Способ получения винилацетата

 

Изобретение относится к технологии получения винилацетата ацетоксилированием этилена. Винилацетат получают взаимодействием этилена, уксусной кислоты и кислорода в реакторе с псевдоожиженным слоем катализатора, для чего осуществляют подачу этилена и уксусной кислоты в реактор через одно или большее число впускных отверстий, а подачу кислородсодержащего газа в реактор ведут по крайней мере еще через одно впускное отверстие. В результате обеспечивают совместное объединение кислородсодержащего газа, этилена и уксусной кислоты и их контактирование с псевдоожиженным катализатором. Затем извлекают полученный винилацетат из реактора с псевдоожиженным слоем. Катализатор включает палладий и имеет общую формулу Pb - М - А, где М - металл, например кадмий, медь, марганец, кобальт и др., А - щелочной металл или смеси щелочных металлов. Предпочтительно диаметр частиц катализатора находился в пределах: 60% менее 0,2 мм и не более 40% частиц - 0,004 мм. Процесс ведут при давлении 35,2 - 14,06 кг/см² и температуре 100 - 250^oС. Достигается повышение эффективности процесса за счет применения реактора с псевдоожиженным слоем катализатора. 15 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Настоящее изобретение относится к способу в псевдоожиженном слое для оксацилирования олефинов или диолефинов. В частности, настоящее изобретение относится к способу в псевдоожиженном слое для получения винилацетата из этилена, уксусной кислоты и кислородсодержащего газа в присутствии псевдоожиженного катализатора. Более конкретно настоящее изобретение относится к процессу в псевдоожиженном слое для получения винилацетата с использованием палладий-золото-калиевого псевдоожиженного катализатора.

Известно промышленное получение винилацетата совместным взаимодействием этилена, уксусной кислоты и кислорода в газовой фазе в присутствии катализатора неподвижного слоя, содержащего палладий, металл промотора и ацетат щелочного металла. Обычно компоненты катализатора неподвижного слоя содержат подложку из пористого носителя, такого как диоксид кремния, диоксид циркония или оксид алюминия. Есть различные патенты, например, патент США 3759839 и патент Великобритании 1266623, которые раскрывают получение винилацетата с использованием палладий-промотированного катализатора. В каждом из этих патентов делается ссылка на использование процесса в псевдоожиженном слое. Однако ни в одном из этих патентов нет никакого упоминания о каком-нибудь способе или аспекте технологических процессов в псевдоожиженном слое, которые бы давали неожиданно лучшие или экономические преимущества по сравнению с процессом в неподвижном слое. Фактически в каждом из этих источников обычными условиями, при которых происходит процесс, являются условия неподвижного слоя.

Ближайшим аналогом данного изобретения является способ по патенту США 3759839.

Имеются многочисленные недостатки, связанные с процессом получения винилацетата в процессе в неподвижном слое. Некоторыми из этих недостатков являются: 1. Используемый катализатор непрерывно дезактивируется в реакторе с неподвижным слоем катализатора с течением времени. Это приводит к снижению получения винилацетата. Таким образом, система производства и извлечения продукта должна проектироваться в расчете на то, чтобы иметь дело с высокими начальными уровнями выхода винилацетата и при снижении уровней выхода винилацетата часть цепочки извлечения продукта не используется, и таким образом капитал растрачивается попусту.

2. Неподвижный слой катализатора подвергается неравномерным температурам на протяжении все длины реактора. Катализатор, испытывающий действие чрезвычайно высоких температур, обычно подвергается преждевременному износу. Катализатор, находящийся в зонах с температурами ниже требуемой рабочей температуры, не будет оптимально реагировать для получения максимального количества винилацетата.

3. Превращение этилена во время прохождения ограничивается уровнем кислорода, который подается в реактор с неподвижным слоем катализатора. При работе с неподвижным слоем катализатора кислород предварительно смешивается с этиленом и/или растворителем и потоком уксусной кислоты до ввода в реактор. Эта полная композиция подаваемой смеси должна находиться за пределами зоны воспламенимости или в результате будет существовать риск взрыва или пожара. Соответственно, количество кислорода, который может подаваться в реактор, ограничивается пределами воспламенимости смеси.

