Гетерогенний біметалевий паладієво-золотий каталізатор для виробництва вінілацетату

Номер патенту: 61073

Опубліковано: 17.11.2003

Автори: Уанг Тао, Броуссард Джеррі А.

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб одержання каталізатора для виробництва вінілацетату з етилену, оцтової кислоти та кисню, який включає в себе (1) формування вихідної речовини каталізатора шляхом просочування пористого середовища носія каталізатора розчином сполуки паладію і відновлення сполуки паладію до першого дисперсного плівкового покриття колоїдного металевого паладію на поверхні носія каталізатора, та (2) просочування вихідної речовини каталізатора розчином металоорганічної сполуки золота і відновлення сполуки золота до другого дисперсного плівкового покриття колоїдного металевого золота на поверхні носія каталізатора для формування біметалевого паладієво-золотого каталізатора.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що просочування пористого середовища носія каталізатора на стадії (1) здійснюють за допомогою водного розчину сполуки паладію, а сполуку паладію перед відновленням фіксують на поверхні носія за допомогою водного лужного розчину.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що просочування пористого середовища носія каталізатора на стадії (1) здійснюють розчином металоорганічної сполуки паладію в органічному розчиннику.

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що металоорганічною сполукою золота на стадії (2) є триацетат золота.

5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що металоорганічною сполукою золота на стадії (2) є диметилацетат золота.

6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що металоорганічною сполукою золота на стадії (2) є триметилсилоксидиметил золота.

7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що металоорганічною сполукою золота на стадії (2) є триметилсилілметилтрифенілфосфін золота.

8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що продукт каталізатора має вміст металевого паладію у межах приблизно 0,2 – 2,5 мас.% та вміст металевого золота у межах приблизно 0,2 – 2,5 мас.% відносно маси каталізатора.

9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що середовищем носія каталізатора є кремнезем.

10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що середовищем носія каталізатора є глинозем.

11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що продукт каталізатора має масове співвідношення паладій : золото у межах приблизно 0,5 – 10 : 1.

12. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що продукт каталізатора додатково просочують водним розчином активатора на алканоаті лужного металу, а потім висушують для одержання каталітичного продукту з підвищеною селективністю для виробництва вінілацетату.

13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що добавка активатора являє собою ацетат лужного металу.

14. Каталізатор для виробництва вінілацетату з етилену, оцтової кислоти та кисню, виготовлений відповідно до способу за п. 1.

15. Каталізатор для виробництва вінілацетату з етилену, оцтової кислоти та кисню, який містить середовище пористого носія каталізатора, яке складається з першого плівкового дисперсного покриття із колоїдного металевого паладію на поверхні носія каталізатора, та другого плівкового дисперсного покриття із колоїдного металевого золота на поверхні носія каталізатора, причому каталізатор одержують відповідно до будь-якого з пп. 1 - 13.

16. Каталізатор за п. 15, який відрізняється тим, що має вміст металевого паладію у межах приблизно 0,2 – 2,5 мас.% та вміст металевого золота у межах приблизно 0,2 – 2,5 мас.% відносно маси каталізатора.

17. Каталізатор за п. 15, який відрізняється тим, що має масове співвідношення паладій : золото у межах приблизно 0,5 – 10 : 1.

18. Каталізатор за п. 15, який відрізняється тим, що середовищем носія каталізатора є кремнезем.

19. Каталізатор за п. 15, який відрізняється тим, що середовищем носія каталізатора є глинозем.

