RU2767907C1 - Катализатор алкилирования бензола пропиленом в изопропилбензол и способ его получения - Google Patents

Катализатор алкилирования бензола пропиленом в изопропилбензол и способ его получения Download PDF

Info

Publication number
RU2767907C1
RU2767907C1 RU2021114734A RU2021114734A RU2767907C1 RU 2767907 C1 RU2767907 C1 RU 2767907C1 RU 2021114734 A RU2021114734 A RU 2021114734A RU 2021114734 A RU2021114734 A RU 2021114734A RU 2767907 C1 RU2767907 C1 RU 2767907C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
hours
zeolite
temperature
propylene
Prior art date
Application number
RU2021114734A
Other languages
English (en)
Inventor
Светлана Николаевна Потапова
Дмитрий Викторович Светиков
Евгений Валерьевич Королёв
Леонид Алексеевич Хахин
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть")
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 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") filed Critical Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть")
Priority to RU2021114734A priority Critical patent/RU2767907C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2767907C1 publication Critical patent/RU2767907C1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/04—Alumina
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56—Platinum group metals
    • B01J23/58—Platinum group metals with alkali- or alkaline earth metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/04—Mixing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08—Heat 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)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретения относятся к области катализа. Описан катализатор алкилирования бензола пропиленом в изопропилбензол, характеризующийся тем, что он содержит оксид натрия в качестве модифицирующего компонента, цеолит Hβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 и связующее γ-Al2O3, представляющее собой гидроксид алюминия Pural SB при следующем соотношении компонентов, масс. %: оксид натрия - 0,1-0,5, цеолит Hβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 - 39,80-69,93, связующее γ-Al2O3 - остальное. Описан способ получения указанного выше катализатора, характеризующийся тем, что смешивают порошок цеолита Hβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 с бемитом Pural SB, пептизируют полученную массу 5 масс.%-ным раствором азотной кислоты с добавлением триэтиленгликоля, порциями добавляют дистиллированную воду до получения однородной массы, перемешивают, полученную пасту формуют, экструдируют, провяливают на воздухе в течение 10-12 ч, сушат при температуре 60°C, 80°C и 110°C в течение 2 ч при каждой температуре и прокаливают при температуре 550°C в течение 5 ч, на полученные гранулы цеолита методом влажной пропитки по влагоемкости наносят оксид натрия из водного раствора нитрата натрия, перемешивают при комнатной температуре в течение 2-3 ч, сушат в течение 2 ч при температуре 60°C, 2 ч при 80°C, 2 ч при 110°C и прокаливают при температуре 550°C в течение 5 ч. Технический результат - повышение каталитической активности катализатора и его механической прочности. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 10 пр.

Description

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к катализаторам высокоселективного получения алкилароматических углеводородов, в частности изопропилбензола, путем алкилирования бензола пропиленом и составам гетерогенных катализаторов алкилирования.
Изопропилбензол является одним из основных товарных продуктов нефтехимии, который используется в качестве сырья для производства фенола, ацетона и α-метилстирола.
Существующие технологии получения изопропилбензола основаны на использовании гомогенного катализатора AlC3 и гетерогенных цеолитных катализаторов. Технология получения изопропилбензола в присутствии хлористого алюминия является устаревшей, характеризуется сильной коррозией оборудования, большим объем экологически опасных сточных вод и низкой эффективностью.
Цеолитные катализаторы лишены вышеуказанных недостатков, отличаются экологичностью, высокой активностью в отношении образования целевого продукта, регенерируемостью, большим сроком службы. Таким образом, в процессе алкилирования обеспечивается снижение расхода сырья и энергоресурсов.
Современные исследования в области получения изопропилбензола направлены в сторону разработки новых, высокоселективных катализаторов алкилирования, в присутствии которых при достаточно низких соотношениях бензол/пропилен (≤7:1 мольн.) образуется незначительное количество побочных продуктов, главным образом, НПБ, что позволит решить проблему коксообразования и снизить количество циклов регенерации катализатора.
Варьирование таких параметров, как структурный тип цеолита и его состав, позволяет целенаправленно регулировать концентрацию и силу кислотных центров цеолитов, а также их пористую структуру и, следовательно, влиять на состав и качество получаемых продуктов.
Известен катализатор алкилирования бензола пропиленом следующего состава, мас. %: цеолит UZM-8 - 50, γ-Al2O3 (в качестве связующего материала) - 50.
