CZ295988B6 - Způsob přípravy katalyzátoru - Google Patents

Způsob přípravy katalyzátoru Download PDF

Info

Publication number
CZ295988B6
CZ295988B6 CZ20004503A CZ20004503A CZ295988B6 CZ 295988 B6 CZ295988 B6 CZ 295988B6 CZ 20004503 A CZ20004503 A CZ 20004503A CZ 20004503 A CZ20004503 A CZ 20004503A CZ 295988 B6 CZ295988 B6 CZ 295988B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
palladium
catalyst
water
gold
reduced
Prior art date
Application number
CZ20004503A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ20004503A3 (cs
Inventor
Tao Wang
Jerry A. Broussard
Original Assignee
Celanese International Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Celanese International Corporation filed Critical Celanese International Corporation
Publication of CZ20004503A3 publication Critical patent/CZ20004503A3/cs
Publication of CZ295988B6 publication Critical patent/CZ295988B6/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/48Silver or gold
    • B01J23/52Gold
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/04Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides onto unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • C07C67/05Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides onto unsaturated carbon-to-carbon bonds with oxidation
    • C07C67/055Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides onto unsaturated carbon-to-carbon bonds with oxidation in the presence of platinum group metals or their compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/396Distribution of the active metal ingredient
    • B01J35/397Egg shell like

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

Způsob přípravy katalyzátoru pro výrobu vinylacetátu reakcí ethylenu, kyslíku a kyseliny octové, který zahrnuje porézní nosič, na jehož porézních površích jsou nanesena katalyticky účinná množství kovového paladia a zlata, zahrnuje impregnaci porézního nosiče, jehož porézní povrchy obsahují katalyticky účinné množství předredukovaného kovového paladia, roztokem zlatitanu draselného, a redukci zlatitanu draselného na katalyticky účinné množství kovového zlata.

