Спосіб одержання карбонової кислоти і/або її ефірної похідної та каталізатор, який застосовують в способі
Номер патенту: 94939
Опубліковано: 25.06.2011
Автори: Кайзер Гаррі, Шунк Штефан Андреас, Ло Девід Джон, Санлі Джон Гленн
Формула / Реферат
1. Спосіб одержання аліфатичної карбонової кислоти, що містить (n+1) вуглецевих атомів, де n означає ціле число до 6, і/або її ефірної похідної, який включає контакт аліфатичного спирту, що містить n вуглецевих атомів і/або його реакційноздатної похідної, вибраної з діалкільного ефіру, складного ефіру спирту і алкілгалогеніду, з монооксидом вуглецю у присутності каталізатора, який складається з морденіту, в який заздалегідь іонообміном або іншим шляхом введено срібло.
2. Спосіб за п. 1, в якому морденіт має вміст срібла від 1 до 200 молярних % на одиницю об'єму алюмінію.
3. Спосіб за п. 2, в якому морденіт має вміст срібла від 50 до 150 молярних % на одиницю об'єму алюмінію.
4. Спосіб за п. 1, в якому морденіт має молярне співвідношення діоксиду кремнію та оксиду алюмінію в інтервалі від 10:1 до 30:1.
5. Спосіб за п. 1, в якому морденіт містить елемент, що модифікує каркас, вибраний з щонайменше одного з галію і заліза.
6. Спосіб за п. 5, в якому морденіт має молярне співвідношення діоксиду кремнію та оксиду елементу, що модифікує каркас, в інтервалі від 10:1 до 50:1.
7. Спосіб за п. 1, в якому спиртом є метанол.
8. Спосіб за п. 1, в якому спирт і/або реакційноздатну похідну безпосередньо перед шаром морденітного каталізатора вводять в контакт з шаром оксиду алюмінію або корунду.
9. Спосіб за п. 1, в якому монооксид вуглецю використовують у вигляді суміші з воднем.
10. Спосіб за п. 1, в якому в процес вводять додатково воду.
11. Спосіб за п. 1, в якому процес проводять по суті у відсутності галогенідів.
12. Спосіб за п. 1, в якому процес проводять при температурі в інтервалі від 200 до 600 °С.
13. Спосіб за п. 12, в якому процес проводять при температурі в інтервалі від 250 до 400 °С.
14. Спосіб за п. 1, в якому процес проводять під тиском в інтервалі від 10 до 200 бар.
15. Спосіб за п. 14, в якому процес проводять під тиском в інтервалі від 25 до 100 бар.
16. Спосіб за п. 1, в якому середньочасова швидкість подачі газу знаходиться в інтервалі від 2000 до 10000 год-1.
17. Спосіб за п. 1, в якому процес проводять як безперервний процес.
18. Спосіб за п. 1, в якому процес проводять як процес в нерухомому шарі, псевдозрідженому шарі або рухомому шарі.
19. Спосіб за п. 1, в якому карбонова кислота є оцтовою кислотою.
20. Спосіб за п. 1, в якому процесом є процес одержання оцтової кислоти введенням метанолу в контакт з монооксидом вуглецю у присутності водню при температурі в інтервалі від 250 до 400 °С і під тиском в інтервалі від 25 до 100 бар і в якому морденіт міститьвід 50 до 150 молярних % срібла на одиницю об'єму алюмінію.
21. Каталізатор для застосування при одержанні аліфатичної карбонової кислоти, що містить (n+1) вуглецевих атомів, де n означає ціле число до 6, і/або її ефірної похідної введенням аліфатичного спирту, що містить n вуглецевих атомів і/або його реакційноздатної похідної, вибраної з діалкільного ефіру, складного ефіру спирту і алкілгалогеніду, в контакт з монооксидом вуглецю, де згаданий каталізатор виготовлений іонообміном або просоченням амонієвої або водневої форми морденіту сріблом, сушінням просоченого або обробленого іонообміном морденіту і подальшим кальцинуванням висушеного морденіту, що містить срібло, при температурі в інтервалі від 500 до 600 °С.
