Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ защиты высокодисперсного активного пирофорного никеля

Классы МПК:B01J25/02 никель Ренея
B01J37/00 Способы получения катализаторов вообще; способы активирования катализаторов вообще
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Демидов Виктор Николаевич,
Миняев Александр Иванович,
Корабельников Алексей Васильевич,
Фрайштадт Владимир Львович
Приоритеты:
подача заявки:
1992-06-15
публикация патента:

Использование: в качестве катализатора гидрирования и дегидрирования органических соединений. С целью предохранения катализатора от агрегирования в процессе получения и от окисления и дезактивации кислородом воздуха при хранении, а также устранения возможности самовозгорания и обеспечивания быстрого перевода в активное состояние без дополнительной активации водородом, активный никель получают в виде капсул с транс-стильбеном, инкубируя формиат никеля (II) в расплаве стильбена при 255 275°С, в течение 40 60 мин.

Изобретение относится к области защиты активных дисперсных катализаторов на основе переходных металлов, а именно к защите высокодисперсного активного металлического никеля, используемого в промышленности и лабораторной практике в качестве катализатора гидрирования и дегидрирования органических соединений.

Известные высокодисперсные активные катализаторы гидрирования дегидрирования на основе металлического никеля требуют защиты от агрегирования в процессе химического синтеза, а также от окисления и дезактивации при хранении.

Известная группа скелетных металлических никелевых катализаторов (никель Ренея), получаемых вышелачиванием предварительно измельченного никель-алюминиевого сплава Ренея, защищается в процессе синтеза атмосферой водорода [1]

Недостатком является то, что последующее хранение этих катализаторов возможно только в активной (водород) или инертной (гелий, аргон, диоксид углерода) атмосфере в течение месяца. При этом активность катализаторов прогрессивно убывает.

Известный металлический активный никель, являющийся катализатором гидрирования растительных масел, защищается в процессе его получения термолизом суспензии формиата никеля в нефти при 250оС путем вакуумирования. Недостатком такой защиты является очевидная сложность ее совмещения с последующей операцией гидрирования (или дегидрирования).

Известный металлический никель с размером кристаллитов до 610способ защиты высокодисперсного активного пирофорного никеля, патент № 2039597 получаемый термическим разложением формиата никеля при 240-325оС, защищается в процессе его получения атмосферой водорода. Известный дисперсный никель с удельной поверхностью до 50 м2/г, полученный термолизом формиата никеля при 320оС, защищается током водорода [2] Недостатком такой защиты является сложность ее организации при хранении и транспортировке.

Известен активный никель с высокой удельной поверхностью, получаемый облучением оксалата никеля потоком электронов с 109-1010 рад. Недостатком метода является сложное аппаратурное оформление и отсутствие защиты активной поверхности катализатора.

Известен металлический никель, получаемый термическим разложением твердого формиата никеля при 220оС в течение 90 мин с целью последующего прессования при 150оС для получения мембранных газовых фильтров. Так как защита поверхности металла в этом методе отсутствует, дисперсность и активность такого никеля невысоки.

Известный дисперсный металлический никель, получаемый термическим разложением высушенного формиата никеля при 300-310оС, защищается в процессе получения инертной атмосферой. Однако температура термолиза в данном случае слишком высока, что вызывает существенное агрегирование образующихся кристаллов никеля.

Известный коллоидный металлический никель с размером частиц до 100способ защиты высокодисперсного активного пирофорного никеля, патент № 2039597, получаемый термическим восстановлением водородом формиата никеля, суспензированного в парафине при 350оС с добавлением в качестве стабилизатора дибутилфталата, защищается атмосферой водорода. Недостатком такой защиты также является сложность ее аппаратурного оформления при хранении и транспортировке.

Известный металлический никель, получаемый термолизом формиата никеля в интервале температур 230-270оС, защищается в процессе получения катализатора инертной атмосферой (азот, диоксид углерода, гелий). Недостатком такой защиты является сложность ее организации при хранении и транспортировке.

Известный металлический никель, получаемый термолизом карбоксилатов (формиата, ацетата, оксалата) никеля (II), защищается только в процессе получения катализатора инертной атмосферой (аргон, диоксид углерода).

Известные никелевые катализаторы гидрирования, получаемые термическим разложением формиата никеля, защищаются только в процессе синтеза катализатора водородом.

Известен способ полимеризационной защиты путем радиационного парофазного капсулирования. Однако такой метод до настоящего времени не использовался для защиты активных катализаторов, так как не позволяет быстро и эффективно устранить защитное покрытие для перевода катализатора в рабочее состояние.