4. Винилацетатная реакция в неподвижном слое серьезно ограничивается диффузией. Соответственно, прилагались большие усилия для создания катализаторов, в которых активные компоненты находятся в тонкой оболочке на поверхности частиц. Неподвижный слой катализаторов, которые имеют равномерное рассеяние активного материала по всей частице, обычно производят гораздо меньше фунтов винилацетата на фунт благородного металла, чем катализаторы типа оболочки.

5. В обычном технологическом процессе с неподвижным слоем катализатора активатор катализатора (ацетат калия) должен непрерывно добавляться в ходе реакции. Это означает, что активатор добавляют на вход реактора с неподвижным слоем катализатора для замены активатора, который выходит из реактора. Этот способ добавления активатора приводит к неравномерному распределению активатора в катализаторе, что в свою очередь приводит к зонам менее активного и более активного катализатора.

Процесс в псевдоожиженном слое по настоящему изобретению усложняет многие из недостатков обычной производственной работы с неподвижным слоем и достигает неожиданно лучших результатов по сравнению с процессами в неподвижном слое. Преимущества в псевдоожиженном слое по настоящему изобретению более полно описаны ниже.

Задача настоящего изобретения состоит в разработке способа в псевдоожиженном слое для оксацилирования олефинов или диолефинов.

Следующая задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить процесс в псевдоожиженном слое для получения винилацетата из этилена, уксусной кислоты и кислорода.

Еще одна задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать способ в псевдоожиженном слое для получения винилацетата с использованием псевдоожиженного основного катализатора на базе палладия или палладия-золота-калия.

Другие задачи и преимущества изобретения сформулированы частично в нижеследующем описании или частично станут очевидными из этого описания, или посредством применения изобретения на практике. Эти задачи и преимущества настоящего изобретения могут быть достигнуты и осуществлены с помощью методов и комбинаций, подробно указанных в прилагаемой формуле изобретения.

Поставленная задача решается способом получения винилацетата взаимодействием этилена, уксусной кислоты и кислорода путем подачи этилена, уксусной кислоты и кислородсодержащего газа в реактор с псевдоожиженным слоем катализатора, в котором согласно изобретению подачу этилена и уксусной кислоты в реактор осуществляют через одно или большее число впускных отверстий, а подачу кислородсодержащего газа осуществляют через по крайней мере еще одно впускное отверстие, обеспечивая совместное объединение кислородсодержащего газа, этилена и уксусной кислоты в реактор с псевдоожиженным слоем катализатора, где указанные этилен, уксусная кислота и кислородсодержащий газ контактируют с псевдоожиженным слоем катализатора и полученный винилацетат извлекают из реактора с псевдоожиженным слоем.

В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения этилен и уксусную кислоту подают в реактор в виде газообразной смеси одно или большее число впускных отверстий.

В другом варианте выполнения настоящего изобретения кислородсодержащий газ подается в реактор больше чем через одно впускное отверстие.

Еще в одном предпочтительном варианте настоящего изобретения газообразная смесь этилена и уксусной кислоты содержит кислород в количестве ниже его предела воспламеняемости в смеси.

В другом предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения псевдоожиженный катализатор, используемый в способе по настоящему изобретению, содержит катализатор, имеющий следующую формулу: Pd-M-A, где M обозначает Ba, Au, Cd, Bi, Cu, Mn, Fe, Co, Ce, U и их смеси, и A представляет собой щелочной металл или его смеси (предпочтительно калий). Обычно концентрация палладия и щелочного металла в катализаторе составляет от 0,1 до 5,0 вес. % палладия, предпочтительно от 0,5 до 2,0 вес.%; более чем 0 до 10 вес. %, предпочтительно от 0,01 до 5 вес.% щелочного металла. Кроме того, процентная концентрация M по весу может находиться в диапазоне от 0 до примерно 5 вес. %, предпочтительно более чем от 0 до 5 вес.%, особенно предпочтительно от 0,1 до 3 вес.%.

Еще в одном предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения количество катализатора, содержащего другие псевдоожиженные твердые вещества (например, инертные частицы, такие как диоксид кремния), присутствующее в реакторе с псевдоожиженным слоем, поддерживается на уровне, достаточном для рассеяния тепла, образующегося во время реакции, с тем, чтобы реакция могла продолжаться без повреждения катализатора.

