Способ удаления остаточного алюминия из скелетного никелевого катализатора

 

Изобретение касается каталитической химии, в частности удаления остаточного алюминия из скелетного никелевого катализатора. Цель - повышение степени удаления алюминия и активности порошкообразного катализатора с радиусом частиц до 100 мкм в реакциях гидрогенизации. Удаление остаточного алюминия из скелетного никелевого катализатора ведут обработкой его в среде 6 - 7,5 М водного раствора щелочи при 50 - 75°С и общем расходе пероксида водорода на 1 г катализатора, равном 0,8 - 1,4<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">-2</SP> моль. Обработку ведут циклически путем попеременного окисления - восстановления при проведении процесса сначала в атмосфере инертного газа, а затем в атмосфере водорода до полного прекращения поглощения последнего из газовой фазы в каждом цикле обработки. Эти условия повышают степень извлечения остаточного алюминия из скелетного катализатора с 78 до 99% и относительную активность с 11 до 100%. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 01 J 25/02

ГОСУДАРСТВЕЩ4ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

p fTLFtt п :й@д 9 р

° -с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4745353/04 (22) 22,08,89 (46) 23.07.91. Бюл. Ф 27 (71) Ивановский химико-технологический институт (72) В.П.Гостикин, М,В.Улитин и А.B.Áàðáoâ (53) 66.097.3(088. 8) (56) Фасман А,Б„Сокольский Д,В. Структура и физико-химические свойства скелетных

HNKeneBbIx катализаторов. Алма-Ата: Наука, 1968, с. 8-9.

Патент ФРГ М 1674015, кл, В 01 J 25/02, опублик. 1960.

Кубомацу, Кисида. Влияние окисления и растворения на свойства скелетного никелевого катализатора./Пер, с яп. Кагаку Токоге, пер,ЬЬ 61987/7, 1962, т.36, с.279 — 283, (54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОГО

АЛЮМИНИЯ ИЗ СКЕЛЕТНОГО НИКЕЛЕBОГО КАТАЛИЗАТОРА

Изобретение относится к гетерогенному катализу и может быть использовано при лабораторных и научных исследованиях реакций жидкофазной гидрогенизации и контроля качества скелетных никелевых катализаторов по их адсорбционным свойствам, которые могут быть использованы при разработке процессов жидкофазной гидрогенизации в промышленности тонкого органического синтеза, Цель изобретения — повышение степени удаления алюминия и активности порошкообразного катализатора с радиусом

„„3Ц „„1664398 Al (57) Изобретение касается каталитической химии, в частности удаления остаточного алюминия из скелетного никелевого катализатора. Цель — повышение степени удаления алюминия и активности порошкообразного катализатора с радиусом частиц до 100 MKM в реакциях гидрогенизации. Удаление остаточного алюминия из скелетного никелевого катализатора ведут обработкой его в среде 6-7,5 M водного раствора щелочи при 50-75 С и общем расходе пероксида водорода на 1 r катализатора 0.8 — 1 4 10 моль, Обработку ведут циклически путем попеременного окисления — восстановлений при проведении процесса сначала в атмосфере инертного газа, а затем в атмосфере водорода до полного прекращения поглощения последнего из газовой фазы в каждом цикле обработки. Эти условия повышают степень извлечения остаточного алюминия из скелетного катализатора с 78 до 99% и относительную активность с 11 до

100 /. 1 табл.

СА частиц до 100 мкм в реакциях гидрогенолиза за счет проведения обработки циклически в среде водного раствора щелочи при определенных условиях, Пример 1. В реактор жидкофазной гидрогенизации загружают 12,5 г скелетного никеля со соедним радиусом частиц 3,2 . мкм и 120 см 7,0M раствора гидроксида натрия. Содержание остаточного алюминия в катализаторе составляет 10,1 мас. Реактор термостатируют при 60 С, продувают аргоном, при перемешивании катализатор обрабатывают 2,67 1 02 моль пероксида

1664398 водорода (5 см 26 ного раствора HzOz).

