Способ приготовления цеолитсодержащего катализатора для алкилирования бензола этиленом

, 29/08, 29/2 55 В 01 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ С ЕЛ ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Куйбышевский политехнический институт им. В.В,Куйбышева(56) Овсянников С.М. и др. Шариковые цеолитсОдержащие катализаторы для алкилирования углеводородов. - Нефтехимия, 1989, т.29, М 2, с.197 - 203.Авторское свидетельство СССР М 1245337, кл. В 01,3 37/04, 1984.(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩЕГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ АЛКИЛИРОВАНИЯ БЕНЗОЛА ЭТИЛЕНОМ Изобретение относится к способам приготовления катализаторов, в частности цеолитсодержащих катализаторов (ЦСК), используемых в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности для превращения углеводородов, в частности для алкилирования бензола этиленом.Целью изобретения является получение катализатора с повышенной механической прочностью за счет дополнительной обработки прокаленных гранул 5 - 430/-ным водным раствором фосфата аммония в течение от 5 мин до 4 ч с последующей сушкой и прокаливанием.П р и м е р 1. Готовят катализатор 1 с 70 мас,; синтетического фожазита РЗЭСаНУ. Берут 120 г влажной лепешки промышленного алюминатного гидроксида алюминия с содержанием сухого вещества(57) Изобретение касается каталитической химии, в частности приготовления цеолитсодержещего катализатора для алкилирования бензола этиленом, Цель - повышение механической прочности катализатора. Его готовят смешением цеолита типа фожазита или ультрасила с оксидноалюминиевь 1 м связующим, прокаливанием высуц)енных сформованных гранул, обработкой их 5 - 43 0-н ы м водным раствором (ИН 4)2 НР 04 в течение от 5 мин до 4 ч, сушкой и прокаливанием, В этом случае механическая прочность катализатора в 1,5 - 3 раза превышает известную при сохранении всех показателей по активности, селективности и стабильности.3 табл,16,35 мас,0/,. Для доведения лепешки до оптимальной влажности 86,0 мас. 7 ь требуется дополнительно 20 мл воды. В этом количестве воды растворяют пептизатор - 560- ную азотную кислоту - 1,6 мл и полученным раствором пептизируют массу гидроксида алюминия с получением псевдозоля гидроксида алюминия, Цеолит берут в исходной Форме РЗЭСаКНчУ с соотношением Я 02;А 20 з = 4,0 и содержанием, мас.: 1 п 20 з 17,8; СаО 1,8; Ма 20 0,4, в виде влажной лепешки с содержанием сухого вещества 46,6 мас Рассчитанное количество лепешки цеолита - 98,1 г, замешивают в псевдозоль гидроксида алюминия, гомогенизируют смесь в быстроходной мешалке в течение 20 мин и полученный цеолитсодержащий псевдозоль подвергают углеводородно-аммиачной Формовке. Для этогоцеолитсодержащий псевдозоль подают через фильеру с капиллярами диаметром 1,5 мм в формовочную колонну, Образующиеся капли цеолитсодержащего псевдозоля последовательно проходят слой керосиновой фракции высотой 10 мм, где приобретают сферическую форму, затем - слой раствора аммиака концентрации 12,5 мас.%, высотой 1,5 м, где отвердевают. Через.5,мин.шарики отделяют от раствора, поодсушивают на воздухе в течение 12 ч, высушивают в токе воздуха при 60 С 2 ч, 80 С - 2 ч и 115 С - 2 ч, а затем прокаливают при повышении температуры со скоростью 80 С/ч до 550 С, с выдержкой при конечной температуре 3 ч,После охлаждения гранулы медленноувлажняют (во избежание растрескивания) 15%-ным водным раствором фосфата аммония (МН 4)2 НРОп, после чего заливают 15%-ным раствором фосфата аммония таким образом, чтобы обеспечить полное погружение гранул в раствор, но без избытка раствора, т,е. уровень раствора в пропитывателе равняется высоте слоя гранул. Через 15 мин гранулы отделяют от раствора, подсушивают на воздухе в течение 12 ч, высушивают в токе воздуха при 60 С - 2 ч, 80 С - 2 ч, 115 С - 2 ч, а затем прокаливают при повышении температуры со скоро стью 80 С/ч до 550 С, с выдержкой при конечной температуре 3 ч, Физико-механические характеристики полученных гранул ЦСК 1; диаметр гранул 2,60 мм, насыпная плотность 750 кг/м, механическая прочность на раздавливание 9,0 кг/шар (16,95 МПа),П р и м е р 2. Готовят катализатор 2 с70 мас,% сверхвысококремнеземного цеолита (СВК) типа ультрасил. Берут 120 г влажной лепешки гидроксида алюминия с содержанием сухого вещества 16,35 мас.%, доводят ее до оптимальной влажности 86,0 мас.% .и пептизируют азотной кислотой с получением псевдозоля гидроксида алюминия как в примере 1, Цеолит берут в исходной М Н 4-форме с соотношением 5102;А 20 з = 38 и содержанием Ма 20 =0,035 мас,%, в виде влажной лепешки с содержанием сухого вещества 58,0 мас.%.