Description

Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká způsobu přípravy nových a zlepšených katalyzátorů pro výrobu vinylacetátu reakcí ethylenu, kyslíku a kyseliny octové.
Dosavadní stav techniky
Výroba vinylacetátu reakcí ethylenu, kyslíku a kyseliny octové s použitím katalyzátoru složeného z kovového paladia a zlata na nosiči je známa. I když může tento způsob využívající uvedeného katalyzátoru poskytnout vinylacetát s poměrně dobrou produktivitou, tato míra produktivity je omezena vznikem nežádoucích vedlejších produktů, zvláště oxidu uhličitého. Je tedy velmi žádoucí jakékoli zlepšení schopné poskytnout sníženou výrobu vedlejších produktů jako je oxid uhličitý, vyjádřenou jako nižší procento selektivity pro CO2.
Dosavadní katalyzátory obsahující kovové paladium a zlato se běžně připravují způsobem zahrnujícím kroky impregnace porézního nosiče jediným vodným roztokem nebo oddělenými roztoky solí paladia a zlata rozpustných ve vodě, reakci impregnovaných solí rozpustných ve vodě s vhodnou alkalickou sloučeninou, například hydroxidem sodným, pro fixaci paladia a zlata jako ve vodě nerozpustných sloučenin, například hydroxidů, a redukci sloučenin nerozpustných ve vodě například ethylenem nebo hydrazinem pro převedení paladia a zlata do formy volných kovů. Tento způsob výroby má nevýhodu v tom, že vyžaduje několik kroků, někdy včetně alespoň dvou kroků fixaceů.
Dosavadní stav techniky vzhledem k nárokovanému vynálezu představují následující odkazy.
Patent US 5 332 710, udělený 26. července 1994, Nicolau a další, popisuje způsob výroby katalyzátoru použitelného pro výrobu vinylacetátu reakcí ethylenu, kyslíku a kyseliny octové, který zahrnuje impregnaci porézního nosiče solemi paladia a zlata rozpustnými ve vodě, fixaci paladia a zlata jako sloučenin nerozpustných ve vodě na nosiči ponořením a pohybem impregnovaného nosiče v bubnu v reaktivním roztoku pro vysrážení těchto sloučenin a následnou redukci těchto sloučenin na volné kovové formy.
Patent GB 1 188 777, zveřejněný 22. dubna 1970, popisuje způsob současné výroby esteru nenasycené karboxylové kyseliny, například vinylacetátu, z olefinu, karboxylové kyseliny a kyslíku, a odpovídající karboxylové kyseliny, například kyseliny octové, z jejího aldehydu, s použitím jediného katalyzátoru na nosiči obsahujícího sloučeninu paladia, například oxid nebo sůl, s jednou nebo více sloučeninami některého z mnoha kovů, například kovového zlata nebo sloučeninu zlata, jako je zlatitan draselný.
Patent US 5 700 753 popisuje katalyzátor pro výrobu vinylacetátu (VA) vyrobený přidáváním organokovových komplexů zlata k předredukovanému paladiovému katalyzátoru vyrobenému z Na2PdCl4. Organokovová sloučenina zlata nevyžaduje fixační krok.
Podstata vynálezu
Podle předkládaného vynálezu se způsob přípravy katalyzátoru použitelného pro výrobu vinylacetátu (VA) reakcí ethylenu, kyslíku a kyseliny octové s nízkou selektivitou pro oxid uhličitý, kroky zahrnujícími impregnaci porézního nosiče, jehož porézní povrchy obsahují katalyticky účinné množství předredukovaného kovového paladia, roztokem zlatitanu draselného, KAuO2, a redukci zlatitanu draselného na katalyticky účinné množství kovového zlata. Použití takového
-1 CZ 295988 B6 katalyzátoru často vede k nízkým selektivitám pro oxid uhličitý a těžké podíly (heavy ends), které jsou často doprovázeny vyšší produktivitou vinylacetátu než je tomu u různých běžných katalyzátorů s obsahem kovového paladia a zlata.
Podrobný Dopis vynálezu
Popisuje se způsob výroby katalyzátoru použitelného pro výrobu vinylacetátu.
Předredukovaný Pd katalyzátor byl vyroben impregnací nosiče vodným roztokem Na2PdCl4 s následnou fixací NaOH a redukcí Pd. Byl získán katalyzátor s tenkou vrstvou paladia, který byl potom uveden do styku s vodným roztokem KAuO2 za vytvoření druhé vrstvy Au na nosiči. Nakonec byl vytvořen katalyzátor obsahující tenkou vrstvu Pd a Au, přičemž nebyl nutný krok fixace Au. Pd a Au byly rozděleny jako tenká vrstva kovu na struktuře nosiče.
Jako alternativní provedení je možno vyrobit katalyzátor nejprve uvedením nosiče do styku s KAuO2, a potom sNa2PdCl4. Sloučenina paladia může být potom fixována srážecím roztokem jako je NaOH, a Au a Pd mohou být vyredukovány redukčním činidlem. Alternativně může být Au vyredukováno před přídavkem roztoku Pd.
Ještě další provedení způsobu podle vynálezu zahrnuje použití reakčních činidel prostých sodíku, jak se popisuje v patentu US 5 693 586.
Nosný materiál v katalyzátoru podle vynálezu je složen z částic jakéhokoli pravidelného nebo nepravidelného tvaru, jako jsou kuličky, tablety, válečky, kroužky, hvězdičky nebo jiné tvary a mohou mít rozměry jako je průměr, délka nebo šířka od přibližně 1 do přibližně 10 mm, s výhodou přibližně 3 až 9 mm. Výhodné jsou kuličky o průměru přibližně 4 až přibližně 8 mm. Nosný materiál může být složen z jakékoli vhodné porézní látky, jako je například oxid křemičitý (silica), oxid hlinitý (alumina), silica-alumina, titania, zirkonia. křemičitany, hlinitokřemičitany, titanáty, spinely, karbid křemíku, uhlí apod.
Nosný materiál může mít specifický povrch v rozmezí například od přibližně 10 do přibližně 350, s výhodou přibližně 100 až přibližně 200 m2/g, průměrnou velikost pórů v rozmezí například od přibližně 50 do přibližně 2000 A (5 až 200 nm) a objem pórů v rozmezí například od přibližně 0,1 do přibližně 2, s výhodou přibližně 0,4 až přibližně 1,2 ml/g.
