Каталізатор оксихлорування, спосіб оксихлорування, в якому його використовують, та застосування каталізатора в способі оксихлорування

Номер патенту: 95236

Опубліковано: 25.07.2011

Автори: Стребелль Мішель, Петіжан Андре

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Каталізатор оксихлорування, який містить щонайменше мідь як активний елемент, нанесений на носій, який відрізняється тим, що носій складається, по суті, з оксиду алюмінію, одержаного прожарюванням гідрату оксиду алюмінію, синтезованого як побічний продукт за способом ALFOL® з лінійними первинними спиртами, де згаданий спосіб ALFOL® з лінійними первинними спиртами включає в себе наступні стадії:

A) гідрування триетилалюмінію в присутності металевого алюмінію, що приводить до утворення гідрованого діетилалюмінію,

B) етилування гідрованого діетилалюмінію шляхом додавання етилену, що приводить до утворення триетилалюмінію,

C) реакція зростання ланцюга з одержанням суміші більш високомолекулярного триалкілалюмінію - продукту етиленового зростання шляхом подальшого додавання етилену до триетилалюмінію,

D) окиснення продукту етиленового зростання повітрям, до відповідного алкоксиду алюмінію, і

E) гідроліз алкоксиду алюмінію з утворенням суміші лінійних первинних спиртів і водної суспензії гідрату оксиду алюмінію,

причому каталізатор додатково містить щонайменше інший активний елемент, вибраний з лужних металів, лужноземельних металів, рідкісноземельних металів і металів групи, яка складається з рутенію, родію, паладію, осмію, іридію, платини і золота.

2. Каталізатор за п. 1, який відрізняється тим, що носій складається виключно з оксиду алюмінію, одержаного прожарюванням гідрату оксиду алюмінію, синтезованого як побічний продукт за способом ALFOL® з лінійними первинними спиртами.

3. Каталізатор за п. 1, який відрізняється тим, що гідрат оксиду алюмінію являє собою беміт.

4. Каталізатор за п. 1, який відрізняється тим, що після стадії Е і перед прожарюванням, водну суспензію гідрату оксиду алюмінію піддають розпилювальному сушінню з одержанням мікросфер гідрату оксиду алюмінію.

5. Каталізатор за п. 1, який відрізняється тим, що прожарювання гідрату оксиду алюмінію проводять при температурі не більше ніж 950 °С.

6. Каталізатор за п. 1, який відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один лужноземельний метал.

7. Каталізатор за п. 6, який відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один активний елемент, вибраний з лужних металів, рідкісноземельних металів і металів групи, яка складається з рутенію, родію, паладію, осмію, іридію, платини і золота.

8. Каталізатор за п. 7, який відрізняється тим, що активні елементи являють собою мідь, магній і щонайменше один лужний метал.

9. Каталізатор за п. 1, який відрізняється тим, що він має властивість не давати явного збільшення концентрації будь-якого з активних елементів більше ніж на 10 %, переважно 5 % протягом періоду часу, який дорівнює одному року.

10. Спосіб оксихлорування вуглеводню, який містить від 1 до 4 атомів вуглецю, з використанням каталізатора за п. 1.

11. Спосіб оксихлорування за п. 10, який відрізняється тім, що оксихлорування є оксихлоруванням етилену з утворенням 1,2-дихлоретану.

12. Оксид алюмінію, одержаний прожарюванням при температурі в діапазоні від 700 та 950 °С гідрату оксиду алюмінію, одержаного як побічний продукт за способом ALFOL® з лінійними первинними спиртами, де згаданий спосіб ALFOL® з лінійними первинними спиртами включає в себе наступні стадії:

A) гідрування триетилалюмінію в присутності металевого алюмінію, що приводить до утворення гідрованого діетилалюмінію,

B) етилування гідрованого діетилалюмінію шляхом додавання етилену, що приводить до утворення триетил алюмінію,

C) реакція зростання ланцюга з одержанням суміші більш високомолекулярного триалкілалюмінію - продукту етиленового зростання шляхом подальшого додавання етилену до триетилалюмінію,

D) окиснення продукту етиленового зростання повітрям, до відповідного алкоксиду алюмінію, і

E) гідроліз алкоксиду алюмінію з утворенням суміші лінійних первинних спиртів і водної суспензії гідрату оксиду алюмінію.

13. Застосування каталізатора за п. 1 як каталізатора оксихлорування зі здійсненням стабільного режиму роботи при здійсненні реакції оксихлорування протягом періоду часу більше одного року.

