DE102012202622A1 - Catalyst for the carbonylation of carbonylatable compounds in the gas phase - Google Patents

Catalyst for the carbonylation of carbonylatable compounds in the gas phase Download PDF

Info

Publication number
DE102012202622A1
DE102012202622A1 DE201210202622 DE102012202622A DE102012202622A1 DE 102012202622 A1 DE102012202622 A1 DE 102012202622A1 DE 201210202622 DE201210202622 DE 201210202622 DE 102012202622 A DE102012202622 A DE 102012202622A DE 102012202622 A1 DE102012202622 A1 DE 102012202622A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
carbonylation
compound
catalyst
carbonylatable
catalyst according
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201210202622
Other languages
German (de)
Inventor
Rasmus Fehrmann
Anders Riisager
Christoph Rüdinger
Christopher William Hanning
Alexander Zipp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacker Chemie AG
Original Assignee
Wacker Chemie AG
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 Wacker Chemie AG filed Critical Wacker Chemie AG
Priority to DE201210202622 priority Critical patent/DE102012202622A1/en
Priority to PCT/EP2013/052625 priority patent/WO2013124174A1/en
Publication of DE102012202622A1 publication Critical patent/DE102012202622A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0234Nitrogen-, phosphorus-, arsenic- or antimony-containing compounds
    • B01J31/0255Phosphorus containing compounds
    • B01J31/0267Phosphines or phosphonium compounds, i.e. phosphorus bonded to at least one carbon atom, including e.g. sp2-hybridised phosphorus compounds such as phosphabenzene, the other atoms bonded to phosphorus being either carbon or hydrogen
    • B01J31/0268Phosphonium compounds, i.e. phosphine with an additional hydrogen or carbon atom bonded to phosphorous so as to result in a formal positive charge on phosphorous
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0234Nitrogen-, phosphorus-, arsenic- or antimony-containing compounds
    • B01J31/0255Phosphorus containing compounds
    • B01J31/0269Phosphorus containing compounds on mineral substrates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/1616Coordination complexes, e.g. organometallic complexes, immobilised on an inorganic support, e.g. ship-in-a-bottle type catalysts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/22Organic complexes
    • B01J31/2204Organic complexes the ligands containing oxygen or sulfur as complexing atoms
    • B01J31/2208Oxygen, e.g. acetylacetonates
    • B01J31/2226Anionic ligands, i.e. the overall ligand carries at least one formal negative charge
    • B01J31/223At least two oxygen atoms present in one at least bidentate or bridging ligand
    • B01J31/2234Beta-dicarbonyl ligands, e.g. acetylacetonates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/22Organic complexes
    • B01J31/2204Organic complexes the ligands containing oxygen or sulfur as complexing atoms
    • B01J31/2208Oxygen, e.g. acetylacetonates
    • B01J31/2226Anionic ligands, i.e. the overall ligand carries at least one formal negative charge
    • B01J31/223At least two oxygen atoms present in one at least bidentate or bridging ligand
    • B01J31/2239Bridging ligands, e.g. OAc in Cr2(OAc)4, Pt4(OAc)8 or dicarboxylate ligands
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/30Addition reactions at carbon centres, i.e. to either C-C or C-X multiple bonds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/001General concepts, e.g. reviews, relating to catalyst systems and methods of making them, the concept being defined by a common material or method/theory
    • B01J2531/002Materials
    • B01J2531/007Promoter-type Additives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/02Compositional aspects of complexes used, e.g. polynuclearity
    • B01J2531/0213Complexes without C-metal linkages
    • B01J2531/0219Bimetallic complexes, i.e. comprising one or more units of two metals, with metal-metal bonds but no all-metal (M)n rings, e.g. Cr2(OAc)4
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/80Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
    • B01J2531/82Metals of the platinum group
    • B01J2531/822Rhodium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/80Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
    • B01J2531/82Metals of the platinum group
    • B01J2531/827Iridium

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Katalysator zur Carbonylierung carbonylierbarer Verbindungen in der Gasphase. Dieser Katalysator besteht aus einem unter den Reaktionsbedingungen der Carbonylierung aktiven Metallkomplex und einem unter Normalbedingungen festen und unter Reaktionsbedingungen der Carbonylierung flüssigen organischen Salz auf einem porösen inerten Trägermaterial.The invention relates to a catalyst for the carbonylation of carbonylatable compounds in the gas phase. This catalyst consists of a metal complex active under the carbonylation reaction conditions and a solid organic and liquid organic salt under reaction conditions of carbonylation on a porous inert support material.

Description

Die Erfindung betrifft einen Katalysator zur Carbonylierung carbonylierbarer Verbindungen in der Gasphase.The invention relates to a catalyst for the carbonylation of carbonylatable compounds in the gas phase.

