Способ получения носителя для катализатора алкилирования бензола этиленом

 

Изобретение касается каталитической химии, в частности способа получения носителя для катализатора алкилирования бензола этиленом. Цель изобретения - получение носителя с оптимальной пористой структурой. Способ включает размол аморфного гидроксида алюминия, промывку, гидратацию его обработкой кислотой с получением пластифицированной массы. Затем в массу вводят 30-40 % неразмолотого аморфного гидроксида алюминия, формуют, сушат и прокаливают при 730-750^oC 9-10 ч. Способ позволяет примерно в 1,4 раза увеличить активность катализатора алкилирования, приготовленного на указанном носителе. 1 табл.

Изобретение относится к каталитическим процессам и может быть использовано получения оксида алюминия, применяемого в качестве носителя и катализатора. Целью изобретения является получение носителя с оптимальной пористой структурой за счет введения в состав носителя на определенной стадии приготовления неразмолотого аморфного гидроксида алюминия в определенном количестве, а также определенного температурного режима прокаливания. Пример 1. Навеску аморфного гидроксида алюминия (АГ), размолотую в шаровой мельнице до размера частиц 10-50 мкм, подвергают двухстадийной промывке раствором нитрата аммония с концентрацией 1 г/л и температурой 60^oC при Т:Ж 1:3. Время одной репульпации 10-12 мин, фильтрования 1-2 мин. Отмытый осадок с влажностью (ΣВл) ≈50% содержащей 0,015 мас. натрия, с добавленной водой (до ΣВл 75%) и азотной кислотой в количестве 0,12 моль HNO₃ на 1 моль Al₂O₃ подвергают гидратации в реакторе при 130^oC в течение 7 ч. Далее в полученную пластифицированную массу, содержащую 250 г Al₂O₃ в 1 кг массы, добавляют 40 неразмолотого исходного АГ (из расчета на Al₂O₃, содержащийся в АГ и в пластифицированной массе). Смесь перемешивают в течение 10-15 мин на мешалке для получения однородной массы и сразу формуют сферические гранулы жидкостным методом. Гранулы высушивают при 45^oC 10 мин, далее в течение 25 мин при 80^oC и при 22^oC гранулы провяливают 8 ч до ΣВл=29% Высушенные гранулы загружают в холодную печь и быстро (в течение 30 мин) поднимают температуру до 750^oC. При этом скорость подъема температуры составляет ≈ 1500^oC в 1 ч. Прокаливают при этой температуре в течение 9 ч без отвода паров (т.е. без тока воздуха). Получают гранулы диаметром 1,4-2,0 мм со следующими характеристиками: Насыпная плотность (н.п.) 0,60 г/см³ Удельная поверхность (S_уд) 150 м²/г Суммарный объем пор (V_Σ) 0,62 см³/г Преобладающий радиус пор r_пр 78 Объем пор, приходящийся на эти поры (V_{r пр} 0,36 см³/г Пример 2. Навеску АГ перерабатывают как в примере 1, но в пластифицированную массу добавляют 30% неразмолотого АГ. Далее смесь перерабатывают при примеру 1 и прокаливают при 730^oC в течение 10 ч. Получают гранулы диаметром 1,4-2,0 мм со следующими характеристиками н.п. 0,64 г/см³; S_уд 130 м²/г; V_Σ=0,70 см³/г; r_пр 85 , V_rпр 0,52 см³/г, ; 0,18 см³/г. Пример 3. Навеску АГ перерабатывают как в примере 1, но в пластифицированную массу добавляют 35% неразмолотого АГ. Далее смесь перерабатывают и прокаливают по примеру 1, но при 740^oC в течение 9,5 ч. Получают гранулы диаметром 1,4-2,0 мм со следующими характеристиками: н.п. 0,63 г/см²/г, S_уд 145 м²/г; V_Σ 0,65 см³/г; r_пр 87 ; V_{r пр} 0,43 см³/г; 0,22 см³/г. Пример 4 (для сравнения). Навеску АГ перерабатывают, как в примере 1, но в пластифицированную массу добавляют 25% неразмолотого АГ. Далее смесь перерабатывают по примеру 1. Получают гранулы диаметром 1,4-2,0 мм со следующими характеристиками: н. п. 0,75 г/см³, S_уд 150 м²/г, V_Σ 0,65 см³/г, r_пр 75 ; V_{>r пр} 0,55 см³/г, 0,10 см³/г. Пример 5 (для сравнения). Навеску АГ перерабатывают по примеру 1, но в пластифицированную массу добавляют 50% неразмолотого АГ. Далее смесь перерабатывают по примеру 1. Получают гранулы диаметром 1,4-2,0 мм со следующими характеристиками: н. п. 0,58 г/см³, S_уд 145 м²/г; V_Σ 0,65 см³/г; r_пр 80 ; V_{r пр}37 см³/г; 0,28 см³/г. Пример 6 (для сравнения). Навеску АГ перерабатывают как в примере 1, но прокалку гранул ведут при 700^oC 15 ч. Получают гранулы диаметром 1,4-2,0 мм со следующими характеристиками: н. п. 0,60 г/см³; S_уд 170 м²/г; V_Σ 0,55 см³/г; r_пр 60 ; V_{r пр}0,20 см³/г, 0,25 см³/г. Пример 7 (для сравнения). Навеску АГ перерабатывают как в примере 1, но прокаливание гранул ведут при 800^oC 4 ч. Получают гранулы диаметром 1,4-2,0 мм со следующими характеристиками: н.