Цеолит UZM-8 смешивают со связующим - гидроксидом алюминия марки Catapal С, пептизированным азотной кислотой (в соотношении HNO3/оксид алюминия = 0,17 г/г) для достижения консистенции пасты, необходимой для формования экструдатов цилиндрической формы диаметром 1/16''. Экструдаты прокаливают при температуре 600°C в токе воздуха в течение 1 ч. Прокаленный катализатор подвергают ионному обмену в аммониевую форму (для удаления натрия) при температуре около 60°C с использованием 10 мас. % раствора нитрата аммония из расчета 1 г нитрата аммония на 1 г прокаленного катализатора. В присутствии указанного катализатора при температуре 115°C, давлении 3,5 МПа, мольном отношении бензол/пропилен = 2, объемной скорости подачи пропилена 1,04 ч-1, конверсия пропилена составляет 99,8%. US 8853481 В2, опубл. 27.10.2015.
Недостатком данного катализатора является сложная процедура приготовления катализатора, включая синтез цеолита UZM-8, что требует применения специального оборудования.
Известен катализатор алкилирования бензола пропиленом следующего состава, мас. %: цеолит ZSM-12 - 65, γ-Al2O3 (в качестве связующего материала) - 35.
Цеолит ZSM-12 смешивают со связующим - гидроксидом алюминия, прессуют в пластины, измельчают и просеивают до однородного размера частиц 14-20 меш. В присутствии указанного катализатора при температуре 125°C, давлении 2,1 МПа, мольном отношении бензол/пропилен = 6,7, объемной скорости подачи пропилена 1,2 ч-1, конверсия пропилена составляет 59%. ЕР 0012504 В1, опубл. 06.01.1982.
Недостатком данного катализатора является низкая конверсия пропилена, а также высокая стоимость цеолита ZSM-12, что значительно увеличивает себестоимость готового катализатора на его основе.
Известен катализатор алкилирования бензола пропиленом в изопропилбензол следующего состава, мас. %: цеолит βeta в декатионированной форме - 66-72, двуокись кремния (в качестве связующего материала) - 22-24, пятиокись фосфора - 4,1-11,5.
При приготовлении катализатора введение пятиокиси фосфора осуществляли путем обработки цеолита, гранулированного с двуокисью кремния, водным раствором фосфата аммония с последующими стадиями сушки и прокаливания катализатора. В присутствии указанного катализатора при температуре 195-202°C, давлении 0,1 МПа, мольном отношении бензол/пропилен = 5, скорости подачи пропилена 3,4 г/ч, конверсия пропилена составляет 94,8%. RU 2097129 С1, опубл. 27.11.1997.
Недостатком данного катализатора является использование коррозионно-активного фосфата аммония, что приводит к быстрому износу оборудования и увеличению эксплуатационных и капитальных затрат.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является катализатор алкилирования бензола пропиленом, представляющий собой модифицированный щелочными металлами путем ионного обмена цеолит H-βeta следующего состава:
цеолит βeta в Н-форме с мольным отношением SiO2/Al2O3=19,3
Na (K)/Alкаркасный=0,4-0,55 (мольн.).
В процессе алкилирования бензола пропиленом при температуре 150°C, давлении 3 МПа, мольном отношении бензол/пропилен = 7,4 конверсия пропилена составляла 76,7%, селективность по изопропилбензолу составляла 92,1%, выход изопропилбензола составлял 71 мас. %. US 5672799 А, опубл. 30.09.1997.
Недостатком данного катализатора является недостаточно высокие значения конверсии пропилена и выхода целевого продукта - изопропилбензола.
Технической задачей заявленной группы изобретений является разработка катализатора алкилирования бензола пропиленом в изопропилбензол с повышенной каталитической активностью, выражаемой в конверсии пропилена и величине выхода целевого продукта, улучшение его эксплуатационных свойств, выражаемыми в повышении прочности катализатора и способа его получения.
Технический результат, достигаемый от реализации изобретений, заключается в повышении каталитической активности катализатора и его механической прочности, что позволяет получать целевой продукт - изопропилбензол с высокой конверсией пропилена более 97,4% и выходом более 85,2 масс. %.
Технический результат достигается тем, что катализатор алкилирования бензола пропиленом в изопропилбензол, согласно изобретению, содержит оксид натрия в качестве модифицирующего компонента, цеолит Нβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 и связующее - γ-Al2O3, представляющее собой гидроксид алюминия Pural SB при следующем соотношении компонентов, масс. %:
оксид натрия 0,1-0,5
цеолит Нβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 39,80-69,93
связующее γ-Al2O3 остальное.