Известный металлический никель, получаемый путем термического разложения формиата никеля (II) при 180-300оС, защищается в процессе получения катализатора и при его хранении до 1 мес. инертной атмосферой (диоксид углерода) или активной атмосферой водорода (метана) [3] Этот метод защиты катализатора по технической сущности наиболее близок к изобретению. Недостатком этого типа защиты являются пирофорные свойства катализатора, потеря его активности при хранении больше 1 мес. невозможность хранения в производственных условиях (в связи с возможностью возгорания) и транспортировки.

Целью изобретения является предохранение от агрегирования в процессе синтеза, а также от окисления и дезактивации кислородом воздуха при хранении, устранение возможности самовозгорания высокодисперсного активного пирофорного металлического никеля и обеспечение быстрого его перевода в активное состояние без дополнительной активации водородом.

Поставленная цель достигается тем, что защита высокодисперсного активного металлического пирофорного никеля осуществляется путем капсулирования в транс-стильбене в процессе синтеза катализатора, инкубированием формиата никеля (II) в расплаве стильбена при 255-275оС в течение 40-60 мин. Образовавшийся высокодисперсный активный никель в виде суспензии в расплаве стильбена при охлаждении системы до комнатной температуры образует поверхностные координационные соединения включения со стильбеном, кристаллиты никеля (0) переходят в капсулированное состояние, предохраняющее их поверхность от окисления кислородом воздуха и от потери активности. В виде таких капсул никель (0) может долговременно (в течение до 1 года и более) храниться и транспортироваться без риска самовозгорания.

Для вскрытия капсул, удаления оболочки стильбена и открытия активной поверхности необходимо их либо промыть диметилформамидом и затем этанолом при комнатной температуре, либо в анаэробных условиях подвергнуть нагреванию до 220-240оС при атмосферном давлении или до 150-200оС при пониженном, оболочка стильбена при этом удаляется в результате его испарения. В каталитических системах гидрирования или дегидрирования, допускающих присутствие небольших количеств стильбена, возможно использование капсул без предварительного вскрытия. В этом случае удаление оболочки происходит в самой каталитической системе за счет растворения ее в используемом растворителе либо испарения в газовой фазе.

Транс-стильбен в процессе термолиза формиата никеля (II) принимает непосредственное участие в формировании фазы металла с активной поверхностью благодаря своей способности координироваться к никелю (0) по двойной С=С-связи:

H-Cспособ защиты высокодисперсного активного пирофорного никеля, патент № 2039597C-H способ защиты высокодисперсного активного пирофорного никеля, патент № 2039597. способ защиты высокодисперсного активного пирофорного никеля, патент № 2039597iспособ защиты высокодисперсного активного пирофорного никеля, патент № 20395972 CO2+H2

При использовании самих капсул в реакциях дегидрирования или гидрирования происходит замещение стильбена (L) в координационной сфере никеля (0) на молекулы субстрата (Sub):

L способ защиты высокодисперсного активного пирофорного никеля, патент № 2039597iL + 2 Sub ___способ защиты высокодисперсного активного пирофорного никеля, патент № 2039597 Sub способ защиты высокодисперсного активного пирофорного никеля, патент № 2039597iSub + 2L

Окружение молекулами транс-стильбена активных центров никеля (0) способствует подавлению тенденции к агрегированию кристаллитов никеля в процессе термического синтеза. Капсулы создают защиту активной формы катализатора. Содержание дисперсного активного никеля в капсулах легко варьируется. Для практических целей наиболее удобен диапазон массовых долей никеля 0,80-0,50, который обеспечивает защиту катализатора и достаточно высокое содержание активного компонента.

П р и м е р 1. 5,0 г Ni(CHO2)2способ защиты высокодисперсного активного пирофорного никеля, патент № 20395972H2O добавляют при перемешивании к расплаву 10,0 г транс-стильбена при 150оС. Температуру повышают до 255оС и инкубируют смесь в течение 1,0 ч. Избыток стильбена отделяют декантацией. Получают 3,2 г никеля в капсулах с транс-стильбеном. Содержание активного никеля в капсулах составляет 50% Для вскрытия капсул их промывают диметилформамидом и этанолом при комнатной температуре. Полученный таким образом дисперсный порошок никеля обладает черным цветом, пирофорен, после "погашения" на воздухе имеет удельную поверхность Sуд 133 м2/г и средний размер частиц 50способ защиты высокодисперсного активного пирофорного никеля, патент № 2039597 5способ защиты высокодисперсного активного пирофорного никеля, патент № 2039597.

