Патент на изобретение №2174048
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ СИНТЕЗА МЕТИЛТРЕТ-БУТИЛОВОГО ЭФИРА
(57) Реферат: Изобретение относится к производству катализаторов для синтеза метилтрет-бутилового эфира, применяемого в качестве добавки к бензинам. Сущность изобретения: осуществляют обработку гранулированного аморфного алюмосиликата преимущественно состава, мас%: Al2O3 – 10,20 – 16,50; SiO2 – 82,50 – 89,40; Fе2O3 – 0,20 – 0,60; Ca0, Na2O, MgO – 0,30 – 1,50; вода – до 100, путем его пропитки хлорсульфоновой кислотой до общей кислотности 2,0 – 2,5 мг-экв/г. Технический результат – приготовление более дешевого, активного и селективного катализатора с использованием доступного модификатора. 1 з.п.ф-лы. Изобретение относится к катализаторам процессов нефтепереработки и нефтехимии, в частности к производству катализаторов для синтеза метилтрет-бутилового эфира (МТБЭ), применяемого в качестве добавки к бензинам. Известен способ приговления крупногранулированного формованного сульфокатионитного катализатора марки КУ-2 ФПП, для синтеза МТБЭ, вырабатываемого по ТУ 2174-011-05766801-93. (Титова Н.А. и др. Социально-экономические проблемы НТО. – Ярославль. 1990.- С.23-28). Катализатор активен, сочетает в себе свойства кислотного катализатора и массообменной насадки, оказывает в 10 раз меньше сопротивление, чем мелкозернистые сульфокатиониты типа КУ-2, КУ-23 и др. К недостаткам катализатора КУ-2ФПП можно отнести его набухаемость, низкую термическую стабильность, характерные для всех сульфокатионитов, и недостаточную селективность. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ приготовления гетерогенного кислотного катализатора для синтеза МТБЭ, основанный на модифицировании алюмосиликатного катализатора добавками к нему 15-20% цеолита HLaY и обработке водяным паром при 700 -750oC (А.С. СССР, N 1625864, С 07 С 43/04, 41/06 1988. Б.И. 1999, N 5). К недостаткам данного способа приготовления катализатора можно отнести сложность и многостадийность технологии получения, включающую стадии синтеза цеолитов и самого катализатора, что существенно удорожает его стоимость. Изобретение решает техническую задачу разработки способа приготовления более дешевого, активного и селективного катализатора для синтеза метилтрет-бутилового эфира с использованием доступного модификатора. Указанная задача решается тем, что гранулированный аморфный синтетический алюмосиликат состава, мас.%: Al2O3 – 10,20 – 16,50; SiO2 – 82,5 -89,40; Fe2O3 – 0,20- 0,60; CaO, Na2O, MgO – 0,30 – 1,50; вода – до 100, модифицируют хлорсульфоновой кислотой до общей кислотности 2,0 – 2,5 мг- экв/г. Отличие предлагаемого способа приготовления катализатора от прототипа состоит в том, что в качестве основы катализатора используют промышленный, не содержащий цеолиты синтетический аморфный алюмосиликат, с размером частиц 2,5 – 5,0 мм, вырабатываемый по ТУ 38-10226-71, а для повышения активности и селективности в реакции синтеза метилтрет-бутилового эфира его модифицируют хлорсульфоновой кислотой (ГОСТ 2124-87) до общей кислотности 2,0 – 2,5 мг-экв/г. Сущность модифицирования алюмосиликата заключается в том, что в результате взаимодействия адсорбированной кислоты с поверхностными ОН-группами алюмосиликата на его поверхности образуются более сильные активные функциональные центры -SO3Н. Al-Si-OH + HOSO2Cl —> Al-Si-O-SO3H + HCl Приготовленный таким способом катализатор в отличие от аналогов и прототипа обладает высокой активностью и селективностью, не набухает и термически стабилен. Способ приготовления катализатора заключается в следующем. Гранулированный синтетический аморфный алюмосиликат, вырабатываемый по известной технологии (Давидянц А.А., Первушин Н.