Heterogénny katalyzátor kyselinami katalyzovaných reakcií a/alebo chemickotechnologických procesov

Je ešte 7 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Heterogénny katalyzator kyselinami katalyzovanýrch reakcií a-alebo chemickotechnologických procesovTechnické riešenie sa týka heterogenného katalyzatora kvselinanii katalyzovaných reakcií a/alebo chemickoteclinologických proocesov, s lahko obnovovatelnou aktivitou, vhodného hlavne na alkylačné. dealkylačité, hydratačné, deliydratačné, štiepne, kondenzačné a izomerizačné reakcie a procesy. na základe heterogenných anorganický/ch acidifikovatelných a acidifikovaných prekurzorov.Davnejšie je znama terc butylacia fenolu izobutanolom v kvapalnej fáze za katalytického účinku silných minerálnych kyselín, ako kyseliny sírovej. potom chloridu zinočnatého, silnokyslých katexov a dokonca ai aluminy a aluminosilikátov Liebmann A., Ber. EL 1842 (1 S 81) Ber. 547, (1882). Belov P. S. a iní Chim. promyšl 1982, č. 7, 470, Žur prikl. chim. ý, 162(1962), US patenty 2 923 745 2 739 172 a 3 267 154, GB 1 191 769. ale dosahuje sa pomerne nízky výťažok alebo nízka životnost katalyzatora. Naxyše ich je potrebné zo surového alkylátu izolovat alebo ich aspoň neutralizovatĺ Zasa pri arylalkylácii fenolu i alkylfenolov a-metylstyrrénom za katalytického účinku kyseliny trihydrogénfosforečnej na aluniinosilikátoch,ako aj zeolitoch, je potrebné do nástreku pridávať kyselinu trihyrdrogénfosforečnú alebo častejšie túto kyselinu osobitne dopĺňať na katalyzator. V pripade zeolitov je tiež problémom nízka pevnosť a životnosť. Podobne je to aj v prípade arylalkylácie fenolu styrénoin US 2 247 402, Lukasik a iní Przem. Cheniicz. Q, 530 (1977). Podobné problémy sú aj pri použití kyseliny tetrahydrofosforečnej na aktívnej hlinke. Dokonca pôsobením kyseliny halogénvodíkovej, najmä chlorovodíkovej, na bentonity sa pripravujú kyslé hlinky, ako aj pôsobením kyseliny sírovej. Avšak pôsobením kyseliny chlorovodikovej na bentonit, ako aj oxid hlinitý, sa dostávajú síce účinné katalyzátory, ale ich aktivita rýchlo klesá. Ich aktivita sa nedá zvyčajnýnti postupmi obnoviť aje potrebné opätovné pôsobenie kyseliny chlorovodíkovej alebo chloruhľovodíkov na hlinku alebo oxid hlinitý (CS 276 820). Podobne je potrebné obnovovat kyslú aktivitu aj katalyzátorov reformovania, napr. tetrachlórmetánom.V prípade pôsobenia koncentrovanýłmi roztokmi kyseliny sírovej na bentonity alebo aj oxidy hliníka vznika sice kyslý, ale maloaktíwiy katalyzátor. Známe je aj prosté pôsobenie kyseliny octovej na aluminu, ale zvýšenie aktivity je iba nepatrné (US 4 602 119).Podstatou technického riešenia je heterogenný katalyzátor kyselinanii katalyzovaných reakcií a/alebo chemickotechnologických procesov, s ľahko obnovovateľnou aktivitou, vhodný hlavne na alkylačné, dealkylačné, hydratačné, štiepne, kondenzačné a izomerizačné reakcie i procesy,vytvorený z 20 až 99,99 hmotn. najmenej jednej zlúčeniny hliníka a/alebo kremíka a prípadne0,0 l až 19,99 hntotn. °/o tvorených zlúčeninou alebo zlučeninaníi najmenej jedného prechodného kovu a/alebo zlúčeniny alkalického kovu a/alebo zeminy. ktorý je pripraxiteľnyr z najmenej jedného tuhého zrnitého a/alebo formovaného prekurzora vybraného spomedzi oxidu hlinitého, kaolinu, bauxittt, aluniosilikátu, prírodného a/alebo syrntetického zeolitu, bentonitu, halloyzitu, montmorillonitu, predbežným ohriatíin na teplotu 20 až 650 °C a/alebo evakuovaním a prípadným znížením teploty a potom acidiñkovaním pri teplote do lO 0 °C najmenej jednou minerálnou vodorozpustnou kyselinou, okrem