Катализатор для совместного дегидрирования и диспропорционирования н-бутана

 

{i 11712124

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.04.72 (21) 1777116/23-04 (51) М. Кл.

В OIJ 21/04

В OIJ 23/26

В 01J 23/74 с присоединением заявки №вЂ”

Государственнйй комитет

СССР (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.80. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.80 (53) УДК 66.097.3 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

3. Г. Зульфугаров, В. С. Алиев, А. Г. Эфендиев, H. Ю. Мамедзаде и С. Х. Мамедова

Институт неорганической и физической химии

АН Азербайджанской ССР и ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимических процессов им. акад. Ю. Г. Мамедалиева (71) Заявители (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ СОВМЕСТНОГО

ДЕГИДРИРОВАНИЯ И ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЯ и-БУТАНА

Настоящее изобретение относится к производству катализаторов для совместного дегидрирования и диспропорционирования и-бутана.

Известны катализаторы для раздельно- 5 го дегидрирования и диспропорционирования алканов до олефинов.

Для дегидрирования используют алюмохромовый катализатор (1), а для диспропорционирования — молибдат кобальта 1О или трехокись вольфрама на силикагеле (2).

Сочетание дегидрирующего и диспропорционирующего компонентов в одном катализаторе позволяет совместить обе реакции в одну стадию.

Ближайшим техническим решением аналогичной задачи является катализатор (3), содержащий в качестве дегидрирующего компонента окислы алюминия, хрома и 20 кальция, а в качестве диспропорционирующего компонента — окислы кремния и алюминия, а также вольфрама или молибдена.

Указанный катализатор готовят путем механического смешивания компонентов в су- 25 хом виде. Катализатор применяют для переработки сырья — пропана в пропилеи, бутадиен, смесь бутанов и пентанов.

Катализатор имеет в основном дегидрирующую функцию, так как выход СзНб сос- ЗО тавляет 32 — 67 вес. % на разложившееся сырье.

Способность катализатора диспропорционировать сырье относительно невелика и выход продуктов диспропорционирования фракции С4 — Сз составляет 9,3 — 36%.

С целью повышения селективности катализатора при использовании в качестве сырья и-бутана предложен катализатор, содержащий окиси алюминия, хрома и кальция и дополнительно окись никеля, окись калия и пятиокись фосфора при следующем содержании компонентов, вес.

Окись хрома 11,8 — 13,9

Окись калия 1,8 — 2,0

Окись кальция 4,5 — 5,0

Окись никеля 0,9 в 1,1

Пятиокись фосфора 12,0 — 15,0

Окись алюминия Остальное

Катализатор согласно настоящему изобретению готовят путем соосаждения отдельно окислов, входящих в состав дегидрирующего компонента, и диспропорционирующего компонента с последующим смешиванием компонентов в тестообразную массу, формованием, сушкой и прокаливанием.

Пр и м ер 1. Катализатор готовят совместным осаждением алюмохромового гидрогеля из растворов алюмината натрия и основного сернокислого алюминия. В 1470 мл

712124

3 раствора А10Н$04 при нагревании растворяют 64,0 г Crq($04)q. Затем раствор охлаждают и коагулируют с 440 мл раствора

N aAlO . Температура раствора 20 С, рН осаждения 9,5.

Полученный гидрогель отмывают от ионов S04 -, затем стабилизируют едким кали в количестве 1,8 — 2%, считая на сухой остаток.

Для приготовления кальцийникельфосфатного гидрогеля состава NiO: СаО:

: Р О5= 1: 3: 5 используют растворы фосфорнокислого аммония, хлористого кальция и хлористого никеля.

Растворы хлористого кальция и никеля получают растворением соответственно

48,7 г СаС1 в 50 см дистиллированной воды и 14,2 r NiC1 в 40 см воды.

Фосфорнокислый аммоний получают добавлением к 46,5 г НЗРО4 120 r 25%-ного

NH4OH.

Затем при температуре 25 — 30 С совместным осаждением из растворов фосфорнокислого аммония, хлористого кальция и хлористого никеля получают кальцийникельфосфатный гидрогель.

Продолжительность перемешивания составляет 20 мин, цвет гидрогеля меняется от густо-синего до светло-салатного. Полученный гидрогель отмывают от ионов С1 — дистиллированной водой.