Рассчитанное количество лепешки цеолита (78,7 г) замешивают в псевдоэоль гидроксида алюминия, гомогенизируют смесь, формуют, сушат и прокаливают сферические гранулы как в примере 1,После охлаждения гранулы пропитывают 15%-ным водным раствором фосфата аммония (МН 4)2 НРОд в ечение 15 мин, отделяют от раствора, высушивают и прокаливают также как в примере 1, Физико 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 механические характеристики полученных гранул ЦСК 2: диаметр гранул 2,57 мм, насыпная плотность 670 кг/м, механическая прочность 3 7 кг/шар(7,14 МПа).П р и м е р 3 (для сравнения), Готовят катализатор 3 с 70 мас.% синтетического фожазита РЗЭСАНУ также как катализатор 1, но не проводят пропитку гранул раствором фосфата аммония. Физико-механические характеристики полученных гранул ЦСК 3: диаметр гранул 2,62 мм, насыпная плотность 620 кг/м, механическая проч 3ность 3,1 кг/шар (5,75 МПа),Сравнение показателей катализаторов 1 и 3 показывает, что катализатор, приготовленный по предлагаемому способу, имеет более высокую насыпную плотность и более чем в 1,5 раза выше механическую прочность гранул,П р и м е р 4 (для сравнения). Готовят катализатор 4 с 70 мас.% ультрасила так же, как катализатор 2, но не проводят пропитку гранул раствором фосфата аммония. Физико-механические характеристики полученных гранул ЦСК 4: диаметр гранул 2,56 мм, насыпная плотность 604 кг/м, механичезская прочность 2,3 кг/шар (4,47 МПа),Сравнение показателей катализаторов 2 и 4 показывает, что катализатор, приготовленный по предлагаемому способу, имеет более высокую насыпную плотность и более чем в 1,5 раза выше механическую прочность гранул,П р и м е р 5, Показывает влияние продолжительности пропитки гранул ЦСК с 70 мас,% цеолита - фожазита или ультра- сила на их физико-механические характеристики.Соответствующие ЦСК 5 - 16 готовят по примерам 1 и 2, но варьируют продолжительность пропитки от 1 мин до 20 ч. Физико-механические характеристики полученных катализаторов приведены в табл,1,Из приведенных данных следует, что для существенного упрочнения гранул ЦСК необходимая и достаточная продолжительность пропитки находится в пределах от 5 мин до 4 ч. Дальнейшее увеличение продолжительности пропитки неэкономично,П р и м е р 6. Показывает влияние концентрации раствора фосфата аммония на физико-механические характеристики катализаторов с 70 мас,% цеолита - фожазита или ультрасила.Соответствующие ЦСК 17 - 28 готовят по примерам 1 и 2, но в различных опытах применяют растворы фосфата аммонияразличной концентрации - 5-43 мас, (насыщенный раствор),Физико-механические характеристики полученных катализаторов приведены в табл,2. Существенное упрочнение сферических гранул происходит при концентрации пропитывающего раствора фосфата аммония от 5,0 мас. до насыщения раствора - 43 мас о Катализаторы, приготовленные по примерам 1 - 4, испытывают на активность, селективность и стабильность в процессе алкилирования бензола этиленом на лабораторной проточной установке в следующих условиях.фожазитсодержащие катализаторы (ФСК): загрузка гранул 8 см, И/об =2 ч, Т =-1 =250 С, Р = 1,5 МПа, СБН 6:С 2 Н 4 = 3:1, к= 5 ч;ультрасилсодержащие катализаторы (УСК): загрузка гранул 2 см, 9/О 6 = 8 ч, Т = =400 С, Р=1,5 МПа, С 6 Н 6:С 2 Н 4=3:1,т=5 ч.Результаты испытаний приведены в табл.З.Из табл.З видно, что пропитка водным раствором фосфата аммония не изменяет уровния активности, селективности и стабильности катализаторов. Таким образом, пропитка цеолитсодержащих катализаторов раствором фосфатааммония по предлагаемому способу приводит к увеличению механической прочности5 цеолитсодержащих катализаторов в 1,5-3раза при сохранении на высоком уровне ихактивности, селективности и стабильности,Увеличение механической прочности гранулЦСК способствует увеличению срока служ 10 бы или уменьшению расхода катализаторапри эксплуатации в 1,25-2,0 раза,Формула изобретения Способ приготовления цеолитсодержа щего катализатора для алкилирования бенэола этиленом, включающий смешение цеолита типа фожазита или ультрасила с оксидно-алюминиевым связующим, формовку смеси, сушку и прокаливание пол ученных гранул, отл и ч а ю щи йс я тем,что, с целью получения катализатора с повышенной механической прочностью, после прокаливания гранулы дополнительно обрабатывают 5,0 - 43,0-ным водным 25 раствором фосфата аммония в течение от5 мин до 4 ч с последующей сушкой и прокаливанием.3 91 1 СЕ 1 1Оо1 1й3 се)1 Ф 1Е 1 1Д 1111 1Ой ССв-х хО Хахх ССС 3) ХХ св)33 аО 1 11- 3 О.х О9 ОСЕ 9вх О 9ОС)9 Ха Х сЕ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1Ф 13 Гф О1 1 1 1.продуктов Составитель Н.ПутоваРедактор Т,Лазоренко Техред М.Моргентал Корректор С Шевкун Заказ 4108 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 Номеракатализатора фск 3 Уск 4 фСК 1 УСК 2 Без пропитки11С пропиткойн 24,3 292 23,9 30,0 0,2 12 0,1 0,8 6,1 4,4 6,5 4,5 0 79 0,84 0 78 0,85 0,751,00,731,0