22. Каталізатор за п. 21, в якому морденіт має молярне співвідношення діоксиду кремнію та оксиду алюмінію в інтервалі від 10 до 30:1 і вмістом срібла в інтервалі від 50 до 150 молярних % на одиницю об'єму алюмінію.
Текст
1. Спосіб одержання аліфатичної карбонової кислоти, що містить (n+1) вуглецевих атомів, де n означає ціле число до 6, і/або її ефірної похідної, який включає контакт аліфатичного спирту, що містить n вуглецевих атомів і/або його реакційноздатної похідної, вибраної з діалкільного ефіру, складного ефіру спирту і алкілгалогеніду, з монооксидом вуглецю у присутності каталізатора, який складається з морденіту, в який заздалегідь іонообміном або іншим шляхом введено срібло. 2. Спосіб за п. 1, в якому морденіт має вміст срібла від 1 до 200 молярних % на одиницю об'єму алюмінію. 3. Спосіб за п. 2, в якому морденіт має вміст срібла від 50 до 150 молярних % на одиницю об'єму алюмінію. 4. Спосіб за п. 1, в якому морденіт має молярне співвідношення діоксиду кремнію та оксиду алюмінію в інтервалі від 10:1 до 30:1. 5. Спосіб за п. 1, в якому морденіт містить елемент, що модифікує каркас, вибраний з щонайменше одного з галію і заліза. 6. Спосіб за п. 5, в якому морденіт має молярне співвідношення діоксиду кремнію та оксиду еле 2 (19) 1 3 94939 4 контакт з монооксидом вуглецю, де згаданий каталізатор виготовлений іонообміном або просоченням амонієвої або водневої форми морденіту сріблом, сушінням просоченого або обробленого іонообміном морденіту і подальшим кальцинуванням висушеного морденіту, що містить срібло, при температурі в інтервалі від 500 до 600 °С. 22. Каталізатор за п. 21, в якому морденіт має молярне співвідношення діоксиду кремнію та оксиду алюмінію в інтервалі від 10 до 30:1 і вмістом срібла в інтервалі від 50 до 150 молярних % на одиницю об'єму алюмінію. Об'єктом дійсного винаходу є спосіб одержання продуктів карбонілування, таких як аліфатичні карбонові кислоти і/або їх похідні, реакцією відповідного спирту і/або його реакційноздатної похідної з монооксидом вуглецю у присутності металовмісного морденітного каталізатора. Одержання оцтової кислоти з метанолу і монооксиду вуглецю є добре відомим процесом карбонілування, який проводять в промисловому масштабі. Процес одержання оцтової кислоти в промисловому масштабі можна проводити як гомогенний рідкофазний процес, в якому реакцію карбонілування каталізують розчинним родіййодидним комплексом і алкілйодидом, таким як метилйодид. Основними недоліками цього способу є застосування йодиду, яке може призвести до проблем корозії і ускладнень, пов'язаних з виділенням з однієї фази продуктів і каталітичних компонентів. Обидва ці недоліки можна було б усунути, якби можна було розробити гетерогенний газофазний спосіб з використанням вільного від йодидів твердого каталізатора. У GB 1185453 описані деякі мультифазні каталізатори, що включають каталітично активний метал, включаючи сюди, окрім іншого, мідь, родій та іридій, нанесені на матеріали-носії широкого ряду, до яких відносяться кремнеземи, глиноземи, вугілля, цеоліти, глини і полімери. Ці мультифазні каталізатори представлені як такі, що можуть бути використані в гетерогенному газофазному карбонілуванні метанолу до оцтової кислоти у присутності галогенідного промотору. Аналогічний спосіб описаний в GB 1277242, хоча ні в одному патенті не приведені приклади застосування в такому процесі цеолітів. У US 4612387 описаний спосіб одержання монокарбонових кислот і складних ефірів, що включає контакт монооксиду вуглецю з одноатомним спиртом, що містить від 1 до 4 вуглецевих атомів, у присутності кристалічного алюмосилікатного цеоліту, що володіє значенням відношення діоксиду кремнію до оксиду алюмінію щонайменше приблизно 6 і індексом проникності в інтервалі від 1 до 12 під тиском щонайменше 1 атм. Найбільш