RU2639151C1 - Способ получения микросферического катализатора окислительного хлорирования этилена - Google Patents

Способ получения микросферического катализатора окислительного хлорирования этилена Download PDF

Info

Publication number
RU2639151C1
RU2639151C1 RU2016140752A RU2016140752A RU2639151C1 RU 2639151 C1 RU2639151 C1 RU 2639151C1 RU 2016140752 A RU2016140752 A RU 2016140752A RU 2016140752 A RU2016140752 A RU 2016140752A RU 2639151 C1 RU2639151 C1 RU 2639151C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
carrier
microspherical
ethylene
suspension
Prior art date
Application number
RU2016140752A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Борисович Бодрый
Ильшат Фаритович Усманов
Эльвир Маратович Рахматуллин
Айдар Шамилевич Тагиров
Лидия Васильевна Суркова
Радик Салаватович Илибаев
Руслан Алексеевич Кислицын
Ильгиз Хамзович Аллагузин
Усеин Меметович Джемилев
Борис Иванович Кутепов
Ирина Николаевна Павлова
Федор Игнатьевич Афанасьев
Раиль Наилевич Фаткуллин
Валерий Альбертович Ихсанов
Николай Владимирович Пигин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Компания "Новые технологии""
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 Общество с ограниченной ответственностью "Компания "Новые технологии"" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Компания "Новые технологии""
Priority to RU2016140752A priority Critical patent/RU2639151C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2639151C1 publication Critical patent/RU2639151C1/ru

Links

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
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/06Halogens; Compounds thereof
    • B01J27/08Halides
    • B01J27/122Halides of copper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/06Halogens; Compounds thereof
    • B01J27/138Halogens; Compounds thereof with alkaline earth metals, magnesium, beryllium, zinc, cadmium or mercury
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/51Spheres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08Heat treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области нефтехимической промышленности, а именно к приготовлению микросферического катализатора окислительного хлорирования этилена в дихлорэтан в производстве получения винилхлорида. Способ состоит из стадий получения микросферического алюмооксидного носителя через распыление суспензии, которая включает в своем составе 55-90 мас.% моногидроксида алюминия псевдобемитной структуры, 35-5 мас.% гидроксохлорида алюминия и 10-5 мас.% модифицированного крахмала, в среде дымовых газов, прокалкой носителя, пропитки полученного носителя по водопоголощению растворами солей хлоридов меди и хлоридами щелочных и щелочноземельных элементов, прокалкой катализатора. Технический результат заключается в получении микросферического катализатора окислительного хлорирования этилена с высокой каталитической активностью и стойкостью к истиранию в псевдоожиженном режиме. 1 табл., 5 пр.

