Способ получения катализатора гидрирования ацетиленовых спиртов

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к катализаторам для гидрирования ацетиленовых спиртов.
Задачей настоящего изобретения является получение катализатора гидрирования простым способом с содержанием в нем в качестве активного компонента металла с низкой себестоимостью. Известный катализатор, содержащий соединение меди требует жестких условий, как приготовления катализатора, так и самого процесса гидрирования.
Поставленная задача достигается предлагаемым составом катализатора для гидрирования ацетиленовых спиртов, включающий никель, полигексаметиленгуанидин гидрохлорид и оксид магния, при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлорид никеля - 0,70; полигексаметиленгуанидин гидрохлорид -2,32; оксид магния - 96,98.

Текст

Смотреть все

(2010.01), 01 31/06 (2010.01), 07 29/17 (2010.01), 07 33/048 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Задачей настоящего изобретения является получение катализатора гидрирования простым способом с содержанием в нем в качестве активного компонента металла с низкой себестоимостью. Известный катализатор, содержащий соединение меди требует жестких условий, как приготовления катализатора, так и самого процесса гидрирования. Поставленная задача достигается предлагаемым составом катализатора для гидрирования ацетиленовых спиртов, включающий никель,полигексаметиленгуанидин гидрохлорид и оксид магния, при следующем соотношении компонентов,мас. хлорид никеля 0,70 полигексаметиленгуанидин гидрохлорид -2,32 оксид магния - 96,98.(72) Жармагамбетова Алима Кайнекеевна Заманбекова Айгуль Тыныбаевна Селенова Багдат Саматовна Ауезханова Асемгуль Сейтхановна(73) Акционерное общество Институт органического катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ГИДРИРОВАНИЯ АЦЕТИЛЕНОВЫХ СПИРТОВ(57) Изобретение относится к катализаторам для гидрирования ацетиленовых спиртов. 23413 Изобретение относится к получению катализаторов для органического синтеза и может быть использовано при каталитическом гидрировании ацетиленовых спиртов. Известен катализатор для гидрирования непредельных соединений, включающий медь,гидроксид натрия, иттербий и -оксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас. медь - 4,6-9,95 гидроксид натрия - 31,1-34,3 иттербий - 0,5-7,0 -оксид алюминия - остальное(Пат. РК.5229 кл., Бюл. 8. 16.08.99). При приготовлении известного катализатора носитель -А 2 О 3 предварительно обрабатывают раствором , смесь перемешивают в течение двух часов и оставляют на 24 часа, после чего осадок отделяют. Обработанный носитель сушат при 120 С. Далее носитель заливают раствором нитрата меди, перемешивают в течение 4 часов при температуре 60 С затем заливают твором азотнокислого иттербия и перемешивают в течение 2-4 часов при температуре 60 С. Образующийся при этом осадок представляет собой катализатор /А 2 О 3 с добавкой иттербия, который выделяют из раствора фильтрованием и затем сушат при 120 С. Катализатор окисляют в кварцевой трубке в токе воздуха при температуре 200 С в течение 3 часов. Полученный катализатор восстанавливают в токе водорода с нагревом до 300-350 С и затем выдерживают при этой температуре в течение 3 часов с последующим охлаждением до комнатной температуры в токе водорода. Идентификацию состава катализатора проводили методом атомноадсорбционной спектрофотометрии. Полученный катализатор (0,4 г) помещают в стеклянный реактор,добавляют 20 мл этилового спирта, вставляют реактор (ампула) в стальной кожух и насыщают катализатор водородом в течение 30 мин. При интенсивном перемешивании вносят 0,212 г 11 гексадецинола и гидрируют его при 120 С и давлении 8 МПа. Недостатком известного способа получения катализатора является сложность процесса приготовления катализатора, содержащий ряд стадий, в том числе и стадию высокотемпературного прокаливания. А в качестве модификатора был использован дорогостоящий иттербий. Известен способ приготовления катализатора гидрирования 1,3-бутадиена и способ его приготовления (Зайцева Н.А., Молчанов В.В.,Чесноков В.