Катализатор для деалкилирования алкилбензолов

 

СОФФЪ Советских

Сциблистиеесиих

Распублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТВЛЬСТВУ (u)858911 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 141276 (21) 2430825/2 3-04 с присоединением заявки Hо— (23) Приоритет—

Опубликовано 300881. бюллетень Н9 32

Дата опубликования описания 3008В1

KnЗ

В 01 У 23/46

В 01 J 21/04//

С 07 С 4/18

Государственный коинтст

СССР но ясакам изобретений н открытий (53) УДК66. 097. 3 (088.8) {72) Авторы изобретения

Г.Л. Рабинович, В. Н. Можайко, Г. Н. Маслян Во и З.Н. Лукина

Ф

1 !

P1) Заявитель (54 ) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ДЕАЛКИЛИРОВАНИЯ АЛКИЛБЕНЗОЛОВ

Изобретение относится к производству катализаторов для деалкилирования алкнлбензолов.

Известен катализатор для деалкили- рования алкилбеизолов с водяным паром, содержащий металл платиновой групп, предпочтительно родий, нанесенный в количестве 0,1-1,0% на окись алюминия (1 ).

Родий на окиси алюминия катализирует не только целевую реакцию деалкилирования алкилбензолов с водяным паром, но и побочную реакцию расщепления бензольного кольца, что снижает селектквность процесса. 15

Наиболее близок к предлагаемому катализатор для деалкилирования ал" кнлбензолов с водяным паром, содержащий родий с добавкой одного или нескольких элементов, выбранных нз груп-И пы, включающей медь, железо, никель кобальт, платину, калий и натрий, на окиси алюминия(2 ).

На известном катализаторе может быть достигнута достаточно высокая избирательность деалкилирования 9395 мол.В от теоретически возможной.

Однако этот уровень селективности достигается при относительно умеренном выходе целевого продукта (бензо -ЗО ла) на пропущенный толуол, не превышающем 55-60 мол. В.

Цель изобретения - позы энне селективности катализатора.

Укаэанная цель достигается тем, что катализатор, содержащий родий и сщин или несколько элементов, выбранных иэ группы, включающей медь, железо, никель, кобальт, платину, калий и натрий, на окиси алкания, дополнительно содержит свинец при следующем соотношении компонентов, вес.Ъс

Радий 0,1-1,0

Свинец 0,02-3,0

Один или несколько элементов выбранных иэ группы включающей медь, железо никель кобальт, платину, калий и натрий 0,02 3,0

Окись алюминия Остальное

Дополнительное введение s состав катализатора свинца позволяет повысить селективность катализатора

858911 до 95-97 мол.В при выходе бензола

65- 87,5 мол.Ъ.

Введение 0,02Ъ и меньших количеств свинца малоэффективно, при введении 3% свинца и выше резко снижается активность катализатора.

Свинец в оптимальных концентрациях приводит к сильному повышению избирательности катализатора даже в тех случаях, когда катализатор содержит лишь незначительные количества известных добавок. Свинец вводят в катализатор пропиткой гранул окиси алюминия раствором, содержащим растворимые соединения свинца, например ацетат свинца, нитрат 15 свинца (II). Свинец может быть введен в катализатор при однократной пропитке совместно с соединением родия и других добавок либо раздельно, до или после введения этих ве- Щ ществ. В качестве носителя используют окись алюминия в виде шариков, колбасок, таблеток, имеюших развитую поверхность (30-300 м /г .

Катализатор сушат, затем прокаливают в токе воздуха при 300-600 С.

Перед использованием его восстанавливают в токе водорода при 400-6000С.

Катализаторы с добавкой свинца рекомендуется использовать при 440680 С, атмосферном или повышенном давлении. В качестве сырья для деалкилирования рекомендуется использовать не только чистые алкилбенэолы (толуол, ароматические углеводороды (Са- С< ), но и ароматизированные бензины риформинга и пиролиза, содержащие свыше 50Ъ ароматических углеводородов.

Пример 1. Катализатор, содержащий 0,6 вес.Ъ родия, 0,02% железа 4Q на окиси алюминия, готовят следующим образом.

