CS241713B1 - Preparation method of ferric oxide for dehydrogenate iron catalyst with high selectivity and activity - Google Patents

Preparation method of ferric oxide for dehydrogenate iron catalyst with high selectivity and activity Download PDF

Info

Publication number
CS241713B1
CS241713B1 CS8426A CS2684A CS241713B1 CS 241713 B1 CS241713 B1 CS 241713B1 CS 8426 A CS8426 A CS 8426A CS 2684 A CS2684 A CS 2684A CS 241713 B1 CS241713 B1 CS 241713B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
ferric oxide
activity
preparation
high selectivity
precipitate
Prior art date
Application number
CS8426A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS2684A1 (en
Inventor
Jindrich Kryska
Jiri Spevacek
Ladislav Horyna
Original Assignee
Jindrich Kryska
Jiri Spevacek
Ladislav Horyna
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 Jindrich Kryska, Jiri Spevacek, Ladislav Horyna filed Critical Jindrich Kryska
Priority to CS8426A priority Critical patent/CS241713B1/en
Publication of CS2684A1 publication Critical patent/CS2684A1/en
Publication of CS241713B1 publication Critical patent/CS241713B1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

Řeší se otázka přípravy oxidu železitého pro dehydrogenační katalyzátor s vysokou selektivitou a aktivitou. Příprava oxidu železitého se provádí tak, že se roztok uhličitanu amonného sráží roztokem síranu železnatého, vzniklá sraženina po promytí a filtraci rozkládá za mokra při teplotě 350 až 650 °C v prostředí vlastních rozkladných produktů s omezením přítomnosti vzdušného kyslíku.The issue of preparing ferric oxide is addressed for a high dehydrogenation catalyst selectivity and activity. Preparation of iron oxide the carbonate solution is carried out ammonium precipitate with a solution of ferrous sulfate, the precipitate formed after washing and filtration decomposes in the wet at 350 to 650 ° C in the environment of own decomposition products limiting air presence oxygen.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy oxidu železitého určeného· pro, výrobu dehydrogenačmího železitého katalyzátoru s vysokou selektivitou a aktivitou. Tento dehydrogenační katalyzátor je vhodný především pro dehydrogenacii alkylaromatických a alkylheterocykfickýeh látek na alkenylaromatické a alkenylheterocyklické a olefinů na diolefiny.The present invention relates to a process for the preparation of ferric oxide for the production of a dehydrogenation ferric catalyst with high selectivity and activity. This dehydrogenation catalyst is particularly suitable for the dehydrogenation of alkylaromatic and alkylheterocyclic compounds to alkenylaromatic and alkenylheterocyclic and olefins to diolefins.

Základní složkou katalyzátorů pro výše uvedené reakce je oxid železitý, který často bývá i jeho nosičem. Je proto logické, že konečná kvalita katalyzátoru závisí do značné míry na kvalitě oxidu železitého.The basic component of the catalysts for the above reactions is ferric oxide, which is often also a carrier. It is therefore logical that the final quality of the catalyst depends largely on the quality of the iron oxide.