Při výrobě katalyzátoru s využitím způsobu podle předkládaného vynálezu se nosný materiál nejprve zpracovává s cílem nanést katalytické množství paladia na porézních površích částic nosiče. Pro tento účel může být použit jakýkoli z různých způsobů, které všechny zahrnují impregnaci nosiče vodným roztokem sloučeniny paladia rozpustné ve vodě. Příklady vhodných sloučenin paladia rozpustných ve vodě jsou chlorid paladnatý, chlorid paladnatosodný (například tetrachlorpaladnatan sodný, Na2PdCl4), chlorid paladnatodraselný, dusičnan paladnatý nebo síran paladnatý. Výhodnou solí pro impregnaci je tetrachlorpaladnatan sodný pro svou dobrou rozpustnost ve vodě. Impregnace může být prováděna metodou počátečního navlhčení, při které se pro impregnaci použije množství roztoku sloučeniny kovu rozpustné ve vodě od přibližně 95 do přibližně 100 % z absorpční schopnosti nosného materiálu. Koncentrace roztoku je taková, že množství elementárního paladia v roztoku absorbované na nosič je rovné požadovanému předem určenému množství. Impregnace se provede například pro dosažení přibližně 1 až přibližně 10 g elementárního paladia na litr hotového katalyzátoru.
Po impregnaci nosiče vodným roztokem soli paladia rozpustné ve vodě se paladium fixuje, tj. vysráží ve formě sloučeniny nerozpustné ve vodě jako je hydroxid reakcí s vhodnou alkalickou sloučeninou, například hydroxidem, křemičitanem, boritanem, uhličitanem nebo hydrogenuhličitanem alkalického kovu ve vodném roztoku. Výhodnými alkalickými fixačními sloučeninami jsou hydroxidy sodný a draselný. Alkalický kov v alkalické sloučenině by měl být v množství
-2CZ 295988 B6 například přibližně 1 až přibližně 2, s výhodou přibližně 1,1 až přibližně 1,8 krát množství nezbytné pro reakci s katalyticky účinnými kationty přítomnými v soli rozpustné ve vodě. Fixace paladia může být provedena metodou počátečního navlhčení, při které se impregnovaný nosič suší, například při teplotě 150 °C jednu hodinu, uvede se do styku s množstvím roztoku alkalického materiálu, které je rovno přibližně 95 až 100 % objemu pórů nosiče, a ponechá se stát po dobu od přibližně 1/2 do přibližně 16 h, nebo metodou rotačního ponoření, kdy se impregnovaný nosič bez sušení ponoří do roztoku alkalického materiálu a otáčí se a/nebo převrací v bubnu během alespoň počáteční fáze srážení, takže se v blízkosti povrchu částic nosiče vytvoří tenký pás vysrážené sloučeniny rozpustné ve vodě. Rotace a převracení v bubnu mohou být prováděny například rychlostí přibližně 1 až přibližně 10 ot/min po dobu například alespoň přibližně 0,5 h, s výhodou přibližně 0,5 až přibližné 4 h. Uvažovaná metoda rotačního ponoření se popisuje v patentu US 5 332 710, jehož obsah je zařazen odkazem.
Fixovaná, tj. vy srážená sloučenina paladia může být potom redukována, například v parní fázi ethylenem, například s koncentrací 5 % v dusíku při 150 °C 5 h, po prvním praní katalyzátoru obsahujícím fixované sloučeniny paladia až do zbavení volných aniontů jako jsou halogenidy, a sušení, například při 150 °C přes noc za konstantního promývání N2, nebo může být tato redukce prováděna v kapalné fázi při teplotě laboratoře vodným roztokem hydrátu hydrazinu, při které se používá nadbytek hydrazinu proti množství nutnému pro redukci veškerých kovových sloučenin přítomných na nosiči, například v rozmezí přibližně 8 : 1 až přibližně 15 : 1, s následným praním a sušením. Jak je v oboru běžné, pro redukci fixované sloučeniny paladia přítomné na nosiči mohou být použita další redukční činidla a prostředky. Redukce fixované sloučeniny paladia vede převážně ke tvorbě volného kovu, ačkoli může být také přítomno menší množství oxidu kovu.
Po přípravě katalyzátoru obsahujícího paladium ve formě volného kovu naneseného na nosném materiálu jakoukoli z výše uvedených metod se katalyzátor impregnuje vodným roztokem zlatitanu draselného, s výhodou metodou počátečního navlhčení. Katalyzátor se potom suší tak, že obsahuje zlatitan draselný v množství dostatečném pro poskytnutí například přibližně 0,5 až přibližně 10 g elementárního zlata na litr hotového katalyzátoru, přičemž množství zlata je od přibližně 10 do přibližně 125 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost přítomného paladia. Zlatitan draselný se potom redukuje na kovové zlato použitím jakéhokoli výše popsaného způsobu pro redukci paladia z fixované, tj. ve vodě nerozpustné sloučeniny paladia na povrchu nosiče. Tato redukce zlatitanu draselného se provádí bez jakékoli nutnosti mezikroků fixace zlata na nosiči ve formě sloučeniny nerozpustné ve vodě a promývání takové sloučeniny až do zbavení chlóru, jak bylo popsáno výše pro paladium, a jak se obvykle vyžaduje v případě zlata při výrobě katalyzátorů pro přípravu vinylacetátu s obsahem paladia a zlata. Odstranění těchto kroků fixace a promývání v souvislosti se zlatém je důležitou výhodou při výrobě katalyzátoru podle předkládaného vynálezu. Tímto způsobem byl získán katalyzátor s vysokým zachycením kovového zlata. Katalyzátor tedy obsahuje Pd a Au distribuované v tenké vrstvě na povrchu nebo v blízkosti povrchu nosiče katalyzátoru.
