Способ приготовления цеолитсодержащего катализатора для алкилирования бензола этиленом

(51) 5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССР М303095, кл. В 01 129/08, 1969,Авторское свидетельство СС М259840, кл, В 01 ) 29/08 1967.Авторское свидетельство СССР К.1576194, кл, В 01.3 37/04, 1988.(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩЕГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ АЛКИЛИРОВАНИЯ БЕНЗОЛА ЭТИЛЕНОМ(57) Сущность изобретения: отмытую вную лепешку алюминатного гидроксида Изобретение относится к оготовления катализатора для нботки и нефтехимии.Цель изобретения - получение катализатора с повышенной механической прочностью и насыпной плотностью,Указанная цель достигается тем, что гидроксид алюминия пептизируют одноосновной кислотой, смешивают полученный псевдозоль с цеолитом, гомогенизируют смесь, переводят ее в цеолитсодержащий гель и формовку осуществляют путем экструзии, Перевод псевдозоля гидроксида алюминия с цеолитом в цеолитсодержащий гель осуществляют путем нагревания, подсушки или коагуляцией под действием аммиачного раствора. алюминия холодного осаждения пептизируют ледяной уксусной кислотой при перемешивании, Полученный псевдозоль смешивают с цеолитом, Гомогенизируют смесь в быстроходной мешалке с получением тиксотропного цеолитсодержащего псевдозоля гидроксида алюминия, Полученный цеолитсодержащий псевдозоль переводят в цеолитсодержащий гель путем нагрева и подсушки или коагуляцией под действием аммиачного раствора. Гель формуют в экструдаты, Экструдаты сушат, разрезают на таблетки и прокаливают, Характеристика катализатора: насыпная плотность 749-605 кг/м, механическая прочность.на раздавливание по образующей 6,9 кг/табл. механическая прочность на раздавливание 4,2 кг/табл.1 табл. Отличительным признаком способа является перевод смеси цеолитсодержащего псевдозоля гидроксида алюминия с цеолитом после гомогенизации в цеолитсодержащий гель, формуемый путем экструзии с получением экструдатов ЦСКс повышенной механической и рочностью и насы п ной плотностью.Изобретение иллюстрируется следующими примерами.П р и м е р 1, Приготовление экструдатов цеолитсодержащего катализатора (ЦСК) М 1 с 50 мас,% синтетического фожазита РЗЭСаНУ,Берут 120 г отмытой влажной массы (лепешки) промышленного алюминатного гидроксида алюминия холодного осаждения ссодержанием сухого вещества (А 20 з) 16,5 мас.% (19,8 г), Пептизацию массы с получением псевдозоля гидроксида алюминия проводят уксусной кислотой, взятой из расчета 0,22 г-моль/моль А 20 з. Для этого в массу при перемешивании вводят 2,5 мл ледяной уксусной кислоты и продолжают перемешивание до получения однородного жидкого псевдозоля. Используют синтетический фожазит У в исходной РЗЭСайН 4 - форме с соотношением 302:А 20 з= 4,0(моль) и содержанием, мас.%: ЕпгОз,8, Са 0-1,8, йаг 0-0,4. Цеолит берут в виде влажной лепешки с содержанием сухого вещества 46,6 мас.%. Рассчитанное количество лепешки - 42,5 г, содержащей 19,8 г сухого вещества цеолита, смешивают с псевдозолем гидроксида алюминия, гомогенизируют в быстроходной мешалке (-2000 об/мин) в течение 20 мин и получают тиксотропный цеолитсодержащий псевдозоль гидроксида алюминия. Цеолитсодержащий псевдозоль переводят в цеолитсодержащий гель, вызывая его застудневание путем нагрева и подсушки при 70-80 С. Полученный цеолитсодержащий гель с влажностью 64,5 мас.% формуют на лабораторном плунжерном прессе с получением экструдатов, Экструдаты подсушивают на воздухе при комнатной температуре в течение 12 ч, затем при 60 Сч, 80 Сч и 115 Сч, разрезают на таблетки длиной 4-6 мм и прокаливают в токе воздуха при повышении температуры до 550 С с выдержкой при 550 СЗ ч,Полученные экструдаты ЦСК имеют диаметр 2,0 мм, длину 4-6 мм, насыпную плотность 749 кг/м, механическую прочность на раздавливание по образующей 6,9 кг/табл.(6,9 МПа).Пример 2, Приготовление экструдатов ЦСК М 2 с 50 мас.% синтетического фожазита РЗЭСаНУ.ЦСК М 2 готовят как и ЦСК М 1 из примера 1, но ускоренный. перевод цеолитсодержащего псевдозоля в гель осуществляют не за счет повышения температуры, а путем добавления коагулирующего агента - 25%-ного водного раствора аммиака, взятого в количестве, эквивалентном дозировке пептизатора, Полученный после нейтрализации цеолитсодержащего псевдозоля цеолитсодержащий гель с влажностью 69,6 мас.