Катализатор для окисления бензола в малеиновый ангидрид

Катализатор для окисления бензола в малеиновый ангидрид

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (51)M Кл з (22) Заявлено 230876 (21) 2397617/23-04 с присоединением заявки №вЂ”

В 01 Z 23/16

// С 07 С 51/54

Государственный КоМНТсТ

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 66. 097. 3 (088. 8) Опубликовано 070982 Бюллетень ¹ 33

Дата опубликования описания 07.09.82 с

А.Г.Любарский, M.Н.Грабова, О.,Q".Öûãàíoâà,C-.А.Äàìüå, Р.Г.Глухова, Л.Н.Смыслова, Е.,П.ПрохорОв,-,В.r-..Øèðîêîâ, A.Н.Смирнов, Н.В.Воронов и О.В.Камен ва — .

s (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ВЕНЗОЛА

В МАЛЕИНОВЫИ АНГИДРИД

0,0001-0,06

0,00005

0,0009

Изобретение относится к производству катализаторов для окисления бен зола в малеиновый ангидрид.

Известен катализатор парофазного окисления бензола в малеиновый ангидрид на основе пятиокиси ванадия с добавкой окислов Мо,Со,Ni,Р и В на носителе — корунде. Селективность такого катализатора — выход малеинового ангидрида в расчете на исходное сырье — нс превышает 75-76 мол.Ъ.

Наиболее близким к предлагаемому катализатору является катализатор для окисления бензола в малеиновый ангидрид, содержащий окиси ванадия, молиб- 15 дена, никеля, пятиокись фосфора, а также окись одного из редкоземельных элементов на носителе, предварительно обработанном соляной кислотой.

Конверсия бензола на таком катализаторе составляет 98-99Ъ, селективность. — 93 вес.Ъ(74 мол.Ъ), производительность катализатора 55-100 г/л катализатора/ч.

Недостатками этого катализатора являются недостаточно высокие его селективность и производительность.

Целью изобретения является повышение селективности и производительности катализатора.

Цель достигается тем, что катализатор, содержащий окислы ванадия, мо либдена, никеля, редкоземельных элементов и пятиокись фосфора на носителе, дополнительно содержит окись рубидия и окись бора при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Окись ванадия 4,1-5,2

Окись молибдена 3,28-3,67

Окись никеля 0,018-0,27

Пятиокись фосфора 0 09-0,37

Окись натрия 0,09-0,45

Окись редкоземельных элементов

Окись рубидия

Окись бора 0,16-0,44

Носитель Остальное

Дополнительное введение в состав катализатора окиси рубидия и окиси бора позволяет повысить селективность катализатора до 98-100 вес. Ъ (78

80 мол.Ъ) и увеличить производительность до 120 г/л катализатора/ч.

Катализатор получают следующим образом.

В печь загружают носитель, например, электрокорунд, который обрабатывают соляной кислотой. Затем в печь-реактор с обработанным носите956002 лем и концентрированной соляной кислотой загружают молибденовокислый аммоний„после полного растворения ,которого при 60ОС постепенно загружают метаванадат аммония и растворяют при 70ОС. Далее последовательно до- 5 бавляют растворы фосфорнокислого натрия, тетрабората натрия, азотнокислого никеля, РЗЭ и рубидия.

Полученный катализатор активируют в реакторе в течение 500 ч„ а затем )0 проводят окисление бензола при температуре 370- 400 С концентрации . бензола в бенэоло-воздушной смеси

37-41 г/мм3.

Пример 1. Носитель — элект- 5 рокорунд (частицы нерегулярной формы размером 4-бмм) в. количестве

440 r обрабатывают концентрированной соляной кислотой. Обработанный носитель выгружают из реактора, а в него заливают 435 мл концентрированной соляной кислоты и загружают 30,2 r молибденовокислого аммония при одновременном включении вращения реактора. Раствор подогревают до 60 >С., После полного растворения молибдата аммония постепенно при перемешивании загружают 48,3 r метаванада аммония.

