Способ регенерации висмут-молибденового катализатора для окислительного аммонолиза пропилена

 

Сущность изобретение: навеску гептамолибдата аммония растворяют в воде. Раствор пропускают через слой катионита КУ-2. Навеску нитрата висмута растворяют в концентрированной азотной кислоте. Раствор гептамолибдата аммония медленно при перемешивании приливают к раствору нитрата висмута. Полученный раствор смешивают с дезактивированным катализатором. Сушат при 150-170°С. Прокаливают. Характеристика катализатора после регенерации: выход нитрила акриловой кислоты 71,0- 71,5%, конверсия пропилена 92,5-93,0%.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1761254 А1 ()9) (! () (s))s В 01 J 23/92

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4854838/04 (22) 24,07.90 (46) 15.09.92, Бюл. ¹ 34 (71) Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л,Я.Карпова (72) Д,B.Òàðàñoâà, А.Л.Олесова, А,И,Тимошенко, Т. Г, Важнова, Т, Н.Яковлева, Е.В, Нечаева, А.Д,Богданов, Ю.Ф.Тихвинская, А.А.Золотарев и Р,П.Рындина (56) Патент США N 2882159, кл. 260 — 465,3, опублик, 1958, Патент США N 3629148, кл. 252 — 437, опублик, 1970.

Патент США N 4052332, кл. 252 — 423, опублик. 1978.

Изобретение относится к способам регенерации отработанных катализаторов аммокисления. в частности многокомпонентного висмут-молибденового катализатора окисления пропилена в акрилонитрил, Известен способ регенерации катализатора окислительного аммонолиза пропилена, по которому обедненный молибденом катализатор регенерируют при температуре реакции в присутствии водяного пара, воздуха или их смеси контактированием с псевдоожиженными частицами инертногс носителя — SiOz, предварительно пропитанного триоксидом молибдена—

МоОз.

Известен также способ регенерации отработанного катализатора пропиткой измельченных частиц водным раствором гептамолибдата аммония с последующим (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ВИСМУТ-МОЛИБДЕНОВОГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ

ОКИСЛИТЕЛЬНОГО АММОНОЛИЗА ПРОПИЛЕНА (57) Сущность изобретение: навеску гептамолибдата аммония растворяют в воде. Раствор пропускают через слой катионита КУ-2.

Навеску нитрата висмута растворяют в концентрированной азотной кислоте. Раствор гептамолибдата аммония медленно при перемешивании приливают к раствору нитрата висмута. Полученный раствор смешивают с дезактивированным катализатором. Сушат при 150 — 170 С. Прокаливают. Характеристика катализатора после регенерации: выход нитрила акриловой кислоты 71,071,5%, конверсия пропилена 92,5-93,0%. введением Я 02, фосфорной кислоты и солей железа, предложенный в патенте.

Однако зти методы не приводят к удовлетворительной регенерации, Ближайшим решением поставленной задачи по технической сущности является способ регенерации катализатора, согласно которому отработанный катализатор обрабатывают водными растворами соединений молибдена и висмута, подкисленными азотной кислотой, В качестве источника молибдена могут использоваться триоксид молибдена, геп гамолибдат аммония, молибденокремневая кислота. Источником висмута служит нитрат висмута. Обработку отработанного катализатора растворами солей осуществляют либо последовательно (сначала молибденсодержащим раствором. затем нитратом висмута), либо смесью молибденсодержащего раствора с нитратом

1761254

10

50 висмута, подкисленного азотной кислотой, По. желанию в отработанный катализатор может быть введен фосфор в виде фосфорной кислоты, Пропитанный регенерирующими растворами катализатор сушат и кальцинируют, Кальцинирование проводят при температуре 300 — 700 С, На отработанном катализаторе конверсия пропилена составляла 90%, выходакрилонитрила (НаКа) — 62%, после регенерации указанные параметры равны 92 и 69% соответственно.

Недостатком способа является то, что он пригоден в основном для регенерации мало дезактивированных катализаторов.