п. 0,58 г/см³; S_уд 110 м²/г; V_Σ 0,65 см³/г; r_пр 80 ; V_{r пр} 0,40 см³/г; 0,25 см³/г. По фазовому составу представляет собой смесь γ и d модификации Al₂O₃ (содержание g-Al₂O₃ 60 %). Пример 8. (для сравнения). Навеску АГ перерабатывают как в примере 1, но прокаливание гранул ведут при 750^oC 8 ч. Получают гранулы диаметром 1,4-2,0 мм со следующими характеристиками: н.п. 0,68 г/см³, S_уд 170 м²/г; V_Σ 0,56 см³/г; r_пр 70 ; V_{r пр} 0,30 см³/г; 0,26 см³/г. Пример 9 (для сравнения) Навеску АГ перерабатывают как в примере 2, но прокаливание ведут при 730^oC 11 ч. Получают гранулы диаметром 1,4-2,0 мм со следующими характеристиками: н.п. 0,59 г/см³; S_уд 120 м²/г; 0,63 см³/г; r_пр 80 ; V_{r пр} 0,37 см³/г; 0,26 см³/г. Пример 10 (известный). Навеску АГ, размолотую в шаровой мельнице до размера частиц 10-50 мкм, подвергают двухстадийной промывке раствором нитрата аммония с концентрацией 1 г/л и температурой 60^oC при Т:Ж 1:3. Время одной репульпации 10-12 мин, фильтрования 1-2 мин. Отмытый осадок с влажностью Σ Вл ≈ 50% содержащий 0,015 мас. натрия, с добавленной водой (до =75%) и азотной кислотой в количестве 0,12 моль HNO₃ на 1 моль Al₂O₃ подвергают гидратации в реакторе при 130^oC в течение 7 ч. Полученную пластифицированную массу формуют жидкостным методом в сферические гранулы. Гранулы высушивают при 45^oC 10 мин, далее в течение 25 мин, при 80^oC и при 22^oC гранулы провяливают 8 ч до Σ Вл 29% Высушенные гранулы прокаливают при 550^oC в течение 4 ч в токе воздуха (V_об приблизительно 10000 ч^-1). Скорость подъема температуры ≈150^oC в 1 ч. Получают гранулы диаметром 1,4-2,0 мм со следующими характеристиками: насыпная плотность 0,81 г/см³, удельная поверхность 275 м²/г, суммарный объем пор 0,46 см³/г, преобладающий радиус пор 50 , объем пор, приходящийся на эти поры 0,46 см³/г. На носителях, полученных по примерам 1-10, готовят катализатор для алкилирования бензола этиленом путем насыщения носителя BF₃. Испытания полученных катализаторов проводят на опытно-промышленной установке (загрузка катализатора 30 л). В реактор загружают носитель, а насыщение фтористым бором осуществляют в процессе испытаний (на первой стадии). Условия испытаний: температура в реакционной зоне 170-180^oC, давление 30 атм. Активность катализатора характеризует долю прореагировавшего этилена, селективность количество образовавшегося этилбензола. В таблице представлены результаты испытаний катализаторов, полученных на промышленном носителе (А-64), по прототипу и предлагаемому способу. Как видно из таблицы, катализатор на носителе, полученном настоящим способом, по своим эксплуатационным параметрам превосходит катализаторы на других носителях. Таким образом, предлагаемый способ получения носителя позволяет создать оптимальную для процесса алкилирования пористую структуру γ-Al₂O₃, увеличить примерно в 1,4 раза активность катализатора алкилирования, приготовленного на указанном носителе.

Формула изобретения

Способ получения носителя для катлизатора алкилирования бензола этиленом, включающий размол аморфного гидроксида алюминия, промывку с последующей гидратацией путем обработки кислотой с получением пластифицированной массы, формовку, сушку и прокаливание, отличающийся тем, что, с целью получения носителя с оптимальной пористой структурой, в пластифицированную массу перед формовкой вводят 30 40% неразмолотого аморфного гидроксида алюминия и прокаливание осуществляют при 730 750^oС в течение 9 10 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---