RU1649711C

RU1649711C - Катализатор для синтеза винилхлорида и способ его приготовления

Info

Publication number: RU1649711C
Authority: RU
Inventors: Н.А. Прокудина; В.В. Чесноков; Р.А. Буянов; Б.П. Золотовский; Л.Н. Елесина; В.Г. Енакаева; В.Ф. Тарасов
Original assignee: Институт катализа СО РАН; Волгоградское производственное объединение "Каустик"
Priority date: 1989-05-04
Filing date: 1989-05-04
Publication date: 1994-10-30

Abstract

Изобретение относится к каталической химии, в частности к приготовлению катализатора для синтеза винилхлорида. С целью повышения производительности и увеличения срока службы катализатора, он имеет следующее соотношение, мас. % : хлорид ртути (2+) 5,0 - 10,0; углерод 4,5 - 26,0; γ алюминия остальное. Приготовление ведут пропиткой мезопористого модифицированного углеродом g -оксида алюминия, полученного термообработкой g алюминия при 450 - 650°С в среде углеводорода, раствором хлорида ртути (2+). Пропитку ведут при соотношении компонентов, обеспечивающих указанное содержание в катализаторе. 2 с.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализаторам для синтеза винилхлорида (ВХ) - мономера для производства поливинилхлорида и способам их приготовления.

Цель изобретения - повышение производительности и увеличения срока службы катализатора за счет использования в качестве носителя мезопористого модифицированного углеродом γ -оксида алюминия при определенном содержании компонентов, а также за счет определенного способа его приготовления.

П р и м е р 1. γ -Al₃O₃ (марка А-1) в количестве 2 дм³ помещают в реактор и нагревают в потоке аргона до 650^оС, после его добавляют пропан-бутан со скоростью 70 л/ч, расход аргона 70 л/ч. Через 3 ч отключают нагрев реактора, прекращают подачу пропан-бутана, охлаждение носителя проводят в токе аргона. Носитель имеет следующий состав, мас.%: углерод 13; оксид алюминия 87. Катализатор готовят пропиткой носителя 2%-ным раствором хлорида ртути (II) до его содержания в катализаторе 5 мас.%. После пропитки маточный раствор сливают и сушат катализатор потоком горячего воздуха (60-120^оС) до постоянной массы.

П р и м е р 2. Носитель, приготовленный по методике примера 1, пропитывают 2%-ным раствором хлорида ртути (II) до его содержания в катализаторе 8 мас.%.

П р и м е р 3. Носитель, приготовленный по методике примера 1, пропитывают 2% -ным раствором хлорида ртути (II) до его содержания в катализаторе 10 мас.%.

П р и м е р 4. γ -Al₂O₃ (марки А-1) в количестве 0,5 дм³ загружают в реактор, нагревают в токе аргона до 450^оС, после чего в реактор подают дивинил со скоростью 20 л/ч, расход аргона 70 л/ч. Через 3 ч отключают нагрев реактора, прекращают подачу дивинила, охлаждение носителя проводят в токе аргона. Носитель имеет следующий состав, мас.%: углерод 5; оксид алюминия 95. Катализатор готовят пропиткой носителя 2%-ным раствором хлорида ртути (II) до его содержания 6 мас.%.

П р и м е р 5. γ -Al₂O₃ (марка А-2) в количестве 0,3 дм³ загружают в реактор, нагревают в потоке аргона до 550^оС, после чего в реактор подают дивинил со скоростью 35 л/ч, расход аргона 70 л/ч. Через 5 ч отключают нагрев реактора, прекращают подачу дивинила, охлаждение проводят в потоке аргона. Носитель имеет следующий состав, мас.%: углерод 27, оксид алюминия 73. Катализатор готовят пропиткой носителя 2%-ным раствором хлорида ртути (II) до его содержания 7 мас.%.

Полученные катализаторы испытывают в процессе получения винилхлорида.

Производительность катализатора характеризуют конверсией ацетилена и сьемом винилхлорида в пересчете на 1 дм³ катализатора и 1 г активного компонента катализатора в процессе гидрохлорирования ацетилена при 100^оС в слое катализатора объемом 4 см³, фракцией 1-2,5 мм, объемной скорости ацетилена 138 ч^-1 (содержание ацетилена в крекинг-газе, получаемом высокотемпературным пиролизом легких фракций бензина составляет 9-12 об.%).

Стабильность катализаторов характеризуют уносом активного компонента катализатора - хлорид ртути (II) - с поверхности катализатора относительно первоначального содержания в катализаторе после пропускания через слой катализатора при 180^оС сухого азота со скоростью 2 л/мин в течение 3, 5, 8 и 20 ч.

Удельную поверхность носителей определяют методом БЭТ по тепловой десорбции аргона.

Усталостную прочность носителей (прочность на удар) определяют на приборе МП-14Д и выражают через среднеквадратичный выборочный коэффициент К_5х8,5, рассчитанный по формуле
K_5×8,5=

где К_i - число ударов, выдержанное 1-ой гранулой до разрушения;
n_i - количество гранул, выдержавших К_i число ударов,
5х8,5 - соответственно масса груза (в граммах) и высота его падения (в сантиметрах) на гранулу;
i - количество испытанных гранул.

Распределение пор по размерам определяют методом ртутной порометрии и по изотерме десорбции азота (77 К) на автоматической установке Диджисорб.

Полученные результаты приведены в таблице.

Из приведенных данных видно, что описываемые катализаторы обладают повышенной производительностью и механической прочностью по сравнению с прототипом.

Катализаторы по изобретению позволят увеличить более, чем в 1,5 раза конверсию ацетилена и съем винилхлорида с единицы массы активного компонента по сравнению с прототипом, т.е. увеличить единичную мощность реактора гидрохлорирования ацетилена. Кроме того, использование предлагаемых катализаторов позволит вести процесс гидрохлорирования в более "мягких" условиях, что снизит дезактивацию катализатора вследствие уменьшения сублимации хлорида ртути (II) и восстанавливаемости ионов ртути (II).

Повышенная механическая прочность носителя наряду с уменьшением дезактивации вследствие пониженной восстанавливаемости и сублимации хлорида ртути (II) увеличит срок службы катализатора и улучшит экологическую обстановку.

Использование катализатора с мезопористой структурой позволит избежать часто имеющих место в промышленных аппаратах технологических осложнений каталитических реакций процессами массо- и теплопереноса.

Claims

1. Катализатор для синтеза винилхлорида, содержащий хлорид ртути (II) и углеродсодержащий носитель, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и увеличения срока службы катализатора, в качестве углеродсодержащего носителя он содержит мезопористый модифицированный углеродом γ -оксид алюминия при следующем содержании компонентов, мас.%:
Хлорид ртути (II) 5,0 - 10,0
Углерод 4,5 - 26,0
Указанный γ -оксид алюминия Остальное
2. Способ приготовления катализатора для синтеза винилхлорида, включающий пропитку углеродсодержащего носителя раствором хлорида ртути (II) и сушку, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной производительностью и увеличенным сроком службы, в качестве углеродсодержащего носителя используют мезопористый модифицированный углеродом γ -оксид алюминия, полученный термообработкой γ -оксида алюминия при 450 - 650^oС в среде углеводорода, и пропитку ведут при соотношении компонентов, обеспечивающих следующее содержание в катализаторе, мас.%:
Хлорид ртути (II) 5,0 - 10,0
Углерод 4,5 - 26,0
Указанный γ -оксид алюминия Остальное