Jedním z problémů při výrobě katalyzátorů pro získávání vinylacetátu bylo nízké zachycení ušlechtilého kovu na nosiči katalyzátoru. Použití prekurzoru KAuO2 poskytuje způsob pro výrobu katalyzátorů na bázi vysoce disperzních kovových částic neobsahujících soli, aniž by byl pro komplexy Au nezbytný fixační krok. Výhodou nepřítomnosti fixačního kroku pro komplexy Au je zvýšené zachycení zlata, protože při kroku fixace/promývání podle dosavadního stavu techniky se zlato z katalyzátoru částečně vymývá a zvyšuje se poměr Au/Pd v katalyzátoru. I když byly katalyzátory podle vynálezu popisovány primárně v souvislosti s katalyzátory obsahujícími jako katalyticky účinné kovy pouze paladium a zlato, tyto katalyzátory mohou také obsahovat jeden nebo více dalších katalyticky účinných kovových prvků ve formě volného kovu, oxidu nebo směsi volného kovu a oxidu. Těmito kovovými prvky mohou být například měď, hořčík, vápník, baryum, zirkon a/nebo cer. Jestliže je v katalyzátoru požadována přítomnost dalšího kovu navíc k paladiu a zlatu, nosič může být obvykle impregnován solí tohoto kovu rozpustnou ve vodě, která je rozpuštěna ve stejném impregnačním roztoku, který obsahuje ve vodě roz
-3 CZ 295988 B6 pustnou sůl paladia. Nosič může být tedy současně impregnován ve vodě rozpustnými solemi paladia a dalšího kovu, které se potom současně fixují a redukují stejným způsobem, jak bylo popsáno výše pro samotné paladium. Katalyzátor obsahující paladium ve formě volného kovu a další kov jako oxid a/nebo volný kov se potom impregnuje zlatitanem draselným, který se poté redukuje na zlato ve formě volného kovu bez mezikroku fixace popsaného výše v souvislosti s paladiem jako jediným dalším kovem přítomným navíc ke zlatu.
Katalyzátor obsahující paladium a zlato může být s výhodou popřípadě impregnován roztokem octanu alkalického kovu, s výhodou octanu draselného nebo sodného, a nej výhodněji octanu draselného (KOAc). Po usušení může hotový katalyzátor obsahovat například přibližně 10 až přibližně 70, s výhodou přibližně 20 až přibližně 60 g octanu alkalického kovu na litr hotového katalyzátoru. Optimálně se může KAuO2 přidávat spolu s KOAc v jednom kroku k předredukovanému Pd katalyzátoru.
Při výrobě vinylacetátu s použitím katalyzátoru podle předkládaného vynálezu se přes katalyzátor převádí proud plynu obsahující ethylen, kyslík nebo vzduch, kyselinu octovou a v případě potřeby octan alkalického kovu. Složení tohoto proudu plynu může být v širokých mezích měněno, přičemž v úvahu je třeba brát meze výbušnosti. Molární poměr ethylenu ke kyslíku může být například 80 : 20 až přibližně 98 : 2, molární poměr kyseliny octové k ethylenu může být přibližně 2 : 1 až přibližně 1 : 10, s výhodou přibližně 1 : 2 až 1 : 5, a obsah plynného octanu alkalického kovu může být přibližně 1 až přibližně 100 ppm, vztaženo na hmotnost použité kyseliny octové. Proud plynu může také obsahovat další inertní plyny jako je dusík, oxid uhličitý a/nebo nasycené uhlovodíky. Je možno použít zvýšené reakční teploty, s výhodou teploty v rozmezí přibližně 150 až 220 °C. Použitý tlak může být poněkud snížený, normální tlak nebo zvýšený tlak, s výhodou tlak až do přibližně 2,0 MPa.
Vynález budou dále ilustrovat následující příklady.
Příklady provedení vynálezu
Příklady 1 až 10
Tyto příklady ilustrují přípravu katalyzátorů podle předkládaného vynálezu obsahujících různá množství paladia a zlata ve formě volných kovů.
Nosný materiál obsahující předredukované kovové paladium byl připraven následujícím způsobem:
Nosný materiál v množství 250 ml obsahující kuličky oxidu křemičitého (silica) Sud Chemie KA-160 s jmenovitým průměrem 7 mm, specifickým povrchem od přibližně 160 do 175 m2/g, a objemem pódů přibližně 0,68 ml/g, byl nejprve impregnován metodou počátečního navlhčení 82,5 ml vodného roztoku tetrachlorpaladnatanu sodného (Na2PdCl4) dostatečnými pro poskytnutí přibližně 7 g elementárního paladia na litr katalyzátoru. Nosič byl potom v roztoku protřepáván 5 min pro zajištění úplné absorpce roztoku. Paladium bylo potom na nosič fixováno jako hydroxid paladnatý uvedením nosiče do styku metodou rotačního ponoření po dobu 2,5 h rychlostí přibližně 5 ot/min do styku s 283 ml vodného roztoku hydroxidu sodného připraveného z roztoku hydroxidu sodného ve vodě s koncentrací 50 % hmotn./hmotn. v množství 120 % vzhledem k množství nutnému pro převedení paladia na hydroxid. Roztok byl z nosiče odtažen a nosič byl potom promýván deionizovanou vodou až do odstranění chloridů (přibližně 5 h) a sušen přes noc při 150 °C za konstantního promývání dusíkem. Paladium bylo potom redukováno na volný kov přivedením nosiče do styku s ethylenem (5 % v dusíku) v parní fázi při 150 °C 5 h, nebo s hydrazinem při teplotě laboratoře 4 h, s následným promytím deionizovanou vodou 2 h a sušením v
-4CZ 295988 B6 sušárně při 150 °C 5 h za získání nosiče obsahujícího jmenovité množství 7 g/1 předredukovaného Pd.
Při výrobě zlatitanu draselného použitého pro impregnaci nosiče zlatém byl nejprve připraven hydroxid zlatitý, Au(0H)3, smísením 300 g tetrachlorzlatitanu sodného, NaAuCl4, obsahujícího 0,20 g Au/g roztoku s 73,6 g roztoku hydroxidu sodného ve vodě s koncentrací 50 % hmotn./hmotn. rozpuštěného ve 200 ml deionizované vody. Byl přidán nadbytek NaOH pro přivedení pH na přibližně 8 a roztok byl míchán a zahříván při 60 °C 3 h za vytvoření oranžové sraženiny. Filtrace poskytla oranžovou pevnou látku, která byla promyta deionizovanou vodou až do odstranění chloridů a sušena ve vakuové sušárně při 50 °C v proudu N2 za získání oranžovočervené pevné látky Au(OH)3. Analýza pevné látky ukázala obsah zlata 79,5 % zlata, což je v souladu s vypočtenou hodnotou.
