Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРОВ ДЛЯ ГИДРИРОВАНИЯ КЕТОНОВ И АМИНИРОВАНИЯ СПИРТОВ - Патент РФ 2050198
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРОВ ДЛЯ ГИДРИРОВАНИЯ КЕТОНОВ И АМИНИРОВАНИЯ СПИРТОВ
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРОВ ДЛЯ ГИДРИРОВАНИЯ КЕТОНОВ И АМИНИРОВАНИЯ СПИРТОВ

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРОВ ДЛЯ ГИДРИРОВАНИЯ КЕТОНОВ И АМИНИРОВАНИЯ СПИРТОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: изобретение относится к процессам приготовления катализаторов для гидрирования кетонов и аминирования спиртов, используемых в химической промышленности. Сущность изобретения: способ приготовления катализаторов для гидрирования кетонов и аминирования спиртов заключается в том, что смешивают хромовую кислоту с карбонатом или оксидом меди и/или никеля. Затем смешивают полученную пасту с аммиачной водой. Термообрабатывают смесь. Формируют катализатор и восстанавливают водородом. Перед термообработкой в реакционную смесь дополнительно вводят нерастворимые соединения металлов II группы в количестве 0,1 10,0 мол. от содержания меди в катализаторе. 2 з. п. ф-лы, 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2050198
Класс(ы) патента: B01J37/04
Номер заявки: 92014385/04
Дата подачи заявки: 23.12.1992
Дата публикации: 20.12.1995
Заявитель(и): Научно-производственное объединение "ЭМЕКАТ"
Автор(ы): Зубрицкая Н.Г.; Козлова О.В.; Королькова О.Г.; Юрченко Э.Н.; Фирсов О.П.
Патентообладатель(и): Научно-производственное объединение "ЭМЕКАТ"
Описание изобретения: Изобретение относится к процессам приготовления катализаторов для гидрирования кетонов и аминирования спиртов, используемых в химической промыш- ленности.
Известен способ получения катализатора для химических процессов, включающий получение аммонийных хроматов металлов путем их осаждения аммиаком из азотнокислых солей меди и хромовой кислоты [1]
Недостатком указанного способа является образование большого количества сточных вод (≈ 30 м3/т) катализатора, содержащих соединения хрома (VI), меди (II), требующих специальной, трудоемкой и дорогостоящей очистки.
Описан также способ получения катализатора, включающий взаимодействие раствора углеаммонийного комплекса меди и хромата меди. При этом образуется аммонийный хромат металла общей формулы Cu(OH)(NH4)CrO4. Способ является безотходным [2]
Основным его недостатком является нестабильность свойств возвратного фильтрата, многостадийность и большая трудоемкость.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения многокомпонентных катализаторов, включающий образование аммонийных хроматов металлов путем смешения основных карбонатов или оксидов меди, никеля или цинка с хромовой кислотой при 20 100оС с последующим смешением полученной пасты с аммиачной водой, термообработкой и восстановлением водородом [3]
Способ почти полностью исключает вредные стоки и выбросы в атмосферу.
К недостаткам способа следует отнести невысокую производительность, низкий срок службы, недостаточную механическую прочность получаемых катализаторов.
Задачей изобретения является разработка способа приготовления катализаторов, обеспечивающих высокую активность, селективность и повышенный срок службы в процессах гидрирования кетонов и аминирования спиртов.
Поставленная задача решается способом приготовления катализатора для гидрирования кетонов и аминирования спиртов, включающим смешение хромовой кислоты с карбонатом или оксидом меди и/или никеля и последующие смешение полученной пасты с аммиачной водой, термообработку смеси, формование и восстановление водородов, в котором перед термообработкой в реакционную смесь дополнительно вводят нерастворимые соединения металлов II группы в количестве 0,1 10,0 мол. от содержания меди в катализаторе. При этом в качестве нерастворимых соединений металлов II группы используют их оксиды или гидроксиды, или карбонаты, или хроматы. Кроме того, термообработку осуществляют при 280 300оС.
