CH300933A - Procédé de préparation d'un catalyseur pour l'oxydation catalytique de composés organiques. - Google Patents

Description

  



     Procédé    de préparation d'un catalyseur pour l'oxydation catalytique de composés organiques.



   La présente invention concerne la   prépa-    ration d'un catalyseur destiné à être utilisé, sous forme d'un lit maintenu en turbulence, de manière qu'il se comporte comme un corps fluide pour l'oxydation de composés organiques.



   Des catalyseurs de ce genre sont utilisés notamment pour l'oxydation catalytique du naphtalène, en vue d'obtenir des mélanges riches en 1,   4-naphtoquinone.    Ces catalyseurs sont constitués essentiellement par des supports en gel de silice avec du pentoxyde de vanadium comme ingrédient catalytique actif stabilisé par des quantités de composés alcalins, tel que le sulfate acide de potassium, plus grandes que celles utilisées dans les catalyseurs pour la formation de l'anhydride phtalique par oxydation du naphtalène en phase vapeur.

   On a trouvé maintenant que si de tels catalyseurs sont activés par un oxyde d'un métal des groupes   III-B    et IV-A de la classification périodique, on obtient des résultats améliorés, c'est-à-dire des produits de conversion plus riches en 1, 4-naphtoquinone et contenant des quantités notables de naph  halène    n'ayant pas réagi. Les catalyseurs activés fournissent des rendements et des   concen-    trations en naphtoquinone nettement supérieurs aux catalyseurs non activés.



   La présente invention a donc pour objet un procédé de préparation d'un catalyseur destiné à être utilisé, sous forme d'un lit maintenu en turbulence, de manière qu'il se comporte comme un corps fluide, pour l'oxydation de composés organiques, caractérisé en ce qu'on fait réagir un silicate alealin avec un acide et qu'on précipite dans le gel résultant du pentoxyde de vanadium et une quantité plus faible d'un oxyde d'un métal des groupes   III-B    et IV-A du système périodique. Dans une réalisation préférée de l'invention, on fait réagir   le-silicate    et l'acide en des proportions telles que le gel de silice soit précipité à un   pjj    ne dépassant pas 6. On obtient ainsi des catalyseurs donnant de meilleurs résultats.



   On va maintenant décrire l'invention plus en détail en se référant aux exemples particuliers suivants dans lesquels les parties sont en poids sauf indication contraire.



   Exemple 1 :
 On prépare un catalyseur oxyde de   zirco-      nium-V205    en ajoutant   à 14,    2 kg   d'une    solution à 30 Bé de silicate de potassium dans 39 kg   d'eau    13 kg   d'aeide sulfurique à 17 /o,    l'addition étant rapide avec agitation constante. On ajuste ensuite le   pets    à 8, 0 par addition d'ammoniaque concentré et on ajoute 3, 85 kg de métavanadate d'ammonium dissous dans 3, 8 kg d'eau contenant 350 em3 d'ammoniaque. On ajoute   alors 135 g    de nitrate de zirconium dans 1, 5 litre d'eau chaude et on concentre la suspension par évaporation à la moitié de son volume initial.

   Il se forme un gel que l'on sèche à   100       C,    que   l'on    calcine à   450     C et broie à la finesse voulue. le sèche à   110     C, on le calcine à   450     C et on le broie à la dimension voulue de la manière ordinaire.



   Exemple 4 :
 On suit le processus de l'exemple 3, sauf que le   PH    du gel après addition d'acide sulfurique est porté à 6 au lieu de 8.



   Exemple S :
 On prépare un catalyseur oxyde   d'alumi-    nium-V205 en ajoutant à 14, 2   kg d'une    solution de silicate de potassium à   30 Bé    dans   39    kg   d'eau    13, 8 kg d'acide sulfurique à 17  /o, l'addition étant rapide et avec agitation constante. On ajuste ensuite le pH à 8, 0 par addition d'ammoniaque concentré, puis on ajoute à la suspension 3, 85 kg de métavanadate d'ammonium dissous dans 11, 8 kg d'eau contenant 350   cm3    d'ammoniaque. Puis on introduit 342 g de sulfate d'aluminium et de potassium et 2, 5 litres   d'eau    chaude et on concentre la suspension à environ la moitié de son volume initial.