kyseliny chlorovodíkovej a kyseliny bromovodíkovej a/alebo najmenej jednou organickou monokarboxylovou až dikarboxylovou vodorozpustnou kyselinou a/alebo najmenej jednou amónnou soľou vodorozpustných kyselín, vo forme vodného a/alebo vodno-alkoholického roztoku o koncentrácii 0,0 l až 10 hmotn °/oPrednosťou heterogenného kyslého katalyzátora podľa tohto technického riešenia je vysoka aktivita, jednoducha reaktivacia, napr. s vvpaľovaníní za spolupôsobenia kyslík obsahujúceho plynu, s úplným obnovením aktivity a vysokej selektivity a až nezvyčajne dlhej životnosti. Ďalšou výhodou je dostupnosť prekurzorov tohto katalyzátora, technicky ľahko uskutočniteľná ich acidifikacia. Možnosť jeho využitia v kyselinami katalyzovanyíclí organocheníickych reakciaclt a procesoch. V neposlednom rade nízka citlivosť až necitlivosť na zvyčajne katalytickéjedy i mechanická pevnosť a využiteľnost metódy jeho prípravy aj v aciditikácii iných heterogenných nielen monoľunkčných, ale aj bifunkčttých katalyzátoroxl, ako v katalyzátore katalytického krakovania uhľovodíkov, ale aj v reformovacích katalyzátoroch.Zrnity alebo formovaný prekurzor katalyzátora podľa tohto technického riešenia je acidiñkovaný najmenej jednou minerálnou kyselinou, vybranou spomedzi kyseliny sírovej, dusičnej,ako aj ich prekurzorov, ako oxidu síroveho, dusičitého a/alebo najmenej jednej ich amónnej soli. Zvlášť vhodná je kyselina sírová, síran amonný a heteropolykyselina. Kyselina trihytdrogénfosforečná a oxidy fosforu sú takisto použiteľné, ale sú málo stabilné za zvyčajnych podmienok aplikacie katalyzátora.Uvedeným acidifikačným činidlom sú aj vodorozpustné karboxy-lové kyseliny, ako aj ich amónne soli, ttajmä kyselina mravčia, šťavelovà a ich amónne soli.Hlavne z dôvodov nevnášania voľných kyselín s heterogennylm katalyzátorom do reakčného prostredia, vhodné je ich aspoň sčasti, po acidiñkácii prekurzoru katalyzátora, z katalyzátora odstrániť.Katalyzátor po acidilikácii, resp. pred aplikáciou by/va yhodne vystavený teplote 100 až 650 °C za prítomnosti inertného plynu, ako dusíka, argónu alebo aj oxidu uhličitého alebo kyslík obsahujúcehc plynu, výhodne vzduchu a tak aj vjvpaľovany. V mnohych aplikaciách vystavenie katalyzátora teplote lO 0 až 650 °C podľa tohto technického riešenia nie je nutné. Napokon, pri vlastnej aplikácii je takmer vždy vystavený teplote nad lO 0 °Clšatalyzator pri poklese aktivity sa reaktivuje vypaľoxraniííi za prítomnosti kyslík obsahujuceho plyjnu pri teplote 200 až 700 °C, najvhodnejšie pri teplote 350 až 550 °C Kyslík obsahujúci plyn je zvyčajne dusík s prímesou kyslíka, postupne až vzduch, prípadne až čistý kyslík. Vzduch i kyslík môže obsahovať aj primesi ozónu. .Ďalšie údaje tohto technického riešenia, ako aj ďalšie výhody sú zrejmé z príkladov, ktoré technické riešenie preukazujú, ilustrujú, ale neobmedzttjú.Príklady uskutočnenia technického riešenia Príklad ly-Oxicl hlinitý lkomerčný Clierox 3300) s prímesami 0,07 hmotn FeO, 0,04 hmotn. N 2130 a KIO NO, 0,9 hmotn. . zmenia 3-4 mm, sypnej hmotnosti 785 kgm, špeciñckom povrchu metódou BET 234 mĺg a strate ypalovania pri 600 °C 5,9 Vo hmotn, (katalyzátor 1.) a ten istý y-oxid lílinitýą modiŕikovaný acidiñkàciou rodným roztokom kyseliny chlorovodikovej o koncentrácii 5 hmotn. (katalyzator ll.A, resp. 0,5 hmotn. (katalýzátor 11.13), ako aj aktivovaný vodnýłnt roztokom ky-seliny/ sírovej o koncentrácii 0.5 hmotn. (katalvzator 111.).Príprava katalyzátora ll.A sa robila acidifkáciou uvedeného y-AlzO, (katalýzátor l.). Acidiñ kácia sa uskutočnila pôsobením 