Способ приготовления катализатора для гидрогенизации бензола

 

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к приготовлению катализатора (КТ) для гидрогенизации бензола. Цель изобретения - повьшение активности и стабильности КТ. Приготовление КТ ведут нанесением на плоский металлический носитель промотора, в качестве которого используют цирконий и алюминий в суммарном количестве 5,95-6,19 г/см при следующем соотношении компонентов , мас.%: никель 86,3-89,8; цирконий 0,3-4,2; алюминий ост аль- :ное. Полученный продукт подвергают термообработке при 500-600 с до исчезновения фазы алюминия и образования фазы NiAlj. Полученньй сплав выщелачивают . Полученный КТ aкtивнee в 2-5 раз и превьшает активность известного КТ после 5 ч рабо ты в 2,5-6 раз. 2 табл. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 В 01 J 25/02.

-»

) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ja

I !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4125449/31-04 (22) 22.07.86 (46) 30.03.88.Бюл. 1(- 12 (71) ИГУ им.M.Â.Ëoìoíîñîâà (72) Ft.Ñ.×óìàê, С.И.Сердюков, В.В.Лунин, В.Н.Сумароков, О.К.Алексеева и А.Г.Чистов (53) 66.097.3(088.8) (56) Заботин П.И.,и др. Поверхностные сплавы никеля, нихрома и нержавеющей стали с алюминием. Сер. "Химия". Известия АН Каз.ССР ° 1984, 1(- 5, с. 14-18.

Патент США 1(- 4049580, кл. В 01 J 21/04, опублик. 1977.

Патент США Р 4278568, кл, В 01 J 25/00, опублик. 1981. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ПЩРОГЕНИЗАЦИИ БЕНЗОЛА (57) Изобретение относится к катали. тической химии, в частности к приготовлению катализатора (КТ) для гидрогенизации бензола. Цель изобретения — повышение активности и стабильности КТ. Приготовление КТ ведут нанесением на плоский металлический носитель промотора, в качестве которого используют цирконий и алюминий

I в суммарном количестве 5,95-6,19 г/см при следующем соотношении компонентов, мас.Х: никель 86,3-89,8; цирконий 0,3-4,2; алюминий осталь:ное. Полученный продукт подвергают термообработке при 500-600 С до исчезновения фазы алюминия и образования фазы N1 А1 . Полученный сплав вьг а щелачивают. Полученный КТ акТивнее в 2-5 раз и превышает активность известного КТ после 5 ч работы в

2,5-6 раз. 2 табл.

1384329

Изобретение относится к производству скелетных никелевых катализаторов и может быть использовано в химической промышленности.

Целью изобретения является повышение активности и стабипьности катализатора за счет определенной последовательности нанесения компонентов сплава на металлическую поверх- ip ность в определенном соотношении и отжига при определенном температурном интервале.

Пример 1. На фольгу из стали марки 03 КП размером 7х7 мм нано- 15 сят вакуумным конденсатно-диффузионным методом (напыление при остаточном давлении 2,2 ° 10 мм рт.ст.) никель, цирконий, затем алюминий в количестве 5,95 мг/см при следующем со- 2р г отношении, мас. .: никель 89, 8, цирконий 0,3, алюминий 9,9. Образец ото жигают в ваууме при 500 С в течение

1 ч. Отсутствие фазы алюминия и обРазование фазы NizA1 РегистРиРУют 25 методом рентгенофазового анализа.

Далее берут 0,5 см образца и обрабатывают 25 -ным раствором едкого о, натра при 100 С, затем 5 и 2 .-ным расто вором едкого натра при 100 С. После этого образец промывают в спирте и затем в эфире, В каталитический реактор диаметром 15 мм подают ток водорода чистотой 99,999Х, вносят 0,5 см приготовг ленного катализатора. Затем реактор о нагревают до температуры 90 С и подают водород, насьпценный парами бензола. Скорость потока водорода

60 мл/мин, концентрация паров бензо- 40

6 ла 4, 1 ° 10 моль/мл. Анализ образующегося циклогексана проводят хроматографически. Начальная скорость гидрогенизации бензола равна 9,5 х х 10 моль/ч см . Скорость гидроге-5 г 45 низации через 5 ч 4,3 10 моль/ч см.

Пример 2. Катализатор готовят аналогично примеру 1, но никель, цирконий и алюминий наносят в количестве 6,06 мг/см при следующем соотношении, мас. : никель 88, 1, цирконий 2, 1, алюминий 9,8,и также вьпцелачивают.

Активность приготовленного катализатора исследуют в условиях примег5 ра 1 при концентрации бензола 4,3 х

6 х 10 моль/мл.

Значение активности катализатора приведено в табл.1.

Пример 3. Готовят катализатор аналогично примеру 1, но никель, цирконий и алюминий наносят в количестве 6,13 мг/см при следующем соотношении,мас.Х: никель 87,1, цирконий 3,3, алюминий 9,6 и вьпцелачивают.

Приготовленный катализатор исследуют в условиях примера 1, но при о

170 С и при концентрации паров бензола 1,5 10 моль/мл.

Значение активности катализатора приведено в табл.1.