Hydroxid zlatily v množství 0,5 g byl smíchán s 0,12 g KOH v 35 ml vody, a získaná oranžová suspenze byla zahřívána na 82 až 85 °C a míchána při této teplotě až do rozpuštění veškeré pevné látky, za získání čirého žlutého roztoku zlatitanu draselného (KAuO2). Tento roztok byl přidán ke 100 ml nosiče s obsahem jmenovitého množství 7 g/1 předredukovaného Pd vyrobeného jak bylo popsáno výše, s použitím ethylenu jako redukčního činidla. Impregnace byla prováděna po dobu přibližně 25 až 30 min. Katalyzátor byl sušen v sušárně při 100 °C 5 h v proudu N2. Zlato v katalyzátoru bylo potom redukováno 5 % ethylenem v N2 při 120 °C 5 h do získání volného kovového zlata na nosiči.
Nakonec byl katalyzátor impregnován metodou počátečního navlhčení vodným roztokem 4 g octanu draselného ve 33 ml vody a sušen v sušárně s fluidním ložem při 100 °C 1,5 h.
Následující popis výroby katalyzátoru podle předkládaného vynálezu se konkrétně týká katalyzátorů z příkladu 1, 2 a 3, které obsahují jmenovitá množství, tj. množství odpovídající koncentracím a množstvím impregnačních roztoků, 7 g Pd a 4 g Au na litr katalyzátoru, a ve kterých jsou jak Pd, tak i Au redukovány ethylenem. Podobným způsobem se však připravují i katalyzátory z příkladů 4 až 10, které obsahují jiná množství Pd a/nebo Au, při jejichž výrobě se změní koncentrace nebo množství Na2PdCl4 a/nebo KAuO2 jako impregnačních roztoků pro získání požadovaných jmenovitých množství Pd a/nebo Au na nosiči, a redukce Pd a Au se vždy provádí ethylenem a/nebo hydrazinem, jak bylo popsáno výše. Redukční činidlo použité při výrobě (QH4 a/nebo N2H4), jmenovitá množství Pd a Au odpovídající koncentracím a množstvím impregnačních roztoků (jmen, množství, g/1), a skutečná množství Pd a Au na katalyzátorech podle příkladů 1 až 10 určená analýzou a procenta zachycení kovu jsou uvedena v tabulce 1. V příkladu 7 znamená zápis v tabulce N2H4, C2H4 to, že Pd bylo předredukováno hydrazinem a Au bylo redukováno ze zlatnatanu draselného ethylenem, zatímco údaj C2H4, N2H4 v příkladu 10 ukazuje, že Pd bylo předredukováno ethylenem a Au hydrazinem, jak bylo popsáno výše.
Katalyzátory podle příkladů byly testovány na aktivitu a selektivitu pro různé vedlejší produkty při výrobě vinylacetátu reakcí ethylenu, kyslíku a kyseliny octové. Pro tento účel bylo vloženo přibližně 60 ml katalyzátoru vyrobeného výše popsaným postupem do nerezového košíku s možností měření teploty termočlánkem v horní i dolní části košíku. Košík byl vložen do kontinuálního míchaného tankového reaktoru typu Berty recirkulačního typu a byl udržován při teplotě poskytující přibližně 45 % konverzi kyslíku elektrickým topným pláštěm. Přes košík byla převáděna směs plynů o objemu přibližně 50 1 za normálních podmínek (měřeno za normální teploty a tlaku) ethylenu, přibližně 10 1 za normálních podmínek kyslíku, přibližně 49 1 za normálních podmínek dusíku, přibližně 50 g kyseliny octové a přibližně 4 mg octanu draselného, za tlaku přibližně 1,2 MPa, a katalyzátor byl za těchto reakčních podmínek ponechán zrát alespoň 16 h před dvouhodinovým experimentem, po kterém byla reakce ukončena. Analýza produktů byla provedena on-line analýzou plynovou chromatografíí spojenou s off-line analýzou kapalného produktu kondenzací proudu produktu při teplotě přibližně 10 °C pro získání optimální analýzy konečných produktů vinylacetátu (VA), oxidu uhličitého (CO2), těžkých podílů (heavy ends, HE) a ethylacetátu (ETOAc), přičemž výsledky této analýzy byly použitypro výpočet selektivit těchto
-5 CZ 295988 B6 materiálů vztažených na ethylen pro každý příklad ukázaný v tabulce 1. V tabulce 1 je také ukázána relativní aktivita reakce vyjádřená jako faktor aktivity (aktivita), která je vypočtena na počítači. Počítačový program využívá řady rovnic, které uvádějí do korelace faktor aktivity s teplotou katalyzátoru v průběhu reakce, konverzí kyslíku a řadou kinetických parametrů pro 5 reakce, které probíhají při syntéze VA. Obecněji je faktor aktivity nepřímo úměrný teplotě požadované pro dosažení konstantní konverze kyslíku.
Tabulka 1
Př. Red. Činidlo Obsah kovu v katalyzátoru Aktivita % selektivity
Jmen. množství 9/l Skut.množství s/i Pd/Au % zachycení kovu CO2 HE ETOAC
Pd Au Pd Au Pd Au
1 C2H4 7 4 6,23 3,44 89 86 1,96 8,3 1,407 0,058
2 C2H4 7 4 6,93 4,00 99 100 2,13 9,10 1,436 0,049
3 C2H4 7 4 6,65 4,44 95 112 2,1 8,6 1,256 0,059
4 n2h4 7 4 5,25 3.48 75 87 1,89 8,68 1,005 0,082
5 c2h4 7 5 7,00 4,00 100 80 2,18 9,00 1.459 0.078
6 n2h4 7 5 6,30 4,75 90 95 2,08 8,8 0,997 0,105
7 n2h4 c2h4 7 5 6,65 5,00 95 100 1,78 11,57 0,636 0,151
8 c2h4 8 4,57 8,00 4,34 100 95 2,37 9,45 1,549 0,061
9 n2h4 8 4,57 7,60 4,25 95 93 2,09 8,95 1,229 0,108
10 c2h4 n2h4 8 5,57 7,84 5,18 98 93 2,51 9.54 1,462 0,082
Hodnoty uvedené v tabulce 1 ukazují, že katalyzátory podle předkládaného vynálezu mohou být v mnoha případech použity pro syntézu vinylacetátu reakcí ethylenu, kyslíku a kyseliny octové s 15 nižšími selektivitami pro CO2 a těžké podíly, než mají různé běžné a/nebo komerční katalyzátory obsahující paladium a zlato, při zachování ekvivalentních aktivit.