Технический результат достигается также способом получения выше обозначенного катализатора алкилирования бензола пропиленом в изопропилбензол, согласно которому, смешивают порошок цеолита Нβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 с бемитом Pural SB, пептизируют смесь 5 масс.%-ным раствором азотной кислоты с добавлением триэтиленгликоля, порциями добавляют дистиллированную воду до получения однородной массы, перемешивают, полученную пасту формуют, экструдируют, провяливают на воздухе в течение 10-12 ч, сушат при температурах 60°C, 80°C и 110°C в течение 2 ч при каждой температуре и прокаливают при температуре 550°C в течение 5 ч, на полученные гранулы цеолита методом влажной пропитки по влагоемкости наносят оксид натрия из водного раствора нитрата натрия, перемешивают при комнатной температуре в течение 2-3 ч, сушат в течение 2 ч при температуре 60°C, 2 ч при 80°C, 2 ч при 110°C и прокаливают при температуре 550°C в течение 5 ч.
Указанные отличительные признаки существенны.
Полученные гранулы цеолита обладают высокими значениями удельной поверхности >350 м2/г и средним диаметром пор >
Figure 00000001
, а также высокой механической прочностью на раздавливание - 4,5 кг/гранулу.
Применение указанного модифицирующего компонента в сочетании с гранулированным цеолитом, обладающим заданными свойствами, обеспечивают в целом существенное повышение каталитической активности катализатора, выхода целевого продукта и повышение эксплуатационных характеристик катализатора. Предложенный катализатор проявляет высокую каталитическую активность, что в итоге увеличивает срок службы катализатора.
Изобретение реализуют следующим образом.
Для получения изопропилбензола процесс алкилирования бензола пропиленом проводят в проточном трубчатом реакторе со стационарным слоем заявленного катализатора при температуре 130-150°C, давлении 3,5 МПа, объемной скорости подачи сырья 2 ч-1, мольном отношении бензол: пропилен = 7:1. В процессе алкилирования бензола пропиленом достигаются высокие показатели процесса: конверсия пропилена >99%, выход изопропилбензола > 86 масс. %.
Полученный целевой продукт - изопропилбензол - используется в качестве сырья для производства фенола, ацетона и α-метилстирола.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1
Образец катализатора состава, масс. %:
оксид натрия 0,1
цеолит Hβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 39,96
связующее γ-Al2O3 остальное,
готовят следующим способом.
К 8 г порошка цеолита Hβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 добавляют 12 г бемита Pural SB производства Sasol. После смешения порошков к полученной массе добавляют 5 масс. %-ный раствор азотной кислоты для пептизации, состоящий из HNO3 (65 масс. %) (0,24 мл) и дистиллированной воды (4,13 мл) (из расчета 0,02 мл HNO3/1 г Pural SB), далее добавляют 0,2 мл пластификатора триэтиленгликоля из расчета 0,01 мл/1 г сухой смеси. К полученной массе порциями добавляют 16 мл дистиллированной воды для получения массы, пригодной для формования. Смесь тщательно перемешивают в течение 18 мин до полной однородности состава. Для формования экструдатов пасту, полученную на стадии приготовления замеса, экструдируют на поршневом экструдере через фильеру диаметром 2 мм. После этого экструдаты провяливают на воздухе в течение 10 ч и помещают в сушильный шкаф. Режим высушивания в сушильном шкафу ступенчатый: 60°C - 2 ч, 80°C - 2 ч, 110°C - 2 ч. После сушки экструдаты помещают в муфельную печь и проводят прокаливание следующим образом:
Нагрев до температуры 550°C - 3 ч;
Выдержка при температуре 550°C - 5 ч.
Внесение оксида натрия (из расчета 0,1 масс. % Na2O в готовом катализаторе) проводят методом влажной пропитки гранул цеолита водным раствором нитрата натрия. 0,0275 г нитрата натрия (в пересчете на Na2O это количество составляет 0,1 масс. % от массы катализатора) растворяют в 10 мл дистиллированной воды (расчет на 20 г готового гранулированного цеолита). Гранулы помещают в фарфоровую емкость, заливают водным раствором нитрата натрия при постоянном перемешивании. Пропитку проводят по влагоемкости без избытка раствора. Массу периодически перемешивают при комнатной температуре и оставляют на воздухе на 2 ч, затем катализатор сушат в течение 2 ч при температуре 60°C, 2 ч при 80°C, 2 ч при 110°C.
