Катализатор для изомеризации ксилолов

 

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализаторам (КТ) для изомеризации ксилолов (КС), и может быть использовано в низкотемпературных реакциях превращения углеводородов. Повьппение активности и селективности КТ достигается введением в декатионированный высококремнеземньш цеолит добавки: 0,1-2,0 мас.% лантана. Испытания КТ для изомеризации КС показывают, что он обеспечивает конверсию до 45% и Селективность до 100%, против 42 и 90% в известном случае (без лантана). 1 табл. i (Л СХ) СП

C0lO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) 111) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ИЫЛд .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3876755/31-04 (22) 02.04.85 (46) 07.04.87. Бюл. 9 13 (71) Институт общей и неорганической химии АН БССР (72) Л.П.Ширинская, В.С.Комаров и Е.В.Болотникова (53) 66.097.3(088.8) .(56) Бурсиан Н.P. и др. Изомеризация смеси ксилолов и этилбензола на цеолитсодержащем катализ атор е. Материалы первой Всесоюзной конференции Примене- ние цеолитов в катализе", Ч.1 "Ката,литические свойства цеолитов". Новосибирск, 1976, с.112-113.

Бабу Г.П. и др. Изомеризация и диспропорционирование алкилароматических углеводородов С 8 на цеоли-. тах ZSM-5. Катализ и прогресс в химической технологии. — Материалы

Первого советско-индийского семинара по катализу. Новосибирск, 1984, с.20-27. (51) 4 В 01 J 23/10, 29/28 (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ИЗОМЕРИЗАЦИИ

КСИЛОЛОВ (57) Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализаторам (КТ) для изомеризации ксило- лов (КС), и может быть использовано в низкотемпературных реакциях превращения углеводородов. Повьппение активности и селективности КТ достигается введением в декатионированный высококремнеземный цеолит добавки:

0,1-2,0 мас.Ж лантана. Испытания КТ для изомеризации КС показывают, что он обеспечивает конверсию до 457 и селективность до 1007, против 42 и

90Х в известном случае (без лантана). с

Щ

1 табл.

98,0 — 99,9

1 130

Изобретение относится к катализаторам для изомеризации ксилолов и может быть использовано в низкотемпературных реакциях превращения углеводородов.

Цель изобретения — повышение активности и селективности катализатора за счет дополнительного содержания в его составе лантана, а также эа счет нового соотношения компонентов.

Пример 1. Воздушно-сухой порошкообразный сверхвысококремнеземный цеолит ЦВК-Х! состава, мас.7:

А!20 3 1, $ 02 91,2, Ча20 1 59 с соотношением $10: Al 0 = 50,0 или

ЦВМ состава, мас.%: Al О 3,65, $тО

3 2

90,4, Na O 3,32, с соотношением

$ 0 : Al О = 42,1 подвергают ионному обмену в растворе 1 н. хлористого аммония иэ расчета 6 мл раствора на 1 r цеолита. Проводят двухкратную (для цеолита ЦВК) или трехкратную (для цеолита ЦВМ) обработку при комнатной температуре в течение 6 ч с промежуточным промыванием цеолита дистиллированной водой и последующей обработкой новой порцией раствора.

Степень замещения Na + на ион аммония составляет для цеолита ЦВК 78, для

ItBN 88 . Получают NH — форму. Сос4 тав ИН4ЦВК, мас.7.: Na О 0,43, Al О

3,64, Si02 90,4, n = $102, А120>

= 42,2; состав ИН4ЦВМ, мас.7.: ЙадО

О 4 А1 О 3,08 $10 91 2, n Sio

Al О = 50,2. Полученну1о NH4-форму цеолита помещают в воронку Бюхнера и промывают дистиллятом до отрицательной реакции на ион хлора в фильтрате, просушивают на воздухе в течение суток, а затем в сушильном шкафу при 110-120 С в течение 3 ч.

10 r NH -формы цеолита типа ЦВК

4 пропитывают раствором азотнокислого лантана, содержащим 0,0312 r La(NO )"

9 Н О в 10 мл воды в течение суток.