Claims (22)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob přípravy katalyzátoru pro výrobu vinylacetátu reakcí ethylenu, kyslíku a kyseliny octové, vyznačující se tím, že se porézní nosič, jehož povrchové vrstvy obsahují katalyticky účinné množství předredukovaného paladia, impregnuje roztokem zlatitanu draselného, a zlatitan draselný se redukuje na katalyticky účinné množství kovového zlata.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že porézní nosič, jehož povrchové vrstvy obsahují katalyticky účinné množství předredukovaného paladia, se připravuje kroky, při kterých se porézní nosič impregnuje vodným roztokem soli paladia rozpustné ve vodě, paladium se fixuje ve formě sloučeniny nerozpustné ve vodě reakcí s vhodnou alkalickou sloučeninou a sloučenina paladia nerozpustná ve vodě přítomná na nosiči se redukuje na volnou kovovou formu.
  3. 3. Způsob podle nároku 2, v y z n a č u j í c í se t í m , že solí paladia rozpustnou ve vodě je tetrachloropaladnatan sodný, Na2PdCl4.
  4. 4. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že porézní nosič obsahuje 1 až 10 g paladia a 0,5 až 10 g zlata na litr katalyzátoru, přičemž množství zlata je od 10 do 125 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost paladia.
  5. 5. Způsob podle nároku 1, vy z n a č uj í c í se t í m , že katalyzátor se impregnuje roztokem octanu alkalického kovu.
  6. 6. Způsob podle nároku 5,vyznačující se tím, že octanem alkalického kovu je octan draselný, který je na katalyzátor nanesen v množství od 10 do 70 g/1 katalyzátoru.
  7. 7. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že octan a zlatitan se přidávají v jednom kroku.
  8. 8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se provádí s reakčními činidly prostými sodíku.
  9. 9. Způsob podle nároku 1, vy z n a č uj í c í se t í m , že Pd a Au vytvářejí vrstvu na povrchu nebo v blízkosti povrchu nosiče.
  10. 10. Způsob přípravy katalyzátoru pro výrobu vinylacetátu reakcí ethylenu, kyslíku a kyseliny octové, vyznačující se tím, že porézní nosič se impregnuje zlatitanem draselným a potom se uvede do styku s roztokem soli paladia rozpustné ve vodě, roztok paladia se fixuje ve formě sloučeniny nerozpustné ve vodě a zlatitan draselný a sloučeniny paladia se redukují na jejich kovové formy.
  11. 11. Způsob podle nároku 10, vy z n a č uj í c í se t í m , že zlatitan draselný se redukuje na kovové zlato před přivedením nosiče do styku se sloučeninou paladia rozpustnou ve vodě.
  12. 12. Způsob výroby vinylacetátu reakcí ethylenu, kyslíku a kyseliny octové jako reakčních činidel, vyznačující se tím, že zahrnuje uvedení těchto reakčních činidel do styku s katalyzátorem obsahujícím porézní nosič, na jehož porézních površích jsou nanesena katalyticky účinná množství kovového paladia a zlata, přičemž katalyzátor je připravený kroky zahrnujícími impregnaci porézního nosiče, jehož porézní povrchy obsahují katalyticky účinné množství předredukovaného kovového paladia, roztokem zlatitanu draselného, a redukci zlatitanu draselného na katalyticky účinné množství kovového zlata.
    -7CZ 295988 B6
  13. 13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že nosič obsahující předredukované paladium se připravuje kroky zahrnujícími impregnaci porézního nosiče vodným roztokem soli paladia rozpustné ve vodě, fixaci paladia jako sloučeniny nerozpustné ve vodě reakcí s vhodnou alkalickou sloučeninou, a redukci sloučeniny paladia nerozpustné ve vodě přítomné na nosiči na volnou kovovou formu.
  14. 14. Způsob podle nároku 13,vyznačující se tím, že solí paladia rozpustnou ve vodě je tetrachloropaladnatan sodný, Na2PdCl4.
  15. 15. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že katalyzátor obsahuje 1 až 10 g paladia a 0,5 až 10 g zlata na litr katalyzátoru, přičemž množství zlata je od 10 do 125 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost paladia.
  16. 16. Způsob podle nároku 12, vyznačuj ící se t í m , že katalyzátor také obsahuje nános octanu alkalického kovu.
  17. 17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že octanem alkalického kovu je octan draselný, který je na katalyzátor nanesen v množství od 10 do 70 g/1 katalyzátoru.
  18. 18. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že octan a zlatitan se přidávají v jednom kroku.
  19. 19. Způsob podle nároku 12, vyznačuj ící se t í m , že se vyrábí pomocí reakčních činidel prostých sodíku.
  20. 20. Způsob podle nároku 12, vy z n a č uj í c í se t í m, že Pd a Au tvoří vrstvu na povrchu nebo v blízkosti povrchu nosiče.
  21. 21. Způsob výroby vinylacetátu reakcí ethylenu, kyslíku a kyseliny octové jako reakčních činidel, vyznačující se tím, že katalyzátor se připravuje kroky impregnace porézního nosiče zlatitanem draselným, potom uvedením do styku s roztokem soli paladia rozpustné ve vodě, fixací roztoku sloučeniny paladia a redukcí zlata a paladia na jejich kovovou formu.
  22. 22. Způsob podle nároku21, vyznačující se tím, že zlatitan draselný se redukuje na kovové zlato před přivedením nosiče do styku se sloučeninou paladia rozpustnou ve vodě.
CZ20004503A 1998-06-02 1999-05-19 Způsob přípravy katalyzátoru CZ295988B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/088,978 US6350900B1 (en) 1998-06-02 1998-06-02 Vinyl acetate catalyst comprising metallic palladium and gold prepared with potassium aurate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20004503A3 CZ20004503A3 (cs) 2001-08-15
CZ295988B6 true CZ295988B6 (cs) 2005-12-14

