Способ приготовления шарикового цеолитсодержащего катализатора для алкилирования бензола этиленом

(я)5 В 01,3 37/04, 29/08 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Кацобашвили Я.Р., Куркова Н.С. Формовка микросферических и шариковых адсорбентов и катализаторов на основе активной окиси алюминия, - М,: ЦНИИТЭНефтехим, 1973, с. 10,Авторское свидетельство СССР М 1245337, кл. В 01 3 37/04, 1986.(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ШАРИКОВОГО ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩЕГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ АЛКИЛИРОВАНИЯ БЕНЗОЛА ЭТИЛЕНОМ Изобретение относится к области приготовления катализаторов для нефтепереработки и нефтехимии.Цель изобретения - интенсификация способа за счет повышения стабильности цеолитсодержащего псевдозоля путем введения в цеолитсодержащий псевдозол.ь органического разбавителя - диметилформамида (ДМФА) или диметилсульфоксида (ДМСО) в определенном соотношении в расчете на катализаторП р и м е р 1. Приготовление катализатора ДМФА,Готовят катализатор с 50 мас,% цеолита типа синтетического фожазита У и 50 мас.% оксидноалюминиевой матрицы. Цеолит в исходной форме РЗЭ СаИН 4 У имеет соотношение Я 02:А 20 з = 4 и содержит, мас.%: Еа 20 з 17,8; СаО 1,8; Ма 20 0,4. В качестве(57) Изобретение касается каталитической химии, в частности приготовления шариков цеолитсодержащего катализатора для алкилирования бензола этиленом. Цель - повышение стабильности цеолитсодержащего псевдозоля и интенсификация процесса. Последн ий ведут пептиза цией А 1(0 Н)з Н МОз и СНзСООН с последующим введением в псевдозоль цеолита и органического разбавителя - диметилформамида или диметилсульфоксида в количестве 5 - 20% от массы катализатора. Затем проводят гомогенизацию псевдозоля, углеводородно-аммиачную формовку, сушку и прокаливание сферических гранул. В этом случае достигается повышение в 1,5 - 7 раз стабильности псевдозолей, что повышает производительность формовки на 10 - 60%. 4 табл. исходного материала матрицы используют омытую от ионов Ма и ИОз влажную лепешку промышленного алюминатного гидроксида алюминия периодического холодного осаждения с содержанием сухого вещества (А 120 з) 15 мас,%. Для приготовления катализатора 150 г влажной лепешки гидроксида алюминия, содержащей 22,5 г сухого вещества (А 20 з), пептизируют 1,6 мл (0,087 гэкв/моль А 320 з) 56%-ной азотной кислоты с получением псевдозоля гидроксида алюминия. Принятая дозировка кислоты является оптимальной, обеспечивающей максимальную стабильность цеолитсодержащего псевдозоля. Цеолит берут в виде влажной лепешки с содержанием сухого вещества 43 мас.%, Влажную лепешку цеолита в количестве 52,3 г, содержащую 22,5 г сухого вещества, замешивают в псевдозоль гидро 1625519ксида алюминия, добавляют 10 мас,% ДМФА в расчете на катализатор (4,7 мл или 4,5 г), тщательно гомогенизируют смесь в быстроходной мешалке (2000 обм /мин) в течение 15 мин. Полученный цеолитсодержащий псевдозоль подвергают испытанию на стабильность на приборе СНС, предназначенном для измерения статического предельного напряжения сдвига (СПНС) дисперсных систем.Изменение СПНС во времени позволяет оценить стабильность псевдоэолей, Прочность структуры, при которой псевдозоль утрачивает способность к беспрепятственному прокапыванию через капилляры формующего устройства (фильеры) диаметром 1,5 мм, 9 Па. Для полученного цеолитсодержащего псевдозоля с ДМФА возможная продолжительность непрерывной формовки.(до достижения СПНС = 9 Па) составпяет 1 ч, Углеводородно-аммиачную формовку сферических гранул проводят в формовочной колонне, используя фильеру с диаметром каналов капилляров 1,5 мм. Концентрация аммиачного раствора в колонне 12,5 мас.%, Полученные сферические гранулы высушивают при 120 С и прокаливают в токе воздуха при 550 ОС. Катализатор имеет диаметр гранул 2,35 мм, насыпную плотность 0,633 г/см и механическую прочность на раздавливание 9,0 кг/шар (207,3 кг/см ),П р и м е р 2, Приготовление катализатора с ДМСО.Цеолитсодержащий псевдозоль гидроксида алюминия и катализатор из него с содержанием 50 мас,% синтетического фожазита У в РЗЭСаМН 4-форме готовят и исследуют аналогично примеру 1, но после замеса цеолита в псевдозоль вместо ДМФА вводят в количестве разбавителя ДМСО в количестве 10 мас, % в расчете на катализатор (4,5 мп или 4,5 г), Стабильность полученного цеолитсодержащего псевдозоля оценивают по методу СПНС, Возможная продолжительность непрерывной формовки 1,1 ч, Полученный катализатор имеет .диаметр гранул 2,30 мм, насыпную плотность 0,636 г/см, механическую прочностьз8,7 кг/шар (209,6 кг/см ),П р и м е р 3. Псевдозоли и катализаторы, содержащие 50 мас.% цеолита РЗЭСайН 4 У, получают аналогично примеру 1, с пептиэацией СНзСООН и НИОз, но после замеса цеолита в псевдозоли вводят для разбавления различные количества ДМ ФА, затем проводят гомогенизацию цеолитсодержащих псевдозолей.