П р и м е р 2. 4,0 г Ni(CHO2)2способ защиты высокодисперсного активного пирофорного никеля, патент № 20395972H2O добавляют при перемешивании к расплаву 8,0 г транс-стильбена при 180оС. Температуру повышают до 275оС и инкубируют смесь в течение 40 мин. Избыток стильбена отделяют декантацией. Получают 1,58 г никеля в капсулах. Содержание никеля составляет 80% Состояние поверхности порошка никеля в обоих примерах характеризуется следующими величинами Есв(ЭСХA):Ni2p3/2 852,9 и 855,1 эВ и отношением значений интегральных интенсивностей полос около 1:1. Рентгенограммы обоих порошков содержат линии никеля ( способ защиты высокодисперсного активного пирофорного никеля, патент № 2039597 (1/1 max), FeK способ защиты высокодисперсного активного пирофорного никеля, патент № 2039597 1 с монохроматом).

Капсулирование высокодисперсного активного пирофорного никеля с транс-стильбеном позволяет, с одной стороны, сохранить активную форму в законсервированном состоянии, а с другой, быстро и непосредственно перед использованием или одновременно с выходом каталитического реактора на рабочий режим переводить катализатор из капсулированного состояния в активное без дополнительной активации его водородом.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

СПОСОБ ЗАЩИТЫ ВЫСОКОДИСПЕРСНОГО АКТИВНОГО ПИРОФОРНОГО НИКЕЛЯ путем капсулирования, отличающийся тем, что капсулирование никеля осуществляют путем смешения формиата никеля (II) с расплавом транс-стильбена с последующим инкубированием смеси при 255 275oС в течение 40 60 мин.

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс B01J25/02 никель Ренея

Патенты РФ в классе B01J25/02:
способ получения аминов -  патент 2484084 (10.06.2013)
способ получения катализатора для глубокого окисления co и углеводородов и катализатор, полученный этим способом -  патент 2434678 (27.11.2011)
способ получения никелевых катализаторов ренея, полученные этим способом никелевые катализаторы ренея, их применение для получения органических соединений и способ гидрирования органических нитросоединений -  патент 2352392 (20.04.2009)
способ получения первичных аминов гидрированием нитрилов -  патент 2292333 (27.01.2007)
способ получения металловолокнистого катализатора на основе никеля -  патент 2215579 (10.11.2003)
способ определения активности скелетного никелевого катализатора в реакции гидрирования -  патент 2159673 (27.11.2000)
катализатор гидрирования нитрилов до аминов, способ его получения и способ гидрирования с использованием указанного катализатора -  патент 2131297 (10.06.1999)
способ получения катализатора гидрогенизации нитрилов до аминов и способ гидрогенизации нитрилов с использованием полученного катализатора -  патент 2126297 (20.02.1999)
способ получения никелевого катализатора типа ренея -  патент 2050192 (20.12.1995)
непирофорный скелетный никелевый катализатор для гидрирования непредельных органических соединений -  патент 2017518 (15.08.1994)

Класс B01J37/00 Способы получения катализаторов вообще; способы активирования катализаторов вообще

Патенты РФ в классе B01J37/00:
катализатор циклизации нормальных углеводородов и способ его получения (варианты) -  патент 2529680 (27.09.2014)
способ получения тонкодисперсной жидкой формы фталоцианинового катализатора демеркаптанизации нефти и газоконденсата -  патент 2529492 (27.09.2014)
способ получения катализатора для процесса метанирования -  патент 2528988 (20.09.2014)
вольфрамкарбидные катализаторы на мезопористом углеродном носителе, их получение и применения -  патент 2528389 (20.09.2014)
катализатор для переработки тяжелого нефтяного сырья и способ его приготовления -  патент 2527573 (10.09.2014)
катализатор для процесса гидродепарафинизации и способ его получения -  патент 2527283 (27.08.2014)
катализатор получения элементной серы по процессу клауса, способ его приготовления и способ проведения процесса клауса -  патент 2527259 (27.08.2014)
способ получения сольвата хлорида неодима с изопропиловым спиртом для неодимового катализатора полимеризации изопрена -  патент 2526981 (27.08.2014)
способ приготовления катализатора и способ получения пероксида водорода -  патент 2526460 (20.08.2014)
способ карбонилирования с использованием связанных содержащих серебро и/или медь морденитных катализаторов -  патент 2525916 (20.08.2014)

Наверх