Текст

1. Каталізатор оксихлорування, який містить щонайменше мідь як активний елемент, нанесений на носій, який відрізняється тим, що носій складається, по суті, з оксиду алюмінію, одержаного прожарюванням гідрату оксиду алюмінію, синте® зованого як побічний продукт за способом ALFOL з лінійними первинними спиртами, де згаданий ® спосіб ALFOL з лінійними первинними спиртами включає в себе наступні стадії: A) гідрування триетилалюмінію в присутності металевого алюмінію, що приводить до утворення гідрованого діетилалюмінію, B) етилування гідрованого діетилалюмінію шляхом додавання етилену, що приводить до утворення триетилалюмінію, C) реакція зростання ланцюга з оде рж а н н я м с ум і ш і б і л ь ш високомолекулярного триалкілалюмінію - продукту етиленового зростання шляхом подальшого додавання етилену до триетилалюмінію, D) окиснення продукту етиленового зростання повітрям, до відповідного алкоксиду алюмінію, і E) гідроліз алкоксиду алюмінію з утворенням суміші лінійних первинних спиртів і водної суспензії гідрату оксиду алюмінію, причому каталізатор додатково містить щонайменше інший активний елемент, вибраний з лужних металів, лужноземельних металів, рідкісноземельних металів і металів групи, яка 2 (19) 1 3 95236 4 гідрату оксиду алюмінію, одержаного як побіч® ний продукт за способом ALFOL з лінійними пе® рвинними спиртами, де згаданий спосіб ALFOL з лінійними первинними спиртами включає в себе наступні стадії: A) гідрування триетилалюмінію в присутності металевого алюмінію, що приводить до утворення гідрованого діетилалюмінію, B) етилування гідрованого діетилалюмінію шляхом додавання етилену, що приводить до утворення триетил алюмінію, C) реакція зростання ланцюга з оде рж а н н я м с ум і ш і б і л ь ш високомолекулярного триалкілалюмінію - продукту етиленового зростання шляхом подальшого додавання етилену до триетилалюмінію, D) окиснення продукту етиленового зростання повітрям, до відповідного алкоксиду алюмінію, і E) гідроліз алкоксиду алюмінію з утворенням суміші лінійних первинних спиртів і водної суспензії гідрату оксиду алюмінію. 13. Застосування каталізатора за п. 1 як каталізатора оксихлорування зі здійсненням стабільного режиму роботи при здійсненні реакції оксихлорування протягом періоду часу більше одного року. Даний винахід стосується каталізатора оксихлорування, оксиду алюмінію та способу оксихлорування, що використовує такий каталізатор. У реакціях оксихлорування звичайно використовують каталізатор, який містить активні елементи, нанесені на інертному носії. Вказані носії включають в себе оксид алюмінію, силікагелі, змішані оксиди і глини або інші носії природного походження. У конкретному випадку реакцій оксихлорування вуглеводнів і, зокрема, етилену з використанням хлористого водню і повітря або кисню, каталізатори, які містять активні елементи, що включають в себе мідь, нанесену на інертному носії такому як оксид алюмінію, виявилися дуже ефективними. Відомі декілька способів одержання оксиду алюмінію. Один з них являє собою спосіб Байера (Bayer), який дозволяє одержувати оксид алюмінію з бокситів, але він має недолік, зв'язаний з відносно високим рівнем вмісту лужних металів. Інші способи одержання оксиду алюмінію зв'язані із способами виробництва синтетичних жирних спиртів з використанням органічних алюмінієвих сполук, що на початковій стадії використовують металевий алюміній та основані на роботі професора, доктора Циглера (Ziegler), при цьому відбувається утворення високочистого гідрату оксиду алюмінію як побічного продукту. Прикладом таких способів, згаданих останніми, є спосіб названий спосіб ALFOL®, що використовує спосіб Циглера для одержання проміжного алкоксиду алюмінію. Спосіб ALFOL® звичайно суміщають з іншим способом переробки одержаних спиртів для перетворення металевого алюмінію в алкоксид алюмінію без використання реакції Циглера ("Tonerde-Aus-Metall" або спосіб ТАМ), при цьому обидва способи призводять до утворення високочистого гідрату оксиду алюмінію як побічний продукт гідролізу алкоксиду алюмінію в суміші лінійних первинних спиртів. Спосіб ТАМ, вже деталізований вище, може також бути використаний як незалежний спосіб одержання оксиду алюмінію. Комерційно доступний високочистий гідрат оксиду алюмінію традиційно одержують комбінуванням способу ALFOL® та способу ТАМ, в значній мірі в Sasol, раніше в Condea. Такий комерційний високочистий гідрат оксид алюмінію продається фірмою Sasol під торговою назвою