностранец
Анджело Канталуппи (Италия) Иностранная фирма С.A.Е.С,Геттерс С.п.А. (Италия) (7! ) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ЭТИЛЕНА
В ОКИСЬ ЭТИЛЕНА
Изобретение относится к производ! ству катализаторов для окисления этилена в окись этилена.
К числу самых распространенных в настоящее время катализаторов для этого процесса относятся катализаторы,. содержащие серебро.
Известен катализатор для окисле ния этилена в окись этилена, содержащий 5 — 30 вес. Ъ серебра на по10 ристом носителе, содержащем хими- чески связанный с ним барий в количестве 0,01 — 5 вес. Ъ (1).
Наиболее близким к изобретению являе-."я катализатор для окисления этилена в окись этилена, содержащий серебро и промотирующую добавку, выбранную из группы, включающей барий, медь, ртуть, олово. Катализатор содержит серебро в количестве 5 — 30 вес. Ъ и нанесен на носитель (2) .
Однако известный катализатор обладает недостаточно высокой активностью и стабильностью, выход окиси этилена 4,26 вес. %.
Цель изобретения — повышение активности и стабильности катализатора.
Цель достигается тем,что катализатор,включающий барий и серебро,дополнительно содержит индий при следующим содержании компонентов в катализаторе, вес. %
Барий 0,98-4,59
Индий 0,049-3,67
Серебро Остальное
Предлагаемый катализатор обладает повышенной активностью и позволяет проводить процесс окисления этилена в окись этилена при температурах ниже 200 С. При работе катализатора при температурах зыше 200 С он проявляет повышенную стабильность обеспечивая выход окиси этилена до 30 вес. Ъ.
Катализатор може т быть получен любым способом, по которому компоненты измельчены и приведены в.тесный контакт друг с другом. Однако предпочтительным способом является способ осаждения серебра и индия в виде гидроокиси индия с последующим контактированием с соединением бария. Катализаторы могут быть использованы без носителя или быть нанесенными известными способами на известные носители из числа таких, 928996
Пример
2 3 Ч 5 6
Показатели
t I 1 5
Состав катализатора, вес. Ъ
0,99 0,989 .0,987 0,98 0,989 4,59
Барий
Индий
Серебро
0,098 0,247 0,98 0,049 3,67
99, 01 98, 91 3 98, 766 98, 04 98, 962 91, !4 как окись алюминия, днатомнт, кизельгур, карбид кремния, нитрид кремния, нитрид бора, окись кремния ° Носители могут иметь любую форму, например шариков, колец или таблеток. 5
Предлагаемые катализаторы используют в процессе окисления этилена в окись этилена без каких-либо сущест- венных изменений условий процесса, при этом температура процесса может 10 быть снижена до 100 — 180 С, в то время как на известном катализаторе процесс протекает при 200-300 С.
Пример 1 (для сравнения).
В стеклянную реакционную колбу ем- 15 костью 1500 мл, снабженную мешалкой, термометром и водяной рубашкой, загружают 56,6 г нитрата серебра, 700 мл дистиллированной воды, 14,1 r окиси алюминия (чистота 99,6 %, 2p размер частиц от 40 до 100 мк) и
15,5 мл формальдегида 40 Ъ концентрации. Содержимое колбы перемешивают, поддерживая температуру ниже 20 С, и медленно добавляют по каплям 93 мл 25 раствора гидроокиси.натрия концентрации 200 мг/мл. Перемешивание продолжают 10 мин после окончания реакции, а затем осадок отфильтровывают и тщательно промывают несколько раз дистиллированной водой до отсутствия ионов натрия.
Осадок промывают ацетоном и сушат в печй при 50 С. Высушенную массу помещают в колбу .емкостью 50 мл и прибавляют 22,4 мл раствора Ва(ОН) содержащего 16,8 мг окиси бария в
1 мл. Содержимое колбы быстро выпаривают досуха в роторном испарителе при 50 С под вакуумом. Следы влаги удаляйт нагреванием в течение 6 ч 40 в вакуумной печи при 180 С. Сухой каа тализатор тщательно растирают в ступке и просеивают, собирая фракцию с размером частиц менее 250 мк. Катализатор содержит 0,99 вес. Ъ бария, 45
99,01 вес. Ъ серебра. Навеску катализатора, содержащую 1,78 r серебра, смешивают механически с карбидом кремния (частицы размером от 150 до
180 мк) до получения однородной смеси50 объемом 30 мл. Смесь помещают в трубчатый реактор. Внутренний размер реактора 16 мм.
