Катализатор и способ получения уксусной кислоты или смеси уксусной кислоты и этилацетата



Владельцы патента RU 2462307:

Учреждение Российской Академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН (RU)

Изобретение относится к многокомпонентным оксидным ванадий-молибденовым катализаторам, используемым для селективного получения уксусной кислоты или смеси уксусной кислоты и этилацетата. Описаны катализатор и способ получения уксусной кислоты или смеси уксусной кислоты и этилацетата путем окисления этанола кислородсодержащим газом в каталитическом реакторе в его присутствии, при этом катализатор имеет общую формулу: MoaVbNbcTedXeOn, где X - один из следующих элементов либо их смесь: Al, Р, В, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Zr, Pb, Bi, щелочные и щелочноземельные металлы, редкоземельные элементы а=1; b = от 0.01 до 1.0; с = от 0.01 до 1.0; d = от 0 до 1.0; е = от 0 до 1.0; n = числу, которое определяется валентностью и количеством отличных от кислорода элементов в формуле. Технический результат - высокая эффективность катализатора и высокий, до 97%, выход уксусной кислоты или, в зависимости от условий реакции, - высокий, до 94%, суммарный выход смеси уксусной кислоты и этилацетата (мольное соотношение 1÷2:1 соответственно). 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 38 пр., 1 табл.

 

Изобретение относится к области органического синтеза, а именно к способу получения уксусной кислоты либо смеси уксусной кислоты и этилацетата газофазным каталитическим окислением этанола кислородом воздуха, а также катализаторам для его осуществления.

Уксусная кислота является одним из важнейших продуктов химической промышленности. Общемировые мощности по ее производству достигают 16 млн тонн в год. Она широко используется в качестве растворителя, например, при получении ацетатов целлюлозы и ацетатных волокон, как реагент для получения сложных эфиров, как реакционная среда для проведения окисления различных органических веществ (например, в промышленности - окисление параксилола кислородом в терефталевую кислоту), в качестве сырья для производства уксусного ангидрида, для получения таких мономеров, как винилацетат и др., а также в пищевой промышленности, технике, книгопечатании, крашении и т.д.

До 1950-х годов техническая уксусная кислота производилась путем сухой перегонки древесины. Затем основными методами получения синтетической уксусной кислоты стали окисление ацетальдегида и н-бутана. Ацетальдегид, обычно получаемый из этилена (Вакер-процесс), окисляют в присутствии ацетата марганца при повышенной температуре и давлении. Окисление н-бутана проводят при температуре 150-200°С и давлении 150 атм. Катализатором этого процесса является ацетат кобальта. Разрабатывается также новый метод прямого газофазного окисления этилена в уксусную кислоту кислородом на гетерогенном палладиевом катализаторе (Applied Catalysis A: General, 2008, 350, p.103-110). Однако указанные способы базируются на окислении продуктов крекинга нефти. При повышении цен на углеводородное сырье они становятся экономически невыгодными и вытесняются каталитическим карбонилированием метанола монооксидом углерода. В последнем способе в качестве исходного сырья используют синтез-газ, получаемый из угля или метана. Согласно методике компании Monsanto, это гомогенный жидкофазный процесс, в котором используются комплексы родия в качестве катализатора, а также йодид-ионы в качестве промотора. Реакцию проводят при температуре 170-200°С и давлении 30 атм. В настоящее время карбонилированием метанола получают более половины всей производимой в мире уксусной кислоты.

Альтернативно в пищевой промышленности применяют биохимический способ получения уксусной кислоты (уксуснокислое брожение). В качестве сырья используют этанолсодержащие жидкости (вино, забродившие соки). Однако себестоимость такой уксусной кислоты намного выше синтетической.

В связи с наметившейся тенденцией широкого использования биоэтанола, производимого в промышленных масштабах (в мире около 50 млн тонн в год) из возобновляемого растительного сырья, в качестве перспективного альтернативного сырья для получения уксусной кислоты следует рассматривать этанол. Поскольку биохимический метод (см. выше) для химической промышленности нерентабелен, многообещающим является каталитическое окисление этанола кислородом до уксусной кислоты в жидкофазном или газофазном режиме. Проблемой является поиск высокоэффективных катализаторов.