Результаты по стабильности цеолитсодержащих псевдозолей и физико-механиче ским характеристикам катализаторов приведены в табл. 1,Из табл. 1 следует, что с увеличением дозировки ДМФА стабильность цеолитсо гранул. При дозировке ДМФА 5 - 20 мас.% происходит эффективная стабилизация цеолитсодержащих псевдозолей без потери 10 механической прочности готовых катализаторов, что позволяет рекомендовать добавку ДМФА в данном интервале концентраций, Кроме того, применение добавкиДМФА более 20 мас % неэкономично. П р и м е р 4. Псевдоэоли и катализаторы, содержащие 50 мас.% цеолита РЗЭ 20 СаИН 4 У, получают аналогично примеру 1, с пептизацией СНзСООН и НИОз, но после замеса цеолита в псевдозоль вводят для разбавлений 5 - 30 мас% ДМСО в расчете на катализатор, после чего проводят гомоге 25 низацию псевдозоля Результаты опытов приведены в табл. 2, П р и м е р 5 (по известному способу), Готовят катализатор того же состава, что и в примере 1. Берут 150 г влажной лепешки промышленного алюминатного гидроксида 30 алюминия периодического холодного осаждения с содержанием сухого вещества (А 120 з) 15 мас.%, Пептизацию проводят ледяной уксусной кислотой или 56%-ной азот 35 40 ,45 50 ной кислотой при оптимальной дозировке, обеспечивающей максимальную стабильность цеолитсодержащего псевдоэоля: уксусной кислоты 1,5 мл (0,118 г-экв/моль А 120 з), азотной 1,6 мл (0,087 г-экв/моль А 120 з), Замешивают в псевдозоль 52,3 г влажной лепешки цеолита РЗЭСаКН 4 У с содержанием сухого вещества 43 мас.% и гомогенизируют смесь в быстроходной мешалке в течение 15 мин,Параллельно готовят цеолитсодержащие псевдозоли с разбавлением водой. Для этого перед гомогенизацией в цеолитсодержащий псевдозоль вводят 10 мас.% (4,5 мл или 4,5 г) дистиллированной воды в расчете на катализатор, Полученные цеолитсодержащие псевдоэоли беэ разбавления и с разбавлением водой испытывают на стабильность и формуют из них сферическиегранулы как в примере 1,Данные по стабильности цеолитсодер 55 жащих псевдозолей и физико-механические характеристики готовых катализаторов приведены в табл, 3.Из табл. видно, что пептизация азотной кислоты обеспечивает более высокую стадержащих псевдозолей существенно возрастает. При дозировке ДМФА менее 5 мас,% эффективность стабилизации мала. При дозировке ДМФА 30 мас,% и более происходит снижение механической прочностиПептизатор Возможная Диаметргранул, мм Насыпнаяплотность,г/см кг/см кг/шар продолжительность формовки псевдозоля (до СПНС ==9 Па), г= мин 0 - 20 0-23 О - 32 1- 00 0 - 46 2,5 - 00 4,1 - 005,0 - 00 8,9 9,1 9,19,0 8,8 8,7 7,3 5,5 02,55,010,010,020,030,040,0 НКОз НМОз НМОз Н Г 403 СНЗСООННИОз НКОз НМОз 0,650 0,648 0,645 0,633 0,60 0,630 0,628 0,620 196,9 193,2 199,6 207,3 208,0 209,6 163,2 120,6 2,40.2,45 2,41 2,35 2,32 2,30 2,35 2,41 бильность цеолитсодержащего псевдозоля,Возможная продолжительность непрерывной формовки цеолитсодержащего псевдозоля без разбавления 15-20 мин, с разбавлением водой 32 - 41 мин. 5Активность полученных в примерах 1 - 5катализаторов. оценивают в реакции алкилирования бензола зтиленом на проточнойустановке с загрузкой 8 см шариков приТ=250 С, Р=1,5 МПа, Ч=2 ч, С 6 Нб:С 2 Н 4= 10-3:1, т=5 ч.Результаты испытаний катализаторов,приготовленных с 50 мас.РЗЭСаМН 4 У,приведены в табл, 4,.Из табл. 4 следует, что активность и 15селективность полученных катализаторовнаходятся на одном уровне, т.е. применение разбавителей цеолитсодержащегопсевдозоля не оказывает существенноговлияния на кэталитические свойства полученных шариковых катализаторов,Таким образом, применение разбэвителей ДМФА и ДМСО при углеводородно-аммиачной формовке цеолитсодержэщихпсевдозолей позволяет в 1,5-7 раз повы сить стабильность псевдозолей, что равнозначно повышению производительности процесса формовки на 10 - 60 отн Интенсификация процесса сопровождается одновременно снижением трудоемкости операций формовки и не приводит к существенному изменению физико-механических и каталитических свойств готовых катализаторов.Формула изобретения Способ приготовления шарикового цеолитсодержащего катализатора для алкилирования бензола зтиленом, включающий пептизацию гидроксида алюминия азотной или уксусной кислотой с получением псевдозоля, введение в псевдозоль цеолита, гомогенизацию цеолитсодержащего псевдо- золя, углеводородно-аммиачную формовку, сушку и прокаливание сферических гранул, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации способа зэ счет повышения стабильности цеолитсодержащего псевдозоля, в него вводят органический разбавитель - диметилформамид или диметилсульфоксид в количестве 5 - 20 мас.0 в расчете на катализатор. Механическая и очность1 б 25519 Таблица 2 абли Таблица 4 ректор Н.Ревска едактор О.Голов нт", г Ужгород, ул.Гагарина, 10 твенно-издательский комбйнатиз Заказ 242 ВИИИПИ Г Составитель Н.Путав Техред М.Моргентал Тираж ЗЗО Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 45