способ регенерации металлоксидных промышленных катализаторов органического синтеза

Классы МПК:B01J38/50 с использованием органических жидкостей
B01J38/70 мокрые способы окисления материала, погруженного в жидкость
B01J23/843 мышьяк, сурьма или висмут
B01J23/86 хром
B01J38/68 включая по существу растворение или химическое осаждение каталитического компонента в конечной стадии перестройки катализатора
B01J23/72 медь
B01J23/755 никель
B01J23/94 катализаторов, содержащих металлы, оксиды или гидроксиды металлов группы железа или меди
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2009-12-15
публикация патента:

Изобретение относится к регенерации отработанных металлсодержащих катализаторов органического синтеза. Описан способ регенерации металлоксидных промышленных катализаторов органического синтеза, представляющих собой носитель с оксидами металлов Cu и Bi или Cu, Ni и Cr, заключающийся в том, что проводят обработку отработанного катализатора раствором салицилальанилина в диметилформамиде с концентрацией от 0,1-0,5 моль, фильтрацию раствора комплексного соединения, адсорбцию комплексного соединения осуществляют непосредственно на очищенный носитель, представляющий собой силикагель или цеолит, полученный после фильтрации, и проводят термическое разложение полученного адсорбента на поверхности носителя при температуре 150-200°С. Технический результат - описанный способ регенерации катализатора позволяет проводить многократную регенерацию, снизить энергоемкость процесса регенерации при простоте исполнения технологической схемы и отсутствии агрессивных и токсичных сред.

Формула изобретения

Способ регенерации металлоксидных промышленных катализаторов органического синтеза, представляющих собой носитель с оксидами металлов Cu и Bi или Cu, Ni и Cr, отличающийся тем, что проводят обработку отработанного катализатора раствором салицилальанилина в диметилформамиде с концентрацией от 0,1-0,5 моль, фильтрацию раствора комплексного соединения, адсорбцию комплексного соединения осуществляют непосредственно на очищенный носитель, представляющий собой силикагель или цеолит, полученный после фильтрации, и проводят термическое разложение полученного адсорбента на поверхности носителя при температуре 150-200°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к регенерации отработанных металлоксидных катализаторов органического синтеза, состоящих из оксидов меди, висмута, никеля, хрома и их металлорганических соединений, и может быть использовано в химической промышленности (например, синтез метанола), нефтепереработке (крекинг), обезвреживании отходящих газов промышленности и транспорта.

Известен способ регенерации медьвисмутового катализатора для синтеза бутиндиола из ацетилена и формальдегида, включающий прокаливание отработанного катализатора при 400-800°С, последующую обработку его азотной кислотой для перевода окислов меди и висмута в азотнокислые соли, используемые для приготовления свежего катализатора (патент 274094).

Недостатком этого способа является то, что узлы и установки, используемые для реализации способа, сложны и энергоемки, многостадийная и сложная эксплуатация установок и контроля процесса, применение агрессивных кислотных растворов.

Прототипом предлагаемого изобретения является способ регенерации отработанного катализатора гидрирования, включающий обработку его 22-27%-ным раствором азотной кислоты при повышенной температуре, сушку и прокаливание отмытого носителя при температуре 360-400°С, пропитку носителя водным раствором солей металлов с последующей сушкой и прокаливанием при 360-400°С (патент РФ 2100071).

Недостатки этого способа - незначительная степень перехода металла в раствор, энергоемкость и сложность технологических установок, применение агрессивных растворов.

Задача предлагаемого изобретения - создать способ регенерации катализатора с высоким выходом металла, возможностью многократной регенерации, снизить энергоемкость процесса регенерации при простоте исполнения технологической схемы и отсутствии агрессивных и токсичных сред.

Поставленная задача достигается тем, что способ регенерации металлоксидных промышленных катализаторов органического синтеза, представляющих собой носитель с оксидами металлов Cu и Bi или Cu, Ni, Cr, причем обработку отработанного катализатора проводят раствором салицилальанилина в диметилформамиде с концентрацией от 0,1-0,5 моль, фильтрацию раствора комплексного соединения, адсорбцию комплексного соединения осуществляют непосредственно на очищенный носитель, представляющий собой силикагель или цеолит, полученный после фильтрации, и проводят термическое разложение полученного адсорбента на поверхности носителя при температуре 150-200°С.