При обработке сильно дезактивированных катализаторов (выход НАК вЂ” 55 — 60%, общая конверсия пропилена менее 90%) по этому методу не достигается удовлетворительной регенерации, Селективность сильно дезактивированных катализаторов после регенерации остается низкой; прирост селективности составляет около 5% (прирост активности 2%), что обеспечивает выход

НАКа, равный всего лишь 65-66%, Целью настоящего изобретения является более полное восстановление селективности и активности катализатора.

Указанная цель согласно изобретению достигается описываемым способом регенерации катализатора, включающим пропитку отработанного катализатора регенерирующим раствором, приготовленным смешением предварительно профильтрованного через слой катионита КУ-2 раствора гептамолибдата аммония с раствором нитрата висмута. подкисленного азотной кислотой, с последующей сушкой и прокаливанием.

На дезактивированных катализаторах, на которых выход НАКа составляет 55% при конверсии пропилена 89%, после регенерации по описываемому способу выход НАКа увеличивается до 71% и конверсия пропилена до 92 — 93%, т,е, селективность возрастает на 16% и активность на 4%, Таким образом, применение настоящего способа регенерации позволяет эффективно повторно использовать сильно дезактивированные и сбрасываемые в отвал катализаторы и имеет большой экономический и экологический эффект.

Пример 1. Для приготовления регенерирующего раствора берут 34 г гептамолибдата аммония, растворяют в 280 мл. воды и пропускают через 72 r влажного катионита КУ-2, Отдельно готовят раствор нитрата висмута растворением 4 г нитрата в 20 мл концентрированной азотной кислоты. Раствор гептамолибдата аммония, 15

45 профильтрованный через катионит, медленно при непрерывном перемешивании приливают к раствору нитрата висмута.

Полученный раствор смешивают с 720 г дезактивированного катализатора со средним размером частиц около 40 мкм, состава

В11ЕезСо4,gNiz,Мо1о,2Ро,5Ко,о70х на котором выход НАКа составляет 55% при конверсии пропилена 89;4, затем порошок сушат при температуре 150-170 С в течение 2 ч и прокаливают при 650 С в течение 3,5 ч. Состав катализатора после регенерации

В!1,< Fe„-СО4лИЬ 5Mо12Ро,5Ко 070х.

Испытания образцов катализатора проводят в стандартных условиях при температуре 435 С, СзНб: Нз: воздух = 1;1,2;10,5, давление 1,85 атм. На регенерируемом катализаторе выход НАКа составляет 71% при конверсии пропилена 93%.

Пример 2. 34 г гептамолибдата аммония растворяют в 170 мл воды и пропускают через 72 г влажного катионита КУ-2, Далее все, как в примере 1, Прокаливание катализатора проводят при температуре 550 С. На регенерируемом катализаторе выход НАКа составляет 71,5% при конверсии пропилена

92,5%.

Пример 3 (сравнительный), 720 г отработанного катализатора с катализатора с характеристиками, указанными в примере 1, регенерируют смесью раствора гептамолибдата аммония, не профильтрованного через катионит, с раствором нитрата висмута, подкисленного азотной кислотой. Далее по примеру 1, На регенерируемом катализаторе выход НАКа составляет 65% при конверсии пропилена 91%, Пример 4 (сравнитсльный), 720 r отработанного катализатора смешивают с раствором (34 r ПМА) гептамолибдата аммония. Увлажненный порошок сушат при 150170 С, затем смешивают с раствором нитрата висмута (4 г нитрата висмута). Снова сушат и прокаливают при 550 С в течение

3,5 ч, На регенерирующем катализаторе выход НАКа составляет 65% при конверси пропилена 91%, Формула изобретения

Способ регенерации висмут-молибде. нового катализатора для окислительногс аммонолиза пропилена, включающий про. питку отработанного катализатора регенг рирующим раствором, полученны смешением раствора гептамолибдата аммо ния и нитрата висмута, сушку и прокалива ние. отличающийся тем, что, с цел ьк более полного восстановления активности.

1761254

С оста вител ь А.On есо в а

Редактор M.Самерханова Техред М.Моргентал Корректор О. Густи

Заказ 3209 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 селективности катализатора, раствор гептамолибдата аммония перед смешением предварительно профильтровывают через слой катионита КУ-2.