С целью удаления воды, разложения нитрата натрия и формирования на поверхности катализатора стабильных оксидных фаз проводят прокаливание катализатора. Для этого катализатор помещают в муфельную печь и проводят прокаливание по следующей схеме:
Нагрев до температуры 550°C - 2 ч;
Выдержка при температуре 550°C - 5 ч.
Катализатор, приготовленный способом, описанным выше, в количестве 5,17 г (10 см3) загружают в трубчатый реактор из нержавеющей стали. Катализатор продувают воздухом при температуре 500°C в течение 3 ч, затем охлаждают в инертной атмосфере до температуры 130°C в токе азота. Смесь бензола и пропилена в мольном отношении 7:1 подают в реактор при температуре 130°C, давлении 3,5 МПа, объемной скорости смеси 2 ч-1 в течение 6 ч. Конверсия пропилена составляет 99,99%, выход изопропилбензола 89,6 масс. %.
Пример 2
Образец катализатора состава, масс. %:
оксид натрия 0,3
цеолит Hβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 49,85
связующее γ-Al2O3 остальное,
готовят следующим способом.
К 10 г порошка цеолита Hβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 добавляют 10 г бемита Pural SB производства Sasol. После смешения порошков к полученной массе добавляют 5 масс. %-ный раствор азотной кислоты для пептизации, состоящий из HNO3 (65 масс. %) (0,2 мл) и дистиллированной воды 3,44 мл (из расчета 0,02 мл HNO3/1 г Pural SB), далее добавляют 0,2 мл пластификатора триэтиленгликоля из расчета 0,01 мл/1 г сухой смеси. К полученной массе порциями добавляют 18 мл дистиллированной воды для получения пасты, пригодной для формования, и тщательно перемешивают в течение 20 мин до полной однородности состава. Для формования экструдатов пасту, полученную на стадии приготовления замеса, экструдируют на поршневом экструдере через фильеру диаметром 2 мм. После этого экструдаты провяливают на воздухе в течение 11 ч и помещают в сушильный шкаф. Режим высушивания в сушильном шкафу ступенчатый: 60°C - 2 ч, 80°C - 2 ч, 110°C - 2 ч. После сушки экструдаты помещают в муфельную печь и проводят прокаливание следующим образом:
Нагрев до температуры 550°C - 3 ч;
Выдержка при температуре 550°C - 5 ч.
Внесение оксида натрия (из расчета 0,3 масс. % Na2O в готовом катализаторе) проводят методом влажной пропитки гранул цеолита водным раствором нитрата натрия. 0,0825 г нитрата натрия (в пересчете на Na2O это количество составляет 0,3 масс. % от массы катализатора) растворяют в 10 мл дистиллированной воды (расчет на 20 г готового гранулированного цеолита). Гранулы помещают в фарфоровую емкость, заливают водным раствором нитрата натрия при постоянном перемешивании. Пропитку проводят по влагоемкости без избытка раствора. Массу периодически перемешивают при комнатной температуре и оставляют на воздухе на 3 ч, затем катализатор сушат в течение 2 ч при температуре 60°C, 2 ч при 80°C, 2 ч при 110°C.
С целью удаления воды, разложения нитрата натрия и формирования на поверхности катализатора стабильных оксидных фаз проводят прокаливание катализатора. Для этого катализатор помещают в муфельную печь и проводят прокаливание по следующей схеме:
Нагрев до температуры 550°C - 2 ч;
Выдержка при температуре 550°C - 5 ч.
Катализатор, приготовленный способом, описанным выше, в количестве 5,17 г (10 см3) загружают в трубчатый реактор из нержавеющей стали. Катализатор продувают воздухом при температуре 500°C в течение 3 ч, затем охлаждают в инертной атмосфере до температуры 150°C в токе азота. Смесь бензола и пропилена в мольном отношении 7:1 подают в реактор при температуре 150°C, давлении 3,5 МПа, объемной скорости смеси 2 ч-1 в течение 6 ч.
Конверсия пропилена составляет 99,99%, выход изопропилбензола 86,4 масс. %.
Пример 3
Образец катализатора состава, масс. %:
оксид натрия 0,5
цеолит Hβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 59,7
связующее γ-Al2O3 остальное,
готовят следующим способом.
