Способ регенерации палладиевого катализатора гидрирования

 

Изобретение относится к способам регенерации отработанных катализаторов, используемых в процессах синтеза полупродуктов витаминов и других веществ. Способ регенерации палладиевого катализатора на Al₂O₃ корочкового типа, отработавшего полный технологический цикл, проводят воздействием ультразвука с интенсивностью 0,1 - 1 Вт/см² в течение 3 - 5 мин в растворе изопропанола в цилиндрической насадке ультразвукового излучателя. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к способам регенерации отработанных катализаторов, используемых в процессах синтеза полупродуктов витаминов и душистых веществ.

Известен метод обработки Pt и Pd черни для последующего гидрирования алкенов, окисления этанола. Pt чернь произведения в присутствии ультразвука показала увеличение поверхностной площади и магнитной чувствительности. Наиболее активная Pt чернь получается при частоте обработки 3 МГц, в то время как у Pd черни при 20 кГц. Ультразвуковая обработка приводит к восстановлению активных центров (Chemistry Mith Ultrasound ed. T. J. Mason - Jondon and N. Y. 1990, p. 50).

Недостатком этого метода является то, что ультразвуковой обработке подвергается мелкодисперсный катализатор. Это позволяет применять мощный ультразвук (свыше 1 Вт/см²). Использование такого ультразвукового воздействия для катализатора корочкового типа невозможно, так как приводит к его разрушению.

Наиболее близким по технической сущности является случай регенерации палледиевой черни в декалине при воздействии акустических колебаний частотой 15 22 кГц и интенсивностью 4 Вт/см² в течение 10 мин. Такая регенерация позволяет получить более активный катализатор, чем при регенерации химическим путем ( Новицкий В.Г. Применение акустических колебаний в химико-технологических процессах. М. Химия, 1983 г. с. 187).

Недостатком этого метода является то, что он не позволяет регенерировать гранулированный катализатор, нанесенный на носитель, так как для регенерации применяется мощный ультразвук, кроме того процесс регенерации катализатора проводят в веществе, которое является достаточно экологически вредным.

Задачей данного изобретения является возврат в технологический процесс катализаторов, которые другими известными способами регенерировать затруднительно. Это катализаторы палладиевые, корочкового типа, которые представляют собой гранулы темно-серого цвета, причем палладий нанесен на Al₂O₃.

Техническим результатом, достигаемым данным изобретением является улучшение характеристик катализатора, выражающаяся в повышении селективности процесса получения ацетиленового спирта C₂₀.

Технический результат достигается тем, что регенерируют палладиевый катализатор гидрирования ацетиленового спирта C₂₀, отработавший полный технологический цикл, воздействием ультразвука, в качестве катализатора используют палладиевый катализатор на Al₂O₃ Для проведения этой обработки используется ультразвуковой диспергатор УЗДН А. Обработка отработанного катализатора из процесса гидрирования ацетиленового спирта C₂₀ (полупродукта синтеза витаминов E и K₁) проводится с частотой колебаний 15 22 кГц и интенсивностью 0,1 1 Вт/см² в течение 3 5 мин, причем весь процесс проводится в цилиндрической насадке ультразвукового пьезоэлектрического излучения, и в качестве растворителя используется изопропанол. При отклонении частоты в меньшую сторону происходит выход из зоны ультразвуковых колебаний, а при отклонении в большую сторону по частоте, так же, как и при отклонении в меньшую сторону интенсивности ультразвукового воздействия не удается достичь эффекта регенерации. При отклонении интенсивности ультразвука в большую сторону происходит разрушение поверхности катализатора и значительное снижение его активности. Применение конической насадки ультразвукового излучателя приводит к изменению структуры акустического поля, что делает возможным полную регенерацию палладиевого катализатора на носителе, а кроме того, изменение времени ультразвуковой обработки делает невозможным проведение эффективной регенерации, что выражается в недостаточной селективности проведения процесса с использованием данного катализатора.

Регенерация отработанного Pd катализатора корочкового типа, нанесенного на Al₂O₃ из процесса синтеза ацетиленового спирта C₂₀ с помощью ультразвукового воздействия с интенсивностью 0,1 1 Вт/см² и временем обработки 3 5 мин в растворе изопропанола с использованием цилиндрической насадки ультразвукового излучателя, является новым по сравнению с прототипом.

Под воздействием ультразвуковых колебаний происходит очистка поверхности катализатора, восстановление, за счет взаимодиффузации, ее первоначальной структуры, то есть удается восстановить нарушенное в процессе работы катализатора в синтезе ацетиленового спирта C₂₀ соотношение на поверхности Pd и Zn (Zn применяется для модификации катализатора при его первоначальной подготовке).

На фиг. 1 изображена ультразвуковая установка (общий вид); на фиг. 2 - цилиндрическая насадка ультразвукового излучателя с помещенным в нее катализатором (вид спереди с разрезом).

Для проведения процесса регенерации используют отработанный катализатор Pd/Al₂O₃ корочкового типа. Отработанным считается катализатор (темно-серого цвета), на котором невозможно селективно проводить процесс гидрирования.

Ультразвуковая установка состоит из ультразвукового генератора 1 (УЭДН А), ультразвукового излучателя 2, закрепленного на специальном штативе 3, связанного с ультразвуковым генератором 1 кабелем 4. На ультразвуковом излучателе 2 устанавливают цилиндрическую насадку 5, в которую помещают отработанный катализатор 6 в растворе изопропанола 7.

Обработка производится следующим образом: настраивается ультразвуковой генератор 1 по времени и по интенсивности ультразвукового воздействия 1 г отработанного катализатора насыпают в цилиндрическую насадку и заливают 30 мл изопропанола.

Результаты регенерации катализатора приведены в таблице.

Предлагаемый способ регенерации реализуется на промышленно выпускаемом ультразвуковом генераторе, процесс происходит быстро и дает хорошие результаты.

Формула изобретения

1. Способ регенерации палладиевого катализатора гидрирования, включающий воздействие ультразвуком с частотой 15 22 кГц, отличающийся тем, что регенерируют палладиевый катализатор на Al₂O₃ корочкового типа, отработавший полный технологический цикл, с интенсивностью ультразвукового воздействия 0,1 1 Вт /см² в течение 3 5 мин в растворе изопропанола в цилиндрической насадке ультразвукового излучателя.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регенерируют отработанный палладиевый катализатор на Al₂O₃ после процесса получения ацетиленового спирта C₂₀.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3