Прототипом предлагаемого способа получения уксусной кислоты являются процессы превращения этанола в уксусную кислоту в газофазном режиме на гетерогенных катализаторах [US 5840971, С07С 51/235, 24.11.1998; заявка WO 2008110468 A1, С07С 51/235, 29.02.2008]. В качестве катализатора используют ванадий-титановые катализаторы (V2O5-TiO2) или их аналоги - V2O5-ZrO2, V2O5-SnO2, V2O5-Al2O3, с допирующими добавками или без таковых. К допирующим добавкам относятся Na, K, Rb, Cs, Mg, Са, а также оксиды В, Si, Hf, Nb, W, Ce, Mo, Sb, Cr и др. элементов. Катализаторы синтезируют путем пропитки твердого носителя - TiO2 (ZrO2, SnO2, Al2O3) оксалатом ванадила с последующим добавлением допирующих элементов путем пропитки растворами соответствующих солей или осаждением. После этого сырой катализатор высушивают со связующим или без него и прокаливают при 500°С. Реакцию окисления этанола проводят при несколько повышенном давлении (1,7-6 атм) при температуре 180-200°С. Выход уксусной кислоты в лучших примерах достигает 89%.

Недостатком приведенного выше способа является неполная конверсия этанола (85-92%) при достижении максимального выхода уксусной кислоты. Это приводит к необходимости разделения реакционной смеси на исходный спирт и уксусную кислоту. Попытка увеличить конверсию этанола приводит к заметному понижению выхода уксусной кислоты вследствие образования продуктов глубокого окисления или деструкции (СО2, СО, H2O, CH4).

Данное изобретение относится к технологии производства уксусной кислоты и этилацетата, более конкретно к катализатору и способу получения уксусной кислоты и этилацетата методом газофазного селективного окисления этанола кислородом с использованием в качестве катализаторов ванадий-молибденовых оксидов с модифицирующими добавками.

В первую очередь изобретение решает задачу увеличения эффективности получения уксусной кислоты. При полной конверсии этанола селективность реакции по уксусной кислоте достигает более 90% (выход >90%). При этом в качестве побочных образуются лишь легко отделяемые газообразные продукты (CH4, CO, СО2, в некоторых случаях С2Н4) и вода. Более того, в зависимости от условий реакции, а именно от температуры проведения процесса, основным продуктом может быть смесь этилацетата и уксусной кислоты. Это представляет самостоятельный интерес, поскольку этилацетат относится к продуктам крупнотоннажного химического производства, который получают этерификацией уксусной кислоты этиловым спиртом. К тому же в химическом производстве его часто используют в смеси с уксусной кислотой, например при получении ацетатов целлюлозы. При необходимости смесь этилацетата и уксусной кислоты может быть разделена простой перегонкой, причем в этом случае легко выделяется безводная уксусная кислота, т.к. этилацетат и вода образуют более низкокипящую азеотропную смесь.

Данная задача решается с проведением процесса селективного окисления этанола кислородом на многокомпонентном оксидном катализаторе общей формулы:

MoaVbNbcTedXeOn,

где Х - один из следующих элементов либо их смесь:

Al, Р, В, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Сu, Zn, Ga, Zr, Pb, Bi, щелочные и щелочноземельные металлы, редкоземельные элементы;

а=1;

b = от 0.01 до 1.0;

с = от 0.01 до 1.0;

d = от 0 до 1.0;

е = от 0 до 1.0;

n = число, которое определяется валентностью и количеством отличных от кислорода элементов в формуле.

Задача решается также способом получения уксусной кислоты или смеси уксусной кислоты и этилацетата путем окисления этанола молекулярным кислородом в проточном реакторе в присутствии описанного выше катализатора.

Согласно настоящему изобретению в реактор подают газообразную смесь этанола с кислородсодержащим газом. Таким газом может быть воздух либо смесь кислорода с такими газами, как азот, гелий, углекислый газ, водяной пар.

Реакцию окисления этанола проводят при температуре 100-500°С, предпочтительно при 150-350°С, при давлении от 1 до 50 атм, предпочтительно от 1 до 10 атм.

