RU2190468C2 - Catalyst for dehydrogenation of cyclohexanol into cyclohexanone and method of its production - Google Patents

Catalyst for dehydrogenation of cyclohexanol into cyclohexanone and method of its production Download PDF

Info

Publication number
RU2190468C2
RU2190468C2 RU99101934/04A RU99101934A RU2190468C2 RU 2190468 C2 RU2190468 C2 RU 2190468C2 RU 99101934/04 A RU99101934/04 A RU 99101934/04A RU 99101934 A RU99101934 A RU 99101934A RU 2190468 C2 RU2190468 C2 RU 2190468C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
copper
cyclohexanol
dehydrogenation
cyclohexanone
Prior art date
Application number
RU99101934/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99101934A (en
Inventor
Даниель ХАЙНЕКЕ (DE)
Даниель Хайнеке
Рупрехт МАЙСНЕР (DE)
Рупрехт МАЙСНЕР
Михаель ХЕССЕ (DE)
Михаель ХЕССЕ
Роберт МЭРКЛЬ (DE)
Роберт МЭРКЛЬ
Original Assignee
Басф Акциенгезельшафт
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 Басф Акциенгезельшафт filed Critical Басф Акциенгезельшафт
Publication of RU99101934A publication Critical patent/RU99101934A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2190468C2 publication Critical patent/RU2190468C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/89Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
    • B01J23/8926Copper and noble metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/02Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/04Alumina
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/72Copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/002Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by dehydrogenation

Abstract

FIELD: catalysts. SUBSTANCE: catalyst contains copper as active component and α-oxide of aluminum with surface acc. To BET measured by DIN 66131 no less than 30 sq.m/g; method of production includes application of copper on carrier - aluminum α--oxide with characteristics given above by impregnation, settling, dry mixing or currentless copper plating and calcinations. EFFECT: enhanced activity and selectivity of catalyst. 3 cl, 1 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к технологии производства циклоалканонов, более конкретно к катализатору для дегидрирования циклогексанола в циклогексанон, а также к способу его получения. The invention relates to a technology for the production of cycloalkanones, and more particularly to a catalyst for the dehydrogenation of cyclohexanol to cyclohexanone, as well as to a method for its production.

Циклогексанон, являясь важной предварительной ступенью при получении полиамида 6 и - 6,6, изготавливается в крупнотехническом масштабе при помощи каталитического дегидрирования циклогексанола. В вопросе каталитического дегидрирования циклогексанола различают два технологических варианта. При высокотемпературном варианте циклогексанол дегидрируется при 320 - 420oС, низкотемпературный же вариант проходит в диапазоне 220 - 260oС.Cyclohexanone, being an important preliminary step in the preparation of polyamide 6 and - 6.6, is manufactured on a large-scale scale using catalytic dehydrogenation of cyclohexanol. Two technological options are distinguished in the catalytic dehydrogenation of cyclohexanol. In the high-temperature variant, cyclohexanol is dehydrogenated at 320 - 420 o С, while the low-temperature variant passes in the range of 220 - 260 o С.

Недостатком дегидрирования при высоких температурах является низкая селективность ценных продуктов относительно возможности их конверсии до циклогексанола, поскольку при высоких температурах протекает значительное количество побочных реакций, таких как дегидратизация циклогексанола до циклогексена, или реакции димеризации, подобные образованию циклогексенилциклогексанона. Образование побочных продуктов требует высокозатратной доработки и снижает экономичность способа. The disadvantage of dehydrogenation at high temperatures is the low selectivity of valuable products relative to the possibility of their conversion to cyclohexanol, since at high temperatures there are a significant number of side reactions, such as dehydration of cyclohexanol to cyclohexene, or dimerization reactions similar to the formation of cyclohexenylcyclohexanone. The formation of by-products requires a high-cost refinement and reduces the efficiency of the method.

Для дегидрирования циклогексанола при низких температурах прежде всего используются катализаторы на основе меди. Эти катализаторы дают возможность снижения температуры реакции до примерно 240 - 280oС, обеспечивая таким образом повышенную селективность по циклогексанону. Правда, степень конверсии при сравнительно заниженных температурах, обусловленная равновесием, как правило, не очень высока.For dehydrogenation of cyclohexanol at low temperatures, copper-based catalysts are primarily used. These catalysts make it possible to lower the reaction temperature to about 240-280 ° C. , thereby providing increased selectivity for cyclohexanone. True, the degree of conversion at relatively low temperatures, due to equilibrium, is usually not very high.

Один из классов этих низкотемпературных катализаторов содержит композиции, состоящие из меди и керамического носителя, который может быть представлен или окисью кремния, или окисью алюминия, или смесью этих обоих окислов. Содержание меди в этих катализаторах может составлять до 50 мас.%. Дополнительно эти катализаторы могут содержать в качестве промоторов незначительные количества щелочных металлов. One of the classes of these low-temperature catalysts contains compositions consisting of copper and a ceramic support, which can be either silicon oxide or aluminum oxide, or a mixture of both of these oxides. The copper content in these catalysts can be up to 50 wt.%. Additionally, these catalysts may contain minor amounts of alkali metals as promoters.

