CS234642B1 - Process for stabilizing activated hydrogen cobalt catalyst - Google Patents

Process for stabilizing activated hydrogen cobalt catalyst Download PDF

Info

Publication number
CS234642B1
CS234642B1 CS141784A CS141784A CS234642B1 CS 234642 B1 CS234642 B1 CS 234642B1 CS 141784 A CS141784 A CS 141784A CS 141784 A CS141784 A CS 141784A CS 234642 B1 CS234642 B1 CS 234642B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
catalyst
stabilized
stream
activated
temperature
Prior art date
Application number
CS141784A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Bohumir Dvorak
Josef Pasek
Pavel Pavlas
Ivo Neuvirt
Jaromir Lubojacky
Original Assignee
Bohumir Dvorak
Josef Pasek
Pavel Pavlas
Ivo Neuvirt
Jaromir Lubojacky
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bohumir Dvorak, Josef Pasek, Pavel Pavlas, Ivo Neuvirt, Jaromir Lubojacky filed Critical Bohumir Dvorak
Priority to CS141784A priority Critical patent/CS234642B1/en
Publication of CS234642B1 publication Critical patent/CS234642B1/en

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Aktivovaný katalyzátor, promotovaný jedním uhličitanem ze skupiny uhličitanů alkalických kovů a obsahující 25 až 60 hmot. & kobaltu, se nejprve proudem vodíku ochladí na teplotu nižší než 55 °C a po propláchnuti proudem inertního plynu se stabilizuje při počáteční teplotě 15 °C až 55 °C proudem plynné směsi inertní plyn-kyslík, jejíž vstupní počáteční 0 koncentrace kyslíku 0,3 obj. 0 se postup- , ně zvyšuje až na 21 obj. %, přičemž mail ximální teplota ve vrstvě katalyzátoru nesmí přesáhnout teplotu 70 °C.The activated catalyst, promoted by one carbonate from the group of alkali metal carbonates and containing 25 to 60 wt. % of cobalt, is first cooled to a temperature below 55 °C by a stream of hydrogen and, after flushing with a stream of inert gas, is stabilized at an initial temperature of 15 °C to 55 °C by a stream of an inert gas-oxygen gas mixture, the initial inlet oxygen concentration of which is 0.3 vol. % is gradually increased up to 21 vol. %, while the maximum temperature in the catalyst layer must not exceed 70 °C.

Description

Vynález se hýká způsobu stabilizace kobaltového katalyzátoru pro selektivní hydrogenací anilinu na cyklohexylamin.The invention relates to a method for stabilizing a cobalt catalyst for the selective hydrogenation of aniline to cyclohexylamine.

Kobaltové, niklové a některé další kovové hydrogenační kata„ lyzátory jsou v aktivovaném stavu pyroforické a tedy na vzduchu nestálé. Jejich aktivace se proto nejčastěji provádí až v zařízení, určeném pro katalytický proces. V technologiích/ jejichž reakční teplota je ve srovnání s teplotou aktivace katalyzátoru výrazně nižší, jsou používány stabilizované typy kovových katalyzátorů. Stabilizované katalyzátory mají podstatnou část účinné složky již v aktivovaném stavu, která je proti rychlé a nekontrolovatelné oxidaci vzdušným kyslíkem chráněna vrstvou povrchově sorbovaného kyslíku. Reaktivaci stabilizovaných katalyzátorů lze potom provádět při teplotách srovnatelných nebo nižších než je reakční teplota katalyzované reakce.Cobalt, nickel and some other metal hydrogenation catalysts are pyrophoric in the activated state and therefore unstable in air. Their activation is therefore most often carried out in equipment intended for the catalytic process. Stabilized types of metal catalysts are used in technologies whose reaction temperature is significantly lower than the catalyst activation temperature. Stabilized catalysts have a significant part of the active component already in the activated state, which is protected against rapid and uncontrolled oxidation by atmospheric oxygen by a layer of surface-sorbed oxygen. Reactivation of stabilized catalysts can then be carried out at temperatures comparable to or lower than the reaction temperature of the catalyzed reaction.

