Способ получения продуктов оксосинтеза на основе этилена



Владельцы патента RU 2756174:

Акционерное общество «Газпромнефть - Московский НПЗ» (RU)

Настоящее изобретение относится к способу получения катализатора процесса на основе соединений кобальта и продуктов оксосинтеза на основе этилена, включающему взаимодействие этилена с окисью углерода и водорода в реакторе-автоклаве с использованием регенерируемой каталитической системы на основе соединений кобальта при повышенных давлении и температуре. При этом в реактор последовательно загружают растворитель, соединение кобальта, азотсодержащее органическое основание, как пиридин или пиколины, с последующей продувкой азотом и подачей окиси углерода и водорода до достижения общего давления 10-14 МПа, нагреванием полученной смеси в реакторе со скоростью 10°C в минуту до температуры 140-170°С, выдержкой в течение 60 минут при давлении 12 МПа, охлаждением, сбросом избыточного давления до атмосферного, повторной продувкой азотом и насыщением реактора смесью окиси углерода и этилена до 8 МПа, добавлением водорода до достижения общего давления 9-10 МПа, нагреванием смеси до 90-170°С и выдержкой при данной температуре в течение 2-15 минут с последующим выделением продуктов оксосинтеза. Предлагаемый способ позволяет переработать этилен и/или этиленсодержащие газы, образующиеся при каталитическом крекинге, пиролизе, дегидратации спиртов и других процессах, при более мягких условиях процесса - сниженных давлении и температуре. 5 з.п. ф-лы, 3 пр.

 

Изобретение относится к области гомогенного катализа, а именно к процессам оксосинтеза, и может быть использовано в химической промышленности, например, для получения ценных кислородсодержащих органических соединений с использованием чистых олефинов или олефинсодержащих газов, образующихся при каталитическом крекинге, процессе пиролиза, дегидратации спиртов и др.

Известен способ получения сложных эфиров жирных одноосновных карбоновых кислот путём взаимодействия олефинов с окисью углерода в среде насыщенного спирта в присутствии катализатора, в состав которого входит соединение кобальта и промотор из группы пиридина или его мета- или пара-замещённых алкилпиридинов или их смеси при повышенном давлении - 10-800 бар и температуре - 80-300°С (Пат. 4364869 US, МПК B01D 3/36; C11C 3/12; C07C 67/48. Process for producing alkyl esters of saturated aliphatic carboxylic acids / Müller W.H.E., Hoffmann P.; заявитель и патентообладатель Chemische Werke Hüls A.G., Германия. - опубл. 21.12.1982. - 5 с.). Недостатками указанного способа являются высокие давления и температура, необходимость добавления карбоновых кислот к получающейся смеси продуктов для регенерации пиридина и/или его гомологов.

Известен способ получения сложных эфиров жирных одноосновных карбоновых кислот путём взаимодействия олефинов с окисью углерода в среде насыщенного спирта в присутствии катализатора, в состав которого входит соединение кобальта и промотор из группы пиридина или его мета- или пара-замещённых алкилпиридинов или их смеси при повышенных давлении - 180 атмосфер и температуре - 185°С (Пат. 4427593 US, МПК C11C 3/02. Process for the production of predominantly linear aliphatic carboxylic acid esters / Müller W.H.E., Hoffmann P.; заявитель и патентообладатель Chemische Werke Hüls A.G., Германия. - опубл. 24.01.1984. - 6 с.), при этом время реакции составляет 1,6 часа. Недостатками указанного способа являются высокие температура и давление, а также длительность осуществления процесса.

Наиболее близким способом получения пропилпропионата к заявляемому изобретению является способ получения пропилпропионата, описанный в публикации (Горбунов Д.Н., Ненашева М.В., Кардашев С.В. Применение азотистых оснований в качестве промоторов реакции карбоалкоксилирования этилена на кобальтовом катализаторе // Журнал прикладной химии. - 2019. - Т. 92. - № 8. - С. 985-992). Согласно описанию, пропилпропионат получают при повышенных температуре и давлении в среде растворителя - пропилового спирта и с катализатором - октакарбонилом дикобальта. Для ускорения процесса используют азотсодержащие органические основания - пиридин, N,N-диметиламинопиридин, фенантролин. При этом парциальные давления окиси углерода и этилена составляют 6,0 МПа для окиси углерода и 2,0 МПа для этилена. При температуре 130°С и мольном соотношении катализатора к азотсодержащему основанию - N,N-диметиламинопиридину, равном 1:0,5, селективность по целевому продукту - пропилпропионату - составляет 95%. Время полной конверсии этилена в таких условиях составляет 110 минут. В случае использования в качестве азотсодержащего основания незамещённого пиридина, мольное соотношение катализатор/основание составляет 1:10.

