Катализатор для окисления метанола в метилформиат и способ его получения

 

Изобретение касается каталитической химии, в частности получения катализатора,(КТ) для окисления метанола в метилформиат- МФ) - полупродукт для синтеза диметилформамида. Для упрощения процесса и повышения активности КТ на основе палладия вводят в него 1,10-фенантролин в молярном соотношении (15-3):1, растворяют в метаноле и обрабатывают водородом. В КТ содержится 62-90 мас.% палладия и остальное 1,Ю-фенантролин, При окислении метанола в присутствии КТ обеспечивается производительность процесса по МФ с 1 л реакционного объема до 200 г/ч. Активность КТ воз« растает в 8-12 разо 2 СэП,, ф-лы, 1 табло

СО1ОЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4130894/23 04 (22) 08.10.86 (46) 30.09.88. Бюл. М 36 (72) М.Н.Варгафтик, В.П.Загородников, И,И,Моисеев, Ю.А.Паздерский, М.К.Старчевский, В.В.Лецюк, Г.В.Шемелев, Я.В.Ластовяк, С.Л.Гладий и П.И.Пасич (53) 6о ° 097.3 (0888) (56) Европейский патент 11 0060718, кл. С 07 С 69/06, опублик. 1982. (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ МЕТА

НОЛА В МЕТИЛФОРМИАТ И СПОСОБ ЕГО ПО

ЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение касается каталити ческой химии, в частности получения (51> 4 В 01 J 23/44, 31/02, 37/pp °

С 07 С 69/06 катализатора,1 КТ) для окисления ме танола в метилформиат -(МФ1 поду» продукт для синтеза диметилформамида.

Для упрощения процесса и повышения активности КТ на основе палладия вво дят в него 1,10-фенантролин в моляр ном соотношении (153):1, растворяют в метаноле и обрабатывают водородом.

В.КТ содержится 62 90 мас,Ж налладия и остальное 1,10 фенантролин. При окислении метанола в присутствии КТ обеспечивается производительность процесса по МФ с 1 л реакционного объема до 200 г/ч. Активность КТ воз растает в 8-12 раз. 2 с,п. ф-лы, 1 табл.

1426631

Изобретение относится к гомоген, ным катализаторам для окисления метанола в метилформиат.

Метилформиат является важным полупроцуктом органического синтеза и используется для получения муравьиной кислоты и диметилформамида.

Целью изобретения является повь1 шение активности и селективности катализатора и упрощение способа приготовления.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами

Пример t. Метоцика приготовления катализатора.

2.„0 r (0,009 моль) ацетата падладия и 0,2 г (0,001 моль) 1,.10--фенантролина (рЬеп) растворяют в 250 мл метанола, Малярное соотношение ацета- 20 та палладия (П) к 1,10-фенантролину

9:1. Раствор вакуумируют и затем насыщают водородом при 20 С и 1 атм при непрерывном перемешивании в течение 30 мин. Затем реактор продувают 25 азотом и отгоняют в токе азота мета1, Катализатор для окисления мета нала в метилформиат на основе падла дия, отличающийся тем, что, с целью повышения активности и селективности катализатора, он дополнительно содержит ),l0-фенантролин нол „

Получают I 0 г катализатора (выход количественный), Катализатор представляет собой щ вещество темно »коричневого цвета, хороша растворимое в метаноле, уксус ной кислоте, ацетонитриле. Согласно данным элементного BHanHsa полученный катализатор содержит, мас„%:

Палладий 82,6

1,1ОФенантро лин l7,4

Применять катализатор более удоб" но в метанольном растворе, в котором „ .его получают, т.е. выделять его из маточного раствора нет необходимости.

Таким образом,. катадизатор можно по дучать непосредственно в реакторе окисления метанола в метилформиат.

Пример 2. Окисление метанола в метилформиат под действием предлагаемого катализатора.

В проточный по кислороду термоста тированный реактор помещают 50 мл метанола, содержащего 1,8 г катали

50 затора. Содержание катализатора s реакционной смеси составляет 36 г/л.

Катализатор содержит 82,6 мас.% пал ладия и 17,4 мас.% l 10-фенантролина.

Температуру s реакторе повьш ают до

50 С и пропускают через реактор кис дород со скоростью ЗО л/ч на протяже нии 3 ч.

Концентрацию продуктов реакции окисления метанола определяют методом газовой хроматографии:метилформиат - колонка 200 0,3 см, 10% нонил фталата на хроматоне, двуокись углеро. да и воду - колонка 250 0,3 см, полисорб-l..

Выход метилформиата составляет

30,9 r (0,51 моль), двуокиси углерода - 1,35 r (0,03 моль). Конверсия метанола 84,3%, Согласно данным анализа и материального баланса формальдегид и муравьиная кислота не образуются. Селективность превращения метанола в метилформиат 97,1%.

Съем метилформиата с 1 л реакционного объема равен 206 г/ч. Съем метилформиата с 1 r катализатора составляет 5,72 г/ч, В таблице приведены данные о влиянии соотношения палладия и 1,10-фенантролина в катализаторе на его активность и селективность.

Катализатор с различным содержанием палладия и 1,10-фенантролина полу чают согласно примеру 1, изменяя ис ходное соотношение ацетата палладия (П) и 1,10-фенантролина, Загрузка катализатора составляет 0,6 г. Скорость подачи кислорода 10 л/ч. Температура в реакторе 50 С. Бремя реакции 10 ч.

Таким образом, предлагаемый катализатор обладает активностью в 8-12 раз превышающей активность катализа тора-прототипа. Съем метилформиата с 1 л реакционного объема достигает

200 г/ч.

Использование предлагаемого способа окисления метанола в метилформиат позволит избежать применения дефицитной муравьиной кислоты и дорогостоящего коррозионностойкого оборудования (в случае этерификации) или значительно уменьшить капитальные и энергетические затраты (в случае кар бонилирования метанола).

Формула изобретения

14266

Предлагаемый спосо

145,i

4,03

60,1

96,0

67,0

3,0

5,20

187,2

76,7

96,3

74,5

5 0

5,49

77,7

80,9

6,0

97,2

82,6

5,72

84,3

8,0

97,0

5,68

83,1

83,7

8,3

97,3

4,93

85,9

10,4

72,7

96,8

4,18

61ьб

15;0

96,4

53 7

8l,7

33,5

2,27

2,3

95,8

17,6

73,4

2,04

91,2

96,0

30,1

16,6

0,064

10,0

90,0

Известный способ

100

153

60 0

0,28

60,0

Ф

Съем метилформиата с 1 л реакционного объема в 1 ч рассчитывают для концентрации катализатора в реакционной смеси 36 г/л, Составитель Н.Путова

Техред М.Дндык

Корректор М.Демчик

Редактор Л.Веселовская

Заказ 4800/8 Тираж 519

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., p. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 при следуишем содержании компонентов мас„%:

Палладий 62-90

1,10-@енантролин 0 ст ально е

2. Способ получения катализатора для окисления метанола в метилформиат на основе палладия, о т л и ч а в31

4 шийся тем, что, с целью упроще» ния способа приготовления катализатора и получения катализа,ора с повышенной активностью и селективностьм, ацетат палладия н 1,10-фенантролин берут в молярном соотношении (153):1 и раст эорянт э метаноле, полученный раствор обрабатывант водородом, 197,6

206,0

204,5

177,5

150,5