Výroba oxidu železitého se většinou provádí srážením ve vodě rozpustných solí železa, například jako je síran, dusičnan, chlorid apod., vodnými roztoky hydroxidů nebo uhličitanů alkalických zemin, například jako je louh sodný nebo diraselný, uhličitan sodný apod., nebo vodným roztokem amoniaku. Sraženina se pak promývá vodou do odstranění aniontů, filtruje, suší a nakonec žíhá na oxid železitý. Zvláště výhodná pro katalytické účeLy je příprava oxidu železitého srážením roztoku uhličitanu amonného roztokem síranu železnatého, jak je mimo jiné popsáno v čs. AO č. 121 604. Obvyklý postup při zpracování sraženin je ten, že se sraženina buď před žíháním suší, nebo se přímo žíhá za přítomnosti vzduchu. V obou případech se získá oxid železitý, který obsahuje jako hlavní podíl atlfát modifikaci oxidu železitého. Alfa modifikace oxidu železitého vzniká také v oxidační atmosféře při rozkladu uhličitanu železnatého, kdy se vytvoří nejprve goethit, který se dále dehydratuje na hematit, tj. na alfa modifikaci oxidu železitého.The production of ferric oxide is generally carried out by precipitation of water-soluble iron salts, such as sulfate, nitrate, chloride and the like, aqueous solutions of alkaline earth hydroxides or carbonates, such as sodium or potassium potassium hydroxide, sodium carbonate and the like, or aqueous ammonia solution. The precipitate is then washed with water until anions are removed, filtered, dried and finally calcined for iron oxide. Particularly preferred for catalytic purposes is the preparation of ferric oxide by precipitation of an ammonium carbonate solution with a solution of ferrous sulfate, as described inter alia in U.S. Pat. AO No. 121 604. A common procedure for treating precipitates is that the precipitate is either dried prior to annealing or is directly annealed in the presence of air. In both cases, ferric oxide is obtained which contains as a major proportion atlfate a modification of ferric oxide. Alpha modification of ferric oxide also occurs in an oxidizing atmosphere during the decomposition of ferrous carbonate, where first goethite is formed, which is further dehydrated to hematite, ie to alpha modification of ferric oxide.

Bylo zjištěno, že aktivitu oxidu železitého, a tím i hotového katalyzátoru, je možno zvýšit, aniž by se tím zhoršila jeho selektivita, jestliže se rozklad sraženiny, obsahující uhličitan železnatý, za účelem získání oxidu železitého provádí způsobem podle vynálezu.It has been found that the activity of ferric oxide and thus of the finished catalyst can be increased without compromising its selectivity when the decomposition of the ferrous carbonate-containing precipitate to obtain ferric oxide is carried out according to the process of the invention.

Podle vynálezu se způsob výroby oxidu železitého určeného pro výrobu dehydrogenačního železitého katalyzátoru s vysokou selektivitou a aktivitou, vhodného pro dehydrogenaci alkylaromatických a alkylheterocyklických látek na alkenylaromatické a alkenylheterocyklické a olefinů na diolefiny, provádí tak, že se roztok uhličitanu amonného sráží roztokem síranu železnatého, vzniklá sraženina dekantuje vodou, filtruje a žíhá na oxid železitý a rozklad sraženiny, obsahující uhličitan železnatý, se provádí při teplotě 350 až 650 °C v prostředí vlastních rozkladných produktů, přičemž množství přítomného vzdušného kyslíku je max. 0,25 až 0,35 molu na 1 mol vznikajícího meziproduktu Fe30á.According to the invention, a process for producing ferric oxide for producing a dehydrogenation ferric catalyst with high selectivity and activity, suitable for dehydrogenating alkylaromatic and alkylheterocyclic compounds to alkenylaromatic and alkenylheterocyclic and olefins to diolefins, is performed by precipitating the ammonium carbonate solution with ferrous sulfate solution. decant with water, filter and calcine for ferric oxide and decompose the precipitate containing ferrous carbonate at a temperature of 350 to 650 ° C in the environment of its own decomposition products, the amount of air oxygen present being max. 0.25 to 0.35 mol per 1 mole of the resulting intermediate Fe30a.