PURAL®. За спостереженням авторів винаходу, є недоліком тойфакт, що в каталізаторах оксихлорування ретельно відрегульований вміст активних елементів, нанесених на носії, може мимовільно змінюватися під час промислового використання каталізатора у випадку, якщо носієм є оксид алюмінію, одержаний з гідрату оксиду алюмінію, синтезованого як побічний продукт об'єднаним способом ALFOL®/TAM або одержаного виключно способом ТАМ. У зістарених, нестабільних каталізаторах спостерігаються ускладнення, такі як погане псевдозрідження або зменшення активності. Це повинно призводити до утилізації каталізатора та його заміщення завантаженням свіжого каталізатора. Аналіз використаного каталізатора показав непередбачене явище, що полягає в явному збільшенні концентрації деяких активних елементів в каталізаторі за час його промислового терміну служби. Наприклад, є встановленим фактом для каталізатора оксихлорування, що містить магній як активний елемент (у вигляді хлориду магнію), що концентрація магнію може збільшуватися від первинного значення 17 г/кг, вираженого з розрахунку на метал по відношенню до загальної ваги сухого каталізатора, до значень, що перевищують 20 г/кг і, в деякому випадку, досягати 30 г/кг протягом періоду часу більше ніж один рік. Пояснення, що задовольняє закон балансу маси, повинно полягати у поступовому накопиченні магнію та інших активних елементів в деяких частинках оксиду алюмінію і втраті його у псевдозрідженому шарі, в якому залишаються частинки, що менше просочилися. Хоча способи ALFOL та TAL є дуже схожими способами, в цей час авторами винаходу досить несподівано було встановлено, що таке явище не спостерігається для каталізатора оксихлорування, що містить щонайменше мідь як активний елемент, нанесений на носій, що складається, по суті, з оксиду алюмінію, одержаного прожарюванням гідрату оксиду алюмінію, синтезованого за способом ALFOL® з лінійними первинними спиртами. Вміст активних елементів в такому каталізаторі залишається стабільним протягом більше ніж од 5 ного року промислового використання для оксихлорування етилену з утворенням 1,2-дихлоретану. Відповідно, даний винахід стосується каталізатора оксихлорування, що містить щонайменше мідь як активний елемент, нанесений на носій, причому носій складається, по суті, з оксиду алюмінію, одержаного прожарюванням гідрату оксиду алюмінію, синтезованого як побічний продукт за способом ALFOL® з лінійними первинними спиртами. Для цілей даного винаходу, оксид алюмінію означає сполуку формули Аl2О3, а гідрат оксиду алюмінію означає сполуку формули АlО(ОН), що зрештою містить в своїй структурі деяку кількість додаткової води. Гідрат оксиду алюмінію є переважно бемітом. Оксид алюмінію, що використовується в каталізаторі згідно з винаходом, крім того переважно має середній діаметр частинок в діапазоні від 5 до 200 мкм, переважно в діапазоні від 20 до 120 мкм. Середній діаметр частинок переважно встановлений за допомогою сортування на основі розподілу частинок, одержаною з використанням сухих вібраційний сит. Питома площа поверхні оксиду алюмінію, виміряна методом БЕТ з використанням азоту, дає значення переважно в діапазоні від 50 2 2 м /г до 300 м /г, переважно в діапазоні від 75 до 2 250 м /г і в особливо переважному способі в діапа2 2 зоні від 100 м /г до 210 м /г. Об'єм пор оксиду алюмінію, що використовується в каталізаторі згідно з винаходом, знахо3 диться переважно в діапазоні від 0,1 до 1 см /г, 3 переважно в діапазоні від 0,2 до 0,8 см /г і в особливо переважному способі в діапазоні від 0,25 до 3 0,6 см /г. І нарешті, об'ємна густина (виміряна за допомогою вільного потоку) оксиду алюмінію, що використовується в каталізаторі згідно з винаходом, 3 переважно змінюється в діапазоні від 0,5 до кг/дм , 3 переважно в діапазоні від 0,6 до 0,9 кг/дм і в особливо переважному способі в діапазоні від 0,65 до 3 0,75 кг/дм . Потрібно зазначити, що оксид алюмінію може містити звичайно щонайменше 0,09, переважно щонайменше 0,1, більш переважно щонайменше 0,115 % мас. титану і звичайно найбільше 0,15, переважно найбільше 0,13, більш переважно найбільше 0,11 % мас. титану і, можливо, слідові кількості вуглецю, лужних металів, кремнію або заліза, які могли бути введені на одній з стадій виробництва гідрату оксид алюмінію способом ALFOL®. Оксиди алюмінію, які містять від 0,09 до 0,11 % мас. титану, особливо переважні. Інші оксиди алюмінію, що містять від 0,115 до 0,15 % мас. титану, також особливо