CS206836B1 - Manufacturing process of catalyst for vinylacetate synthesis based on activated carbon and apparatus for its realization - Google Patents

Description

POPIS VYNÁLEZU

K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU

ČESKOSLOVENSKA SOCIALISTICKÁ

REPUBLIKA (19)

(61) (23) Výstavná priorita(22) Přihlášené 10 05 79(21)PV >174-79 206 836 (Π) (Bl) (51) Int. Cl3 B 01 J 37/02B 01 J 37/02,21/18, 23/06

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY (40) Zverejnené. 15 09 80(45) Vydané 15 02 84 (75)

Autor vynálezu ŠTIFNER ŠTEFAN ing., VOLEK IMRXCH ing. CSo., SIKORAI ŠTEFAN ing,, 0RAVECEDUARD ing., BURANSKÝ JÁN ing. a JURÁŠEK FRANTIŠEK ing., ŠAÍA (54) Spósob výroby katalyzátora pre syntézu vinylaoetátu na bázi aktívneho uhlia a zaria-denie na jeho uskutočňovanie 1

Vynález sa týká výroby katalyzátora na bázi aktívneho uhlia pre syntézu vinylacetá-tu a zariadenia na jeho uskutožůovanie, Výroba katalyzátora na aktívnom uhlí ako nosiči podl’a doteraz známých postupov sauskutočňuje impregnáoiou nosiča vodným roztokem katalytickéj soli. Na aktivnyoh centráohvysókoporóznej štruktúry aktívneho uhlia doohádza k vazbě esenciálnej zložky na nosič,v dásledku Sobo sa podstatné zmenší aj volný objem hotového katalyzátora. Protože aktivi-ta katalyzátorov okrem iných kvalitatívnyoh ukazovatďov závisí v prvom radě od koncen-trácie aktívnej zložky a přístupových ciest k aktívnym centrám, vykazuje závislost? aktivi-ty na uvedených parametroch maximum, Jeho poloha sa zisťuje optimalizáoiou. To znamená,že koncentráciu esenciálnej zložky možno zvyšovat’ len dovtedy, pokial* absolútna hodnotanegativného vplyvu zmenšovania volného objemu na aktivitu, reprezentovaná měrným povrchem,nepresiahne vzostup aktivity pre.příslušný nárast koncentrácie aktívnej zložky v katalyzá-tore, Hodnota měrného povrchu pri doteraz používaných spSsoboch impregnácie klesne u ho-tových katalyzátorov spravidla na desatinu i viac póvodnej hodnoty měrného povrohu nosi-ča a pohybuje sa v rozmedziach 60 až 200 m /g.

