Способ получения катализатора для гидрирования бензойной кислоты в циклогексанкарбоновую кислоту

 

Способ получения катализатора для гидрирования бензойной кислоты в циклогексанкарбоновую кислоту путем пропитки углеродного носителя водным раствором палладийхлористоводородной кислоты и карбоната натрия, восстановления палладия формиатом натрия, промывки и сушки с последующей пропиткой раствором карбаната натрия и повторной сушкой, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной активностью, в качестве носителя используют пористый пироуглерод, состоящий из полых глобул размером с удельной поверхностью по БЭТ 75 - 640 м²/г и средним межплоскостным расстоянием ы

Изобретение относится к способу приготовления нанесенных на углеродный носитель палладиевых катализаторов для гидрирования ароматических соединений, в частности бензойной кислоты в циклогексанкарбоновую кислоту. Целью изобретения является получение катализатора с повышенной активностью за счет использования углеродного носителя с модифицированной микроструктурой. Пример 1. К суспензии, в 10 см³ воды 1 г пористого пироуглерода, состоящего из полых глобул 500-5000 удельной поверхности по БЭТ 640 м²/г и межплоскостным расстоянием 3,4 добавляют при 293 К 0,124 г палладийхлористоводородной кислоты в 1 см³ воды и 0,270 г карбоната натрия в 3 см³ воды. Нанесение плавления ведут в течение 30 мин, затем к полученной суспензии добавляют 0,07 г формиата натрия в 1 см³ воды. Восстановление палладия ведут при 333 К в течение 1 ч, катализатор отмывают водой до отсутствия реакции на ионы хлора, отжимают на фильтре, сушат и пропитывают раствором, содержащим 0,02 г карбоната натрия в 1 см³ воды и вновь сушат при 363-368^oC. Полученный катализатор содержит 5 мас. палладия. Активность готового катализатора испытывают следующим образом. В автоклав из нержавеющей стали объемом 50 см³, снабженный рубашкой для обогрева, помещают смесь 10 г бензойной кислоты и 0,2 г катализатора. Автоклав закрывают, продувают азотом, водородом, в рубашку реактора подают разогретый до 170^oK теплоноситель и включают качалку. Среднее давление водорода составляет 18 атм. Момент включения качалки принимают за начало реакции. Интенсивность встряхивания автоклава 600 колебаний в 1 мин обеспечивает протекание реакции в кинетической области. Скорость реакции гидрирования определяют по скорости расхода водорода из калиброванной емкости (количество поглощенного водорода за промежуток времени). В ходе одного эксперимента проводят 10-20 замеров скорости реакции. После прекращения поглощения водорода автоклав выдерживает 5 10 мин в атмосфере водорода, охлаждают, продувают водородом, азотом и выгружают продукт. Анализ продуктов реакции проводят методом ГЖХ, ДИП, на колонке 3х2000 мм, заполненной хромосорбом, содержащим 2% H₃PO₄, 5% апиезона и 5% карбовакса. Степень превращения бензойной кислоты 99,5-100% содержание циклогексанкарбоновой кислоты 98-99% (для всех исследованных катализаторов). Активность катализатора определяют из зависимости количества поглощенного водорода от времени при конверсии бензойной кислоты 50% поскольку в интервале конверсии бензойной кислоты 5-95% скорость реакции линейно уменьшается, что связано с расходованием бензойной кислоты, ее превращением в циклогесканкарбоновую кислоту. В данном случае активность катализатора составляет 0,88 г бензойной кислоты на 1 г катализатора в 1 мин. Примеры 2-9. Катализаторы готовят и проверяют активность, как в примере 1. Результаты приведены в таблице. Примеры 10-15. Катализаторы на основе других носителей готовят и проверяют активность, как в примере 1. Пример 16. 3,3 г активного угля ПН суспендируют в 30 см³ воды в течение 2 ч и затем дозируют 14,5 мас. раствора хлорида палладия в соляной кислоте в течение 4 ч. Суспензию выдерживают 14 ч при 303 K и затем подщелачивают раствором едкого натрия до pH 10-11 в течение 5 ч и восстанавливают щелочным раствором формалина при 363-368 K в течение 3-4 ч. Катализатор отжимают на фильтре, промывают водой и сушат, готовый катализатор содержит 5% палладия. Активность катализатора проверяют как в примере 1. Она составляет 0,31 г бензойной кислоты на 1 г катализатора в 1 мин.

Формула изобретения

Способ получения катализатора для гидрирования бензойной кислоты в циклогексанкарбоновую кислоту путем пропитки углеродного носителя водным раствором палладийхлористоводородной кислоты и карбоната натрия, восстановления палладия формиатом натрия, промывки и сушки с последующей пропиткой раствором карбаната натрия и повторной сушкой, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной активностью, в качестве носителя используют пористый пироуглерод, состоящий из полых глобул размером с удельной поверхностью по БЭТ 75 640 м²/г и средним межплоскостным расстоянием ы

РИСУНКИ

Рисунок 1