способ приготовления формованного силикалита титана

Классы МПК:B01J21/06 кремний, титан, цирконий или гафний; их оксиды или гидроксиды
B01J21/12 диоксид кремния и оксид алюминия
B01J27/053 сульфаты
B01J23/02 щелочных или щелочноземельных металлов или бериллия
B01J37/04 смешивание
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2009-11-23
публикация патента:

Настоящее изобретение относится к способу получения силикалита титана. Описан способ получения формованного силикалита титана путем смешения порошкообразного силикалита титана со связующим, в качестве которого используют гипс с добавками оксидов кремния, или кальция, или алюминия, или их смеси, с добавлением воды и последующим формованием. Технический эффект - получение формованного силикалита титана, обладающего повышенной механической прочностью. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Настоящее изобретение относится к способу получения силикалита титана.

Основным фактором, тормозящим процесс промышленного внедрения силикалита титана как катализатора в процессах окисления органических соединений, является малый размер частиц силикалита титана (200-400 нм), сильно усложняющий стадию отделения катализатора от реакционной массы.

В последнее время появляется много работ, посвященных процессам нанесения кристаллов силикалита титана на носители либо формования силикалита титана в частицы необходимого размера для проведения процессов окисления. В качестве основных методов, используемых для этих целей, необходимо отметить способы, основанные на гранулировании, нанесении синтезированного мелкокристаллического силикалита титана на твердые носители.

В большинстве случаев нанесение силикалита титана на различные носители осуществляется за счет взаимодействия гидроксильных групп цеолита с поверхностными гидроксильными группами носителя с образованием связей Si-O-Si.

Так, авторы [Пат. 6603027 (США), B01J 37/02; B01J 37/00; C07D 301/12; C07D 301/00; B01J 029/89; C07D 301/06, 05.08.2003] предложили метод нанесения силикалита титана, включающий многократную обработку носителя, обладающего «сотовой» структурой, суспензией силикалита титана (50-90 г силикалита титана/100 г воды) с последующей сушкой и прокаливанием. Однако образцы катализатора, полученные по данному способу, обладают низкой прочностью и не могут быть использованы для промышленных реакционных узлов.

В работе [Пат. 6849570 (США), B01J 21/08; B01J 29/06; B01J 27/198; B01J 27/182; C07C 249/00, 01.02.2005] предлагается получать гранулы катализатора, содержащего силикалит титана, путем смешения неактивной основы (оксид алюминия, силикагель), связующего вещества (метилгидроксицеллюлоза, полиспирты, фруктоза, пентаэритрит) с последующим формованием, сушкой и обжигом при 500-750°С.

Известен [Пат. 6491861 (США), B01J 29/89; B01J 37/00; C07D 301/12; B01J 29/04; B01J 29/00; С04В 38/08; C07D 301/00; В28В 003/20, 10.01.2002] способ получения гранул силикалита титана размером 1-2 мм. Исходную смесь, содержащую силикалит титана, тетраметоксисилан, метилцеллюлозу и алифатический спирт (метанол, этанол, н-пропанол) подвергают экструзии с последующей сушкой при 120°С в течение 16 часов и прокаливанию при 500°С в течение 5 часов. Основными недостатками этих способов получения является низкая активность катализатора и механическая прочность гранул катализатора.

Прототипом данного изобретения является способ получения гранул силикалита титана [Пат. 6699812 (США), B01J 29/89, 02.03.2004], заключающийся в смешении порошкообразного силикалита титана со связующим (оксид кремния), пластификатором (метилцеллюлоза) и порообразователем (меламин) с последующим формованием и прокаливанием. Авторами настоящей заяки проведены испытания образцов, приготовленных по способу-прототипу. Результаты приведены в таблице.

Основным недостатком данного способа получения гранул, содержащих силикалит титана, является низкая прочность, сложность изготовления, высокие температуры прокаливания и использование большого ряда вспомогательных веществ (меламина и метилцеллюлозы).