% формуют на лабораторном плунжерном прессе, экструдаты сушат и прокаливают по примеру 1,Полученные экструдаты ЦСК М 2 имеют диаметр 2,1 мм, длину 4-6 мм, насыпную плотность 605 кг/м и механическую прочность на раздавливание 4,2 кг/табл,(4,0 МПа), 35 40 45 50 55 5 10 15 20 25 30 П р и м е р 3 (для сравнения). Приготовление по известному способу экструдатов ЦСК ч. 3 с 50 мас.% синтетического фожазита РЗЭСаНУ.Берут 120 г отмытой влажной массы промышленного алюминатного гидроксида алюминия холодного осаждения с содержанием сухого вещества (А 20 з) 16,5 мас.%- 19,8 г и 42,5 г лепешки цеолита РЗЭСайН 4 У с содержанием сухого вещества цеолита 46,6 мас.%-19,8 г, Лепешки смешивают и смесь тщательно перемешивают, после чего формуют на лабораторном плунжерном прессе с получением экструдатов. Экстру- даты высушивают и прокаливают по примеру 1Полученные экструдаты ЦСК М 3 имеют диаметр 2,0 мм, длину 4-6 мм, насыпную плотность 580 кг/м,и механическую прочность на раздавливание 3,0 кг/табл.(3,0 М Па).П р и м е р 4, Приготовление экструдатов ЦСК В 4 с 70 мас, % синтетического фожазита РЗЭСаНУ .Берут 120 г отмытой влажности массы промышленного алюминатного гидроксида алюминия холодного осаждения с содержанием сухого вещества (АОз) 16,5 мас,%- 19,8 г, Пептизацию массы гидроксида алюминия с получением псевдозоля проводят азотной кислотой из расчета 0,0935 гмоль/моль А 20 з, Для этого в массу гидроксида алюминия при перемешивании вводят 1,55 мл 56%-ной НИОз. Цеолит РЗЭСаМНаУ берут в виде влажной лепешки с содержанием сухого вещества 46,5 мас.% (46,2 г). Рассчитанное количество влажной лепешки цеолита в количестве 99,35 г смешивают с псевдозолем гидроксида алюминия, гомогенизируют смесь в быстроходной мешалке в течение 20 мин и полученный тиксотропный цеолитсодержащий псевдозоль переводят в цеолитсодержащий гель путем выдерживания на воздухе при комнаткой температуре и периодическом перемешивании в течение 1 сут. Полученный после подсушки цеолитсодержащий гель с влажностью 60,0 мас.% формуют на лабораторном плунжерном прессе с получением экструдатов, Экструдаты высушивают и прокаливают по примеру 1.Полученные экструдаты ЦСК М 4 имеют диаметр 1,9 мм, длину 4-6 мм, насыпную плотность 600 кг/м и механическую прочность на раздавливание 6,3 кг/табл. (6,63 МПа).П р и м е р 5, Приготовление экструдатов ЦСК М 5 с 70 мас,% синтетического фожазита РЗЭСаНУ.ЦСК М 5 готовят так же, как ЦСК М 4 из примера 4, но ускоренный перевод цеолитсодержащего псевдозоля в гель осуществляют путем добавления коагулирующего раствора - 25 -ного водного раствора аммиака, взятого в количестве, эквивалентном дозировке пептизатора, Полученный после нейтрализации цеолитсодержащего псевдозоля цеолитсодержащий гель с влажностью 64,2 мас.% формуют на лабораторном плунжерном прессе, экструдаты сушат и прокаливают по примеру 1.Экструдаты ЦСК М 5 имеют диаметр 2,0 мм, длину 4-6 мм, насыпную плотность 526 кг/м и механическую прочность на раздавливание 4,9 кг/табл.(4,0 МПа).П р и м е р 6 (для сравнения). Приготовление по известному способу экструдатов ЦСК М 6 с 70 мас,% синтетического фожазита РЗЭСаНУ.Берут 120 г отмытой влажной массы промышленного алюминатного гидроксида алюминия холодного осаждения с содержанием сухого вещества (А 20 з) 16,5 мас,о/о,8 г и репульпируют в 500 мл воды с получением суспензии. В суспензию вводят 99,35 г влажной лепешки цеолита РЗЭСай Н 4 У с содержанием сухого вещества цеолита 46,5 мас. -462 г. Смесь перемешивают в течение 30 мин и фильтруют на воронке Бюхнера под вакуумом. Полученную смешанную лепешку цеолита и гидроксида алюминия с влажностью 63,7 мас,оформуют на лабораторном плунжерном прессе, экструдаты сушат и прокаливают по примеру 1.Экструдаты ЦСК М 6 имеют диаметр 2,0 мм, длину 4-6 мм, насыпную плотность 479 кгм, механическую прочность на раздавливание 2,5 кг/табл.(2,5 МПа).П р и м е р 7, Приготовление экструдатов ЦСК М 7 с 20 мас.цеолита "ультрасил".ЦСК М 7 готовят в опытно-промышленных условиях, В месильную машину с Е-образными лопастями загружают 100 кг отмытой влажной массы (лепешки) промышленного алюминатного гидроксида алюминия холодного осаждения с содержанием сухого вещества 15 мас. /т.