Способ приготовления катализатора для получения фенилциклогексана

 

Союз Советсынх

Соцналнстнчесынн

Республны

ОП ИСАЙКЕ

ИЗОБРЕТЕ Й ИЯ,.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 730363

Ф

= Ф (I (5 l ) M. Кл.

В 01 У 37/02

В 01 J 37/08

В 01 Х 29/06/(С 07 С 15/00 (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву—

{22) Заявлено 07.04.77 (21) 2472363/23-04 с присоединением заявки Рй (23) ПриоритетОпубликовано 30.04.80.. Бюллетень М 16

Дата опубликования описания 03.05.80

Государственный комитет но делам изааретений и атнрытий (53) УДК 66, 097..3 (088.8) Г. Н. Кошель, М. М. Макаров, Б. Н. Бычков, М. И. Фарберов, Д А, Большаков, В. А. Яншевский и Ю. В. Чуркин (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель

Ярославский политехнический институт (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ KAT АЛИЗАТОРА

ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕНИЛЦИКЛОГЕКСАНА

Изобретение относится к способам получения катализаторов основного органического синтеза, в частности, к способу пснтучения катализатора для получения фенилциклогексана.

Наиболее близким к предлагаемому

5 является способ приготовления катализатора для получения фенилциклогексана (ФИГ) путем пропитки влюмосиликатного носителя, содержашего,%: А6<0 10-11, %0 89-90, кристаллического цеопита типа "НУ 15-16, окислы редкоземельных элементов 0,5-3, растворами солей никеля и вольфрама. Носитель без предварительной термообработки в течение

1,5-2 ч при перемешнвании обрабатывают раствором азотнокислого никеля иэ расчета нанесения 3% никеля к весу носителя. Попученную массу сушат на воздухе в течение 3-4 ч при 139-150 С, а затем прокаливают на воздухе в течео ние 3-4 ч при 560 С, Нв прокаленную катвт(извторную массу из вольфрамата аммония наносят вольфрам из расчета

2 нанесения 20% вольфрама к весу носителя. Полученную массу сушат на воздухе о . в течение 3 ч при 120-150 С, прокаливают на воздухе в течение 3 ч при

560 С и восстанавливают водородом при атмосферном давлении в течение 2ч о при 360 С. Применение известного катализатора для получения ФШ из бензоо ла осуществляют при 150-280 С, давлении водорода 30-60 атм, концентрации катализатора 5-30 вес% времени реакции 2 ч, что позволяет получать ФИГ с выходом на прореагировавший бензоп

75% при конверсии бензолв 50%.

Основным недостатком катализатора является низкая производительность по

ФИГ, которая составляет О, 525 г/гкат. ч, что связано с увеличением объема реакционной аппаратуры.

Мель изобретения - получение катализатора с повышенной активностью.

Поставленная цель достигается способом, заключвюшимся и пропитке алюмосиликатного носителя водными раство30363 Д

3 7 рами солей никеля и вольфрама с последующими сушкой, прокаливаннем на воздухе и восстановлением водородом при атмосферном давлении и дополнительной обработке ароматическим углеводородом, выбранным из группы, содержащей бенэап, топуап, этилбензои, о-ксилол и фенилциклогексан, в атмосфере азота, водорода или углекислого газа при

150-230"С и давлении 25 24 атм в течение 0,5-2,5 ч и термической обработке на воздухе прн 100- 300 С в течение 6-8 ч со скоростью подъема температуры 80-85 С в ч.

Пример 1 (контрольный). 100 г апюмосиликатного носителя, содержащего a .%: A8.0 10-11, кристаллического цеапита типа "НУ

15-16, включающего 0,5-8 окислов

P33Ä -" пропитывают солями никеля и вольфрама

Носитель без предваритапьной термообработки в течение 2 ч при перемешивании пропитывают Х2%-ным водным раствором аэотнокислого никеля.

После пропитки катализаторную массу сушат на воздухе при 130-150 С s течение 3-4 ч, а затем прокаливают на воздухе при 560 С в течение 3-4 ч.