Текст

1 Спосіб одержання каталізатора для виробництва вінілацетату з етилену, оцтової кислоти та кисню, який включає в себе (1) формування вихідної речовини каталізатора шляхом просочування пористого середовища носія каталізатора розчином сполуки паладію і відновлення сполуки паладію до першого дисперсного плівкового покриття колоїдного металевого паладію на поверхні носія каталізатора, та (2) просочування вихідної речовини каталізатора розчином металоорганічної сполуки золота і відновлення сполуки золота до другого дисперсного плівкового покриття колоїдного металевого золота на поверхні носія каталізатора для формування біметалевого паладієвозолотого каталізатора 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що просочування пористого середовища носія каталізатора на стадії (1) здійснюють за допомогою водного розчину сполуки паладію, а сполуку паладію перед відновленням фіксують на поверхні носія за допомогою водного лужного розчину 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що просочування пористого середовища носія каталізатора на стадії (1) здійснюють розчином металоорганічної сполуки паладію в органічному розчиннику 4 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що металоорганічною сполукою золота на стадії (2) є триацетат золота 5 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що металоорганічною сполукою золота на стадії (2) є диметилацетат золота 6 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що металоорганічною сполукою золота на стадії (2) є триметилсилоксидиметил золота 7 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що металоорганічною сполукою золота на стадії (2) є триметилсилілметилтрифенілфосфш золота 8 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що продукт каталізатора має вміст металевого паладію у межах приблизно 0,2 - 2,5 мас % та вміст металевого золота у межах приблизно 0,2 - 2,5 мас % відносно маси каталізатора 9 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що середовищем носія каталізатора є кремнезем 10 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що середовищем носія каталізатора є глинозем 11 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що продукт каталізатора має масове співвідношення паладій золото у межах приблизно 0,5 - 10 1 12 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що продукт каталізатора додатково просочують водним розчином активатора на алканоаті лужного металу, а потім висушують для одержання каталітичного продукту з підвищеною селективністю для виробництва вінілацетату 13 Спосіб за п 12, який відрізняється тим, що добавка активатора являє собою ацетат лужного металу 14 Каталізатор для виробництва вінілацетату з етилену, оцтової кислоти та кисню, виготовлений ВІДПОВІДНО до способу за п 1 15 Каталізатор для виробництва вінілацетату з етилену, оцтової кислоти та кисню, який містить середовище пористого носія каталізатора, яке складається з першого плівкового дисперсного покриття із колоїдного металевого паладію на поверхні носія каталізатора, та другого плівкового дисперсного покриття із колоїдного металевого золота на поверхні носія каталізатора, причому каталізатор одержують ВІДПОВІДНО ДО будь-якого з пп 1-13 16 Каталізатор за п 15, який відрізняється тим, що має вміст металевого паладію у межах приблизно 0,2 - 2,5 мас % та вміст металевого золота у межах приблизно 0,2 - 2,5 мас % відносно маси каталізатора О C O О (О 17 Каталізатор за п 15, який відрізняється тим, що має масове співвідношення паладій золото у межах приблизно 0,5 - 10 1 61073 18 Каталізатор за п 15, який відрізняється тим, що середовищем носія каталізатора є кремнезем 19 Каталізатор за п 15, який відрізняється тим, що середовищем носія каталізатора є глинозем Широко відомий промисловий спосіб виробництва вінілацетату базується на газофазній реакції етилену, оцтової кислоти та кисню при наявності каталізатора, який містить