Известен способ гидроформилирования этилена при температуре 120-200°С и давлении синтез-газа 20,3-30,4 МПа с использованием в качестве катализатора циркулирующего раствора кубовых остатков процесса гидроформилирования, содержащих кобальтовые соли карбоновых кислот (А.С. СССР 528296, МПК C07C 27/20; C07C 45/08; C07C 31/10. Способ получения н-пропилового спирта и пропионового альдегида / Алексеева К.А., Дельник В.Б., Ефимова Н.И. и др.; заявитель Предприятие П/Я Р-6913, СССР. - опубл. 15.09.1976. - 3 с.). Вследствие низкой активности катализатора гидроформилирования, поступающего с циркулирующими кубовыми остатками, наблюдается либо полное торможение реакции гидроформилирования, либо ее протекание после длительного индукционного периода (до 15 ч).

Известен способ получения пропионового альдегида (Пат. 1086100, GB, МПК C07C45/50. Improvements in the oxo reaction; заявитель и патентообладатель Eastman Kodak, GB. - опубл. 04.10.1967. - 4 с.) путём взаимодействия олефинов со смесью монооксида углерода, водорода и неконденсируемого инертного газа в присутствии катализатора гидроформилирования, причем количество водорода составляет 30-45 мол.%, количество инертного газа. 5-15 мол.% от общего количества газа в реакторе. В качестве инертного разбавителя могут использоваться метан, этилен, азот; в качестве катализатора выступают соединения кобальта. Указанные олефины представляют собой этилен и пропилен. Процесс проводят при 17 МПа и температуре выше 135°С. К недостаткам изобретения относят использование этилена в качестве разбавителя, поскольку он может принимать участие в реакциях оксосинтеза и высокое содержание водорода в реакционной смеси.

Известен способ получения карбоновых кислот (Пат. 1063617 GB, МПК C07C 51/14. Manufacture of organic acids / McKoy J.W.H., Swanson N.; заявитель и патентообладатель Dow Chemical, США. - опубл. 30.03.1967. - 3 с.) включающий взаимодействие олефинов C1-C5, оксида углерода и воды при температуре 260-350°С и давлении 17-41 МПа. Катализатор включает в себя металлические кобальт, никель, их соли, оксиды, гидриды, или их смеси. К недостаткам указанного способа относятся высокие температура и давление.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка способа получения катализатора процесса на основе соединений кобальта и продуктов оксосинтеза на основе этилена с целью переработки этилена и/или этиленсодержащих газов, образующихся при каталитическом крекинге, пиролизе, дегидратации спиртов и других процессах, при более мягких условиях процесса (сниженных давлении и температуре).

Поставленная задача решается тем, что заявленный способ включает взаимодействие этилена с окисью углерода и водорода в реакторе-автоклаве с использованием регенерируемой каталитической системы при повышенных давлении и температуре. В реактор последовательно загружают растворитель, соединение кобальта, пиридин, с последующей продувкой азотом и подачей окиси углерода и водорода до достижения общего давления 10-14 МПа при соотношение парциальных давлений окиси углерода и водорода 1:1, нагреванием полученной смеси в реакторе со скоростью 10°C в минуту до температуры 140-170°С, выдержкой в течение 60 минут при давлении 12 МПа, охлаждением, сбросом избыточного давления до атмосферного, повторной продувкой азотом и насыщением реактора смесью окиси углерода и этилена до 8 МПа, добавлением водорода до достижения общего давления 9-10 МПа, нагреванием смеси до 90-170°С и выдержкой при данной температуре в течение 2-15 минут с последующим выделением продуктов оксосинтеза. В качестве исходных соединений кобальта используют его неорганические и органические соединения. В качестве модификатора катализатора используют азотсодержащие органические основания, как пиридин или пиколины.

Для выделения пропионовой кислоты по заявленном способу в реактор загружают в качестве растворителя воду и ацетон, при повторной продувке вводят смесь окиси углерода с этиленом при соотношении парциальных давлений 3:1, с последующим выделением пропионовой кислоты, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- вода 14 - 35

- ацетон 52 - 54

- водный ацетат кобальта (II) 9 - 10

- пиридин 1 - 25.

Для выделения пропионового альдегида в реактор загружают в качестве растворителя толуол, при повторной продувке вводят смесь окиси углерода с этиленом при соотношении парциальных давлений 1:1, с последующим выделением при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- толуол 82 - 89

- водный карбонат кобальта (II) 5 - 7

- пиридин 4 - 13.