Содержание никеля после сушки и црокапивания катализаторной массы составляет 3% к весу носителя. На прокаленную каталиэаторную массу наносят

20 вес. % вольфрама путем шестикратной пропитки катапизаторной массы водным раствором паравопьфрамата аммония с концентрацией 6,5 вес. % с сушО кой при 120-150 С в течение 3 ч после каждого нанесения. После пропитки вольфрамом каталиэаторную массу . накаливают на воздухе в течение 3 ч при 560 С и восстанавливают водородом при атмосферном давлении в течение 2 ч р 360 С»

В автоклав загружают 17,58 r (0,2252 моль) бензопа и 6,6 г ката; лизатора. В течение 2 ч при перемешивании проводят реакцию гидродимеризао ции бенэапа при 200 С и давлении водорода 35 атм.

Состав продуктов, r: 6,56 г (О 0410,мапь) ФЦГ 1,0416 г (0P124 моль) циклогексаиа, 1,3068 г (OPO 54 мощь) дициклогексилбензопа е;онверсия бенэопа 49,2%. .Выход ФЦГ иа прореагировавший бензоп 74,1%, циклогексана 11,2%, дициклогексилбенэопа 14,7%.

Производит епьнасть катализатора по

0,496 r/r кат ч.

Пример 2. В автоклав загружают 12 r (0,1538 моль) бензопа и

8,0 Г катализатора, приРОтовленнОРО KBK в примере 1, В течение 0,5 ч катализатор обрабатывается бензопом и атмосО фере водорода при 175 С и давлении

30 атм. Обработанный катализатор вы10 гружают и в течение 6 ч нагревают на о воздухе при 100-580 С со скоростью о подъема температуры 80 С в ч. Обр ботанный катализатор перед использованием восстанавливают водородом, как в примере 1.

Пример 3, В автоклав загружают

17,58 г (0,2252 моль) бензола и 6,6 r обработанного катапизатора. В течение

1 ч при перемешивании проводят гидродимернзацию бенэапа при 200 С и давлении 35 атм.

Состав продуктов: 6,832 г (0,0427 моль) ФЦГ; 0,9147 r (0,0109 мапь) циклогексана, 1,379 r (0P057 мань) дициклогексилбензапа

Конверсия бензопа 50+%. Выход ФЦГ на прореагировавший бензоп 75,3%, циклогексана 9,6%, дициклогексилбенэола 15,1%

Производительность катализаторе по

ФЦГ 1,035 r/r кап-ч.

Пример 4. В автоклав загружают 12 г топуапа и 8 г катализатора, приготовленного как в примере 1. В те35 чэние 0,.5 ч катализатор обрабатывают топуопом в атмосфере азата при 175 С и давлении 30 атм. Обработанный катализатор выгружают иэ автоклава, сушат и прокапивают на воздухе при увеличении

40. о о температуры 100 -580 С со скоростью подъема температуры 80 С в ч, Обработанный катализатор восстанавливают водородом как в примере 1, 45

В автоклав загружают 17,58 r (0,2252 мань) бензопа и 6,6 r обработанного катализатора. В течение, 1 ч проводят. гидрадимеризацию бензапа при 200 С и давлении 35 атм»

Состав продуктов: 6,4144 г (0,0401 моль) ФЦГ;0,8837 г (0,0105 моль) циклогексана, 1,4351 г (0,0059 мань) дициклогексилбензопа.

Конверсия бевэопа 48,2%, Выход ФЦГ на прореагирававший бенэап 73,9 цикпогексаиа 9,7, дициклогексилбензопа 16,4%, Производительность катализатора по

ФЦГ 0,971 г/г кат»ч.

5 7

Пример 5, В автоклав загружают 12 г ФЦГ и 8 r катализатора, при— готовленного как в примере l. В течениа 0,5 ч катализатор обрабатывают

МЦГ в атмосфере COg при 175 С и давлении ЗО атм. Палее катализатор обрабатывают как в примере 2.

В автоклав загружают 17,58 г бенэола и 6,6 r обработанного катализатора. В течение 1 ч проводят гидродимеризацию бензола при 200 С и давлении

35 м»

Состав продуктов: 6,5344 r (0,04081 моль) ФЦГ) 0,9450 r (0,01 12 моль) циклогексана, 1 f1495 r (0,0047 моль) дициклогексилбензоле.