Через 20 мин выключают мешалку, реактор продувают водородом при перемешивании, насыщают катализатор водородом до полного прекращения поглощения последнего 5 из газовой фазы. Цикл повторяют четыре раза.

Расчет количества извлеченного алюминия (Al) и степень а извлечения алюминия из катализатора производят по 10 уравнениям

1800, "- нг

Д Al = (И gH202 2p4pp)

15 д= % А(!% А!0 100 % где g» — количество катализатора, г;

n — число циклов обработки;

gpZgZ — РЭСХОД ПЕроКСИДа Водорода В одном цикле, моль;

, Чнг — общий объем водорода, поглощенный во всех циклах обработки, см, при

273 К и 1,0133 10 Па; (AI, )o — исходное содержание алюминия в катализаторе.

ПО указанным уравнениям рассчитывают значения адля каждого примера.

Пример 2. В реактор загружают 10,6

r скелетного никеля со средним радиусом частиц 8 мкм и 100 см 7,5 M раствора гидроксида калия. Реактор термостатируют при 60 С, продувают аргоном и при перемешивании обрабатывают катализатор

1,71 . 10 моль пероксида водорода (4 см

21%-ного раствора НгОг). Далее катализатор насыщают водородом по примеру 1. Делают пять циклов обработки. В последнем цикле при насыщении катализатора поглощено 378;4 см (1,69 10 моль) водорода.

Пример 3. Используют катализатор со средним радиусом частиц 12 мкм, делают шесть циклов, процесс проводят по примеру 1 в 7,5 M водном растворе гидроксида натрия.

Пример 4, Процесс проводят по примеру 1 в 5 M растворе гидроксида натрия, 50

Пример 5. Процесс проводят по примеру 1 в 9 M растворе гидроксида натрия, Пример 6, Используют катализатор со средним радиусом частиц 4,5 мкм, про- 55 цесс проводят при 50 С по примеру 2, Пример 7. Используют фракцию катализатора с радиусом частиц 50 — 100 мкм, сделают три цикла обработки и процесс проводят при 75 С по примеру 1.

Пример 8. Процесс проводят при 40 C по примеру 1.

Пример 9. Процесс проводят при 80 С по примеру 1.

Пример 10, Процесс проводят по примеру 1. В реактор загружают 15,2 г скелетного никеля, который обрабатывают в три цикла 4,05 10 моль пероксидом водорода (9 см 22 -ного раствора HzOz). Расход пероксида водооода на 1 г катализатора составляет 0,8 10 моль.

Пример 11. Процесс проводят по примеру 1. В реактор загружают 5 8 г скелетного никеля, который в семь циклов обрабатывают 1,15 10 моль пероксида водорода (2,5 см 2570-ного раствора НгОг). г

Расход пероксида водорода на 1 г катализатора составляет 1,39 10 моль.

Пример 12. Процесс проводят по перимеру 1. Катализатор обрабатывают в четыре цикла 2,14 10 моль пероксида водорода (4 см 2670-ного раствора HzOz), Расход пероксида водорода на 1 r катализатора составляет 0,68 10 г моль.

Пример 13, Процесс проводят по примеру 1. Катализатор обрабатывают в четыре цикла 4,2 . 10 моль пероксида водорода (8 см 25,5 -ного раствора HzOz).

Расход пероксида водорода на 1 r катализатора составляет 1,34 10 моль.

Пример 14. В реактор жидкофазной гидрогенизации загружают 13 r скелетного никеля со средним радиусом частиц 4,5 мкм и 120 см 6 М раствора гидроксида натрия, з

Содержание остаточного алюминия в катализаторе составляет 11,0 мас., Реактор термостатируют при 60 С, продувают аргоном, при перемешивании катализатор обрабатывают 2,84 10 моль пероксида водорода (6 см 23. -ного раствора Hz0z).

Через 20 мин выключают мешалку, реактор продувают водородом, при перемешивании насыщают катализатор водородом до полного прекращения поглощения последнего из газовой фазы. Цикл повторяют четыре раза, В последнем цикле при насыщении катализатора поглощено 650 см (2,9 10г моль) водорода. Общий расход пероксида водорода составляет 0,87 10 моль на 1 г катализатора.