переважні. Словосполучення "що складається, по суті, з", означає, що носій або не містить іншого оксиду алюмінію крім вказаного, або містить інший оксид алюмінію лише в кількості, яка не впливає помітним чином на роботу каталізатора оксихлорування. Переважно, носій складається виключно з оксиду алюмінію, одержаного прожарюванням гідрату оксиду алюмінію, синтезованого як побічний продукт за способом ALFOL® з лінійними первин 95236 6 ними спиртами. Іншими словами, це означає, що оксид алюмінію, який використовується як носій для приготування каталізатора оксихлорування згідно з винаходом, переважно поступає виключно внаслідок застосування способу ALFOL®. Спосіб ALFOL® з лінійними первинними спиртами включає в себе переважно наступні стадії: A. Гідрування триетилалюмінію в присутності металевого алюмінію, що приводить до утворення гідрованого діетилалюмінію. B. Етилування гідрованого діетилалюмінію шляхом додавання етилену, що призводить до утворення триетилалюмінію. C. Реакція зростання ланцюга з створенням суміші більш високомолекулярного триалкилалюмінію (названого продуктом етиленового зростання) за допомогою подальшого додавання етилену до триетилалюмінію. D. Окислення продукту етиленового зростання на повітрі, що призводить до утворення відповідного алкоксиду алюмінію, і E. Гідроліз алкоксиду алюмінію, що призводить до утворення суміші лінійних первинних спиртів і водної суспензії гідрату оксиду алюмінію. Стадію гідрування А переважно здійснюють в присутності розчинника при температурі приблизно 135 °C і тиску приблизно 7 МПа. Металевий алюміній, що використовується, знаходиться переважно в формі порошку. Стадію етилування В переважно здійснюють при температурі приблизно 120 °C і тиску приблизно 2 МПа. Стадію реакції зростання ланцюга С переважно проводять при помірних температурах, щоб мінімізувати протікання конкуруючої реакції витіснення, яка спричиняє утворення олефінів як побічного продукту. Переважна температура становить приблизно 120 °C. Реакції зростання ланцюга переважно надають можливість протікати доти, доки алкільовані ланцюги в продукті зростання етилену не зростають до необхідної середньої довжини ланцюжка з атомів вуглецю. Розподіл довжин ланцюжків в продукті зростання етилену і спирти, одержані з них, звичайно відповідає статистичному розподілу, очікуваному відповідно до кривої Пуассона. Тиск переважно становить приблизно 12 МПа. Стадію окислення D переважно здійснюють при температурі приблизно 50 °C і тиск приблизно 0,5 МПа. Перед здійсненням стадії гідролізу Ε розчинник переважно видаляють дистиляцією. Стадію гідролізу Ε переважно здійснюють з водою (нейтральний гідроліз) при температурі приблизно 90 °C і тиску приблизно 0,1 МПа. Переважно, після стадії Ε і перед прожарюванням водну суспензію гідрату оксиду алюмінію піддають розпилювальному сушінню для одержання мікросфер гідрату оксиду алюмінію. Температура, при якій піддають розпилювальному сушінню, не є критичною. Переважно, газ, що використовується для розпилювального сушіння, знаходиться при температурі приблизно від 300 до 600 °C, переважний приблизно від 500 до 600 °C і температура продукту розпилювально 7 го сушіння становить приблизно від 100 до 250 °C переважно приблизно від 100 до 170 °C. Каталізатор згідно з винаходом відрізняється тим, що прожарювання гідрату оксиду алюмінію здійснюють при температурі переважно не менше, ніж 600, переважно не менше, ніж 650, більш переважно не менше, ніж 700 і найбільш переважно не менше, ніж 750 °C. Температура прожарювання становить переважно не більше ніж 1100, переважно не більше ніж 950, більш переважно не більше ніж 900 і найбільш переважно не більше ніж 850 °C. Дуже хороші результати були одержані при температурі прожарювання, що знаходиться в діапазоні від 750 до 850 °C. Прожарювання може бути здійснене з використанням різних засобів, але переважно його здійснювали, використовуючи ротаційну сушильну піч із зовнішнім обігрівом. Для цілей даного винаходу використовують активні елементи, під якими мають на увазі елементи, тобто метали, що знаходяться в елементному стані, але також і сполуки цих елементів (металів), активні як каталізатори оксихлорування, що реально впливають на протікання реакції, виключаючи слідові кількості сполук, присутніх як інертні домішки в носії або в сполуках, використаних для просочення цього носія, або проникаючих із зовнішніх джерел забруднення. Каталізатор згідно з винаходом містить щонайменше мідь