Description

Изобретение относится к области нефтехимической промышленности, а именно к приготовлению микросферического катализатора окислительного хлорирования этилена в дихлорэтан в производстве получения винилхлорида.
Катализатор окислительного хлорирования этилена (Катализатор ОХЭ) представляет собой микросферические гранулы размером 20-100 мкм, имеющий в своем составе алюмооксидный микросферический носитель и нанесенные активные компоненты. Данный катализатор используется в технологическом процессе окислительного хлорирования этилена в дихлорэтан, который является основным сырьем для получения поливинилхлорида. Поливинилхлорид широко используется во всем мире в производстве ПВХ изделий.
Микросферический алюмооксидный носитель в катализаторе ОХЭ выполняет следующие функции: обеспечивает высокую удельную поверхность катализатора, доступность активных центров для реагирующих веществ, необходимую механическую прочность, требуемую насыпную плотность и гранулометрический состав.
Для обеспечения процесса окислительного хлорирования этилена в дихлорэтан, осуществляемого в псевдоожиженном слое катализатора, наряду с каталитическими свойствами, повышенные требования предъявляются к прочности, форме, размерам микросферических частиц, насыпной плотности и развитой пористой структуре катализатора, которые определяются во многом характеристиками алюмооксидного носителя.
Из литературных данных известно, что активным компонентом современных катализаторов ОХЭ является хлорная медь, содержание которой составляет 8-12% массы катализатора. Кроме хлорида меди могут использоваться и другие ее соединения, которые под действием реакционной среды переходят в хлорную медь. Имеются сведения о том, что повышению активности хлорида меди способствует добавление хлоридов щелочных и щелочноземельных элементов. Высокая активность катализатора обусловлена равномерным распределением активного компонента в объеме микросферы катализатора, имеющего оптимальное распределение транспортных пор, которые обеспечивают доступность активных центров.
Эффективная работа катализатора определяется не только его каталитической активностью, но и стабильностью эксплуатационных характеристик в процессе окислительного хлорирования этилена. Одним из таких показателей является стойкость микросферы катализатора к истирающим нагрузкам, который во многом определяется характеристиками микросферического носителя для катализатора.
Известен способ получения микросферического катализатора окислительного хлорирования этилена [Патент США N 4377491], когда полученный в несколько стадий носитель - микросферический оксид алюминия - дополнительно прокаливают при 250-500°C в течение 1-5 часов и для однородного распределения меди на поверхности пропитывают оксид алюминия в кипящем слое при температуре не более 50°C расчетным объемом раствора CuCl2 с концентрацией 160-600 г/л. Пропитанные частицы сушат в кипящем слое, поднимая температуру со скоростью 30°C в час до 140°C, и выдерживают при этой температуре 0,5-15 часов. Такой способ пропитки и сушки позволяет добиться наиболее однородного распределения меди на поверхности. Недостатками указанного способа являются многостадийность, высокая энергоемкость процесса и необходимость использования очень концентрированных растворов.
Известен способ получения микросферического катализатора окислительного хлорирования этилена [Патент РФ №2139761, Патент РФ №2131298], где предлагают смешение отмытого осадка гидроксидов алюминия с хлорной медью или смесью хлорной меди и хлористого магния. Образовавшуюся суспензию гидроксидов алюминия с растворами хлоридов металлов подвергают распылительной сушке при температуре газов на выходе из сушилки 130-200°C с получением микросферического катализатора, который в дальнейшем прокаливают при 600-660°C в течение 2-4 часов. Недостатками указанного способа являются то, что при прокалке микросферы при 600-660°C возможны образование соединений нестехиометрического состава оксида алюминия с медью и промотирующими добавками, а также блокировка активных компонентов в объеме носителя.
Известен способ получения микросферического катализатора окислительного хлорирования этилена [Патент РФ №2281806], когда активный компонент распределен в объеме носителя катализатора неравномерно - распределение атомов меди в большей степени, внутри частицы катализатора, чем на поверхности (слой толщиной
Figure 00000001
), и атомов магния, в большей степени на поверхности (слой толщиной
Figure 00000002