Family

ID=22214627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20004503A CZ295988B6 (cs) 1998-06-02 1999-05-19 Způsob přípravy katalyzátoru

Country Status (27)

Country Link
US (2) US6350900B1 (cs)
EP (1) EP1091802B1 (cs)
JP (1) JP4610736B2 (cs)
KR (1) KR100575967B1 (cs)
CN (1) CN1116109C (cs)
AR (1) AR018395A1 (cs)
AT (1) ATE272443T1 (cs)
AU (1) AU753815B2 (cs)
BR (1) BR9910750B1 (cs)
CA (1) CA2333097C (cs)
CZ (1) CZ295988B6 (cs)
DE (1) DE69919169T2 (cs)
ES (1) ES2226388T3 (cs)
HU (1) HUP0102638A3 (cs)
ID (1) ID26891A (cs)
MY (1) MY121382A (cs)
NO (2) NO322595B1 (cs)
NZ (1) NZ508272A (cs)
PE (1) PE20000470A1 (cs)
RU (1) RU2216401C2 (cs)
SA (1) SA99200245B1 (cs)
SK (1) SK284905B6 (cs)
TR (1) TR200003584T2 (cs)
TW (1) TW476667B (cs)
UA (1) UA69410C2 (cs)
WO (1) WO1999062632A1 (cs)
ZA (1) ZA200006639B (cs)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6794332B2 (en) * 2000-07-07 2004-09-21 Saudi Basic Industries Corporation Highly selective shell impregnated catalyst of improved space time yield for production of vinyl acetate
US6534438B1 (en) * 2000-07-26 2003-03-18 Bp Chemicals Limited Catalyst composition
JP4421201B2 (ja) * 2002-03-27 2010-02-24 シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー 触媒を調製する方法、触媒、および触媒の使用
TW200539941A (en) * 2003-12-19 2005-12-16 Celanese Int Corp Methods of making alkenyl alkanoates
BRPI0416406A (pt) * 2003-12-19 2007-01-09 Celanese Int Corp método para produzir um catalisador ou pré-catalisador adequado para auxiliar na produção de alcanoatos de alquenila, composição para catalisar a produção de um alcanoato de alquenila e método de produção de alcanoatos de alquenila
PL214272B1 (pl) * 2003-12-19 2013-07-31 Celanese Int Corp Sposób wytwarzania katalizatora do wytwarzania alkanianów alkenyli, katalizator do wytwarzania alkanianów alkenyli i zastosowanie katalizatora do wytwarzania alkanianów alkenyli
UA95442C2 (ru) 2004-12-20 2011-08-10 Селаниз Интернешнл Корпорейшн Модифицированные материалы носителей для катализаторов
US8227369B2 (en) * 2005-05-25 2012-07-24 Celanese International Corp. Layered composition and processes for preparing and using the composition
US9078428B2 (en) 2005-06-28 2015-07-14 Transmedics, Inc. Systems, methods, compositions and solutions for perfusing an organ
DE102007025362A1 (de) * 2007-05-31 2008-12-11 Süd-Chemie AG Dotierter Pd/Au-Schalenkatalysator, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung
DE102007025223A1 (de) * 2007-05-31 2008-12-04 Süd-Chemie AG Zirkoniumoxid-dotierter VAM-Schalenkatalysator, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung
DE102007025442B4 (de) * 2007-05-31 2023-03-02 Clariant International Ltd. Verwendung einer Vorrichtung zur Herstellung eines Schalenkatalysators und Schalenkatalysator
DE102007025358A1 (de) * 2007-05-31 2009-01-08 Süd-Chemie AG Verfahren zur Herstellung eines mit Pd und/oder Au beladenen Schalenkatalysators
DE102007025443A1 (de) 2007-05-31 2008-12-04 Süd-Chemie AG Pd/Au-Schalenkatalysator enthaltend HfO2, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung
DE102007025444A1 (de) * 2007-05-31 2008-12-11 Süd-Chemie AG VAM-Schalenkatalysator, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung
DE102007025315A1 (de) * 2007-05-31 2008-12-11 Süd-Chemie AG Katalysator zur selektiven Hydrierung acetylenischer Kohlenwasserstoffe und Verfahren zu seiner Herstellung
DE202008017277U1 (de) 2008-11-30 2009-04-30 Süd-Chemie AG Katalysatorträger
DE102011101459A1 (de) 2011-05-13 2012-11-15 Süd-Chemie AG Verfahren zur Herstellung eines metallhaltigen Schalenkatalysators ohne Zwischenkalzinierung
DE102012003236A1 (de) 2012-02-20 2013-08-22 Clariant Produkte (Deutschland) Gmbh Vorvergoldung von Pd-Au-gecoateten Schalenkatalysatoren
DE102012003232A1 (de) 2012-02-20 2013-08-22 Clariant Produkte (Deutschland) Gmbh Nachvergoldung von Pd-Au-gecoateten Schalenkatalysatoren
DE102012008715A1 (de) 2012-05-03 2013-11-07 Clariant Produkte (Deutschland) Gmbh Herstellung von Schalenkatalysatoren in einer Beschichtungsvorrichtung
DE102012008714A1 (de) 2012-05-03 2013-11-07 Clariant Produkte (Deutschland) Gmbh Vorimprägnierung von Schalenkatalysatoren mit einem Acetat
DE102013015436A1 (de) 2012-09-19 2014-03-20 Clariant International Ltd. Kupfer-promotierter Schalenkatalysator zur Herstellung von Alkenylcarbonsäureestern
WO2016198561A1 (en) 2015-06-12 2016-12-15 Evonik Degussa Gmbh Electroless deposition of au-pd bimetallic catalysts for alkenyl acetate production
TW202204039A (zh) * 2020-06-11 2022-02-01 美商瑟蘭斯國際股份有限公司 用於乙酸乙烯酯製造之催化劑的製備方法
CN115181059B (zh) * 2022-07-18 2023-10-20 苏州诚和医药化学有限公司 3-甲基-4-氧代哌啶-1-羧酸酯的生产工艺

