Катализатор для окислительного хлорирования метана

 

Союз Советскнн

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()685327 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 03. 12.74 (21) 2079950/23-04 с присоединением заявки М (23) П риоритет

Опубликовано 15.09.79. Бюллетень М 34

Дата опубликования описания 18 09 79 (51)М. Кл.

В 01 У 23/72

В 01 J 27/10

B 01 J 29/10

B 01 J 23/02

С 07 С 17/15 (53) ÀÊ 66.094. .373 (088.8) Гнсуднрственний кеинтет

СССР нн днлам нзнбрнтнннй н нтнритнй (72) Авторы изобретения

B. H. Розанов, Ю. А. Трегер, E. Б. Светланов, Е. В. Гвозд и О. В. Трещилова (7!) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ХЛОРИРОВАНИЯ

МЕТАНА

Изобретение относится к катализаторам для окислительного хлорирования ме тана.

Известен катализатор для окислительного хлорирования углеводородов в псев5 доожиженном слое, включающий хлорид меди на окиси алюминия или снликагеле Ш.

Наиболее близким техническим решени» ем к данному изобретению является ката-, лизатор (2), имеющий следующий состав, вес.%:

Хлорид меди 0,8-1 0

Хлориды щелочных металлов 0,5-8

Хлориды редкоземельных элементов 3-1 2

Алюмоаиликат Остальное.

Микросферический алюмосиликат, используемый в качестве носителя, имеет удельную поверхность 1,5-4 м /r и по2 ристость 0,2-0,45 см /г.

Недостатком известного катализатора является относительно низкая активность, что обусловливает необходимость использования высокой температуры процесса. о

440 С, при меньших температурах, например 380 С, конверсия метана и хлористого водорода составляет соответственно 28,4 и 37,5%. о

В то же время при 440 С происходит расплавление каталитически активных солей и слипание частиц катализатора, которое ухудшает условия псевдоожижения.

С целью увеличения активности, селективности и механической прочности предложен катализатор, имеющий состав, вес.%:

Хлорид меди 0,8-10

Хлорид калия 0,5-8

Хлорид лантана 3-12

Алюмосиликат Остальное, причем алюмосиликат имеет удельную поверхность 20-60 м /r и объем пор 0,250,4 см /r.

Отличительным признаком изобретения является то, что катализатор содержит алюмосиликат с удельной поверхностью

20-60 м /r и объемом пор 0,25-0,4смЗ/г.

3 685

Катализатор, соответствующий данному ::.э. .ретелию, обладает высокой ахтивнос1ьи, что позволяет проводить реакцию о при 380 С и обеспечивает хорошие условия псевдоожижения. . по."лос пл1Гк 8 t, Выполняющий роль" но сителя, готовят обработкой исходного микросферпческого катализатора с начальной удельной поверхностью 460 м /г водяным паром при температуре 700-800 С. По- 30 лученный алюмосиликат пропитывают раствором хлоридов металлов и сушат при

110-130 С.

Пример 1. Синтетический алюмосиликат с удельной поверхностью 460 м /г15 и объемом пор 0,58 см /г в количестве

300 r засыпают в кварцевый реактор, представляюший собой трубку диаметром

50 мм и высотой 0,8 м с фильтром в нижней части. Реактор помещают в электрическую печь для создания необходимой температуры, а внутрь реактора подают водяной пар в количестве, необходимом для псевдоожижения (линейная скорость

5 cM/с). После обработки в течение 50 ч 25 о при 750 С получается алюмосиликат с удельной поверхностью 25,6 м /г и объемом пор 0,29 см /г. Алюмосиликат ох3 лаждают и наносят каталитически актив° ные соли с помощью пропитки раствором хлоридов меди, калия и лантана. Раствор солей 25% концентрации выливают в алюмосилихат в соотношении 1:2 по объему.

