Катализатор для гидрирования ненасыщенных полимеров, в частности каучуков

(51) В 01 23/58 (2006.01) 01 23/28 (2006.01) 01 23/44 (2006.01) 08 8/04 (2006.01) 08 19/02 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ частности каучуков, содержащий носитель с нанесенным на него элементом платиновой группы,согласно изобретению, в качестве элемента платиновой группы он включает родий, при следующем составе катализатора, мас. родий 0,12,5, носитель - остальное. В качестве носителя он включает основной карбонат магния, оксид циркония, оксид лантана. Катализатор дополнительно включает палладий,при следующем составе катализатора, мас. родий 0,1-2,5, палладий 0,1-2,5 носитель-остальное. Катализатор дополнительно включает никель и/или кобальт,при следующем составе катализатора, мас. родий 0,1-2,5 никель или кобальт 0,01-0,5 носитель - остальное. Катализатор дополнительно включает молибден,при следующем составе катализатора, мас. родий 0,1-2,5 никель или кобальт 0,01-0,5 молибден 0,005-0,1 носитель - остальное.(73) Ауезов Алий Байдильдаевич , Акционерное общество Национальный инновационный фонд(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГИДРИРОВАНИЯ НЕНАСЫЩЕННЫХ ПОЛИМЕРОВ, В ЧАСТНОСТИ КАУЧУКОВ(57) Изобретение относится к катализаторам для гидрирования высокомолекулярных соединений и может быть использовано в нефтехимической,химической, электротехнической и автомобильной промышленности для получения конструкционных материалов. Технический результат - повышение активности катализатора - достигается тем, что катализатор для гидрирования ненасыщенных полимеров,в 20315 Изобретение относится к катализаторам для гидрирования высокомолекулярных соединений и может быть использовано в нефтехимической,химической, электротехнической и автомобильной промышленности для получения конструкционных материалов. Известен катализатор для гидрирования ненасыщенных полимеров, содержащий палладий,нанесенный на оксид лантана и диоксид титана, при следующем составе компонентов, мас. палладий 1,0-2,0 оксид лантана 31,3-32,3, диоксид титана остальное (патент РК 2861, кл. С 08 С 19/02,1995). Указанный состав катализатора не позволяет значительно повысить скорость гидрирования и исключить негативное влияние серы на активные центры катализатора. Известен катализатор для гидрирования ненасыщенных полимеров, содержащий палладий,нанесенный на основной карбонат магния в сочетании с оксидом элемента, выбранного из группы, включающей магний, лантан, алюминий,титан, кремний, ванадий, хром, марганец, при следующем составе катализатора, мас.палладий 0,7-2,0 основной карбонат магния 31,3-32,6, оксид элемента - остальное (патент РК 2474, кл. С 08 С 19/02, 1995). Данный катализатор характеризуется недостаточно высокой активностью. Задачей изобретения является усовершенствование состава катализатора для гидрирования ненасыщенных полимеров, в частности каучуков. Технический результат - повышение активности катализатора - достигается тем, что катализатор для гидрирования ненасыщенных полимеров, содержащий носитель с нанесенным на него элементом платиновой группы, согласно изобретению, в качестве элемента платиновой группы он включает родий, при следующем составе катализатора, мас. родий 0,1-2,5, носитель - остальное. В качестве носителя он включает основной карбонат магния, оксид циркония, оксид лантана. Увеличение содержания родия в катализаторе от 0,1 до 2,5 приводит к росту скорости гидрирования. Степень гидрирования двойной связи подчиняется более сложной зависимости и проходит через максимум 99,5 при содержании родия в катализаторе 1-2 мас Катализатор дополнительно включает палладий,при следующем составе катализатора, мас. родий 0,1-2,5, палладий 0,1-2,5 носитель-остальное. Катализатор дополнительно включает никель и/или кобальт, при следующем составе катализатора, мас. родий 0,1-2,5 никель или кобальт 0,01-0,5 носитель - остальное. Катализатор дополнительно включает молибден,при следующем составе катализатора, мас. родий 0,1-2,5 никель или кобальт 0,01-0,5 молибден 0,005-0,1 носитель - остальное. Дополнительное включение в состав катализатора молибдена и никеля или кобальта способствует повышению скорости реакции гидрирования. Кроме того, при совместном воздействии никеля или кобальта и молибдена обеспечивается обессеривание гидрируемого полимера и исключается отравление серой активных центров катализатора, проводящих процесс гидрирования. Наличие молибдена способствует укреплению связи родия с носителем, препятствует смыванию родия и этим увеличивает активность катализатора. Готовят катализатор следующим образом. Пример 1. В круглодонную колбу с мешалкой помещают 9,95 г основного карбоната магния,смачивают водой, добавляют раствор 0,1367 г хлорида родия (34 Н 2 О), перемешивают 2 часа,отфильтровывают и сушат при 110 С. Получают катализатор, содержащий 0,5 родия на основном карбонате магния. Определение активности катализатора проводили путем гидрирования раствора бутадиен -нитрильного каучука в ацетоне