Еще в одном предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения псевдоожиженный катализатор содержит по крайней мере 60% частиц катализатора с диаметром меньше 200 микрон (0,2 мм) и не больше чем 40% частиц, имеющих диаметр меньше 40 микрон (0,04 мм). Предпочтительно, чтобы по крайней мере 50% частиц катализатора составляли частицы с диаметром меньше 100 микрон (0,1 мм) и не больше чем 40% частиц с диаметром меньше 40 микрон (0,04 мм).

Предпочтительно поддерживать концентрацию этилена в объединенных газообразных исходных веществах, вводимых в реактор, между 30 и 70 об%.

Концентрацию газообразной уксусной кислоты в объединенных газообразных исходных веществах, вводимых в реактор, предпочтительно поддерживать в пределах примерно от 10 до 25 об.%.

Концентрацию кислорода в объединенных газообразных исходных веществах, вводимых в реактор, желательно поддерживать примерно от 8 до 25 об.%.

Желательно осуществлять рециркуляцию по крайней мере части непрореагировавших уксусной кислоты, этилена и кислорода в реактор с псевдоожиженным слоем.

Предпочтительно проводить восстановление по крайней мере части вещества псевдоожиженного катализатора, выходящего из реактора с псевдоожиженным слоем, и затем поворотно возвращают указанное вещество в реактор с псевдоожиженным слоем.

Предпочтительно способ вести при избыточном давлении в диапазоне от примерно 50 до 200 фунтов на квадратный дюйм (от 3,52 до 14,06 см²) и температура в диапазоне от примерно 100 до 250^oC.

Режим процесса в псевдоожиженном слое по настоящему изобретению устраняет некоторые из недостатков, описанных ранее, в промышленном производстве винилацетата с катализатором неподвижного слоя. В процессе в псевдоожиженном слое катализатор непрерывно равномерно смешивается в реакторе, приводя к значительному улучшению в равномерном добавлении промотора, даже если он вращается через одно впускное отверстие. Кроме того, работа с псевдоожиженным слоем дает возможность непрерывного удаления части дезактивированного катализатора и непрерывной замены катализатора во время работы. Это приводит к установившимся эксплуатационным характеристикам. Кроме того, реактор с псевдоожиженным слоем является почти изотермическим по конструкции, что минимизирует дезактивацию катализатора в результате воздействия чрезмерного тепла. Наконец, в процессе с псевдоожиженным слоем по настоящему изобретению кислород обычно не смешивается с углеводородом до тех пор, пока они не окажутся внутри реактора. Следовательно, катализатор присутствует, когда исходные реакционные смеси сначала смешиваются при реакционной температуре и сразу же продолжается реакция. Это означает, что парциальное давление кислорода сразу же начинает падать. Вместо этого кислород может подаваться с кислородсодержащим газом как при обычной работе с неподвижным слоем, когда дополнительный кислород может барботироваться в реактор через отдельное впускное отверстие. Эта уникальная особенность процесса в псевдоожиженном слое дает возможность безопасно использовать значительно более высокие уровни кислорода в превращении уксусной кислоты и этилена в винилацетат без опасности воспламенения. Использование более высоких уровней кислорода допускает возможность значительно более высоких уровней химического превращения этилена и уксусной кислоты, чем это возможно при процессах в неподвижном слое. Отношение суммы этилена и уксусной кислоты к кислородсодержащему газу, вводимому в реактор, может находиться в пределах воспламеняемости для названной смеси.

На чертеже представлена схематическая иллюстрация способа по настоящему изобретению.

В основном процесс по настоящему изобретению включает в себя получение винилацетата в реакторе с псевдоожиженным слоем, включающий подачу этилена и уксусной кислоты в реактор с псевдоожиженным слоем, предпочтительно в газообразном состоянии, по крайней мере через одно впускное отверстие, подачу кислородсодержащего газа в реактор с псевдоожиженным слоем по крайней мере через одно второе впускное отверстие, совместное объединение кислородсодержащего газа, этилена и уксусной кислоты в реакторе с псевдоожиженным слоем при контакте с псевдоожиженным катализатором для обеспечения взаимодействия этилена, уксусной кислоты и кислорода для получения винилацетата и извлечения винилацетата из реактора с псевдоожиженным слоем.

Ниже со ссылкой на чертеж подробно описана общая схема процесса в псевдоожиженном слое по настоящему изобретению для ацетоксилирования этилена при получении винилацетата (или вообще оксацилирования олефинов и диолефинов).