К 12 г порошка цеолита Hβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 добавляют 8 г бемита Pural SB производства Sasol. После смешения порошков к полученной массе добавляют 5 масс.%-ный раствор азотной кислоты для пептизации, состоящий из HNO3 (65 масс. %) (0,16 мл) и дистиллированной воды 2,76 мл (из расчета 0,02 мл HNO3/1 г Pural SB), далее добавляют 0,2 мл пластификатора триэтиленгликоля из расчета 0,01 мл/1 г сухой смеси. К полученной массе порциями добавляют 16 мл дистиллированной воды для получения массы, пригодной для формования, и тщательно перемешивают в течение 18 мин до полной однородности состава. Для формования экструдатов пасту, полученную на стадии приготовления замеса, экструдируют на поршневом экструдере через фильеру диаметром 2 мм. После этого экструдаты провяливают на воздухе в течение 12 ч и помещают в сушильный шкаф. Режим высушивания в сушильном шкафу ступенчатый: 60°C - 2 ч, 80°C - 2 ч, 110°C - 2 ч. После сушки экструдаты помещают в муфельную печь и проводят прокаливание следующим образом:
Нагрев до температуры 550°C - 3 ч;
Выдержка при температуре 550°C - 5 ч.
Внесение оксида натрия (из расчета 0,5 масс. % Na2O в готовом катализаторе) проводят методом влажной пропитки гранул цеолита водным раствором нитрата натрия. 0,1378 г нитрата натрия (в пересчете на Na2O это количество составляет 0,5 масс. % от массы катализатора) растворяют в 15 мл дистиллированной воды (расчет на 20 г готового гранулированного цеолита). Гранулы помещают в фарфоровую емкость, заливают водным раствором нитрата натрия при постоянном перемешивании. Пропитку проводят по влагоемкости без избытка раствора. Массу периодически перемешивают при комнатной температуре и оставляют на воздухе на 3 ч, затем катализатор сушат в течение 2 ч при температуре 60°C, 2 ч при 80°C, 2 ч при 110°C.
С целью удаления воды, разложения нитрата натрия и формирования на поверхности катализатора стабильных оксидных фаз проводят прокаливание катализатора. Для этого катализатор помещают в муфельную печь и проводят прокаливание по следующей схеме:
Нагрев до температуры 550°C - 2 ч;
Выдержка при температуре 550°C - 5 ч.
Катализатор, приготовленный способом, описанным выше, в количестве 5,17 г (10 см3) загружают в трубчатый реактор из нержавеющей стали. Катализатор продувают воздухом при температуре 500°C в течение 3 ч, затем охлаждают в инертной атмосфере до температуры 170°C в токе азота. Смесь бензола и пропилена в мольном отношении 7:1 подают в реактор при температуре 170°C, давлении 3,5 МПа, объемной скорости смеси 2 ч-1 в течение 6 ч.
Конверсия пропилена составляет 97,36%, выход изопропилбензола 85,6 масс. %.
Пример 4
Образец катализатора состава, масс. %:
оксид натрия 0,3
цеолит Hβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 69,79
связующее γ-Al2O3 остальное,
готовят следующим образом.
К 10 г порошка цеолита Hβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 добавляют 10 г бемита Pural SB производства Sasol. После смешения порошков к полученной массе добавляют 5 масс. %-ный раствор азотной кислоты для пептизации, состоящий из HNO3 (65 масс. %) (0,2 мл) и дистиллированной воды 3,44 мл (из расчета 0,02 мл HNO3/1 г Pural SB), далее добавляют 0,2 мл пластификатора триэтиленгликоля из расчета 0,01 мл/1 г сухой смеси. К полученной массе порциями добавляют 18 мл дистиллированной воды для получения массы, пригодной для формования, и тщательно перемешивают в течение 20 мин до полной однородности состава. Для формования экструдатов пасту, полученную на стадии приготовления замеса, экструдируют на поршневом экструдере через фильеру диаметром 2 мм. После этого экструдаты провяливают на воздухе в течение 10,5 ч и помещают в сушильный шкаф. Режим высушивания в сушильном шкафу ступенчатый: 60°C - 2 ч, 80°C - 2 ч, 110°C - 2 ч.
После сушки экструдаты помещают в муфельную печь и проводят прокаливание следующим образом:
Нагрев до температуры 550°C - 3 ч;
Выдержка при температуре 550°C - 5 ч.