Princip stabilizace, to je ochrana aktivního kovového povrchu před nekontrolovanou oxidací vzdušným kyslíkem, je všeobecně znávý. Známe stabilizační postupy jsou v řadě případů specifické nejen pro typ katalyzátoru, ale i pro technologický proces. Uchovávání Raney-ových typů katalyzátorů pod rozpouštědly nebo opracování jejich povrchů různými organickými látkami jsou'patentované stabilizační postupy /Brit.pat. 791 658, USA pat. 4 176.092/, jejichž aplikace je vázána na hydrogenace probíhající v kapalné fázi a technologicky nejčastěji realizované v násadových reaktorech. Kovové.katalyzátory, používané při hydrogenacích v plynné fázi, jsou nejčastěji stabilizovány tepelnou desorpci vodíku v proudu inertního plynu nebo teplotou a parciálním tlakem kyslíku řízeným odstraňováním vodíku z povrchu katalyzátoru, příp. kombinací obou uvedených způsobů /Něm.pat,. 157 161/. Citované postupy chráníThe principle of stabilization, i.e. the protection of the active metal surface from uncontrolled oxidation by atmospheric oxygen, is generally known. Known stabilization procedures are in many cases specific not only to the type of catalyst, but also to the technological process. Storing Raney types of catalysts under solvents or treating their surfaces with various organic substances are patented stabilization procedures /Brit. Pat. 791 658, USA Pat. 4 176.092/, the application of which is linked to hydrogenations taking place in the liquid phase and technologically most often implemented in batch reactors. Metal catalysts used in hydrogenations in the gas phase are most often stabilized by thermal desorption of hydrogen in a stream of inert gas or by temperature and partial pressure of oxygen controlled by removal of hydrogen from the catalyst surface, or by a combination of both methods /Ger. Pat. 157 161/. The cited procedures protect

234 642 výlučně způsoby stabilizace niklových katalyzátorů. Implicitně uváděná možnost stabilizace kobaltových katalyzátorů není dokladována ani příklady ani specifikací podmínek stabilizace.234,642 exclusively describes methods for stabilizing nickel catalysts. The implicitly stated possibility of stabilizing cobalt catalysts is not supported by either examples or specification of stabilization conditions.

Mezeru v oblasti stabilizace kobaltových hydrogenačních katalyzátorů odstraňuje navrhovaný postup stabilizace,, vyznačený tím, že vrstva aktivovaného kobaltového katalyzátoru, promotovaného jedním uhličitanem ze skupiny uhličitanů alkalických kovů a obsahujícího 2’5 až 60 hmot, % kobaltu se nejprve proudem vodíku ochladí na teplotu nižší než 55 °C a po propláchnutí proudem inertního plynu se stabilizuje při počáteční teplotě 15 až 55 °G proudem plynné směsi inertního plynu a kyslíku, jejíž vstupní počáteční koncentrace kyslíku 0,3 obj. % se postupně zvyšuje až na 21 obj. %, přičemž aby maximální teplota ve vrstvě katalyzátoru nesmí přesáhnout 70 °C.The gap in the area of stabilization of cobalt hydrogenation catalysts is eliminated by the proposed stabilization procedure, characterized in that a layer of activated cobalt catalyst, promoted by one carbonate from the group of alkali metal carbonates and containing 2.5 to 60 wt. % cobalt, is first cooled to a temperature below 55 °C by a stream of hydrogen and, after flushing with a stream of inert gas, is stabilized at an initial temperature of 15 to 55 °C by a stream of a gaseous mixture of inert gas and oxygen, the initial oxygen concentration of which is 0.3 vol. % is gradually increased up to 21 vol. %, while the maximum temperature in the catalyst layer must not exceed 70 °C.

Popsaný stabilizační postup odstraňuje pyroforické vlastnosti aktivovaného kobaltového katalyzátoru a umožňuje jeho dlouhodobé skladování / 5 000 hodin/ i manipulaci ve vzdušné atmosféře beze změny jeho počáteční katalytické aktivity. Účinnost stabilizace byla posuzována hodnocením katalytické aktivity stabilizovaného a dlouhodobě ve vzdušné atmosféře skladovaného katalyzátoru po jeho reaktivaci v proudu vodíku po dobu jedné hodiny při teplotě 200 °C. Způsob stabilizace a její účinnost dokumentují následující příklady.The described stabilization procedure removes the pyrophoric properties of the activated cobalt catalyst and allows its long-term storage /5,000 hours/ and manipulation in an air atmosphere without changing its initial catalytic activity. The effectiveness of stabilization was assessed by evaluating the catalytic activity of the stabilized and long-term stored catalyst in an air atmosphere after its reactivation in a hydrogen stream for one hour at a temperature of 200 °C. The stabilization method and its effectiveness are documented in the following examples.