Концентрация этанола в исходной смеси может варьироваться от 0.5 до 25%, предпочтительно от 1 до 20%.

Существенным является создание оптимальной структуры активного компонента катализатора. Задача повышения эффективности многокомпонентного оксидного катализатора решается созданием необходимой активной фазы в процессе его приготовления. Этот факт был проверен экспериментально - наиболее активные катализаторы получают при соблюдении определенных методик, характерных для приготовления многокомпонентных ванадий-молибденовых катализаторов, используемых, например, в окислительном аммонолизе пропана [US 5380933, С07С 51/215, 10.01.1995], см. также Applied Catalysis A: General, 2007, 328, p.195-200.

В данном изобретении каталитическая активность характеризуется селективностью по уксусной кислоте, этилацетату, а также степенью превращения (конверсией) этанола и выходом уксусной кислоты или смеси уксусной кислоты и этилацетата. Условное время контакта (сек·г/мл) определяется как отношение веса катализатора в граммах к расходу исходной газообразной реакционной смеси в мл/сек.

Каталитическую активность образцов в реакции окисления этанола определяют в реакторе проточного типа в интервале температур 150-350°С при содержании в исходной реакционной смеси этанола от 1 до 20 об.%, кислорода 2-40%, водяного пара 0-40%, остальное - гелий или азот при различных временах контакта. В зависимости от температуры проведения реакции, основными продуктами окисления этанола и сопутствующих превращений являются 1,1-диэтоксиэтан, ацетальдегид, этилацетат, уксусная кислота, оксиды углерода (СО, CO2), этилен и метан.

Приготовление многокомпонентных ванадий-молибденовых катализаторов осуществляют согласно следующей стандартной методике. Катализаторы готовят используя коммерчески доступные (NH4)6Mo7O24·4H2O, NH4VO3, Н6ТеО6, NbCl5 и модифицирующие элементы из соответствующих оксидов, гидроксидов или солей. Водные суспензии сушат на распылительной сушилке и затем прокаливают последовательно в потоке воздуха и инертного газа.

Катализатор может быть нанесен на твердый носитель (от 20 до 80% от общего веса катализатора), который может быть выбран из группы: оксид кремния, оксид алюминия, оксид титана либо их смесь.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Катализатор состава MoV0.3Te0.23Nb0.12On готовят следующим образом: парамолибдат аммония (34.3 г) растворяют в 300 мл дистиллированной воды при температуре 80°С и интенсивном перемешивании. При растворении получают прозрачный бесцветный раствор с рН 5.3. В водный раствор парамолибдата аммония добавляют 10.25 г Н6ТеО6. В прозрачный бесцветный бинарный раствор (рН 5.0) добавляют 6.8 г метаванадата аммония. Полученную суспензию перемешивают при нагревании до полного растворения метаванадата аммония. Тройной прозрачный раствор оранжевого цвета охлаждают до 40°С (рН 6.4). К тройному раствору прибавляют 50.7 мл раствора оксалата Nb с концентрацией 42.7 мг Nb/мл, который готовят по следующей методике. 50 г NbCl5 растворяют в 600 мл дистиллированной воды. К полученной суспензии добавляют 70 мл концентрированного водного раствора аммиака NH4OH до достижения рН 7. Осадок белого цвета отфильтровывают и отмывают от ионов хлора до отрицательной пробы на хлорид-ион с нитратом серебра. Отмытый осадок количественно переносят в стакан, добавляют 400 мл воды, 70 г щавелевой кислоты (H2C2O4·2H2O) и перемешивают полученную смесь при комнатной температуре до получения прозрачного раствора. Концентрация ниобия 42.7 мг/мл.

Полученный четырехкомпонентный гель (рН 3) распыляют на распылительной сушилке. Температура на входе 220°С, на выходе 110°С. Высушенный продукт таблетируют, дробят и отсеивают фракцию 0.5-0.25 мм. Сухой прекурсор сначала прокаливают в токе воздуха при 220-320°С, постепенно увеличивая температуру, затем в токе азота при 600°С в течение двух часов. В итоге получают около 50 г катализатора состава MoV0.3Те0.23Nb0.12On.