Příklad 1Example 1

V provozní nádrži o objemu 40 m3 byl připraven 25% roztok technického kyselého uhličitanu amonného o teplotě 35 °C, do kterého se za míchání; pozvolna) přiléval 3Q% roztok techmekého síranu· železnatého a teplotě 60 °C'. Srážení se prováděno d® konečného pH 7,4?. Sraženina byla dále promývána parním kondenzátem do vymizení reakce na SO4 ionty, potom filtrována na rotačním vakuovém filtru a za mokra rozkládána na 0xid železitý. Rozklad byli prováděn v rotační peci při výstupní teplotě 350. až 490' °C, měřené platinovým termočlánkem. Celý Eozklad byl vedten tak, aby proběhl převážně v prostředí vlastních reakčních zplodin s omezením vzdušného kys-líku tak„ aby na 1 mol vzniklého meziproduktu Fe3O4; přidalo 0,25 molu kyslíku. Za tím účelem tryta per vyhřívána topným plynem, doi kterého nebyl v hořáku přiváděn vzduch. Rovněž všechny otvory, kterými hy mohl být pčisávám vzduch, byly zavřeny a ventilátor na odtah spalin byl seřízen na co nejmenší výkon, aby nasávání vzduchu do pece bylo omezeno na co nejmenší míru. Rozklad sraženiny, obsahující uhličitan železnatý, probíhal za vzniku meziproduktu FesO-iy jehož' oxidace, na gama modifikaci (oxidu žeLezítého byla dokončena v převážné míře až při výstupu horkého oxidu z pece do sudů. Podle mikrostrukturální rentgenové analýzy byl obsah gama modifikace Fe3O4 61 % hmotnostních, zbytek tvořila převážně alfa modlfikaceFe4O3. Z takto připraveného oxidu železitého byl připraven katalyzátor o konečném; složení 78,5 % hmotnostních; K2O',, 2. % hmotnostní CrzCb, 2 °/o hmotnostní V4O5, 2 % hmotnostní TiOa a 0,5 % hmotnostních MoO3 který byl zkoušen v laboratorním ízotermním reaktoru na dehydrogenaci etylbenzenu na styren. Reaktor je- z nerezové oceli o> průměru 25/22 milimetrů a délce' 1 200- mm. Je vkládán do dvou bloků z alumíniové b-ronzt, každý’ o průměru 200 mm a délce 500'- míro.. Bltotey Jsou vytápěny odporovým topným drátem s; automatickou regulací- teploty. D'o> retorty fe-yto umístěno- 50’ ml1 katalyzátoru* o· průměru 3 milimetrů a· dělt e 5 mru, ro® který' bylo přiváděno· 25 mf/h- etyffienzenro á Sů- mí/h wwáty. Po průchodu reakční zónou byly plyray ochlazeny v chladiči a zkondenzované uhlovodíky odděleny od vody. Podle chromatografické analýzy těchto uhlovodíků a odcházejícího nezkondenzovaného plynu a z jejich množství byla počítána konverze na styren a selektivita. Testování bylo prováděno nepřetržitě po dobu 100 hodin, přičemž prvních 50 hodin nebylo bráno do bilance. Reakční teplota byla zvolena tak, aby konverze na styren byla konstantní 40 °/o, případně 50 % hmotnostních. Přesnost měření je u teploty + 1,5 °C, u selektivity 4;0,l % mol. Rovněž ani při zkouškách reprodukovatelnosti nebyly uvedené tolerance překročeny. Výsledky zkoušení jsou uvedeny v tabulce.In a 40 m 3 process tank, a 25% solution of technical ammonium carbonate at a temperature of 35 ° C was prepared into which it was stirred; slowly, a 30% solution of ferrous sulfate was added at a temperature of 60 ° C. The precipitation was carried out at a final pH of 7.4. The precipitate was further washed with steam condensate until the reaction to SO4 ions disappeared, then filtered on a rotary vacuum filter and decomposed wetly into ferric 0xid. The decomposition was carried out in a rotary kiln at an outlet temperature of 350 to 490 ° C as measured by a platinum thermocouple. The whole of the degradation was conducted so that it took place mainly in the environment of the actual reaction fumes with the restriction of air oxygen so that “per 1 mol of the resulting intermediate Fe3O4; added 0.25 mol of oxygen. For this purpose, the nozzle of the tongues is heated by fuel gas to which no air has been supplied in the burner. Also, all openings through which air could be sucked in were closed and the flue gas ventilator was adjusted to the lowest output to minimize air intake into the furnace. The decomposition of the precipitate containing ferrous carbonate proceeded to produce the intermediate FesO-iy whose oxidation to the gamma modification (iron oxide was largely completed at the exit of the hot oxide from the furnace to the barrels. According to the microstructural X-ray analysis From the ferric oxide thus prepared, a catalyst having a final composition of 78.5% by weight of K2O2 was prepared, 2.% by weight of Cr2Cb, 2% by weight of V4O5, 2% by weight of TiO2, and 0.1% by weight of Fe2O3. 5% by weight of MoO3, which was tested in a laboratory isothermal reactor for the dehydrogenation of ethylbenzene to styrene, the stainless steel reactor having a diameter of 25/22 millimeters and a length of 1200 mm, inserted into two blocks of aluminum b-ronzt, each Bltotey They are heated by a resistance heating wire with automatic temperature control. about umístěno- 50 '1 ml of catalyst * · a diameter of 3 mm and 5 · Delta E MRU ro® which' was fed · 25 mf / s h- etyffienzenro SU- mi / hr wwáty. After passing through the reaction zone, the plyray was cooled in a condenser and the condensed hydrocarbons separated from water. According to the chromatographic analysis of these hydrocarbons and of the off-condensing gas and their amount, the conversion to styrene and selectivity were calculated. Testing was performed continuously for 100 hours, with the first 50 hours not being taken into account. The reaction temperature was chosen such that the conversion to styrene was constant at 40% / 50% by weight. The measurement accuracy is + 1.5 ° C for the selectivity of 4.1 mol%. Also in the reproducibility tests, these tolerances were not exceeded. The test results are shown in the table.