Příklad 1 g komerčního kobaltového katalyzátoru bylo aktivováno 10 hodin proudem čistého vodíku o objemové rychlosti 1 000 m^/m? h při teplotě 260 °C. Vrstva aktivovaného katalyzátoru byla po ochlazení v proudu vodíku na teplotu 18 °C nejprve·propláchnuta dusíkem a potom při počáteční teplotě 18 °C stabilizována proudem plynné směsi dusík-kyslík. Vstupní počáteční koncentrace kyslíku v plynné směsi byla 0,3 obj. %. Průběh stabilizace byl kontrolován měřením axiálního teplotního profilu stabilizované vrstvy katalyzátoru. Parciální tlak kyslíku /při celkovém tlaku 0,1 MPa/ byl skokově zvyšován z počáteční hodnoty 0,3 kpa přes 1,2 kPa až naExample 1 g of commercial cobalt catalyst was activated for 10 hours by a stream of pure hydrogen with a volume velocity of 1,000 m^/m? h at a temperature of 260 °C. The activated catalyst layer was first flushed with nitrogen after cooling in a stream of hydrogen to a temperature of 18 °C and then stabilized at an initial temperature of 18 °C by a stream of nitrogen-oxygen gas mixture. The initial inlet concentration of oxygen in the gas mixture was 0.3 vol. %. The stabilization process was monitored by measuring the axial temperature profile of the stabilized catalyst layer. The partial pressure of oxygen /at a total pressure of 0.1 MPa/ was increased stepwise from the initial value of 0.3 kPa through 1.2 kPa to

- 3 234 642 hodnotu 21 kPa vždy po dosažení izotermičnosti po celé délce stabilizované vrstvy katalyzátoru. Objemová rychlost proudění plynné směsi byla po celou dobu stabilizace 850 m^/m^ h. Účinnost stabilizace dokumentují hodnoty relativní katalytické aktivity stabilizovaného a ve vzdušné atmosféře skladovaného kobaltového katalyzátoru /tabulka 1/.- 3 234 642 value of 21 kPa always after achieving isothermality along the entire length of the stabilized catalyst layer. The volumetric flow rate of the gas mixture was 850 m^/m^ h throughout the stabilization period. The efficiency of stabilization is documented by the values of the relative catalytic activity of the stabilized and stored cobalt catalyst in the air atmosphere /table 1/.

. Příklad 2 g komerčního kobaltového katalyzátoru bylo aktivováno stejným postupem jako v příkladu 1. Vrstva aktivovaného katalyzátoru byla po ochlazení v proudu vodíku na teplotu 40 °C nejprve propláchnuta dusíkem a při stejné teplotě potom stabilizována proudem plynné směsi dusík-kyslík. Počáteční parciální tlak kyslíku v plynné směsi 0,3 kPa byl potom postupně zvyšován na 1,2 kPa a 21 kPa. Parciální tlgk kyslíku byl zvyšován vždy až po ustálení izotermického režimu ve vrstvě katalyzátoru. Objemová rychlost proudění plynné směsi byla po celou dobu stabilizace 1 000 m5/m^ h. Účinnost stabilizace byla posuzována analogicky jako v příkladu 1.. Example 2 g of commercial cobalt catalyst was activated by the same procedure as in Example 1. The activated catalyst layer was first flushed with nitrogen after cooling in a hydrogen stream to a temperature of 40 °C and then stabilized at the same temperature with a stream of nitrogen-oxygen gas mixture. The initial partial pressure of oxygen in the gas mixture of 0.3 kPa was then gradually increased to 1.2 kPa and 21 kPa. The partial pressure of oxygen was always increased only after the isothermal regime in the catalyst layer had stabilized. The volumetric flow rate of the gas mixture was 1,000 m5/m^ h throughout the stabilization period. The stabilization efficiency was assessed analogously to Example 1.