Технический результат: Высокая степень регенерации катализатора достигается за счет перехода ионов металлов в раствор СА в ДМФ и образования металлорганических комплексных соединений, термическое разложение которых при невысоких температурах позволяет снизить энергозатраты процесса. Высокая дисперсность получаемых металлов позволяет увеличить выход готового продукта, а использование в качестве растворителя раствора СА в ДМФ исключить агрессивные растворители

Катализатор, используемый в органическом синтезе, часто представляет собой пленочные оксиды металлов, нанесенные на поверхность инертного носителя (силикагель, цеолит). Первая стадия разрабатываемой технологии - растворение катализатора раствором СА в ДМФ, при этом металлы из оксидов переводятся в раствор в виде комплексных ионов. Вторая стадия - фильтрация раствора комплексных соединений. В процессе фильтрации из раствора удаляется растворитель (СА в ДМФ) и вновь возвращается на стадию растворения катализатора раствором СА в ДМФ, а очищенный носитель используется для изготовления катализатора. Третья стадия - адсорбция комплексного соединения на очищенный носитель. Четвертая стадия - термическое разложение комплексных соединений при температуре 150-200°С, что приводит к получению высокодисперсных металлов.

Пример 1, на основе Cu-Bi-катализатора.

В 60 мл раствора ДМФА-СА с концентрацией 0,25 моль помещается отработанный Cu-Bi-катализатор массой 100 г. Переход компонентов металлооксидной фазы катализатора выражается зависимостью концентрации меди в растворе СА в ДМФ от времени. Состояние насыщения достигается через 1 час для измельченного и 3 часа для неизмельченного катализатора. Изменение массовых долей металлов соответствует извлечению 83% меди и 76% висмута из Cu-Bi-катализатора. Затем носитель-силикагель пропитывают раствором комплексного соединения в смеси СА в ДМФ до привеса в 12% и проводят термическое разложение комплексного соединения на силикагеле при температуре 180°С.

Пример 2, на основе Cu-Ni-Cr-катализатора.

В 60 мл раствора ДМФА-СА с концентрацией 0,25 моль помещается отработанный Cu-Ni-Cr-катализатор массой 100 г. Состояние насыщения достигается через 1 час для измельченного и 3 часа для неизмельченного катализатора. Изменение массовых долей металлов соответствует извлечению 77% меди, 81% никеля и 84% хрома из Cu-Ni-Cr-катализатора. Далее силикагель пропитывают раствором комплексного соединения в смеси СА в ДМФ до привеса в 12% и проводят термическое разложение комплексного соединения на носителе при температуре 200°С.

Активность раствора СА в ДМФ в отношении растворения оксидов при этом не снижается и он может многократно использоваться для извлечения металлов из новых порций катализатора. Концентрация рабочего раствора СА в ДМФ находится в пределах от 0,1 до 0,5 моль. При регенерации Cu-Bi и Cu-Ni-Cr-катализатора нет необходимости выделять каждый металл индивидуально. Выходы металлов составляют около 80% и соотношение металлов в смеси практически не отличается от их соотношения в исходном катализаторе. Использование раствора СА в ДМФ в качестве растворителя исключает побочные процессы восстановления более сильных окислителей и уменьшает скорость коррозии продукта восстановления.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2414301

patent-2414301.pdf

Класс B01J38/50 с использованием органических жидкостей

способ регенерации катализаторов для обработки углеводородов -  патент 2500477 (10.12.2013)
способ регенерации катализаторов для обработки углеводородов -  патент 2500476 (10.12.2013)
способ активации катализаторов гидроочистки дизельного топлива -  патент 2500475 (10.12.2013)

Класс B01J38/70 мокрые способы окисления материала, погруженного в жидкость

Класс B01J23/843 мышьяк, сурьма или висмут

Класс B01J23/86 хром

способ получения катализатора синтеза углеводородов и его применение в процессе синтеза углеводородов -  патент 2502559 (27.12.2013)
способ получения шпинелей на основе феррита-хромита цинка -  патент 2477655 (20.03.2013)
катализатор риформинга углеводородов и способ получения синтез-газа с использованием такового -  патент 2475302 (20.02.2013)
способ получения этилацетата -  патент 2451007 (20.05.2012)
способ активации катализатора для получения фторсодержащих углеводородов -  патент 2449832 (10.05.2012)
способ непрерывного, гетерогенно катализируемого, частичного дегидрирования, по меньшей мере, одного дегидрируемого углеводорода -  патент 2436757 (20.12.2011)
катализатор, способ его приготовления и способ фторирования галогенированных углеводородов -  патент 2402378 (27.10.2010)
катализатор, способ его приготовления и способ очистки газовых выбросов от диоксида серы -  патент 2372986 (20.11.2009)
катализатор и способ восстановления диоксида серы -  патент 2369435 (10.10.2009)
катализатор производства акрилонитрила -  патент 2347612 (27.02.2009)