переважними цеолітами відповідно до цього визначення є ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-38 і ZSM-35, причому особливо переважний ZSM-5. У J.Catalysis, 71, 233-43 (1981) описано застосування фотоелектронної спектроскопії (ECXA) для визначення активності родієвого морденітного каталізатора і інших нанесених на носії родієвих каталізаторів відносно карбонілування метанолу до оцтової кислоти. У DE 3606169 описаний спосіб одержання оцтової кислоти, метил ацетату і/або диметилового ефіру карбонілуванням безводного метанолу, метилацетату і/або диметилового ефіру у присутності кобальтвмісних цеолітів або цеолітів, змішаних з кобальтовими солями. Таке карбонілування необов'язково проводять у присутності галогеніду. Переважні цеоліти описані як такі, що відносяться до пентазильного типу, розміри пор яких є проміжними між розмірами пор цеоліту А, з одного боку, і цеолітів X і Y, з іншого. У ЕР-А-0596632 описаний спосіб одержання аліфатичної карбонової кислоти введенням спирту або його реакційноздатної похідної в контакт з монооксидом вуглецю по суті у відсутності галогенів або їх похідної, у присутності каталізатора, що складається по суті з морденітного цеоліту, в який попереднім іонообміном або іншим шляхом вводять мідь, нікель, іридій, родій або кобальт, що характеризується тим, що процес проводять при температурі в інтервалі від 300 до 600°C і під тиском в інтервалі від 15 до 200 бар. З роботи, проведеної в ЕР-А-0596632, встановлено, що морденіт, що містить введену в нього мідь, забезпечує якнайкращі результати за селективністю. У WO 01/07393 описаний спосіб каталітичного перетворення вихідного матеріалу, що включає монооксид вуглецю і водень, з одержанням щонайменше одного із спирту, простого ефіру і їх сумішей і реакції монооксиду вуглецю з щонайменше одним із спирту, простого ефіру і їх сумішей у присутності каталізатора, вибраного з твердих надкислот, гетерополікислот, глин, цеолітів і молекулярних сит, у відсутності галогенідного промотору, в умовах температури і тиску, достатніх для одержання щонайменше одного з складного ефіру, кислоти, ангідриду кислоти і їх сумішей. Проте приклади застосування цеолітів для каталізу реакції карбонілування не приведені. У WO 2005/105720 описаний спосіб одержання карбонових кислот і їх похідних карбонілуванням спирту або його похідної з морденітним каталізатором, в який попереднім іонообміном або іншим шляхом вводять мідь, нікель, іридій, родій або кобальт і який в якості елементів, що модифікують каркас, містить один або декілька з галію, бору і заліза. Зважаючи на вищезазначені відомі технічні рішення, проблема, яка повинна бути вирішена, полягає в тому, щоб розробити гетерогенний газофазний спосіб одержання карбонових кислот і/або їх похідних із спиртів/їх похідних і монооксиду вуглецю з використанням металовмісного цеоліт 5 ного каталізатора, що перевершує якнайкращі способи, що здійснюються з використанням описаних вище морденітних цеолітів. Було встановлено, що морденітний цеоліт (надалі позначений як морденіт), в який заздалегідь вводять срібло, забезпечує покращену селективність відносно продуктів карбонілування (відносно карбонової кислоти і/або її похідних). Відповідно, об'єктом дійсного винаходу є спосіб одержання аліфатичної карбонової кислоти, що містить (n + 1) вуглецевих атомів, де n означає ціле число до 6, і/або її складного ефіру як похідної, який включає контакт аліфатичного спирту, що містить n вуглецевих атомів і/або його реакційноздатної похідної з монооксидом вуглецю у присутності каталізатора, який складається з морденіту, в який іонообміном або іншим шляхом введене срібло. У способі за дійсним винаходом використовують модифікований сріблом морденітний каталізатор з досягненням хороших значень виходу карбонових кислот і їх похідних. Було