В., Буянов Р.А., Зайковский В.И. Влияние природы коксогена на кристаллографические особенности и каталитические свойства катализаторов типа металл-нитевидный углерод в селективном гидрировании 1,3-бутадиена // Кинетика и катализ. 2003. - Т.44, 1. - с. 140-145). Катализатор содержит 87,9 мас. никеля, оксида алюминия - 12,1 мас Для приготовления катализатора в настоящей работе был использован метод механохимической активации порошков оксида никеля и гидроксида алюминия в планетарной центробежной мельнице. Для синтеза металл-углеродных катализаторов полученную 2 смесь восстанавливали в токе водорода непосредственно в весах Мак-Бена при температурах 773-873 К. Судя по потере веса,измеряемой с точностью до 10-4 г, во всех изученных образцах происходило полное восстановление оксидов никеля до металла. После окончания восстановления реактор продували инертным газом и подавали в него углеводороды(метан, пропан, н-гексан, бензол), которые подвергались разложению при 773 К. В процессе разложения происходило образование каталитических систем типа металл-нитевидный углерод. Синтез образцов с использованием в качестве коксогена 1,3-бутадиена проводили при 673 К с целью получения фазы карбида никеля,которая в соответствии с механизмом карбидного цикла при более высоких температурах распадается на металл и углерод. Таким образом, удалось получить частицы никеля с гексагональной структурой. Количество образовавшегося углерода также измеряли с точностью до 10-4 г на весах МакБена. Электронно-микроскопические исследования были выполнены на приборах -100 СХ (100 кВ) с разрешением по точкам 0.45 нм и -200 (200 кВ) с разрешением 0.14 нм по решетке. Для рентгенофазового анализа и определения размеров областей когерентного рассеяния применяли дифрактометр -63 с графитовым монохроматором с использованием излучения СКа. Исследование каталитической активности предварительно восстановленных водородом при 673 К в течение 30 мин образцов в гидрировании 1,3-бутадиена проводили в проточно-циркуляционной установке при температуре 473 К, соотношении Н 21,3-бутадиен 51 и общей скорости потоков 8,5 л/ч на навесках катализаторов 0,2 г. Продукты реакции анализировали хроматографическим методом,используя в качестве сорбента триэтиленгликолевый эфир н-масляной кислоты на инфузорной земле. Недостатком известного способа получения катализатора является высокая затрата энергии и сложность процесса приготовления катализатора. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является катализатор с активной фазой, в виде равномерно распределенных наночастиц, обладающих высокой активностью и стабильностью для гидрирования непредельных соединений (Пат. РК.11176 кл.,Бюл.11, 15.11.05). Катализатор, полученный известным способом,содержит 1 мас. палладия, поливинилпиридин и носитель в виде неорганического оксида. Для приготовления катализатора и для достижения равномерного распределения наночастиц палладия смешивают спиртовую суспензию носителя со спиртовыми растворами соединения благородного металла и полимера, с последующим промыванием полученной смеси спиртом и сушку. В качестве благородного металла используют хлорид палладия 23413 соотношении носителя (2 г), хлорида палладия и поливинилпиридина, равном 10,050,05, при этом суспензию носителя вначале смешивают с раствором поливинилпиридина, перемешивают в течение двух часов, затем добавляют раствор хлорида палладия и перемешивают в течение трех часов, после чего катализатор отделяют, промывают этанолом и сушат на воздухе. Состояние активной фазы(размеры и распределение частиц палладия) изучали методом электронной микроскопии ЭМВ-100 АК(увеличение 120000). Образцы готовят методом реплик экстракцией с применением микродифракции. Для изучения активности 0,05 г катализатора помещают в стеклянный реактор (утку), добавляют 25 мл этанола и катализатор насыщают водородом в течение 30 мин при интенсивном качании утки. Затем вносят 0,58 мл 3,7,11-триметилдодецин-1-ола 3 и гидрируют при 50 С и давлении водорода 0,1 МПа. Наибольшая активность катализатора была получена на оксиде