Например, известно об использовании для дегидрирования циклогексанола без окисления следующих композиций: медь/окись алюминия (заявка на патент Великобритании 1081491), медь/литий/окись кремния (заявка на патент СССР 465217) и медь/калий/окись алюминия (заявка на патент СССР 522853). Упомянутые катализаторы на основе меди изготавливаются в большинстве случаев таким образом, что активный компонент (медь) или наносится на предварительно изготовленный носитель путем осаждения соли меди, или путем пропитывания соответствующим раствором солей меди, или же компоненты, из которых состоит этот катализатор, осаждаются вместе. Другой возможностью изготовления катализаторов на основе меди является сухое смешение составляющих компонентов с последующим кальцинированием. For example, the following compositions are known to be used for dehydrogenation of cyclohexanol without oxidation: copper / alumina (British Patent Application 1081491), copper / lithium / silica (USSR Patent Application 465217) and copper / potassium / alumina (USSR Patent Application 522853). The mentioned copper-based catalysts are made in most cases in such a way that the active component (copper) is either deposited on a prefabricated carrier by precipitation of a copper salt, or by impregnation with an appropriate solution of copper salts, or the components that make up this catalyst are deposited together. Another possibility for the manufacture of copper-based catalysts is the dry mixing of constituent components, followed by calcination.

Из публикации Чанга и др., Appl. Catal. A 103 (1994), стр. 233-42 известно о бестоковом меднении, или осаждении меди на носитель с помощью восстановителя в присутствии комплексообразователя, при изготовлении катализаторов на основе меди для дегидрирования циклогексанола без окисления. В качестве носителя используется α-окись алюминия с поверхностью 22,6 м2/г. По Чангу селективность зависит от кислотности носителя: кислые носители, такие как окись алюминия или окись кремния - оказывают каталитическое действие на побочные реакции, подобные реакциям дегидратизации до циклогексанола или димеризации. И хотя кислотность может быть снижена за счет добавления щелочных или щелочноземельных металлов (см. , например, Appl. Cat. A: том 83, 2 (1992), стр. 201-11), такая мера ведет одновременно и к снижению активности. Преимущество повышенной активности катализаторов на основе меди по сравнению с высокотемпературными катализаторами, таким образом, вновь частично теряется за счет использования присадок щелочных или щелочноземельных металлов.From the publication of Chang et al., Appl. Catal. A 103 (1994), pp. 233-42, is known about currentless copper plating, or deposition of copper on a carrier using a reducing agent in the presence of a complexing agent, in the manufacture of copper-based catalysts for dehydrogenation of cyclohexanol without oxidation. As a carrier, α-alumina with a surface of 22.6 m 2 / g is used. According to Chang, selectivity depends on the acidity of the support: acidic supports, such as alumina or silica, have a catalytic effect on side reactions like dehydration to cyclohexanol or dimerization. And although acidity can be reduced by the addition of alkali or alkaline earth metals (see, for example, Appl. Cat. A: Volume 83, 2 (1992), pp. 201-11), this measure simultaneously leads to a decrease in activity. The advantage of increased activity of copper-based catalysts over high-temperature catalysts is thus again partially lost due to the use of alkali or alkaline earth metal additives.

Описанные в Appl. Cat. A 103 (1994), стр. 233-42 катализаторы являются не пригодными для использования в крупных промышленных масштабах, поскольку они представлены в виде порошка. Изготовление их при помощи прессования в виде формованных изделий, как таблеток, осложняется плохой таблетируемостью этого порошка. К тому же низкая твердость изготовленных таким образом формованных изделий обуславливает низкую износостойкость в реакторе, связанную с увеличением потери давления при увеличивающейся продолжительности реакции. Таким образом в целом их использование в крупном техническом масштабе не является возможным. Described in Appl. Cat. A 103 (1994), pp. 233-42, the catalysts are not suitable for use on a large industrial scale because they are presented in powder form. Their manufacture by pressing in the form of molded products, like tablets, is complicated by the poor tabletability of this powder. In addition, the low hardness of the molded products manufactured in this way leads to low wear resistance in the reactor, associated with an increase in pressure loss with an increasing reaction time. Thus, in general, their use on a large technical scale is not possible.

Другим недостатком применения α-окиси алюминия в качестве материала носителя является слабая взаимосвязь с активным компонентом (медью), в результате которой слишком быстро начинается агломерация активного компонента, связанная с потерями каталитически активной поверхности и таким образом со снижением активности. Но чтобы несмотря на это можно было бы поддерживать высокую степень конверсии, необходимо было бы поднять рабочую температуру реакции дегидрирования в реакторе, в результате чего, конечно, и процесс агломерации, и связанная с этим дезактивация катализатора продолжали бы прогрессировать. Another disadvantage of using α-alumina as a carrier material is a weak relationship with the active component (copper), as a result of which the agglomeration of the active component begins too quickly, associated with the loss of catalytically active surface and thus with a decrease in activity. But in order to maintain a high degree of conversion despite this, it would be necessary to increase the operating temperature of the dehydrogenation reaction in the reactor, as a result of which, of course, the agglomeration process and the related catalyst deactivation would continue to progress.