встановлено, що підвищена активність і/або селективність відносно продукту може бути досягнута з використанням морденіту, який заздалегідь модифікований сріблом. У способі за дійсним винаходом аліфатичний спирт або його реакційноздатну похідну карбонілують монооксидом вуглецю. Спосіб особливо прийнятний для аліфатичних спиртів, що містять до 6, зокрема до 3, вуглецевих атомів. Переважним спиртом є метанол. Реакційноздатні похідні такого спирту, які можна використовувати в якості альтернативи або на додаток до цього спирту, включають діалкілові ефіри, складні ефіри спирту і алкілгалогеніди. Прийнятні реакційноздатні похідні метанолу, наприклад, включають метилацетат, диметиловий ефір і метилйодид. Може бути також використана суміш спирту і його реакційнозданої похідної, наприклад суміш метанолу і метилацетату. Продукт такого процесу може бути аліфатичною карбоновою кислотою і/або ефіром аліфатичної карбонової кислоти. Так, наприклад, коли спиртом є метанол, продукт включає головним чином оцтову кислоту, але він може також включати деяку кількість метилацетату. Коли в якості реагенту використовують простий ефір, продукт є головним чином складним ефіром. Так, наприклад, коли реагентом служить диметиловий ефір, продукт зазвичай є головним чином метилацетатом. Спосіб в переважному варіанті здійснюють у присутності води. Вихідний матеріал, що включає спирт, складний ефір або простий ефір, або будьяке їх поєднання, може також включати воду. У доцільному варіанті молярне співвідношення спирт/вода, зокрема метанол/вода, знаходиться в інтервалі від 50:1 до 2:1, зокрема від 10:1 до 3:1. Коли в якості вихідного матеріалу використовують складний ефір або простий ефір, такий як метилацетат або диметиловий ефір, молярне співвідношення між водою та складним ефіром або простим ефіром в доцільному варіанті знаходиться в інтервалі від 1:1 до 1,5:1. 94939 6 Воду можна подавати окремо або спільно із спиртом і/або реакційноздатною похідною. Вода може знаходитися в рідкій або пароподібній формі. Залежно від природи вихідного матеріалу, вода може бути одержана in situ, наприклад димеризацією спиртового вихідного матеріалу до простих ефірів або за допомогою естерифікації спирту одержаною оцтовою кислотою. У доцільному варіанті кількість одержаної води може бути такою, при якій відношення алкільних груп, дериватизованих із спиртового вихідного матеріалу, до води складає менше або рівне 1. Чистота використовуваного монооксиду вуглецю особливо вирішального значення, мабуть, не має, хоча слід застосовувати газові суміші, в яких основним компонентом є монооксид вуглецю. Присутність невеликих кількостей домішок, таких як азот і інертні гази, може виявитися допустимою. Монооксид вуглецю можна використовувати в суміші з воднем. У доцільному варіанті співвідношення СО/Н2 знаходиться в інтервалі від 1:3 до 15:1 в перерахунку на молярну основу, зокрема від 1:1 до 10:1. Так, наприклад, в способі за дійсним винаходом можуть бути також використані суміші монооксиду вуглецю і водню, одержувані риформінгом або частковим окисленням вуглеводнів (синтез-газ). Каталізатор, використовуваний в способі за дійсним винаходом, є морденітним цеолітом, в який попереднім іонообміном або іншим шляхом вводять срібло. Структура морденіту добре відома і визначена, наприклад, в роботі 'Atlas of Zeolite Structure Types' by W.M. Meier and D.H. Olson, опублікованій by Structure Commission of the International Zeolite Association в 1978 p. Вона, крім того, характеризується індексом проникності 0,4 і відношенням діоксиду кремнію до оксиду алюмінію в інтервалі від 8:1 до 20:1. Фахівцям в даній галузі техніки добре відомо, що відношення діоксиду кремнію до оксиду алюмінію може бути збільшене з використанням методів деалюмінування, наприклад гідротермічною обробкою або кислотним