як активний елемент, нанесений на носій. Каталізатор згідно з винаходом переважно містить, в доповнення до міді щонайменше інший активний елемент, вибраний з лужних металів, лужноземельних металів, рідкісноземельних металів і металів групи, яка складається з рутенію, родію, паладію, осмію, іридію, платини і золота. Лужні метали означають елементи групи Іа Періодичної таблиці. Переважні лужні метали включають в себе калій, натрій, літій та цезій. Лужноземельні метали означають елементи групи llа Періодичної таблиці. Переважні лужноземельні метали включають магній, кальцій, барій і стронцій. Особливо переважним є магній. Рідкісноземельні метали означають елементи з 57 по 71 Періодичної таблиці та їх суміші. Переважний каталізатор згідно з винаходом містить, в доповнення до міді щонайменше один лужноземельний метал, особливо, магній. Більш переважний каталізатор згідно з винаходом містить, в доповнення до міді, і щонайменше до одного лужноземельного металу щонайменше один активний елемент, вибраний з лужних металів, рідкісноземельних металів і металів групи, яка складається з рутенію, родію, паладію, осмію, іридію, платини і золота. Найбільш переважний каталізатор згідно з винаходом містить, в доповнення до міді, і щонайменше до одного лужноземельного металу щонайменше один активний елемент, вибраний з лужних металів і рідкісноземельних металів. Особливо найбільш переважний каталізатор згідно з винаходом містить, як активні елементи мідь, магній щонайменше один лужний метал і можливо щонайменше один рідкісноземельний метал. 95236 8 Каталізатори, в яких активними елементами є мідь, магній і щонайменше один лужний метал, показали хороші результати. Каталізатор, який містить наступні активні елементи показали дуже хороші результати: мідь/магній/калій, мідь/магній/натрій; мідь/магній/літій, мідь/магній/цезій, мідь/магній/натрій/літій, мідь/магній/калій/літій і мідь/магній/цезій/літій, мідь/магній/натрій/калій, мідь/магній/натрій/цезій і мідь/магній/калій/цезій. Каталізатори, які містять наступні активні елементи показали чудові результати: мідь/магній/калій, мідь/магній/натрій; мідь/магній/літій, мідь/магній/цезій, мідь/магній/натрій/літій, мідь/магній/калій/літій і мідь/магній/цезій/літій. Вміст міді, з розрахунку на метал, знаходиться переважно в діапазоні від 30 до 90 г/кг, переважно в діапазоні від 40 до 75 г/кг і в особливо переважному способі в діапазоні від 50 до 70 г/кг каталізатора. Вміст магнію, з розрахунку на метал, знаходиться переважно в діапазоні від 10 до 30 г/кг, переважно в діапазоні від 12 до 25 г/кг і в особливо переважному способі в діапазоні від 15 до 20 г/кг каталізатора. Вміст лужного металу(ів), з розрахунку на метал, знаходиться переважно в діапазоні від 0,1 до 30 г/кг, переважно в діапазоні від 0,5 до 20 г/кг і в особливо переважному способі в діапазоні від 1 до 15 г/кг каталізатора. Атомні співвідношення Сu:Мg: лужний метал(и) становлять звичайно 1:0,1-2:0,05-2, переважно 1:0,2-1,5:0,1-1,5 і в особливо переважному способі 1:0,5-1:0,15-1. Солі металів використані для просочення оксиду алюмінію, можуть являти собою оксиди, гідроксиди, нітрат, карбонати, ацетати, хлориди або будь-які інші солі, здатні перетворюватися щонайменше частково, в хлорид в умовах оксихлорування. Переважно вони є хлоридами. Активні елементи каталізатора згідно з винаходом переважно присутні в каталізаторі в формі сполук металів, таких як, оксиди, гідроксиди, нітрат, карбонати, ацетати, хлориди або будь-яких сполук, здатних перетворюватися щонайменше частково в хлорид в умовах оксихлорування. Переважно вони є формами хлоридів. Каталізатор згідно з винаходом переважно має визначену площу поверхні, виміряну методом БЕТ 2 2 з участю азоту в діапазоні від 25 м /г до 300 м /г, 2 переважно в діапазоні від 50 до 200 м /г і в особливо переважному способі в діапазоні від 75 до 2 175 м /г. Метод одержання каталізатора згідно з винаходом сам по собі не є критичним. Переважний метод одержання полягає в сухому просоченні оксиду алюмінію згідно з винаходом водним розчином, який містить бажані кількості солей металів. Різні домішки, включаючи соляну кислоту, можуть бути додані до водного розчину. Просочення може бути здійснене за одну або декілька стадій. Просочення переважно здійснювати в одну стадію. Просочення в особливо переважному способі здійснюють після стадії висушування одержаного 9 каталізатора. Під "сухим просоченням" мають на увазі просочення за допомогою