Полученный катализатор в количестве 0.5 г загружают в проточный реактор с неподвижным слоем катализатора, через который пропускают реакционную смесь, содержащую, об.%: 2 этанола, 18 кислорода, остальное - азот. Условное время контакта 0.5 сек·г/мл, температура в реакторе 260°С. Конверсия этанола 100%, селективность по уксусной кислоте 92%, селективность по продуктам глубокого окисления и деструкции (СН4, СО, СО2) ~ 8%.

Выход уксусной кислоты составляет 92%.

Пример 2

Аналогичен примеру 1 с тем отличием, что температура в реакторе понижена до 220°С. Конверсия этанола 99%, селективность по уксусной кислоте 65%, селективность по этилацетату 30%, селективность по продуктам глубокого окисления и деструкции (СН4, СО, CO2) ~ 5%. Выход уксусной кислоты составляет 64%.

Суммарный выход уксусной кислоты и этилацетата (~2:1 моль/моль) 94%.

Пример 3

Аналогичен примеру 1 с тем отличием, что температура в реакторе понижена до 205°С. Конверсия этанола 97%, селективность по уксусной кислоте 50%, селективность по этилацетату 42%, селективность по ацетальдегиду 1%, селективность по продуктам глубокого окисления и деструкции (CH4, СО, СО2) ~ 7%. Выход уксусной кислоты составляет 49%.

Суммарный выход уксусной кислоты и этилацетата (~1:1 моль/моль) 89%.

Пример 4

Аналогичен примеру 1 с тем отличием, что исходная реакционная смесь содержит, об.%: 2 этанола, 18 кислорода, 10 водяного пара, остальное - гелий. При температуре в реакторе 255°С конверсия этанола достигает 100%, селективность по уксусной кислоте 91%, селективность по продуктам глубокого окисления и деструкции (СН4, СО, CO2) ~ 9%.

Выход уксусной кислоты составляет 91%.

Пример 5

Аналогичен примеру 1 с тем отличием, что исходная реакционная смесь содержит, об.%: 15 этанола, 18 кислорода, остальное - гелий. При температуре в реакторе 288°С конверсия этанола 100%, селективность по уксусной кислоте 86%, селективность по этилацетату 7%, селективность по продуктам глубокого окисления и деструкции (C2H4, CR4, СО, СО2) ~ 7%.

Выход уксусной кислоты составляет 86%.

Пример 6

Аналогичен примеру 1 с тем отличием, что катализатор нанесен на твердый носитель - оксид кремния. Состав катализатора: 50% (MoV0.3Te0.23Nb0.12On)/50% SiO2. Полученный катализатор в количестве 0.5 г загружают в проточный реактор, через который пропускают реакционную смесь, содержащую, об.%: 2 этанола, 18 кислорода, остальное - гелий. Условное время контакта 0.5 сек·г/мл, температура в реакторе 260°С. Конверсия этанола 99%, селективность по уксусной кислоте 92%, селективность по продуктам глубокого окисления и деструкции (CH4, CO, CO2) ~ 8%.

Выход уксусной кислоты составляет 91%.

Пример 7

Аналогичен примеру 1 с тем отличием, что катализатор нанесен на твердый носитель - оксид алюминия. Состав катализатора: 20% (MoV0.3Te0.23Nb0.12On)/80% Al2O3. Полученный катализатор в количестве 0.5 г загружают в проточный реактор, через который пропускают реакционную смесь, содержащую, об.%: 2 этанола, 18 кислорода, остальное - гелий. Условное время контакта 0.5 сек·г/мл, температура в реакторе 260°С. Конверсия этанола 98%, селективность по уксусной кислоте 85%, селективность по продуктам глубокого окисления и деструкции (СН4, СО, CO2) ~ 15%.

Выход уксусной кислоты составляет 83.3%.

Пример 8

Аналогичен примеру 1 с тем отличием, что катализатор нанесен на твердый носитель - оксид титана. Состав катализатора: 80% (MoV0.3Te0.23Nb0.12On)/20% TiO2. Полученный катализатор в количестве 0.5 г загружают в проточный реактор, через который пропускают реакционную смесь, содержащую, об.%: 2 этанола, 18 кислорода, остальное - гелий. Условное время контакта 0.5 сек·г/мл, температура в реакторе 260°С. Конверсия этанола 99%, селективность по уксусной кислоте 89%, селективность по продуктам глубокого окисления и деструкции (СН4, СО, CO2) ~ 11%.