Для выделения пропилпропионата в реактор загружают в качестве растворителя н-пропиловый спирт, при повторной продувке вводят смесь окиси углерода с этиленом при соотношении парциальных давлений 3:1, с последующим выделением, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- н-пропиловый спирт 70 - 84

- водный ацетат кобальта 10 - 12

- пиридин 4 - 20.

В дальнейшем способ иллюстрируется примерами.

Пример 1. Получение пропионовой кислоты

В автоклав с газозахватной мешалкой последовательно загружают 33 г воды, 50 г ацетона, 8,95 г 4-водного ацетата кобальта (II), 2,85 г пиридина. Далее реактор продувается азотом для удаления кислорода воздуха, после чего осуществляется подача окиси углерода и водорода таким образом, чтобы парциальное давление окиси углерода составляло 6 МПа, водорода - 6 МПа. Реактор нагревают до температуры 170°С и выдерживают реакционную смесь в течение 60 минут. Далее реакционную смесь охлаждают, сбрасывают избыточное давление газа, вновь продувают автоклав азотом и далее насыщают его смесью окиси углерода и этилена в соотношении 75:25 (окись углерода/этилен) до 8 МПа, а далее добавляют водород до достижения суммарного давления газа в автоклаве 9 МПа. Реактор нагревают до 170°С и выдерживают при данной температуре в течение 15 минут. Далее реакционную смесь охлаждают, сбрасывают избыточное давление газа и выделяют пропионовую кислоту. Конверсия этилена - 71%, селективность по пропионовой кислоте - 36%.

Пример 2. Получение пропионового альдегида

В автоклав с газозахватной мешалкой последовательно загружают 4,24 г водного карбоната кобальта (II) с массовой долей кобальта 50%, 60 г толуола, 2,85 г пиридина. Далее реактор продувается азотом для удаления кислорода воздуха, после чего осуществляется подача окиси углерода и водорода таким образом, чтобы парциальное давление окиси углерода составляло 6 МПа, водорода - 6 МПа. Реактор нагревают до температуры 170°С и выдерживают реакционную смесь в течение 60 минут. Далее реакционную смесь охлаждают, сбрасывают избыточное давление газа, вновь продувают автоклав азотом и далее насыщают его смесью окиси углерода и этилена в соотношении 50:50 (окись углерода/этилен) до 8 МПа, а далее добавляют водород до достижения суммарного давления газа в автоклаве 10 МПа. Реактор нагревают до 140°С и выдерживают при данной температуре в течение 15 минут. Далее реакционную смесь охлаждают, сбрасывают избыточное давление газа и выделяют пропионовый альдегид. Конверсия этилена - 93%, селективность по пропионовому альдегиду - 64%.

Пример 3. Получение пропилпропионата

Получение пропионовой кислоты. В автоклав с газозахватной мешалкой последовательно загружают 60 г н-пропилового спирта, 8,96 г ацетата кобальта, 15,94 г пиридина. Далее реактор продувается азотом для удаления кислорода воздуха, после чего осуществляется подача окиси углерода и водорода таким образом, чтобы парциальное давление окиси углерода составляло 6 МПа, водорода - 6 МПа. Реактор нагревают до температуры 170°С и выдерживают реакционную смесь в течение 60 минут. Далее реакционную смесь охлаждают, сбрасывают избыточное давление газа, вновь продувают автоклав азотом и далее насыщают его смесью окиси углерода и этилена в соотношении 75:25 (окись углерода/этилен) до 8 МПа, а далее добавляют водород до достижения суммарного давления газа в автоклаве 9 МПа. Реактор нагревают до 140°С и выдерживают при данной температуре в течение 3 минут. Далее реакционную смесь охлаждают, сбрасывают избыточное давление газа и выделяют пропилпропионат. Конверсия этилена - 91%, селективность по пропилпропионату - 94%.

1. Способ получения катализатора процесса на основе соединений кобальта и продуктов оксосинтеза на основе этилена, включающий взаимодействие этилена с окисью углерода и водорода в реакторе-автоклаве с использованием регенерируемой каталитической системы на основе соединений кобальта при повышенных давлении и температуре, отличающийся тем, что в реактор последовательно загружают растворитель, соединение кобальта, азотсодержащее органическое основание, как пиридин или пиколины, с последующей продувкой азотом и подачей окиси углерода и водорода до достижения общего давления 10-14 МПа, нагреванием полученной смеси в реакторе со скоростью 10°C в минуту до температуры 140-170°С, выдержкой в течение 60 минут при давлении 12 МПа, охлаждением, сбросом избыточного давления до атмосферного, повторной продувкой азотом и насыщением реактора смесью окиси углерода и этилена до 8 МПа, добавлением водорода до достижения общего давления 9-10 МПа, нагреванием смеси до 90-170°С и выдержкой при данной температуре в течение 2-15 минут с последующим выделением продуктов оксосинтеза.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение парциальных давлений окиси углерода и водорода составляет 1:1.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в реактор загружают в качестве растворителя воду и ацетон, при повторной продувке вводят смесь окиси углерода с этиленом при соотношении парциальных давлений 3:1, с последующим выделением пропионовой кислоты, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- вода 14 - 35