Uvedené nedostatky odstraňuje spdsob výroby katalyzátora pre syntézu vinylaoetátuna bázi aktívneho uhlia, ktorý sa získává impregnáoiou aktívneho uhlia roztokmi octanuzinočnatého podTa vynálezu, ktorého podstatou je, příprava impregnačného roztoku použitím 2 rozpúSťadla, kterého povrohové napátie má hodnotu od 0,02 do 0,03 N/m pri 20 °C, ako jemetanol, metylacetát, aoetón, etanol alebo Zmes takéhoto rozpúSťadla a vody s obsahom 1 až 50 $ hmot, vody v zmesi. Podstata zarladenla na uskutočňovanie spčsobu podl’a vyná-lezu, ktoré pozostáva z rotačněj válcovitéj nádoby, prúdového· přístroje, výweníkov tepla,zásobníka a prístrojov na transport médii včítane merania a reguláoie, spočívá v tom, žerotačná valoovitá nádoba s duplikátorom opatřená plniaoim a vyprázdňovacím otvorem privo-dom dusika, přívodem a odvodom vyhrievaoieho média je výstupným potrubím napojená na sa-du stranu prúdového pristroja, ktorého výstupný priestor je potrubím napojený na zásob-ník opatřený výmenníkom tepla, pričom zásobník je napojený jednak potrubím na vstupnýpriestor prúdového pristroja a jednak vrchnou časťou potrubím na vstupná časť kondenzá-tora napojeného výstupnou časťou potrubím spát’ na přívod dusika. Použitím rozpúSťadla s nižčím povrchovým napdtím sa dosahuje v zrovnateltaýoh teplotnýoh podmienkach Salekov&čšieho zmáčania tuhého povrohu porézneho nosiča, čím dčjde k rovnoměrnému rozloženiuaktivněj látky po povrchu nosiča a zabráni sa upchávaniu pórov pri impregnáoii. Pretožesa jedná o vzájomné silové pčsobenia medzi tuhou a kvapalnou fázou, pričom sa prejavujúvlastnosti fáz súvisiaoe so zmáčatemosťou tuhého povrchu a zmáčaoou sohopnosťou kvapali-ny, kde kvalita tuhého povrohu je konStantná, daná kvalitou nosiča, zlepčenie sa dosiah-ne změnou vlastnosti kvapalnej fázy, Tuto změnu je možné uskutečnit* právě změnou povr-chového napStia kvapalnej fázy (impregnačného roztoku), ktoré má popři ostatných fakto-rooh ako sú volná povrchová energia, medzipovrohové nap&tie na rozhraní fáz oharakterfyzikálněj a chemickéj Struktúry povrchu tuhéj fázy, difúzia, adhézia atá., rozhodujúouúlohu na vytváranie nového fázového rozhrania tuhé j a kvapalnej fázy na miestach póvodné-ho fázového rozhrania tuhéj a plynnéj fázy. Na pripojenom výkrese je znázorněné zariade-nie na uskutočňovanie spčsobu výroby katalyzátora podl’a vynálezu, kde rotačná valoovitánádoba Jl_ s duplikátorom opatřená plniaoim a vyprázdňovacím otvorom 2 ale aj privodom 3.dusika, privodom 4 a odvodom vyhrievaoieho média je výstupným potrubím 6, ktorým saodsávajú páry rozpúáťadiel a dusika napojená na saoiu stranu prúdového pristroja 2.·stupným priestorom prúdového pristroja £ sa dopravuje táto zmes do zásobníka 2 ktorý jeopatřený výmenníkom 10 tepla, ktorým sa chladí obsah zásobníka>2« Kondenzát zo zásobníka 2 oez potrubie 11 sa dávkuje na vstup do prúdového pristroja 2· Dnsíka s časťou párrozpúžťadla oddělený v zásobníku 2 sa yedie potrubím 12 do kondenzátora 13 kde eáteskondenzuje část* rozpúáťadiel a postupuje potrubím 14 a privodom 2 úo rotačněj valoovi-tej nádoby Výhody uvádzaného vynálezu spočívájú predovSetkým v podstatnom znížení spotrebnýohnoriem surovin na výrobu katalyzátora, pričom nevznikájú žiadne exhaláty ani ódpadné vo-dy, ktoré by obsahovali zbytky rozpúáťadiel či zlúčehín zinku, Použitie spčsobu a zaria-denia podTa vynálezu s uzavretým okruhom je taktiež vel*mi výhodné aj z hradiska jednodu-cho j reguláoie a mernej spotřeby energii. Výrazné vyááieho účinku sa váak dosahuje v oh-radě výs lednej kvality vyrábaného katalyzátora ktorého měrný povrch je v zrovnaní s do-teraz známými spčsobmi, při zachovaní rovnakej konoentráoie aktivněj látky v katalyzáto- 3 re, 3 až 10 krát vdčší. Táto veličina okrem dalších menej významných faktorov je priamoúměrná dosahovanej dížke praoovného cyklu katalyzátore v prientyselnora použiti a okremzvýšenia fondu pracovnej doby výrobně podstatné znižuje jeho spotrebnú normu. Ďal’3ou vý-hodou je aj samotná skrátenie doby potrebnej na sušenie katalyzátora, Čim sa zvýši výkonzariadenia a teda zniži potřeba investičných nákladov. Přiklad 1

Do rotačnej válcovitéj nádoby £ sa oez plniaoi a vyprázdňovaci otvor 2 nadávkuje100 hmot. dielov aktivneho uhlia, ktoré má tvar valčekov o priemere 5 až 6 mm, měrný po-vrch 1480 m2/g a vyhřeje sa v prúde dusika ktorý vstupuje privodom 3 dusika na 60 °C tep-lovodným mádiom, ktorá cirkuluje v duplikátore oez privod 4 a odvod £, Po vyhriati obsahusa do rotačněj válcovitéj nádoby 4 nadávkuje 80 hmot. dielov impregnačného roztoku vyhria-teho na 60 °C, ktorý bol připravený rozpustenim 13 hmot. dielov kysličnika zinočnatéhov zmesi 20 hmot. dielov kyseliny ootovej, 20 hmot. dielov vody a jeho zriedením 27 hmot.dielami metylalkoholu. Impregnáoia prebieha pri teplote 60 °C po čas dvoch hodin v atmos-féře dusika, pričom sa rotačná válcovitá nádoba £ otáča rýohlosťou 4 otáčok/h. Po ukonče-ni impregnácie následuje sušenie katalyzátore, ktoré sa uskutočňuje postupným zvyšovánímteploty oleja v duplikátore rotačněj válcovitéj nádoby _1_, pričom rýchlosť zvyšovania tep-loty-je najviac 6 °C za hodinu. Súčasne sa oez potrubie 6 odsávajú páry rozpúšťadiels přítomným dusikom pomooou prúdového pristroja £. 2im sa celkový tlak v rotačnej válco-vité j nádobě _£ udržuje v intervale 0,065 až 0,08 MPa, Hnacinprostředím prúdového pristro-ja 7, «1® oohladená zmes rozpúšťadiel impregnačného roztoku, ktoré sa čerpajú cez potrubie11 na vstup prúdového pristroja £. v prúdovom přístroji 7 odťahujú prúd pár rozpúšťadielspolu s časťou dusika a pokračujú potrubím 8 do zásobníka £ , kde sa ochladla. V zásobní-ku £ oddělený dusík spolu s neskondenzovánými parami rozpúšťadiel je vedený potrubím 12do kondenzátora 13 kde skondenzuje ešte časť pár rozpúšťadiel a neskondenzovaný podřelspolu a prúdom dusika sa vedle naapáť cez potrubie 14 do rotačnej valoovitej nádoby J_.Privodom £ dusika sa v priebehu sušenia přidává len množstvo dusika potřebné na krytiestrát netesnosťami v zarladěni. Celková doba sušenia bola 15,5 hodin a najvyššia teplotaoleja v plášti 120 °C na konoi sušenia. Získaný katalyzátor mal nasledujúcu kvalitu:

Obsah Zn/CH^COO/g . 2 HgO ($hmot.) 26,42 o Měrný povrch (m /g) 803

Vlhkost’ (% hmot.) 0,5 Příklad 2

Praktické uskutočnenie je zhodné ako v příklade 1 s tým rozdielom, že 100 hm, d.aktivneho uhlia aa impregnuje 300 hm. d. impregnačného roztoku pri teplote 40 °C, ktorýsa získá rozpustenim 50 hm. d. krystalického ootanu zinočnatého v 150 hm. d. metanolu.

Po dvoch hodinách impregnácie sa prebytočný roztok zleje a áal’ší postup zostáva nezměně-ný ako v přiklade 1. Doba sušenia bola 11 hodin a získaný katalyzátor mal naaledovné

Claims (2)

4 kvalitativně parametre: Obsah Zn/CH^COO/g . 2 H.,0Měrný povroh Vlhkost’ (# hmot,) 24,11 (m2/g) 841 {$> hmot,) 0,4 Přiklad 3 Uskutočnenie je zhodné ako v přiklade 1 s tým, že na zriedenie vodného roztoka oota-nu zinočnatého sa použilo 27 hmot, dielov metylaoetátu, acetonu, připadne etanolu, Bobasušenia zostala nezmenená a získaný katalyzátor mal následovně kvalitativně parametre: Použité rozpúSťadlo Obsah ootanu(% hmot.) Měrný povrch( »2/e ) Vlhkost’(% hmot, ) metylaoetát 25,47 736 0,6 aceton 27,06 812 °’3 ' etanol 24,92 763 0,4 ·'· Možnosti využitia vynálezu sa neobmedzujú iba na výrobu katalyzátora pre priemysel-nú syntézu vinylaoetátu impregnačnými postupmi na aktivnom uhlí ako nosiči, tento spdsobje využitelný aj na výrobu Salěioh katalyzátorov. kde je noSičom aktivně uhlie a požadujesa vysoká porozita výsledného katalyzátora. Zariadenie je v ddsledku uzatvoreného cyklupodtlakového a kondenzaSného okruhu vhodné váade tam, kďe sa praouje so zdraviu Škodli-vými rozpúSťádlami a relativné veltai prohavými látkami, ktoré obtiažne kondenzujú prizníženom tlaku. Ako příklad použitia slúži suSenie vlhkého práškového polyvinylalkoholu,kde je potřebné suSenim oddělit* 70 až 80 % hmotovýoh matečných lúhov, ktoré tvoří v pod-statě metanol a primesou metylaoetátu. PREDMET VYNÁLEZU

1, Spósob výroby katalyzátora pre syntézu vinylaoetátu ne bázi aktívneho uhlia, ktorýsa získává impregnáciou aktívneho uhlia roztokmi ootanu zino&natého, vyznačujúoi satým, že na přípravu impregnačného roztoku sa použije rozpúSťadlo, ktorého povrohovénapátie má hodnotu od 0,02 do 0,03 N/m pri 20 °C, ako je metanol, metylaoetát, aoetónetanol alebo zmes takého to rozpúSťadla a vody s obsahom 1 až 50 % hmotnostnýoh vody v zmesi.

2, Zariadenie na uskutočňovanie spdsobu podl’a bodu 1 pozostávajúoe z rotačnej válcovitéjnádoby, prúdového prístroja, výmenníkov tepla, zásobníka a pristrojov na transport médlí včitane merania a reguláoie, vyznačujúoe sa tým, že rotačhá válcovitá nádoba /1/s duplikátorom opatřená plniacim a vyprázdňovaoim otvorom /2/, prívodom /3/ dusíka,prívodom /4/ a odvodom /5/ vyhrievaoieho média je výstupným potrubím /6/ napojená na saciu stranu prúdového prístroja /7/, ktorého výstupný priestor je potrubím /8/ napojený na zásobník /9/ opatřený výmenníkom /10/ tepla, pričom zásobník /9/ je nápoje- 5 ný jednak potrubím /11/ na vstupný priestor prúdového prístroja /7/ a jednak vrchnoučasťou potrubím /12/ ha vstupnú časť kondenzátora /13/ napojeného výstupnou časťou po-trubím /14/ na přívod /3/ dusíka. '1 výkres

v