Затем в реактор заливают раствор фосфорнокислого натрия (4,35 г соли растворяют в 10 мл дистиллированной воды), перемешивают и вносят тетраборат натрия (3,29 г соли растворяют в 25 мл дистиллированной воды), перемешивают и загружают раствор аэотнокислого никеля (2,54 r соли раст- 35 воряют в 10 мл дистиллированной воды, перемешивают и загружают растворы азотнокислого праэеодима (0,0038г соли растворяют в 10 мл дистиллированной воды) и азотнокислого рубидия 40 (0,001 r соли растворяют в 5 мл дистиллированной воды). После того, как соли полностью растворятся,в реактор загружают 440 г обработанного кислотой носителя. Пропитку проводят при

80-90ОС. После пропитки в течение

3 ч катализаторную массу перемешивают, а затем нрокаливают при

80-400С С. Полученный катализатор имеет следующие характеристики: объемный вес 1,6-1,7 кг/дм3 размер гранул

4-6 мм, удельная поверхность 1,5-.

2,.5 мг/г. Катализатор имеет следующий состав, вес.Ъ:

Vq 05 5,1446

МоО> 3,3636

Ni0 0,0896

Р,105 0,11

Na+ 0,2182

Рг О 0,0003

НЬ О О, 0001 60 в 10 0,1636

Носитель 90-91

Этот катализатор загружают в реактор проточного типа и активируют при 350-380бС с постепенным увели- 65 чением концентрации бензола в бензо. ло-воздушной смеси с 16 до 41 г/нмЗ при объемной скорости 2700-2900 ч .

Окисление бензола в малеиновый ангидрид проводят при 370-390ОС; концентрация бензола в бензоло-воздушной смеси 37-41 г/нм .Конверсия бензола

3 в этих условиях 98-99Ъ, селективность процесса (выход малеинового ангидрида на исходное сырье) 100вес.Ъ (80 мол.Ъ). Производительность

120 г/л катализатора/ч.

Пример 2 (для сравнения).

Катализатор готовят по технологии„ описанной в примере 1. На приготовление его берут следующие. количества исходных веществ, r: 47,2 метаванадата аммония: 30,7 молибдата аммония;

5,03 азотнокислого никеля; 10,73 фосфорнокислого 3-эамещенного натрия

0,096 азотнокислого празеодима;

0,0100 аэотнокислого рубидия.

Катализатор имеет следующий состав, вес.Ъ:

Ч 05 5,0446

МоОЗ 3,4090

NiO 0,1773

Р >05 0,2709

Na 10 0,18

Prig 0,0074 вь о 0,0009

Носитель 90-91

При проведении процесса окисления бензола в условиях примера 1 на этом катализаторе получают малеиновый ангидрид с выходом 93 вес.Ъ (74,0 мол.Ъ). Производительность

100 г/л/ч.

Пример 3 (для сравнения)

Катализатор готовят по технологии, описанной в примере 1. Для приготовления его берут следующие количества исходных веществ, г: 45,5 метаванадата аммоният 32,4 молибденовокислого аммония; 2,-19 азотнокислого никеля; 14,40 фосфорнокислого 3-замешенного натрия; 0,1213 азотнокислого празеодима; 1,83 тетраборнокислого натрия.

Катализатор имеет следующий состав, вес.Ъ:

V 05 4,8627

М о03 3,5909

Из.О 0,0773

Р 105 0,3636

Na 0 0,0955

Рг10 0,0091 в оэ 0,0909

Носитель 90 91

При окислении бенэола в условиях примера 1 на этом катализаторе получают малеиновый ангидрид с выходом

94,5 вес.Ъ (75 мол.Ъ). Производительность 70 г/л/ч.

Пример 4. Катализатор готовят по технологии, описанной в при- мере 1.