), чем внутри частицы. Такая технология подразумевает раздельное нанесение растворов солей, что является недостатком такого способа.
Ближайшим известным решением аналогичной задачи по технической сущности является способ получения микросферического катализатора окислительного хлорирования этилена является изобретение [Патент США №4451683], когда сначала получают микросферический алюмооксидный носитель осаждением гидроксида алюминия взаимодействием азотной кислоты и алюмината натрия, затем распылительной сушкой отмытого и отфильтрованного гидроксида алюминия получают микросферические частицы, которые после прокаливания при 730°C превращаются в оксид алюминия - носитель для катализатора оксихлорирования. На приготовленный таким образом носитель распыляют при 70°C раствор CuCl2 или смеси CuCl2 и KCl и сушат при 130°C.
Недостатками указанного способа является многостадийность процесса, необходимость термообработки материала при высоких (730°C) температурах, недостаточная равномерность распределения активного солевого состава на поверхности и в объеме катализатора.
Основной задачей предлагаемого нами решения является разработка безотходной, бессточной и достаточно простой технологии приготовления микросферического катализатора окислительного хлорирования этилена с высокой каталитической активностью и стойкостью к истиранию в псевдоожиженном режиме.
Поставленная цель достигается предлагаемым способом получения микросферического катализатора окислительного хлорирования этилена, включающим стадии получения микросферического алюмооксидного носителя через распыление суспензии в среде дымовых газов, прокалкой носителя, пропитки полученного носителя по водопоглощению растворами солей хлоридов меди и хлоридами щелочных и щелочноземельных элементов, прокалкой катализатора.
Отличительной чертой предлагаемого способа получения катализатора является то, что суспензия для получения микросферического алюмооксидного носителя через распыление суспензии в среде дымовых газов включает в своем составе (55-90)% моногидроксида алюминия псевдобемитной структуры, (35-5)% гидроксохлорида алюминия и (10-5)% модифицированного крахмала.
Порошок моногидроксида алюминия псевдобемитной структуры в сочетании с гидроксохлоридом алюминия и модифицированного крахмала в составе суспензии обеспечивают формирование эффективной вторичной пористой структуры микросферы, а также высокую стойкость к истиранию в псевдоожиженном режиме.
Изменяя соотношение компонентов в суспензии порошка моногидроксид алюминия псевдобемитной структуры, гидроксохлорида алюминия и модифицированного крахмала, можно получит микросферический алюмооксидный носитель с различными показателями по насыпной плотности, объема пор, удельной поверхностью и стойкостью к истиранию.
Таким образом, применение порошка моногидроксид алюминия псевдобемитной структуры, гидроксохлорида алюминия и модифицированного крахмала при получении микросферического катализатора в заявляемом способе соответствует критерию "новизна".
Промышленная применимость предлагаемого способа приготовления микросферического катализатора ОХЭ подтверждается следующими примерами.
Сырье:
1. Моногидроксид алюминия псевдобемитной структуры, Na2O не более 0,1%, ППП (потери при прокаливании) = 25-27%;
2. Гидроксохлорида алюминия (содержание сухого остатка в пересчете на Al2O3 19,5-21,0%);
3. Модифицированный крахмал;
4. Вода химически очищенная (ХОВ);
Оборудование:
1. Емкость с мешалкой (Е-1) 1 м3.
2. Распылительная сушилка (РС-2) с мощностью до 250 л/ч по испаренной влаге.
3. Z-образный смеситель СМП-3 с пропитывателем на 0,2 м3.
4. Вращающаяся прокалочная печь П-1 с верхним пределом температур на 800°C
Все расчеты в примерах приводятся с учетом того, что рабочим объемом емкости с мешалкой принято до 80% объема от исходного.
Пример 1
Для приготовления суспензии в 1 м3 емкость с мешалкой Е-1 заливают 0,45 м3 химочищенной воды (ХОВ), засыпают при перешивании 150 кг порошка моногидроксид алюминия псевдобемитной структуры. После засыпки всех компонентов, суспензия перемешивается в емкости в течение 1 ч. Затем формование микросфер в распылительной сушилке РС-2 в среде дымовых газов с температурой 140-170°C. После прокалка микросфер при температуре 550-650°C во вращающейся прокалочной печи П-1.
Засыпка в смеситель СМП-3 100 кг микросферического алюмокосидного носителя и нанесение пропиткой по водопоголощению растворами солей, содержащий хлорида меди 9% и хлорида щелочноземельных элементов 1% к массе носителя. Затем прокалка при температуре 290-300°C во вращающейся прокалочной печи П-1. Выгрузка готового катализатора.