Выход уксусной кислоты составляет 88.1%.

Пример 9

Аналогичен примеру 1 с тем отличием, что реакцию проводят в реакторе с псевдоожиженным слоем катализатора. Температура в реакторе 290°С. Конверсия этанола 100%, селективность по уксусной кислоте 90%, селективность по продуктам глубокого окисления и деструкции (CH4, CO, СО2) ~ 10%.

Выход уксусной кислоты составляет 90%.

Пример 10

Аналогичен примеру 1 с тем отличием, что реакцию проводят при давлении 30 атм. Температура в реакторе 295°С. Конверсия этанола 99%, селективность по уксусной кислоте 88%, селективность по продуктам глубокого окисления и деструкции (СН4, СО, CO2) ~ 12%.

Выход уксусной кислоты составляет 87.1%.

Пример 11

Аналогичен примеру 1 с тем отличием, что используют катализатор состава MoV0.2Te0.17Nb0.17On. Катализатор готовят аналогично процедуре, описанной в примере 1, смешивая раствор парамолибдата аммония (34.27 г в 300 мл воды) с 7.57 г Н6ТеО6 и затем с 4.54 г метаванадата аммония с последующим прибавлением 71.83 мл раствора оксалата Nb (концентрация Nb 42.7 мг/мл). При температуре в реакторе 260°С конверсия этанола достигает 100%, селективность по уксусной кислоте 90%, селективность по продуктам глубокого окисления и деструкции (СН4, СО, CO2) ~ 10%.

Выход уксусной кислоты составляет 90%.

Пример 12

Аналогичен примеру 1 с тем отличием, что используют катализатор состава MoV0.3Те0.23Nb0.12Ca0.075On. Катализатор готовят так же, как в примере 1, но перед высушиванием добавляют к четырехкомпонентному гелю 3.44 г Са(NO3)2·4H2O. При температуре в реакторе 305°С конверсия этанола достигает 100%, селективность по уксусной кислоте 94%, селективность по этилацетату 2%, селективность по продуктам глубокого окисления и деструкции (СН4, СО, CO2) ~ 4%.

Выход уксусной кислоты составляет 94%.

Пример 13

Аналогичен примеру 7 с тем отличием, что испытание катализатора осуществляют при времени контакта 2 сек·г/мл и температуре 250°С. Конверсия этанола 100%, селективность по уксусной кислоте 97%, селективность по продуктам глубокого окисления и деструкции (СН4, СО, СО2) ~ 3%.

Выход уксусной кислоты составляет 97%.

Пример 14

Аналогичен примеру 1 с тем отличием, что используют катализатор состава MoV0.3Те0.23Nb0.12Ca0.1Bi0.01On. Катализатор готовят так же, как в примере 1, но перед высушиванием добавляют к четырехкомпонентному гелю 4.58 г Ca(NO3)2·4H2O и 0.94 г Bi(NO3)3·5H2O. При температуре в реакторе 300°С конверсия этанола достигает 100%, селективность по уксусной кислоте 94%, селективность по этилацетату 2%, селективность по продуктам глубокого окисления и деструкции (СН4, СО, СО2) ~ 4%.

Выход уксусной кислоты составляет 94%.

Пример 15

Аналогичен примеру 1 с тем отличием, что используют катализатор состава MoV0.3Nb0.37On. Катализатор готовят так же, как в примере 1, смешением растворов парамолибдата аммония (34.27 г в 300 мл воды) с 4.54 г метаванадата аммония и 156 мл раствора оксалата Nb. При температуре в реакторе 275°С конверсия этанола достигает 100%, селективность по уксусной кислоте 83%, селективность по этилацетату 3%, селективность по продуктам глубокого окисления и деструкции (CH4, С2Н4, СО, СО2) ~ 14%.

Выход уксусной кислоты составляет 83%.