956002

Формула изобретения

0,0001-0,06

0,000050,0009

0,16-0,44

Остальное

4,1450

3,6360

Окись бора

Носитель

ВНИИПИ, Заказ 6879/7

Тираж 583 Подписное

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

Для приготовления катализатора берут, r: 42,0 метаванадата аммония;

33,1 молибденовокислого аммония;

2,69 азотнокислого никеля; 7,31 фосфорнокислого 3-замещенного натрия; 0,0331 азотнокислого церия, 0,0005 азотнокислого рубидия и 5,54 тетраборнокислого натрия.

Катализатор имеет следующий состав, вес.Ъ: ч о5 4,4904

Мо03 3,6724

NiO 0,0948

Р 105 0,1845

Na 0 0,37

Се 03 0,00235

ВЬ 10 0 00005

В 103 О 2755

Носитель 90 91

Выход малеинового ангидрида на этом катализаторе 98 вес.Ъ (77,7 мол.Ъ). Производительность 177 г/л/ч

Пример 5. Катализатор го,товят по технологии, описанной в примере 1. На приготовление его берут следующие количества исходных веществ, г: 43,6 метаванадата аммония;

29,6 молибденовокислого аммония; 2,07 азотнокислого кобальта; 14,76 фосфорнокислого 3-замещенного натрия;

0.0124 азотнокислого празеодима;

0,0111 азотнокислого рубидия, 8,86 тетраборнокислого нАтрия.

Катализатор имеет следующий состав, вес.Ъ:

Ч105 4,6632

МоОЗ 3,2814

Ni0 0,0727

Р 105 0,3727

Na

0,0009

RbQ0 0,0009.

В 103 0,44

Носитель 90 91

При окислении бензола в условиях примера 1 на вышеописанном катализаторе получают малеиновый ангидрид с выходом 99 5 вес.Ъ (79 мол.Ъ) .

Производительность 115 г/л/ч. ,Пример б. Катализатор готовят по технологии, описанной в примере 1.. На приготовление его берут следующие количества исходных веществ,г: 38,9 метаванадата аммония-; 32,6 молибдата аммония; 14,40 фосфорнокислого 3-замещенного натрия; 7,73 азотнокислого никеля; ,0,0111 азотнокислого рубидияу0,0012 азотнокислого празеодима; 4,36 тетраборнокислого натрия.

Катализатор имеет следующий состав, вес.Ъ:

Ч105

Мо03

Ni0 0,2727

РL05 0,3636

Na O 0,4545

Р 103 0„0001

В103 О, 2172 вь о 0,0009

Носитель 90,91

При проведении процесса окисления бензола в условиях примера 1 на этом катализаторе получают малеино10 вый ангидрид с выходом 99 вес.Ъ (78,7 мол.Ъ). Производительность

118 г/л катализатора/ч.

Пример 7. Катализатор гото(вят по технологии, описанной в при15 мере 1. На приготовление его берут следующие количества исходных веществ, г: 48,0 метаванадата аммония;

38,7 молибдена аммония; 3,60 фосфорнокислого 3 замещенного натрия; 0,52 азотнокислого никеля; 4,93 тетраборнокислого натрия; 0,0056 азотнокисло го рубидия и 0,0316 азотнокислого празеодима.

Катализатор имеет следующий сос25 ч 05 5,1812

3 3,6451

Ni0 0,0182

Р105 0,0909

Na 0 0,0909

3 0,0632

0,0005

Pb 10 0,0005

Носитель 90, 91

Выход малеинового ангидрида (проЗ5 цесс проводят в условиях примера 1)

97,8 вес.Ъ (77,0 мол.Ъ) . Производительность 116 г л катализатора/ч.

Катализатор для окисления бензола в малеиновый ангидрид, содержащий окислы ванадия, молибдена, никеля, натрия, редкоземельных элементов и пятиокись на носителе, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения селективности и производительности катализатора, он дополнительно содержит окись рубидия и окись

50 бора при следующем содержании компонентов, вес.Ъ:

Окись ванадия 4,1-5,2

Окнсь молибдена 3,28-3,67

Окись никеля 0,018-0,27

55 Пятиокись фосфора 0,09-0,37

Окись натрия 0,09-0,45

Окись редкоземельных элементов

Окись рубидия