Основополагающая задача настоящего изобретения состояла в создании катализатора, не имеющего указанных выше недостатков. В частности, катализатор должен был бы иметь высокий срок службы, а также обеспечивать дегидрирование циклогексанола до циклогексанона с высоким выходом целевого продукта и высокой селективностью при сравнительно низких температурах реакции, а также предотвращал бы необходимость постоянного регулирования температуры реакции. Кроме того, катализатор должен был бы обеспечивать возможность его переработки без высоких затрат в формованные изделия в виде таблеток, штабиков, колец, цилиндров, а также возможность его дальнейшего использования на основе высокой твердости и износостойкости. The fundamental objective of the present invention was to create a catalyst that does not have the above disadvantages. In particular, the catalyst should have a high service life, as well as ensure dehydrogenation of cyclohexanol to cyclohexanone with a high yield of the target product and high selectivity at relatively low reaction temperatures, and would also prevent the need for constant control of the reaction temperature. In addition, the catalyst should provide the possibility of its processing without high costs into molded products in the form of tablets, piles, rings, cylinders, as well as the possibility of its further use on the basis of high hardness and wear resistance.

Задача изобретения решается предлагаемым катализатором для дегидрирования циклогексанола в циклогексанон, содержащим медь в качестве активного компонента и α-окись алюминия с поверхностью по БЭТ, измеренную по ДИН 66131, не менее 30 м2/г.The objective of the invention is solved by the proposed catalyst for dehydrogenation of cyclohexanol to cyclohexanone containing copper as an active component and α-alumina with a BET surface, measured according to DIN 66131, not less than 30 m 2 / g

Далее задача изобретения также решается способом получения предлагаемого катализатора, который заключается в том, что медь наносят на носитель - α-окись алюминия с поверхностью по БЭТ, измеренную по ДИН 66131, не менее 30 м2/г путем пропитывания, осаждения, сухого смешения или бестокового меднения и кальцинируют.Further, the objective of the invention is also solved by the method of obtaining the proposed catalyst, which consists in the fact that copper is deposited on a carrier - α-alumina with a BET surface, measured according to DIN 66131, at least 30 m 2 / g by impregnation, precipitation, dry mixing or currentless copper plating and calcify.

Предпочтительно используется α-окись алюминия с поверхностью по БЕТ 50 - 300 м2/г, особенно предпочтительно 100 - 250 м2/г. Такая высокоповерхностная α-окись алюминия имеется в продаже (например, фирмы Алкоа).Preferably, α-alumina with a BET surface of 50 to 300 m 2 / g is used, particularly preferably 100 to 250 m 2 / g. Such high surface α-alumina is commercially available (e.g., Alcoa).

При нанесении активного компонента пропитыванием носитель пропитывают водным раствором солей меди (преимущественно азотной, серной, уксусной или соляной кислот), сушат и затем в пропитанном виде кальцинируют. When the active component is applied by impregnation, the carrier is impregnated with an aqueous solution of copper salts (mainly nitric, sulfuric, acetic or hydrochloric acids), dried and then calcined in an impregnated form.

При осаждении обычно смешивают водный раствор соли меди (см. выше) в присутствии носителя с осадителем, обеспечивающим образование труднорастворимых соединений меди. Для осаждения меди преимущественно используется сода. Затем обычным образом производятся сушка и кальцинирование. During precipitation, an aqueous solution of a copper salt (see above) is usually mixed in the presence of a carrier with a precipitant, which provides the formation of sparingly soluble copper compounds. Soda is predominantly used to precipitate copper. Then, drying and calcination are carried out in the usual manner.

При сухом смешении, как правило, смешивают носитель с требуемой солью меди и затем производят кальцинирование. With dry mixing, as a rule, the carrier is mixed with the desired copper salt and then calcined.

Следующая форма получения состоит из изготовления катализатора при помощи бестокового выделения меди (меднении) в присутствии заявленной высокоповерхностной α-окиси алюминия (см. также APPL. Catal. А 103 (1994), стр. 233-242). Для этого на носитель сначала наносят какой-нибудь редкоземельный металл (платину, родий, иридий, золото или палладий), преимущественно палладий, то есть создают центры кристаллизации, а затем выделяют медь на поверхности носителя из комплексной формы при помощи восстановителя. The next form of preparation consists of the manufacture of a catalyst using currentless copper recovery (copper plating) in the presence of the claimed high surface α-alumina (see also APPL. Catal. A 103 (1994), pp. 233-242). To do this, first some rare-earth metal (platinum, rhodium, iridium, gold or palladium) is deposited on the support, mainly palladium, that is, crystallization centers are created, and then copper is separated from the complex form on the support surface using a reducing agent.

