Способ приготовления цеолитсодержащего катализатора для диспропорционирования толуола

1 У ц ЕН КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВ(54)(57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩЕГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЯ ТОЛУОЛА, включающийсмешение ультрастабильного цеолит 4 НУ.с алюмосиликатом, введение молибденаметодом ионного обмена, сушку и прокаливание, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью получения катализатора с повышенной активностью, сначала в ультрастабильный цеолит Н 1вводят молибден методом твердафазного ионного обмена с хлоридом молибдена (У) сначала при 120-150 С в течение 2-3 ч,. затем при 300-500 С в течение 4-5 ч и полученный материалсмешивают с алюмосиликатом. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ НИЕ ИЗОБ 616488/23-04(71) Институт физико-органическойхимии АН Белорусской ССР11303Изобретение относится к способам приготовления цеолитсодержащих катализаторов для диспропорционирования толуола.Известен способ приготовления цеолитсодержашего катализатора для диспропорционирования толуола путем введения в цеолит типа У хрома, молибдена, вольфрама в количестве 1,0- 29,0 мас.7 и промоторов - металлов 1 О 1 и 1 Ч групп периодической системы в количестве 1,0-15,0 мас.7. 11.Недостатком известного способа является низкая активность полученного катализатора, так как в процессе диспропорционирования толуола при 555 С, давлении 5,6 МПа, мольном отношении водород: толуол = 1,2:1 и объемной скорости подачи сырья 1,0 ч выход целевых продуктов (бензола и ксилолов ) составляет 30,9 мас,7.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления цеолитсодержащего катализатора 25 для диспропорционирования толуола путем смешения ультрастабильного цеолита НУ с алюмосиликатом, сушки, прокаливания, введения молибдена и кобальта методом жидкофазного ионного обмена с последующей сушкой и прокалированием 121 .Недостатком известного способа является низкая активность полученного катилизатора, так как при 480 С,35 давлении 2,0 МПа, мольном отношении водород:толуол = 9,2;1 и объемной скорости 6 чвыход продуктов диспро, порционирования составляет 30,7 мас.7.,40Целью изобретения является почучение катализатора с повышенной активностью.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу приготовления цеолитсодержащего катализатора для диспропорционирования толуола включающему смешение ультрастабильного цеолита НУ с алюмосиликатом введение молибдена методом ионного обмена,50 сушку и прокаливание, сначала в ультрастабильный цеолит НУ вводят молибден методом твердофазного ионного обмена с хлоридом молибдена (У) сначала при 120-150 С в течение 2-3 ч 55 затем при 300-500 фС в течение 4-5 ч и полученный материал смешивают с алюмосиликатом. 99 2Введение молибдена в ультрастабильный цеолит методом твердофазного ионного обмена с хлоридом молибдена (У)при указанных условиях и новая последовательность стадий приготовлениякатализатора, обеспечивают однородноераспределение ионов металла в цеолите, что позволяет приготовить катализатор с повышенной активностью. Впроцессе диспропорционирования толуола при 480 С, давлении 2,0 МПа, мольном отношении водород:толуол = 10:1.и объемной скорости 6 ч " выход бензола и ксилолов достигает 58,2 мас.7.Для приготовления катализатора предпредлагаемьм способом ультрастабильныйцеолит тщательно перемешивают с хлоридом молибдена (У), сушат, прокаливаютпрессуют и дробят до размера зерен 23 мм, Зерна перемешивают с гидрогелемалюмосиликата, сушат, прессуют, дро-.бят и после окончательной прокалкиполучают готовый катализатор.П р и м е р 1 (для сравнения).20 г ультрастабильного цеолита НУтщательно перемешивают с 0,38 г МоСВсушат при 150 С 2 ч и прокаливаютпри 400 С 4 ч,прессуют, дробят доразмера зерен 2-3 мм. Получают катализатор состава, мас.7; Мо 1,0,ультрастабильный цеолит НУ остальноеП р и м е р 2 (для сравнения).