Катализатор для превращения циклических углеводородов

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (()) 519214

Союз Советских

Социалистических

Республик

Г (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.08.74 (21) 2052510/04 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.76. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 06.08.76 (51) М. Кл. - В 01J 23/42

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 66.097.3 (088,8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

О. В. Брагин, Т. Г. Олферьева, И. Н. Ермоленко и А. М. Сафонова

Институт органической химии им. H. Д. Зелинского и институт общей и неорганической химии АН Белорусской ССР (54) КАТАЛ ИЗАТОР

ДЛЯ ПРЕВРАЩЕНИЯ ЦИКЛИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

Изобретение относится к области производства катализаторов для превращений циклических углеводородов, в частности конфигурационной изомеризации диалкилциклоалканов, дегидрирования циклогексанов и гидрирования ароматических углеводородов, напримерр бензол а.

Известен катализатор для превращения циклических углеводородов, содержащий

10% палладия на носителе — активированном угле.

Известен также катализатор для превращения циклических углеводородов, содержащий 1% Pt или 3% Pd на носителе — огнеупорном диатомитовом кирпиче.

Наиболее эффективным является катализатор — платинированный уголь, содержащий

20 вес. % металла.

Высокая степень превращения углеводородов на известном катализаторе достигается в присутствии большого количества благородного металла или при длительном времени контакта исходного углеводорода с катализатором. Термическая стабильность известного катализатора низка. При нагревании до 330—

350 С он заметно снижает свою активность.

С целью повышения активности и термостабильности катализатора при одновременном

".íèæåíèè содержания платины в качестве носителя предлагаемый катализатор содержит пиролитическое углеродное волокно при следующем содержании компонентов, вес. %:

Платина 2,7 — 3,2

Пиролитичсское углеродное волокно О ст аль н ое.

Катализатор готовят пропиткой раствором платинохлористоводородной кислоты вискозного волокна и дальнейшим пиролизом его в

1О инертнои атмосфере до 700"С. Далее платиноуглеродное волокно активируют ьоздухом при

300 С.

П р и и е р. А. Приготовление катализатора.

Вискозное волокно пропитывают 0,03 М

15 раствором платинохлористоводородной кислоты (модуль ванны 10) в течение 24 час затем отжимают и сушат на воздухе. Воздушно-сухую навеску пропитанного вискозного волокна пиролизуют в токе гелия до температуры

700 С. При этом скорость подъема температуры до 150"С 15 C/ìèí, затем выдержка в течение 1 час, до 400 С вЂ” 1,5 С/мин, 400—

600"С вЂ” 2"С/мин, 600 — 700 С вЂ” 4 С/мин, затем выдержка при 700 С в течение 1 час.

Далее полу.ченное платиноуглеродное волокно продувают воздухом со скоростью

250 мл/час при 300 С в течение 20 мин, сухим азотом 1 час и затем пропускают водород (температуру при этом повышают от 20 до

3() 310 С), 519214 (равновесное отношение в этих условиях

0,215). Циклогексан на 83,6 дегидрируется до бензола.

19,1

65,6

14,5

Состав продуктов превращения ttuc-1,2-диметилциклопентана представлен в таблице.

Условия проведения опытов

Состав катализата, вес. О4 .Отношение цистрансизомерам

Количество катализатора, мг

Quc1,2диметилциклопентан

Скорость газа-носителя, мл/час

Транс- l, 2диметил циклопентан

Продукты гидрогенолиза состава С7

Катализатор

Температура, С

4 — 5 (0,0008— — 0,001 r Pt) 40

0,0012 P t) Известный Pt/активированный уголь (20YoPt) 300

2660

51,5

35,0

13,5

0,68

2000

310 г

Предлагаемый Pt/ углеродное волокно (зз" Р1) 65,6

14,5

0,22

20,0

":) Равновесный состав стереоизомеров 1, 2 — диметилциклопеитана при 310 С; цис-17,7, транс-82,3; отношение цис-/транс-равно 0,215.

Формула изобретения

Составитель Н. Путова

Редактор T. Никольская Техред Е. Подурушина Корректор А. Дзесова

Заказ !795/5 Изд. № 1544 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий!!3035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр Сапунова, 2

Готовый катализатор содержит 3 вес. % платины.

Б. Испытание катализатора.

Опыты проводят в микрокаталитической установке с импульсной подачей исходного углеводорода. В реактор загружают 40 мг (содержание платины 1,2 мг) платиноуглеродного волокна. Углеводород вводят в реактор импульсами по 120 мкл. Скорость газаносителя (водород) составляет 2000 мл/час. Продукты реакции поступают в капиллярный хроматограф с пламенно-ионизационным детектором.

Состав продуктов реакции цис-1,2-диметилциклопентана при 310 С, /,:

Углеводороды состава С! — Са 0,8

Продукты гидрогенолиза состава С7

Транс-изомер

Цис-изомер

Отношение изомеров quc-/трансв катализате 0,22

Благодаря использованию в качестве носителя в предлагаемом катализаторе пиролитического углеродного волокна катализатор обладает высокой газопроницаемостью слоя, доступностью активной фазы (платины) мочекулам реагирующих веществ. Платина в высокодисперсном состоянии равномерно распределяется по объему катализатора и жестко фиксируется в угольной матрице, что обеспечивает высокую активность и термостабильность катализатора. Катализатор можно получать в различных формах (волокно, ткань, лента, фильтр и т. д.) 5 Бензол при 250 С и скорости водорода

7700 мл/час на 99,8% превращается в циклогексан.

Конфигурационная изомеризация цис-1-мстил - 3 - этилциклобутана при 230 С в при10 сутствии 10 мг катализатора проходит на

20,1%.

Состав продуктов превращения иис-1,4-диметилциклогексана в этих же условиях сле15 дующий: 23,1 /о транс-изомера, 72,1 /0 иисизомера, 4,8% п-ксилола.

Предлагаемый катализатор проявляет высокую активность в реакции конфигурационной изомеризации диалкилциклопентанов.

25 Катализатор для превращения циклических углеводородов, содержащий пл атину на носителе, отличающийся тем, что,,с целью повышения активности и термостабильности катализатора, в качестве носителя он

30 содержит пиролитическое углеродное волокно при следующем содержании компонентов, вес. %.

Платина 2,7 — 3,2

Пиролитическое углеродное волокно Остальное.