Для предотвращения преждевременного осаждения меди при обычно необходимых высоких значениях рН добавляется, как правило, какой-нибудь сильный комплексообразователь типа этилендиаминтетраацетата, его соли щелочных металлов типа тетраацетата натрия, а также этилендиамин или фенатролин. Восстановление (или собственно меднение) происходит, как правило, при помощи восстановителя типа формальдегида или формиата натрия, способного выделять медь (0) из раствора солей меди. To prevent premature precipitation of copper at the usually required high pH values, usually some strong complexing agent such as ethylenediaminetetraacetate, its alkali metal salts such as sodium tetraacetate, as well as ethylenediamine or phenatrolin are added. Recovery (or copper plating itself) occurs, as a rule, using a reducing agent such as formaldehyde or sodium formate, which is able to separate copper (0) from a solution of copper salts.

По проведенным до настоящего времени наблюдениям особо мелкие частички меди получаются при бестоковом ее выделении. Их величина, зафиксированная при помощи дифракции рентгеновских лучей, составляет в основном менее 50 нм, а преимущественно менее 20 нм. According to the observations made to date, especially small particles of copper are obtained with its current-free isolation. Their value, recorded by X-ray diffraction, is generally less than 50 nm, and mainly less than 20 nm.

Независимо от способа нанесения меди на носитель кальцинирование полученного порошка или соответствующего формованного изделия производится при 250 - 450oС в течение 1 - 24 часов на воздухе или в атмосфере инертного газа, целесообразнее всего - азота. Изготовление формованных изделий может осуществляться до или после кальцинирования.Regardless of the method of applying copper to the carrier, the resulting powder or the corresponding molded product is calcined at 250-450 ° C for 1-24 hours in air or in an inert gas atmosphere, most preferably nitrogen. The manufacture of molded products can be carried out before or after calcination.

Полученный бестоковым выделением или другими описанными методами катализатор в виде порошка прессуется, как правило, с подмешиванием таблетирующих присадок в формованные изделия (таблетки, штабики, кольца, колесики, звездочки, кусочки, шарики, крошку или шприцованные заготовки), предпочтительно в таблетки. В качестве таблетирующих присадок могут использоваться обычно применяемые вспомогательные вещества, например графит, стеарат магния, метилцеллюлозы (типа "валоцел®"), медный порошок или смеси из них. The catalyst obtained by currentless isolation or by other methods described is pressed in powder form, as a rule, by mixing tabletting additives into molded articles (tablets, pallets, rings, wheels, sprockets, pieces, balls, crumbs or syringes), preferably tablets. As tabletting additives, commonly used excipients can be used, for example graphite, magnesium stearate, methyl cellulose (Valocel® type), copper powder or mixtures thereof.

Содержание меди в катализаторе обычно выбирается в диапазоне 0,01 - 50,0%, предпочтительно 2 - 30%, наиболее предпочтительно 5 - 20% от общей массы катализатора. The copper content in the catalyst is usually selected in the range of 0.01 to 50.0%, preferably 2 to 30%, most preferably 5 to 20% of the total weight of the catalyst.

Поверхность катализатора по БЕТ (измеренная по ДИН 66131) составляет, как правило, не менее 30 м2/г, предпочтительно 50 - 300 м2/г, наиболее предпочтительно 100 - 250 м2/г.The BET catalyst surface (measured according to DIN 66131) is usually not less than 30 m 2 / g, preferably 50 to 300 m 2 / g, most preferably 100 to 250 m 2 / g.

Дегидрирование циклогексанола до циклогексанона производится, как правило, в газовой фазе при 180 - 400oС, предпочтительно 200 - 350oС и наиболее предпочтительно 220 - 260oС. Как правило, давление выбирается в диапазоне 50 кПа - 5 МПа, оптимальный режим работы достигается при атмосферном давлении.The dehydrogenation of cyclohexanol to cyclohexanone is usually carried out in the gas phase at 180 - 400 o C, preferably 200 - 350 o C and most preferably 220 - 260 o C. Typically, the pressure is selected in the range of 50 kPa - 5 MPa, the optimal mode of operation achieved at atmospheric pressure.

В качестве сырья для проведения реакции используется, как правило, смесь циклогексанола и циклогексанона. Разумеется, можно использовать и чистый циклогексанол. Обычно используемая смесь состоит из циклогексанола (50 - 100%, предпочтительно 60 - 99%, оптимально 96 мас.%) и циклогексанона (50 - 0%, предпочтительно 40 - 1%, оптимально 4 мас.%). Циклогексанон и циклогексанол обычно получают окислением циклогексана с последующим повышением концентрации циклогексанола за счет дистиллятивной отгонки циклогексанона и других легкокипящих компонентов. As a raw material for the reaction, as a rule, a mixture of cyclohexanol and cyclohexanone is used. Of course, pure cyclohexanol can also be used. A commonly used mixture consists of cyclohexanol (50 - 100%, preferably 60 - 99%, optimally 96 wt.%) And cyclohexanone (50 - 0%, preferably 40 - 1%, optimally 4 wt.%). Cyclohexanone and cyclohexanol are usually obtained by oxidation of cyclohexane followed by an increase in the concentration of cyclohexanol due to the distillative distillation of cyclohexanone and other low boiling components.