Полученные алюмохромовый и кальцийникельфосфатный гидрогели интенсивно смешивают до получения однородной тестообразной массы, которая в последующем подвергается формованию, сушке и ступенчатой прокалке при температуре от 110 до

650 С с выдержкой по 4 ч при каждой температуре.

Катализатор имеет состав, %: А1 0з 69;

Cr O 11,8; К О 1,8; СаО 4,5; NiO 0,9; Р О5

12.

Условия испытания катализатора: температура 600 — 620 С; С4Н о. Н O (пар) =1: 7;

Ч=400 ч — . Выход изопентана 10% в расчете на пропущенное сырье, пропилена 8,8%, селективность по изопентану и пропилену по отношению к превращаемому бутану

64,8%.

Пр и мер 2. В 1430 мл раствора

A1OHSO4 при нагревании растворяют 68,4г

Сг (S04)з. Затем раствор охлаждают и коагулируют с 420 мл раствора NaA10>. Температура раствора 20 С, рН осаждения 9,5.

Полученный гидрогель отмывают от ионов

SO4 —, затем стабилизируют едким кали в количестве 1,8 — 2%, считая на сухой остаток.

Для приготовления кальцийникельфосфатного гидрогеля состава NiO: СаО:

: Р 05= 1: 3: 5 используют растворы фосфорнокислого аммония, хлористого кальция и хлористого никеля. Растворы хлористого кальция и никеля получают растворением соответственно 52 г СаС1 в 55 см дистил5

4 воды и 14,3 г NiC1 в 45 смз лированной воды.

Фосфорнокислый аммоний получают добавлением к 53 r НЗР04 125 г 25%-ного

NH4OH.

Технология приготовления катализатора в дальнейшем такая же, как и в примере 1.

Катализатор имеет состав, %: А1 0з 66;

Cr O3 12,6; К О 1,9; СаО 4,8; NiO 1,0; Р 05

13,7.

Условия испытания катализатора те же, что и в примере 1. Выход изопентана

12,5 вес. %, пропилена 9,6 вес. %, селективность по пентану и пропилену по отношению к превращенному и-бутану составляет 71,6%.

П р имер 3. В 1350 мл раствора

A1OHSO4 при нагревании растворяют 75,4г

Сг ($04) з. Затем раствор охлаждают и коагулируют с 410 мл раствора NaA10q.

Температура раствора 20 С, рН осаждения 9,3 — 9,5. Полученный гидрогель отмывают от ионов $04 -, затем стабилизируют едким кали в количестве 1,8 — 2%, считая на сухой остаток.

Для приготовления кальцийникельфосфатного гидрогеля состава NiO: CaO:

: Р 05= 1: 3: 5 используют растворы фосфорнокислого аммония, хлористого кальция и хлористого никеля. Растворы хлористого кальция и никеля получают растворением соответственно 54 r СаС1 в 60 см Н О и

14 4 г NiC1 в 50 см Н О, Фосфорнокислый аммоний получают добавлением к 58 r НЭР04 135 r 25% -ного

NH4OH.

Дальнейшая технология приготовления катализатора такая же, как и в примере 1.

Катализатор имеет состав, %. А1 0 62;

Cr O3 13,9; К О 2,0; СаО 5,0; NiO 1,1; Р 05

15,0.

Условия испытания катализаторов те же, что в примере 1. Выход изопентана

15 вес. %, пропилена 10 вес. %, селективность по изопентану и пропилену по отношению к превращенному и-бутану составляет 73 — 75%.

Таким образом, предложенный катализатор позволяет получать из и-бутана изопентан и пропилеи.

Формула изобретения

Катализатор для совместного дегидрирования и диспропорционирования и-бутана, включающий окиси алюминия, хрома и кальция, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности катализатора, он дополнительно содержит окись никеля, окись калия и пятиокись фосфора при следующем содержании компонентов, вес. %:

Окись хрома

Окись калия

712124

Составитель О. Ефимов

Редактор В. Минасбекова

Техред А. Камышникова Корректор 3. Тарасова

Заказ 2785/9 Изд. № 123 Тираж 810 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытый

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Окись кальция 4,5 — 5,0

Окись никеля 0,9 — 1,1

Пятиокись фосфора 12,0 — 15,0

Окись алюминия Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Томас Ч. Промышленные каталические процессы и эффективные катализаторы. М., «Мир», 1973, с. 67.

2. Там же, с. 111.

3. Патент США № 3445541, кл. 260 — 653, опубл. 1969 (прототип).