Внесение оксида натрия (из расчета 0,3 масс. % Na2O в готовом катализаторе) проводят методом влажной пропитки гранул цеолита водным раствором нитрата натрия. 0,0825 г нитрата натрия (в пересчете на Na2O это количество составляет 0,3 масс. % от массы катализатора) растворяют в 10 мл дистиллированной воды (расчет на 20 г готового гранулированного цеолита). Гранулы помещают в фарфоровую емкость, заливают водным раствором нитрата натрия при постоянном перемешивании. Пропитку проводят по влагоемкости без избытка раствора. Массу периодически перемешивают при комнатной температуре и оставляют на воздухе на 3 ч, затем катализатор сушат в течение 2 ч при 60°C, 2 ч при 80°C, 2 ч при 110°C.
С целью удаления воды, разложения нитрата натрия и формирования на поверхности катализатора стабильных оксидных фаз проводят прокаливание катализатора. Для этого катализатор помещают в муфельную печь и проводят прокаливание по следующей схеме:
Нагрев до температуры 550°C - 2 ч;
Выдержка при температуре 550°C - 5 ч.
Катализатор, приготовленный способом, описанным выше, в количестве 5,17 г (10 см3) загружают в трубчатый реактор из нержавеющей стали. Катализатор продувают воздухом при температуре 500°C в течение 3 ч, затем охлаждают в инертной атмосфере до температуры 150°C в токе азота. Смесь бензола и пропилена в мольном отношении 7:1 подают в реактор при температуре 150°C, давлении 3,5 МПа, объемной скорости смеси 2 ч-1 в течение 6 ч.
Конверсия пропилена составляет 99,99%, выход изопропилбензола 89,1 масс. %.
Пример 5
Образец катализатора состава, масс. %:
оксид натрия 0,3
цеолит Hβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 39,88
связующее γ-Al2O3 остальное,
готовят следующим способом.
Гранулы цеолита готовят как в Примере 1.
Нанесение модифицирующей добавки проводят как в Примере 4. Катализатор, приготовленный способом, описанным выше, в количестве 5,17 г (10 см3) загружают в трубчатый реактор из нержавеющей стали. Катализатор продувают воздухом при температуре 500°C в течение 3 ч, затем охлаждают в инертной атмосфере до температуры 150°C в токе азота. Смесь бензола и пропилена в мольном отношении 7:1 подают в реактор при температуре 150°C, давлении 3,5 МПа, объемной скорости смеси 2 ч-1 в течение 6 ч.
Конверсия пропилена составляет 99,99%, выход изопропилбензола 87,2 масс. %.
Пример 6
Образец катализатора состава, масс. %:
оксид натрия 0,1
цеолит Hβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 49,95
связующее γ-Al2O3 остальное,
готовят следующим способом.
Гранулы цеолита получают как в Примере 2.
Нанесение модифицирующей добавки проводят как в Примере 1.
Катализатор, приготовленный способом, описанным выше, в количестве 5,17 г (10 см3) загружают в трубчатый реактор из нержавеющей стали. Катализатор продувают воздухом при температуре 500°C в течение 3 ч, затем охлаждают в инертной атмосфере до температуры 150°C в токе азота. Смесь бензола и пропилена в мольном отношении 7:1 подают в реактор при температуре 130°C, давлении 3,5 МПа, объемной скорости смеси 2 ч-1 в течение 6 ч.
Конверсия пропилена составляет 99,99%, выход изопропилбензола 85,3 масс. %.
Пример 7
Образец катализатора состава, масс. %:
оксид натрия 0,3
цеолит Hβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 59,82
связующее γ-Al2O остальное,
готовят следующим способом.
Гранулы цеолита получают как в Примере 3.
Нанесение модифицирующей добавки проводят как в Примере 2.
Катализатор, приготовленный способом, описанным выше, в количестве 5,17 г (10 см3) загружают в трубчатый реактор из нержавеющей стали. Катализатор продувают воздухом при температуре 500°C в течение 3 ч, затем охлаждают в инертной атмосфере до температуры 150°C в токе азота.
Смесь бензола и пропилена в мольном отношении 7:1 подают в реактор при температуре 150°C, давлении 3,5 МПа, объемной скорости смеси 2 ч-1 в течение 6 ч.
Конверсия пропилена составляет 99,99%, выход изопропилбензола 87,8 масс. %.
Пример 8
Образец катализатора состава, масс. %:
оксид натрия 0,1
цеолит Hβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 69,93
связующее γ-Al2O3 остальное,
готовят следующим способом.
Гранулы цеолита получают как в Примере 4.
Нанесение модифицирующей добавки проводят как в Примере 1.
