Катализатор для гидрирования ненасыщенных полимеров

012973 Изобретение относится к катализаторам для гидрирования высокомолекулярных соединений и может быть использовано в нефтехимической, химической, электротехнической и автомобильной промышленности для получения конструкционных материалов. Известен катализатор для гидрирования ненасыщенных полимеров, содержащий палладий, нанесенный на оксид лантана и диоксид титана, при следующем составе компонентов, мас.%: палладий 1,02,0; оксид лантана 31,3-32,3, диоксид титана - остальное (патент PK2861, кл. С 08 С 19/02, 1995). Указанный состав катализатора не позволяет значительно повысить скорость гидрирования и исключить негативное влияние серы на активные центры катализатора. Известен катализатор для гидрирования ненасыщенных полимеров, содержащий палладий, нанесенный на основной карбонат магния в сочетании с оксидом элемента, выбранного из группы, включающей магний, лантан, алюминий, титан, кремний, ванадий, хром, марганец, при следующем составе катализатора, мас.%: палладий 0,7-2,0; основной карбонат магния 31,3-32,6, оксид элемента - остальное(патент PK2474, кл. С 08 С 19/02, 1995). Данный катализатор характеризуется недостаточно высокой активностью. Задачей изобретения является усовершенствование состава катализатора для гидрирования ненасыщенных полимеров, в частности каучуков. Технический результат - повышение активности катализатора - достигается тем, что катализатор для гидрирования ненасыщенных полимеров, содержащий носитель с нанесенным на него элементом платиновой группы, согласно изобретению, в качестве элемента платиновой группы он включает родий при следующем составе катализатора, мас.%: родий 0,1-2,5, носитель - остальное. В качестве носителя он включает основной карбонат магния, оксид циркония, оксид лантана. Катализатор дополнительно включает палладий при следующем составе катализатора, мас.%: родий 0,1-2,5, палладий 0,1-2,5; носитель - остальное. Катализатор дополнительно включает никель и/или кобальт при следующем составе катализатора,мас.%: родий 0,1-2,5; никель или кобальт 0,01-0,5; носитель - остальное. Катализатор дополнительно включает молибден при следующем составе катализатора, мас.%: родий 0,1-2,5; никель или кобальт 0,01-0,5; молибден 0,005-0,1, носитель - остальное. Дополнительное включение в состав катализатора молибдена и никеля или кобальта способствует повышению скорости реакции гидрирования. Кроме того, при совместном воздействии никеля или кобальта и молибдена обеспечивается обессеривание гидрируемого полимера и исключается отравление серой активных центров катализатора, проводящих процесс гидрирования. Наличие молибдена способствует укреплению связи родия с носителем, препятствует смыванию родия и этим увеличивает активность катализатора. Готовят катализатор следующим образом. Пример 1. В круглодонную колбу с мешалкой помещают 9,95 г основного карбоната магния, смачивают водой, добавляют раствор 0,1367 г хлорида родия (RhCl34 Н 2 О), перемешивают 2 ч, отфильтровывают и сушат при 110 С. Получают катализатор, содержащий 0,5% родия на основном карбонате магния. Определение активности катализатора проводили путем гидрирования раствора бутадиеннитрильного каучука в ацетоне в металлическом реакторе под давлением водорода 0,1 МПа и температуре 30 С с измерением скорости реакции в см 3/мин. Количество катализатора 0,3 г. Полимер гидрировали со скоростью 2,8 см 3/мин. Степень насыщения двойных связей бутадиен-нитрильного полимера определяют на анализаторе двойных связей по присоединению озона. В данном случае она составила 99,2%. Пример 2. Катализатор готовят по примеру 1, но варьируют содержание родия от 0,1 до 2,5. Гидрируют бутадиен-нитрильный каучук при давлении 1 МПа и температуре 30 С. Увеличение содержания родия в катализаторе от 0,1 до 2,5% приводит к росту скорости гидрирования. Степень гидрирования двойной связи подчиняется более сложной зависимости и проходит через максимум 99,5% при содержании родия в катализаторе 1-2 мас.%. Пример 3. Катализатор, содержащий 2 мас.% родия, готовят по примеру 1. Бутадиен-нитрильный каучук гидрировали при различных температуре и давлении. Увеличение температуры приводит к росту скорости гидрирования. Степень гидрирования при всех температурах очень высока и составляет 99,3-99,5%. С ростом давления водорода от 0,5 до 1,0 МПа скорость гидрирования резко возрастает, но увеличение давления до 3 и 4 МПа снижает активность катализатора, однако, степень гидрирования растет. Пример 4. Катализатор готовили по примеру 1, но в качестве носителя использовали оксиды циркония и лантана. Содержание родия составляло 0,5; 1,0 и 2,0 мас.%. Оптимальным является содержание родия на носителе 1,0 мас.