паладій, на ПІДЛОЖНИЦІ Найкращими каталізаторами для виробництва вінілацетату є такі, що містять металеві паладій та золото, які розподілені на поверхні ПІДЛОЖНИЦІ, наприклад, з кремнезему або глинозему ВІДОМІ паладійзолоті каталізатори на ПІДЛОЖ НИЦІ для виробництва вінілацетату, описані в патентах США №№ 3,761,513, 3,775,342, 3,822,308, 3,939,199, 4,048,096, 4,087,622, 4,133,962, 4,902,823, 5,194,417, 5,314,858 та посиланнях, що в них містяться Активність та селективні властивості паладійзолотих каталізаторів на ПІДЛОЖНИЦІ визначаються фізико-хімічною формою вмісту металевих паладію та золота на ПІДЛОЖНИЦІ каталізатора В патенті США № 4,048,096 описується каталізатор, який складається зі сплаву пападій-золото, розподіленого у формі плівкого покриття на ЗОВНІШНІЙ поверхні ПІДЛОЖНИЦІ каталізатора, наприклад, з пористого кремнезему Поверхнева плівка зі сплаву паладій-золото забезпечує підвищення активності та об'ємної продуктивності у парофазній реакції етилену, кисню та карбонової кислоти для виробництва вінілацетату На селективність паладійзолотого каталізатора у синтезі вінілацетату, наприклад, на селективність до двоокису вуглецю та конверсію кисню у парофазній реакції етилену, кисню та оцтової кислоти, також впливає ступінь та однорідність розподілу металевих паладію та золота на ЗОВНІШНІХ та/або внутрішніх поверхнях пористої ПІДЛОЖНИЦІ каталізатора Таким чином, метою даного винаходу є розробка композиції паладійзолотого каталізатора на ПІДЛОЖНИЦІ з підвищеною активністю та селективністю у виробництві вінілацетат з етилену, оцтової кислоти та кисню Іншою метою запропонованого винаходу є розробка каталізатора вінілацетату на ПІДЛОЖНИЦІ, який має нанесені окремо один гід одного ПЛІВКОВІ покриття колоїдно диспергованих металевих паладію та золота Іншою метою запропонованого винаходу є розробка паладійзолотого каталізатора вінілацетату на ПІДЛОЖНИЦІ, який має високе золотоутримання та демонструє ДОВГОВІЧНІСТЬ та довгострокову селективність у виробництві вінілацетату з етилену, оцтової кислоти та кисню Ще однією метою даного винаходу є розробка способу одержання каталізатора вінілацетату на ПІДЛОЖНИЦІ, який має нанесені окремо один від одного ПЛІВКОВІ покриття колоїдно диспергованих металевих паладію та золота на поверхні ПІДЛОЖНИЦІ ІНШІ ЦІЛІ та переваги даного винаходу стануть ясними з нижченаведеного опису та прикладів Одна або більше цілей даного винаходу досягаються впровадженням способу одержання каталізатора для виробництва вінілацетату з етилену, оцтової кислоти та кисню, який включає в себе (1) формування вихідної речовини каталізатора шляхом просочування пористого середовища ПІДЛОЖНИЦІ каталізатора розчином сполуки паладію та відновлення сполуки паладію до першого плівкового дисперсного покриття колоїдного металевого паладію на поверхні ПІДЛОЖНИЦІ каталізатора, та (2) просочування вихідної речовини каталізатора розчином в органічному розчиннику металоорганічної сполуки золота та відновлення сполуки золота до другого плівкового покриття колоїдного металевого золота на поверхні ПІДЛОЖНИЦІ каталізатора з метою формування біметалевого паладійзолотого каталізатора, який забезпечує покращену селективність до двоокису вуглецю та конверсію кисню у виробництві вінілацетату з етилену, оцтової кислоти та кисню Матеріал ПІДЛОЖНИЦІ каталізатора вибирається з таких пористих субстратів як кремнезем, глинозем, кремнезем/глинозем, окисли титану та цирконію, у формі, сфер, таблеток, кілець Рашига (Raschig), або ж подібного Типовий матеріал для ПІДЛОЖНИЦІ каталізатора ілюструється сферами пористого кремнезему, які мають радіус 1-8мм, об'єм пор 0 1-2см3/г та внутрішню площу поверхні 10 - 350м2/г В продажу є такі промислові ПІДЛОЖНИЦІ ДЛЯ каталізаторів, як пористі кремнеземні сфери діаметром 5мм, що виробляються фірмою SudChemie під торговою назвою КА-160 В одному з способів одержання покращеного каталізатора вінілацетату згідно