Катализатор, приготовленный способом, описанным выше, в количестве 5,17 г (10 см3) загружают в трубчатый реактор из нержавеющей стали. Катализатор продувают воздухом при температуре 500°C в течение 3 ч, затем охлаждают в инертной атмосфере до температуры 130°C в токе азота. Смесь бензола и пропилена в мольном отношении 7:1 подают в реактор при температуре 130°C, давлении 3,5 МПа, объемной скорости смеси 2 ч-1 в течение 6 ч.
Конверсия пропилена составляет 97,55%, выход изопропилбензола 86,2 масс. %.
Пример 9
Образец катализатора состава, масс. %:
оксид натрия 0,5
цеолит Нβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 39,8
связующее γ-Al2O3 остальное,
готовят следующим способом.
Гранулы цеолита получают как в Примере 2. Нанесение модифицирующей добавки проводят как в Примере 3. Катализатор, приготовленный способом, описанным выше, в количестве 5,17 г (10 см3) загружают в трубчатый реактор из нержавеющей стали. Катализатор продувают воздухом при температуре 500°C в течение 3 ч, затем охлаждают в инертной атмосфере до температуры 170°C в токе азота. Смесь бензола и пропилена в мольном отношении 7:1 подают в реактор при температуре 170°C, давлении 3,5 МПа, объемной скорости смеси 2 ч-1 в течение 6 ч.
Конверсия пропилена составляет 99,99%, выход изопропилбензола 85,2 масс. %.
Пример 10 (сравнение)
Цеолит βeta в Н-форме с мольным отношением SiO2/Al2O3=19,3 подвергался ионному обмену с ацетатом натрия в водной 10 масс. % дисперсии цеолита. Молярное отношение Na/Al составляло 0,55. Смесь нагревали с рефлюксом в течение 24 ч. По окончании обработки, цеолит промывали водой, фильтровали и прокаливали при температуре 550°C в течение 5 ч. Мольное отношение Na/Al в полученном цеолите составляло 0,5.
0,4 г катализатора загружали в 0,5 л реактор и проводили процесс алкилирования бензола пропиленом при температуре 150°C, давлении 3,0 МПа, мольном отношении бензол/пропилен = 7,4 в течение 4 ч. Конверсия пропилена составляла 76,1%, выход изопропилбензола - 70,6 масс. %, селективность по изопропилбензолу - 92,1%.
Результаты тестирования образцов катализаторов, полученных и испытанных в соответствии с примерами 1-10, приведены в таблице.
Figure 00000002
Как видно из таблицы, применение заявленного катализатора обеспечивает получение изопропилбензола со значениями выхода более 85,2 масс. % при высокой конверсии пропилена более 97,4%.

Claims (3)

1. Катализатор алкилирования бензола пропиленом в изопропилбензол, характеризующийся тем, что он содержит оксид натрия в качестве модифицирующего компонента, цеолит Hβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 и связующее - γ-Al2O3, представляющее собой гидроксид алюминия Pural SB при следующем соотношении компонентов, масс. %:
оксид натрия 0,1-0,5 цеолит HP с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 39,80-69,93 связующее γ-Al2O3 остальное
2. Способ получения катализатора по п. 1, характеризующийся тем, что смешивают порошок цеолита Hβ с мольным отношением SiO2/Al2O3=25 с бемитом Pural SB, пептизируют полученную массу 5 масс.%-ным раствором азотной кислоты с добавлением триэтиленгликоля, порциями добавляют дистиллированную воду до получения однородной массы, перемешивают, полученную пасту формуют, экструдируют, провяливают на воздухе в течение 10-12 ч, сушат при температуре 60°C, 80°C и 110°C в течение 2 ч при каждой температуре и прокаливают при температуре 550°C в течение 5 ч, на полученные гранулы цеолита методом влажной пропитки по влагоемкости наносят оксид натрия из водного раствора нитрата натрия, перемешивают при комнатной температуре в течение 2-3 ч, сушат в течение 2 ч при температуре 60°C, 2 ч при 80°C, 2 ч при 110°C и прокаливают при температуре 550°C в течение 5 ч.