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что в результате взаимодействия карбонатов или оксидов меди и/или никеля с хромовой кислотой при 20 100оС и последующего смешения полученной пасты с аммиачной водой образуются аммонийные хроматы общей формулы: Me(OH)(NH4)CrO4, где Me Cu или Ni. Присутствие аммонийных хроматов в реакционной смеси обеспечивает в системе присутствие твердофазного восстановителя (комплексно связанного аммиака). Затем полученный аммонийный хромат смешивают с нерастворимыми соединениями металлов II группы, такими как оксиды, гидроксиды, карбонаты или хроматы, взятыми в определенном количестве. Это значительно развивает поверхность металлов в катализаторе, создает оптимальную пористую структуру и увеличивает активность металлов в процессах гидрирования кетонов и аминирование спиртов. Кроме того, введение добавок стабилизирует поверхность катализаторов, предотвращает ее спекание во время эксплуатации контактов и тем самым увеличивает срок службы катализаторов. После сушки проводят термообработку полупродукта при 280 300оС и формование катализатора, а затем его восстанавливают водородом при постепенном повышении температуры от 20 до 450оС с выдержкой в течение 10 ч. Указанный режим формирует развитую поверхность металла и обеспечивает высокую производительность катализаторов. Добавки нерастворимых соединений металлов II группы вводят в количестве 0,1 10,0 мол. от содержания меди в катализаторе. Указанное количество позволяет придать необходимые свойства катализатора.
Получение катализаторов по предлагаемому способу полностью исключает образование вредных стоков и выбросов в атмосферу, так как при термообработке аммонийного хромата меди и/или никеля происходит восстановление Cr(VI) до Сr(III) с выделением безвредных газов азота и водяного пара, а избыточный аммиак, выделяющийся при сушке катализатора, улавливается водой и возвращается на стадию смешения исходных веществ.
П р и м е р 1. 1,00 кг хромового ангидрида, 1,15 кг основного карбоната никеля, 0,11 кг основной углекислой меди перемешивают в лопастном смесителе в течение 2 ч в присутствии 1 л дистиллированной воды при 70 80оС. Затем в пасту добавляют 808 мл аммиачной воды (25%) и перемешивают 0,5 ч. В пасту добавляют 0,020 кг углекислого бария и перемешивают массу 0,5 ч. Пасту сушат в сушильном шкафу при 100 ± 10оС. Прокаливают при температуре 300 ± 10оС. Таблетируют в таблетки диаметром 4,5 мм и высотой 4,5 мм. При этом получают катализатор, соответствующий общей формуле: 9(NiO ˙ NiCr2O4) ˙ CuO ˙ CuCr2O4˙ 0,1 BaO. Насыпная плотность 1,3 кг/л, удельная поверхность 200 м2/г, механическая прочность 35 кг/табл. Перед использованием катализатор восстанавливают водородом при 450оС.
П р и м е р 2. 800 г хромового ангидрида, 769 г основного углекислого никеля, 212 г основной углекислой меди перемешивают в течение 0,1 ч, добавляют 900 мл дистиллированной воды и продолжают перемешивание в течение 3 ч. Пасту охлаждают до 30оС, добавляют 650 мл аммиачной воды, перемешивают 0,5 ч. Затем добавляют 16 г углекислого бария, перемешивают 0,5 ч, сушат в сушильном шкафу при 100 ± 10оС, прокаливают при 300 ± 10оС в течение 10 ч. Получают катализатор, соответствующий формуле 3(NiO ˙ NiCr2O4) ˙ (CuO ˙ CuCr2O4) ˙ 0,04 BaO. Насыпная плотность катализатора 1,3 кг/л, удельная поверхность 190 м2/г, механическая прочность 35 кг/табл. Перед использованием катализатор восста- навливают при 400оС в токе водорода.