Задачей предлагаемого изобретения является разработка нового способа приготовления катализатора силикалита титана для окисления органических соединений. Технический результат - повышение механической прочности и упрощение технологии изготовления.

В соответствии с настоящим изобретением порошок силикалита титана размером 200-400 нм смешивают с гипсом или оксидами кремния, кальция, или алюминия или их смесью с добавлением воды. Массовое соотношение силикалита титана и гипса выбирается от 1:0.2 до 1:100, предпочтительно от 1:1 до 1:3, массовое соотношение силикалит титана и оксиды кремния или кальция, или алюминия или их смесь выбирают от 1:0.01 до 1:1, предпочтительно от 1:0.1 до 1:0.5.

Полученную смесь перемешивают в течение от 1 до 60 минут и подвергают формованию или экструзии с получением гранул, сфер, колец или другой необходимой формы и необходимого размера.

Сущность изобретения иллюстрируется примерами.

ПРИМЕР 1

Порошок силикалита титана массой 13 г смешивали с 20 г гипса и 3.5 г смеси оксидов состава: оксид алюминия - 50% масс., оксид кальция - 50% масс., гомогенизировали в лабораторной мельнице. К полученной смеси добавляли 40 г воды и перемешивали в течение 4 мин. Полученную массу экструдировали и получали формованный силикалит титана. Данные по испытанию механической прочности полученных образцов представлены в таблице.

ПРИМЕР 2

Порошок силикалита титана массой 13 г смешивали с 20 г гипса и 3.5 г оксида кремния, гомогенизировали в лабораторной мельнице. К полученной смеси добавляли 40 г воды и перемешивали в течение 4 мин. Полученную массу экструдировали и получали формованный силикалит титана. Данные по испытанию механической прочности полученных образцов представлены в таблице.

ПРИМЕР 3

Порошок силикалита титана массой 13 г смешивали с 20 г гипса и 3.5 г оксида алюминия, гомогенизировали в лабораторной мельнице. К полученной смеси добавляли 40 г воды и перемешивали в течение 4 мин. Полученную массу экструдировали и получали формованный силикалит титана. Данные по испытанию механической прочности полученных образцов представлены в таблице.

ПРИМЕР 4

Порошок силикалита титана массой 13 г смешивали с 1300 г гипса и 3.5 г оксида алюминия, гомогенизировали в лабораторной мельнице. К полученной смеси добавляли 40 г воды и перемешивали в течение 4 мин. Полученную массу экструдировали и получали формованный силикалит титана. Данные по испытанию механической прочности, полученных образцов представлены в таблице.

ПРИМЕР 5

Порошок силикалита титана массой 13 г смешивали с 20 г гипса и 13 г оксида алюминия, гомогенизировали в лабораторной мельнице. К полученной смеси добавляли 40 г воды и перемешивали в течение 4 мин. Полученную массу экструдировали и получали формованный силикалит титана. Данные по испытанию механической прочности полученных образцов представлены в таблице.

Из таблицы видно, что при увеличении массового соотношения силикалита титана и гипса от 1:0.2 до 1:100 изменения прочности гранул не происходит, при уменьшении массового соотношения силикалита титана и гипса меньше 1:0.2 смесь невозможно подвергнуть формованию. Увеличение соотношения силикалита титана и гипса более 1:100 не оказывает влияние на прочность гранул. Увеличение соотношения силикалита титана и оксидов от 1:0.01 до 1:1 несколько уменьшает прочность гранул, но оказывает положительное влияние на другие эксплуатационные параметры катализатора.

Использование данного изобретения позволяет получать катализатор, устойчивый в условиях окисления органических соединений водными растворами пероксида водорода, а также позволяющий проводить многократную регенерацию без снижения каталитической активности.