Пример 2
Для приготовления суспензии в 1 м3 емкость с мешалкой Е-1 заливают 0,45 м3 химочищенной воды (ХОВ), засыпают при перешивании 135 кг порошка моногидроксид алюминия псевдобемитной структуры и 15 кг модифицированного крахмала. После засыпки всех компонентов, суспензия перемешивается в емкости в течение 1 ч. Затем формование микросфер в распылительной сушилке РС-2 в среде дымовых газов с температурой 140-170°C. После прокалка микросфер при температуре 550-650°C во вращающейся прокалочной печи П-1.
Засыпка в смеситель СМП-3 100 кг микросферического алюмокосидного носителя и нанесение пропиткой по водопоглощению растворами солей, содержащий хлорида меди 9% и хлорида щелочноземельных элементов 1% к массе носителя. Затем прокалка при температуре 290-300°C во вращающейся прокалочной печи П-1. Выгрузка готового катализатора.
Пример 3
Для приготовления суспензии в 1 м3 емкость с мешалкой Е-1 заливают 0,45 м3 химочищенной воды (ХОВ), засыпают при перешивании 135 кг порошка моногидроксид алюминия псевдобемитной структуры, 7,5 кг гидроксохлорида алюминия и 7,5 кг модифицированного крахмала. После засыпки всех компонентов, суспензия перемешивается в емкости в течение 1 ч. Затем формование микросфер в распылительной сушилке РС-2 в среде дымовых газов с температурой 140-170°C. После прокалка микросфер при температуре 550-650°C во вращающейся прокалочной печи П-1.
Засыпка в смеситель СМП-3 100 кг микросферического алюмокосидного носителя и нанесение пропиткой по водопоголощению растворами солей, содержащий хлорида меди 9% и хлорида щелочноземельных элементов 1% к массе носителя. Затем прокалка при температуре 290-300°C во вращающейся прокалочной печи П-1. Выгрузка готового катализатора.
Пример 4
Для приготовления суспензии в 1 м3 емкость с мешалкой Е-1 заливают 0,45 м3 химочищенной воды (ХОВ), засыпают при перешивании 120 кг порошка моногидроксид алюминия псевдобемитной структуры, 15 кг гидроксохлорида алюминия и 15 кг модифицированного крахмала. После засыпки всех компонентов, суспензия перемешивается в емкости в течение 1 ч. Затем формование микросфер в распылительной сушилке РС-2 в среде дымовых газов с температурой 140-170°C. После прокалка микросфер при температуре 550-650°C во вращающейся прокалочной печи П-1.
Засыпка в смеситель СМП-3 100 кг микросферического алюмокосидного носителя и нанесение пропиткой по водопоглощению растворами солей, содержащий хлорида меди 9% и хлорида щелочноземельных элементов 1% к массе носителя. Затем прокалка при температуре 290-300°C во вращающейся прокалочной печи П-1. Выгрузка готового катализатора.
Пример 5
Для приготовления суспензии в 1 м3 емкость с мешалкой Е-1 заливают 0,45 м3 химочищенной воды (ХОВ), засыпают при перешивании 112,5 кг порошка моногидроксид алюминия псевдобемитной структуры, 22,5 кг гидроксохлорида алюминия и 15 кг модифицированного крахмала. После засыпки всех компонентов, суспензия перемешивается в емкости в течение 1 ч. Затем формование микросфер в распылительной сушилке РС-2 в среде дымовых газов с температурой 140-170°C. После прокалка микросфер при температуре 550-650°C во вращающейся прокалочной печи П-1.
Засыпка в смеситель СМП-3 100 кг микросферического алюмокосидного носителя и нанесение пропиткой по водопоглощению растворами солей, содержащий хлорида меди 9% и хлорида щелочноземельных элементов 1% к массе носителя. Затем прокалка при температуре 290-300°C во вращающейся прокалочной печи П-1. Выгрузка готового катализатора.
У полученных образцов катализатора затем определяли их насыпную плотность, удельную поверхность, общий объем пор по воде, объемы мезопор и микропор, стойкость к истиранию в газовом потоке в псевдоожиженном режиме и показатели каталитической активности на лабораторной установке в процессе оксихлорирования этилена при температуре 225-235°C.
Figure 00000003
Из результатов таблицы следует, что изменение соотношения компонентов в исходной суспензии оказывает существенное влияние на характеристики гранул катализатора и на каталитическую активность. При одинаковом содержании активного компонента на показатель активности катализатора и горение этилена (побочный процесс) влияют также насыпной вес и характеристики пористой структуры самого катализатора.
Анализ представленных материалов позволяет сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение дает возможность получать микросферический катализатор процесса окислительного хлорирования этилена с высокими показателями каталитической активности, пористой структуры и стойкостью к истиранию в псевдоожиженном режиме.