- ацетон 52 - 54

- водный ацетат кобальта (II) 9 - 10

- пиридин 1 - 25.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в реактор загружают в качестве растворителя толуол, при повторной продувке вводят смесь окиси углерода с этиленом при соотношении парциальных давлений 1:1, с последующим выделением пропионового альдегида, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- толуол 82 - 89

- водный карбонат кобальта (II) 5 - 7

- пиридин 4 - 13.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в реактор загружают в качестве растворителя н-пропиловый спирт, при повторной продувке вводят смесь окиси углерода с этиленом при соотношении парциальных давлений 3:1, с последующим выделением пропилпропионата, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- н-пропиловый спирт 70 - 84

- водный ацетат кобальта (II) 10 - 12

- пиридин 4 - 20.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве соединений кобальта используют его неорганические и органические соединения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения фторированного соединения, представленного следующей формулой (1), или производного соединения с замкнутым кольцом, где R1, RX, R2a, R2b, R2c и R2d определены в формуле изобретения,включающему взаимодействие соединения, представленного формулой (2), где Х представляет собой удаляемую группу, с соединением, представленным формулой (3), в присутствии восстановителя при облучении светом, где взаимодействие проводят в присутствии азотсодержащего ненасыщенного гетероциклического соединения, имеющего N-H фрагмент.

Настоящее изобретение относится к сложному α-азари-лалдегидному эфиру, к способу его получения и к его применению. Химическая структура соответствующего сложного α-азари-лалдегидного эфира представлена формулой I.
Изобретение относится к способу производства сложноэфирного продукта, посредством реакции переэтерификации, из первой смеси, содержащей по меньшей мере два разных сложноэфирных соединения, с образованием второй сложноэфирной смеси, характеризующейся более низкой температурой плавления, чем температура плавления указанной первой сложноэфирной смеси, включающему следующие стадии: а) смешивание по меньшей мере двух разных исходных сложноэфирных соединений с образованием первой сложноэфирной смеси и b) приведение указанной первой сложноэфирной смеси в контакт с катализатором, содержащим от 30 до 60% (% вес.) оксида кальция и по меньшей мере один второй оксид металла, где второй оксид металла выбран из группы, состоящей из оксида металла группы 2А, отличного от кальция, оксида переходного металла, оксида лантана, диоксида кремния, оксида алюминия и алюмината металла.

Настоящее изобретение относится к способам превращения эфиров акриловой кислоты или их производных в дифторпропионовую кислоту или ее производные. Способ получения производных 2,3-дифторпропионовой кислоты включает образование реакционной смеси, содержащей фторуглеводородный или фторуглеродный растворитель, фтористый газ и соединение формулы 5 с образованием соединения формулы 6, и приведение в контакт соединения формулы 6 со спиртом и катализатором; где реакционная смесь содержит по меньшей мере приблизительно 50% соединения формулы 6 на основе числа молей соединения формулы 5, добавленных к реакционной смеси.

Изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения метилового эфира пальмитиновой кислоты (метилпальмитата), который широко используется в косметической, пищевой, фармацевтической и топливной промышленности, является эмульгатором и стабилизатором эмульсий, обладает смягчающими и пластифицирующими свойствами, применяется в кремах, масках, эмульсиях разного назначения, используется в составе пищевых продуктов в качестве ароматизирующего вещества, служит прекурсором в синтезе витамина А и гексадеканола и т.д.

Изобретение относится к новым офтальмологическим композициям, в частности к офтальмологической композиции, содержащей соединение формулы (I), где значения для групп R1 и R2 приведены в формуле изобретения, и офтальмологически приемлемый носитель. Изобретение также относится к способу лечения сухости глаз, включающему локальное введение в глаза субъекта, нуждающегося в этом, терапевтически эффективного количества указанной офтальмологической композиции. 10 н.