Данные по испытанию механической прочности
Образец Форма Геометрические размеры, мм Давление сжатия до разрушения, кгс/см2
Высота Диаметр
ПрототипЦилиндр 24.0 12.31.0
Пример 1 Цилиндр24.0 12.3 11.1
Пример 2Цилиндр 24.012.3 10.0
Пример 3Цилиндр 24.012.3 10.9
Пример 4Цилиндр 24.012.3 32.0
Пример 5Цилиндр 24.012.3 10.8

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ приготовления формованного силикалита титана смешением порошкообразного силикалита титана со связующим и водой с последующим формованием, отличающийся тем, что в качестве связующего используют гипс с добавками оксидов кремния, или кальция, или алюминия, или их смеси.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что массовое соотношение силикалита титана и гипса выбирают от 1:0.2 до 1:100, а массовое соотношение силикалита титана и оксидов кремния, или кальция, или алюминия, или их смесей от 1:0.01 до 1:1.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2417837

patent-2417837.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс B01J21/06 кремний, титан, цирконий или гафний; их оксиды или гидроксиды

Патенты РФ в классе B01J21/06:
способ получения этилена -  патент 2528830 (20.09.2014)
способ получения композиционных материалов на основе диоксида кремния -  патент 2528667 (20.09.2014)
способ получения высокооктанового автомобильного бензина -  патент 2524213 (27.07.2014)
способ приготовления титаноксидного фотокатализатора, активного в видимой области спектра -  патент 2520100 (20.06.2014)
композиция на основе оксидов циркония, церия и другого редкоземельного элемента при сниженной максимальной температуре восстанавливаемости, способ получения и применение в области катализа -  патент 2518969 (10.06.2014)
катализатор и способ синтеза олефинов из диметилового эфира в его присутствии -  патент 2518091 (10.06.2014)
фотокаталитические композиционные материалы, содержащие титан и известняк без диоксида титана -  патент 2516536 (20.05.2014)
катализатор очистки выхлопных газов и способ его изготовления -  патент 2515542 (10.05.2014)
способ приготовления катализатора для полного окисления углеводородов, катализатор, приготовленный по этому способу, и способ очистки воздуха от углеводородов с использованием полученного катализатора -  патент 2515510 (10.05.2014)
катализатор для получения бутадиена превращением этанола -  патент 2514425 (27.04.2014)

Класс B01J21/12 диоксид кремния и оксид алюминия

Патенты РФ в классе B01J21/12:
носители катализатора на основе силикагеля -  патент 2522595 (20.07.2014)
объединенный способ каталитичеcкого крекинга в псевдоожиженном слое катализатора для получения высококачественных углеводородных смесей в качестве топлива -  патент 2518119 (10.06.2014)
каталитическая добавка для повышения октанового числа бензина каталитического крекинга и способ ее приготовления -  патент 2516847 (20.05.2014)
катализатор для получения бутадиена превращением этанола -  патент 2514425 (27.04.2014)
катализатор окисления для оснащенных дизельным двигателем транспортных средств для перевозки пассажиров, грузов и для нетранспортных работ -  патент 2489206 (10.08.2013)
комплексный способ крекинга с псевдоожиженным катализатором для получения смесей углеводородов, обладающих высоким топливным качеством -  патент 2481388 (10.05.2013)
катализаторы гидрирования со связующими, имеющими низкую площадь поверхности -  патент 2480279 (27.04.2013)
катализатор синтеза фишера-тропша, способ его приготовления и применения -  патент 2478006 (27.03.2013)
катализатор синтеза фишера-тропша, его изготовление и применение -  патент 2477654 (20.03.2013)
катализатор, способ его приготовления и способ получения -пиколина -  патент 2474473 (10.02.2013)

