199371. lajstromszámú szabadalom • Eljárás etilén-diklorid fluidágyas előállítására etilén oxiklórozásával, valamint eljárás a hozzá szükséges katalizátor előállítására
HU 199371 B A találmány szerinti eljárással előállított katalizátor készítmény nagymértékben fluidizálható és nagy fajlagos felületű alumínium-oxid hordozón réz-kloridot, legalább egy alkálifémet és legalább egy ritka földfémet tartalmaz. A katalizátor előállításánál a nagy fajlagos felületű hordozóra a fémeket egyidőben visszük fel, anélkül, hogy először a nem réz fémeket a felületen kalcinálni kellene. A találmány szerinti katalizátor készítményben a ritka földfém(ek) és az alkáli fém(ek) tömegaránya legalább 0,8:1. A találmány szerinti katalizátorok alkalmazásával az etilén oxikiórozását igen nagy hatásossággal és a sósav nagyfokú átalakításával végezhetjük, anélkül, hogy a katalizátor összetapadása bekövetkezne'. Az 1. ábrán a különböző katalizátor készítmények hatásossága látható a jó etilén és sósav átalakulás, valamint a jó fluidizálhatóság körülményeinek bemutatására. A készítmények mindegyike 10,6 t% réz-kloridot tartalmaz az ábrából leolvasható menynyiségű alkálifém-só (kálium-klorid) és ritka földfém-só (cérium-klorid) mellett. Az oxiklórozási reakciókat minden esetben etilén: :sósav:oxigén=l:2:0,8 mólarány mellett végeztük, 225°C±1°C hőmérsékleten, 22 ± ±0,5 mp-es kontakt idővel. Az abszcisszán az alkálifém-só t%-os menynyiségét, az ordinátán a ritka földfém-só t%os mennyiségét ábrázoltuk. Az ábrán a bekeretezett terület a nagy hatásosságú reakciónak megfelelő területet reprezentálja, tehát azt, amikor az etilén- és a sósav-átalakulás egyaránt nagy, és jó a fluidizálhatóság is. A találmány szerinti katalizátor e területen belül esik. A gyengébb fluidizálhatóság akkor jelentkezik ha az alkálifém-só mennyisége túl nagy, vagy a ritka földfém-só mennyiségi aránya az alkálifém-sóhoz viszonyítva alacsony. A találmány szerinti eljárással előállított katalizátor készítményekben alkalmazott nagy fajlagos felületű alumínium-oxid hordozó könnyen hozzáférhető, fajlagos felülete 80— 200 m2/g. térfogatsűrűsége 0,9—1,1 g/ml, pórustérfogata 0,2—0,5 ml/g és szemcseelosztása olyan, hogy 70—95 t% 80 mikron alatti, 30—50 t% 45 mikron alatti, és 15— 301% 30 mikron alatti szemcseátmérőjű szemcsét tartalmaz, továbbá a részecskék nem több, mint 5%-a nagyobb, mint 200 mikron, és nem több, mint 10% kisebb, mint 20 mikron. Az ilyen jellemzőjű alumínium-oxid könynyen fluidizálható, viszonylag stabil, nagyszilárdságú és kopásálló, gyártója például Harshaw/Filtrol Partnership, Ketjen Catalysts. Megállapítottuk, hogy a találmány szerinti eljárással előállított katalizátor hordozóanyaga az alumínium-oxid mellett tartalmazhat még nyomokban egyéb fém-oxidokat is, így például nátrium-oxidot. A találmány szerinti eljárással előállított katalizátor készítményben alkálifémként al5 4 kalmazhatunk nátriumot, káliumot, lítiumot, rubidiumot, céziumot vagy ezek keverékét. Az alkálifémet előnyösen vízoldható sója, előnyösen kloridja formájában használjuk. Használhatók azonban továbbá olyan alkálifém-sók is, amelyek az oxiklórozási folyamatban könnyen kloriddá alakulnak, így például a karbonátok vagy más halogenidek, így például bromidok. Az alkálifémet (klorid formában számolva) 0,25—2,3 t% mennyiségben alkalmazzuk, a teljes katalizátor tömegére viszonyítva. Előnyösen kálium, lítium vagy céziumsókat alkalmazunk, legelőnyösebb a kálium-klorid, amelynek mennyisége 0,5—2 t%, a teljes katalizátor-tömegre számolva. A találmány szerinti katalizátorban ritka földfémként a periódusos táblázat 57— 71 számú eleme közül bármelyik használható, így például lantán, cérium, prazeodimium vagy ezek keveréke. A ritka földfémeket is vízoldható sóik, előnyösen kloridjaik formájában alkalmazzuk. Felhasználhatók azonban, egyéb olyan sóik formájában is, amelyek az oxiklórozási folyamatban kloriddá alakulnak, ilyenek például a karbonátok vagy egyéb halogenidek. A ritka földfémek menynyisége 0,2—15 t% (klorid esetében), a teljes katalizátor-tömegre számolva. A ritka földfémek közül előnyösen a következők: cérium, lantán, prazedímium vagy neodímium, különösen előnyös a cérium-klorid 1—10 t% mennyiségben. A fémvegyületek felvitelét a hordozóra úgy végezzük, hogy a fémsók vizes oldatával a hordozót impregnáljuk, majd megszárítjuk. Az alkálifém- és ritka földfém-sókat nem kell hőkezelni a hordozón a rézsó felvitele előtt ahhoz, hogy fluidizálható katalizátort nyerjünk, amennyiben a ritka földfém-só(k) és alkálifém-só (k) tömegaránya (klorid esetében) legalább 0,8:1, és az alkálifém-só teljes mennyisége a hordozón 2,5 t% alatt van. A ritka földfém-só (k) és alkáli földfém-só(k) tömegaránya előnyösen 1:1, és 30:1 közötti érték, még előnyösebben 2:1, és 10:1 közötti érték. Meglepetésszerűen azt találtuk, hogy csupán meghatározott mennyiségű és meghatározott arányban alkalmazott réz, alkálifém és ritka földfém jelenléte biztosítja a fentiekben említett nagy hatásosságot. E meghatározott értékektől eltérő katalizátor nem a kívánt hatásosságú, egyrészt mert tapadóvá válik, másrészt mert az etilén és sósav átalakulás sem megfelelő. A találmány szerinti eljárással előállított katalizátorban a rezet is vízoldható só formájában, előnyösen kloridja formájában használjuk. Ez esetben is alkalmazható azonban olyan só, amely az oxiklórozás folyamata alatt kloriddá alakul, ilyenek például a karbonát vagy egyéb halogenid sók. A rézsók felvitelét a hordozóra az előzőekben leírtak szerint végezzük. A rézsó mennyisé-6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
