Способ определения активности скелетного никелевого катализатора в реакции гидрирования

 

Изобретение предназначено для упрощения способа и сокращения времени определения активности скелетного никелевого катализатора. Для этого в способе определения активности катализатора в реакции гидрирования, основанном на способности катализатора сорбировать водород, эта способность определяется по значениям удельной магнитной восприимчивости влажного (_вл) и высушенного (_сух) при 60-65°С катализатора, причем катализатор является активным, если выполняется хотя бы одно из двух условий: _вл 2,0 10^-2 м³/кг; _сух 1,5_вл. 5 табл.

Изобретение относится к способам контроля качества катализаторов гидрирования и может быть использовано в препаративном органическом синтезе, в химической, нефтехимической, химико-фармацевтической и масложировой промышленности.

Наиболее распространенным способом определения активности скелетного никелевого катализатора в практике основного органического синтеза является кинетический метод [1]. Метод основан на проведении процесса гидрирования в стандартных условиях.

Недостатками этого способов являются: 1. Длительность (одно испытание продолжается не менее трех часов), сложность и трудоемкость.

2. Неуниверсальность: выводы, сделанные для одного процесса, нельзя распространять на другие процессы.

Ближайшим к заявляемому является способ определения относительной активности пассивированных никелевых катализаторов гидрирования жиров по величинам термодесорбции водорода с поверхности катализатора [2].

Недостаток метода заключается в продолжительности испытания и сложности применяемой аппаратуры, затрудняющей использование метода в производственных условиях.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения активности катализатора в реакции гидрирования, основанном на способности катализатора сорбировать водород, эта способность определяется по значениям удельной магнитной восприимчивости влажного и высушенного при (60...65)^oC катализатора, причем катализатор является активным, если выполняется хотя бы одно из двух условий _вл 2,010^-5 м³/кг; (1а) _сух 1,15 _вл.(1б) Существование корреляции активности со значениями удельной магнитной восприимчивости установлено для реакций.

ГИДРИРОВАНИЯ 1. 4-Окси-2-фенил-н-бутиронитрила в 4-окси-2-фенил-н-бутиламин.

2. и-Никотината натрия в и-нипекотинат натрия.

3. 3-Карбобоэтокси -²- дегидрохинуклидина в 3-карбоэтоксихинуклидин.

ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО АМИНИРОВАНИЯ 1. Фурфурола в фурфуриламин.

2. Масляного альдегида в н-бутиламин.

Новизна изобретения состоит в установлении единой корреляции активности скелетного никелевого катализатора в этих реакциях со значением удельной магнитной восприимчивости (). Для всех указанных реакций критерий активности катализатора выражается одной формулой (1а,б).

Сущность способа заключается в измерении магнитной восприимчивости образца влажного катализатора по методу Фарадея (в магнитометре изодинамического поля при значении магнитной индукции B = (0,5...0,6) Тл, высушивании образца в течение 1,5 часов при температуре (60...65)^oC и повторном измерении магнитной восприимчивости.

Способ осуществляется следующим образом. Пробу пасты катализатора (5..7) г отфильтровывают под вакуумом в измерительную пробирку, взвешенную с записью до четвертой значащей цифры, отбирают навеску около 0,5 г, взвешивают с записью до четвертой значащей цифры; остаток пробы снова увлажняют. Пробирку помещают в измерительную ячейку магнитометра изодинамического поля и измеряют действующую на пробирку магнитную силу при значении магнитной индукции B = (0,2. ..0,3) Тл (F_вл). Затем пробирку помещают в воздушный термостат и высушивают навеску при температуре (60...65)^oC в течение 1,5 часов [при температуре сушки ниже 60^oC анализ неоправданно затягивается, нагрев выше 65^oC недопустим во избежание окисления образца]; вновь взвешивают с записью до четвертой значащей цифры и повторяют измерение магнитной силы при том же значении магнитной индукции, что и для влажной навески (F_сух). Вычисляют магнитную восприимчивость влажного и сухого образцов по формуле _вл= KF_вл/M_вл; (2а) _сух = KF_сух/M_сух, (2б) где K - калибровочный коэффициент прибора;
M_вл, M_сух - масса влажной и высушенной навески, кг.

Сущность изобретения поясняют примеры, приведенные в табл. 1-5.

Эти примеры показывают, что все образцы катализатора, для которых _вл 2,010^-5 м³/кг (примеры 2 и 3 в табл. 1; 2-4 в табл. 2; 1 и 3 в табл. 3; 3 в табл. 4; 3 и 4 в табл. 5) активны (выход продукта соответствует требованиям технической документации на данный процесс).

Однако из прочих образцов неактивны только те, для которых _сух < 1,15 _вл (примеры 7 и 8 в табл. 1; 7 и 8 в табл. 2; 7 и 8 в табл. 3; 7 и 9 в табл. 4; 7 и 9 в табл. 5). Образцы, для которых _сух > 1,15 _вл (начиная с примера 8 в табл. 4), также являются активными.

Таким образом, образец является активным, если выполняется хотя бы одно из условий:
_вл 2,010^-5 м³/кг;
_сух 1,15 _вл.
Предлагаемый метод имеет следующие преимущества по сравнению с традиционными методами.

1. Формулируется единый критерий активности скелетного никелевого катализатора для использования в ряде процессов восстановления.

2. Способ не использует химические методы, не требует сложной аппаратуры, является пожаровзрывобезопасным.

4. Создается возможность оперативно контролировать качество оборотного катализатора и выявлять технологический брак при активации катализатора (пример 7 в табл. 4).

Источники информации
1. Сокольский Д.В. и др. Металлы-катализаторы гидрогенизации. - Алма-Ата: Наука Каз.ССР, 1970, 437 с.

2. Кульевская Ю.С. и др. Труды Всесоюзного научно-исследовательского института жиров. - Л., 1989, с. 162-172.

Формула изобретения

Способ определения активности скелетного никелевого катализатора в реакции гидрирования, основанный на контроле способности катализатора сорбировать водород, отличающийся тем, что эта способность определяется по значению магнитной восприимчивости образца катализатора влажного (_вл) и высушенного (_суx) при 60 - 65^oC, при значении магнитной индукции 0,5 - 0,6 Тл, причем катализатор является активным, если выполняется хотя бы одно из условий _вл 2,0 10 ^-5 м³/кг; _суx 1,5_вл.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2