Пример 15. В реактор жидкофазной гидрогенизации загружают 10,5 г скелетного никеля со средним радиусом частиц 8 мкм и 120 см 6 M раствора гидроксида натрия.

Содержание алюминия в катализаторе составляет 10,5 мас, $. Реактор термостатируют при 60 С, продувают аргоном, при перемешивании катализатор обрабатывают

2,07 10г моль пероксида водорода (4 см

1664398

21,5 -ного раствора Н202). Через 20 мин выключают мешалку, реактор продувают водородом, при перемешивании насыщают катализатор водородом до полного прекращения поглощения последнего из газовой фазы. Цикл повторяют четыре раза. В последнем цикле при насыщении катализатора поглощено 459 см (2,05 . 102 моль) водорода. Общий расход пероксида водорода составляет 0,8 10 моль на 1 r катализатора.

Пример 16. В реактор жидкофазной гидрогенизации загружают 12,07 г скелетного никеля со средним радиусом частиц 8 мкм и 120 см 6 M раствора гидроксида натрия. Содержание остаточного алюминия в катализаторе составляет 10,5 мас. $. Реактор термостатируют при 60 С, продувают аргоном, при перемешивании катализатор обрабатывают 2,81 . 10 моль пероксида водорода (5 см 24 -ного Н20г). Через 20 мин выключают мешалку, реактор продувают водородом, при перемешивании насыщают катализатор водородом до полного прекращения поглощения последнего из газовой фазы. Цикл повторяют шесть раз. В последнем цикле при насыщении катализатора поглощено 635 см (2,835 102 моль) водорода. Общий расход пероксида водорода в опыте составляет 1,4 . 10 моль на 1 г катализатора, Активность определят по скорости гидрирования ацетона и малеата натрия в 0,01

M водном растворе гидроксида натрия. Скорость реакции измеряют обьемным методом по скорости поглощения водорода из газовой фазы. Относительную активность определяют как отношение активности обработанного пероксидом водорода и исходного катализаторов.

Степень извлечения а остаточного алюминия из скелетного никеля в ходе обработки катализатора пероксидом водорода и относительная активность обрабо5

45 танного катализатора гати представлены в таблице, Как следует из таблицы, проведение процесса по примерам 1-3,6,7,10,11,14,15 и

16 позволяет повысить степень извлечения алюминия до 96-98 и активность катализатора до 98-106 $ от исходной. Выход за интервалы параметров способа (примеры

4,5.8.9,12 и 13) приводят или к уменьшению степени извлечения (примеры 4,5,8,9 и 12) или к резкому снижению активности катализатора (пример 13).

Предлагаемый способ удобен, дешев, не требует сложного аппаратурного оформления. Реагент (пероксид водорода) в условиях обработки полностью разлагается нэ

Н2 и Oz и не "загрязняет" катализатор побочными продуктами. Полученный катализатор менее пирофорен, что понижает пожароопасность производства. Проведение циклической обработки катализатора путем попеременного окисления-восстановления поверхности является лучшим методом формирования ее устойчивой структуры, что повышает селективность катализатора по отношению к целевому продукту в реакциях восстановления.

Формула изобретения

Способ удаления остаточного алюминия из скелетного никелевого катализатора путем обработки его пероксидом водорода, отличающийся тем, что, с целью повышения степени удаления алюминия и активности порошкообразного катализатора с радиусом частиц до 100 мкм в реакциях гидрогенизации, обработку проводят в среде (6 — 7,5) M водного раствора щелочи при50 — 75 С и общем расходе пероксида водорода на 1 г катализатора (0,8 — 1,4) l0 моль, причем обработку осуществляют циклически путем попеременного окисления-восстановления при проведении процесса сначала в атмосфере инертного газа, а затем в атмосфере водорода до полного прекращения поглощения последнего из газовой фазы в каждом цикле обработки.

1664398

Составитель 8.Теплякова

Редактор А.Козориэ ТехредM.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Палий

Заказ 2344 Тираж 327. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101