П р и .м е р 2. Катализатор получают так, как описано в примере 1, однако к раствору азотнокислого се.- ребра прибавляют 1,2 мл раствора нитрата индия, содержащего 32 мг индия в 1 мл. Полученный катализатор со-, держит 0,989 вес. % бария
0,098 вес.Ъ индия и 98,913 вес.% серебра.
il p и м е р ы 3-5.Катализаторы получают по методике, описанной в примере 1, варьируя количество нитрата индия и подучая соответственно сле.— дующий состав катализаторов, вес.Ъ по примеру 3: бария 0,987, индия
0,247 и серебра 98,7бу по примеру 4: бария 0,98, индия 0,98 и серебра
98,04; по примеру 5: бария 0,989 индия 0,049 и серебра 98,96.
Пример б. 339,6 г в виде
AgNO>, 134,3 см раствора 3n(NOq)q, содержащего 64 мг/мл индия плюс
20,5 r нитрата бария прибавляют к
650.мл воды до полного растворения составляющих, получая таким обра-, зом раствор (А) . 825 г Na CO>10 Н О растворяют в 3500 мл дистиллированной воды и после прибавления к этому раствору 124 мг получают раствор (Б). Раствор (Б) при энергичном перемешивании прибавляют к раствору (A) до полного осаждения карбонатов серебра, индия и бария. По каплям прибавляют 84 мл СН О (40 Ъ). Перемешивание продолжают до тех пор, пока серебро полностью не восстановится. Эатем суспензию фильтруют и осадок промывают водой до полного удаления ионов натрия, после чего сушат в течение 6 ч при 150 С в воздушной печи.
Полученный таким образом катализатор содержит 4,59 вес. Ъ бария и 3,67 вес. В индия, остальное серебро.066 r этого катализатора тщательно смешивают с карборундом и загружают в трубчатый реактор окисления этилена. В реактор подают этилен со скоростью 60 ммоль в ч/r серебра. К этилену добавлено 5 об.% кислорода, 31 об. Ъ азота. Температура процесса окисления этилена
140. С. Селективность процесса окисления 75,39 В при 0,5 ммоль прореагировавшего этилена в час на грамм серебра.
В таблице приведены результаты испытания катализаторов, полученных по примерам 1 - б.
928996
Продолжение таблицы
) t 1
1 . 2
5 6
Состав катализатора, вес. Ъ
Результаты, %
71,67 79,05 73
53,5 50
Конверсия
Селективность
48,76 75,39
25,59 37,69
71 54,01 24,3 13,6
4,26 38,71 19,21 9,9
Выход
500 500 500 500
Время опыта, ч
500 500
250 . 140
Температура опыта, С
250 250 250 250
Скорость подачи, нл/ч
21
21 21 21
Состав подаваемой, смеси, об. Ъ
7,5
7,5
7,5
7,5
7,5 ее,5
88,5
88,5
88,5 88,5
Объемная скорость,ч 663 700
700 700
700
0.,037 0,34
Производительность,г окиси этилена/ч r Ag
0,169 0,087 0,225
r окиси этилена ч л реактора
2,22 20,174 10,012 5,159 13,34
Количество использованного серебра, r
1,78
1 i 78
1,78 1,78
1,78
Барий
Индий
Серебро
Формула изобретения
0,98 - 4,59
0,049- 3,67
Остальное
Катализатор.для окисления этилена в окись этилена, включаикций серебро и барий, отличающийся тем, что, с целью повышения активности и стабильности катализатора, он дополнительно содержит индий при следукщем содержании компонентов в катализаторе, вес. Ъ:
ВНИИПИ Заказ 3290/78 Тираж 577 Подписное
Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4
Показатели
Этилен
Кислород
Азот
Источники информации принятые во внимание при эксйертизе
1. Патент CIIIA Р 3501417, 55 кл. 252-443, опублик. 1970.
2. Патент CIIIA 9 3664970, кл. 252-454, опублик. 1972 (прототип1