И. Производство катализаторов крекинга и высокоактивных силикагелей. – М.: Химия, 1972. – 168 с.), предварительно подвергают вакуумной обработке в специальной емкости с целью освобождения его пор от воздуха и следов влаги, а затем в той же емкости пропитывают хлорсульфоновой кислотой при обычной температуре. После декантации кислоты катализатор высушивают под вакуумом, постепенно повышая температуру до 110oC. Готовому модифицированному катализатору определяют кислотность. Пример 1. Синтетический аморфный алюмосиликат состава, мас.%: Al2O3 – 11,30; SiO2 – 86,28; Fe2O3 – 0,32; CaO, Na2O, MgO – 0,63; вода -1,47 подвергали вакуумной обработке, а затем пропитывали хлорсульфоновой кислотой, с концентрацией 20%, при комнатной температуре в течение 24 ч. После декантации избытка кислоты модифицированный алюмосиликат сушили под вакуумом при 110oC до постоянного веса и готовому катализатору определяли общую кислотность. Она составила 2,01 мг-экв/г. Режим синтеза метилтрет-бутилового эфира: температура – 85oC, давление – атмосферное, мольное соотношение метанол: изобутилен – 2,25; концентрация изобутилена – 99,2%, продолжительность испытаний – 2 ч. Активность катализатора составила 48,15%, селективность – 90,67%. Пример 2. Синтетический аморфный алюмосиликат состава, мас. %: Al2O3 – 15,11; SiO2 – 82,63; Fe2O3 – 0,28; CaO, Na2O, MgO- 0,67; 2% вода -1,31 после вакуумной обработки пропитали 22,5% хлорсульфоновой кислотой при комнатной температуре в течение 24 ч. После слива избытка кислоты катализатор сушили под вакуумом при температуре не выше 110oC до постоянного веса. Модифицированный катализатор имел кислотность равную 2,31 мг-экв/г. Катализатор испытывали в реакции синтеза метилтрет-бутилового эфира в режиме, указанном в примере 1. Активность составила – 50,22%; селективность – 93,01%. Пример 3. Синтетический аморфный алюмосиликат состава,% масс.: Al2O3 – 13,45; SiO2 – 84,22; Fe2O3 – 0,22; CaO, Na2O, MgO – 0,83; вода -1,28 после вакуумной обработки пропитали 25% хлорсульфоновой кислотой при комнатной температуре. Продолжительность пропитки – 24 часа. После декантации избытка кислоты катализатор сушили под вакуумом при температуре не выше 110oC до постоянного веса. Полученный катализатор имел кислотность равную 2,5 мг-экв. /г. Режим испытаний, как в примере 1. Активность полученного катализатора равна – 49,87%; селективность – 95,17%. Пример 4. Для сравнения в реакции синтеза метилтрет-бутилового эфира в режиме, указанном в примере 1, испытали катализатор прототипа. Активность его составила 42,37%, селективность – 67,35%. Для модифицирования берется хлорсульфоновая кислота с концентрацией 20 – 25%. Кислота с концентрацией ниже 20% и выше 25% не обеспечивает получение катализатора с кислотностью 2,0 – 2,5 мг-экв/г. При кислотности ниже 2,0 мг-экв/г активность и селективность катализатора не достигают своего оптимального значения из-за недостаточного количества формирующихся функциональных – SO3H групп на его поверхности. При увеличении кислотности более 2,5 мг-экв/г активность и селективность катализатора не увеличиваются, поскольку завершается формирование функциональных групп. Температура сушки модифицированного алюмосиликата не должна превышать 110oC, так как выше этой температуры возможно отщепление сульфогрупп – SO3H и снижение активности и селективности катализатора. Предлагаемое изобретение может быть использовано на фабриках, производящих катализаторы для нефтепереработки, нефтехимии и общей химии. Использование изобретения позволит снизить стоимость катализатора, увеличить выход целевого продукта при синтезе МТБЭ. Формула изобретения
Аl2О3 – 10,20 – 16,50 SiO2 – 82,50 – 89,40 Fe2O3 – 0,20 – 0,60 CaO, Na2O, MgO – 0,30 – 1,50 Вода – До 100 MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 23.05.2002
Номер и год публикации бюллетеня: 32-2003
Извещение опубликовано: 20.11.2003
|
||||||||||||||||||||||||||