Способ приготовления кальцийборфосфатного катализатора для расщепления диоксанов-1, 3

Способ приготовления кальцийборфосфатного катализатора для расщепления диоксанов-1,3 путем взаимодействия растворов солей кальция, фосфорной кислоты и аммиака с последующей обработкой полученного осадка фосфорной кислотой, фильтрацией, промывкой от ионов хлора, формовкой, сушкой, дальнейшей обработкой катализатора раствором смеси фосфорной и борной кислот при 400 - 600^oС, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной активностью, пониженным коксоотложением и повышения выхода катализатора, осадок после фильтрации обрабатывают раствором, содержащим хлористый кальций 0,5 20 г/л из расчета 10 400 г хлористого кальция на 1 кг сухого катализатора.

Изобретение относится к области нефтехимической технологии, точнее к способу получения кальцийборфосфатного катализатора для расщепления диоксанов-1,3 в изопрен.
Целью изобретения является получение катализатора с повышенной активностью, пониженным коксоотложением и повышение выхода катализатора за счет дополнительной обработки осадка катализатора после фильтрации раствором, содержащим хлористый кальций, в определенном количестве.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1 (для сравнения). В качестве исходных реагентов для получения кальцийборфосфатного катализатора берут 1,78 л раствора, содержащего 101,89 г CaCl₂ в 1 л, и 1,608 л раствора, содержащего 51,02 г (NH₄)₂HPO₄ в 1 л. К раствору (NH₄)₂HPO₄ непосредственно перед осаждением добавляют раствор аммиака с концентрацией 152,15 г/л, исходя из расчета 3,67 моль NH₃ на 1 моль (N₄)₂HPO₄ (232 мл).
Осаждение кальцийфосфатного катализатора проводят в течение 2 ч. путем одновременного сливания растворов реагентов в общую емкость, снабженную мешалкой. Подачу обоих растворов при осаждении ведут при практически постоянном соотношении их объемов, обеспечивающем проведение реакции осаждения при молярном отношении CaO/P₂O₅ 0,5 pH суспензии находится в интервале 9,30 0,05. По окончании осаждения суспензию выдерживают до "созревания" при постоянном перемешивании в течение 2,5 ч. Затем в суспензию добавляют 190 мл фосфорной кислоты концентрации 281,26 г/л до уменьшения значения pH до 5,74. Подключенную суспензию выдерживают при постоянном перемешивании в течение 1 ч. после чего осадок фильтруют, отмывают осадок от ионов Cl^- дистиллированной водой, формуют в экструдаты, которые затем сушат при 120^oC до постоянной массы.
24 см³ высушенного катализатора загружают в кварцевый реактор, который помещают в печь. Затем катализатор подвергают обработке раствором смеси 0,002 мас. H₃BO₃ и 0,003 мас. H₃PO₄, исходя из расчета 2 объема раствора смеси кислот на 1 объем катализатора в 1 ч. Обработку проводят при 450^oC в течение 24 ч.
Полученный таким образом катализатор испытывают в реакции получения изопрена путем расщепления ДМД в атмосфере водяного пара при 400^oC с регенерациями выжиг кокса через каждые 2 ч. работы катализатора. Объемная скорость подачи сырья 4,0 ч^-1, соотношение ДМД:H₂O=1:2 (по массе), давление атмосферное.
Результаты испытаний, выраженные в виде молярных процентов по разложенный диметилдиоксан, приведены в таблице (катализатор 1).
Пример 2. Кальцийборфосфатный катализатор получают, как описано в примере 1, за исключением того, что после операции фильтрации через осадок катализатора пропускают раствор, содержащий хлористый кальций (CaCl₂ 0,5 г/л), исходя из расчета 10 г CaCl₂ на 1 кг сухого катализатора.
Результаты испытаний полученного таким образом катализатора приведены в таблице (катализатор II).