После высушивания при 110-130 С катализатор содержит, вес.%: СИС сд. 7,5;

° 35

KCP 4 и La. Cf 4. Размер частиц катализатора для испытаний составляет 0,3.0,25 мм.

Приготовленный катализатор засыпают

40 в тот же реактор и пропускают смесь метана, хлористого водорода и кислорода в молярном соотношении 1:3.:1 с линейной схоростью 5 см/с. Процесс проводят при

380 С. При этом конверсии хлористого

45 водорода и метана равны 73,7 и 37,9% соответственно, Сгорание метана от поданного количества 4,6%. Катализатор хорошо псевдоожижается и не слипается.

Пример 2. Образец алюмосили50 ката, реактор и методика обработки такие же как в примере 1. Обработку ведут водяным паром при 750 С в течение

25 ч. Обработанный алюмосиликат имеет удельную поверхность 59 м /r и объем

2, пор 0,33 см /г.

Ллюмосиликат охлаждают и наносят каталитически активные соли в количестве и по методике аналогично примеру 1.

327

Катализатор засыпают в тот же реактор и пропускают смесь метана, хлористого вбдорода и кислорода в малярном соотношении 1:1:1 с линейной скоростью

5 см/с. Процесс проводят при 380 С.

При этом конверсии хлористого водорода и метана равны 69,2 и .36,3%, соответственно, Сгорание метана от поданного количества 7%. Катализатор хорошо псевдоожижается и не слипается.

Пример 3. Образец алюмосиликата, реахтор и методика обработки такие же, как в примере 1, Обработку ведут водяным паром при 750 С в течение 75 ч.

Обработанный алюмосиликат имеет удельную поверхность 20 м /г и объем пор

0,28 см /r. Алюмосиликат охлаждают и наносят каталитичесхи активные соли в количестве и по методике аналогично примеру .1.

Катализатор засыпают в тот же реакФ тор и при 380 С пропускают смесь метана, хлористого водорода и кислорода в молярном соотношении 1:1:1 с линейной скоростью 5 см/с. При этом конверсии хлористого водорода и метана равны 64,5 и 36,1%„соответственно. Сгорание метана от поданного 7,.1%.

Пример 4. Катализатор готовят на основе микросферического алюмосиликата с удельной поверхностью 460 м /г и объемом пор 0,58 см /г без предварительной обработки. Состав катализатора и условия реакции те же, что и в примере

1. Конверсии хлористого водорода и метана равны 49,6 и 39,9%, соответственно.

Сгорание метана от поданного 15%.

Пример 5. Катализатор готовят на основе алюмосиликата с удельной поверхностью 3,3 м /г и объемом пор

0,34 сьР/r. Состав катализатора и условия реакции те же, что и в примере 1.

Конверсии хлористого водорода и метана составляют 37,5 и 28,4 %, соответственно.

Сгорание метана от поданного 5%. Катализатор плохо псевдоожижается, слипается.

Пример 6. Состав катализатора и условия реакции те же, но в качестве носителя используют алюмосиликат, прокаленный при 850 С в течение 5 ч. Коно версии хлористого водорода и метана составляют 60,5 и 37,5%, сгорание 8,1%.

Формула изо бретения

Катализатор для окислительного хлорирования метана, имеющий состав, вес.%: хлорид меди 0,8-10, хлорид калия 0,58, хлорид лантана 3-12, микросферический алюмосиликат - остальное, о т л и6853

5 ч а ю шийся тем, что, с целью уведичения активности, селективности и механической прочности, катализатор содержит алюмосиликат с удельной поверхностью 20-60 м /г и объемом пор 0,250,4 cM>/г, 27

6.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Томас Ч. Промьппленные каталитические процессы. "Мир". 1973, с. 318.

2. Патент СССР % 343416, кл. В 01 J 27/10, 1972 (нрототип).

Составитель О. Ефимов

Редактор Т. Девятко Техред 3 Чужик Корректор М. Внгула

Заказ 5345/9 Тираж 877 Подписное

1ЯНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4