Способ приготовления ионитного формованного катализатора

 

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к приготовлению ионитного формованного катализатора (КТ) (на основе сульфированного эмульсионного сополимера стирола, дивинилбензола и термопластичного материала). Цель - упрощение способа. Приготавливают КТ прогревом сополимера стирола и дивинилбензола с последующим сульфированием их (с размером частиц 25-150 мк) газообразным серным ангидридом в среде инертного газа в фонтанирующем или кипящем слое. Сульфонированный сополимер прогревают при 95-105^oC в течение 2-3 ч. Полученный продукт подвергают формованию с термопластичным материалом в экструдере. Способ обеспечивает упрощение за счет исключения отходов отработанной H₂SO₄.

Изобретение относится к способам получения ионитного формованного катализатора, используемого в процессах гидратации олефинов, дегидратации спиртов, для получения алкиловых эфиров, конденсации альдегидов. Целью изобретения является снижение количества отходов стадии сульфинирования за счет определенных условий сульфирования. Пример 1. В лабораторный стеклянный реактор диаметром 44 мм и высотой 1 м помещают 40 г эмульсионного сополимера стирола с дивинилбензолом, имеющего следующий грануло-метрический состав в пределах 25-150 μ: > 125 m 43,3 мас. 125-100 m 3,4 мас. 100-30 m 18,6 мас. <30 m 34,7 мас. В нижнюю часть реактора подают смесь серного ангидрида с азотом со скоростью 200 л/ч. В процессе сульфирования эмульсионный сополимер разогревается до 70^oC. Время сульфирования 2 ч. Расход серного ангидрида 0,9 г/г сополимера. Сульфированный сополимер (катионит) прогревают при 105^oC в течение 2 ч, после чего он имеет следующие характеристики: полная статическая обменная емкость (ПСОЕ) 5,1 мэкв/г, содержание кислоты 7 мас. Получают 76 г катионита. Продукт отмывают водой (приблизительно 10 г воды на 1 г катионита), высушивают до 5%-ного содержания влаги и формуют с полипропиленом методом экструзии. В состав смеси для формования входят, мас.ч. катионит 70; полипропилен 30; вода 10. Полученный катализатор имеет ПСОЕ 3,6 мэкв/г. Пример 2. Отмытый и высушенный катионит, полученный по примеру 1, формуют со смесью полипропилена и сверхвысокомолекулярного полиэтилена. В состав смеси для формования входят, мас.ч. катионит 70; полипропилен 25; сверхвысокомолекулярный полиэтилен 5; вода 5. Полученный катализатор имеет ПСОЕ 3,6 мэкв/г. Пример 3. В два последовательно соединенных реактора диаметром 22 мм и высотой 250 мм, снабженных рубашками, помещают по 7 г сополимера стирола с дивинилбензолом, имеющего гранулометрический состав, как в примере 1. В нижнюю часть первого реактора подают смесь серного ангидрида и азота со скоростью 100 л/ч. Температура в рубашке реакторов 35^oC. Время сульфирования 1 ч. Расход серного ангидрида на сульфирование 6,5 г. Сульфированный сополимер из первого реактора высыпают в колбу с притертой пробкой и погружают при 95^oC в течение 3 ч. Получают 12,5 г катионита с ПСОЕ 5,1 мэкв/г и 8%-ным содержанием кислоты. Затем в первый реактор засыпают новую порцию сополимера стирола с дивинилбензолом и сульфирование продолжают, вводя сульфирующий агент в нижнюю часть второго реактора, при этом непрореагировавший во втором реакторе серный ангидрид сорбируется свежим сополимером, помещенным в первый реактор. Условия сульфирования и прогревания те же, что описаны для начала опыта. Получают 13 г катионита с ПСОЕ 5,0 мэкв/г и 9%-ным содержанием кислоты. Полученный таким способом катионит отмывают водой, высушивают до содержания влаги 20% и формуют методом экструзии. Состав смеси для формования содержит, мас. ч. катионит 65; полиэтилен 35; вода 15. Полученный катализатор имеет ПСОЕ 3,25 мэкв/г. Полученный катализатор используют для получения трет.-бутанола из изобутилена и воды. Пример 4. В ампулу, снабженную рубашкой, помещают 20 мл (14,2 г) смеси углеводородов, содержащей 1,22 г изобутилена, 15 мл воды и 0,3 г катализатора, полученного по примеру 1. Смесь перемешивают встряхиванием в течение 45 мин при 60^oC. Реакционную смесь охлаждают и анализируют на хроматографе. Конверсия изобутилена составляет 15,9

Формула изобретения

Способ приготовления ионитного формованного катализатора на основе сульфированного эмульсионного сополимера стирола и дивинилбензола и термопластичного материала, включающий прогрев сополимера стирола и дивинилбензола, сульфирование и формование сополимера с термопластичным материалом в экструдере, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, сульфированию подвергают сополимер стирола и дивинилбензола с размером частиц 25 150 мк, и сульфирование осуществляют газообразным серным ангидридом в среде инертного газа в фонтанирующем или кипящем слое с последующим прогревом сульфированного сополимера при 95 105^oС в течение 2 3 ч.