Реактор 7 с псевдоожиженным слоем, содержащий псевдоожиженный микросферический катализатор, оборудован охлаждающим змеевиком 9, который обеспечивает перенос тепла от реактора. В реактор 7 через линию 3 вводится смесь этилена и уксусной кислоты. Эта смесь рассеивается в реакторе 7 через сетку или разбрызгиватель (не показан). Следует иметь в виду, что смесь этилена и уксусной кислоты может частично подаваться посредством повторного их цикла через линию 31. Кроме того, кислород может добавляться к потоку, подаваемому через линию 3, при условии, что концентрация кислорода в потоке поддерживается более низкой, чем концентрация, которая приводит к образованию воспламеняемой смеси.

Кислород подается в реактор через линию 1 отдельным потоком и рассеивается в реакторе через отдельную газорассеивающую сетку или разбрызгиватель (не показан). Кислород может добавляться в чистом виде или как смесь с инертным газом, таким как азот или диоксид углерода. Этот поток кислорода может также смешиваться с низкими уровнями углеводородов, таких как этилен или уксусная кислота, при условии, что смесь все еще находится за пределами воспламеняемости. Поскольку газовые потоки, подаваемые через линии 3 и 1, никогда не смешиваются до ввода в реактор и после инициирования реакции катализатором в реакторе, то не образуется никаких воспламеняющихся газовых смесей.

Вытекающие газовые потоки, образующиеся в реакторе 7, пропускаются через систему 13 циклона и/или фильтра, которая отделяет любой выходящий твердый катализатор от полученного газообразного продукта. Затем катализатор возвращается в реактор через линию 15 или собирается для регенерации металлов через линию 16. В предпочтительном варианте выполнения новый катализатор может подаваться вместе с рециркулированным катализатором через линию 14. Кроме того, вместе с новым катализатором через линию 14 к каталитической системе может частично или полностью добавляться вещество промотора, чем исключается или дополняется потребность в добавлении промотора через линию 5.

Поток газообразного продукта реакции, выходящий из верха циклона или фильтрам 13, идет к блоку 19 отделения продукта через линию 17, где неочищенный поток винилацетата извлекается через линию 21. Может использоваться любая методика извлечения и очистки, известная в этой области, включая методику по патенту США 3759839, включенному в настоящее описание посредством ссылки, или по патенту Великобритании 1266623. Остальной поток, содержащий непрореагировавшие этилен, уксусную кислоту, двуокись углерода (и/или другие инертные газы) и кислород, транспортируется через линию 20 для повторного цикла в реактор с псевдоожиженным слоем. Для предотвращения чрезмерного скопления инертных газов, содержащих двуокись углерода в потоке рециркуляции, поток с небольшим скольжением транспортируется через линию 23 к блоку извлечения инертных газов 25, где инертные газы извлекаются и транспортируются через линию 27 для удаления, тогда как остальной поток рециркуляции транспортируется через линию 28 обратно в линию 31 для повторного введения в реактор 7. К потоку 31 рециркуляции через линию 29 может подаваться свежий этилен. К потоку рециркуляции через линию 4 может подаваться свежая уксусная кислота для введения в реактор 7 через линию 3.

Процесс в основном проводится при повышенных давлениях. Обычно используются избыточные давления в диапазоне от 50 до 200 фунтов на квадратный дюйм, предпочтительно в диапазоне от 75 до 150 фунтов на квадратный дюйм. Температура реактора обычно может быть в диапазоне от 100 до 250^oC, причем предпочтительнее всего температуры в диапазоне от 135 до 190^oC. Вообще более высокие температуры могут использоваться с большим преимуществом при более низких давлениях.

Исходные газообразные концентрации этилена, уксусной кислоты и кислорода могут меняться. Обычными используемыми диапазонами являются следующие: этилен - от 30 до 70%, предпочтительно от 35 до 65%, наиболее предпочтительно от 40 до 60%; уксусная кислота - от 10 до 25%, предпочтительно от 12 до 22%, наиболее предпочтительно от 15 до 20%; кислород - от 8 до 25%, предпочтительно от 9 до 15%.

Баланс потоков составляется из инертного вещества, такого как диоксид углерода, азот, аргон или гелий. Главное ограничение на состав подаваемых веществ состоит в том, чтобы газовый поток, выходящий из реактора с псевдоожиженным слоем, находился за пределами зоны воспламеняемости. Этот уровень регулируется количеством кислорода в исходной подаче, степенью кислородного превращения в реакторе и концентрацией инертного газа в вытекающем потоке.