Пример 4.Катализатор готовят аналогично примеру 1, но наносят никель, цирконий и алюминий в количестве

6, 19 мг/см при следующем соотноше-

z нии,мас. : никель 86,3, цирконий 4,2, алюминий 9,5,и - также выщелачивают.

Приготовленный катализатор испытывают в условиях примера 1, но при концентрации паров бензола 3,2 х

-6 х 10 моль/мл.

Значение активности катализатора приведено в табл.1. Здесь же приведена активность катализатора, приготовленного известным способом.

Пример 5. На фольгу из стали марки 12Х18Н10Т размером 8 х 8 см наносят в вакууме при 2,2 10 мм рт.ст. конденсатно-диффузионным методом слой никеля, циркония, затем слой г алюминия в количестве 5,95 мг/см при следующем соотношении, мас. : никель 89,8, цирконий 0,3, алюминий

9,9.

Образец отжигают в вакууме при о

400 С в течение 3 ч. Методом рентгенофазового анализа установлено присутствие фазы алюминия и отсутствие

Фазы Мг А1 .

Пластинку приготовленного каталиг затора размером 0,5. см обрабатывают

25Х-ным раствором едкого натра при о

100 С, затем 5 и 2 -ным раствором о едкого натра при 100 С. После этого образец промывают в спирте и в эфире. Затем в каталитический реактор диаметром 15 мм подают ток водорода чистотой 99,999Х, вносят 0,5 см ка-. тализатора. После этого реактор нао гревают до температуры 170 С и подаloT водород, насьш енный парами бенэола. Скорость потока водорода 60 мл/мин.

Анализ образующегося циклогексана проводят хроматографически. Начальная скорость гидрогенизацин бензола

1384329 катализатора.

Т а б л и ц а 1

Активность катализатора

Концентрация бензола, моль/мл

Скорость после

5 ч работы, моль/ч см

Начальная

Темперао тура, С

Катализатор по примерам скорость моль/ч см

4 ; 1 ° 10

1, 4,3 10

4,3 ° 10

5,2 "10

2,9 ° 10

2,0 10

0,87 10

9,5:10

31, 1 ° 10

90

8,1 10

1,5 10

?70

230

3;2"10

4,6 10

Известный

5,2 10.

4,2 10 и скорость через 5 ч составляет

-ч 2

10 моль/ч. см . Исходная концентрация паров бензола 4, 1 10 моль/мин.

Пример 6. Катализатор, приготовленныи аналогично примеру 5 отжи5 о

Э гают при 500 С в течение 0,5 ч. Рентгенофазовый анализ показывает присутствие фазы алюминия.

Приготовленный катализатор выщела-

10 чивают и исследуют в условиях примера 5. Начальная активность в гидрогенизации бензола и активность через 5 ч составляет 10 моль/ч.см .

Пример 7. Катализатор, приго- 15 товленный аналогично примеру 5 ото

У жигают при 600 С в течение 2 ч. Рентгенофазовый анализ показывает отсутствие фазы алюминия и присутствие фазы N>20

Приготовленный катализатор вьпцелачивают и исследуют в условиях примера 5.

Начальная активность и активность через 5 ч приведены в табл. 2. 25

Пример 8. Катализатор, приго.товленный аналогично примеру 5 отжио ю гают при 700 С в течение 5 ч. Рентгенофазовый анализ показывает отсутствие фаз алюминия и Ni AI

Приготовленный катализатор выщелаЧивают и исследуют в условиях примера 5.

Начальная активность и активность через 5 ч приведены в табл."2.

Как видно из таблиц, катализатор, приготовленный предлагаемым способом, по сравнению с известным активнее в 2-5 раз в широком интервале температур и концентраций бенэола. Способ позволяет получить катализатор также существенно выше по стабильности, так как превышает активность известного катализатора после 5 ч работы в

2,5-6 раз ° Кроме того, способ обладает более широкими возможностями, так как позволяет вводить другие металлы, например цирконий, с целью повышения активности и стабильности

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Способ приготовления катализатора для гидрогениэации бензола путем нанесения на плоский металлический носитель никеля, алюминия и промотора с последующей термообработкой и выще-, лачиванием полученного сплава, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения активности и стабильности катализатора, на носитель последовательно наносят никель, промотор, в качестве которого используют цирконий и алюминий в суммарном количестве 5,95-6,!9 г/см при следующем соотношении компонентов, мас.Е:

Никель 86, 3-89, 8

Цирконий 0,3-4,2

Алюминий Остальное и термообработку проводят при 5000

600 С до исчезновенчя фазы алюминия и образования фазы М А1з.

1384329

Таблица 2

Активность катализатора начальная и через 5 ч

Пример, Содержа- Темперао

В ние Zr,Õ тура, С

Скорость реакции, моль/ч"см х через 5 ч

Концентрация бензола,моль/мл через 1 ч

10

4,1 ° 10

4,1 10

4,1 10

4,1-10

0,3

170

10

0,3

170

4,3 10

9,5" 1О

170

0,3

10

170

0,3

Составитель В.Теплякова

Техред A. Кравчук Кбрректор И.Муска

Редактор Э.Слиган

Заказ 1364/6

Тираж 519 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4