алюминия - 426,7 ммоль/мин-г Недостатком известного способа является применение в качестве активной фазы дорогостоящего благородного металла - палладия. Технической задачей предлагаемого изобретения является получение катализатора простым способом, с применением металла с низкой себестоимостью. Поставленная техническая задача достигается предлагаемым составом катализатора для гидрирования ацетиленового спирта 3,7,11,15 тетраметилгексадецин-1-ола-3 (С 20) включающим активную добавку,полимер и носитель,отличительной особенностью которого является то,что в качестве активной добавки он содержит хлорид никеля, в качестве полимеров полигексаметиленгуанидин гидрохлорид (ПГМГ),полиэтиленгликоль(ПЭГ) или поли-винилпирролидон (ПВПД), а носитель - оксид магния, при следующем соотношении компонентов,мас. хлорид никеля - 0,70 ПГМГ - 2,32 (ПЭГ 0,76 ПВПД - 1,83) оксид магния - остальное. Наибольшая селективность по олефиновому спирту достигается на катализаторе, модифицированном ПГМГ. Нижеследующие примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение. Пример 1. 1 г оксида магния помещают в стакан и заливают 5 мл воды, к нему добавляют 5 мл водного раствора полигексаметиленгуанидин гидрохлорида (ПГМГ), содержащего 0,0242 г ПГМГ. Полученную смесь интенсивно перемешивают в течение 2-х часов. Затем добавляют 5 мл водного раствора 262 содержащий 0,0070 г , что составляет 0,7 мас. от веса носителя. Массовое соотношение оксида магния к хлориду никеля и ПЭГ составляет 10,00700,0242. Полученную смесь перемешивают в течение 3-х часов, затем катализатор выдерживают в маточном растворе в течение не менее 10 часов, затем отстаивают осадок промывают водой, далее сушат и хранят на воздухе при комнатной температуре. В результате образуется катализатор, содержащий мас.0,70 полигексаметиленгуанидин гидрохлорид 2,32 оксид - 96,98. Полученный катализатор (0,1 г) помещают в реактор, добавляют 20 мл этилового спирта, затем вносят 0,75 мл ацетиленового спирта (С 20) и гидрируют при температуре 40 С, давлении водорода 0,1 МПа и интенсивном качании реактора- утки. Скорость реакции равна 7,010-5 моль/л.с,селективность по олефиновому спирту составляет 81,1. Идентификацию продуктов реакции проводили методом газожидкостной хроматографии. Пример 2. Катализатор готовят аналогично примеру 1, но в качестве полимера берут полиэтиленгликоль (ПЭГ) в количестве 0,0076 г. В результате получают катализатор, содержащий мас.хлорид никеля 0,7 ПЭГ 0,76 оксид магния 98,54. При гидрировании ацетиленового спирта С 20(при условиях примера 1) скорость реакции равна 6,310-5 моль/л.с, селективность по олефиновому спирту составляет - 80,2. Идентификацию продуктов реакции проводили методом газожидкостной хроматографии. Пример 3. Катализатор готовят аналогично примеру 1, но в качестве полимера берут поли-винилпирролидон (ПВПД) в количестве 0,0191 г. В результате получают катализатор, содержащий мас. хлорид никеля - 0,7 г ПВПД- 1,83 оксид магния - остальное. При гидрировании ацетиленового спирта С 20(при условиях примера 1) скорость реакции равна 3,410-5 моль/л.с, селективность по олефиновому спирту составляет - 70,2. Идентификацию продуктов реакции проводили методом газожидкостной хроматографии. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Катализатор для гидрирования ацетиленовых спиртов, включающий неорганический носитель с солью металла и полимера, отличающийся тем, что в качестве соединения соли металла используют хлорид никеля,в качестве полимера полигексаметиленгуанидин гидрохлорид,при следующем соотношении компонентов, мас. хлорид никеля 0,70 полигексаметиленгуанидин гидрохлорид 2,32 оксид магния 96,98.

МПК / Метки

МПК: B01J 21/10, B01J 31/06, C07C 33/048, C07C 29/17, B01J 27/10

Метки: способ, катализатора, спиртов, ацетиленовых, получения, гидрирования

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/3-ip23413-sposob-polucheniya-katalizatora-gidrirovaniya-acetilenovyh-spirtov.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ получения катализатора гидрирования ацетиленовых спиртов</a>

Похожие патенты