0,145 г Fe (N0 )>" 9Н О и 2,4 г ледяной уксусной кислоты растворяют в 40 мл раствора AhCI . 3Н О, содержащего 15 г/л Rh, объем раствора доводят водой до 120 мл. К полученному раствору добавляют .100 r прокаленной при 550 С в течение 2 ч шариковой Окиси алюминия и упаривают «© избыток воды при непрерывном перемеCI шивании. Температура унарнвания 50 С, Катализатор сушат при 130 С 3 ч, о нрокаливают в токе воздуха, постепенно повышая температуру до 500 С.

Прокаливание продолжают при 500 С в течение 2 ч, затем катализатор охлаждают. Катализатор далее нагревают в токе водорода, подаваемого с объемной скоростью 1500 ч < до 500 С, обработку водородом продолжают при ф© этой температуре 2 ч. Катализатор испытывают в процессе деметилирова» ння толуола с водяным паром при следукших условиях: скорость подачи .толуола 2 г/л катализатора и, мольное отношение вода/толуол 6, давление, атмосферное.

Результаты опытов приведены в табл. 1.

Т.

Газообразные продукты процесса аналогично и s примерах 2-13) содержат об.В: Н 68-72; СО 18-24;

СО 2-6, СН, 3-4 °

П р и и е р 2. Катализатор, содержащий вес.Ъ родий 0,6, железо 0,02, свинец 0,2, на окиси алюминия готовят следующим образом.

0,145 Г Ге(МО ) 9Н О, 0,32 г

РЬ(СН>COO>)<, 2,4 r ледяной уксусной кислоты растворяют в 40 мл раствора, содержащего 15 г/л ГН, объем раствора доводят водой до 120 мп. Остальные операции прОводят аналогично примеру 1.

Катализатор испытывают в условиях, приведенных в примере 1.

При температуре опыта 480 С выход бензола составляет 69,5 мол.%, селективность 88 мол.В. е, П р и и е р 3. В процессе деметилирования толуола с водяным паром испытывают катализатор, содержащий

0,6% родня, 0,5Ъ свинца, 0,02% железа на окиси алюминия.

Условия испытания те же, что в примере 1.

При 500 С выход бенэола составляет 67,7 мол.Ъ при селективности

95,7 мол.В.

Пример 4. В процессе деметилировання толуола с водяным паром испытывают катализатор, содержащий

0,6% родия, 1,0% свинца, 0,02% железа на окиси алюминия.

Условия испытания те же, что в примере 1.

При 550 С выход бензола составляет 66,8 мол.Ъ при сЕлективности

96,0 мол.Ъ.

Пример 5. В процессе деметилирования толуола с водяным паром испытывают катализатор, содержащий

0,6% родня, 3% свинца, 0,02Ъ железа, на окиси алюминия.

Условия испытания те же, что в примере 1.

При 680 С выход бензола 50 мол.В селективность 96,2 мол.%.

Пример 6. В процессе деметилирования толуола с водяным паром испытывают катализатор, содержащий 0,6% родня, 0,02% свинца и

0,02Ъ железа, на окиси алкминия.

Условия испытания те же, что в примере 1..

При 480 С выход бенэола 64,0 мол.Ъ, селективность 79,0 мол.Ъ.

П р и и е р 7. Для сравнения испытывают катализатор, содержащий

0,6% родня, 0,3% меди, 0,02 % железа и 0,02% натрия на окиси алкминия.

Условия испытаний те же, что в примере 1.

Результаты опыта даны в табл.2.

858911

Таблица

Температура, еС

Выход бензола, мол.% СелективностЬ, мол.Ъ

85,0

34,0

430

82,2

77,3

Пример 8. В процессе деметнВ лировання испытывают катализатор, содержащий 0,6% родня, 0,3% меди, 0,2% свинца, 0,02% натрия, 0,02% железа на окиси алюминия.

Условия испытаний те же, что и 5

s примере 1.

При температуре опыта 520 С выход бензола 75,4 мол.%,селективность 95,0 мол.Ъ.

Й р и м е р 9. В процессе деме- р тилирования толуола с водяным паром испытывают катализатор, содержащий

0,6% родия, 0,4Ъ свинца, 0,9% железа, 0,02% натрия на окиси алюминия.

Условия испытаний те же, что и в примере 1.

При температуре опыта 540 С выход бенэола 87 5 мол.Ъ, селективность

97,6 мол.Ъ.

