CS248641B1 - Zeolity k heterogenní katalytické přeměně acetonu na i-buten - Google Patents

Abstract

Použití zeolitd, jejichž obecný vzorec v bezvodám stavu je v němž x nabývá hodnot 0,05 až 0,95 a y nabývá hodnot 1 až 200, k heterogenní katalytická přeměně acetonu na i-buten za zvýšené teploty a nejméně atmosférického tlaku.

Description

Vynález se týká heterogenně katalytické selektivní přeměny acetonu na izobuten a řeší problém přeměny s vysokým výtěžkem a vysokou selektivitou.

Izobuten je významnou surovinou pro výrobu průmyslově žádaného methyltercbutyléteru /MTBlZ, který nahrazuje toxické tetraetylolovo ve vysokooktanových benzinech a pro výrobu polyizobutenu. Izobuten pro výrobu MTBE nabo polyizobutenu se dosud získával z C-4 frakce po pyrolýze nafty. Vysoce selektivní heterogenně katalytické přeměně acetonu na Izobuten nebyla v literatuře dosud věnována pozornost.

Na základě rozsáhlé řady experimentů s katalyzátory růaného složení bylo podle vynálezu nalezeno, že lze použít zeollty, jejichž obecný vzorec v bezvodém stavu je

H,._xNa_xAlSi_y°2_/y+1/’ v němž x nabývá hodnot 0,05 až 0,95 a y nabývá hodnot 1 až 200, k heterogenní katalytická přeměně acetonu na i-buten za zvýěené teploty a nejméně atmosférického tlaku.

Při použití zeolitů uvedeného složení jako katalyzátoru přeměna acetonu probíhá s vysokou selektivitou a výtěžkem. Vysoká aktivita zeolitů je způsobena přítomností vysoce reak tivnlch acidobazických míst. Současně jejich krystalická struktura a obsah Si a AI zaručuje jejich vysokou stabilitu - životnost při přeměně acetonu i při regeneraci katalyzátoru kyslíkem při teplotách 200 až 600 °C.

Souhrně lze konstatovat, že výhodou způsobu selektivní přeměny acetonu podle tohoto vynálezu je vysoký výtěžek.izobutenu a přitom velmi dobrá životnost katalyzátorů - zeolitů. DalSÍ výhodou je vysoká aktivita a selektivita zeolitů a jejich snadná dostupnost, případně technologicky jednoduchá a dobře reprodukovatelná příprava. Déle pak jejich strukturní stabilita během přeměny acetonu i jejich Jednoduchá aktivace a reaktivace.

Způsob selektivní přeměny acetonu na izobuten je možno uskutečnit přetržitě nebo s výhodou nepřetržitě. Vlastní katalyzátor může být umístěn v pevném nebo ve fluidním loži. Vzniklý Izobuten se po reakci produktu izoluje oddestilováním, rektifikací nebo extrakční destilací. Při výrobě MTBE je možno surový produkt použít přímo bez separace.

Výhody způsobu přeměny acetonu na izobuten jsou patrny z následujících příkladů, které vynález nijak neomezují.

Příklad 1 g zeolitů o složení Ηθ jNhq ^ΑΙβΙ^Οθ, který odpovídá krystalografickou strukturou zeolitů faujasitu, byl vložen do průtokového reaktoru. Přeměna acetonu byla prováděna při teplotě 300 °C za normálního tlaku a zatížení 11 g acetonu na 1 g katalyzátoru za hodinu. Celková konverze acetonu v rozmezí 3 hodin byla 53 %, přičemž konverze na Izobuten je 33 », selektivita je 62 %.

í

Příklad 2

Přeměna acetonu se provádí stejným způsobem jako v příkladu 1, ale s tím rozdílem, že byl použit jako katalyzátor zeolit o složeni Ηθ θΝβ₀ gAlSi^ 2°20 který odpovídá krystalografickou strukturou zeolitů erionitu, a přeměna byla prováděna při teplotě 350 °C. Celková konverze acetonu v rozmezí 7 hodin byla 29 X, konverze na izobuten je 27 X a selektivita 92 %.

Příklad 3

Přeměna acetonu se provádí stejným způsobem jako v příkladu 1, ale s tím rozdílem, že byl použit jako katalyzátor o složení Ηθ γΝβθ ^AlSi,? 3^24 6’ odpovídá krystalografickou strukturou zeolitu mordenitu a přeměna byla prováděna při teplotě 350 °C. Celková konverze acetonu byla v rozmezí 15 hodin 22 %, konverze na izobuten 12,1 % a selektivita 55 Poté byl zeolit zr«aktivován při 400 °C proudem vzduchu po dobu 5 hodin. Celková konverze acetonu na izobuten i selektivita byly stejné (tj. 22 % a 55 36) po reaktivaci jako před ní.

Příklad 4

Přeměna acetonu se provádí stejným způsobem jako v příkladu I, ale s tím rozdílem, že byl použit jako katalyzátor zeolit o složení H_Q ^^Na₀ 05^Alsi200°402’ ^kter^ odpovídá krystalografickou strukturou zeolitu ZSM-11. Celková konverze acetonu v rozmezí 10 hodin byla 20 %, konverze na izobuten 16 %, selektivita 81 36.

Přiklad 5

Přeměna acetonu se provádí stejným způsobem jako v příkladu 1, ale s tím rozdílem, že byl použit jako katalyzátor zeolit O složení Ηθ gNa_{Q (}AlSi^g gOg. 5» Který odpovídá krystalografickou strukturou zeolitu ZSM-5, a teplota’reakce byla 350 °C. Celková konverze acetonu v rozmezí 15 hodin je 50 36, konverze na izobuten 42 % a selektivita 85 36.

Z uvedených příkladů vyplývá, že selektivní přeměna na izobuten probíhá na katalyzátorech typu zeolitů různého složení s velmi dobrými výsledky, tj. s výtěžkem 12 až 42 %, celkovou konverzi 20 až 53 % a selektivitou 55 až 92 36.

Claims (1)

1. Použití zeolitů, jejichž obecný vzorec v bezvodém stavu je H,._xNa_xAlSi_yO_2/y+,_r v němž x nabývá hodnot 0,05 až 0,95 a y nabývá hodnot 1 až 200, k heterogenní katalytická přeměně acetonu na i-buten za zvýěená teploty a alespoň atmosférického tlaku.