з даним винаходом, підложниця каталізатора спочатку просочується водним розчином водорозчинної сполуки паладію Прийнятні сполуки паладію включають хлорид паладію (II), нітрат паладію (II), сульфат паладію (II), натрій тетрахлорпаладію (II), та подібні Об'єм водного розчину для просочування переважно має бути у межах 95-100% від поглинальної ємності ПІДЛОЖНИЦІ каталізатора Просочена підложниця каталізатора обробляється водним розчином основної солі лужного металу, такої як силікат натрію, карбонат натрію або гідроксид натрію Основна сіль лужного металу використовується у КІЛЬКОСТІ, необхідній для фіксації сполуки паладію на ПІДЛОЖНИЦІ каталізатора, тобто гідроксид паладію осаджується і впроваджується в поверхню ПІДЛОЖНИЦІ каталізатора В іншому способі одержання каталізатора підложниця каталізатора спочатку просочується розчином органічного розчинника принаймні однієї металоорганічної сполуки паладію Прийнятними для цього металоорганічними сполуками є ацетилацетонат паладію, ацетат паладію, біс(г|3 - алліл)паладій алліл(п циклопентадієніл)паладій (II), п -алліл(1,5- циклооктадієн)пападій(ІІ)тетрафторборатта подібні Як органічні розчинники для розчину металоорганічного паладію можуть бути застосовані пентан, гексан, циклогексан, гептан, октан, ізооктан, лігроїн, нафтен, бензол, хлорбензол, нітробензол, дихлорметан та подібні Важливу перевагу надає використання органічного розчину металоорганічної сполуки паладію замість водного розчину водорозчинної сполуки паладію Після просочування ПІДЛОЖНИЦІ каталізатора розчином металоорганічної сполуки паладію не потрібна жодна процедура фіксації основною сіллю лужного металу Виключення процедури фіксації благородного металу запобігає втраті металу, яка зазвичай виникає у процедурі фіксації та на стадії промивки Високий вміст благородного металу в каталізаторі необхідний для оптимальної активності та селективності в процесі виробництва вінілацетату Наступною обробкою за просочуванням ПІДЛОЖНИЦІ каталізатора сполукою паладія є обробка ПІДЛОЖНИЦІ каталізатора відновлюючим агентом з метою перетворення сполуки паладію в плівкове покриття з часток колоїдного металевого паладію на поверхні ПІДЛОЖНИЦІ каталізатора Прикладами відновлюючих агентів є гідразин, формальдегід, етилен, водень, та подібні Вихідна речовина каталізатора з вмістом попередньо відновленого металевого паладію, просочується потім розчином органічного розчинника принаймні однієї металоорганічної сполуки золота Придатними металоорганічними сполуками золота є триметилсилоксидиметил золота, триметилсилілметилтрифенілфосфш золота, диметилацетат золота, триацетат золота та їм подібні Для просочувального розчину металоорганічного золота може бути застосований будь-який органічний розчинник, наприклад з тих, що наведені вище для металоорганічного розчину паладію Після стадії просочування металорганічна сполука золота відновлюється до другого плівкового покриття з часток колоїдно диспергованого металевого золота на поверхні ПІДЛОЖНИЦІ каталізатора Виключення процедури фіксації перед відновленням є дуже важливим при введенні колоїдного металевого золота у каталізатор вінілацетату Золото набагато важче зафіксувати основною сіллю лужного металу, оскільки процедура фіксації спричиняє низьке та нестійке утримання золота в процесі приготування каталізатора Спосіб одержання каталізатора вінілацетату за винаходом дозволяє на високе та стійке утримання золота у складі каталізатора У способі одержання каталізатора вінілацетату за винаходом застосовуються такі початкові КІЛЬКОСТІ паладію та золота, щоб вміст металевого паладію складав приблизно 1-10 грам, а металевого золота - приблизно 1-10 грам на літр кінцевого каталізатора Каталізатор згідно з винаходом може мати вміст металевого паладію у межах приблизно 0 22 5 % (мас) та металевого золота у межах приблизно 0 2-2 5 % (мас) Співвідношення ваги па 61073 ладію до ваги золота може коливатись