Следующие ниже примеры приводятся только с целью иллюстрации настоящего изобретения.

Пример 1. Получение катализатора неподвижного слоя по описанию к патенту США 5185308 Обычный катализатор неподвижного слоя, содержавший 0,91 вес.% палладия, 0,34 вес.% золота и 3,2 вес.% калия на сферических частицах двуокиси кремния КА - 160 (5 мм), приготавливали следующим образом.

Соответствующие весовые количества Na₂PdCl₄ и HAuCl₄ растворяли в 8,7 мл дистиллированной воды и этим раствором пропитывали 15 г сферических частиц доксида кремния КА-160. Мокрый твердый материал выдерживали в спокойном состоянии в течение нескольких часов. Затем в массу мокрого твердого материала выливали водный раствор метасиликата натрия. Этот твердый материал вновь выдерживали в спокойном состоянии в течение ночи. Далее в раствор, покрывающий каталитические сферические частицы, добавляли водный раствор гидразингидрата. Твердый материал выдерживали в спокойном состоянии в течение ночи. Затем давали жидкости стечь с твердого материала, который промывали дистиллированный водой для удаления солей хлористоводородной кислоты. Твердый материал высушивали при температуре 60^oC, после чего его пропитывали соответствующим количеством ацетата калия в виде водного раствора и готовый катализатор высушивали при температуре 60^oC.

Эффективность катализатора определяли в нижеследующих условиях: Исходный материал: - C₂H₄:HOAc:O₂:He=53,1:10,4:7,7:28,6 Среднечасовая скорость подачи газа: - 3850/ч Температура: - 150^oC (в горячей точке) Избыточное давление: - 115 фунтов/кв.дюйм (7,08 кг/кв.см)
Количество загруженного катализатора: - 2,50 г
Разбавитель для катализатора: - 30 мл стеклянных шариков (4 мм)
В результате оценки этого катализатора была достигнута селективность в отношении винилацетата 94,2% при конверсии этилена 8,0% (в пересчете на полученные данные о конверсии кислорода 32.2%).

Пример 2. Получение псевдоожиженного катализатора
В соответствии с предпочтительным вариантом способа, осуществляя вышеуказанные стадии, получали катализатор целевого состава, который соответствовал содержанию 0,90 вес.% палладия, 0,40 вес.% золота и 3,1 вес.% калия.

В 128 г дистиллированной воды растворяли 8,57 г Na₂PdCl₄ и 2,18 г HAuCl₄. Затем этот раствор осторожно добавляли к 210 г сферических частиц носителя из диоксида кремния (продукт КА-160, фирма "Sud Chemie"). Смесь раствора с носителем подвергали интенсивному перемешиванию и обработке осторожным встряхиванием, обеспечивая равномерное покрытие. Далее смесь выдерживали в спокойном состоянии в течение 2 ч при комнатной температуре, в результате чего носителем был абсорбирован практически весь раствор. В пропитанный носитель выливали раствор 15,1 г метасиликата натрия, растворенного в 252 г дистиллированной воды. Эту смесь выдерживали в спокойном состоянии в течение 3 ч. Далее добавляли 26,8 г гидразингидрата и смесь выдерживали в спокойном состоянии в течение ночи. После этого твердые сферические частицы тщательно промывали дистиллированной водой, удалив из твердого материала хлориды.

Твердый материал высушивали при температуре 60^oC в течение ночи, а затем высушенные твердые сферические частицы дробили. 200 г раздробленного катализатора измельчали в течение ночи совместно со 133,3 г золя диоксида кремния (30 вес. % SiO₂) с водой в количестве, достаточном для достижения консистенции материала, способного подвергаться помолу. Затем каталитическую суспензию высушивания распылением с получением микросферических частиц. Далее 15-граммовую порцию твердого материала в форме микросферических частиц пропитывали 0,75 г ацетата калия, растворенного в 10 г дистиллированной воды. Этот твердый материал высушивали при температуре 60^oC в течение ночи. Микроскопическое исследование готового катализатора указало на наличие микросферических частиц хорошей формы.

