CS215704B1

CS215704B1 - Method for reactivating copper catalyst

Info

Publication number: CS215704B1
Application number: CS807012A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Pexidr; Josef Pasek; Bohumir Dvorak; Jaromir Lubojacky; Pavel Pavlas; Radovan Rozinek
Original assignee: Vaclav Pexidr; Josef Pasek; Bohumir Dvorak; Jaromir Lubojacky; Pavel Pavlas; Radovan Rozinek
Priority date: 1979-02-08
Filing date: 1980-10-16
Publication date: 1982-09-15
Also published as: CS215703B1

Abstract

Vynález se týká způsobu reaktivace měděného katalyzátoru, vhodného předevěím pro hydrogenaci nitrobenzenu ná anilin v plynné fázi na pevném loži katalyzátoru. Jeho podstata spočívá v tom, že se reaktivace provádí směsí inertního plynu a par nitrobenzenu při teplotě 180 až 230 °C po dobu 10 minut až 4 hodin. Koncentrace par nitrobenzenu ve směsi činí 1 až 5 % mol.The invention relates to a method for reactivating a copper catalyst, suitable in particular for the hydrogenation of nitrobenzene to aniline in the gas phase on a fixed catalyst bed. Its essence lies in the fact that the reactivation is carried out with a mixture of inert gas and nitrobenzene vapors at a temperature of 180 to 230 ° C for a period of 10 minutes to 4 hours. The concentration of nitrobenzene vapors in the mixture is 1 to 5 mol %.

Description

Vynález ee týká způsobu reaktivace měd-ěného katalyzátoru, vhodného především pro hydrogenaci nitrobenzenu na anilin v plynné fázi na pevném loži katalyzátoru.The invention relates to a process for reactivating a copper catalyst, particularly suitable for the hydrogenation of nitrobenzene to aniline in the gas phase on a fixed catalyst bed.

Při hydrogenaci nitrobenzenu na anilin na měděných nosičových katalyzátorech dochází k desaktivaci katalyzátoru. Vedlejší vysokomolekulérní produkty reakce postupně blokují povrch katalyzátoru. Rychlost desaktivace závisí na rychlosti snižování aktivního povrchu katalyzátoru sintrací nebo působením katalytických jedů přítomných v reakční směsí., životnost katalyzátoru tedy ovlivňují podmínky panující v reaktoru a čistota vstupující reakční směsi.The hydrogenation of nitrobenzene to aniline on copper supported catalysts results in catalyst deactivation. The high molecular weight by-products of the reaction gradually block the catalyst surface. The rate of deactivation depends on the rate of reduction of the active surface of the catalyst by sintering or by the action of catalytic poisons present in the reaction mixture, thus the catalyst life and the purity of the incoming reaction mixture influence the catalyst life.