Příklad 2Example 2

Obdobným způsobem jako v příkladu 1 byl připraven oxid železitý, pouze s tím rozdílem, že rozklad sraženiny byl prováděn v rotační peci při výstupní teplotě 460 až 500 stupňů Celsia. Takto připravený oxid železitý obsahoval podle mikrostrukturální rentgenové analýzy 72 % hmotnostních gama modifikace Fe2O3. Z takto připraveného oxidu železitého byl připraven katalyzátor o stejném složení jako v příkladu 1 a také zkoušen stejným způsobem. Výsledky zkoušek jsou uvedeny v tabulce.In a similar manner to Example 1, ferric oxide was prepared except that the decomposition of the precipitate was carried out in a rotary kiln at an outlet temperature of 460-500 degrees Celsius. The iron oxide thus prepared contained 72% by weight of the Fe 2 O 3 gamma modification according to microstructural X-ray analysis. From the iron oxide thus prepared, a catalyst having the same composition as in Example 1 was prepared and also tested in the same manner. The test results are shown in the table.

Příklad 3Example 3

Obdobným způsobem jako v příkladu 1 byl připraven oxid železitý, pouze s tím rozdílem, že rozklad sraženiny byl prováděn v rotační peci při výstupní teplotě 550 až 590 stupňů Celsia. Celý rozklad byl veden tak, aby proběhl převážně v prostředí vlastních reakčních zplodin s omezením vzdušného kyslíku tak, že na 1 mol vzniklého meziproduktu Fe3O4 připadalo 0,35 molu kyslíku. Takto připravený oxid železitý obsahoval podle mikrostrukturální rentgenové analýzy 81 % hmotnostních gama modifikace FezCb. Z takto připraveného oxidu železitého byl připraven katalyzátor o stejném složení jako v příkladu 1 a také zkoušen stejným způsobem. Výsledky zkoušek jsou uvedeny v tabulce.In a similar manner to Example 1, ferric oxide was prepared except that the decomposition of the precipitate was carried out in a rotary kiln at an outlet temperature of 550 to 590 degrees Celsius. The whole decomposition was carried out in such a way that it took place mainly in the environment of the reaction gases with the restriction of air oxygen, so that per 1 mol of the resulting intermediate Fe3O4 accounted for 0.35 moles of oxygen. The iron oxide thus prepared contained 81% by weight of the FezCb gamma modification according to microstructural X-ray analysis. From the iron oxide thus prepared, a catalyst having the same composition as in Example 1 was prepared and also tested in the same manner. The test results are shown in the table.