Изобретение относится к процессам переработки углеводородных газов с получением жидких химических продуктов с высокой добавленной стоимостью. Способ переработки природных и попутных нефтяных газов, а также углеводородных нефтяных газов с повышенным содержанием тяжелых гомологов метана и низким метановым числом, с получением метилпропионата и метилметакрилата, заключается в двухступенчатом селективном прямом гомогенном окислении углеводородного газа и последующем каталитическим карбонилировании смеси с получением метилпропионата, конденсации части полученного метилпропионата с формальдегидом для получения метилметакрилата, причем на одной ступени окисления углеводородного газа, проводимой при температуре 700-800°C и давлении 1-30 бар, получают газовую смесь, содержащую этилен и СО, а на другой ступени, проводимой при давлении 30-80 бар и начальной температуре 350-420°C, получают метанол и СО, причем либо сначала углеводородный газ окисляют на ступени, проводимой при температуре 700-800°C, с получением этилена, а затем окисляют на ступени, проводимой при начальной температуре 350-420°C, либо сначала углеводородный газ окисляют на ступени, проводимой при начальной температуре 350-420°C, с последующей конденсацией полученного метанола, формальдегида и воды, а затем окисляют полученную газовую смесь на ступени, проводимой при температуре 700-800°C, с последующим добавлением метанола первой ступени; затем полученную в результате двухступенчатого окисления смесь обрабатывают при повышенных давлениях и температурах в присутствии катализатора карбонилирования для взаимодействия этилена, метанола и СО и получают углеводородный газ с повышенным метановым числом и жидкие продукты, из которых выделяют метилпропионат, часть которого дополнительно обрабатывают формальдегидом.
Изобретение относится к способам получения сложных эфиров амиловых спиртов и простейших карбоновых кислот C1-C4. В качестве сырья используют спиртосодержащие отходы производства капролактама.

Изобретение относится к способам получения диарилкарбонатов, которые позволяют получать диарилкарбонаты из газов, вызывающих парниковый эффект, таких как диоксид углерода. Способ получения диарилкарбоната включает реакцию эпоксида и диоксида углерода в первой реакционной зоне с образованием первого реакционного продукта, включающего циклический карбонат; переэтерификацию циклического карбоната с этанолом в присутствии катализатора первой переэтерификации во второй реакционной зоне с образованием второго реакционного продукта, включающего диэтилкарбонат и гликоль; разделение второго реакционного продукта с извлечением первой фракции диэтилкарбоната и первой фракции гликоля; переэтерификацию, по меньшей мере, части первой фракции диэтилкарбоната с арилгидроксисоединением в присутствии катализатора второй переэтерификации в третьей реакционной зоне с образованием третьего реакционного продукта, включающего этиларилкарбонат и этанол; разделение третьего реакционного продукта с извлечением фракции этиларилкарбоната и первой фракции этанола; диспропорционирование, по меньшей мере, части фракции этиларилкарбоната в присутствии катализатора диспропорционирования в четвертой реакционной зоне с образованием четвертого реакционного продукта, включающего диарилкарбонат и диэтилкарбонат; разделение четвертого реакционного продукта с извлечением фракции диарилкарбоната и второй фракции диэтилкарбоната; рециркуляцию, по меньшей мере, части первой фракции этанола во вторую реакционную зону и рециркуляцию, по меньшей мере, части второй фракции диэтилкарбоната в третью реакционную зону.

Настоящее изобретение относится к вариантам соединения формулы (I): R1 представляет собой атом водорода; R2 представляет собой низшую алкильную группу; P представляет собой H; где P1, P2 и P3 являются одинаковыми или разными и выбраны из атома водорода, низшей алкильной группы и C14-C22 алкенильной группы, замещенной низшей алкильной группой; где P1 представляет собой алкенильную группу, а каждый из P2 и P3 представляет собой атом водорода; и Y является C14-C22 алкенильной группой, по меньшей мере, с одной двойной связью, имеющей Z-конфигурацию и имеющей первую двойную связь у третьей углерод-углеродной связи от омега (ω)-конца углеродной цепи, обладающего способностью снижать уровень триглицеридов и холестерина, к фармацевтической и липидной композициям на основе заявленных соединений, а также к применению (варианты) предложенных соединений.
Изобретение относится к способу получения пропилпропионата в среде пропилового спирта с использованием этилена и окиси углерода на октакарбониле дикобальта с использованием азотсодержащего органического основания при повышенных давлении и температуре, где осуществляют подачу в реактор окиси углерода, этилена и водорода таким образом, что парциальное давление этилена составляет 1,0-1,6 МПа, водорода - 0,1-1,0 МПа, окиси углерода - 5,0-7,0 МПа, с последующим нагреванием реактора до температуры 140 °С и выдерживанием реакционной смеси в течение 3-15 минут, охлаждением, сбросом избыточного давления и выделением пропилпропионата.
Наверх