П р и м е р 3. 0,800 кг хромового ангидрида, 0,880 кг основного карбоната меди перемешивают в лопастном смесителе при 70оС в присутствии дистиллированной воды в течение 1 ч. Затем в пасту вводят 646 аммиачной воды (с плотностью 0,904 г/мл), перемешивают 0,5 ч и добавляют 0,160 кг углекислого бария. Сушат в сушильном шкафу при 800 ± 10оС. Порошок прокаливают при 300оС и таблетируют на роторном прессе. В результате получают катализатор, соответствующий общей формуле 9(CuOx xCuCr2O4) x 2 BaO. Насыпная плотность 1,5 кг/л, удельная поверхность 56 м2/г, механическая прочность 45 кг/табл. Катализатор восстанавливают водородом при 250оС.
П р и м е р 4. На катализаторе, приготовленном по примеру 1, осуществляют гидрирующее аминирование этанола в потоке водорода на опытной установке непрерывного действия при 225оС, атм. давлении, контактной нагрузке 0,9 мл этанола/1 мл кат. ˙ ч и соотношении аммиак спирт, равном 4 1. Конверсия составляет 95,5% срок службы катализатора 2500 ч.
П р и м е р 5. На катализаторе, приготовленном по примеру 2, осуществляют аминирование в потоке водорода полиоксипропиленолов в полиоксипропиленамин на опытной установке под давлением 5 10 МПа, температуре 160 200оС и контактной нагрузке по исходному полиоксипропиленолу 0,1 0,2 л/л кат. ˙ ч. Степень превращения 92 95% в течение 5000 ч.
П р и м е р 6. На катализаторе, приготовленном по примеру 3, осуществляют гидрирование фурфурола в потоке водорода в фурфуриловый спирт при 120оС, атм. давлении и контактной нагрузке 0,2 кг фурфурола/1 кг кат. ˙ ч. Конверсия фурфурола составляет 99,9% селективность по фурфуриловому спирту 98% Срок службы катализатора 1500 ч.
П р и м е р 7 (прототип). 1,0 кг хромового ангидрида и 1,136 кг основной углекислой меди перемешивают в смесителе, добавляют воду и 810 мм аммиачной воды. Полученную пасту сушат и термообрабатывают при 300оС. Формуют таблетки 4,5 x 4,5 мм. Получают катализатор состава: CuO ˙ CuCr2O4 с насыпной плотностью 1,5 кг/л, удельной поверхностью 60 м2/г, механической прочностью 30 кг/табл. Перед использованием катализатор восстанавливают при 250оС азотоводородной смесью с содержанием 0,5 10 об. водорода. Полученный по прототипу катализатор испытывают в процессе газофазного гидрирования ацетона в изопропиловый спирт на проточной установке с контактной нагрузкой 10 кг/1 кг кат. ч, при 80оС, скорости потока водорода 50 л/ч за проход. Конверсия составила 35%
Физико-химические свойства и эксплуатационные характеристики катализаторов, приготовленных по методикам примеров 1 3, представлены в таблице.
Как следует из представленных данных, катализаторы, приготовленные по предлагаемой технологии, обладают следующими преимуществами:
повышенной механической прочностью;
большим сроком службы;
высокой активностью и селективностью;
технология их приготовления обладает экологической чистотой.
Указанные преимущества обеспечивают эффективное промышленное использование катализаторов.
Формула изобретения: 1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРОВ ДЛЯ ГИДРИРОВАНИЯ КЕТОНОВ И АМИНИРОВАНИЯ СПИРТОВ, включающий смешение хромовой кислоты с карбонатом или оксидом меди и/или никеля и последующее смешение полученной пасты с аммиачной водой, термообработку смеси, формование и восстановление водородом, отличающийся тем, что перед термообработкой в реакционную смесь дополнительно вводят нерастворимые соединения металлов II группы в количестве 0,1 10,0 мол. от содержания меди в катализаторе.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве нерастворимых соединений металлов II группы используют их оксиды, или гидроксиды, или карбонаты, или хроматы.
3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что термообработку осуществляют при 280 300oС.