способ получения катализатора окисления метанола до формальдегида

Классы МПК:B01J23/881 и железом
B01J37/00 Способы получения катализаторов вообще; способы активирования катализаторов вообще
B01J37/04 смешивание
B01J37/34 облучение или применение электрической, магнитной или волновой энергии или применение этих видов энергии, например ультразвуковых колебаний
C07C47/04 формальдегид 
C07C47/052 получение окислением метанола
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-07-01
публикация патента:

Изобретение относится к способу получения катализатора окисления метанола до формальдегида и может быть использовано в производстве формальдегида и карбамидо-формальдегидных смол. Способ получения катализатора окисления метанола до формальдегида включает взаимодействие железосодержащего компонента с триоксидом молибдена с последующим формованием гранул, сушкой и прокаливанием, при этом в качестве железосодержащего компонента используют оксид железа, а взаимодействие осуществляют в мельнице с ударно-сдвиговым характером нагружения при энергонапряженности 10-200 Вт/г и массовом соотношении MoO3:Fe2O3=(80÷40):(20÷60). Технический результат - использование изобретения позволит увеличить величину удельной поверхности на 51-84%, механическую прочность на 60-68%, а также вдвое сократить количество технологических операций. 1 табл., 3 пр.

Формула изобретения

Способ получения катализатора окисления метанола до формальдегида, включающий взаимодействие железосодержащего компонента с триоксидом молибдена с последующим формованием гранул, сушкой и прокаливанием, отличающийся тем, что в качестве железосодержащего компонента используют оксид железа, а взаимодействие осуществляют в мельнице с ударно-сдвиговым характером нагружения при энергонапряженности 10-200 Вт/г и массовом соотношении MoO3:Fe2 O3=(80÷40):(20÷60).

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к способу получения катализатора окисления метанола до формальдегида и может быть использовано в производстве формальдегида и карбамидо-формальдегидных смол.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен способ получения катализатора окисления метанола в формальдегид, включающий взаимодействие солей Fе(NO3)3 и (NH 4)2MoO3 с образованием гидрогеля молибдата железа Fе2(МоO4)3·xH 2O с последующей промывкой умягченной водой, фильтрацией, сушкой, измельчением, прессованием в таблетки с добавлением угля и дальнейшей термообработкой при температуре 670 K. [Колесников И.М. Катализ и производство катализаторов. - М.: «Техника», 2004, с.327.]

Недостатком данного способа является низкая технологичность процесса обусловленная большим количеством технологических операций и наличием требующих очистки сточных вод.

Известен способ получения катализатора окисления метанола в формальдегид на основе оксидов железа, молибдена и хрома, включающий смешение металлического железа, молибдата аммония и оксида хрома в уксусной кислоте в количествах, обеспечивающих атомарное отношение Fe:Cr+Fe=0.5÷0.95 и Mo:Fe+Cr=2,5÷3 при прогревании до 60÷90°C и перемешивании до образования пасты с последующей термической обработкой при 500÷550°C с получением катализатора состава Fex-1Crx Mo1÷2,5÷3, где x=0,05÷0,5. [Патент RU 2047356, B01J 37/04, B01J 23/881, B01J 23/881, B01J 103:48, опубл. 10.11.1995.]

Недостатком данного способа является недостаточно высокая активность катализатора, а также использование в качестве сырья соединений хрома, что ухудшает экологические условия производства.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату, то есть прототипом, является способ получения катализатора окисления метанола до формальдегида, содержащего смеси Fе 2(МоO4)3/МоO3, в которых атомное соотношение Mo/Fe составляет от 1,5 до 5, включающий взаимодействие порошка железа и триоксида молибдена в соотношении Mo/Fe от 1,5 до 5 в водной суспензии при температуре от 20 до 100°C, и затем, необязательно одновременно, окисление смеси окислителем в количестве, равном или большем чем количество, требуемое для окисления иона двухвалентного железа до иона трехвалентного железа и окисления молибдена до валентного состояния 6, сушку, формование гранул, имеющих специфическую геометрическую форму и прокаливание при температуре от 450°C до 600°C. [Патент RU 2388536 (13) С2, опубл. 10.05.2010.]

К недостаткам прототипа следует отнести недостаточно высокую удельную поверхность и механическую прочность получаемого катализатора, а также большое количество технологических операций.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей изобретения является получение катализатора с более высокой удельной поверхностью и механической прочностью, а также сокращение количества технологических операций.

Поставленная задача решена в предлагаемом способе получения катализатора окисления метанола до формальдегида, включающем взаимодействие железосодержащего компонента с триоксидом молибдена с последующим формованием гранул, сушкой и прокаливанием, при этом в качестве железосодержащего компонента используют оксид железа, а взаимодействие осуществляют в мельнице с ударно-сдвиговым характером нагружения при энергонапряженности 10-200 Вт/г и массовом соотношении МоО3:Fe2O3=(80÷40):(20÷60).