Оценку этого катализатора произвели в 40-миллилитровом реакторе псевдоожиженного слоя в условиях, которые указаны в примере 1, за исключением того, что каталитический слой при этом состоял из 7,5 г катализатора, разбавленного носителем псевдоожиженного слоя из инертного диоксида кремния, количество которого было достаточным для достижения общего объема слоя 30 мл. Была достигнута конверсия этилена 5,2% при селективности в отношении винилацетата (BA) 93,7%, что указывало на эффективность использованного способа приготовления.

Примеры 3-7. Влияние переменных параметров процесса на эксплуатационные характеристики псевдоожиженного катализатора
Катализатор, приготовленный по примеру 2, испытывали на определение влияния содержания кислорода в исходных материалах, объемной скорости и температуры на эффективность. Процентное содержание этилена в сырье поддерживали на постоянном уровне, а концентрацию азота в сырье снижали по мере повышения содержания кислорода или уксусной кислоты.

Наблюдения дали нижеследующие результаты.

Данные таблицы (см. в конце описания) показывают, что хорошие селективность и конверсия сохраняются в широком диапазоне переменных параметров в исходных материалах.

Пример 8. Получение псевдоожиженного катализатора
6,80 г Na₂PdCl₄ и 1,73 г HAuCl₄ растворяли в 110 г дистиллированной воды и этим раствором пропитывали 200 г сферических частиц (5 мм) диоксида кремния КА-160. После выдержки в спокойном состоянии мокрого твердого материала в течение 2 ч к нему добавляли раствор 12,0 г Na₂SiO₃ в 240 г дистиллированной воды, осторожно перемешивали и твердый материал выдерживали в спокойном состоянии в течение 2 ч. К этой смеси добавляли 21,3 г 55%-ного гидразингидрата. Смесь выдерживали в спокойном состоянии в течение ночи. С твердого материала сливали раствор и этот твердый материал промывали свежеперегнанной дистиллированной водой до отрицательного результата испытания на определение хлоридов. Далее сферические частицы каталитического предшественника высушивали в течение ночи при температуре 60^oC. 200 г такого каталитического предшественника дробили и смешивали с 19,05 г раздробленного продукта КА-160 (промытого для удаления Cl), 202,8 г золя диоксида кремния Snotex-N-30 (36 вес. % твердого вещества) и водой в количестве, достаточном для придания суспензии консистенции, в которой она способна подвергаться измельчению. Эту суспензию измельчали в течение ночи, а затем ее высушивали распылением. Микросферические частицы катализатора высушивали в печи при температуре 110^oC. Элементарный анализ такого твердого материала показал, что он содержал 0,62 вес.% палладия и 0,23 вес.% золота.

1,66 г ацетата калия растворяли в 13,5 г дистиллированной воды и этим раствором пропитывали 15,85 г вышеуказанных микросферических частиц. После сушки твердый материал содержал 9,5 вес.% ацетата калия.

Примеры с 9 по 12
В испытательный реактор с псевдоожиженным слоем помещали смесь 14,5 г катализатора примера 8 с пригодным для псевдоожижения диоксидом кремния в количестве, достаточном для достижения объема 30 мл. Условия и полученные результаты приведены в конце описания.

Примеры 13
16,0-граммовую порцию катализатора, полученного в примере 8, кальцинировали при температуре 640^oC в течение 2 ч. К такому кальцинированному твердому материалу добавляли 1,6 ацетата калия, растворенного в 13,5 г воды. Далее катализатор высушивали при температуре 60^oC.

Примеры 14-15
16,05 г катализатора примера 13 смешивали с микросферическими частицами инертного диоксида кремния в количестве, достаточном для доведения объема до 33 мл. Эту каталитическую смесь испытывали в реакторе с псевдоожиженным слоем, получив результаты, приведенные в конце описания.

Пример 16
Высушенный распылением катализатор приготавливали аналогично описанному в примере 8 за исключением того, что он при этом содержал 17 вес.% диоксида кремния из золя, а содержание палладиевого и золотого реагентов повышали до уровней 0,69 вес. % палладия и 0,25 вес.% золота (без ацетата калия). 16 г микросферических частиц этого твердого материала кальцинировали в течение 0,5 ч при температуре 400^oC, а затем в течение 2 ч при температуре 640^oC. 1,57 г ацетата калия, растворенного в 13,5 г дистиллированной воды, пропитывали 15,0 г кальцинированного твердого материала. Этот готовый катализатор высушивали при температуре 60^oC.