у межах приблизно 0 5-10 1 Крім того, спосіб одержання каталізатора для виробництва вінілацетату за винаходом може включати додаткову процедуру підвищення селективності каталізатора Паладійзолотий каталізатор, одержаний за описаним вище способом, обробляється водним розчином ацетату лужного металу, наприклад, ацетатом натрію, а потім висушується Вміст ацетату лужного металу може складати приблизно 2-10% (мас) від маси кінцевого каталізатора Важлива перевага даного винаходу досягається впровадженням складу гетерогенного біметалевого паладійзолотого каталізатора для виробництва вінілацетату з етилену, оцтової кислоти та кисню, де склад каталізатора містить пористе середовище ПІДЛОЖНИЦІ каталізатора з першим плівковим дисперсним покриттям колоїдного металевого паладію та з другим плівковим дисперсним покриттям колоїдного металевого золота на поверхні ПІДЛОЖНИЦІ каталізатора Зазвичай каталізатор за винаходом застосовується у способі виробництва вінілацетату шляхом приведення в контакт етилену, оцтової кислоти і кисню або повітря з каталізатором при температурах 100°-200°С та тиску 1-10 атм Реакцію, як правило, проводять з надлишком етилену Кращий каталізатор за винаходом характеризується високим рівнем утримання паладію та золота, демонструє високу ДОВГОВІЧНІСТЬ та покращену довготривалу селективність при виробництві вінілацетату з етилену, оцтової кислоти та кисню Каталізатор за винаходом може забезпечити ефективне виробництво вінілацетату з більш низьким виходом двоокису вуглецю, ніж звичайні каталізатори Байєра (Bayer) для виробництва вінілацетату, які описані у патенті Великобританії 1,246,015, включеному до опису як посилання Наступні приклади подалі ілюструють даний винахід Компоненти та специфічні інгредієнти представлено як типові, і не обмежують численні модифікації в рамках даного винаходу Паладійзолоті каталізатори в Прикладах були підготовлені з різними комбінаціями та пропорціями у вихідних матеріалах паладію та золота та порівняні з пападійзолотими каталізаторами Байєра у виробництва вінілацетату з етилену, оцтової кислоти та кисню Паладійзолоті каталізатори були виготовлені з ІЧа2РсЮІ4/Аи(ОАс)з (ОАсз = ацетат) на кремнеземі, як показано для Каталізаторів А-Еу Прикладах Паладійзолоті каталізатори були виготовлені з ІЧагРсЮЦ/РгізРАиСНгЗіМез на кремнеземі, як показано для Каталізаторів F та G у Прикладах Паладійзолоті каталізатори були виготовлені з ІЧагРсЮЦ/МегРАиОЗіМез на кремнеземі, як показано для Каталізаторів Н та І у Прикладах Реактор з мішалкою для одержання вінілацетату (Vimlacetate Stirred Tank Reactor (VAST) у Прикладах являв собою реактор Берті (Berty) або ж реактор з постійним перемішуванням рециркуляційного типу, який працює в умовах постійної конверсії кисню (близько 45%) Каталізатор (62см3) завантажували у барабан реактора, відмірені КІЛЬКОСТІ оцтової кислоти, етилену та кисню добавляли 61073 в азотному розчиннику, і реактор нагрівали до необхідної температури за допомогою нагрівного кожуха Температуру при цьому вимірювали над каталізатором та під ним Реакція зав4ршувалася приблизно через 18 годин при температурі, при якій підтримувалося 45% конверсії кисню Продукти реакції досліджувалися за допомогою газової хроматографії Селективність до СОг мала тенденцію до деякого підвищення для одного і того ж каталізатора при його випробуванні в Установці VAST порівняно з VAMU (Vimlacetate Micro Unit), оскільки вінілацетат рециркулював у контакті з каталізатором протягом проведення реакції Реактор VAMU у Прикладах являє собою реактор з двофазним потоком, що працює при ПОСТІЙНІЙ температурі Реактор VAMU має в довжину З фути, внутрішній діаметр 16мм та виконаний у вигляді труби з неіржавкої сталі з Змм концентричним термоелементом Реактор укомплектовано нагрівним кожухом, крізь який циркулює гаряча вода та пар Зразок каталізатора об'ємом 30см3 розбавляли з підложницею до об'єму 150см3 та завантажували