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Пример 1

В барабан вибрационной мельницы VM-4 загружают 80 г порошка оксида молибдена MoO3 и 20 г порошка оксида железа Fе2O 3 и активируют в течение 60 минут при энергонапряженности 40 Вт/г. Далее к полученному порошку добавляют 35 г воды, перемешивают до получения однородной пасты и формуют в гранулы, сушат 4 часа при температуре 120°C и прокаливают в течение 4 часов при температуре 400°C.

Пример 2

В планетарную мельницу АГО-2У загружают 65 г порошка оксида молибдена и 35 г оксида железа и активируют в течение 2 минут при энергонапряженности 200 Вт/г. К полученному порошку добавляют 35 г воды, перемешивают до получения однородной пасты и формуют в гранулы. Гранулы сушат 4 часа при температуре 120°C и прокаливают в течение 4 часов при температуре 400°C.

Пример 3

В шаровую мельницу загружают 40 г порошка оксида молибдена и 60 г порошка оксида железа и активируют в течение 24 часов при энергонапряженности 10 Вт/г. К полученному порошку добавляют 35 г воды, перемешивают до получения однородной пасты и формуют в гранулы. Гранулы сушат 4 часа при температуре 120°C и прокаливают в течение 4 часов при температуре 400°C.

Механическую прочность гранул на раздавливание по торцу определяли по известной методике. [Щукин Е.Д., Бессонов А.И., Паранский С.А. Механические испытания катализаторов и сорбентов. М.: Наука, 1971. - 56 с.]

Удельную поверхность образцов определяли методом БЭТ по низкотемпературной адсорбции аргона. [Физико-химическое применение газовой хроматографии. / А.В.Киселев, А.В.Иогансен, К.И.Сакодынский и др. - М.: Химия, 1973. - 256 с.]

Полученные данные представлены в таблице.

Сравнительные характеристики технических решений

Пример № Удельная поверхность, м2 Механическая прочность, МПа Количество технологических операций
Пример 125,8 10,1 4
Пример 224,7 11,04
Пример 3 21,29,6 4
Прототип 14,0 6,08

Из таблицы видно, что использование заявленного изобретения позолит увеличить величину удельной поверхности на 51-84%, механическую прочность на 60-68%, а также вдвое сократить количество технологических операций.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2458738

patent-2458738.pdf

Класс B01J23/881 и железом

каталитическая система в процессе термолиза тяжелого нефтяного сырья и отходов добычи и переработки нефти -  патент 2524211 (27.07.2014)
способ активации катализаторов гидроочистки дизельного топлива -  патент 2500475 (10.12.2013)
железооксидный катализатор для термолиза тяжелого углеводородного сырья -  патент 2442648 (20.02.2012)
корковый катализатор, предназначенный, в частности, для окисления метанола в формальдегид, и способ его изготовления -  патент 2393014 (27.06.2010)
способ получения катализатора окисления метанола до формальдегида -  патент 2388536 (10.05.2010)
катализатор для окисления метанола до формальдегида -  патент 2384365 (20.03.2010)
катализатор производства акрилонитрила -  патент 2347612 (27.02.2009)
приготовление катализатора гидроочистки -  патент 2244592 (20.01.2005)
способ приготовления катализатора для гидроочистки нефтяных дистиллятов -  патент 2179886 (27.02.2002)
способ приготовления катализатора паровой конверсии оксида углерода и катализатор паровой конверсии оксида углерода -  патент 2170615 (20.07.2001)

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

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)

Класс B01J37/04 смешивание

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)

Класс B01J37/34 облучение или применение электрической, магнитной или волновой энергии или применение этих видов энергии, например ультразвуковых колебаний

способ получения нановискерных структур оксидных вольфрамовых бронз на угольном материале -  патент 2525543 (20.08.2014)
способ приготовления гетерогенного фталоцианинового катализатора для окисления серосодержащих соединений -  патент 2523459 (20.07.2014)
нагруженный металлом катализатор и способ его приготовления -  патент 2514438 (27.04.2014)
способ активации катализаторов гидроочистки дизельного топлива -  патент 2500475 (10.12.2013)
способ получения оксидных каталитически активных слоев на поверхности, выполненной из вентильного металла или его сплава -  патент 2500474 (10.12.2013)
способ модификации электрохимических катализаторов на углеродном носителе -  патент 2495158 (10.10.2013)
способ получения диоксида титана -  патент 2494045 (27.09.2013)
катализатор и способ получения алифатических углеводородов из оксида углерода и водорода в его присутствии -  патент 2492923 (20.09.2013)
способ получения катализатора гидроочистки дизельного топлива -  патент 2491123 (27.08.2013)
способ электрохимического получения катализатора pt-nio/c -  патент 2486958 (10.07.2013)

Класс C07C47/04 формальдегид 

Класс C07C47/052 получение окислением метанола

Наверх