Как правило, восстановление катализатора водородом производится перед самой реакцией. Процедура эта выполняется в общем таким образом, что разбавленный инертным газом (желательно азотом) поток водорода проводится через катализатор при определенной температуре, желательно 120 - 300oС. Доля содержания водорода в газе-восстановителе затем обычно повышается до исчезновения характерных изменений температуры.As a rule, the reduction of the catalyst with hydrogen is carried out before the reaction itself. This procedure is carried out generally in such a way that a stream of hydrogen diluted with an inert gas (preferably nitrogen) is conducted through the catalyst at a certain temperature, preferably 120 - 300 ° C. The proportion of hydrogen in the reducing gas is then usually increased until the characteristic temperature changes disappear.

Далее, в соответствии с предпочтительной формой осуществления способа пропускают газообразное сырье через катализатор, желательно, чтобы объемная скорость потока составляла при этом 0,1 - 100,0 ч-1, предпочтительно 0,1 - 20,0 ч-1. Сырье может смешиваться с инертным газом (азотом) или с паром. Продукт дегидрирования обычным образом (см., например, заявку на патент ФРГ 1,296,625 и заявку на патент ФРГ 1,443,462) обрабатывают и передают на последующую переработку.Further, in accordance with a preferred embodiment of the method, the gaseous feed is passed through the catalyst, it is desirable that the volumetric flow rate be 0.1 to 100.0 h -1 , preferably 0.1 to 20.0 h -1 . The feed can be mixed with an inert gas (nitrogen) or with steam. The dehydrogenation product in the usual way (see, for example, the German patent application 1,296,625 and the German patent application 1,443,462) is processed and passed on for further processing.

Далее в соответствии с другой предпочтительной формой осуществления способа выделяют из смеси, выходящей из зоны реакции, водород и добавляют его в газовую смесь, поступающую в зону реакции. В последующем целесообразно держать реагирующую смесь в контуре циркуляции до достижения требуемой степени конверсии. Further, in accordance with another preferred embodiment of the method, hydrogen is extracted from the mixture leaving the reaction zone and added to the gas mixture entering the reaction zone. Subsequently, it is advisable to keep the reaction mixture in the circulation loop until the desired degree of conversion is achieved.

Заявленный катализатор может работать в силу своей высокой активности при значительно более низких температурах, чем катализаторы, используемые в крупном промышленном производстве. Он имеет короткие фазы формования, высокие показатели селективности и степень конверсии, близкую к равновесию. Кроме того, заметная его дезактивация наступает только после значительно более продолжительных сроков использования, чем сроки, принятые в настоящее время для известных катализаторов. The claimed catalyst can operate due to its high activity at significantly lower temperatures than the catalysts used in large industrial production. It has short molding phases, high selectivity and a degree of conversion close to equilibrium. In addition, a significant decontamination occurs only after much longer periods of use than the currently accepted for known catalysts.

Заявленный катализатор отличается хорошей таблетирующей способностью, достаточной твердостью, высокой степенью конверсии при низких температурах, высокой селективностью до циклогексанола и хорошим сроком службы. The claimed catalyst is distinguished by good tableting ability, sufficient hardness, a high degree of conversion at low temperatures, high selectivity to cyclohexanol and a good service life.

Примеры
Пример 1 - Изготовление катализатора
К смеси, состоящей из 27,27 г 11%-ого (по массе) раствора нитрата палладия (рассчитанного по палладию), 495 мл бидистиллята воды и 495 мл этанола, добавляют 5 г поливинилпиролидона ("PVP", фирма Мерк, заказной номер 7443, средняя молярная масса 25,000 г/моль); полученный раствор нагревают в течение 4 часов с обратным холодильником. Полученный таким образом золь ("палладиевый золь") содержит 0,34 мас.% палладия (в пересчете на общий вес палладиевого золя).
Examples
Example 1 - Fabrication of the catalyst
To a mixture of 27.27 g of an 11% (w / w) solution of palladium nitrate (calculated by palladium), 495 ml of bidistillate water and 495 ml of ethanol, 5 g of polyvinylpyrrolidone (PVP, Merck, order number 7443 , average molar mass of 25,000 g / mol); the resulting solution was heated for 4 hours under reflux. Thus obtained sol ("palladium sol") contains 0.34 wt.% Palladium (in terms of the total weight of the palladium sol).