виливання на оксид алюмінію розчину солей просочення, що має об'єм менший, ніж об'єм пор оксид алюмінію, що дозволяє досягнути визначеної концентрації активних елементів в оксиді алюмінію після стадії висушування. Такий метод переважний в порівнянні з методом витримування оксиду алюмінію в розчині просочення. Просочення переважно здійснюють при температурі вище оточуючої температури, щоб сприяти розчинності солей просочення. Появи рідкої фази, що не адсорбується твердим тілом, переважно уникають, обмежуючи з цією метою об'єм розчину просочення від 70 до 100 % від об'єму пор кількості оксиду алюмінію, що використовується. Каталізатор оксихлорування згідно з винаходом вигідно характеризується тим фактом, що він залишається стійким відносно вмісту своїх активних елементів за час його промислового використання в реакції оксихлорування етилену з утворенням 1,2-дихлоретану за період часу більш ніж один рік, - тобто каталізатор не демонструє помітного збільшення концентрації будь-якого з активних елементів більше ніж на 10 %, переважно 5 % протягом періоду часу рівного одному року. Більш конкретно, при наявності магнію, каталізатор оксихлорування згідно з винаходом не демонструє помітного збільшення концентрації магнію більше ніж на 10 %, переважно 5 %, найбільш переважно 2,5 % протягом періоду часу рівного одному року. Каталізатор згідно з винаходом може використовуватися в будь-якому способі, який включає в себе оксихлорування вуглеводню, що містить від 1 до 4 атомів вуглецю. Тому винахід стосується, далі, способу оксихлорування вуглеводню, що містить від 1 до 4 атомів вуглецю з використанням каталізатора згідно з винаходом. Вуглеводні, що містять від 1 до 4 атомів вуглецю, являють собою метан, етан, етилен, пропан, пропилен, бутени, ацетилен, хлоретан, хлорпропан, дихлорметан, дихлоретан та інші галогеновані сполуки. У найбільш особливо переважному способі, оксихлорування являє собою оксихлорування етилену з утворенням 1,2-дихлоретану. Реакція оксихлорування може відбуватися в нерухомому шарі або в псевдозрідженому шарі. Якщо реакція відбувається в нерухомому шарі, каталізатор згідно з винаходом знаходиться переважно в формі гранул або таблеток будь-якої форми. Якщо реакція відбувається в псевдозрідженому шарі, каталізатор згідно з винаходом знаходиться переважно в формі порошку. Реакція оксихлорування переважно відбувається в псевдозрідженому шарі. Молекулярний кисень, необхідний для реакції оксихлорування, переважно вводять в реактор або в розбавленому вигляді, наприклад, у вигляді повітря, або в чистому вигляді. Кисень переважно вводять в реактор в чистому вигляді. Використання чистого кисню означає використання кисню з 95236 10 чистотою, що перевищує 99 %, наприклад, одержаного перегонкою при атмосферному тиску. Температура, при якій відбувається реакція оксихлорування знаходиться звичайно в діапазоні від 200 до 300 °C, переважно в діапазоні від 220 до 280 °C, в особливо переважному способі в діапазоні від 230 до 270 °C. Тиск, в якому відбувається реакція оксихлорування, самий по собі не є критичним. Звичайно, реакція відбувається при тиску в діапазоні від 0,1 до 1 МПа і переважно в діапазоні від 0,1 до 0,8 МПа. Швидкість псевдозрідження каталізатора згідно з винаходом під час реакції оксихлорування сама по собі не є критичною. Вибір швидкості по суті залежить від розподілу розмірів частинок каталізатора і розмірів пристрою. Загалом, процес здійснюється із швидкостями псевдозрідження в діапазоні від 5 до 100 см/сек. І нарешті, відношення реагентів, що використовуються для реакції оксихлорування, є таким самим співвідношенням, яке звичайно використовується в попередніх способах. Звичайно спосіб здійснюють з невеликим надлишком етилену по відношенню до стехіометричної кількості, необхідної для реакції з НСl, що використовується. Однак, каталізатор згідно з винаходом рівним чином функціонує при роботі з великим надлишком етилену, або в зоні значень близьких до стехіометрії, або навіть з надлишком НСl. Винахід, крім того, стосується оксиду алюмінію, одержаного прожарюванням при температурі, що знаходиться в діапазоні від 700 до 950 °C, гідрату оксиду алюмінію, одержаного як побічний ® продукт за способом ALFOL з лінійними первинними спиртами. Переважні умови для прожарювання ті ж самі, як і вже описані вище для каталізатора згідно з винаходом. Винахід, далі, стосується застосування каталізатора згідно з винаходом в способі оксихлорування, що дозволяє