Příklad 3Example 3

2,4 kg komerčního kobaltového katalyzátoru bylo aktivováno 10 hodin proudem 99% vodíku o objemové rychlosti 1 110 m^/m^ h při teplotě 260 °C. Vrstva aktivovaného katalyzátoru byla po ochlazení v proudu vodíku na teplotu 26 °G nejprve propláchnuta dusíkem a potom při počáteční teplotě 26 °C stabilizována proudem plynné směsi dusík-Kyslík.· Parciální tlak kyslíku v plynné směsi byl nastavován skokově na hodnoty 0,3 až 1,2 až 5,0 až 21,0 kPa. Uvedené hodnoty parciálního tlaku kyslíku byly nastaveny podle maximální teploty v katalyzátorové vrstvě, která po celou dobu stabilizace nepřestoupila hodnotu 53 °C. Parciální tlak kyslíku byl zvyšován vždy po ustálení izotermického režimu ve stabilizované vrstvě katalyzátoru. Objemová rychlost proudění plynné směsi byla po celou dobu stabilizace 1 780 m/my h. Účinnost stabilizace byla posuzována hodnocením katalytické aktivity průměrného vzorku, odebraného ze stabilizované vrstvy a je dokumentována údaji uvedenými v tabulce II.2.4 kg of commercial cobalt catalyst was activated for 10 hours by a stream of 99% hydrogen at a volume velocity of 1,110 m^/m^ h at a temperature of 260 °C. After cooling in a stream of hydrogen to a temperature of 26 °C, the activated catalyst layer was first flushed with nitrogen and then stabilized at an initial temperature of 26 °C by a stream of a nitrogen-oxygen gas mixture. The partial pressure of oxygen in the gas mixture was adjusted stepwise to values from 0.3 to 1.2 to 5.0 to 21.0 kPa. The stated values of the partial pressure of oxygen were adjusted according to the maximum temperature in the catalyst layer, which did not exceed 53 °C during the entire stabilization period. The partial pressure of oxygen was always increased after the isothermal regime in the stabilized catalyst layer had stabilized. The volumetric flow rate of the gas mixture was 1,780 m/m y h throughout the stabilization period. The stabilization efficiency was assessed by evaluating the catalytic activity of an average sample taken from the stabilized layer and is documented by the data given in Table II.

- 4 Tabulka I- 4 Table I

234 642234,642

Relativní katalytická aktivita stabilizovaného a ve vzdušné atmosféře skladovaného kobaltového katalyzátoru pro hydrogenaci anilinu v plynné fázi .. \Relative catalytic activity of stabilized cobalt catalyst stored in air atmosphere for gas-phase hydrogenation of aniline .. \

Katalyzátor Doba exposice stabil. katalyzátoru na vzduchu /dny/ Catalyst Exposure time for catalyst stability in air /days/ Relativní katalytická aktivita /k/ Relative catalytic activity /k/ - - /a/ /and/ 1,00 1.00 00 /b/ /b/ 1,10 1.10 0 0 /b/ /b/ 1,28 1.28 1 1 1,16 1.16 7 7 1,12 1.12 14 14 1,14 1.14 42 42 1,05 1.05 49 49 1,06 - ' 1.06 - ' /a/ nestabilizovaný katalyzátor /a/ unstabilized catalyst

/b/ katalyzátor bezprostředně po stabilizaci reaktivovaný w/b/ catalyst immediately after stabilization reactivated w

p..převrácená hodnota prostorové rychlostip..inverse of space velocity

S, X ... symboly, přiřazující popisované veličiny standardnímu nebo hodnocenému katalyzátoru x ... konverzeS, X ... symbols, assigning the described quantities to the standard or evaluated catalyst x ... conversion

- 5 Tabulka II 234 - 5 Table II 234

Aktivita stabilizovaného a za různých podmínek skladovaného kobaltového katalyzátoru pro hydrogenaci anilinu na cyklohexylaminActivity of stabilized cobalt catalyst stored under various conditions for the hydrogenation of aniline to cyclohexylamine

Katalyzátor Podmínky skladování stabil. katalyzátoru ve vzdušné atmosféře Catalyst Storage conditions for stable catalyst in air atmosphere Relativní katalytická aktivita /A/ Relative catalytic activity /A/ doba /h/ ON time /h/ ON doba /h/ UN time /h/ UN ~ /a/ ~ /a/ /a/ /and/ 1,00 1.00 100 100 - - 1,45 1.45 - - 100 100 1,45 1.45 1000 1000 - - 1,52 1.52 - - 1000 1000 1,54 1.54 5000 5000 - - 0,86 0.86 - . - . 5000 5000 1,54 1.54 5000 5000 0,99 0.99 - - 5000 5000 1,50 1.50

ON ... otevřená skladovací nádobaON ... open storage container

UN ... hermeticky uzavřená skladovací nádoba Ostatní symboly jsou shodné se symbolikou tabulky IUN ... hermetically sealed storage container Other symbols are identical to those in Table I