Примеры 17-19
13,3 г катализатора примера 16 смешивали с микросферическими частицами инертного диоксида кремния в количестве, достаточном для достижения объема 30 мл. Эту каталитическую смесь испытывали в реакторе с псевдоожиженным слоем с получением результатов, приведенных в конце описания.

Хотя настоящее изобретение описано в сочетании с конкретными вариантами его осуществления, очевидно, что в свете изложенного выше описания специалистам в данной области будут очевидны многие изменения, модификации и варианты. Соответственно, подразумевается включение всех таких альтернатив, модификаций и вариантов, которые соответствуют существу и широкому объему прилагаемой формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Способ получения винилацетата взаимодействием этилена, уксусной кислоты и кислорода путем подачи этилена, уксусной кислоты и кислородсодержащего газа в реактор с псевдоожиженным слоем катализатора, отличающийся тем, что подачу этилена и уксусной кислоты в реактор осуществляют через одно или большее число впускных отверстий, а подачу кислородсодержащего газа осуществляют через по крайней мере еще одно впускное отверстие, обеспечивая совместное объединение кислородсодержащего газа, этилена и уксусной кислоты в реакторе с псевдоожиженным слоем катализатора, где указанные этилен, уксусная кислота и кислородсодержащий газ контактируют с псевдоожиженным слоем катализатора, и полученный винилацетат извлекают из реактора с псевдоожиженным слоем.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что этилен и уксусную кислоту подают в реактор в виде газообразной смеси через одно или большее число впускных отверстий.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что используют газообразную смесь этилена и уксусной кислоты, в которой содержание кислорода ниже его предела воспламеняемости в смеси.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что кислородсодержащий газ подают в реактор более чем через одно дополнительное впускное отверстие.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что используют псевдоожиженный катализатор, который имеет формулу
Pd-M-A,
где М обозначает Ba, Au, Cd, Bi, Cu, Mn, Fe, Co, Ce, U или их смеси;
А обозначает щелочной металл или смеси щелочных металлов.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что количество вещества псевдоожиженного катализатора в указанном реакторе поддерживается в объеме, достаточном для рассеяния тепла, образующегося при реакции этилена, уксусной кислоты и кислородсодержащего газа, обеспечивая этим продолжение указанной реакции без разрушения псевдоожиженного катализатора.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что используют указанный материал псевдоожиженного катализатора, который содержит смесь вещества катализатора в виде частиц и инертного вещества в виде частиц.

8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что используют по крайней мере 60% материала псевдоожиженного катализатора в виде частиц с размером диаметра частиц ниже 200 мкм и не более чем 40% частиц катализатора, которые имеют диаметр меньше 40 мкм.

9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что используют по крайней мере 50% материала псевдоожиженного катализатора в виде частиц с размером диаметра частиц меньше 100 мкм и не более чем 40% частиц катализатора, которые имеют диаметр меньше 40 мкм.

10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что отношение суммы этилена и уксусной кислоты к кислородсодержащему газу, вводимых в реактор, поддерживают за пределами воспламеняемости для указанной смеси.

11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что поддерживают концентрацию этилена в объединенных газообразных исходных веществах, вводимых в реактор, между 30 и 70 об.%.

12. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что поддерживают концентрацию газообразной уксусной кислоты в объединенных газообразных исходных веществах, вводимых в реактор, примерно 10 - 25 об.%.

13. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что поддерживают концентрацию кислорода в объединенных газообразных исходных веществах, вводимых в реактор, примерно 8 - 25 об.%.

14. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что осуществляют рециркуляцию по крайней мере части непрореагировавших уксусной кислоты, этилена и кислорода в реактор с псевдоожиженным слоем.

15. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что проводят восстановление по крайней мере части вещества псевдоожиженного катализатора, выходящего из реактора с псевдоожиженным слоем, и затем повторно возвращают указанное вещество в реактор с псевдоожиженным слоем.

16. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что процесс ведут при избыточном давлении в диапазоне примерно 50 - 200 фунтов на квадратный дюйм (от 3,52 до 14,06 кг/см²) и температуре в диапазоне примерно 100 - 250^oC.

Приоритет по пунктам:
02.06.94 - по пп.1 - 2; 6 - 16;
20.01.95 - по пп.3 - 5.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4