Катализатор для дегидрирования алкилароматических углеводородов

 

Катализатор для дегидрирования алкилароматических углеводородов, включающий оксид железа, диоксид циркония, карбонат калия, оксид рубидия или оксид цезия, оксид молибдена, оксид церия, оксид хрома, оксид лантана и/или оксид неодима, портландцемент, оксид кремния и оксид магния и/или оксид кальция при следующем содержании компонентов, мас.%: диоксид циркония 0,5-2,5; карбонат калия 13,0-25,0; оксид рубидия или оксид цезия 0,05-5,0; оксид молибдена 0,5-5,0; оксид церия 1,0-3,0; портландцемент 5,0-10,0; оксид хрома 0,5-5,0; оксид лантана и/или оксид неодима 0,05-1,0; оксид кремния 0,5-5,0; оксид магния и/или оксид кальция 0,5-10,0; оксид железа остальное. Новый катализатор обладает повышенной активностью и селективностью. 1 табл.

Изобретение относится к производству катализаторов, а именно к производству катализаторов для процессов дегидрирования алкилароматических углеводородов.

Известен катализатор для дегидрирования алкилароматических углеводородов, содержащий, мас. Fe₂O₃ 83; К₂СО₃ 12; Сr₂O₃ 12; SiO₂ 3. [1] Наиболее близким к предлагаемому является катализатор для дегидрирования этилбензола следующего состава, мас. Fe₂O₃ 45-90; K₂O 5-40; МgO 4-30; СеО₂ 0-10; МоО₃ 0-10; WO₃ 0-10; СаО 0-15 [2] Недостатками указанных катализаторов являются их относительно невысокие активность и селективность.

Целью изобретения является повышение активности и селективности катализатора.

Это достигается тем, что катализатор для дегидрирования алкилароматических углеводородов содержит оксид железа, карбонат калия, оксид магния и/или оксид кальция, оксид церия, портландцемент, оксид хрома, диоксид циркония, оксид кремния, оксид рубидия или оксид цезия, оксид лантана и/или оксид неодима при следующем содержании компонентов, мас. карбонат калия 12,0-25,0; оксид магния и/или оксид кальция 0,5-10,0; оксид молибдена 0,5-5,0; оксид церия 1,0-8,0; портландцемент 5,0-10,0; оксид хрома 0,5-5,0; диоксид циркония 0,5-2,5; оксид кремния 0,5-5,0; оксид рубидия и/или цезия 0,05-5,0; оксид лантана и/или оксид неодима 0,01-1,0; оксид железа остальное.

Отличием предлагаемого катализатора от прототипа является дополнительное содержание оксида хрома, диоксида циркония, оксида кремния, оксида рубидия и/или оксида цезия и оксида лантана и/или оксида неодима при указанном содержании компонентов.

Использование в новом катализаторе заявляемого сочетания компонентов в определенном количестве позволяет существенно повысить активность и селективность катализатора. Кроме того, катализатор нового состава устойчив к воздействию высоких температур, что существенно увеличивает его срок службы по сравнению с известными катализаторами.

Предлагаемый катализатор готовят смешением в заданном соотношении тщательно измельченных оксидов железа, циркония, хрома, оксидов или легко разлагающихся до оксидов соединений молибдена, церия, лантана и/или неодима, кальция и/или магния. Компоненты смешивают и пропитывают водным раствором щелочных промоторов калия, рубидия или цезия. Соединения кремния вводят вместе со щелочными промоторами или отдельно. Предпочтительно в качестве соединений кремния использовать кремнийорганические соединения (например, арил-ацетил- и др.) Портландцемент вводится в катализатор на стадии сухого смешения компонентов.

Катализаторную массу перемешивают в течение 0,5-2,5 ч до получения однородной массы, затем формуют экструзией в "червяк", сушат при 110-150^oС и прокаливают при 550-750^oС.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами: Пример 1. Сухие компоненты катализатора г: оксид железа 123; диоксид циркония 1,0; оксид молибдена 3; оксид церия 16; портландцемент 10; оксид хрома 1, оксид лантана 2; оксид магния 2 смешивают в течение 1 ч. Добавляют 30 мл водного раствора, содержащего 36 г карбоната калия, 3 г карбоната рубидия и 3 г (считая на оксид кремния) силиката калия. Катализаторную массу перемешивают в течение 1,5 ч до получения однородной пасты, затем формуют экструзией в "червяка" диаметром 3,0-4,0 мм, сушат при 110-750^oС и прокаливают при 500-750^oС в течение 3-4 ч.

Получают катализатор состава, мас. карбонат калия 13,0; оксид магния 1,0; оксид молибдена 1,5; оксид церия 8,0; портландцемент 5,0; оксид хрома 0,5; диоксид циркония 0,5; оксид кремния 1,5; карбонат рубидия 1,5; оксид лантана 1,0; оксид железа 61,5.

Испытание катализатора осуществляют в реакции дегидрирования этилбензола в стирол при температуре 600-620^oС, скорости подачи сырья 1 л/л катализатора в час и массовом разбавлении сырья водяным паром 1:2. Данные по испытанию катализатора приведены в таблице.

Пример 2. Катализатор готовят и испытывают аналогично примеру 1, но вместо оксида магния используют карбонат магния, вместо оксида молибдена используют молибденовую кислоту, а вместо силиката калия используют золь кремниевой кислоты. Данные по составу и испытанию катализатора приведены в таблице.

Пример 3. Катализатор готовят и испытывают аналогично примеру 1, но вместо оксида магния используют оксид кальция. Данные по составу и испытанию катализатора приведены в таблице.

Пример 4. Катализатор, приготовленный аналогично примеру 1, испытывают в реакции дегидрирования изопропилбензола при 560-580^oС, скорости подачи сырья 1 л/л катализатора в час, массовом разбавлении сырья водяным паром 1:3. Данные по составу и испытанию катализатора приведены в таблице.

Пример 5. Катализаторы, приготовленные аналогично примерам 1-3, испытывают в реакции дегидрирования этилтолуола при 600-620^oС, скорости подачи сырья 0,5-1,0 л/л катализатора в час, массовом разбавлении сырья водяным паром 1:3. Данные по составу и испытанию катализаторов приведены в таблице.

Пример 6. Катализаторы, приготовленные аналогично примерам 1-3, испытывают в реакции дегидрирования диэтилбензола при 620^oС, скорости подачи сырья 1 л/л катализатора в час, массовом разбавлении сырья водным паром 1:5. Данные по составу и испытанию катализатора приведены в таблице.

Формула изобретения

Катализатор для дегидрирования алкилароматических углеводородов, включающий оксид железа, карбонат калия, оксид магния и/или оксид кальция, оксид молибдена, оксид церия и портландцемент, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид хрома, диоксид циркония, оксид кремния, оксид рубидия или оксид цезия, оксид лантана и/или оксид неодима при следующем содержании компонентов, мас.

Карбонат калия 13,0 25,0 Оксид магния и/или оксид кальция 0,5 10,0 Оксид молибдена 0,5 5,0 Оксид церия 1,0 8,0 Портландцемент 5,0 10,0 Оксид хрома 0,5 5,0
Диоксид циркония 0,5 2,5
Оксид кремния 0,5 5,0
Оксид рубидия или оксид цезия 0,05 5,0
Оксид лантана и/или оксид неодима 0,05 1,0
Оксид железа Остальноее

РИСУНКИ

Рисунок 1