К 20,6 мл приготовленного вышеупомянутым способом палладиевого золя примешивают 23 мл воды и 125 г α-окиси алюминия (фирма Алкоа, поверхность по БЕТ 156 м2/г, водопоглощение 0,35 мл/г окиси алюминия). Затем пропитанный носитель сушат на воздухе. Предварительно обработанный и высушенный носитель суспендируют в 3894 мл свежеприготовленного раствора, состоящего из 0,1 молярной концентрации Cu(ОАс)2; 0,2 молярной концентрации этилендиаминтетраацетата натрия; 0,2 молярной концентрации формальдегида и 0,0125 молярной концентрации пиридина. При сильном помешивании устанавливают с помощью 35%-ого (по массе) раствора едкого натра значение рН, равное 12,5. При этом наблюдается изменение окраски от серо-черной до красно-бурой. Эта суспензия нагревается до 70oС, а значение рН поддерживается в диапазоне от 12 до 12,5 за счет последующего добавления едкого натра (расход едкого натра составляет около 400 мл). Затем после достижения температуры 70oС перемешивание суспензии продолжается еще 30 минут, после чего она охлаждается до комнатной температуры. Суспензия отфильтровывается и промывается водой до установления в воде нормального значения рН (фильтрат имеет слабый голубой цвет). Затем промытое твердое вещество просушивается в течение 16 часов при температуре 110oС под азотной подушкой и потом кальцинируется в течение 2 часов при температуре 300oС.To 20.6 ml of the palladium sol prepared by the above method, 23 ml of water and 125 g of α-alumina are mixed (Alcoa company, BET surface 156 m 2 / g, water absorption 0.35 ml / g of aluminum oxide). Then the impregnated carrier is dried in air. The pre-treated and dried carrier is suspended in 3894 ml of a freshly prepared solution consisting of 0.1 molar concentration of Cu (OAc) 2 ; 0.2 molar concentration of sodium ethylenediaminetetraacetate; 0.2 molar concentration of formaldehyde and 0.0125 molar concentration of pyridine. With strong stirring, a pH value of 12.5 is established using a 35% (by weight) sodium hydroxide solution. In this case, a color change is observed from gray-black to red-brown. This suspension is heated to 70 o C, and the pH value is maintained in the range from 12 to 12.5 due to the subsequent addition of caustic soda (caustic soda consumption is about 400 ml). Then, after reaching a temperature of 70 o With stirring the suspension continues for another 30 minutes, after which it is cooled to room temperature. The suspension is filtered and washed with water until a normal pH value is established in the water (the filtrate has a weak blue color). Then the washed solid is dried for 16 hours at a temperature of 110 o C under a nitrogen pad and then calcined for 2 hours at a temperature of 300 o C.

Изготовленный таким образом катализатор содержит 16,5 мас.% меди и 0,046 мас.% натрия в пересчете на общий вес серо-черного катализатора. The catalyst thus prepared contains 16.5 wt.% Copper and 0.046 wt.% Sodium, calculated on the total weight of the gray-black catalyst.

Рентгеноскопический анализ кристаллических компонентов дает следующие результаты: окись алюминия (19 нм), окись меди (13,0 нм), закись меди (следы). X-ray analysis of crystalline components gives the following results: aluminum oxide (19 nm), copper oxide (13.0 nm), copper oxide (traces).

Изготовление таблеток
(толщина 5 мм, диаметр 3 мм)
100 г изготовленного вышеупомянутым образом порошка катализатора предварительно уплотняют с 1% (по массе) медного порошка "FFL" (фирма" Северо-немецкое предприятие по выделению благородных металлов", 10914) и с 1% (по массе) стеаратом магния (фирма "Riedel de Haën, 4162757), соответственно от веса катализатора, в цилиндры (длиной 20 мм, диаметром 1 мм), которые затем продавливаются через фильеру с размером ячейки 1,6 мм и прессуются при подаче 2% графита в таблетки толщиной 5 мм и диаметром 3 мм.
Pill making
(thickness 5 mm, diameter 3 mm)
100 g of the catalyst powder prepared in the aforementioned manner are pre-compacted with 1% (by weight) FFL copper powder (North German Precious Metal Extraction Company, 10914) and 1% (by weight) magnesium stearate (Riedel de Haën, 4162757), respectively, based on the weight of the catalyst, into cylinders (20 mm long, 1 mm in diameter), which are then pressed through a die with a mesh size of 1.6 mm and pressed when 2% of graphite is fed into tablets with a thickness of 5 mm and a diameter of 3 mm

Боковое давление таблеток составляет 53 Н, стандартное отклонение 16 Н (измеряется прибором фирмы "Франк", тип 81557). The lateral pressure of the tablets is 53 N, the standard deviation is 16 N (measured by a Frank device, type 81557).

Пример 2 - Испытание катализатора
Испытание катализатора проводят в трубчатом реакторе диаметром 5 см и длиной 60 см. Соответственно загружается по 200 мл катализатора, который активируется перед началом реакции водородом. Перед загрузкой сырья катализатор активируют при 120oС подачей 150 л азота в час и 1,5 л водорода в час. При повышении температуры более чем на 10oС подача водорода прекращается. Затем температуру ступенчато повышают (с шагом 20oС) до достижения 240oС, расход водорода поддерживают постоянным. Затем при температуре 240oС проводят активирование катализатора подачей 150 л азота в час и 7,5 л водорода в час. После активирования катализатор нагружают смесью анол/анолона (96% циклогексанола, 4% циклогексанона), при этом объемная часовая скорость составляет примерно 0,7 час-1. Продукты выхода из реактора подвергаются газохроматографическому анализу. Результаты представлены в приведенной таблице.
Example 2 - Catalyst Test
The test of the catalyst is carried out in a tubular reactor with a diameter of 5 cm and a length of 60 cm. Accordingly, 200 ml of catalyst are loaded, which is activated before the start of the reaction with hydrogen. Before loading raw materials, the catalyst is activated at 120 o With a flow of 150 l of nitrogen per hour and 1.5 l of hydrogen per hour. When the temperature rises by more than 10 o With the flow of hydrogen stops. Then the temperature is increased stepwise (in increments of 20 ° C. ) to reach 240 ° C. , the flow rate of hydrogen is kept constant. Then, at a temperature of 240 ° C. , the catalyst is activated by supplying 150 liters of nitrogen per hour and 7.5 liters of hydrogen per hour. After activation, the catalyst is loaded with an anol / anolone mixture (96% cyclohexanol, 4% cyclohexanone), and the hourly space velocity is about 0.7 hour -1 . The products of the exit from the reactor are subjected to gas chromatographic analysis. The results are presented in the table.