здійснювати реакцію оксихлорування, зокрема, етилену з утворенням 1,2дихлоретану, що протікає в оптимальних умовах, які оберігають каталізатор від деградації. Відповідно, даний винахід стосується застосування в способі оксихлорування каталізатора згідно з винаходом, що дозволяє здійснювати стабільний режим роботи протягом періоду часу більше одного року при здійсненні реакції оксихлорування (без збідніння системи псевдозрідження або зниження активності). У доповнення до наведеного факту, що каталізатор залишається стійким по відношенню до вмісту своїх активних елементів під час його промислового використання, зазначають, що каталізатор згідно з винаходом також має перевагу, що полягає в забезпеченні стійкого профілю кисню в залишкових газах і, отже, в перероблених газах. Ця конкретна перевага важлива з точки зору безпеки і керування промисловим реактором. Крім того, каталізатор згідно з винаходом також має перевагу, що полягає в стабільному вмісті етилену в цих залишкових газах, який є економічною перевагою. І нарешті, каталізатор згідно з винаходом також 11 має перевагу, що полягає в запобіганні відкладенню забруднюючої речовини на поверхні пучка труб теплообмінника, розташованого в реакторі. Коли це має місце, то таке відкладення обмежує теплообмін і пропускну здатність реактора. Наступні приклади призначені для ілюстрації винаходу і вони не обмежують можливості винаходу. Приклад 1 (згідно з винаходом) Свіжий каталізатор, який містить як активні елементи мідь, магній, калій і літій, одержували з гідратованого оксиду алюмінію (беміту), одержано® го виключно за допомогою способу ALFOL , який випалювали при температурі, що знаходиться в діапазоні від 750 до 850 °C з використанням ротаційної печі із зовнішнім нагріванням для одержання оксиду алюмінію з питомою площею поверхні 2 180 м /г. Одержаний оксид алюмінію продемонстрував інші нижчеперелічені властивості: об'єм пор=0,35 3 см /г; об'ємна густина (змінена при вільному наси3 панні потоку)=0,7 кг/дм і середній діаметр частинки=47 мкм. До приблизно 750 г вказаного оксиду алюмінію додавали водний розчин просочення, що містить в розчиненому стані 162 г СuС2·Н2О, 144 г MgCl2·6H2О, 17,2 г KСl та 10,6 г LiCl. Вологу тверду фазу потім нагрівали при 180 °C протягом 18 годин. Таким чином був одержаний 1 кг каталізатора. Вміст різних активних елементів каталізатора вимірювали за допомогою оптичної емісійної спектроскопії з індуктивно-зв'язаною плазмою (ICPOES) після повного розкладу зразка. Одержаний вміст, розрахований у вигляді металу в г на кг каталізатора, наведений в таблиці l. Виражена у вигляді атомного відношення частка різних активних елементів-металів Cu:Mg:K:Li становила 1:0,74:0,24:0,26. Пприклад 2 (згідно з винаходом) Приблизно 16 тонн каталізатора, приготованого способом описаним в прикладі 1, вміщували в промисловий реактор з псевдозрідженим шаром для здійснення оксихлорування етилену з утворенням 1,2 дихлоретану. Після 11 місяців роботи при температурі, що знаходиться в діапазоні від 240 до 255 °C і тиску в діапазоні від 0,4 до 0,6 МПа, зразок каталізатора витягували та аналізували. Вміст різних активних елементів, розрахований у вигляді металів в г на кг каталізатора, наведений в таблиці l. Приклад 3 (згідно з винаходом) Продовжували здійснення реакції оксихлорування, описаної в прикладі 2. Зразок каталізатора витягували з реактора через 3 місяці після першого витягування, детально описаного в прикладі 2 (тобто після спільної роботи протягом 14 місяців) та аналізували. Вміст різних активних елементів, розрахований у вигляді металів в г па кг каталізатора, наведений в таблиці l. Приклад 4 (порівняльний) Свіжий каталізатор, який містить як активні елементи мідь, магній, калій і літій, приготували з гідратованого оксиду алюмінію (беміту), одержаного виключно способом ТАМ, який випалювали при 95236 12 температурі, що знаходиться в діапазоні від 750 та 850 °C з використанням ротаційної печі із зовнішнім нагріванням для одержання оксиду алюмінію з 2 питомою площею поверхні 180 м /г. Одержаний оксид алюмінію продемонстрував інші нижчеперелічені властивості: об'єм пор=0,35 3 см /г; об'ємна густина (змінена при вільному наси3 пані 10=0,7 кг/дм і середній діаметр частинки=47 мкм. Приблизно до 750 г цього оксиду алюмінію, додавали водний розчин просочення, який містить в розчиненому етапі 162 г СuСl2·2Н2О, 144 г MgCl2·6H2O, 17,2 г КСl та 10,6 г LiCl. Вологу тверду фазу потім нагрівали при 180 °C