Пример 3. Кальцийборфосфатный катализатор получают, как описано в примере 2, за исключением того, что после фильтрации через осадок катализатора пропускают раствор, содержащий хлористый кальций (CaCl₂ 20г/л), исходя из расчета 400 г CaCf₂ на 1 кг сухого катализатора.
Результаты испытаний полученного таким образом катализатора приведены в таблице (катализатор III).
Пример 4. Кальцийборфосфатный катализатор получают, как описано в примере 2, за исключением того, что после фильтрации через осадок катализатора пропускают раствор, содержащий хлористый кальций (CaCf₂ 10 г/л), исходя из расчета 200 г CaCf₂ на 1 кг сухого катализатора.
Результаты испытаний полученного таким образом катализатора приведены в таблице (катализатор IV).
Пример 5 (для сравнения). Кальцийборфосфатный катализатор получают, как описано в примере 2, за исключением того, что после фильтрации через осадок катализатора пропускают раствор, содержащий хлористый кальций (CaCf₂ 0,25 г/л), исходя из расчета 5 г CaCf₂ на 1 кг сухого катализатора.
Результаты испытаний полученного таким образом катализатора приведены в таблице (катализатор V).
Пример 6 (для сравнения). Кальцийборфосфатный катализатор получают, как описано в примере 2, за исключением того, что после фильтрации через осадок катализатора пропускают раствор, содержащий хлористый кальций (CaCl₂ 25 г/л), исходя из расчета 450 г CaCl₂ на 1 кг сухого катализатора.
Результаты испытаний полученного таким образом катализатора приведены в таблице (катализатор VI).
Пример 7. Кальцийборфосфатный катализатор получают, как описано в примере 4, за исключением того, что обработку катализатора водяным паром с добавкой смеси фосфорной и борной кислоты осуществляют при 400^oC в течение 24 ч. Результаты испытаний, выраженные в виде молярных процентов на разложенный диметилдиоксан, приведены в таблице (катализатор VII).
Пример 8. Кальцийборфосфатный катализатор получают, как описана в примере 4, за исключением того, что обработку катализатора водяным паром с добавкой смеси фосфорной и борной кислот осуществляют при 600^oC в течение 24 ч.
Результаты испытаний, выраженные в виде молярных процентов на разложенный диметилдиоксан, приведены в таблице (катализатор VIII).
Таким образом, обработка фильтрованного осадка катализатора раствором, содержащим хлористый кальций, позволяет снизить коксоотложение примерно на 40% уменьшить продолжительность регенерации почти в 2 раза, повысить конверсию примерно на 1% а также увеличить производительность установки по получению катализатора почти на 10%
Изобретение относится к способу получения кальцийборфосфатного катализатора (КТ) для расщепления диоксанов-1,3 в изопрен. Получение КТ с повышенной активностью, пониженным коксоотложением и повышение выхода КТ достигаются за счет дополнительной обработки осадка КТ после фильтрации раствором, содержащим CaCl₂, в определенном количестве, КТ получают одновременным сливанием растворов CaCl₂ и (NH₄)₂ HPO₄ (с добавленным NH₃) с последующим выдерживанием суспензии до "созревания" и добавлением фосфорной кислоты для создания pH среды 5,74. Затем отделяют осадок, пропускают через него раствор, содержащий CaCl₂ 0,5-20 г/л из расчета 100-400 г CaCl₂ на 1 кг сухого катализатора. Далее продукт отмывают от ионов хлора, формуют в экструдаты, сушат, обрабатывают смесью кислот H₃PO₄ и H₃BO₃ и нагревают при 400-60^oC. Испытания КТ при расщеплении диоксанов-1,3 в изопрен показывают, что достигается снижение коксоотложения до 40%, увеличиваются конверсия и выход. Способ получения КТ позволяет уменьшить продолжительность регенерации почти в 2 раза, увеличить производительность установки по его получению почти на 10%. 1 табл.