Пример 16

Аналогичен примеру 1 с тем отличием, что используют катализатор состава MoV0.43Nb0.24On. Катализатор готовят так же, как в примере 1, смешением растворов парамолибдата аммония (34.27 г в 300 мл воды) с 9.76 г метаванадата аммония и 101.4 мл раствора оксалата Nb. При температуре в реакторе 315°С конверсия этанола достигает 100%, селективность по уксусной кислоте 66%, селективность по этилацетату 2%, селективность по продуктам глубокого окисления и деструкции (СН4, СО, СО2) ~ 4%, селективность по этилену ~ 28%.

Выход уксусной кислоты составляет 66%.

Пример 17

Аналогичен примеру 1 с тем отличием, что используют катализатор состава MoV0.1Nb0.48On. Катализатор готовят согласно методике, приведенной в примерах 1, 10 и 11, смешением растворов парамолибдата аммония, метаванадата аммония и раствора оксалата Nb в соответствующих пропорциях. При температуре 340°С конверсия этанола достигает 100%, селективность по уксусной кислоте 33%, селективность по ацетальдегиду, этилацетату и продуктам глубокого окисления и деструкции (СН4, С2Н4, СО, CO2) ~ 67%.

Выход уксусной кислоты составляет 33%.

Примеры 18-38

Аналогичны примеру 1 с тем отличием, что используют катализаторы состава MoV0.3Те0.23Nb0.12XeOn, где Х - один из следующих элементов либо их смесь: Al, P, В, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Zr, Pb, Bi, щелочные и щелочноземельные металлы, редкоземельные элементы. В таблице 1 приведены составы использующихся катализаторов и результаты их испытаний в реакции окисления этанола.

Как видно из ряда примеров (особенно показательны примеры 1-9), заявляемые катализаторы характеризуются высокой эффективностью в реакции парциального окисления этанола до уксусной кислоты или смеси этилацетата и уксусной кислоты. При полном превращении этанола селективность реакции по уксусной кислоте достигает 97%, остаток - легко отделяемые газообразные СН4, СО и CO2. Более того, пример 5 характеризует высокую производительность работы многокомпонентного оксидного катализатора (2.5 г уксусной кислоты на 1 г катализатора в час) и возможность использования исходной реакционной смеси со значительным содержанием этанола, что важно как с точки зрения экономичности, так и безопасности проведения реакции. К тому же за счет понижения температуры реакции и незначительного понижения конверсии этанола до 97-99% может быть получена смесь этилацетата и уксусной кислоты (~1:1÷2 моль/моль соответственно) с суммарным выходом до 94%.

1. Катализатор получения уксусной кислоты или смеси уксусной кислоты и этилацетата путем окисления этанола кислородсодержащим газом в каталитическом реакторе на основе оксидов ванадия, отличающийся тем, что катализатор имеет общую формулу MOaVbNbcTedXeOn, где Х - один из следующих элементов либо их смесь:
Al, Р, В, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Zr, Pb, Bi, щелочные и щелочноземельные металлы, редкоземельные элементы;
a=1;
b = от 0,01 до 1,0;
с = от 0,01 до 1,0;
d = от 0 до 1,0;
е = от 0 до 1,0;
n = числу, которое определяется валентностью и количеством отличных от кислорода элементов в формуле.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что катализатор нанесен на твердый носитель.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что твердый носитель выбран из группы:
оксид кремния, оксид алюминия, оксид титана либо их смесь.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что твердый носитель составляет от 20 до 80% от общего веса катализатора.

5. Способ получения уксусной кислоты или смеси уксусной кислоты и этилацетата путем окисления этанола кислородсодержащим газом в каталитическом реакторе, отличающийся тем, что процесс проводят в присутствии катализатора по любому из пп.1-4.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что каталитический реактор - это реактор с неподвижным слоем катализатора.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что каталитический реактор - это реактор с псевдоожиженным слоем катализатора.

8. Способ по п.5, отличающийся тем, что в качестве кислородсодержащего газа используется воздух.