до реактора Суміш каталізатор/підложниця покривали зверху 30см3 матеріалу ПІДЛОЖНИЦІ Після ОДНОГО проходження крізь суміш кисню, етилену та оцтової кислоти в азотному розчиннику при ПОСТІЙНІЙ температурі або ПОСТІЙНІЙ конверсії кисню продукти аналізували за допомогою газової хроматографії ПРИКЛАД І Цей Приклад ілюструє одержання триацетату золота(ІІІ) згідно з патентом США 4,933,204 Гідроксид золота [Аи(ОН)з] був одержаний нагріванням НАиСЦ водному розчині ІЧагСОз при рН 8 впродовж 3 годин Кінцевий розчин червоного кольору профільтрували, осад Аи(ОН)з промили у воді та висушили повітрям Аи(ОН)з розчинили у льодяній оцтовій кислоті з нагріванням для одержання розчину триацетату золота ПРИКЛАДИ Цей Приклад ілюструє одержання складу попередньо відновленого паладію на кремнеземі з Na2PdCl4, який використовується як проміжна сполука при синтезі паладійзолотих каталізаторів у даному винаході Кремнеземні гранули (КА-160, Sud Chemie) діаметром 5мм у КІЛЬКОСТІ 250см3 просочувались 82 5мл водного розчину Na2PdCl4, (7г Pd/літр ПІДЛОЖНИЦІ) до надлишкової вологості Просочену підложницю обробляли 283см3 водного розчину NaOH (50% (мас) NaOH/H2O, 120% (мас) від КІЛЬКОСТІ, необхідної для перетворення солі металу у форму гідроксиду) Закріплену підложницю обертали на пристрої Rotovap впродовж 2 5 годин при швидкості близько 5обертів/хв Після фіксації оброблені ПІДЛОЖНИЦІ ПОСТІЙНО промивались дистильованою водою для видалення ІОНІВ хлориду до тих пір, поки змив не давав негативної реакції з нітратом срібла Швидкість протоку води складала біля 200см3/хв для кожної з промивок ПІДЛОЖНИЦІ З кожної партії висушувались при постійному протіканні азоту при температурі близько 150°С Висушена підложниця відновлювалась 5% етиленом у азоті при 150°С впродовж 5 годин 8 ПРИКЛАДНІ Цей Приклад ілюструє одержання Pd-Au каталізаторів за даним винаходом та властивості запропонованих у винаході каталізаторів у виробництві вінілацетату з етилену, оцтової кислоти та кисню у системах VAST та VAMU в порівнянні із Pd-Au каталізаторами Байєра Каталізатор А Аи(ОН)з у КІЛЬКОСТІ 0 88г у 35мл оцтової кислоти нагрівали у реакційній колбі при 60°С впродовж 2 годин для одержання чистого червоно -коричневого розчину Аи(ОАс)з 35мл розчину додавали до ЮОмл попередньо відновленого Pd на кремнеземі (Приклад II) при 60°С у реакційній колбі, і просочування вели близько ЗО хвилин Розчинник видаляли під вакуумом при 60°С Оброблену кремнеземну підложницю відновлювали 5% етиленом у азоті при 120°С впродовж 5 годин Отриманий каталізатор був просочений 4г КОАс у ЗЗмл води, а потім висушений у сушарці зі зрідженим шаром при 100°С впродовж 1 години для отримання Pd-Au Каталізатора А Каталізатор В Повторювали процедуру так, як для Каталізатора А, за виключенням того, що застосовували 0 69г Аи(ОН)з у 38мл оцтової кислоти для одержання Pd-Au каталізатора В Каталізатор С Повторювали процедуру так, як для Каталізатора А, за винятком того, що застосовували 0 5г Аи(ОН)з у 35мл оцтової кислоти для одержання Pd-Au каталізатора С Каталізатор В Повторювали процедуру так, як для Каталізатора А, за винятком того, що застосовували 0 25г Аи(ОН)зу 35мл оцтової кислоти для одержання Pd-Au каталізатора D Каталізатор Е Повторювали процедуру так, як для Каталізатора А, за винятком того, що застосовували 0 88г Аи(ОН)з У 17мл оцтової кислоти, та 45мл попередньо відновленого Pd на кремнеземі (Приклад II), для одержання Pd-Au Каталізатора Е Каталізатори A-D тестували в системі VAST у порівнянні з Pd-Au каталізаторами Байєра для виробництва вінілацетату з етилену, оцтової кислоти та кисню Порівняльні дані підсумовано в ТАБЛИЦІ І У Каталізаторів A-D активність підвищувалась разом з нарощуванням співвідношення золото/паладій Каталізатори A-D мали тенденцію до вироблення меншої КІЛЬКОСТІ СОг, ніж каталізатори Байєра Каталізатор А мав покращену селективність до СОг (8 7 проти 9 5), підвищену активність (2 23 