Спосіб приготування нікельхромового каталізатора для гідрування бензолу

Номер патенту: 18545

Опубліковано: 25.12.1997

Автори: Рижак Ігор Олександрович, Суворін Олександр Вікторович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ приготовления никельхромового катализатора для гидрирования бензола, включающий соосаждение активной никельхромсодержащей композиции из раствора, содержащего нитрат никеля и соединение хрома, в присутствии осадителя, обезвоживание, сушку и прокалку полученной массы с последующим формованием катализатора, отличающийся тем, что в качестве соединения хрома используют хромовый ангидрид, а в качестве осадителя - карбамид.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что карбамид берут в количестве 30 - 60мас.% от стехиометрического по отношению к сумме никеля и хрома.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что обезвоживание осуществляют путем упарки и операции упарки, сушки и прокалки совмещают.

Текст

Изобретение относится к области производства катализаторов, в частности никельхромовых катализаторов для гидрирования бензола. Наиболее близким по совокупности признаков является способ приготовления никельхромового катализатора, используемого в промышленности для гидрирования бензола, включающий приготовление раствора двухосновного азотнокислого хрома взаимодействием бихромата натрия с этиловым спиртом и азотной кислотой, нейтрализацию его содой, осаждение из растворов азотнокислых солей никеля и хрома содой при температуре 60 - 70°C и pH 7,0 - 7,3 активной никельхромсодержащей композиции, фильтрацию и промывку основного карбоната никеля и гидрата окиси хрома, сушку-прокалку катализаторной массы с последующим формованием катализатора. Полученный катализатор должен соответствовать требованиям ОСТ 113 - 03 - 314 - 86. Недостатком известного способа является низкая активность и стабильность катализатора, что объясняется поверхностной диффузией мелких легко спекающихся кристаллов никеля на поверхности более крупных кристаллов окиси хрома (III), вследствие чего уменьшается общая и удельная поверхность катализатора, что приводит к потере активности и стабильности катализатора. В основу изобретения поставлена задача создать такой способ приготовления никельхромового катализатора для гидрирования бензола, в котором за счет применения иных хромсодержащего соединения и осадителя, а также за счет совмещения ряда операций возможно было бы получить катализатор с повышенной активностью и стабильностью. Поставленная задача решается тем, что в способе приготовления катализатора для гидрирования бензола, включающем соосаждение активной никельхромсодержащей композиции из раствора, содержащего нитрат никеля и соединение хрома, в присутствии осадителя, обезвоживание, сушку и прокалку полученной массы и последующее формование катализатора, согласно заявляемому изобретению в качестве соединения хрома используют хромовый ангидрид, в качестве осадителя - карбамид, взятый в количестве 30 - 60мас.% от стехиометрического по отношению к сумме никеля и хрома, обезвоживают полученную массу путем упарки и операции по упарке, сушке и прокалке осуществляют в одном аппарате. Отличительной особенностью заявляемого способа является использование хромового ангидрида в качестве хромсодержащего соединения и карбамида - в качестве осадителя в количестве 30 - 60мас.% от стехиометрического по отношению к сумме никеля и хрома и совмещение операций по обезвоживанию, сушке и прокалке катализаторной массы, что позволяет повысить активность катализатора до величины 9,8г бензола/г катализатора.ч и стабильность - до величины 0,48. Как установили авторы, соосаждение активных компонентов из раствора нитрата никеля и хромового ангидрида в присутствии карбамида протекает через образование основного карбоната никеля, хромата аммония и хромата никеля. Рентгенографический анализ показал, что при терморазложении полученной смеси наряду с оксидом никеля и оксидом хрома происходит образование высокодисперсной системы обеспечивающей более высокую активность и стабильность катализатора. Причем содержание шпинели в катализаторе, приготовленном заявляемым способом, увеличивается на порядок по сравнению с прототипом. Использование карбамида в выбранных пределах обусловлено тем, что в запредельных значениях не достигается поставленная задача: при использовании в количестве менее 30% исчезает эффект добавки карбамида как вещества, способствующего образованию мелкодисперсного катализатора; при использовании в количестве более 60% процесс терморазложения катализаторной массы происходит с ярко выраженным экзотермическим эффектом (перегрев составляет 300 - 350°C), что, в свою очередь, приводит к образованию крупнодисперсного (до 43нм) оксида никеля и соответственно потере активности и стабильности катализатора. Приведенные ниже примеры выполнения настоящего изобретения иллюстрируют практическое осуществление предлагаемого способа. Примеры 1 - 5. К 400мл водного раствора нитрата никеля с концентрацией 450г/л добавляют 29г хромового ангидрида, подогревают до 80°C и добавляют заданное количество карбамида, необходимое для образования основного карбоната никеля и хромата аммония. Полученную суспензию в тонком слое подвергают упариванию, сушке и прокалке при температуре 400°C в течение 1 часа. Получают катализатор следующего химического состава, мас.%: -63,0; - 27,0. Активность полученного катализатора оценивают по скорости гидрирования бензола при 100°C и давлении 1ат. Стабильность - как отношение скорости гидрирования бензола после перегрева катализатора при 400°C в течение часа в рабочей смеси к скорости гидрирования до перегрева катализатора. Размер частиц 8нм, - высокодисперсные частицы (за пределами чувствительности дифрактометра Дрон-3). Результаты осуществления примеров 1 - 5 по приготовлению и испытанию никельхромового катализатора для гидрирования бензола и аналогичного катализатора, полученного известным способом, представлены в таблице. Как следует из приведенных примеров, катализатор, полученный предложенным способом, превосходит известный по активности в 1,1 - 1,4 раза и стабильности - в 2 - 2,3 раза. Таким образом, приведенные примеры подтверждают возможность достижения технического результата при использовании заявляемой совокупности существенных признаков. Предложенный способ а отличие от известного более приемлем для промышленного использования, так как позволяет исключить из процесса стадии по приготовлению и нейтрализации раствора одноосновного азотнокислого хрома, фильтрации и промывки основного карбоната никеля и гидрата окиси хрома, исключить необходимость контроля pH среды, исключить сточные воды, а хромовый ангидрид, используемый в качестве одного из видов исходного сырья, дешевле и доступнее бихромата натрия. Полученный катализатор соответствует требованиям ОСТ 113 - 03 - 314 - 86 на никельхромовый катализатор для гидрирования бензола. Следовательно, заявляемый способ приготовления никельхромового катализатора для гидрирования бензола соответствует требованиям промышленной применимости.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for production of nickel-chromium catalyst for hydrogenation of benzene

Автори англійською

Suvorin Oleksandr Viktorovych, Ryzhak Ihor Oleksandrovych

Назва патенту російською

Способ производства никельхромового катализатора для гидрирования бензола

Автори російською

Суворин Александр Викторович, Рыжак Игорь Александрович

МПК / Мітки

МПК: B01J 37/03, B01J 23/86

Мітки: спосіб, нікельхромового, гідрування, каталізатора, бензолу, приготування

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/2-18545-sposib-prigotuvannya-nikelkhromovogo-katalizatora-dlya-gidruvannya-benzolu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб приготування нікельхромового каталізатора для гідрування бензолу</a>

Подібні патенти