е. 15 кг А 20 з, Пептизацию массы с получением жидкого псевдозоля гидроксида алюминия проводят уксусной кислотой, взятой из расчета 0,115 г-моль/моль А 20 з. Для этого в массу гидроксида алюминия при перемешивании вводят 1 л ледяной уксусной кислоты. В полученный псевдозоль при перемешивании вводят 7,5 кг влажной лепешки цеолита ультрасил в МН 4-форме с содержанием йагО 0,035 мас,%, Лепешка имеет влажность 50 мас. О , т.е, содержит 3,75 кг сухого 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вещества цеолита. Смесь перемешивают дополнительно 30 мин, после чего цеолитсодержащий псевдозоль переводят в цеолитсодержащий гель, Для этого в смесь добавляют 25 о -ный водный раствор аммиака до загущения псевдозоля, после чего смесь в течение 30 мин нагревают до 70- 80 С и упаривают в течение 1 ч до остаточной влажности (ППП 750 С) 56 мас. , Полученную массу из цеолита и гидроксида алюминия формуют на промышленном шнековом прессе с получением экструдатов. Экструдаты высушивают и прокаливают по примеру 1,Экструдаты ЦСК М 7 имеют диаметр 2,75 мм, длину 4-6 мм, насыпную плотность 673 кг/м и механическую прочность на раздавливание 7,6 кг/табл.(5,5 МПа).П р и м е р 8 (для сравнения), Приготовление по известному способу экструдатов ЦСК М 8 с 20 мас,оцеолита "ультрасил",В месильную машину с Е-образными лопастями загружают 100 кг отмытой влажной массы (лепешки) промышленного алюминатного гидроксида алюминия холодного осаждения с содержанием сухого вещества (А 20 з) 15 масс,о -15 кг. Пептизацию массы для улучшения пластичности проводят уксусной кислотой, взятой из расчета 0,011 г-моль/моль А 120 з. Для этого в массу при перемешивании вводят 100 мл ледяной уксусной кислоты. В полученную пластифицированную массу гидроксида при перемешивании вводят 7,5 кг влажной лепешки цеолита "ультрасил" в КНд форме, 50 о -ной влажности. Смесь перемешивают 1 ч, нагревают до 70-80 С, в течение 1 ч упаривают до остаточной влажности (ППП того С) смеси 55 мас. , Смешанную массу формуют на промышленном шнековом прессе с получением экструдатов, Экструдаты высушивают и прокаливают как в примере 1. Экструдаты ЦСК М 8 имеют диаметр 2,8 мм, длину 4-6 мм, насыпную плотность 644 кг/м, механическую прочность 4,8 кг/табл, (4,0 МПа).Сравнение каталитических свойств экструдатов ЦСК, полученных различными способами, в алкилировании бензола этиленом.Катализаторы, приготовленные по примерам 1-8, испытывают на активность и селективность в процессе алкилирования бензола этиленом на лабораторной проточной установке в следующих условиях:- фожазитсодержащие катализаторы (ф СК): загрузка экструдатов - 8 см, Чоб,=2.ч , Т=. 250 С, Р= 1,5 МПа, СбНб:СгН 4= 3:1(мол), т =5 ч;- ультрасилсодержащие катализаторы (УСК):загрузка экструдатов - 2 см, Чуб=8 ч,1803179 Формула изобретения 1, Способ приготовления цеолитсодержащего катализатора для алкилирования 30 Составитель Б,ПавлихинТехред М.Моргентал КорректорЛ,Филь Редактор Заказ 1021 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Т=400 С, Р=1,5 МПа, С 6 Н 6:СгН 4= 3:1 мол), Г =5 ч.Результаты испытаний приведены в таблице.Как видно из таблицы, ЦСК, приготов ленные по описанному способу, в процессе получения этилбензола имеют повышенную активность и селективность.Таким образом, настоящий способ позволяет повысить механическую прочность 10 зкструдатов ЦСК в 1,4-2,5 раза, насыпную плотность - в 1,05-1,3 раза, каталитическую активность в алкилировании бензола этиленом - на 4-9 отн.о, селективность - на 2-4 отн.%. 15 бензола этиленом, включающий пептизацию гидроксида алюминия одноосновной кислотой, смешение полученного псевдозоля гидроксида алюминия с цеолитом, гомогенизацию смеси, формовку, сушку и прокаливание, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения катализатора с повышенной механической прочностью и насыпной плотностью, после гомогенизации смесь псевдозоля гидроксида алюминия с цеолитом переводят в цеолитсодержащий гель и формование осуществляют путем экструзии,2, Способпоп.1,отл ича ющийся тем, что перевод псевдозоля гидроксида алюминия с цеолитом в цеолитсодержащий гель осуществляют путем нагревания или путем подсушки, или коагуляцией под действием аммиачного раствора.