Aktivitu katalyzátoru lze částečně obnovit regenerací, která spočívá v tom, že na katalyzátor se vede směs kyslíku a inertního plynu při teplotě 300 pž 400 °C nebo se na katalyzátor jeětě působí vodní parou. Regenerace vyžaduje složitá a nákladné zařízení. Měň se jí převádí do formy oxidů, čímž se odstraní vysokomolekulérní úsady. Oxidy mědi je však ještě třeba redukovat na měň. Výsledný efekt regenerace je silně závislý na vlastnostech katalyzátoru. V případě, že je katalyzátor málo pevný, může dojít až k jeho rozpadu, což sé nepříznivě projeví ve výrazném vzrůstu tlakové ztráty reaktoru. Vzhledem k vysoké teplotě, při které probíhá oxidace, může dojít až k sintraoi mědi.The activity of the catalyst can be partially restored by regeneration, which consists in passing on the catalyst a mixture of oxygen and an inert gas at a temperature of 300 to 400 ° C or treating the catalyst with water vapor. Regeneration requires complex and costly equipment. It transforms it into oxides, thereby removing high molecular weight deposits. However, copper oxides still need to be reduced to currency. The resulting regeneration effect is strongly dependent on the properties of the catalyst. If the catalyst is of low strength, it may even break down, adversely affecting the significant pressure drop of the reactor. Due to the high temperature at which oxidation takes place, copper sintraoi can occur.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob reaktivace měděného katalyzátoru pro hydrogenaci nitro benzenu na anilin v plynná fázi na pevném loži katalyzátoru podle vynálezu. Jaho podstata spočívá v tom, že se reaktivace provádí směsí inertního plynu a par nitrobenzenu při teplotě 180 až 230 °C po dobu 10 minut až čtyř hodin, přičemž koncentrace par nitrobenzenu ve směsi činí 1 až 5 % mol. Reaktivace se může s výhodou provádět pulzací koncentrace nitrobenzenu, popřípadě pulzací celkového tlaku v rozmezí 10 kPa. Frekvence pulzů činí 2 až 30 pulzů za hodinu a doba pulzace je 30 až 120 minut. Počet reaktivací tímto způsobem nebo délka trvání reaktivace se řídí především podle vzrůstu tlakové ztráty reaktoru při reaktivaci.These drawbacks are overcome by the process of reactivating a copper catalyst for the hydrogenation of nitro benzene to aniline in the gas phase on a fixed bed catalyst according to the invention. The principle is that the reactivation is carried out with a mixture of inert gas and nitrobenzene vapor at a temperature of 180 to 230 ° C for 10 minutes to four hours, the nitrobenzene vapor concentration in the mixture being 1 to 5 mol%. The reactivation can preferably be carried out by pulsating the nitrobenzene concentration or by pulsating the total pressure in the range of 10 kPa. The pulse frequency is 2 to 30 pulses per hour and the pulsation time is 30 to 120 minutes. The number of reactivations in this way or the duration of the reactivation is controlled primarily according to the increase in reactor pressure drop during reactivation.

Výhodou způsobu reaktivace katalyzátoru podle vynálezu je, že nevyžaduje žádná zvláštní zařízení a není nutné pracovat při podmínkách příliš odlišných od normálních podmínek při hydrogenaci nitrobenzenu. Rozpad katalyzátoru je při tomto způeohu reaktivace jen částečný, a proto i tlaková ztráta po reaktivaci je nižší než po regeneraci. Další výhodou je, že ae , zkracuje doba potřebná k provedení reaktivace i následné redukce oxidů na měň.An advantage of the process of reactivating the catalyst of the invention is that it does not require any special equipment and does not need to be operated under conditions that are too different from the normal conditions for the hydrogenation of nitrobenzene. The catalyst decomposition is only partial in this reactivation process, and therefore the pressure loss after reactivation is lower than after regeneration. A further advantage is that ae, the time required to effect reactivation and subsequent reduction of oxides to currency is reduced.

Způsob reakce katalyzátoru podle vynálezu je blíže objasněn v následujících příkladech provedení.The reaction of the catalyst according to the invention is explained in more detail in the following examples.