Сравнительный пример
При проведении испытания выполняют операции, описанные в примере 1, с той лишь разницей, что для дегидрирования используют коммерческий медный катализатор (катализатор CU 940 фирмы Prokatalyse).
Comparative example
During the test, the operations described in Example 1 are performed, with the only difference being that a commercial copper catalyst (CU 940 catalyst from Prokatalyse) is used for dehydrogenation.

Заявленный катализатор показывает уже при температуре >230oС конверсию, близкую к равновесию, при одновременно очень высокой селективности >99%.The claimed catalyst shows already at a temperature> 230 o With the conversion close to equilibrium, while at the same time a very high selectivity> 99%.

При этой температуре не происходит какой-либо заметной дезактивации этого катализатора. При незначительном повышении температуры примерно до 240oС конверсия может быть увеличена без потери селективности примерно до 60%. Но и при этой температуре происходит лишь очень медленная потеря активности.At this temperature, no noticeable deactivation of this catalyst occurs. With a slight increase in temperature to about 240 o With the conversion can be increased without loss of selectivity up to about 60%. But even at this temperature there is only a very slow loss of activity.

Как видно из результатов, для сравнительного эксперимента подстройку температуры необходимо производить уже через 168 часов, чтобы поддерживать степень конверсии, в то время как для заявленного катализатора такая корректировка необходима только приблизительно через 600 часов. К тому же температуры, использованные в сравнительном примере, лежат примерно на 40oС выше, чем в примере с заявленным катализатором. Наконец, следует указать и на то, что и показатели селективности в примере с заявленным катализатором являются оптимальными, что является неожиданным при использовании окиси алюминия с поверхностью по БЕТ не менее 30 м2/г.As can be seen from the results, for a comparative experiment, the temperature adjustment must be done after 168 hours to maintain the degree of conversion, while for the claimed catalyst, such adjustment is necessary only after about 600 hours. In addition, the temperatures used in the comparative example are about 40 ° C. higher than in the example with the claimed catalyst. Finally, it should be pointed out that the selectivity indices in the example with the claimed catalyst are optimal, which is unexpected when using aluminum oxide with a BET surface of at least 30 m 2 / g.

Claims (3)

1. Катализатор для дегидрирования циклогексанола в циклогексанон, содержащий медь в качестве активного компонента и α-окись алюминия в качестве носителя, отличающийся тем, что он содержит α-окись алюминия с поверхностью по БЭТ, измеренную по ДИН 66131, не менее 30 м2/г.1. The catalyst for dehydrogenation of cyclohexanol to cyclohexanone containing copper as an active component and α-alumina as a carrier, characterized in that it contains α-alumina with a BET surface, measured according to DIN 66131, not less than 30 m 2 / g. 2. Способ получения катализатора для дегидрирования циклогексанола в циклогексанон по п. 1, отличающийся тем, что медь наносят на носитель - α-окись алюминия с поверхностью по БЭТ, измеренную по ДИН 66131, не менее 30 м2/г путем пропитывания, осаждения, сухого смешения или бестокового меднения и кальцинируют.2. A method of producing a catalyst for dehydrogenation of cyclohexanol to cyclohexanone according to claim 1, characterized in that copper is deposited on a support - α-alumina with a BET surface, measured according to DIN 66131, not less than 30 m 2 / g by impregnation, deposition, dry mixing or currentless copper plating and calcinate. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что катализатор подвергают формованию, в частности, в таблетки, штабики, кольца, цилиндры. 3. The method according to claim 2, characterized in that the catalyst is subjected to molding, in particular, in tablets, racks, rings, cylinders.
RU99101934/04A 1996-07-02 1997-06-17 Catalyst for dehydrogenation of cyclohexanol into cyclohexanone and method of its production RU2190468C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19626587.8 1996-07-02
DE19626587A DE19626587A1 (en) 1996-07-02 1996-07-02 Cyclohexanol dehydrogenation catalyst

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99101934A RU99101934A (en) 2000-12-20
RU2190468C2 true RU2190468C2 (en) 2002-10-10

Family

ID=7798698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99101934/04A RU2190468C2 (en) 1996-07-02 1997-06-17 Catalyst for dehydrogenation of cyclohexanol into cyclohexanone and method of its production

Country Status (15)

