Катализатор для алкилирования толуола этиленом

 

Изобретение относится к каталитической химии , в частности, к катализаторам для алкилирования толуола этиленом. Для повышения активности и селективности катализатора используют состав, содержащий , мас.%: лантан 0,1-1,0

декатионированный сверхвысококремнеземный цеолит НЦВМ 64,7-99,8

оксид алюминия остальное. Катализатор позволяет повысить степень превращения толуола с 38,4 до 52%, степень превращения этилена с 70,3 до 98% и селективность с 61,7 до 77%, а также обладает высокой стабильностью во времени при многоцикловой работе за счет содержания в его составе лантана. Кроме того, использование катализатора позволяет проводить данный процесс при 400-420°С (против 450°С в известном случае). 1 табл.

0,1-1,0

64,7-99,8

Остальное

Лантан

Цеолит НЦВМ

Оксид алюминия

3 150557 ние 4-5 ч, Получают декатионированную форму НЦВМ.

К 107-ному водному раствору сульфата алюминия (6,5 г А1 (804) 18Н О в 26,5 r Н О) добавляют при интенсивном перемешивании водный раствор аммиака (1:1) и осаждают гель гидроксида алюминия при рН 8-8,5. После осаждения гель оставляют на созрева- 10 ние в течение 2-3 ч, затем отмывают от анионов SO бидистиллятом с до4 бавлением нескольких капель аммиака.

Отмытый гель дважды активируют 0,3 н, раствором NH4С1, помещают в воронку 15

Бюхнера и отмывают до отрицательной реакции на анион хлора на фильтре.

Отфильтрованную и слегка подсушенную на воздухе массу гидроксида алюминия делят по массе на десять равных час- 20 тей (по 3 г).

К 3 r полученного геля гидроксида алюминия добавляют при интенсивном перемешивании 99,9 r НЦВМ, приготовленного укаэанным способом. Массу 25 отжимают между листами фильтровальной бумаги и формуют путем прессования при давлении 150 кг/см2 .в гранулы размером 1 и 2-3 мм, которые затем сушат при комнатной температуре 20 ч, 30 при 120 С вЂ” 3 ч и прокаливают при

500 С в течение 4 ч.

9,99 г полученной массы пропитывают раствором аэотнокислого лантана, содержащим 0,031 r La(N01)1 ° 6H О в 35

10 мл воды, в течение суток, Затем катализатор высушивают в сушильном шкафу при 100-110 С в течение 2 ч и прокаливают 4 ч при 500 С в муфельной печи, после чего прессуют. 40

Полученный катализатор имеет состав, мас.Ж: НЦВМ 99,8; Alz0 0,1;

Lа 0,1.

10 см катализатора загружают в реактор и активируют сухим воздухом 45 в течение 2 ч при 450 С, снижают температуру до температуры опыта и активируют азотом 0,5 ч. В реактор подают толуол с массовой скоростью

3,5 ч и этилен со скоростью 70 мл/мин

i0 при атмосферном давлении и мольном соотношении толуол:этилен 0,9:1. Содержание этилтолуолов в жидких продуктах при 420 С 39,5 мас.7., глубина превра3

4 щения толуола 52,37., этилена 98,07., селективность образования этилтолуолов 75,57.

Продукты реакции анализируют гаэохроматографическим методом с использованием колонки, заполненной инертоном AW с нанесенным 107 апиезоном Ь, при следующих условиях: температура колонки 110 С, испарителя 200 С, газ-носитель гелий.

Катализаторы других составов готовят аналогично примеру. Данные по испытанию каталитической активности в реакции алкилирования толуола этиленом приведены в та лице.

Дополнительное содержание в составе катализатора лантана позволяет повысить степень превращения толуола с 38,4 до 52Х, степень превращения этилена с 70,3 до 98Х. и селективность с 61,7 до 777..

Катализатор по изобретению обладает высокой стабильностью во времени и многоцикловой работе, что обусловлено введением в его состав лантана, стабилизирующего работу в направлении образования алкилпродуктов.

Повышение активности катализатора позволяет проводить процесс алкилирования толуола этиленом при 400-420 С о (против 450 С на известном катализаторе) с более высоким выходом целевых продуктов и низким выходсМ побочных продуктов крекинга, Предложенный катализатор закоксовывается в меньшей степени и легко регенерио руется в токе воздуха при 550 С.

Формула изобретения

Катализатор для алкилирования толуола этиленом, включающий декатионированный сверхвысококремнеэемный цеолит

НЦВМ и оксид алюминия, о т л и ч аю шийся тем что, с целью повышения активности и селективности катализатора, он дополнительно содержит лантан при следующем. содержании компонентов, мас.Ж:

1505573

Результаты опытов по испытанию каталитической активности

Состав катализатора, мас.X

YcJI0BHR

КатализаТемпе- СкоМольтор

Содержа нне эти лекепе ратуо ра, С рость подачи сырья, 1 ч аще толуоло в жидки продукт мас.Х сть равалуоХ

99,8Х НЦВМ + 0,!Х А1,0, +

+ 0,1Х 1а

0,9:1

0,9:1

0,9:1

400 3,5

420 3,5

440 3,5

48,9 98,0 68,9

52,3 98>0 75,5

46,4 98,0 74>8

33,7

39,5

34,7

50,1 98,0 77.,0

47,7 98,0 72,3

0 9:1

38,6

420 . 3,5

420 3,5 0,9: 1

420, 3>5 0>9!1

34,5

30,9 98 О 69,9

34,2

32,1

25,6

46,1 83,1 74,2

42,5 76,3 75,5

39,4 72,6 65,0

0,9:!

0,9:1

1,4:1

420 3,5

420 5,4

450 7,5

6 64,7Х НЦВМ + 34,3Х A1 0 +

+ 1,0X La

39 0 70 8 65 1

40,2 72,2 64,9

0,9:1

0,9:1

420 5,4

420 3 5

25,4

26>1

7 64,7Х НЦВИ + 34,9Х А1гОэ + (ср,) + 0,4Х Ьа

0,9:1

0,9: 1

420

3,5

5,4

23,9

23,4

39,1 71,4 61,1

38 0 70,5 61 >6

8 64,6Х НЦВМ + 34,4X А1гоэ + (ср.) + 1,ОХ Là

40,1 72,1 60,8

38,9 70,5 62,0

420 3;5

420 7,5

0,9:1

1,4:1

24,4

24,1

9 82,0Х НЦВМ + 16,9Х А1гО> + (ср.) + 1,1Х 1.а

24,4 41, 1 79,0 59,4

420 3,5 0,9:1

10 (ср.)

99,85Х НЦВМ + 0, 1Х А1 О +

+ 0,05Х Ьа

65,ОХ НЦВИ + 35Х AlгО э (известный) 94,0 61>5

0,9:1

420 3,5

27,8 45,2

0,9:1

1,4:!

1,4:1

23, 7 38,4

22>8 35,8

20,1 32,3

70,3 61,7

68)5 63,7

68,5 62,2

420 3,5

420 7 5

450 . 7,5

Составитель Н,Путова

Редактор В>Данко Техред сг.Ходанич Корректор О.Ципле

Заказ 5376/7 Тираж 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101

99,4Х НЦВМ +

+ 0,5Х Le

98,9Х НЦВИ +

+ 1,0X La

82,5Х НЦВМ +

+ 0,5X Le

65,6Х НЦВИ +

+О, 1X La

0,1ХA10+

0,1Х Al (!э +

»,ОХ А1,0, +

34,3Х AlгОю + ное отношение толуол:

:этилен