вилуговуванням морденіту. Морденіт також володіє характерною порошковою рентгенограмою, яка відома добре фахівцям в даній галузі техніки. Переважний для здійснення способу за дійсним винаходом морденіт володіє відношенням діоксиду кремнію до оксиду алюмінію в інтервалі від 10:1 до 30:1, переважніше в інтервалі від 15:1 до 25:1, а найпереважніше в інтервалі від 18:1 до 22:1. Перед застосуванням як каталізатор в морденіт іонообміном або за іншим варіантом вводять срібло. Введення в морденіт срібла може бути здійснене за будь-яким методом, таким як добре відомі методи іонообміну, просочення і насичення до початкової вологості. Якщо морденіт необхідно наситити іонообміном до 100% здатних до катіо+ нообміну ділянок, обмін з катіонами Ag на цеоліті може бути здійснений з використанням добре відомої технології. У переважному варіанті рештою катіонів в морденіті після іонообміну є протони, унаслідок чого процес обміну зручно починати з амонієвої або водневої форми. 7 Як альтернатива іонообміну амонієва або воднева форма морденіту може бути просочена розчином солі срібла і надалі висушена. У переважному варіанті після введення металу або іонообміну морденіт кальцинують, наприклад на повітрі при високій температурі, зокрема від 500 до 600°С. Вміст срібла може бути виражений у вигляді ступеня заміщення на молярній основі атомів алюмінію (іонообмінних ділянок) морденіту сріблом. У переважному варіанті використовувані кількості є такими, щоб приготувати каталізатор, що має вміст срібла від 1 до 200 молярних % у перерахунку на одиницю об'єму алюмінію, зокрема від 50 до 150 молярних %, зокрема від 50 до 120 молярних % і від 50 до 80 молярних %. 100 молярних % срібла прирівнюється до вмісту срібла 14,18 мас.%. Морденіт, на додаток до атомів кремнію і алюмінію, може містити в каркасі цеоліту додаткові елементи. Такими елементами, що модифікують каркас, можуть бути, наприклад, галій і/або залізо. Елементи, що модифікують каркас, можуть бути введені в каркас за допомогою будь-якого звичайного засобу. Так, наприклад, морденіт може бути синтезований з використанням прийнятних попередників кремнію, алюмінію і елементів, що модифікують каркас. Так, зокрема, модифікований галієм морденіт може бути приготований реакцією між собою компонентів суміші, що включає білу сажу, нітрат галію і алюмінат натрію. Прийнятні способи одержання описані, наприклад, в WO 05/105720. Коли використовують елемент, що модифікує каркас, в доцільному варіанті морденіт може має відношення діоксиду кремнію до оксиду елементу, що модифікує каркас, в інтервалі від 10:1 до 50:1. У переважному варіанті спосіб за дійсним винаходом здійснюють пропусканням пари метанолу і газоподібного монооксиду вуглецю через нерухомий або псевдозріджений шар каталізатора, що витримується в умовах цільової температури і тиску. У доцільному варіанті спосіб здійснюють при температурі в інтервалі від 200 до 600°С, переважно від 250 до 400°С. У доцільному варіанті спосіб здійснюють під манометричним тиском в інтервалі від 10 до 200 бар, переважно від 10 до 150 бар, зокрема від 25 до 100 бар. Молярне відношення монооксиду вуглецю до спирту, такого як метанол, або його реакційноздатної похідної в доцільному варіанті знаходиться в інтервалі від 1:1 до 99:1, зокрема від 1:1 до 30:1. Середньочасова швидкість подачі газу (СШПГ) в доцільному варіанті знаходиться в інтервалі від -1 500 до 15000 год , зокрема від 2000 до 10000 год 1 . Перед застосуванням морденітний каталізатор активують шляхом, наприклад, витримки морденітного каталізатора протягом щонайменше однієї години при підвищеній температурі в струмені азоту, монооксиду вуглецю або водню. При необхідності безпосередньо перед шаром морденітного каталізатора спирт і/або реакційноз 94939 8 датна похідна як вихідний матеріал може бути