Country Link
EP (1) EP0909214A1 (en)
JP (1) JP2000513269A (en)
KR (1) KR20000022369A (en)
CN (1) CN1094785C (en)
AU (1) AU3176497A (en)
BR (1) BR9710017A (en)
CA (1) CA2258549A1 (en)
CZ (1) CZ425498A3 (en)
DE (1) DE19626587A1 (en)
NO (1) NO986155L (en)
PL (1) PL330957A1 (en)
RU (1) RU2190468C2 (en)
SK (1) SK172198A3 (en)
TW (1) TW460327B (en)
WO (1) WO1998000233A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2546122C1 (en) * 2013-10-10 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования (Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева) Catalyst for dehydration of cyclohexanol into cyclohexanone
RU2574730C2 (en) * 2013-10-10 2016-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования (Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева) Method of preparing catalyst for dehydrogenation of cyclohexanol into cyclohexanone

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6573409B1 (en) 1999-07-02 2003-06-03 The Nutrasweet Company Process for the preparation of 3,3-dimethylbutanal
KR100409083B1 (en) * 2001-03-12 2003-12-11 주식회사 엘지화학 Steam cracking catalyst of hydrocarbons for olefins production
KR100431898B1 (en) * 2001-08-04 2004-05-17 애경유화 주식회사 A copper-silica catalyst useful for hydrogenation of a carbonyl group-containing compound or dehydrogenation of a cycloalcohol and a preparation thereof
CN100360228C (en) * 2005-05-31 2008-01-09 中国石油化工股份有限公司 Ketone catalyst fabricated by dehydrogenating alcohol, and preparation method
CN102500420B (en) * 2011-11-30 2014-03-05 大丰海嘉诺药业有限公司 Alcohol gas phase dehydrogenation catalyst, preparation method thereof and application

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU522853A1 (en) * 1974-12-13 1976-07-30 Институт физико-органической химии АН Белорусской ССР Cyclohexanol dehydrogenation catalyst
JPS5620541A (en) * 1979-07-30 1981-02-26 Mitsubishi Chem Ind Ltd Preparation of cyclohexanone
US4472593A (en) * 1981-10-16 1984-09-18 Shell Oil Company Conversion of isopropyl alcohol to acetone
US5202511A (en) * 1989-08-16 1993-04-13 The Dow Chemical Company Catalyst diluent for oxychlorination process
CN1056067A (en) * 1990-04-29 1991-11-13 王炳炎 Multi component cyclohexanol dehydrogenation catalyst

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2546122C1 (en) * 2013-10-10 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования (Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева) Catalyst for dehydration of cyclohexanol into cyclohexanone
RU2574730C2 (en) * 2013-10-10 2016-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования (Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева) Method of preparing catalyst for dehydrogenation of cyclohexanol into cyclohexanone

Also Published As

Publication number Publication date
TW460327B (en) 2001-10-21
CZ425498A3 (en) 1999-11-17
WO1998000233A1 (en) 1998-01-08
KR20000022369A (en) 2000-04-25
NO986155D0 (en) 1998-12-28
BR9710017A (en) 1999-08-10
DE19626587A1 (en) 1998-01-08
SK172198A3 (en) 1999-04-13
EP0909214A1 (en) 1999-04-21
AU3176497A (en) 1998-01-21
CN1094785C (en) 2002-11-27
CN1224371A (en) 1999-07-28
NO986155L (en) 1998-12-28
JP2000513269A (en) 2000-10-10
PL330957A1 (en) 1999-06-21
CA2258549A1 (en) 1998-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR920005083B1 (en) Process for preparing silver catalysts
EP0101645A1 (en) Catalytic process for the production of methanol
RU2190468C2 (en) Catalyst for dehydrogenation of cyclohexanol into cyclohexanone and method of its production
JPH03127750A (en) Method for hydrogenation of citral
BG64695B1 (en) Method for producing oxidic catalysts containing copper with oxidation degree > 0
JP3237365B2 (en) Method for producing phenol
CN112010802B (en) Continuous preparation method of 3-methylpyridine
JPH0656722A (en) Production of unsaturated alcohol
JP2632166B2 (en) Method for producing carboxylic acid
JP2004500236A (en) Catalyst for hydrogenating unsaturated hydrocarbons
JPS58166936A (en) Catalyst for producing carboxylic ester and use thereof
KR19990087753A (en) Dehydrogenation of Secondary Cyclic Alcohol
JPH0542298B2 (en)
CN106674173B (en) Dehydrogenation catalyst and method for preparing valerolactone
JP4069242B2 (en) Metal particle carrier and method for producing carboxylic acid ester
US5872075A (en) Catalyst for oxidation of hydrogen, method for selective oxidation of hydrogen, and method for dehydrogenation of hydrocarbon
CA1259632A (en) Catalytic reduction process
CN112138724A (en) Hydroalkylation catalyst and process therefor
JP3153526B2 (en) Catalyst for partial hydrogenation of aromatic olefin and method for partial hydrogenation thereof
JPH06263668A (en) Production of phenol
JPH062702B2 (en) Method for producing methyl isobutyl ketone
JP2003192632A (en) Method for producing mixture of unsaturated carboxylic acid ester with unsaturated carboxylic acid
JPS6046096B2 (en) Method for producing cyclohexylbenzene
JP2003103174A (en) Metallic particle carrier and method for producing unsaturated carbonyl compound
JPH0247972B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20030618