%. Некоторое преимущество имеют катализаторы на оксиде лантана. Следует подчеркнуть чрезвычайно высокую степень гидрирования двойных связей, которая во всех случаях выше 99,0% и доходит до 99,6%. На других катализаторах достигнуть таких значений было невозможно. Пример 5. Катализатор готовят по примеру 1, но используют следующие компоненты: 0,0547 г хлорида родия, раствор, содержащий 0,0009 г молибдата аммония (NH4)6Mo7O244 Н 2 О и 0,0506 г хлорида палладия в 100 мл воды и носитель - 9,95 г основного карбоната магния. Получают 10 г катализатора,содержащего 0,2% родия, 0,3% палладия и 0,005% молибдена, остальное - носитель. Гидрирование бутадиен-нитрильного сополимера проводят по примеру 1. Скорость гидрирования 4,71 см 3/мин, время 140 мин, степень гидрирования 99,3%. Методом рентгено-флюоресцентного анализа на приборах РФА-1-001 и РФА-2-002 определяли смываемость родия с носителя в процессе реакции гидрирования ненасыщенного полимера. Анализ показал наличие родия и палладия в прогидрированном полимере в количестве 38 ppm (0,0038%). Пример 6. Катализатор готовят по примеру 1, но смешивают 9,95 г оксида циркония, раствор 0,1367 г хлорида родия и 0,0027 г молибдата аммония. Получают 10 г катализатора, содержащего, мас.%: родий 0,5; молибден 0,015; оксид циркония 99,48. Гидрирование бутадиен-нитрильного сополимера проводят по примеру 1. Скорость гидрирования 4,4 см 3/мин; время гидрирования 123 мин; степень гидрирования 99,4%. Смывание родия с носителя 40ppm. Пример 7. Катализатор готовят по примеру 1, но берут следующие компоненты: 0,1367 г хлорида родия, 0,0009 г молибдата аммония и 0,0101 г хлорида никеля NiCl26 Н 2 О, а также носитель - 9,947 г оксида лантана. Получают 10 г катализатора, содержащего, мас.%: 0,5 родия, 0,025 никеля, 0,005 молибдена и 99,47 оксида лантана. Гидрирование бутадиен-нитрильного сополимера проводят по примеру 1. Скорость гидрирования 10 см 3/мин; время 85 мин; степень гидрирования 99,7%, смывание родия с носителя 23 ppm. Таким образом, предлагаемый родиевый катализатор для гидрирования ненасыщенных полимеров,включающий в свой состав дополнительно молибден, никель, палладий и нанесенный на основной карбонат магния, оксиды лантана и циркония, проводит селективное гидрирование бутадиен-нитрильного сополимера с высокой степенью насыщения до 99,7%, что является очень важным для производственных характеристик целевого продукта, тогда как на известных катализаторах степень гидрирования не превышает 99%. При этом активность катализатора является стабильной, так как наличие молибдена и никеля не допускает смывание родия с поверхности катализатора (смывание родия с поверхности носителя при отсутствии молибдена в составе катализатора 973 ppm, что в 24-43 раза больше, чем на катализаторах, содержащих молибден - 23-40 ppm) и предотвращает отравление активных центров родия серой.-2 012973 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Катализатор для гидрирования ненасыщенных полимеров, содержащий носитель с нанесенным на него родием в количестве 0,1-2,5 мас.%, отличающийся тем, что в качестве носителя он включает основной карбонат магния, оксид лантана или природный ракушечник при следующем составе катализатора, мас.%: родий 0,1-2,5, носитель - остальное. 2. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно включает молибден при следующем составе катализатора, мас.%: родий 0,1-2,5; молибден 0,005-0,1; носитель - остальное. 3. Катализатор для гидрирования ненасыщенных полимеров, содержащий носитель с нанесенным на него родием в количестве 0,1-2,5 мас.%, отличающийся тем, что он дополнительно включает никель и/или кобальт, а в качестве носителя содержит основной карбонат магния, оксид циркония, оксид лантана или природный ракушечник при следующем составе катализатора, мас.%: родий 0,1-2,5; никель или кобальт 0,01-0,5; носитель - остальное. 4. Катализатор по п.3, отличающийся тем, что он дополнительно включает молибден при следующем составе катализатора, мас.%: родий 0,1-2,5; никель или кобальт 0,01-0,5; молибден 0,005-0,1; носитель - остальное. 5. Катализатор для гидрирования ненасыщенных полимеров, содержащий носитель с нанесенным на него родием в количестве 0,1-2,5 мас.%, отличающийся тем, что он дополнительно включает палладий, а в качестве носителя содержит основной карбонат магния, оксид циркония, оксид лантана или природный ракушечник при следующем составе катализатора, мас.%: родий 0,1-2,5; палладий 0,1-2,5; носитель - остальное. 6. Катализатор по п.5, отличающийся тем, что он дополнительно включает молибден при следующем составе катализатора, мас.%: родий 0,1-2,5; палладий 0,1-2,5; молибден 0,005-0,1; носитель - остальное.