введений в контакт з шаром оксиду алюмінію або корунду. У переважному варіанті спосіб за дійсним винаходом здійснюють по суті у відсутності галогенідів, таких як йодид. Під поняттям "по суті" мають на увазі, що вміст галогеніду, наприклад йодиду, у вихідних газах і каталізаторі складає менше 500 част./млн, а переважно менше 100 част./млн. Процес можна проводити як процес або в нерухомому шарі, псевдозрідженому шарі, або в рухомому шарі. Процес можна проводити як або безперервний, або періодичний процес, переважно як безперервний процес. Карбонова кислота, одержана згідно способу за дійсним винаходом, може бути видалена у формі пари і після цього сконденсована до рідини. Надалі ця карбонова кислота може бути очищена із застосуванням звичайних методів, таких як дистиляція. Коли продуктом процесу є складний ефір, такий як метилацетат, він може бути виділений і використаний як такий в якості вихідного матеріалу для інших хімічних процесів або він може бути гідролізований до відповідної карбонової кислоти із застосуванням відомих методів, таких як реакційна дистиляція. Винахід далі проілюстрований з посиланням на наступні приклади. Приклади з 1 по 3 Одержання А - приготування Н-морденіту Морденіт із значенням відношення діоксиду кремнію до оксиду алюмінію 20 (фірми Sudchemie) пресували під тиском 12 т в ступці з товкачем і потім просівали з виділенням фракції з розмірами частинок від 125 до 160 мкм. Далі 2,5 г морденіту кальцинували при температурі 600°C на повітрі із швидкістю нагрівання 1°С/хв до температури 500°С, витримували при 500°C протягом 30 хв, температуру підвищували із швидкістю 1°С/хв. до 550°С, витримували при 550°C протягом 30 хв, потім підвищували зі швидкістю 1°C /хв. до 600°C і витримували при 600°C протягом 180 хв. Одержання Б - приготування морденіту Cu (55). Морденіт із значенням відношення діоксиду кремнію до оксиду алюмінію 20 (фірми SudChemie) обробляли розчином ацетату міді до молярного вмісту, що відповідав заміщенню міддю 55% протонів, приєднаних до кислотних ділянок, із досягненням вмісту міді 4,88 мас.%. 1810 мкл розчину 1,0 моль/л ацетату міді змішували з 465 мкл води. Для розрахунку кількості води, адсорбованої на морденіті, з метою визначити кількість розчину металу, потрібного для досягнення цільового вмісту міді, встановлювали ВПП (втрати при прожарюванні, 600°C) морденіту (як правило від 10 до 20%, в цьому випадку 13%). Розчин добре перемішували за допомогою автоматичної розподільної системи. Потім морденіт просочували розчином ацетату міді. Після просочення морденіт залишали в умовах навколишнього середовища на шейкері протягом 2 год. Після струшування морденіт, що містив мідь, переносили в сушильну шафу з при 9 94939 мусовою конвекцією (повітря як атмосферне) при 80°C і витримували протягом 20 год. Після стадії сушки морденіт, що містив мідь, кальцинували на повітрі і нагрівали із швидкістю 1°С/хв до температури 500°С, витримували при 500°C протягом 30 хв, потім температуру підвищували із швидкістю 1°С/хв до 550°С, витримували при 550°C протягом 30 хв, потім підвищували із швидкістю 1°С/хв до 600°C і витримували при 600°C протягом 180 хв з подальшим охолодженням до кімнатних умов у струмені повітря. Далі морденіт, що містив мідь, просіювали з одержанням частинок, що володіли розмірами в інтервалі від 125 до 160 мкм. Одержання В - приготування морденіту Ag (55) Процес за методом приготування Б повторювали, за винятком того, що замість ацетату міді для процесу просочення використовували нітрат Ag в таких кількостях, при яких досягали значень вмісту Ag, що відповідали заміщенню протонів в морденіті 55 моль %. Реакції карбонілування Кожен із зразків морденітного каталізатора з H, Cu і Ag, приготованого так, як це представлено вище, використовували для одержання продуктів карбонілування карбонілуванням метанолу монооксидом вуглецю. Ці експерименти проводили в автоклавній проточній реакторній установці, що включала 16 ідентичних реакторів такого типу, як описано, наприклад, в WO 2005063372. Перед завантаженням зразка каталізатора в реактор шар корунду ситової фракції від 125 до 160 мкм поміщали у відповідну ємність для зразка каталізатора. 