Способ приготовления катализатора для аминирования метанола — SU 1766500 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А1766 РЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМ затор имее2-18 ле,55 - 0,7 4 нм 30% 15 нм 10% атализаторе показателя 9,1 5,4 0-450 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Ленинградское научно-производственное объединение по разработке и внедрению нефтехимических процессов(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ АМИНИРОВАНИЯ МЕТАНОЛА Изобретение относится к области получения гетерогенных катализаторов для аминирования метанола, а именно содержащих в качестве компонентов оксид алюминия и природный алюмосиликат каолин).Известен способ приготовления катализатора для аминирования метанола 13. Состав катализатора, Я 02 12 - 18 мас.%, А 120 з остальное, причем 302 вводят в катализатор в виде каблина. Катализатор готовят следующим образом: 100 ч псевдобемита (АООН) перемешивают с 50 ч. каолина, полученную смесь обрабатывают 10 ч. 5%-ной НИОз и 60 ч, дистиллированной воды до получения пластичной массы, которую далее подвергают формованию в гранулы, сушке в течение 3 ч при 120 С и затем прокаливают при 600 С в течение 6 ч,В 01 3 37/04, 21/04, 21/16 57) Использование: органический синтез. Сущность изобретения: смешивают измельченные порошки гидроксида алюминия, каолина и 10-15% от массы гидроксида алюминия отходов катализатора того же состава. Добавляют воду. Затем добавляют в смесь муравьиную кислоту в количестве 15- 20 ч на 100 ч. катализатора. Катализаторную массу формуют в гранулы, Сушат гранулы в токе воздуха при 90 - 100 С в течение 3 - 4 ч, прокаливают. Характеристика катализатора: конверсия метанола 89-91%, выход метиламинов 74-78%, механическая прочность 2,24 кг/мм, удельная поверхность по БЭТ 233 м 2/г. 2 табл. Приготовленный каталдующие характеристики:Содержание, %Насыпной вес, кг/лОбщий объемпор,см /гпри этом, порыдиаметром Синтез метиламинов на этом характеризуется следующим Конверсия СНЗОН, %Выход метиламинов, %Объемная скоростьпо жидкому СНЗОН, чТемпературасинтеза,Сного ранее приготовленного катализатора, в 55 Недостатками этого способа приготовления катализатора являются значительныйрасход дефицйтнбго" относительно-дорогостоящего компонента - каолина, высокийрасход энергии на стадии сушки и прокалкикатализатора, использование для пептизации катализатора экологически вредногокомпонента - азотной кислоты, которая настадии прокалки разлагает 1.я до токсичногоК 02, загрязнибщего атмосферный воздух,Наиболее близким к изобретению является способ, согласно которому катализатордля амиййрования"низкомолекулярныхспиртовсостава: 10каолина, А 120 з остальное, готовят следующим образом.Промытый осадок А 120 зН 20, полученный из сульфата алюминия, высушивают,измельчают и смешивают с порошком каолина в соотношении 9:1, В эту смесь добавляют предварительно изготовленныйизмельченный, прокаленный материалидентичного состава ("ретур") в количестве30 - 60% от массы свежей активной окисиалюминия. Затем с целью пептизации массы вводят 55 - 60 О-ную азотную кислоту израсчета 3 - 3,5 кг на 10 кг А 120 з, Подачей водыв замес регулируют влажность массы, которую формуют в гранулы диаметром 8-12 мм,Их сушат продувкой горячим воздухом при120 - 180 С, затем прокаливают в средефлегмовых газов при 500 С до -удаленияокисловазота.Недостатки способа-прототипа следующие: необходимость использования дляпептизации массы больших количеств концентрированной азотной кислоты, которая,разлагаясь при последующем прокаливании катализатора, выделяет большие количества экологически вредных нитрозныхгазов; необходимость введения в катализатор больших количеств ретура, что удорожает катализатор; высокая температура сушкиприводит к растрескиванию гранул и ухудшает механическую прочность, пористуюструктуру и активность катализатора.Цель изобретения - улучшение экологии,упрощение способа, улучшение физико-меха" нических характеристик и повышение активности катализатора,Цель достигается предлагаемым способой получения катализатора путем смешения измельченных порошков 90 ч, сухогогидроксида алюминия в пересчете на 100 О- ный А 120 з, 10 ч каолина и 10 - 15 ч прокаленкачестве которого используют измельченные отходы производства катализатора (ретур). В смесь добавля ют 45 ч. дистиллированной или химоочищенной воды, затем проводят пептизацию массы 15 - 20 ч, 90 -ной муравьиной 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 кислоты. Смесь перемешивают до состояния однородной пластичной массы, формуют на шнековом прессе, полученныегранулы сушат в токе нагретого до 90 - 110 Своздуха в течение 3-4 ч и прокаливают втоке горячего воздуха при 470-500 С в течение 5-6 ч.