Přiklad 1Example 1

Hydrogenace nitrobenzenu probíhá 200 hodin od nasazení čerstvého katalyzátoru. V táto době je zatížení katalyzátoru v reaktoru 500 g nitrobenzenu na 1 kg katalyzátoru, teplota chladicí lázně 210 °C, molární poměr hydrogenační plyn : nitrobenzen je 12 : 1 a celkový tlak P,20 MPa. Hydrogenace se přeruší zastavením nástřiku nitrobenzenu do reaktoru, zatímco vodík prochází reaktorem dále. Reaktor ae propláchne vodní parou, která desorbuje většinu anilinu z katalyzátoru. Postupně se připouští do plynu dusík a snižuje se dávkování vodíku do plynného okruhu. Při neustálé cirkulaci plynů se přívod vodíku do cirkulačního okruhu zastaví. Přitom se udržuje teplota chladicí lázně a tlak na hodnotách jako při hydrogenaci. Po snížení obsahu spalitel' ných látek v plynu obsahujících převážně dusík se začne dávkovat do reaktoru nitrobenzen, a to v množství 20 % z původního nástřiku při, hydrogenaci. Koncentrace nitrobenzenu v plynu je přitom 1 % mol. Dávkování nitrobenzenu ae provádí po dobu 2 hodin. Potom se nástřik zastaví á dusík se nehradí vodíkem až do dosažení koncentrace běžné při hydrogenaci. Tohoto stavu se dosáhne po 3 hodinách dávkování vodíku. Potom se znovu obnoví nástřik nitrobenzenu.Nitrobenzene hydrogenation takes place 200 hours after the introduction of the fresh catalyst. At this time, the catalyst loading in the reactor was 500 grams of nitrobenzene per kg of catalyst, the cooling bath temperature was 210 ° C, the hydrogenation: nitrobenzene molar ratio was 12: 1, and the total pressure was P, 20 MPa. Hydrogenation is interrupted by stopping nitrobenzene feed into the reactor while hydrogen passes through the reactor further. The reactor ae is purged with steam, which desorbs most of the aniline from the catalyst. Nitrogen is gradually introduced into the gas and the hydrogen dosage to the gas circuit is reduced. When the gas is continuously circulated, the hydrogen supply to the circulation circuit is stopped. The temperature of the cooling bath and the pressure are maintained as in hydrogenation. After reducing the content of combustible substances in the gas containing predominantly nitrogen, nitrobenzene is introduced into the reactor in an amount of 20% of the initial feed rate during the hydrogenation. The nitrobenzene concentration in the gas is 1 mol%. Dosing of nitrobenzene ae is carried out for 2 hours. Thereafter, the feed was stopped and nitrogen was not replaced with hydrogen until the hydrogenation concentration was reached. This is achieved after 3 hours of hydrogen dosing. Nitrobenzene injection is then resumed.

Životnost katalyzátoru se tímto způsobem prodlouží o 20 %,Catalyst life is extended by 20% in this way,

Přiklad 2Example 2

V tomto příkladu je popsán způsob reaktivace pulzaci tlaku a koncentrace vodíku.In this example, a method for reactivating pressure pulsation and hydrogen concentration is described.

Ve stejná době provozu katalyzátoru, jaká je uvedena v příkladu 1, se v intervalu 15 minut uzavírá a otevírá odplyn z cirkulačního okruhu plynů po dobu 1 hodiny, a to tak, že celkový tlak v aparatuře nestoupne nad hodnotu, která je o 20 % nižší než maximální přípustný tlak. Potě se zkontroluje tlaková ztráta reaktoru. Jestliže nestoupne, opakuje se uvedený postup ještě další hodinu. Pulzace prováděné stejným způsobem se provádějí každých 200 hodin provozu, životnost katalyzátoru vzroste o 2055.At the same catalyst operating time as in Example 1, the circulating gas from the circulating gas circuit is closed and opened for 1 hour at 15 minute intervals so that the total pressure in the apparatus does not rise above 20% lower than the maximum allowable pressure. The pressure drop of the reactor is then checked. If it does not rise, repeat the procedure for an additional hour. The pulsations performed in the same manner are performed every 200 hours of operation, the catalyst life increases by 2055.

Příklad 3Example 3

Postup tohoto příkladu se liší od postupu uvedeného v příkladu 2 tím, že pulzy tlaku a koncentrace vodíku se dosahují zapínáním a vypínáním kompresoru pro dávkování dusíku do aparatury, a to v intervalu 10 minut po dobu jedné hodiny.The procedure of this example differs from that of Example 2 in that the pressure pulses and hydrogen concentration are achieved by turning the nitrogen compressor on and off to the apparatus at 10 minute intervals for one hour.

Životnost katalyzátoru se zvýší o 20 %.Catalyst life is increased by 20%.

Vynález je možno využít při výrobě anilinu hydrogenaoí nitrobenzenu v plynné fázi na pevně uloženém měděném katalyzátoru.The invention can be used in the preparation of aniline by the hydrogenation of nitrobenzene in the gas phase on a fixed copper catalyst.

Claims

Process for reactivating a copper catalyst for the hydrogenation of nitrobenzene to aniline in the gas phase on a fixed catalyst bed, characterized in that the reactivation is carried out with a mixture of inert gas and nitrobenzene vapor at a temperature of 180 to 230 ° C for 10 minutes to 4 hours. in the mixture is 1 to 5% bel.