Способ регенерации катализатора для декарбонилирования фурфурола

(51) 01 125/04 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Предлагается способ регенерации катализатора для декарбонилирования фурфурола путем обработки отработанного катализатора растворителем, содержащим 10-ную щавелевую кислоту и 96-ный этиловой спирт в массовом отношении 11 при кипячении в течение 3 ч. После промывки и сушки катализатор обрабатывают смесью, содержащей кислород и водяной пар в объемном соотношении (1-3)(3-1), при 400-500 С в течение 6-14 ч. Далее восстанавливают в токе водорода при 220 С в течение 6-14 ч или после сушки катализатор обрабатывают раствором нитрата никеля до его содержания в катализаторе 13 мас.в присутствии едкого натра. После промывки и сушки обрабатывают смесью кислорода и водяного пара в объемном соотношении 31 при 450 С в течение 10 ч. Восстанавливают в токе водорода при 220 С в течение 6 ч. Предлагаемый способ позволяет повысить активность и стабильность отработанного катализатора КДФ-1.(72) Битемирова Алия Еркегуловна Абзалова Диляра Абдурасуловна Керимбекова Зауре Майданбековна Шараева Бибигуль Бекеновна(73) Учреждение образования Академический инновационный университет(54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ДЕКАРБОНИЛИРОВАНИЯ ФУРФУРОЛА(57) Изобретение может быть использовано в химической промышленности с целью регенерации отработанного катализатора декарбонилирования фурфурола в производстве получения фурана,применяемых в качестве отработанного сплавного катализатора. Задачей изобретения является повышение активности,селективности и стабильности отработанного катализатора. 23415 Изобретение может быть использовано в химической промышленности с целью регенерации отработанного катализатора декарбонилирования фурфурола в производстве получения фурана,применяемых в качестве отработанного сплавного катализатора. Известны способы регенерации окисных металлических катализаторов выжиганием кокса кислородом / Буянов Р.А. и др. О механизме выгорания углеродистых отложений при регенирации закоксованных катализаторов на основе железа. - Кинетика и катализ, 1977 г., т. 18,вып.4, с.927-932/. Однако эти способы неприменимы для регенерации отработанного катализатора КДФ-1,содержащего примерно 98 угля, примерно 1,8 и 0,2 , ввиду сгорания угля в кислороде. Известен способ регенерации катализатора,содержащего палладий на угле,для декарбонилирования фурфурола кислородсодержащим инертным газом / Крамерова Г.Е. Закономерности регенерации катализаторов декарбонилирования фурфурола,-Журнал прикладной химии, М., 1988 г., т.11, выпуск 2,с.2719 /. Однако, данный способ не может осуществить полную регенирацию катализаторов. Известен также способ регенерации катализатора для декарбонилирования фурфурола,заключающийся в обработке катализатора растворителем смесью, содержащей 5-20-ную щавелевую кислоту и 95-ный этиловый спирт в массовом соотношении ( 1-3) (3-1) в течение 1-5 ч.,промывке, сушке и обработке водным раствором нитрата железа или кобальта, или никеля в присутствии едкого натра до содержания железа или кобальта, или никеля 1-10 мас., промывке до нейтральной реакции и сушке / А.с.1617717,1988 г., СССР/. Однако, указанный способ не позволяет достаточно полно восстановить активность и селективность отработанного катализатора. Таким образом, с помощью указанных способов не удалось осуществить полную очистку ректификационных колонн и регенерацию отработанного катализатора. Задачей изобретения является повышение активности, селективности и стабильности отработанного катализатора. Предлагается способ регенерации катализатора для декарбонилирования фурфурола путем обработки отработанного катализатора растворителем, содержащим 10-ную щавелевую кислоту и 96-ный этиловой спирт в массовом отношении 11 при кипячении в течение 3 ч. После промывки и сушки катализатор обрабатывают смесью, содержащей кислород и водяной пар в объемном соотношении (1-3)(3-1), при 400-500 С в течение 6-14 ч. Далее восстанавливают в токе водорода при 220 С в течение 6-14 ч или после сушки катализатор обрабатывают раствором нитрата никеля до его содержания в катализаторе 13 мас.в присутствии едкого натра. После промывки и сушки обрабатывают смесью кислорода 2 и водяного пара в объемном соотношении 31 при 450 С в течение 10 ч. Восстанавливают в токе водорода при 220 С в течение 6 ч. Предлагаемый способ позволяет повысить активность и стабильность отработанного катализатора КДФ-1. Пример. 