RU2021114734A 2021-05-25 2021-05-25 Катализатор алкилирования бензола пропиленом в изопропилбензол и способ его получения RU2767907C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021114734A RU2767907C1 (ru) 2021-05-25 2021-05-25 Катализатор алкилирования бензола пропиленом в изопропилбензол и способ его получения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021114734A RU2767907C1 (ru) 2021-05-25 2021-05-25 Катализатор алкилирования бензола пропиленом в изопропилбензол и способ его получения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2767907C1 true RU2767907C1 (ru) 2022-03-22

Family

ID=80819557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021114734A RU2767907C1 (ru) 2021-05-25 2021-05-25 Катализатор алкилирования бензола пропиленом в изопропилбензол и способ его получения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2767907C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2811234C1 (ru) * 2023-11-23 2024-01-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" Способ получения формованного катализатора окисления этанола в ацетон

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0432814A1 (en) * 1989-11-16 1991-06-19 ENIRICERCHE S.p.A. Process for alkylating benzene
DE68907821T2 (de) * 1988-08-12 1993-12-09 Sumitomo Chemical Co Verfahren zur Herstellung von alkylsubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoffen.
RU2014316C1 (ru) * 1990-01-25 1994-06-15 Мобил Ойл Корпорейшн Способ алкилирования ароматического соединения
US5672799A (en) * 1993-06-16 1997-09-30 Eniricerche S.P.A. Process for the preparation of cumene
RU2097129C1 (ru) * 1995-06-28 1997-11-27 Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН Катализатор для алкилирования бензола пропиленом и способ его приготовления

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE68907821T2 (de) * 1988-08-12 1993-12-09 Sumitomo Chemical Co Verfahren zur Herstellung von alkylsubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoffen.
EP0432814A1 (en) * 1989-11-16 1991-06-19 ENIRICERCHE S.p.A. Process for alkylating benzene
RU2014316C1 (ru) * 1990-01-25 1994-06-15 Мобил Ойл Корпорейшн Способ алкилирования ароматического соединения
US5672799A (en) * 1993-06-16 1997-09-30 Eniricerche S.P.A. Process for the preparation of cumene
RU2097129C1 (ru) * 1995-06-28 1997-11-27 Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН Катализатор для алкилирования бензола пропиленом и способ его приготовления

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2811234C1 (ru) * 2023-11-23 2024-01-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" Способ получения формованного катализатора окисления этанола в ацетон

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2563649C2 (ru) Способ получения катализатора на основе цеолита для превращения метанола в олефины
CN103561867B (zh) 制造用于将甲醇转化成烯烃的沸石基催化剂的改进方法
CN109890782A (zh) 生产丁二烯的单阶段方法
CN105102374A (zh) 脱水-水解方法及其催化剂
US9382169B2 (en) Lower olefins producing catalyst and method for producing lower olefins using same
RU2767907C1 (ru) Катализатор алкилирования бензола пропиленом в изопропилбензол и способ его получения
JP5050466B2 (ja) プロピレンの製造方法
CN113600230A (zh) 一种高效单原子分子筛成型催化剂及其制备方法
CN106660025A (zh) 异构化催化剂
CN102441420A (zh) C8芳烃异构催化剂及其制备方法和应用
RU2773217C1 (ru) Катализатор алкилирования бензола пропиленом в изопропилбензол и способ его получения
JP6347545B2 (ja) 糖アルコールの脱水用固体触媒、およびその触媒を使用する二無水糖アルコールの製造方法。
US20100081565A1 (en) Aluminum Phosphate Binder for Extruded Catalyst
RU2772462C1 (ru) Катализатор трансалкилирования диизопропилбензолов с бензолом в изопропилбензол и способ его получения
RU2490064C2 (ru) Катализаторы и способ гидроаминирования олефинов
RU2772468C1 (ru) Способ получения катализатора трансалкилирования диизопропилбензолов с бензолом в изопропилбензол
RU2677870C1 (ru) Гранулированный катализатор крекинга и способ его приготовления
US8962508B2 (en) Process for treating shaped catalyst bodies and shaped catalyst bodies having increased mechanical strength
CN107511164B (zh) Y分子筛催化剂、制备方法及应用
RU2097129C1 (ru) Катализатор для алкилирования бензола пропиленом и способ его приготовления
RU2737897C1 (ru) Способ приготовления катализатора и способ получения изопропилбензола с использованием этого катализатора
RU2751336C1 (ru) Катализатор, способ его получения и способ трансалкилирования бензола диэтилбензолами с его использованием
RU2734985C1 (ru) Способ приготовления катализатора и способ получения изопропилбензола (варианты)
RU2150460C1 (ru) Способ получения 1,4-бутиндиола
RU2529680C1 (ru) Катализатор циклизации нормальных углеводородов и способ его получения (варианты)