173921. lajstromszámú szabadalom • Eljárás éterek előállítására
s 173921 6 2. táblázat Metanol dehidratálása dimetil-éterré „A” típusú „A” alumínium- Katalizátor alumínium- oxid + 10,2% oxid szilíciumdioxid Hőmérséklet °C 300 300 Nyomás, atm 1 1 Térsebesség g/g/óra 1 1 Metanol-konverzió mól% 84 83 A 2. táblázat adataiból tisztán látható, hogy kísérletek hibahatárán belül, a metanol dehidratálási reakciójában a tetraetil-ortoszilikáttal való kezelés az „A” alumínium-oxid katalitikus tulajdonságait nem változtatja meg. Ismeretes, hogy ebben a hőmérséklettartományban a vízgőz idővel fokozatosan csökkenti az 5 alumínium-oxid aktivitását, továbbá, hogy az alkohol éterré történő dehidratálásában mindig van parciális vízgőznyomás. Mindkét katalizátor gyors öregitése kipróbálható bizonyos vízgőznyomáson. Az „A” alumínium-oxidot és azonos, 10,2% szilí- 10 cium-dioxidot tartalmazó alumínium-oxidot 300 C hőmérsékleten az előbbi készülékben 15 atm vízgőznyomáson kezeljük. Esetenként a vizet lefúvatjuk, és a katalizátort 15 10 óra hosszat, 300 °C hőmérsékleten, 400 ml /óra nitrogénáramban, környezeti nyomáson szárítjuk. Az előbbiekben leírt körülmények között metanolt táplálunk a reaktorba, mely a növekvő tartamok alatt vízzel kezelt katalizátorokat tartalmazza, és a 20 reaktorból távozó anyagokat analizáljuk. Az eredményeket a 3. táblázat szemlélteti. 3. táblázat Metanol dehidratálása dimetil-éterré Katalizátor A” alumínium-oxid „A” alumínium-oxid + 10,2% szilícium-dioxid Hőmérséklet °C 300 300 Nyomás, atm 1 1 Térsebesség, g/g/óra 1 1 Kezelési idő 300 °C-on, 15 atm nyomású vízgőzzel 5 10 15 31 46 Metanol konverziója, mól% 28 5 77 77 75 A 2. és a 3. táblázat adatai jobban szemléltethetők grafikon segítségével végzett összehasonlítással, melyben a metanol konverziójának (ordináta) változását a 15 atm vízgőznyomáson, 300 °C-on 4* történő kezelési idő függvényében vettük fel (1 görbe= „A” alumínium-oxid 10,2% szilícium-dioxiddal, 2 görbe = „A” alumínium-oxid). Az „A” alumínium-oxid katalitikus aktivitása 5 óra után erőteljesen csökken, konverziója a kezdeti 84%-kal 50 szemben 28%, 10 óra után pedig az aktivitás csökkenésével csak 5%. A dehidratálási aktivitás csökkenése az alumínium-oxid zsugorodásával függ össze, melynek során 10 óra alatt a fajlagos felület 108 m2/g értékre 55 csökken. Ezzel szemben a 10,2% szilícium-dioxidot tartalmazó „A” alumínium-oxid — 300 °C hőmérsékleten és 15 atm vízgőznyomáson történő kezelés után - katalitikus aktivitása csak kis mértékben 60 változik, úgy, hogy 46 óra után a metanol konverziója állandó, kb. 75%-os értékre áll be. Ezenfelül a katalizátor felületi rétege következtében a zsugorodás lényegesen kisebb mértékű, 46 óra után még mindig 232 m2/g. 65 A szilikát-tartalmú felületi réteg kialakítása így lehetővé teszi, hogy az alumínium-oxid dehidratálási tulajdonságai változatlanok maradjanak még a vízgőz-atmoszférában, 300 °C hőmérsékleten való hosszabb kezelés után is, míg a szilikát származékkal nem kezelt alumínium-oxid ilyen körülmények között gyorsan öregszik. Ezek az eredmények teljesen bizonyítják, hogy a szilikát-tartalmú felületi réteggel kialakított alumínium-oxid, mely tulajdonságait hosszabb idő után is változatlanul megtartja, előnyösen alkalmazható metanol dehidratálására, ipari eljárásban. 3. példa A 2. példában leírt „A” alumínium-oxidot és 10,2% szilícium-dioxidot tartalmazó „A” alumínium-oxidot vízgőz jelenlétében, az előzőekhez viszonyítva enyhébb körülmények között kezelünk. A két alumínium-oxid egy-egy mintáját 300 °C nőmérsékleten, 5,5 atm vízgőz- és 2 atm nitrogénnyomáson 512 óra hosszat öregítjük. 3