9. Способ по п.5, отличающийся тем, что процесс проводят в присутствии паров воды.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения, по меньшей мере, одного из продуктов акролеина и акриловой кислоты путем частичного окисления пропилена, при котором а) предварительно очищенный пропан превращают на первой стадии реакции в присутствии и/или при исключении молекулярного кислорода, по меньшей мере, одного дегидрирования из группы, включающей гомогенное дегидрирование, гетерогенное каталитическое дегидрирование, гомогенное оксидегидрирование и гетерогенное каталитическое оксидегидрирование, причем получают газовую смесь 1, содержащую не превращенный пропан и образованный пропилен, и b) при необходимости, из общего количества или из частичного количества газовой смеси 1 отделяют частичное количество содержащихся в ней отличных от пропана и пропилена составляющих, например, таких как водород, моноокись углерода, водяной, пар, и/или, при необходимости, превращают его в другие соединения, например, такие как вода и двуокись углерода, и причем получают газовую смесь 1', содержащую пропан и пропилен, и на, по меньшей мере, одной следующей стадии реакции, с) газовую смесь 1, или газовую смесь 1', или смесь из образованной газовой смеси 1' и оставшейся газовой смеси 1 в качестве составляющей газовой смеси 2 подвергают гетерогенному каталитическому газофазному частичному окислению пропилена, содержащегося в газовой смеси 1 и/или газовой смеси 1', причем получают газовую смесь 3, содержащую, по меньшей мере, один продукт, d) на, по меньшей мере, одной стадии отделения из газовой смеси 3 отделяют продукт и от при этом оставшегося остаточного газа, по меньшей мере, пропан возвращают на первую стадию реакции, где предварительно очищенный пропан из сырого пропана, который содержит 90% масс.

Изобретение относится к усовершенствованному способу долговременного проведения гетерогенного каталитического частичного газофазного окисления исходного органического соединения, выбранного из пропилена, изобутена, акролеина, метакролеина, пропана или изобутана, до целевого органического соединения, при котором исходную реакционную газовую смесь, содержащую исходное органическое соединение и молекулярный кислород, проводят сначала через свежезагруженный твердый слой катализатора, засыпанный с разделением на две температурные зоны А и В, расположенные в пространстве друг за другом, температуры которых TA и TB заданы так, что разность TBA между температурой TB температурной зоны В и температурой TA температурной зоны А, рассчитанная с принятием более высокого из значений этих температур в качестве уменьшаемого, >0°С, таким образом, что исходная реакционная смесь газов протекает через температурные зоны А, В в последовательности «сначала А» и «затем В», причем температурная зона А простирается до превращения органического исходного соединения UA=15-85 мол.%, и в температурной зоне В превращение органического исходного соединения возрастает до величины U B 90 мол.%, и при котором затем при возрастании срока эксплуатации, чтобы компенсировать снижение качества твердого слоя катализатора, изменяют температуру температурных зон А, В, где с повышением длительности эксплуатации температуру той температурной зоны, которая сначала обладала более низкой температурой, повышают, а разность TBA между температурами обеих температурных зон снижают, причем при расчете разности температура той температурной зоны, что сначала характеризовалась более высокой температурой, сохраняет свое место уменьшаемого, благодаря чему достигается компенсация снижения качества твердого слоя катализатора при долгом сроке эксплуатации.

Изобретение относится к тонкому органическому синтезу. .

Изобретение относится к усовершенствованным способам получения акролеина, акриловой кислоты, метакролеина или метакриловой кислоты в качестве целевого продукта a) гетерогенно катализируемым парофазным частичным окислением по меньшей мере одного исходного органического соединения, выбранного из пропилена, пропана, изобутилена, изобутана, акролеина или метакролеина, молекулярным кислородом по меньшей мере в двух параллельно функционирующих системах реакторов окисления с загруженными в них катализаторами, приводящим к образованию по меньшей мере двух потоков получаемого газа, соответственно содержащих целевое соединение и соответственно образующихся в одной из по меньшей мере двух систем реакторов окисления, и b) последующим выделением целевого продукта по меньшей мере из двух потоков получаемого газа с образованием по меньшей мере одного потока сырого целевого продукта, в соответствии с которым c) перед выделением - по меньшей мере два из по меньшей мере двух потоков получаемого газа смешивают друг с другом в смешанный поток, причем в случае происходящего по мере эксплуатации изменения селективности образования целевого продукта и/или побочных продуктов, не во всех, по меньшей мере двух параллельно функционирующих систем реакторов окисления, в которых образовались содержащиеся в смешанном потоке целевые продукты, параллельно заменяют свежим катализатором все количество или частичное количество катализатора.
Изобретение относится к способу селективного окисления D-глюкозы в водном растворе путем барботирования чистым кислородом при атмосферном давлении в присутствии подщелачивающего агента и катализатора, включающего нанодисперсно распределенные частицы металлического рутения на носителе, где в качестве носителя используют сверхсшитый полистирол, предварительно пропитанный солью рутения RuOHCl3 концентрацией 1.100÷111.1 мг/л.