проти 1 37), та нижчий вміст ЕЮАс (0 054 проти 0 06) ніж промисловий каталізатор Байєра Каталізатори А-Е було тестовано у системі VAMU в порівнянні з Pd-Au каталізаторами Байєра для виробництва вінілацетату З метою оцінки активності каталізатора була записана середня температура кожуха реактора при фіксованій конверсії кисню (близько 45%) Нижчі температури кожуха свідчили про вищу активність каталізатора при постійному споживанні кисню Порівняльні дані підсумовано в ТАБЛИЦІ II Каталізатори D та Е показали вищу селективність до СОг та нижчу активність каталізатора ніж Каталізатори А-С Каталізатори А-С мали покращену селективність до СОг та вишу активність каталізатора, ніж Pd-Au каталізатори Байєра 61073 Дослідження на РЕМ у рентгенівському випромінюванні показали, що Каталізатори А-Е мали металевий паладій, диспергований у формі плівкового покриття на ЗОВНІШНІЙ поверхні кремнеземної ПІДЛОЖНИЦІ Металеве золото було дисперговане, головним чином, на ЗОВНІШНІЙ поверхні кремнеземної ПІДЛОЖНИЦІ у формі другого плівкового покриття, а менша частина металевого золота була диспергована на внутрішній пористій поверхні кремнеземної ПІДЛОЖНИЦІ ТАБЛИЦЯ І Дані установки VAST для Pd/Au Каталізаторів, виготовлених з Na2PdCl4/Au(OAc)3 СелекАктивність Важкі ЕЮА тивність каталізатозалишки с ДоСО2 ра Bayer 9 51 0 89 0 06 1 37 Каталізатор А 8 70 1 259 0 054 2 23 Na 2 PdCI 4 , Au(OAc) 3 Каталізатор В 8 66 1 310 0 048 214 Na 2 PdCI 4 , Au(OAc) 3 Каталізатор С 8 57 1 249 0 056 2 01 Na 2 PdCI 4 , Au(OAc) 3 Каталізатор D 8 90 0 892 0 078 1 70 Na 2 PdCI 4 , Au(OAc) 3 Каталізатор ТАБЛИЦЯ Дані установки VAMU для Pd/Au Каталізаторів, виготовлених з Na 2 PdCI 4 /Au(OAc)3 Метал, СелекКаталіза- співвідтивність ношентор ДоСО2 ня Bayer 6 54 КаталізаPd 0 93 5 63 тор А Na 2 PdCI 4 , Аи 0 39 Au(OAc) 3 КаталізаPd 1 05 5 89 тор В Na 2 PdCI 4 , Аи 0 31 Au(OAc) 3 КаталізаPd 1 01 5 89 тор С Na 2 PdCI 4 , Аи 0 25 Au(OAc) 3 КаталізаPd 0 97 6 63 тор D Na 4 PdCI 4 , Аи 0 14 Au(OAc) 3 КаталізаPd 1 00 6 43 тор Е NaPdCI 4 , Аи 1 11 Au(OAc) 3 Важкі залишки Темпе- Конратура версія кожуха Q2 0 652 153 9 45 3 0 761 140 9 45 6 0 729 144 5 45 5 0 648 144 4 45 0 0 557 149 2 44 9 0 76 146 0 45 8 10 ПРИКЛАД IV Цей Приклад ілюструє одержання Pd-Au каталізаторів за даним винаходом та властивості каталізаторів за винаходом у виробництві вінілацетату з етилену, оцтової кислоти та кисню у системах VAST та VAMU у порівнянні з Pd-Au каталізаторами Байєра Каталізатор F та Каталізатор G 34мл СН 2 СІ 2 розчину РгізРАиСН 2 ЗіМез (1г) додавали до 90мл попередньо відновленого паладію на кремнеземі (Приклад II) у реакційній колбі, і проводили просочування протягом близько ЗО хвилин Розчинник видаляли під вакуумом Оброблену кремнеземну підложницю відновлювали 5% етиленом у азоті при І20°С впродовж 5 годин Одержаний каталізатор промивали толуолом та висушували при температурі 120°С під вакуумом впродовж 16 годин Далі каталізатор просочували 3 8г КОАс у ЗОмл води та висушували у сушарці зі зрідженим шаром при 100°С впродовж 1 години для одержання PdAu Каталізатора F Каталізатор G готували за тією ж самою процедурою Каталізатор Н 16мл гексанового розчину Ме 2 Аи0ЄіМез (0 38г) додавали до 45мл попередньо відновленого Pd на кремнеземі (Приклад II) у реакційній колбі, і просочування вели впродовж приблизно ЗО хвилин Розчинник видаляли під вакуумом Оброблену кремнеземну підложницю відновлювали 5% етиленом у азоті при 120°С впродовж 5 годин Одержаний каталізатор просочували 1 8г КОАс у 15мл води, та висушували у сушарці зі зрідженим шаром при 100°С впродовж 1 години для одержання Pd-Au Каталізатора Н Каталізатор І Повторювали процедуру так, як для Каталізатора Н, з винятком того, що 32мл гексанового розчину Ме 2 Аи0ЄіМез (0 85г) та 90мл попередньо відновленого Pd на кремнеземі (Приклад II) було застосовано для одержання Pd-Au Каталізатора І Каталізатори F-I було тестовано в системі VAMU в порівнянні