Класс B01J38/68 включая по существу растворение или химическое осаждение каталитического компонента в конечной стадии перестройки катализатора

Класс B01J23/72 медь

катализатор для окисления сернистых соединений -  патент 2529500 (27.09.2014)
способ получения фенилэтинил производных ароматических соединений -  патент 2524961 (10.08.2014)
способ применения слоистых сферических катализаторов с высоким коэффициентом доступности -  патент 2517187 (27.05.2014)
фотокатализатор на основе оксида титана и способ его получения -  патент 2508938 (10.03.2014)
способ селективного гидрирования фенилацетилена в присутствии стирола с использованием композитного слоя -  патент 2492160 (10.09.2013)
катализатор конверсии водяного газа низкой температуры -  патент 2491119 (27.08.2013)
системы и способы удаления примесей из сырьевой текучей среды -  патент 2490310 (20.08.2013)
катализатор и способ получения алифатических углеводородов из оксида углерода и водорода в его присутствии -  патент 2489207 (10.08.2013)
способ повышения времени стабильной работы катализатора в реакции гидроалкилирования бензола ацетоном с получением кумола и способ получения кумола гидроалкилированием бензола ацетоном -  патент 2484898 (20.06.2013)
способы удаления примесей из потоков сырья для полимеризации -  патент 2480442 (27.04.2013)

Класс B01J23/755 никель

катализатор для окисления сернистых соединений -  патент 2529500 (27.09.2014)
способ получения катализатора для процесса метанирования -  патент 2528988 (20.09.2014)
способ получения ультранизкосернистых дизельных фракций -  патент 2528986 (20.09.2014)
катализатор для переработки тяжелого нефтяного сырья и способ его приготовления -  патент 2527573 (10.09.2014)
способы гидрокрекинга с получением гидроизомеризованного продукта для базовых смазочных масел -  патент 2519547 (10.06.2014)
катализаторы -  патент 2517700 (27.05.2014)
лакунарный гетерополианион структуры кеггина на основе вольфрама для гидрокрекинга -  патент 2509729 (20.03.2014)
пористый керамический каталитический модуль и способ переработки отходящих продуктов процесса фишера-тропша с его использованием -  патент 2506119 (10.02.2014)
катализатор гидроочистки масляных фракций и рафинатов селективной очистки и способ его приготовления -  патент 2497585 (10.11.2013)
состав и способ синтеза катализатора гидродеоксигенации кислородсодержащего углеводородного сырья -  патент 2492922 (20.09.2013)

Класс B01J23/94 катализаторов, содержащих металлы, оксиды или гидроксиды металлов группы железа или меди

регенерированный катализатор гидроочистки углеводородного сырья, способ регенерации дезактивированного катализатора и процесс гидроочистки углеводородного сырья -  патент 2484896 (20.06.2013)
способ получения катализатора для реформинга смолосодержащего газа, способ реформинга смолы и способ регенерации катализатора для реформинга смолосодержащего газа -  патент 2449833 (10.05.2012)
катализатор для производства углеводорода из синтез-газа, способ получения катализатора, способ регенерации катализатора и способ получения углеводорода из синтез-газа -  патент 2436627 (20.12.2011)
способ введения и регенерации кобальта в процессе гидроформилирования пропилена -  патент 2424224 (20.07.2011)
способ изготовления носителя катализатора из отработанного катализатора -  патент 2409421 (20.01.2011)
способ переработки нефтяных остатков в дистиллятные фракции -  патент 2375412 (10.12.2009)
способ регенерации кобальта из кобальтового шлама -  патент 2363539 (10.08.2009)
способ восстановления активности катализаторов гидрогенизационных процессов -  патент 2358805 (20.06.2009)
способ активации катализатора гидроочистки -  патент 2351634 (10.04.2009)
способ регенерации отработанного катализатора для гидроочистки нефтяного сырья -  патент 2299095 (20.05.2007)
Наверх