1. Регенерацию отработанного катализатора КДФ-1 в виде таблеток размером 3-4 мм проводят в круглодонной колбе емкостью 250 см 3 с обратным водяным холодильником путем обработки его смесью 10 Н 2 С 2 О 496 С 2 Н 5 ОН 11. Для каждого опыта по регенерации берут 40 г отработанного катализатора КДФ-1 и 100 см 3 растворителя (смесь кислоты со спиртом). Регенерацию проводят при т. кип. 80 С в течение 3 ч. Далее регенерированные образцы сушат в сушильном шкафу при 100-110 С в течение 24 ч. После сушки образцы катализатора КДФ-1 загружают в реактор и окисляют в токе смеси кислород-водяной пар 13,22,31 при температурах 400, 450, 500 С в течение 6, 10, 14 ч со скоростью 20 л/ч. Затем температуру реактора снижают до 220 С и смесь кислород-водяной пар заменяют водородом, восстанавливают в токе Н 2 10 ч. Далее окисленно-восстановленные партии катализатора испытывают на активность реакции непрерывного декарбонилирования фурфурола в фуран. Пример 2. В круглодонную колбу емкостью 250 см 3,снабженную обратным водяным холодильником и механической мешалкой,загружают 40 г отработанного промышленного катализатора КДФ-1 в виде таблеток диаметром 3-4 мм и 100 см 3 растворителя - смеси 10 Н 2 С 2 О 4 96 С 2 Н 5 ОН 11 и кипятят (80 С) в течение 3 ч. Далее образцы катализатора сушат в сушильном шкафу при 100-110 С в течение 24 ч. В химическом стакане (емкостью 200 см 3),снабженном механической мешалкой, при 50 С в 100 см 3 дистиллированной воды растворяют в отдельности 0,833 1,666 2,499 или 4,998 г (3)3,эквивалентные 0,5, 1,0, 1,5 и 3,0-ному содержанию никеля относительно массы регенерированного образца КДФ-1. После полного растворения соли в стакан вносят соответственно 39,8, 39,6, 39,4 или 38,8 г таблеток регенерированного катализатора КДФ-1. Далее при медленном перемешивании вводят 10-ный водный раствор едкого натра до полного осаждения ионов никеля на поверхности таблеток регенерированного катализатора КДФ-1. Полноту осаждения ионов никеля контролируют по исчезновению зеленой окраски раствора. После нанесения никеля катализатор промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции по фенолфталеину и сушат в сушильном шкафу. Высушенный регенерированный и модифицированный никелем катализатор загружают в реактор и окисляют смесью кислород-водяной пар при 450 С в течение 10 ч. Затем температуру в реакторе снижают до 220 С и смесь кислородводяной пар заменяют водородом. Восстанавливают в токе Н 2 6 ч и затем регенерированномодифицированно-окисленно-восстановленные 23415 партии отработанного катализатора испытывают на активность в реакции декарбонилирования фурфурола в фуран. Регенерированный регенерированноокисленный, регенерированно-модифицированноокисленную партии катализатор КДФ-1 после восстановления в токе Н 2 не менее 6 ч повторно используют для реакции непрерывного декарбонилирования фурфурола в фуран. Эксперименты осуществляют на проточной установке на стационарном катализаторе. Для опыта берут 40 г таблетированного катализатора и свежеперегнанный фурфурол без растворителя. Продукты гидрирования анализируют на хроматографе ЛХМ-8 МД. Об активностикатализатора судят по выходу фурана, о селективности - по выходу фурана от превращенного фурфурола о стабильности катализатора - по общей продолжительности процесса. Результаты декарбонилирования фурфурола на регенерированном,регенерированно-окисленновосстановленном,регенерированномодифицированно-окисленно-восстановленном образцах отработанного катализатора КДФ-1 приведены в таблице. Как видно из данных таблицы,окисление регенерированного катализатора КДФ-1 смесью кислород-водяной пар(31) и одновременное модифицирование добавками никеля с последующим восстановлением в токе водорода оказывает положительное влияние на активность отработанного катализатора. Так, обработка регенерированного катализатора смесью кислород водяной пар (31) при 400-500 С повышает выход целевого продукта-фурана от 48 до 54, а окисление указанной смесью регенерированного и модифицированного добавками 1,0-3,1 мас.никеля КДФ-1 приводит к увеличению активности последнего по фурану до 62-64,6, что в 1,5-1,6 раза выше, чем у регенерированного контакта без добавки никеля и обработки смесью кислородводяной пар. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ регенерации катализатора для декарбонилирования фурфурола, включающий обработку отработанного катализатора растворителем - смесью, содержащей 10 -ю щавелевую кислоту и 96-й этиловый спирт в массовом соотношении 11, при кипячении в течение 3 ч, промывку и сушку, отличающийся тем, что после сушки катализатор дополнительно обрабатывают смесью, содержащей кислород и водяной пар в объемном соотношении (1-3)(3-1),при 400-500 С, в течение 6-14 ч и восстанавливают в токе водорода при 220 С в течение 6-14 ч. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после сушки катализатор дополнительно обрабатывают раствором нитрата никеля до его содержания в катализаторе 1-3 мас. в присутствии едкого натра,промывают, сушат и обрабатывают смесью кислорода и водяного пара в объемном соотношении 31 при 450 С в течение 10 ч с последующим восстановлением в токе водорода при 220 С в течение 6 ч.