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1286021B (de) 1967-04-18 1969-01-02 Knapsack Ag Verfahren zur Herstellung von Estern von Carbonsaeuren mit ungesaettigten Alkoholen
GB1333449A (en) * 1970-11-20 1973-10-10 Hoechst Ag Process for the oxacylation of olefins in the gaseous phase
DE2509251C3 (de) * 1975-03-04 1978-07-13 Hoechst Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Herstellung eines Palladiumkatalysators
US4048096A (en) * 1976-04-12 1977-09-13 E. I. Du Pont De Nemours And Company Surface impregnated catalyst
US5179057A (en) 1991-05-06 1993-01-12 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Catalysts for alkenyl alkanoate production
US5332710A (en) 1992-10-14 1994-07-26 Hoechst Celanese Corporation Vinyl acetate catalyst preparation method
US5314858A (en) 1992-10-14 1994-05-24 Hoechst Celanese Corporation Vinyl acetate catalyst preparation method
DE4323981C1 (de) * 1993-07-16 1995-03-09 Hoechst Ag Palladium und Kalium sowie Cadmium, Barium oder Gold enthaltender Schalenkatalysator, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung zur Herstellung von Vinylacetat
CA2135021A1 (en) * 1993-11-19 1995-05-20 David J. Gulliver Process for the preparation of catalysts for use in the production of vinyl acetate
US6034030A (en) * 1994-02-22 2000-03-07 Celanese International Corporation Vinyl acetate catalyst preparation method
DE19501891C1 (de) * 1995-01-23 1996-09-26 Degussa Verfahren zur Herstellung eines Trägerkatalysators und seine Verwendung für die Produktion von Vinylacetat
IN188013B (cs) * 1995-05-23 2002-08-10 Hoechst Celanese Corp
US6022823A (en) * 1995-11-07 2000-02-08 Millennium Petrochemicals, Inc. Process for the production of supported palladium-gold catalysts
US5691267A (en) * 1996-04-16 1997-11-25 Hoechst Celanese Corporation Two step gold addition method for preparing a vinyl acetate catalyst
SA97180048B1 (ar) 1996-05-24 2005-12-21 هوكست سيلانس كوربوريشن محفز بلاديوم - ذهب palladium gold ثنائي المعدن متغاير الخواص heterogeneous bimetallic vinyl acetate لإنتاج أسيتات فينيل
US5693586A (en) 1996-06-28 1997-12-02 Hoechst Celanese Corporation Palladium-gold catalyst for vinyl acetate production
US6015769A (en) * 1998-06-02 2000-01-18 Celanese International Corporation Vinyl acetate catalyst comprising metallic palladium, gold and copper supported on a carrier and prepared with potassium aurate

Also Published As

Publication number Publication date
CN1116109C (zh) 2003-07-30
PE20000470A1 (es) 2000-06-05
TR200003584T2 (tr) 2001-06-21
ES2226388T3 (es) 2005-03-16
TW476667B (en) 2002-02-21
AR018395A1 (es) 2001-11-14
HUP0102638A3 (en) 2002-12-28
BR9910750A (pt) 2001-02-13
CN1304331A (zh) 2001-07-18
AU753815B2 (en) 2002-10-31
RU2216401C2 (ru) 2003-11-20
CA2333097A1 (en) 1999-12-09
DE69919169T2 (de) 2005-09-08
EP1091802A1 (en) 2001-04-18
AU4085299A (en) 1999-12-20
NO20006120D0 (no) 2000-12-01
SK18242000A3 (sk) 2001-08-06
KR20010052457A (ko) 2001-06-25
NO322595B1 (no) 2006-10-30
NO20063038L (no) 2000-12-01
BR9910750B1 (pt) 2010-07-13
US6350900B1 (en) 2002-02-26
ATE272443T1 (de) 2004-08-15
NZ508272A (en) 2003-08-29
US6486093B2 (en) 2002-11-26
NO20006120L (no) 2000-12-01
CA2333097C (en) 2005-02-22
US20020013220A1 (en) 2002-01-31
JP2002516747A (ja) 2002-06-11
ZA200006639B (en) 2001-11-15
PL344585A1 (en) 2001-11-05
SA99200245B1 (ar) 2006-04-04
SK284905B6 (sk) 2006-02-02
UA69410C2 (uk) 2004-09-15
JP4610736B2 (ja) 2011-01-12
NO326959B1 (no) 2009-03-23
ID26891A (id) 2001-02-15
HUP0102638A2 (hu) 2001-11-28
KR100575967B1 (ko) 2006-05-02
EP1091802B1 (en) 2004-08-04
DE69919169D1 (de) 2004-09-09
CZ20004503A3 (cs) 2001-08-15
WO1999062632A1 (en) 1999-12-09
MY121382A (en) 2006-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ295988B6 (cs) Způsob přípravy katalyzátoru
KR100589992B1 (ko) 금속 팔라듐, 구리 및 금을 포함하는 비닐 아세테이트촉매 및 이의 제조방법
JP4287999B2 (ja) パラジウム、金、銅、及び一定の第4金属を含んでなる酢酸ビニル触媒
AU744959B2 (en) Vinyl acetate catalyst Prepared with potassium aurate and comprising metallic palladium and gold on a carrier precoated with copper
CZ300008B6 (cs) Zpusob výroby vinylacetátu
RU2204548C2 (ru) Способ получения катализатора для производства винилацетата (варианты), способ получения винилацетата
MXPA00011854A (en) Vinyl acetate catalyst comprising metallic palladium and gold prepared with potassium aurate
MXPA00011853A (en) Vinyl acetate catalyst comprising metallic palladium, copper and gold and preparation thereof
MXPA00004132A (en) Vinyl acetate catalyst comprising metallic palladium and gold, and cupric acetate

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20130519