в металлическом реакторе под давлением водорода 0,1 МПа и температуре 30 С с измерением скорости реакции в см 3/мин. Количество катализатора 0,3 г. Полимер гидрировали со скоростью 2,8 см 3/мин. Степень насыщения двойных связей бутадиен нитрильного полимера определяют на анализаторе двойных связей по присоединению озона. В данном случае она составила 99,2 . Пример 2. Катализатор готовят по примеру 1, но варьируют содержание родия от 0,1 до 2,5. Гидрируют бутадиен - нитрильный каучук при давлении 1 МПа и температуре 30 С. Время процесса,мин. 350 230 200 127 100 90 Пример 3. Катализатор, содержащий 2 мас. родия, готовят по примеру 1. Бутадиен нитрильный каучук гидрировали при различных температуре и давлении. Увеличение температуры приводит к росту скорости гидрирования. Степень гидрирования при всех температурах очень высока и составляет 99,399,5 . С ростом давления водорода от 0,5 до 1,0 МПа скорость гидрирования резко возрастает, но увеличение давления до 3 и 4 МПа снижает Носитель Оптимальным является содержание родия на носителе 1,0 мас Некоторое преимущество имеют катализаторы на оксиде лантана. Следует подчеркнуть, чрезвычайно высокую степень гидрирования двойных связей, которая во всех случаях выше 99,0 и доходит до 99,6 . На других катализаторах достигнуть таких значений было невозможно. Пример 5. Катализатор готовят по примеру 1, но используют следующие компоненты 0,0547 г хлорида родия, раствор, содержащий 0,0009 г молибдата аммония (4)6 о 7244 Н 2 О и 0,0506 г хлорида палладия в 100 мл воды и носитель - 9,95 г основного карбоната магния. Получают 10 г катализатора, содержащего 0,2 родия, 0,3 палладия и 0,005 молибдена, остальное носитель. Гидрирование бутадиен - нитрильного сополимера проводят по примеру 1. Скорость гидрирования 4,71 см 3/мин, время 140 мин, степень гидрирования 99,3 . Методом рентгено - флюоресцентного анализа на приборах РФА - 1-001 и РФ А - 2-002 определяли смываемость родия с носителя в процессе реакции гидрирования ненасыщенного полимера. Анализ показал наличие родия и палладия в прогидрированном полимере в количестве 38 рр(0,0038 ). Пример 6. Катализатор готовят по примеру 1, но смешивают 9,95 г оксида циркония, раствор 0,1367 г хлорида родия и 0,0027 г молибдата аммония. Получают 10 г катализатора, содержащего, мас. родий 0,5 молибден 0,015 оксид циркония 99,48. Гидрирование бутадиен нитрильного сополимера проводят по примеру 1. Скорость активность катализатора, однако степень гидрирования растет. Пример 4. Катализатор готовили по примеру 1,но в качестве носителя использовали оксиды циркония и лантана. Содержание родия составляло 0,5 1,0 и 2,0 мас Время процесса,мин гидрирования 4,4 см 3/мин время гидрирования 123 мин степень гидрирования 99,4 . Смывание родия с носителя 40 рр. Пример 7. Катализатор готовят по примеру 1, но берут следующие компоненты 0,1367 г хлорида родия, 0,0009 г молибдата аммония и 0,0101 хлорида никеля (26 Н 2 О, а также носитель - 9,947 г оксида лантана. Получают 10 г катализатора,содержащего, мас. 0,5 родия, 0,025 никеля, 0,005 молибдена и 99,47 оксида лантана. Гидрирование бутадиен - нитрильного сополимера проводят по примеру 1. Скорость гидрирования 10 см 3/мин время 85 мин степень гидрирования 99,7 , смывание родия с носителя 23 рр. Таким образом предлагаемый родиевый катализатор для гидрирования ненасыщенных полимеров,включающий в свой состав дополнительно молибден, никель, палладий и нанесенный на основной карбонат магния, оксиды лантана и циркония, проводит селективное гидрирование бутадиен - нитрильного сополимера с высокой степенью насыщения до 99, 7 , что является очень важным для производственных характеристик целевого продукта, тогда как на известных катализаторах степень гидрирования не превышает 99 . При этом активность катализатора является стабильной, так как наличие молибдена и никеля не допускает смывание родия с поверхности катализатора (смывание родия с поверхности носителя при отсутствии молибдена в составе катализатора 973 рр, что в 24-43 раза больше, чем на катализаторах, содержащих молибден - 23-40 рр) и предотвращает отравление активных центров родия серой. 3 20315 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Катализатор для гидрирования ненасыщенных полимеров, в частности каучуков,содержащий нанесенный на носитель элемент платиновой группы, отличающийся тем, что в качестве элемента платиновой группы катализатор содержит родий при следующем соотношении компонентов, мас. родий 0,1-2,5 носитель остальное. 2. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что в качестве носителя он содержит основной карбонат магния, оксид циркония или оксид лантана. 3. Катализатор по п. п.1 или 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 0,1-2,5 мас. палладия. 4. Катализатор по п.п.1 или 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 0,01-0,5 мас. никеля или кобальта. 5. Катализатор по п.п.1, 2 или 3, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 0,005-0,1 мас. молибдена.