Приготовленный указанным способомкатализатор испытывают в процессе аминирования метанола в следующих условиях;температура синтеза 380 С, объемная нагрузка по жидкому метанолу 1,2 ч, малярное соотношение ИНз/СНзОН=5.Отличие предлагаемого способа заключается в применении в качестве пептизирующего агента муравьиной кислоты вколичестве 15 - 20 ч на 100 ч готового катализатора, в использовании в качестве ретураотходов от просеивания готового катализатора в количестве 10 - 15 О от массы гидроокиси алюминия, а сушку готовогокатализатора проводят при 90 - 110 С в течение 3-4 ч,Изобретение иллюстрируется следующими примерами.П р и м е р 1, Измельченные порошки(сито К 0,15) 100 ч. гидроксида алюминияА 120 зН 20 (ПППжо с = 20 О), 10 ч, каолинаи 12 ч. отходов катализатора идентичногосостава ретур) смешивают, в смесь добавляют при непрерывном перемешивании 45ч. воды, затем вносят 18 ч. 90 -ной муравьиной кислоты. Продолжительность пептизации 0,5 ч, Катализаторную массу формуютна шнековом прессе в гранулы диаметром3,5 мм, которые сушат в токе воздуха при90 - 110 С в течение 3,5 мм, которые сушат втоке воздуха при 90 - 110 С в течение 3,5 ч ипрокаливают при 480 С в течение 5,5 ч. Получают 100 ч, катализатора, механическуюпрочность которого определяют ножевымметодом (ОСТ 38.01267,8-82), Общую удельную поверхность определяют методом ВЭТ,распределение пор по радиусам - методомртутной порометрии.Относительную активность образцовкатализаторов определяют путем проведения каталитических опытов на лабораторной установке при атмосферном давлении.Условия опытов: Т = 380 С, объемная скорость пожидкомуметанолу 1,1 ч" объем катализатора в реакторе 10 см, молярноесоотношение МНз/СНзОН = 4.Анализ продуктов проводится методомГЖХ на потоке, За относительную единицуактивности принимается выход суммы моно-, ди- и тоиметиламинов (в о) с катализатора прототипа при данных условиях,П р и м е р 2 и 3. Катализаторы готовятпо примеру 1, за исключением содержания1766500 Таблица Содержание ретурав готовом катализа- торе При- мер Количество НСООН для пептизации, гна 100 г ка- тализато- ра Режим с шки Конверсия СНзОН, ,4Выход суммы метила- минов, ф КонверсияСНзОСНз,о Относительная актив- ность температура, С ПРОДОЛ- житель- ность, ч 18 15 20 12 10 15 30 10011090120-180 91 89 90 68 78 74 76 13 6,00 5,70 5,851 1 2 3 4 (про- тоип 3,5 3 4 13 15 14 55 Таблица 2 ретура и режима сушки катализатора приведены в табл.1 и 2).П р и м е р 4(прототип), 100 ч. гидроокиси алюминия состава А 20 з Н 20 сушат и смешивают с 10 ч. порошка каолина. В эту смесь добавляют предварительно изготовленный измельченный, прокаленный материал идентичного состава (ретур) в количестве 45 ч, В перемешанную сухую смесь вводят 30 ч. 56 О-ной азотной кислоты с целью пептизации и 20 ч. воды, Катализа- торную массу формуют на шнековом прессе в гранулы диаметром 3,5 мм, которые сушат в токе горячего воздуха при нагревании от 120 до 180 С в течение 3 ч при скорости подьема температуры 20 С/ч, Получают 100 ч, катализатора, испытание которого на прочность и каталитическую активность проводят, как в примере 1.Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа приготовления катализатора для амминирования метанола заключается в более высокой механической прочности, уменьшении доли труднодоступных для реактантов микропор с г1,5 нм в общей удельной поверхности катализатора, повышении экологической безопасности процесса за счет отказа от использования в качестве пептизирующего агента азотной кислоты и замены ее муравьиной кислотой.Кроме того, упрощается технология приготов ления катализатора за счет отказа от отдельной стадии предварительного приготовления ретура и снижения температуры сушки катализатора, а также повышается относительная активность катализатоора йримерно в 6 раз.10 Формула изобретения Способ приготовления катализаторадля аминирования метанола путем смешения гидроксида алюминия с каолином, до бавления наполнителя - измельченныхотходов готового катализатора, пептизации кислотой, формования, сушки и прокаливания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения экологии, упрощения способа и 20 получения катализатора с повышенной активностью, пептизацию осуществляют муравьиной кислотой в количестве 15-20 ч на 100 ч. катализатора, наполнитель добавляют в количестве 10 - 150 от массы гидрооки си алюминия и сушку осуществляют в токегорячего воздуха при 90 - 110 С в течение 3 - 4 ч.