Затем цеолит высушивают на воздухе в течение 24 ч, просушивают в сушильном шкафу при 100 С в течение 2 ч и

1485 2 прокаливают 4 ч при 500 С в муфельной печи, после чего прессуют без связующего под давлением 150 кгс/см и дробят на зерна размером 1х2 мм.

Получают катализатор состава 0,17

La и 99,97. НЦВК.

Полученный катализатор в количест з ве 10 см загружают в реактор и активируют сухим воздухом в течение 2 ч

f0 при 500 С, затем подключают сухой азот, снижают температуру до температуры опыта и активируют азотом в течение часа. В реакционную трубку подают м-ксилол с объемной скоростью

15 1,2-2,4 ч при атмосферном давлении, катализатор испытывают при 200-300 С.

Пример 2. Катализатор. состава 0,57. La и 99,57 НЦВК готовят следующим образом.

10 r Н -формы цеолита типа ЦВК, приготовленного по примеру 1, пропитывают раствором аэотнокислого лантана, содержащего 0,1558 г La(NO ) х з з х 9Н О в 10 мл воды в течение суток.

Затем повторяют все операции по примеру 1.

Данные по испытанию катализатора сведены в таблицу, при этом состав сырья, мас.%: м-ксилол 90,76, и-кси30 лол 3,44, о-ксилол 4,45, этилбензол 1,35.

Аналогично готовят катализаторы с другим содержанием лантана.

35Формула изобретения

Катализатор для иэомеризации ксилолов на основе декатионированного сверхвысококремнеземного цеолита, 40 отличающийся тем, что, с целью повышения активности и селективности катализатора, он дополнительно содержит лантан при следующем соотношении компонентов, мас, :

45 Лантан 0,l-2,О

Декатионированный сверхвысококремнеземный цеолит

1301485 нтеареак нй олйальзы"

Хсил стн ! о по сунне и- н хсн

3 ° г

° Ч о-кснлолоэ,X

0,85

I5,43 98,0

1,ã

200

99,9

НЦВК

О,l

I 2

1,56

68,27 17,45 12.63 1.,65 24,7Ь 30,08 89,6

69 ° 56 17 ° 23 12 ° 51 0>70 23>35 29 ° 74 93 ° 5

54,68 21,82 18,7Ь 4,72 ЭЬ,65 40,60 84,6

250

I 6I

2,4

250

1,8$

l ° 2

82,50 9,82 7,68

0,98

100

8,26

l,2

99,5

НЦВЬ

2 0,5

1 ° 80

91,2!,2

250

l,79

S5>03 2I,32 l9,75 3,90 39,36 41,07 84 >3

1,2

0,99

17.90 100

17,10 100

9,54

l ° 2

3 1,0

200

99,0

НЦВ!!

1,01

8,72

2,4

2,00

56,08 22,27 19 ° 95 1,70 38,20 42,22 90,0

I. ° 2

250

250 1,2

55,00 21,30 20,20 3,50 39,40 41,50 85,3

1,82 (через 5 ч) 58,50 20 ° II 20,75 0,64 35,54 40,86 92,3

250

1,86

I,63

54,64 . 19,64 21,25 4,47 39,80 40,89 83,0

50,39 20, 15 21,79 7,69 44,48 41,94 76,5

1,2

1 ° 54

350

l,2

0,76

16,24. 91,4

98 ° О

HgBK

1,2

4 2,0

l,62

70,03 17,82 10,92 1,23 22,84 28,74 91,3

l,2

250

1,68

6I,54 !9,46 16,07 2,21 32,08 35 ° 53 86,2

1>2

0,42

I00

9,21

0,77

90,06 4 ° 18 5,03

$ Э,О (cp.) 97,0

HQBK

1,2

0,73

14,08 89,6

5,96 . 1 43 6 92

84,48 8,15

1 ° 2

250

6689 1856 !267 88 26 30 31 23

ВВ,7!,65

1,2!

5,86

1 ° 44

94,4

22,86

99,5

НЦВМ

0,5

200

250

1,&2

27,08 32,49 90,8

300 l>2

l,85

86,0

42,00

40 ° 32

SI,S2 20,00 18, 19 .10,28 43,20 38 ° 1Ч

350

1,40

70, !