протягом 18 годин. Таким чином, був одержаний 1 кг каталізатора. Вміст різних активних елементів каталізатора вимірювали за допомогою оптичної емісійної спектроскопії з індуктивно-зв'язаною плазмою (ICPOES) після повного розкладу зразка. Одержаний вміст, розрахований у вигляді металу в г на кг каталізатора, наведений в таблиці l. Виражена у вигляді атомного відношення частка різних активних металів елементів Cu:Mg:K:Li становила 1:0,74:0,24:0,26. Приклад 5 (порівняльний) Приблизно 16 тонн каталізатора, приготованого способом, описаним в прикладі 4, вміщували в промисловий реактор з псевдозрідженим шаром для оксихлорування етилену з утворенням 1,2дихлоретану. Після 3,5 місяців роботи при температурі, що знаходиться в діапазоні від 240 до 255 °C і тиску в діапазоні від 0,4 та 0,6 МПа, зразок каталізатора витягували та аналізували. Вміст різних активних елементів, розрахований у вигляді металу в г на кг каталізатора, наведений в таблиці І. Приклад 6 (порівняльний) Свіжий каталізатор, який містить як активні елементи мідь, магній, натрій і літій приготували з гідратованого оксиду алюмінію (беміту), одержано® го об'єднаним способом ALFOL /TAM, який випалювали при температурі, що знаходиться в діапазоні від 750 до 850 °C, з використанням ротаційної печі із зовнішнім нагріванням для одержання окси2 ду алюмінію з питомою площею поверхні 180 м /г. Одержаний оксид алюмінію продемонстрував інші нижчеперелічені властивості: об'єм пор=0,35 3 см /г; об'ємна густина (змінена при вільному наси3 панні)= 0,7 кг/дм і середній діаметр частинки=47 мкм. До приблизно 800 г цього оксиду алюмінію додавали водний розчин просочення, який містить CuCl2·2H2O, MgCl2·6H2O, KCl та LiCl у відповідних кількостях і співвідношеннях. Вологу тверду фазу потім нагрівали при 180 °C протягом 18 годин. Таким чином був одержаний 1 кг каталізатора. Вміст різних активних елементів каталізатора вимірювали за допомогою оптичної емісійної спектроскопії з індуктивно-зв'язаною плазмою (ІСРOES) після повного розкладу зразка. Одержаний вміст, розрахований у вигляді металу в г на кг каталізатора, наведений в таблиці l. Виражена у вигляді атомного відношення частка різних активних елементів у вигляді металів Cu:Mg:Na:Li становила 1:0,74:0,09:0,28. 13 95236 Приклад 7 (порівняльний) Приблизно 16 тонн каталізатора, приготованого способом, описаним в прикладі 6, вміщували в промисловий реактор з псевдозрідженим шаром для оксихлорування етилену з утворенням 1,2дихлоретану. Після більш ніж 36 місяців роботи при температурі, що знаходиться в діапазоні від 240 до 255 °C, і тиску в діапазоні від 0,4 і 0,6 МПа, оксихлору 14 вання необхідно було припинити, оскільки виявилося, що каталізатор являє собою іррегулярний шар псевдозрідження. Зразок каталізатора був проаналізований. Вміст річних активних елементів, розрахований у вигляді кількості металів в г на кг каталізатора наведений в таблиці І. Одержані дані вказують, що накопичення активних елементів, яке відбулося, може призвести до порушення технології виробництва. Таблиця І Вміст різних активних елементів в каталізаторі (г у вигляді металів/кг каталізатора) Приклад 1. Приклад 2. Приклад 3. Приклад 4 Приклад 5. Приклад 6. Приклад 7. Активні свіжий каталі- через 11 міся- через 14 мі- свіжий ката- через 3,5 свіжий ката- через 36 елементи затор ців сяців лізатор місяця лізатор місяців Сu 60 60 60 60 67 60 86 Mg 17 17 17 17 19 17 38 K 9 не визначений невизначений 9 9,3 Li 1,8 1,9 1,9 1,8 2,0 2 4,4 Na 2 1,9 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Oxychlorination catalyst and process using such catalyst

Автори англійською

Strebelle Michel, Petitjean, Andre

Назва патенту російською

Катализатор оксихлорирования, способ оксихлорирования, в котором его используют, и использование катализатора в способе оксихлорирования

Автори російською

Стребелль Мишель, Петижан Андре

МПК / Мітки

МПК: B01J 27/122, B01J 23/76, B01J 23/89, C07C 17/156, B01J 27/128

Мітки: каталізатора, спосіб, оксихлорування, каталізатор, застосування, якому, використовують, способи

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/7-95236-katalizator-oksikhloruvannya-sposib-oksikhloruvannya-v-yakomu-jjogo-vikoristovuyut-ta-zastosuvannya-katalizatora-v-sposobi-oksikhloruvannya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Каталізатор оксихлорування, спосіб оксихлорування, в якому його використовують, та застосування каталізатора в способі оксихлорування</a>

Подібні патенти