КАТАЛИЗАТОР, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛЕНА ИЗ ЭТАНОЛА
Настоящее изобретение относится к способу получения этилена из этанола на модифицированных алюмооксидных катализаторах в процессе дегидратации.
Процесс получения этилена путем дегидратации этанола заключается в использовании модифицированных оксидов алюминия, которые готовятся пропиткой гранул чистых оксидов алюминия раствором соляной кислоты.
Цель изобретения – повышение активности и селективности образования этилена из этанола.
Известно большое количество катализаторов, применяемых для получения этилена. Например, природные глины [Corma A. and Perz-Parienie J. // Clay minerals. 1987. N. 22. P. 423-433], цеолитные катализаторы [Le Van Mao R., Levesque P., Molauglin G. and Dao L.M. // Applied Catalysis. 1987. N. 34. P. 163-179.], гетерополикислоты [Varilsi D., Dogi T., Dogi G. // Chemical Engineering Science. 2007. N. 62. P. 5349-5352], сульфатированные оксиды алюминия [Przystajko W., Fiedorow R. and Dalla Lana I.G. // Applied Catalysis. 1985. N. 15. P. 265-275] и циркония [Ahmed A.I., El-Hakam S.A., Samra S.E. and et al. // Colloids and Surfaces A: Physicichem. Eng. Aspects. 2008. N. 317. P. 62-70], оксиды алюминия [Sivaraj Ch., Prabhakara REDDY B., Rama RAO B. and et al. // Applied Catalysis. 1986. N. 24. P. 25-35]. Недостатком природных глин является их низкая каталитическая активность в реакции дегидратации этанола. Недостатками цеолитных катализаторов являются сложный метод получения, высокая стоимость и быстрая дезактивация при высоких температурах. Недостатками гетерополиксилот являются их высокая стоимость, низкая селективность образования этилена, а также дезактивация в присутствии воды. Недостатком сульфатированных оксидов алюминия является быстрая дезактивация из-за зауглероживания катализатора. Сульфатированные оксиды циркония имеют высокую стоимость и быстро дезактивируются из-за зауглероживания, обусловленного наличием сильных кислотных центров.
Наиболее близкий к предлагаемому является способ получения этилена путем дегидратации этанола на гамма оксиде алюминия и гамма оксиде алюминия модифицированном добавками фосфатов Mg, Ca, Zn [US4302357Al] (прототип). Немодифицированный гамма оксид алюминия g-Al2O3 был получен методом переосаждения. Было приготовлено 500 мл водного раствора алюмината натрия путем растворения 52,4 г алюмината натрия в воде. К полученному раствору добавили 18,9 г цитрата натрия и полностью растворили. После этого нагрели раствор до 50оС и по каплям при интенсивном перемешивании добавляли 7 N раствор азотной кислоты до тех пор, пока pH не стал равен 7. Полученный осадок гидроксида алюминия был отфильтрован, высушен, гранулирован в цилиндрические таблетки высотой и диаметром 3 мм и прокален при температуре 600оС в течение 3 часов. Модифицированные оксиды алюминия g-Al2O3 были получены путем перемешивания полученного гидроксида алюминия с фосфатами металлов (Mg, Ca, Zn) в течение 2 часов с последующей сушкой и прокаливанием как описано выше. Каталитическая активность образцов определялась в установке с проточным реактором при температуре 370оС и времени контакта 1,2 с.
Изобретение решает задачу создания высокоэффективных катализаторов селективного получения этилена из этанола в процессе дегидратации. Катализатор должен обеспечивать высокий выход этилена при небольших временах контакта 0,3 – 1,0 с. и температуре до 400оС.
Задача решается использованием в качестве катализаторов дегидратации этанола модифицированных оксидов алюминия, которые готовятся пропиткой гранул оксидов алюминия раствором соляной кислоты. Концентрация соляной кислоты рассчитывается так, чтобы содержание хлора в полученных катализаторах составляло от 1 до 4 масс. %.
Процесс осуществляется в проточном дифференциальном реакторе при температурах 350 - 400оС и времени контакта 0,3 - 1,0 с.
Способ иллюстрируется примерами.
Пример 1.-aok-63-22
Технический гидрат глинозема подвергался дезинтеграции при скорости соударения частиц 200-240 м/сек. Далее получали суспензию, смешением продукта ТХА и воды в соотношении 1/2-3. Время гидратации 1,8±0,5 часов при температуре 80±0,50С. Gjkextyyfz формования готовилась на основе полученного по вышеуказанной методике гидроксида алюминия (20-30% вес. в пересчете на Al2O3) и дезинтегрированного технического гидрата глинозема. В качестве пластифицирующей добавки использовалась азотная кислота (0,075-0,1 моль на моль оксида алюминия). Сушка гранул гидроксида алюминия производилась при температуре 100-150оС до остаточной влажности 25-30 % вес. Прокаливание производилось при температуре 400-450оС с изотермической выдержкой 2-4 часа. Полученный оксид алюминия был модифицирован введением хлорид ионов. Для этого 3 г гранул (0,5-1мм) оксида алюминия были пропитаны по влагоемкости 3,4 мл раствора 0,24 М соляной кислоты с последующей сушкой при 100-150оС в течение 4-6 часов и прокаливании при 500-600оС в течение 4 - 5 часов. Температура пропитки - 20оС. Количество соляной кислоты рассчитывалось так, чтобы содержание хлорид ионов Сl- в полученном катализаторе составляло 1% по массе. Удельная поверхность полученного катализатора составляла от 150 м2/г. Распределение по размерам от 3 до 10 нм.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