Příklad 4Example 4

Obdobným způsobem jako v příkladu 3 byl připraven oxid železitý, pouze s tím rozdílem, že rozklad sraženiny byl prováděn v rotační peci při výštupní teplotě 610 až 650 stupňů Celsia. Takto připravený oxid železitý obsahoval podle mikrostrukturální rentgenové analýzy 70 % hmotnostních gama modifikace Fe2,O3 Z takto připraveného oxidu železitého byl připraven katalyzátor o stejném složení jako v příkladu 1 a také zkoušen stejným způsobem. Výsledky zkoušek jsou uvedeny v tabulce.In a similar manner to Example 3, ferric oxide was prepared except that the decomposition of the precipitate was carried out in a rotary kiln at an exit temperature of 610 to 650 degrees Celsius. According to the microstructural X-ray analysis, the iron oxide thus prepared contained 70% by weight of the gamma modification Fe2, O3. The test results are shown in the table.

Příklad 5Example 5

Pro porovnání byl obdobným způsobem připraven katalyzátor o složení jako v příkladu 1, až na oxid železitý, který byl připraven dosud používaným způsobem. Až po přípravu sraženiny byl tento způsob stejný jako v příkladu 1. Rozklad sraženiny byl veden v rotační peci při teplotě 550 až 650 °C v silně oxidační atmosféře, kdy do hořáků byl společně s topným plynem přiváděn nadbytek vzduchu a dále, v zadní části pece před výsypem byl zcela otevřen průzor, kterým byl prisáván vzduch. Ventilátor na odtah spalin byl seřízen na plný výkon, a umožňoval tak přisávání vzduchu. Takto získaný oxid železitý obsahoval více jak 80 % hmotnostních alfa modifikace Fe2O3 a méně než 20 % hmotnostních gama modifikace Fe2O3. Katalyzátor připravený z tohoto kysličníku byl zkoušen stejným způsobem jako v příkladu 1. Výsledky zkoušek jsou uvedeny v tabulce.For comparison, a catalyst of the composition of Example 1 was prepared in a similar manner except for the iron oxide prepared by the method used hitherto. Only after the preparation of the precipitate, the process was the same as in Example 1. The decomposition of the precipitate was carried out in a rotary kiln at a temperature of 550 to 650 ° C in a strongly oxidizing atmosphere, with excess air supplied to the burners together with fuel gas. before the dump, the sight glass was fully opened and the air was sucked in. The exhaust fan was set to full power to allow air to be drawn in. The iron oxide thus obtained contained more than 80% by weight of the alpha modification Fe2O3 and less than 20% by weight of the gamma modification Fe2O3. The catalyst prepared from this oxide was tested in the same manner as in Example 1. The test results are shown in the table.

TabulkaTable

33

Příklad č.Example #

55

Konverze na styrenConversion to styrene

% hmotnostní % by weight 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 Teplota °C Temperature ° C 535 535 533 533 531 531 536 536 544 544 Selektivita % mol. Selectivity% mol. 95,2 95.2 95,5 95.5 95,6 95.6 95,0 95.0 94,8 94.8 Konverze na styren % hmotnostní Conversion to styrene% by weight 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 Teplota °C Temperature ° C 555 555 553 553 552 552 557 557 569 569 Selektivita °/o mol. Selectivity% / mol mol. 93,6 93.6 93,8 93.8 94,0 94.0 93,5 93.5 93,2 93.2

PŘEDMĚTSUBJECT

Claims (1)