1-мілілітровий зразок каталізатора поміщали поверх шару корунду. Зразок каталізатора покривали шаром корунду з розмірами частинок від 250 до 500 мкм. Далі над зразком каталізатора за допомогою CO тиск доводили до цільового реакційного рівня в 30 бар при швидкості потоку 66,66 мл/хв. Потім каталізатор нагрівали із швидкістю 0,5°С/хв до температури витримки 220°С, при якій його витримували протягом періоду витримки 3 год. Надалі температуру підвищували до 300°C із швидкістю 0,5°С/хв також з подальшим періодом витримки 3 год. На цьому етапі активацію каталіза 10 тора вважали завершеною і включали подачу газу в суміш монооксиду вуглецю і водню із значенням співвідношення СО/Н2 4 при швидкості потоку 66,66 мл/хв і одночасно у вигляді пари подавали метанол при витраті 40 мл/хв з досягненням співвідношення СО:Н2:МеОН у всьому початковому матеріалі приблизно 80:20:1 в перерахунку на молярну основу. Для урівноваження коливань тиску між виходами з 16 реакторів вводили також азот із змінною швидкістю від 0 до 50 мл/хв. Потік, що виходив з реактора, направляли в газовий хроматограф для визначення концентрації реагентів і продуктів карбонілування. У прикладі 1 реакції давали можливість продовжуватися протягом 84,2 год в умовах 300°С, 30 бар, середньочасової швидкості подачі газу (СШПГ) 4000/год. при співвідношенні СО:Н2:МеОН в початковому матеріалі 79,2:19,8:1. Після 84,2 год. подачу MEOH збільшували з 1 до 2 молярних % з досягненням співвідношення СО:Н2:МеОН в початковому матеріалі 78,4:19,6:2 і реакцію продовжували протягом в цілому 155,2 год. У прикладі 2 реакції давали можливість продовжуватися протягом 164,4 год. в умовах 300°С, 30 бар, середньочасової швидкості подачі газу (СШПГ) 4000/год. при співвідношенні СО:Н2:МеОН в початковому матеріалі 79,2:19,8:1. Після 164,4 год. подачу MEOH збільшували з 1 до 2 молярних % з досягненням співвідношення СО:Н2:МеОН в початковому матеріалі 78,4:19,6:2 і реакцію продовжували протягом в цілому 233,3 год. У прикладі 3 реакції давали можливість продовжуватися протягом 168,9 год. в умовах 300°С, 30 бар, середньочасової швидкості подачі газу (СШПГ) 4000/год. при співвідношенні СО:Н2:МеОН в початковому матеріалі 79,2:19,8:1. Після 168,9 год. подачу MeOH збільшували з 1 до 2 молярних % з досягненням співвідношення СО:Н2:МеОН в початковому матеріалі 78,4:19,6:2 і реакцію продовжували протягом в цілому 239,3 год. Результати прикладів з 1 по 3 (відповідно Нморденіт, мордент із вмістом Cu 55 молярних % і морденіт із вмістом Ag 55 молярних %) представлені нижче в таблиці 1. Таблиця 1 Приклад Промоторний метал Вміст металу (молярних %) 1 Відсутній 0 2 Cu 55 3 Ag 55 Приклади з 4 по 16 Приготування морденіту з Cu при значеннях вмісту 5 і 110 молярних % Експеримент за приведеним вище методом приготування Б повторювали, винятком того, що в Робочий цикл (год.) 16,8 155,2 16,2 154,4 233,3 16,1 156,3 239,3 ОПР за AcOH (г/кг/год.) 24,8 3,2 55,6 24,4 12,2 101,4 54,6 22,8 ОПР за AcOH (г/кг/год.) 13,8 32,7 22,4 59,4 83,8 5,9 60,8 129,9 процесі просочення замість ацетату міді використовували нітрат міді, Cu(NO3)23H2O, в таких кількостях, при яких досягали значень вмісту Cu, еквівалентних заміщенню протонів в морденіті 5 і 110 молярних %. 