Высшие олефины

Таблетированные фосфорнокислотные катализаторы олигомеризации

Первый катализатор, представляющий собой прокаленную таблетированную смесь фосфорной кислоты и кизельгура, давно раз­работан американской фирмой UOP [196].

Катализаторы такого типа нашли применение как в нашей стране, так и за рубежом и широко используются до настоящего времени. Их производство осуществляется по блок-схеме (рис. 29) [196]. Упаренная фосфорная кислота смешивается с кизельгуром, Масса после вызревания, термической обработки и размола, таблетируется и прокаливается при 300—400 °С. Готовый катализа­тор приблизительно отвечает стехиометрическому составу Р2О5∙ SiO2∙2H2O. Такой состав катализатора способствует тому, что фосфорная кислота в значительной степени связана с окисью крем­ния в набор силикофосфорных кислот. Оставшаяся свободная кис­лота настолько прочно адсорбируется кизельгуром, что она не уносится с поверхности катализатора при проведении реакции. Все это дает основание считать катализатор «сухим», т. е. не вызываю­щим коррозию аппаратуры при правильной эксплуатации   [195].

Готовый катализатор содержит 57—64% кислоты (из них — 15—20 % в свободном состоянии) и 5—10 % связанной воды. Ме­ханическая прочность его невелика — он выдерживает усилие всего в 18 кг на таблетку.

Работы по увеличению механической прочности катализатора при сохранении его активности проводились путем добавления дру­гих различных глин к кизельгуровому носителю. Так, добавка к кизельгуру 20 % бентонита или монтморрилонита увеличили проч­ность катализатора на сжатие до 17,5—27,5 МПа против 3,5 МПа в исходном (без добавки глин) [195].

 

Блок-схема процесса приготовления катализатора фосфорная кислота на кизельгуре

Рис. 29. Блок-схема процесса приготовления катализатора фосфорная кислота на кизельгуре.

 

Улучшению прочности способствует также добавка к кизель­гуру 6—10 % синтетического алюмосиликата. Введение этой до­бавки в носитель помимо улучшения прочностных свойств ката­лизатора и увеличения срока его службы позволяет повысить со­держание в нем фосфорной кислоты до 80%, что способствует росту активности.

Прочность катализатора может быть повышена за счет меха­нической термообработки и придания частицам контакта правиль­ной формы (пат. США 2913506).

Работами сотрудников ВНИИНП [196] показано, что эксплуа­тационные характеристики фосфорнокислотного катализатора за­метно улучшаются при замене природного минерального сырья — кизельгура — на   синтетический кремнезем, полученный из тетрафторида кремния. При испытании в течение 46 сут этот контакт продемонстрировал способность поддерживать высокую степень превращения пропилена — 98% в начальный период и 90—92% в конце испытания. Такая высокая степень превращения сырья была достигнута при относительно низкой температуре (200— 210°С) без повышения ее до 230°С к концу испытания, как это обычно делается для компенсации потери активности. В ходе испы­тания поддерживался высокий коэффициент рециркуляции легкого полимера (фракции, перегоняющейся до 175°С) равный 3. Выход целевого продукта (фракции, перегоняющейся в пределах 175— 260°С) был в 2—2,5 раза выше, чем на промышленном катали­заторе.

Однако этот катализатор не был внедрен в промышленность, отчасти из-за выделения в процессе приготовления катализатора примесей фтора, сохраняющихся, в носителе и создающих сильную загазованность в производственных помещениях катализаторной фабрики, а отчасти из-за высокой стоимости синтетического носи­теля [188, 195].