1,2

7 1,0

0,90

99,0

НЦВМ

97,8!

7,58

8,34, О ° 66 9,91

8I,76 9,24

1,2

63,33 22 ° 72 12,53 1 ° 52 30,60 35,25

250

2,06

90,6

1,2 (через 5 ч) 250

1,98

l,2

86,!

35,00

5S 43 22 S8 18 52 3 ° 47 38,92 41, 10 BS 3

l,94

1,2

350 1,2

50,01 21,16 19,07 9,76 47,10 40,23

l,53

72,3

8 2,0

98,0

НЦВМ

200

0,80

95 ° 6

1,2

i>2

1,83

250

87,3

1,89

82,0

$2,34 23,05 !9,$7 $ 03 42,33 42,62! ° 2

9 3,0 (ср.) 86,78 6,40 5,70 l>12 4,39 12 10

97,0

НЦВМ

1,2

200

0,64

100

1,52

69,94 17,47 10,41 2 ° 19 Z2 93 27 88

S2>80 24 ° 28 19 ° 45 3>47 41>Ь2 43 ° 73

250

l,2

87,2

85,7

l 2

2,08 йат лнз тор

83,77 Ь,Ь9 6,74 О,ВО 7,7О

64 96 19 62 12 41 1 00 28 42

82, 10 9,90 8,00

84,75 . 10, 16 6,94

82,46 8,27 . 7,97 1,14 9,14

1,2 76>3ф 15,30 7,53 0,48

l,2 66 ° 17 20,08 !2,41 1>34

54,16 21,50 20,50 3,84

62 ° 12 23,00 12,00 2 ° 88 31,50

84,81 8,32 5,83 1>04 6,55

65,38 20>91 1,38 2,33 27,96

17,50

34,02

14,15

32,29

Селектинность

130 1 485

Продол7кение таблицы одукты реакции, мас.L

Состав катали затора„ L

Суммарный выСелексловил испита ний лиза тор тивность

Ксии-Кси" о-Кс

Осход им о кси

La Пеолит лол ол таль ное по сумме и- и ч а полов, мас.й о-ксилолов,L

4,95

10 (ср. ) 200

1,2

88,02

$,68

EZSN

Известний

1,35 3,02

0,57

250

Sl,38 9,38 6,61 2,63 10,33

1,2

0,73

62,67 17,63 " 13,26 6,44 30,95 30,89

74,31 1,31

300

1>2

350"

15,00 !4,40 38,50 33,19

IT,!О 13,10 27,20 22,54

29, 40

30,20

4 l,0

55 ° 00

0,61

0,60! 2,76 91,20

0,69

11 0,05 (срт) 99,95

ИЦВК

200

5,22 1,44 5 35

l,2

7,54

250

70,90 10,8$7,91 3,45 21,88 25,65 81,20

1,2

0,88

300

5737 1942 IS08 5 13 36 79 3750

1,2

80,50

1,56

НЦВК 200

l2 (ср.) 85 85 8,23 4 63 1,29 5,41

l,2

12,86 91 ° 80

0,75

250

l,2

70,84 1$,06 10,71 3,39 21,98 25,77 81,30

1,22

1,2

$7,27 20,27 17,38 $,10 36,89 37,63 80,60

1 >63

200 .

1,2

l3 (ср.) 83>80 7>92 7> 12 .1>05 7>70

l 5,04 92,80

0 ° 73

l,2

250

70,53 !8,02 9,31 2,14 22,30

27>33

87 ° 20

l,57

300 1,2

54 ° 88 20,43 19,75 4,94 39,53 40 ° 18 81,70

1,67

Ф

Испытании проводили при давлении P 13 бар, Нз/сырье 2,3

Составитель Н.Путова

Редактор M. Бланар Техред Л. Сердюкова Корректор И. Эрдейи

Заказ 1 174/8 Тираж 511 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4 емпе ату> а, С

32,00

42,60

85,90,Степень конверсии, L

10,63

I5,99

90, 76

78,41

Критерий оптимальности х10