Кснюерсия бензола составляет 47,6%.

Выход фенилцнкпогексютбензола на прореагировавший бензоп 76;2% циклогексана 10,5: диииклогексилбензола

13@%.

Производительность катализатора по

ФЦГ 0,990 r/ã кет.ч.

П р н м е р 6. В автоклав загружают 12 r ортоксилсла и 8 r катализатора, приготовленного как в примере 1.

В течение 0,5 ч катализатор обрабатывают о-ксиполом в атмосфере Н при 175"i, и давлении 30 етм. Далее катализатор обрабатывают как в примере 2»

В автоклав загружают 17,58 r бенэоле и 6,6 г обработанного кетализатора. В течение 1 ч проводят гидродимернО эецию бензопа при 200 С и давлении

35 атм.

Состав продуктов: 6,4352 г (0,0402 моль) ФЦГэ 1э 2314 г (0,0146 моль) пяклогексана, 1,5715г . (0,0065 моль) дициклогексилбензопа.

Конверсия бензсаа 50,9%.

Выход ФЦГ на непрореагнровевший бензол 70,2%, циклогексана 12,8%, цициклогексилбенэола 17,0%.

Производительность катализатора по

ФШ 0,975 г/г кат ч.

Пример 7 В автоклав загружают 12 г этклбензопа и 8 г катализатора, приготовленного как в примере

1. В течение 0,5ч катализатор обрабатывеют этилбензопом. в атмосфере И < прн 175 С и давления 30 атм, Далее катализатор обрабатывеют кек в примере 2.

В автоклав загружают 17,58 г бенэопа и 6,6r обработанного.катализатора. В течение 1 ч проводят гидродиме30363 6 ризацию бензола при 200".С и давлении

35 атм.

Состав продуктов: 6+640 r (0@404 моль) ФЦГ; 1,2936 г (0,0154 моль) циклогексана, 1,6915r (0,0070 моль) дициклогексилбензопа.

Конверсия бензоле 52 1%.

Выход ФЦГ на прореегировавший бензол 68,9%, циклогексане 13,2%, дициклогексилбенэола 1 7,9%, Производительность катализатора по

ФЦГ 0,979 г/r кат ч.

Пример 8. В автоклав загружают

12 г бензола и 8 г катализатора, прнготовленного как в примере 1. В течение 0,5 часа катализатор обрабатывают о бенэолом в атмосфере водорода при 15ОС и давлении 25 атм. Далее катализатор обрабатывают как в примере 2.

В автоклав загружают 17,58 r бензола и 6,6 г обрабстанного катализатора. В течение 1 ч проводят гидродимеризацию бенэола при 200 С и давлении

35 атм.

Состав продуктов: 6,8464 r (0,0428 моль), ФЦГ1 0,9928 г (0,0118 моль) циклогексана; 1,1422 г (0,0047 моль) дициклогекснлбензола.

Конверсия бенэопа 49,6%.

Выход ФЦГ на прореагировавший бензол 76,7%, циклогексана 10,6%, дицнклс гексилбензола 12,7%.

Производительность катализатора по

ФЦГ 1 037 г/г хат ° ч, П р к м е р 9. В автоклав загружают

12 r бензопа и 8 r катализатора, при« готовленного как в примере 1. В течение 2,5 ч катализатор обрабатйвают бенэо пом в атмосфере при 230 С и давленяи

45 атм. Далее катализатор обрабатывают кек в примере 2. )

В автоклав загружают 1 7, 58 г бенэола и 6,6 г обработанного катализатора. В течение 1 ч гидродимеризецяю бензола при 200 С и 35 етм»

Состав продуктов: 6,6720 г (0,0417 мсаь) ФЦГ 0,9744 r (0,0116 моль) циклогексана, 1,6600 r

5О (О 0068 моль) дициклогексилбензопа

Конверсия бензопа 51,4%.

Выход ФИГ на прореегировавший бензоп 72 1% циклогексане 10,1%, дициклогексилбензопа 17,8%.

Производительность катализаторе по

ФИГ 1,011 г/r кат..ч.