11 94939 Приготування морденіту з Ag при значеннях вмісту 5 і 110 молярних % Експеримент за приведеним вище методом приготування Б повторювали, за винятком того, що в процесі просочення замість ацетату міді використовували нітрат срібла в таких кількостях, при яких досягали значень вмісту Ag, еквівалентних заміщенню протонів в морденіті 5 і 110 молярних %. Приготування морденіту з Ir Експеримент за приведеним вище методом приготування Б повторювали, за винятком того, що для процесу просочення замість ацетату міді використовували гідрат трихлориду іридію, IrCl3гідрат, розчинений у воді (оброблений кип'ятінням із зворотним холодильником протягом □20 год.), у таких кількостях, при яких досягали значень вмісту Ir, еквівалентних заміщенню протонів в морденіті 5, 55 і 110 молярних %. Приготування морденіту з Ni Експеримент за приведеним вище методом 12 приготування Б повторювали, за винятком того, що для процесу просочення замість ацетату міді використовували нітрат нікелю, Ni(NO3)26H2O, в таких кількостях, при яких досягали значень вмісту Ni, еквівалентних заміщенню протонів в морденіті 5,55 і 110 молярних %. Одержання продуктів карбонілування Кожен із зразків морденітного каталізатора з Cu, Ag, Ni і Ir, приготованого так, як це представлено вище, а також Н-морденіт і морденітні каталізатори з Cu (55) і Ag (55), приготовані так, як викладено вище в процесах приготування відповідно А, Б і В, використовували як каталізатор при карбонілуванні метанолу монооксидом вуглецю. Реакції карбонілування проводили із застосуванням вищеописаного в прикладах з 1 по 3 методу, використовуючи вихідний матеріал при молярному співвідношенні СО:Н2:МеОН 79,2:19,8:1. Результати прикладів з 4 по 16 після приблизно 40 год. робочого циклу представлені нижче в таблиці 2. Таблиця 2 Приклад 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Вміст Промоторний меметалу тал (%) відсутній 0 Ag 5 Cu 5 Ir 5 Ni 5 Ag 55 Cu 55 Ir 55 Ni 55 Ag 110 Cu 110 Ir 110 Ni 110 Робочий цикл (год.) ОПР за ACOH -1 -1 (г(кг год ) ОПР за MeOAc -1 -1 (г(кг год ) 39,2 41,0 42,0 41,8 40,1 40,6 40,9 40,0 40,6 40,7 41,7 36,3 39,8 13,0 43,1 7,5 47,2 12,8 91,5 38,1 23,1 60,9 86,1 75,0 21,5 54,6 28,0 31,6 39,8 5,4 31,2 24,2 45,5 4,0 38,3 25,0 16,3 14,7 46,4 ОПР за ацетилом є сукупною ОПР (об'ємна продуктивність каталізатора) за MeOAc і AcOH в AcOH еквівалентах, тобто ОПР за ацетилом рівна ОПР за AcOH + {ОПР MeOAc □ (60,05/74,08)}. Комп’ютерна верстка А. Крулевський ОПР за ацетилом -1 -1 (кг год ) 35,7 68,8 39,8 51,6 38,1 111,1 75,0 26,4 91,9 106,4 88,2 33,4 92,2 Як показують дані таблиці 2, застосування морденіту з Ag забезпечує досягнення результатів, що перевершують результати, що досягаються із застосуванням морденітів, що містять Cu, Ir і Ni, і Н-морденіту. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюProcess for preparation of carboxylic acid and/or ester thereof and catalyst used in said process
Автори англійськоюKaiser Harry, Law David John, Schunk Stephan Andreas, Sunley John Glenn
Назва патенту російськоюСпособ получения карбоновой кислоты и/или ее эфирного производного и катализатор, используемый в способе
Автори російськоюКайзер Гарри, Ло Девид Джон, Шунк Штефан Андреас, Санли Джон Гленн
МПК / Мітки
МПК: C07C 53/08, C07C 51/12, B01J 29/22
Мітки: кислоти, одержання, застосовують, ефірної, спосіб, способи, похідної, карбонової, каталізатор
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-94939-sposib-oderzhannya-karbonovo-kisloti-i-abo-efirno-pokhidno-ta-katalizator-yakijj-zastosovuyut-v-sposobi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб одержання карбонової кислоти і/або її ефірної похідної та каталізатор, який застосовують в способі</a>
Попередній патент: Офтальмічна композиція для лікування клінічних симптомів очної алергії, що містить алкафтадин або його похідне (варіанти)
Наступний патент: Композиції на основі пробіотичних мікроорганізмів, гранули, які їх містять, спосіб їх одержання та їх застосування
Випадковий патент: Рятувальний жилет толбатова