   Il se forme un gel que l'on sèche à   100     C, que l'on calcine à 450  C et que l'on broie à la finesse voulue.



   On a réalisé une série d'essais avec les catalyseurs préparés selon les exemples 1,   2,    3, 4 et 5. Les conditions utilisées et les   résul-    tats obtenus sont indiqués dans le tableau suivant dans lequel on a utilisé   l'abréviation NQ    pour   naphtoquinone    et AP pour anhydride phtalique.



      Exemple 2 :   
 On mélange 953 parties d'une solution de silicate de potassium à   30     Bé et 2600 parties   d'eau    avec 57 parties de métavanadate d'ammonium et 920 parties d'acide sulfurique à 17    /o    et on ajuste le   p    à 6, 0 au moyen d'ammoniaque concentré. On élève ensuite la température à environ   65     C et on dissout 9 parties de nitrate de zirconium dans 100 parties d'eau que l'on ajoute. On laisse vieillir la suspension à la même température, puis on élève la température pour évaporer 1'eau jusqu'à ce que le volume soit réduit de   112    à   213.

   On    sèche ensuite la suspension colorée en orange, on la calcine à   450     C et on la broie à la   .    finesse convenable.



   Exemple 3 :
 On dissout. 953   g    de silicate de potassium à   30     Bé dans 2600 cm3 d'eau placés dans un sceau émaillé et on agite. On ajoute lentement 57 g de métavanadate d'ammonium pulvérisé et on laisse se dissoudre. On ajoute alors   920    g d'acide sulfurique à 17 /o et on porte le gel à   PH    8 avec de l'ammoniaque. On porte la température du gel épais à   165     C et on ajoute une solution de 13, 5 g de nitrate de thorium dans   l'eau.    On agite le gel à   65     C pendant une heure. Puis on élève la température à 95-100  C et on évapore la suspension en agitant à un tiers de son volume initial.



  On place le produit dans un plateau et on 
   Cone.    Tempe-Temps de Rendt   kg/100   
 Catalyseur à l'entrée rature contact Naphtalène Naphtalène
 Moles   %     C   sec. NQ Ap      A1203-V2 S 1,    1 300 8 23-26 45-55 31-43   A1203-V2 5 1, 1    290 11 20-25 50-60 28-41
Al2O3-V2O5 2, 0 305 11   20-25      50-60       28-41      A12O3-V2O5    1, 3 315 8 20-23 55-60 26-36   A1203-V205    1, 7 310 11 20-22 55-65 26-36   AI2Og-V20b 1,    6   305    13 19-23   45-55    34-45
ZrO2-V2O5
Neutralisé   à PH    6 1, 0 330 8 25-35 40-60 20-45
 1, 0 320 12 25-33 45-60 22-42
 2,

   0 330 12 25-33 45-60 22-42   ZrO2-V205      Neutralisé à, pu    8 1, 0 300 8 20-26   45-55    31-44
 1, 0 290 11 20-25 50-60 28-40   ThO,-V,Og   
Neutralisé à   pE    8 1, 0 310 8   23-25    50-60 28-38   Th02-V2O5   
Neutralisé à pu 6 1, 0 330 8 25-34 45-60 21-42
 Les valeurs des rendements dans le tableau ci-dessus sont données sous forme d'intervalles représentant les résultats d'un certain nombre d'essais dans les conditions données. Certains des essais sont réalisés dans un convertisseur de laboratoire d'une capacité   d'instal-    lation pilote.

Claims (1)

1. REVENDICATION : Procédé de préparation d'un catalyseur destiné à être utilisé, sous forme d'un lit maintenu en turbulence, de manière qu'il se comporte comme un corps fluide, pour l'oxy- dation de composés organiques, caractérisé en ce qu'on fait réagir un silicate alcalin avec un acide et qu'on précipite dans le gel résul- tant du pentoxyde de vanadium et une quantité plus faible d'un oxyde d'un métal des groupes III-B et IV-A du système périodique.

   SOUS-REVENDICATIONS : 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on fait réagir le silicate et 1'acide dans des proportions telles que le p$ ne dé- passe pas 6.

   2. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on précipite le pentoxyde de vanadium et ledit oxyde métallique à un ps de 6 à 8.

   3. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on sèche le gel, qu'on le calcine et qu'on le broie.