Изобретение относится к усовершенствованному способу снижения температуры горячей точки неподвижного слоя катализатора в процессе получения акролеина или акриловой кислоты или их смеси гетерогенно катализируемым частичным окислением в газовой фазе пропена, при котором исходную смесь 2 реакционного газа, содержащую пропилен и молекулярный кислород, а также молекулярный азот и пропан в качестве инертных газов-разбавителей, в которой молярное отношение молекулярного кислорода к пропилену O2:С 3Н6 1, при повышенной температуре пропускают через неподвижный слой катализатора, активная масса которого представляет собой, по меньшей мере, один полиметаллический оксид, содержащий элементы Мо, Fe и Bi, в котором исходная смесь 2 реакционного газа, в пересчете на общий объем, содержит от 7 до 9 об.% пропилена, от 9,8 до 15,5 об.% молекулярного кислорода, от 10,5 до 15,5 об.% пропана и от 40 до 60 об.% молекулярного азота, при условии, что молярное отношение V1 содержащегося в исходной смеси 2 реакционного газа пропана к содержащемуся в исходной смеси 2 реакционного газа пропилену составляет от 1,5 до 2,2, молярное отношение V2 содержащегося в исходной смеси 2 реакционного газа молекулярного азота к содержащемуся в исходной смеси 2 реакционного газа молекулярному кислороду составляет от 3,5 до 4,5, а молярное отношение V3 содержащегося в исходной смеси 2 реакционного газа молекулярного кислорода к содержащемуся в исходной смеси 2 реакционного газа пропилену составляет от 1,4 до 2,14.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения акролеина, акриловой кислоты или их смеси из пропана. .
Изобретение относится к области химии, а именно к технологии производства ценного полупродукта - метилхлорида, который является перспективным сырьем для производства этилена и других легких олефинов.
Изобретение относится к области химической промышленности, к каталитическим системам, которые могут использоваться, в частности, в реакциях окисления хлористого водорода в молекулярный хлор, оксихлорирования метана, для парциального окисления низших парафинов (C1-C4) до спиртов и альдегидов (оксигенатов).

Изобретение относится к применению многослойного катализатора, т.е. .
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения сложного эфира по реакции 1-олефина с монокарбоновой кислотой и водой в паровой фазе в присутствии нанесенного на силикагель гетерополикислотного катализатора, в котором носитель - силикагель находится в виде гранул, гранулы были подвергнуты обработке водяным паром при температуре, составляющей от 100 до 300°С в течение периода времени, составляющего от 0,1 до 200 часов, перед или одновременно с нанесением гетерополикислоты на носитель.
Изобретение относится к способу получения катализаторов для электролизеров с твердым полимерным электролитом. .

Изобретение относится к оксидным ванадийтитановым катализаторам, используемым для получения никотиновой кислоты путем газофазного окисления -пиколина кислородом, и способам получения никотиновой кислоты с использованием данных катализаторов.

Изобретение относится к изготовлению катализаторов и может быть использовано для рекомбинации водорода в реакторных цехах атомных электростанций (АЭС) и на других предприятиях.

Изобретение относится к смешанным металлоксидным катализаторам окисления и окислительного аммонилиза пропана и изобутана, способам их получения и применения. .

Изобретение относится к новому способу получения алкоксилированных алкиламинов или алкоксилированных эфираминов с формулой (I) с узким распределением с использованием катализатора, содержащего многозарядный противоион.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2012-09-27 2013-03-19T12:04:58
Наверх