з Pd-Au каталізаторами Байєра для виробництва вінілацетату Порівняльні дані підсумовано в-ТАБЛИЦІ III Каталізатори F-I показали підвищену селективність до СО 2 відносно каталізатора Байєра Каталізатор І мав значно нижчу температуру кожуха (вишу активність каталізатора) ніж каталізатор Байєра Каталізатори Н-І мали високе золотоутримання, 86% та 98%, ВІДПОВІДНО Каталізатори FG та G мали 52% та 57% золотоутримання, ВІДПОВІДНО Каталізатори F та І було тестовано у системі VAST у порівнянні з Pd/Au каталізаторами Байєра для виробництва вінілацетату Порівняльні дані підсумовано в ТАБЛИЦІ IV Каталізатори F та І мали покращену селективність до СО 2 та вищу активність каталізатора, ніж каталізатор Байєра РЕМ - рентгенограми показали, що Каталізатор І мав плівкувату дисперсію металевих Pd-Au на ЗОВНІШНІЙ поверхні кремнезему Каталізатор F мав металевий паладій, диспергований у формі плівкового покриття на ЗОВНІШНІЙ поверхні кремнезему Металеве золото було дисперговане, головним чином, на ЗОВНІШНІЙ поверхні кремнеземної ПІДЛОЖНИЦІ у формі другого плівкового покриття, а менша частина металевого золо 11 61073 та була диспергована на внутрішній пористій поверхні кремнеземної ПІДЛОЖНИЦІ Каталізатор G було тестовано в системі VAMU безперервно упродовж 7 днів у виробництві вінілацетату Розширений період тестування був необхідний для простеження ДОВГОВІЧНОСТІ та довго 12 тривалої селективності каталізатора за винаходом Дані знімались кожні 24 години Порівняльні дані підсумовано у ТАБЛИЦІ V Вони показують, що запропонований винаходом Каталізатор G мав високу ДОВГОВІЧНІСТЬ та селективність ТАБЛИЦЯ Дані установки VAMU для Na2PdCI4/Ph3PauCH2SiMe3 та Na 2 PdCI 4 /Me 2 AuOSiMe 3 Каталізаторів Каталізатор Bayer Каталізатор F Na 2 PdCI 4 Ph 3 PAuCH 2 SiMe 3 Каталізатор G Na 2 PdCI 4 , Ph 3 PauCH 2 SiMe 3 Каталізатор Н Na 2 PdCI 4 , Me 2 AuOSiMe 3 Каталізатор 1 Na 2 PdCI 4 , Me 2 AuOSiMe 3 Метал, співВажкі залишСелективність до СО 2 Температура кожуха Конверсія Q 2 відношення ки 6 54 0 682 153 9 45 3 Pd 1 01 6 05 0 730 147 1 45 8 Аи 0 35 Pd 1 02 Аи 0 39 6 53 0 880 144 0 45 3 Pd 0 97 Аи 0 77 6 26 0 688 149 7 45 6 Pd 1 08 Аи 0 94 6 13 0 915 138 5 45 0 ТАБЛИЦЯ IV Дані установки VAST для Na 2 PdCI 4 /Ph 3 PAuCH 2 SiMe 3 та Na 2 PdCI 4 /Me 2 AuOSiMe 3 Каталізаторів Селективність до СО 2 Важкі залишки EtOAc 9 51 8 31 0 89 1 34 0 060 0 054 Активність каталізатора 1 37 1 97 9 25 Зразок каталізатора 1 75 0 029 2 29 Bauer Каталізатор F Na 2 PdCI 4 Ph 3 PAuCH 2 SiMe 3 Каталізатор І Na 2 PdCI 4 , Me 2 AuOSiMe 3 ТАБЛИЦЯ V Дані установки VAMU для Na 2 PdCI 4 /Ph 3 PAuCH 2 SiMe 3 y 7-денному періоді випробувань Опис зразка Bayer Каталізатор G Na 2 PdCI 4 , Ph 3 PAuCH 2 SiMe 3 Каталізатор G Каталізатор G Каталізатор G Каталізатор G Каталізатор G Каталізатор G Години Селективність до СО 2 24 6 54 6 53 48 72 96 120 144 168 6 6 6 6 6 6 Комп'ютерна верстка М Клюкш 59 24 48 07 15 15 Важкі Температура кожуха залишки 0 682 153 9 0 88 144 0 0 91 0 84 0 941 0 817 0 824 0 828 Підписне 144 145 145 146 147 148 Конверсія Q 2 0 5 2 5 3 2 45 3 45 3 45 45 45 45 45 45 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119 4 4 1 7 3 3

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Heterogeneous bimetallic palladium-gold catalyst for vinyl acetate production

Назва патенту російською

Гетерогенный биметаллический паладиево-золотой катализатор для производства винилацетата

МПК / Мітки

МПК: B01J 31/26, B01J 23/54, C07C 69/15, C07B 61/00, B01J 23/48, B01J 37/02, C07C 67/055

Мітки: біметалевий, паладієво-золотий, вінілацетату, гетерогенний, виробництва, каталізатор

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/6-61073-geterogennijj-bimetalevijj-paladiehvo-zolotijj-katalizator-dlya-virobnictva-vinilacetatu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Гетерогенний біметалевий паладієво-золотий каталізатор для виробництва вінілацетату</a>

Подібні патенти