Пример 10. В автоклав загружают 12 г бензопа и 8 r катализатора, приготовленного как в примере 1. В те7 73036 чепие 1,5 ч катализатор обрабатывают бепзолом в атмосфере водорода при о

190 С и давлении 35 атм. Далее катализатор обрабатывают как в примере 2.

В автоклав загружают 17,58 r бензопа и 6,6 r обработанного катализатора. В течение 1 ч проводят гнпродимеризацию бензола при 200 С н давлении

35 атм. Получают 6,976 г (0,0436 моль) ФЦГ; 0,9517 г

1О (0,01 13 моль) циклогексана, 1Д729r (ОЯО52 могь) дициклогексилбензола.

Конверсия бензола 50 8 Р/О.

Выход ФЦГ на прорев ировавший бензап 76,3%, циклогексана 9,9%, дицикло- 1ь гексилбензопа 13,8 /.

Производительность катализатора по

ФЦГ 1,056 г/r кат.ч.

Пример 11, Br катализатора, приготовленного как в примере 1, обра-. 20 батывают в течение 0,5 ч бензопом о в атмосфере водорода при 175 С и давлении 30 атм. Обработанный катализатор сушат и прокаливают на воздухе в течение 4 8 ч путем постепенного по1 о вышения температуры 100-580 С со о скоростью нагрева 100 С в час.

В автоклав загружают 17,58 г (0,2252 моль) бензопа и 6,6 r обработанного катализатора. В течение 1 ч

ЗО при перемешиванни проводят гидродимериU зацчю бензопа при 220 С и давлении

35 атм. Получают 6 656 г (0,0416 моль) ФЦГ, 0,8079 г (0,0096 моль) циклогексана, 1,4762 r з5 (0,0061 моль) дициклогексилбензола.

Конверсия бензолв 49,7%.

Вькад ФЦГ на прореагировавший бензол 74,9%, циклогексана 8,6%; as40 цикпогексилбензопа 16, %.

Производительность катализатора по

ФЦГ 1,008 г/г кат.ч, Пример 12 8 г катализатора, приготовленного как в примере 1, обраf5 батыввют бенэопом в течение 0,5 ч в атмосфере водорода при 17УС и давлении 30 втм. Обработанный катализатор сушат и прокапивают на воздухе в тече3

8 ние 6 ч постепенно повышая температуа ру 100-580 С со скоростью нагрева

80Свч.

В автоклав загружают 17,58 r (0,2252 моль) бенэопа и 6,6 r обработанного катализатора. В течение 1 ч при перемешивании проводят реакцию гидродимеризацию бензолв при 200оС и давлении 35 атм.

Получают 0,4144 r (0,0401 моль)

ФЦГ, 0,8837 г (0,0105 моль) циклогексана, 1,4351 г (0,0059 моль) дициклогексилбензола.

Конверсия бенэола 48,2%.

Выход ФЦГ нв прореагировавший бензол 73,9%, циклогексана 9,7%; дициклогексипбензола 16,4%.

Производительность катализатора по

ФЦГ 0,971 r/ã кат ч.

Предлагаемый способ позволяет получить катализатор, имеющий производительность по ФЦГ à 2 раза выше, чем известный, что приводит к сокрашению обьема реакционной аппаратуры.

Формула изобретения

Способ приготовления катализатора для получения фенилциклогексана из бензола, включающий пропитку алюмосиликатного носителя водными растворами солей никеля и всаьфрама, сушку, прокаливание на воэдухе и восстановление водородом при атмосферном давлении, о т л ич а ю шийся тем, что, с цепью получения катализатора с повышенной активностью, катализатор подвергают обработке ароматическим углеводородом выбранным иэ группы, содержащей бенэол, топуол, этилбенэол, о-ксилол и фенилциклогексан, в атмосфере. азота, водорода или углекислого газа при 150230 С и давлении 2Ь-45 атм в течение 0,5 2,5 ч и термической обработке на воздухе при 100-600 С в течение

6-8 ч со скоростью подьема температуры 80-85 С 8 ч.

Составитель А. Бухаров

Редактор А Лапинич Техред С. Мигай Корректор. Ю. Макаренко

Заказ 1407/1 Тираж 809 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР

ПО делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4