Claims (1)

  1. Способ получения микросферического катализатора окислительного хлорирования этилена, состоящий из стадий получения микросферического алюмооксидного носителя через распыление суспензии, которая включает в своем составе 55-90 мас.% моногидроксида алюминия псевдобемитной структуры, 35-5 мас.% гидроксохлорида алюминия и 10-5 мас.% модифицированного крахмала, в среде дымовых газов, прокалкой носителя, пропитки полученного носителя по водопоглощению растворами солей хлоридов меди и хлоридами щелочных и щелочноземельных элементов, прокалкой катализатора.
RU2016140752A 2016-10-17 2016-10-17 Способ получения микросферического катализатора окислительного хлорирования этилена RU2639151C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016140752A RU2639151C1 (ru) 2016-10-17 2016-10-17 Способ получения микросферического катализатора окислительного хлорирования этилена

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016140752A RU2639151C1 (ru) 2016-10-17 2016-10-17 Способ получения микросферического катализатора окислительного хлорирования этилена

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2639151C1 true RU2639151C1 (ru) 2017-12-20

Family

ID=60718971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016140752A RU2639151C1 (ru) 2016-10-17 2016-10-17 Способ получения микросферического катализатора окислительного хлорирования этилена

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2639151C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2131298C1 (ru) * 1996-12-05 1999-06-10 Институт нефтехимии и катализа с опытным заводом АН РБ Способ приготовления микросферического катализатора оксихлорирования углероводородов
US7585806B2 (en) * 2005-11-14 2009-09-08 Oxy Vinyls, Lp Catalyst compositions and process for oxychlorination
EA015014B1 (ru) * 2005-05-12 2011-04-29 Солвей (Сосьете Аноним) Катализатор оксихлорирования и способ, использующий такой катализатор
RU2522438C2 (ru) * 2012-09-18 2014-07-10 Общество с ограниченной ответственностью ООО "Компания "Новые технологии" Микросферический катализатор крекинга "октифайн" и способ его приготовления

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2131298C1 (ru) * 1996-12-05 1999-06-10 Институт нефтехимии и катализа с опытным заводом АН РБ Способ приготовления микросферического катализатора оксихлорирования углероводородов
EA015014B1 (ru) * 2005-05-12 2011-04-29 Солвей (Сосьете Аноним) Катализатор оксихлорирования и способ, использующий такой катализатор
US7585806B2 (en) * 2005-11-14 2009-09-08 Oxy Vinyls, Lp Catalyst compositions and process for oxychlorination
RU2522438C2 (ru) * 2012-09-18 2014-07-10 Общество с ограниченной ответственностью ООО "Компания "Новые технологии" Микросферический катализатор крекинга "октифайн" и способ его приготовления

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101961778B1 (ko) 에틸렌 옥사이드 생산에 사용되는 은 촉매용 지지체, 그의 제조 방법, 그로부터 제조된 은 촉매, 및 에틸렌 옥사이드 생산에서의 그 용도
US4628042A (en) Porous mullite
CA2667980A1 (en) Shaped porous bodies of alpha-alumina and methods for the preparation thereof
KR20080096678A (ko) 올레핀 산화 촉매용 담체, 그 제조 방법 및 적용
TW201231158A (en) An alumina support, a preparation method for the same, and a silver catalyst prepared from the same, and use thereof
WO1997040932A1 (en) Catalyst carrier
CN107735174B (zh) 用于链烷烃异构化的催化剂及其生产方法
KR20150050420A (ko) 알루미나 캐리어, 그것의 제조 방법 및 은 촉매
JP2010235437A (ja) 酸化チタン/層状複水酸化物複合体及びその製造方法
JPH05103995A (ja) オレフインの不均化触媒およびその触媒を用いたオレフインの不均化方法
US3714313A (en) Agglomerating partially dehydrated gel-derived pseudoboehmitic alumina to form strong porous spheres
EP0130734A2 (en) Porous mullite production
RU2639151C1 (ru) Способ получения микросферического катализатора окислительного хлорирования этилена
KR20230137972A (ko) 지지된 탄탈룸 촉매의 제조 방법
RU2271860C1 (ru) Катализатор для дегидрирования парафиновых углеводородов
JP2004529842A (ja) アルミナ集塊、特に触媒支持体、触媒、吸収剤としての使用、並びにそれらの調製方法
JP2000037626A (ja) 脱水素触媒
CA3071239A1 (en) Heterogeneous catalyst
KR102258560B1 (ko) 산화텅스텐 또는 산화텅스텐 수화물을 함유하는 에그쉘 촉매 복합체
WO2022162626A1 (en) Low-cost novel adsorbent with high chloride removal capacity
CN112007625B (zh) 一种α-氧化铝载体及制备方法和银催化剂与应用
US4790929A (en) Hydrotreating process using porous mullite
JP5595005B2 (ja) オキシクロリネーション用触媒の製造方法
JP2000070730A (ja) 触媒担持用球形担体の製造方法
RU2183987C1 (ru) Катализатор для оксихлорирования этилена в 1,2-дихлорэтан и способ его получения

Legal Events

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

Effective date: 20181018