PŘEDMĚTSUBJECT Způsob přípravy oxidu železitého určeného pro výrobu dehydrogenačního katalyzátoru s vysokou selektivitou a aktivitou, vhodného pro dehydrogenaci alkylaromatických a alkylheterocyklických látek na alkenylaromatické a alkenylheterocyklické a oíefinů na diolefiny, tak, že se roztok uhličitanu amonného sráží roztokem síranu žeVYNÁLEZU leznatého, vzniklá sraženina dekantuje vodou, filtruje a žíhá na oxid železitý, vyznačený tím, že se rozklad sraženiny, obsahující uhličitan železnatý, provádí při teplotě 350 až 650 °C v prostředí vlastních rozkladných produktů, přičemž množství přítomného vzdušného kyslíku je max. 0,25 až 0,35 molu na 1 mol vznikajícího meziproduktu Fe3O4Process for preparing ferric oxide for the production of a dehydrogenation catalyst with high selectivity and activity, suitable for dehydrogenation of alkylaromatic and alkylheterocyclic compounds to alkenylaromatic and alkenylheterocyclic and olefins to diolefins, by precipitating the ammonium carbonate solution with a solution of precipitated water, and annealing to ferric oxide, characterized in that the decomposition of the precipitate containing ferrous carbonate is carried out at a temperature of 350 to 650 ° C in the environment of its own decomposition products, the amount of air oxygen present being at most 0.25 to 0.35 moles per 1 mol of the resulting intermediate Fe3O4
CS8426A 1984-01-02 1984-01-02 Preparation method of ferric oxide for dehydrogenate iron catalyst with high selectivity and activity CS241713B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS8426A CS241713B1 (en) 1984-01-02 1984-01-02 Preparation method of ferric oxide for dehydrogenate iron catalyst with high selectivity and activity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS8426A CS241713B1 (en) 1984-01-02 1984-01-02 Preparation method of ferric oxide for dehydrogenate iron catalyst with high selectivity and activity

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS2684A1 CS2684A1 (en) 1985-08-15
CS241713B1 true CS241713B1 (en) 1986-04-17

Family

ID=5331719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS8426A CS241713B1 (en) 1984-01-02 1984-01-02 Preparation method of ferric oxide for dehydrogenate iron catalyst with high selectivity and activity

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS241713B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS2684A1 (en) 1985-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4010238A (en) Proces for selective removal of nitrogen oxides from waste gases
KR950002219B1 (en) Process for producing composite oxide catalysts
Barham Schwertmannite: A unique mineral, contains a replaceable ligand, transforms to jarosites, hematites, and/or basic iron sulfate
CS273633B2 (en) Method of catalysts production on base of complex oxide
CS241713B1 (en) Preparation method of ferric oxide for dehydrogenate iron catalyst with high selectivity and activity
US5688739A (en) Ammoxidation catalysts containing germanium to produce high yields of acrylonitrile
US2968636A (en) Method of producing an iron oxidechromium oxide complex
US4036785A (en) Catalyst for reduction of nitrogen oxides in presence of ammonia
US4314982A (en) Catalytic decomposition of H2 SO4
SU833525A1 (en) Method of producing cerium dioxide
US2601538A (en) Catalytic isomerization of propylene oxide to propionaldehyde, catalyst therefor, and synthesis of catalyst
US2677649A (en) Process and catalysts for petroleum conversions
US3935126A (en) Catalyst and method of oxydehydrogenation of alkyl aromatic compounds
US6660242B2 (en) Alkaline earth metal ferrite and ferric oxide admixture
CN114618463B (en) Composite catalyst and preparation method and application thereof
JPS6252129A (en) Production of fine metal oxide particle
CN86107137B (en) Iron-oxide pigment and its preparation method
JPS6353133B2 (en)
RU2738182C2 (en) Method of producing magnesium aluminate
SU1735217A1 (en) Method for heat treatment of white portland cement clinker
US20030124052A1 (en) Production of alkaline earth metal ferrites
SU740276A1 (en) Method of preparing vanadium-molybdenum catalyst for acrolein oxidation
Rubinshtein et al. The reduction of CeO 2 in the ketonization of ch 3 cooh
Llanos R Pressure leaching of cassiterite and hydrogen reduction of tin from stannous-ammonium sulfate solutions
SU538993A1 (en) Method of producing modified chromium oxide magnetic powder