Класс B01J27/053 сульфаты

Патенты РФ в классе B01J27/053:
способ приготовления катализатора для полного окисления углеводородов, катализатор, приготовленный по этому способу, и способ очистки воздуха от углеводородов с использованием полученного катализатора -  патент 2515510 (10.05.2014)
регенерированный катализатор гидроочистки углеводородного сырья, способ регенерации дезактивированного катализатора и процесс гидроочистки углеводородного сырья -  патент 2484896 (20.06.2013)
способ приготовления катализатора для изомеризации углеводородов c4-c6 -  патент 2466789 (20.11.2012)
применение катализатора, содержащего диоксид титана, в частности, для получения фталевого ангидрида, способ получения катализатора, способ применения катализатора -  патент 2434840 (27.11.2011)
катализатор для получения линейных моноалкилбензолов и способ его получения -  патент 2383387 (10.03.2010)
способ приготовления катализатора синтеза этиленоксида -  патент 2331477 (20.08.2008)
высокоактивный катализатор изомеризации и способ изомеризации -  патент 2329099 (20.07.2008)
способ изомеризации легких бензиновых фракций -  патент 2321575 (10.04.2008)
катализатор и способ алкилирования изобутана -  патент 2306175 (20.09.2007)
применение композиции на основе tio2 в качестве катализатора гидролиза cos и/или hcn в газообразной смеси -  патент 2297878 (27.04.2007)

Класс B01J23/02 щелочных или щелочноземельных металлов или бериллия

Патенты РФ в классе B01J23/02:
способ дегидрирования циклогексанола в циклогексанон -  патент 2525551 (20.08.2014)
способ получения нановискерных структур оксидных вольфрамовых бронз на угольном материале -  патент 2525543 (20.08.2014)
фотокаталитические композиционные материалы, содержащие титан и известняк без диоксида титана -  патент 2516536 (20.05.2014)
катализатор для получения бутадиена превращением этанола -  патент 2514425 (27.04.2014)
способ одновременного получения ароматических углеводородов и дивинила в присутствии инициатора пероксида водорода -  патент 2509759 (20.03.2014)
катализатор, способ его приготовления (варианты) и способ очистки отходящих газов от оксидов азота -  патент 2480281 (27.04.2013)
катализатор риформинга углеводородов и способ получения синтез-газа с использованием такового -  патент 2475302 (20.02.2013)
катализатор и способ получения уксусной кислоты или смеси уксусной кислоты и этилацетата -  патент 2462307 (27.09.2012)
способ получения алкоксилированных алкиламинов/алкиловых эфиров аминов с узким распределением -  патент 2460720 (10.09.2012)
катализатор, способ его получения (варианты) и способ жидкофазного алкилирования изобутана олефинами c2-c4 в его присутствии -  патент 2457902 (10.08.2012)

Класс B01J37/04 смешивание

Патенты РФ в классе B01J37/04:
способ получения сольвата хлорида неодима с изопропиловым спиртом для неодимового катализатора полимеризации изопрена -  патент 2526981 (27.08.2014)
способ карбонилирования с использованием связанных содержащих серебро и/или медь морденитных катализаторов -  патент 2525916 (20.08.2014)
микросферический катализатор крекинга "октифайн" и способ его приготовления -  патент 2522438 (10.07.2014)
способ получения наноструктурного фталоцианинового катализатора демеркаптанизации нефти и газоконденсата -  патент 2517188 (27.05.2014)
катализатор на основе меди, нанесенный на мезопористый уголь, способ его получения и применения -  патент 2517108 (27.05.2014)
каталитическая добавка для повышения октанового числа бензина каталитического крекинга и способ ее приготовления -  патент 2516847 (20.05.2014)
способ приготовления катализатора для получения ароматических углеводородов, катализатор, приготовленный по этому способу, и способ получения ароматических углеводородов с использованием полученного катализатора -  патент 2515511 (10.05.2014)
способ приготовления катализатора для окислительной конденсации метана, катализатор, приготовленный по этому способу, и способ окислительной конденсации метана с использованием полученного катализатора -  патент 2515497 (10.05.2014)
способ переработки биомассы в целлюлозу и раствор низкомолекулярных продуктов окисления (варианты) -  патент 2515319 (10.05.2014)
каталитическая добавка для окисления оксида углерода в процессе регенерации катализаторов крекинга и способ ее приготовления -  патент 2513106 (20.04.2014)


Наверх