Пример 10. В процессе деметилирования толуола испытывают ката- 20 лизатор, содержащий 0,6% родня, 0,9% кобальта, 0,4% свинца, и 0,02% натрия на окиси алюминия.

Условия испытаний те же, что в примере 1. 2$

При температуре опыта 520"С выход бензола 75,9 мол.Ъ,селективность

95,7 мол.%.

Пример 11. В процессе деметилнрования толуола испытывают катали- ЗВ затор, содержащий G,б йродия, 0,9% никеля, 0,4Ъ свинца и 0,02% натрия, на окиси алюминия.

Условия испытаний те же, что в примере 1. 3$

При температуре опыта 500 С выход бензола составляет 77,0 мол.%, селе кти в иост ь 96, О мол . % ..

Пример 12. В процессе деметилирования толуола испытывают катализатор, содержащий 0, 5Ъ родня, О, 1% платины, 0,3% свинца на окиси алюминия.

Условия испытаний те же, что в примере 1.

При температуре опыта 500 С выход 4$ бензола составляет 70,0 мол.Ъ селек- тивность 96,5 мол.% °

Пример 13. В процессе деметнлирования толуола испытывают катализатор, содержащий 0,6% родня, 0,2% свинца, 2,5% железа, 0,5% калия, на окиси алюминия.

Условия испытаний те же, что в примере 1.

При температуре опыта 560 С выход бенэола составляет 55,0 мол.Ъ,селективн ъсть 96,5 мол.Ъ.

li р и м е р 14, Деалкилирование толуола с водяныа .паром проводят на катализаторе, содержащем 0,6% родня, 0„3% свинца, 0,02% натрия, 0,02Ъ железа, на окиси алюминия.

Загрузка катализатора 60 см9(49 r).

Условия опыта: 520 С, 15 атм, мольное отношение вода/толуол 6, объемная скорость подачи сырья .1,3 ч- .

В этих условиях выход бенэола на пропукузнный толуол составляет

65,0 мол.% селектнвность деалкилирования 97,0 мол.Ъ.

Газообразные продукты содержат, об.Ъ: Н 70,0; СО 18,6, СО 2,0, СН4

9,4.

Пример 15. В качестве сырья для деалкилирования используют фракцию катализата риформинга, выкипающую в пределах 105"200 С. Состав сырья, вес.Ъ: парафиновые углеводороды 12,3, толуол 20,2, ароматические углеводороды С833,6, ароматические углеводородЫ С - 33,4.

Опыт проводят на катализаторе, со" держащем 0,5% родня, 0,3% меди, и

0,1% свинца, на окиси алюминия. Температура опыта 500 С, давление

7 атм. Объемная скорость подачи yt леводородного сырья 1,3 ч, весовое отношение вода/сырье 2. В этих условиях выход жидкого продукта составляет 77 вес.Ъ.

Состав жидкого продукта, вес.Ъ

Парафиновые углеводороды. 1,2

Бензол 34,6

Талуол 33,8

Ксилолы 21,6

Ароматические углеводороды С - С 1 8,8

Состав газообразных продуктов, об.Ъ:Нь 63,5Р C0y21r СО 1,7; СН413,8 °

858911

Таблица 2

Выход бензола, Селективность, мол.% мол.%

Температура, С

460

41 у 2

95,7

480

58,9

93,1

500

71,5

83,6

Формула изобретения

Составитель Н.Путова

Техред М. Рейвес Корректор В.Синицкая

Редактор Л,Пчелинская

Заказ 7403/16

Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5 филиал ЙПП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Катализатор для деалкнлирования алкилбензолов,с водяным паром, содержащий родий и один или несколько элементов, выбранных из группы, включающей медь, железо, никель, кобальт, платину, калий и натрий, иа окиси алюминия, отличающийся 26 тем, что, с целью повыаения селективности катализатора, он дополнительно содержит свинец при следующем содержании компонентов, sec.%:

Родий 0,1-1,0 25

Свинец 0 02=3 0

Один или несколько элементов, выбранных из группы, включающей медь, железо, никель, кобальт, платину, калий и натрий 0,02-3,0

Окись алюминия Остальное

Источники информации, принятые во внимание при эксйертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 198310 кл ° С 07 С 15/04 1966 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 401124, кл. С 07 С 3/58, 1971 (прототип).