100 g vodného roztoku HCl o koncentrácii 3 hmotn. na SO g y-AlzOj pri teplote miestnosti počas 24 h. Po premýtí destilovaíiou vodou a vysušení sa ešte termicky aktivoval pri teplote 350 až 360 °C počas 2 h (katalyzátor ILA). Za inak podobných podmienok, ale po evakuacii YAlZO 3 pri teplote počas 3 h 280 až 300 °C a potom takisto za vakua ochladený na teplotu miestnosti a potom acidiñkovaný až impregnovanýi 400 g vodného roztoku kyseliny chlorovodikovej o koncentrácii 0,5 hmotn. počas 12 li a potom po premytí destilovanou vodou, vysušený a termický aktivovaný pri teplote 350 až 360 °C počas 2 h a potom je takisto aplikovaný (katalyzátor ll.B) na štiepenie dimérov a-ínetylstýrénu, konjugované s arylalkýláciou fenolu (katalyzátor HB). Katalyzátor lll. ie pripravený podobne ako HB, len je acidiñkovaný vodným roztokom kyseliny sírovej o koncentrácii 0,5 hmotn.Arylalkytlácia fenolu sa Liskutočfiovala climermi a-metý/lstvrénn (frakcia z fenolových smôl o tv 160 až 195 °C / 2,67 kPa po odstránení 2-kumylfenolu) tohto zloženia v hmotn. °/o),kumen 5 0,1, ot-ittetylsty-rén 0,1, dimetylfenylkarbinol 5 0,1 acetofenóít 0,4, 2,4-clifenýl-4-mety/l-l-penten (l PMP) 79,2, 2-trans-2,4-dífenýl-4-metyll-2-pentén (2 FMP) 14,9, špecifická hmotnost pri 20 °C 985 kgm.Do reaktora z ťažko taviteľného skla s obsahom 50 cm katalyzatora (pričom pod a nad vrstvou katalyzátora je este po 30 cm sklenených krúžkov so sklenenou vatou),umiestneného v elektricky vyhrievanom plášti, opatrenom regulacou teploty, sa pred každým pokusom naiskôr priváclzal dusík v množstve 12 C 1113.Cľ 11 k 3.l 1 l. Potom sa postupne vyhrial na poža(lOVRIlÚ teplotu, ktorá sa regulovala s pesnosťou i 2 °C a začalo sa dávkovanie zmesi fenolu s frakciou dintérov a-ntetylstyrénu alebo zmesi fenolu s a-metylstyrénom. Použitý a-metylsty/rén bol technický-l o koncentrácii 86,7 hmotn O/b, s obsahom kuménu 0,7 hmotn. terc. butylbenzénu 3,3 hmotn. , 1,1,3-trimetyl-S-fenylidéntí 1.1 hmotn. a trans-2,4-difenyl-4-metyl-2-penténu 1,7 hmotn. Z reaktora ychádzajtíce pary sa kondenzuju. získaný arylalkylàt sa váži a analyzuje clirontatograñou kvapalina - plyn (Petroclieníia 1985. 25. s.163 Chem. průmysl 1986, 36/61,s. 128).-sledkyv vplyvu teploty arylalkylacie fenolu frakciou nenasýtených dimerov a-níetylstyrénu na katalyzátore l ďalej Il.A 1 l.B a lll. v lôžku, pri mólovom pomere fenol/nenasýtené dimery a-metylstyrénu 1,46, zaťažení katalyzátora 0.16 g cmŤh v prúde dusíka (12 cm-Ťcnfĺh ) ako nosného plynu a čase každého pokusu 4 h sú v tab. 1.°) Zvyšok v selektivite (do 100 °/o) skonvenovaných nenasý 1 ených dimérov je selektívita na 1,1,3-trimeryl-3-fenylíndánVýsledky arylallcylácie fenolu a-metylstyrćnom na kumylfenoly pri mólovom pomere fenol/cx-metylstyrénu 3, stálom zaťažení katalyzátora 0,16 g.cm 3.h a v prúde dusíka(12 cm 3.cm 3.h) ako nosného plynu takisto v krátkodobý-ch (à 4 h) polmsoch sú v tabuľke 2.na łmmylfenoly na díméry cL-metyl- kumylfenolyb) Selełniwita na diméry oL-metylstyrénu selektivita 2,4-difenyl-4-metyl-l-pentén 4-difenyl-4-metyl-2-pentén 1,LB-tnmetyl-B-fenylindán

MPK / Značky

MPK: B01J 23/00, B01J 21/00

Značky: procesov, reakcií, chemickotechnologických, heterogénny, katalyzovaných, katalyzátor, kyselinami

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/15-u1726-heterogenny-katalyzator-kyselinami-katalyzovanych-reakcii-a-alebo-chemickotechnologickych-procesov.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Heterogénny katalyzátor kyselinami katalyzovaných reakcií a/alebo chemickotechnologických procesov</a>

Podobne patenty