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION Způsob stabilizace aktivovaného kobaltového hydrogenaňního katalyzátoru^vyznačený tím, že aktivovaný katalyzátor, promotovaný jedním uhličitanem ze skupiny uhličitanů alkalických kovů a obsahující 25 až 60 hmot, % kobaltu, se nejprve proudem vodíku ochladí na teplotu nižší než 55 °C a po propláchnutí proudem inertního plynu se stabilizuje při počáteční teplotě 15 °C až 55 °C proudem plynné směsi inertní plyn-kyslík, jejíž vstupní počáteční koncentrace kyslíku 0,5 obj. % se postupně zvyšuje až na 21 obj. %, přičemž maximální teplota ve vrstvě katalyzátoru nesmí přesáhnout teplotu 70 °C. ( Process for stabilizing an activated cobalt hydrogenation catalyst, characterized in that the activated catalyst, promoted by one of the alkali metal carbonates and containing 25 to 60 wt. is stabilized at an initial temperature of 15 ° C to 55 ° C by an inert gas-oxygen gas mixture whose initial oxygen concentration of 0,5% by volume increases gradually up to 21% by volume, the maximum temperature in the catalyst layer not exceeding 70 ° C. ( Vytiskly Moravské tiskařské závody, provoz 12, Leninova 21, OlomoucPrinted by Moravian Printing Works, plant 12, Leninova 21, Olomouc Cena : 2,40 KčsPrice: 2,40 Kčs Oprava ve Vytištěných popisech vynálezuCorrection in the printed descriptions of the invention V popisu vynálezu k autorském ©sviiěaní $· 2M 642 < W X4X>*S|) js chybně vytištěn název vynálezu#In the description of the invention for the copyright notice $ · 2M 642 <W X4X> * S | Správně i SpůaOb stabilizace aktivovaného íiyOroganačniho kobaltového katalyzátoruCorrectly also the method of stabilizing the activated organobutane cobalt catalyst
CS141784A 1984-02-29 1984-02-29 Process for stabilizing activated hydrogen cobalt catalyst CS234642B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS141784A CS234642B1 (en) 1984-02-29 1984-02-29 Process for stabilizing activated hydrogen cobalt catalyst

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS141784A CS234642B1 (en) 1984-02-29 1984-02-29 Process for stabilizing activated hydrogen cobalt catalyst

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS234642B1 true CS234642B1 (en) 1985-04-16

Family

ID=5348480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS141784A CS234642B1 (en) 1984-02-29 1984-02-29 Process for stabilizing activated hydrogen cobalt catalyst

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS234642B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6155416B2 (en)
NZ229088A (en) Process for producing h 2 o 2 from o 2 and h 2 in aqueous medium using a pt and/or pd catalyst
US3939250A (en) Method of treating residual gases containing various compounds of sulphur
EP0687494B1 (en) Cleaning method for exhaust gas
EP1095906A2 (en) Process for the preparation of ammonia
JPH02198639A (en) How to obtain hydrogen from ammonia
US4740491A (en) Process for passivating high activity transition metal sulfide catalysts
KR0184271B1 (en) Catalytic Decomposition of Dinitrogen Oxides, Pure or Present in Gas Mixtures
CS234642B1 (en) Process for stabilizing activated hydrogen cobalt catalyst
JP4921720B2 (en) Catalyst for N2O decomposition during the Ostwald process
US6521791B1 (en) Process for regenerating a monolith hydrogenation catalytic reactor
US7344649B2 (en) Catalytic removal of dissolved oxygen from organic liquids
US3425959A (en) Nonpyrophoric raney-type catalysts by treatment with an oxidizing agent
JP2007537119A (en) Direct synthesis of hydrogen peroxide
Inui et al. Low temperature oxidation of hydrogen enhanced by spillover on a nickel-based composite catalyst
EP1814664A2 (en) Ex-situ reduction and dry passivation of noble metal catalysts
JPH0824665A (en) Stabilized catalyst
US4831158A (en) Preparation process indoles
KR970706237A (en) Method for increasing the hydrogenation rate of aromatic amines (Method of increasing the hydrogenation rate of aromatic amines)
US3146243A (en) Decomposition of peracetic acid with platinum or ruthenium catalyst on a carbon powder
JPH02198638A (en) Catalyst for decomposing ammonia
JP2503036B2 (en) Method for producing hydrogen peroxide
Itoh et al. Ammonia production characteristics of Ru/Al2O3 catalysts using hydrogen permeable membrane
CN1314306A (en) Catalyst for producing ammonia and dimethyl amine by decomposing unsym-dimethyl hydrazine
US3129263A (en) Preparation of hydrazine derivatives