Катализатор готовят аналогично примеру 1, смешивая 10 г ультрастабиль-.ного цеолита НУ с 0,285 г МоС . Получают катализатор состава, мас,7.:МоО 1,5, НУ остальное,П р и м е р 3 (для сравнения),Катализатор готовят аналогично примеру 1, смешивая 10 г ультрастабильного цеолита НУ с 0,38 г МоС 1, Полу чают катализатор состава, мас,7; МоО2,0, НУ остальное.П р и м е р 4, 20 г ультрастабильного цеолита НУ перемешивают,с0,38 г МоС сушат при 150 ; 2 ч ипрокаливают при 400 1, 4 ч, прессуют,дробят до размера зерен 2-3 мм. Зерна1тщательно перемешивают с гидрогелемалюмосиликата при массовом соотношеонии между ними 1:1,5, сушат при 120 С2 ч, прессуют, дробят до размеразерен 2-3 мм, прокаливают при 500 С4 ч. Получают катализатор состава,мас.7: Мо 03 0,4, НУ 39,6, алюмосиликат остальное.П р и м е р 5. 10 г ультрастабильного цеолита НУ смешивают сПродукты креБензол рость,ч кинга 1,0 99,0 400 1,5 500 1,5 400 1,5 .450 1,5 26,1 36,9 0,5 1,5 98,5 0,6 28,7 2,1 24,3 450 2,0 98,0 0,4 39,6 О, 6 39,4 0,6 47,2 60,0 480 2,0 480 2,0 0,6 18,8 19,6 60 0 0,9 0,285 г МоС;, Повторяют все операции аналогично примеру 4, Получают катализатор состава, мас,%: Мо 0-0,6 НУ 39,4 алюмосиликат остальное.П р и м е р 6. Катализатор го товят аналогично примеру 4, смешивания 1 О г ультрастабильного цеолита НУ с 0,38 г МоС 8. Смешение с гидрогелем алюмосиликата производят при массовом соотношении 1:1,8. Получают катализатор состава, мас.%: МоОз 0,7, НУ 34,3, алюмосиликат остальное,П р и м е р 7, Катализатор готовят аналогично примеру 6, Смесь уль,трастабильного цеолита НУ и МоС сушат при 180 С 3 ч и прокаливаюФ при 300 С 4 ч. Получают катализатор того же состава. П р и м е р 8. Катализатор готовят аналогично примеру 6. Смесь ультрастабильного цеолита НУ и МоСРо,сушат при 120 С 2 ч и прокаливаютопри 400 С 5 ч. Получают катализатортого же состава, 25П р и м е р 9. Катализатор готовят аналогично примеру 6. Смесь ультрастабильного цеолита НУ и МоСо,сушат при 130 С 2 ч и прокаливаютпри 500 С 4 ч. Получают катализаторотого же состава. П р и м е р 10, 10 г ультрастабильного цеолита НУ смешивают с0,95 г МоС 1- сушат при 120 С 2 ч,35 .прокаливают при 400 С 4 ч. Состав катализатора, мас.% 4 г образца смешивают с гидрогелем алюмосиликата в массовом соотно-. шении 1:1,5, сущаь при 120"С 2 ч, прокаливают при 500 С 4 ч. Получают катализатор состава, мас.Ж: МоО 2,0, НУ 38, алюмосиликат остальное.Образцы катализатора испытывают в процессе диспропорционирования.толуола на установке проточного типа, Для этого 10 см катализатора помезщают в реактор, прокаливают 2 ч, при 500 С, продувают азотом, восо станавливают водородом при 500 С устанавливают температуру опыта и подают толуол в токе водорода при мольном отношении водород:толуол = 3-10:1, объемной скорости 1-6 ч , давлении водорода 1,5-2,0 МПа.Результаты испытания представлены в таблице. Из приведенных данных следует, что катализатор, приготовленный предлагаемым способом превосходит по активности катализатор, приготовленный известным способом. Выход целевых продуктов - бензолаи ксилолов составляет 38,2-58,2 и ЗЪ,7 мас.Е соответственно при более высоком содержании молибдена в последнем катализаторе. Катализатор, приготовленный предлагаемым способом легко регенерируется обработкой водородом при 500 С,не снижая практически,. своей активности,ная У А 1,0 -510. ИоО Продукты креБензол скорость,ч кинга 65,0 0,7 34,3 23,8 1,5 Катализатор после регенерации 23,3 34,3 7 0,7 0,721,7 0,5 34,3 24,6 1,6 1)8 25,8 31,5 1,8 фИзвестный Пример Состав катализатора, мас.Е Т ола иов 44, 29,0 2 4 0,6 О,9,4 1,2 10,4 5,5 0 20 1 5,9 4,7 3 0,4, 33 5 5 7,43 8,7 7 8,6 6,5 8 9 470 1,7 р 9 ва, мас.% 10, Со 0-2, 5, НУ -35, Л Р Оу атализатор остально 9 0,7 34,310 2,0 38,0 4,1 2,2 21,6,4 3,9 33 бэ 8 Зэ 5 32 Ь 5,0 65,0 Ь 5,0 ЬО,О 482 2,0 б 480 2,0 б 482 2,0 б 482 2,0 6 482 2,0 б 480 2)0 6 482 2,0 6 3,6 6,7