Aus WO2006122563 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen heterogen-katalysierten Carbonylierung carbonylierbarer Verbindungen, in der Gasphase bekannt. Als Katalysator dient dabei ein Metall der Gruppe VIII des Periodensystems, vorzugsweise Rhodium, gelöst in einer ionischen Flüssigkeit und immobilisiert auf einem Trägermaterial. Dieser Katalysator, auch SILP (supported ionic liquid phase) Katalysator genannt, ist an normaler Atmosphäre nicht stabil. Er zersetzt sich an Luft vergleichsweise schnell und weist daher nach Befüllen eines Reaktors in herkömmlicher Art und Weise nur noch geringe oder keine Aktivität mehr auf. Um dies zu vermeiden muss der Katalysator unter Kohlenmonoxid Atmosphäre in den Reaktor überführt werden, was in technischem Maßstab nicht praktikabel ist.Out WO2006122563 discloses a process for the continuous heterogeneous-catalyzed carbonylation of carbonylatable compounds in the gas phase. The catalyst used here is a metal of group VIII of the Periodic Table, preferably rhodium, dissolved in an ionic liquid and immobilized on a support material. This catalyst, also called SILP (supported ionic liquid phase) catalyst, is not stable in a normal atmosphere. It decomposes comparatively quickly in air and therefore has little or no activity after filling a reactor in a conventional manner. To avoid this, the catalyst has to be transferred to the reactor under a carbon monoxide atmosphere, which is impractical on an industrial scale.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen Katalysator für die heterogen-katalysierte Carbonylierung carbonylierbarer Verbindungen zur Verfügung zu stellen, der die vorgenannten Nachteile eines SILP-Carbonylierungs-Katalysators nicht aufweist.The object of the present invention is to provide a catalyst for the heterogeneously catalyzed carbonylation of carbonylatable compounds which does not have the abovementioned disadvantages of a SILP carbonylation catalyst.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Katalysator bestehend aus einem unter den Reaktionsbedingungen der Carbonylierung aktiven Metallkomplex und einem unter Normalbedingungen festen und unter den Reaktionsbedingungen der Carbonylierung flüssigen organischen Salz auf einem porösen inerten Trägermaterial.The object is achieved by a catalyst consisting of a metal complex which is active under the reaction conditions of the carbonylation and a liquid organic salt which is solid under normal conditions and which is liquid under the reaction conditions of the carbonylation, on a porous inert support material.

Bei dem Metallkomplex handelt es sich um eine hinsichtlich der Carbonylierung carbonylierbarer Substanzen aktive Übergangsmetallverbindung oder eine unter den Reaktionsbedingungen der Carbonylierung in eine aktive Übergangsmetallverbindung zu überführende Vorstufe einer derartigen Verbindung. Derartige Metallkomplexe sind in WO2006122563 offenbart, insoweit wird auf die dortige Offenbarung beispielsweise auf S. 4 Z. 31 bis S. 5. Z. 6 Bezug genommen. Bevorzugt sind Verbindungen der Übergangsmetalle Rhodium und Iridium, besonders bevorzugt sind Rhodiumverbindungen. Beispiele für insbesondere geeignete Rhodiumverbindungen sind RhCl3 × H2O, [Rh(CO)2Cl]2 , RhBr3 × H2O, [Rh(CO)2Br]2, Rh(CO)2I]2, [Rh(OAc)2]2 und [Rh(CO)2(acac)]2. (OAc bedeutet Acetatrest, Acac bedeutet Acetylacetonatrest)The metal complex is a transition metal compound active with respect to the carbonylation of carbonylatable substances or a precursor of such a compound to be converted to an active transition metal compound under the reaction conditions of carbonylation. Such metal complexes are in WO2006122563 in this respect, reference is made to the local disclosure, for example on page 4 Z. 31 to page 5, Z. 6. Preference is given to compounds of the transition metals rhodium and iridium, particular preference being given to rhodium compounds. Examples of particularly suitable rhodium compounds are RhCl 3 × H 2 O, [Rh (CO) 2 Cl] 2 , RhBr 3 × H 2 O, [Rh (CO) 2 Br] 2 , Rh (CO) 2 I] 2 , Rh (OAc) 2 ] 2 and [Rh (CO) 2 (acac)] 2 . (OAc means acetate residue, Acac means acetylacetonate residue)

Bei dem unter Normalbedingungen festen und unter den Reaktionsbedingungen der Carbonylierung flüssigen organischen Salz handelt es sich vorzugsweise um ein Phosphoniumsalz mit einem Schmelzpunkt zwischen 120 und 200°C, bevorzugt um ein quarternäres Phosphoniumsalz mit vier unabhängig voneinander ausgewählten aliphatischen oder aromatischen Resten mit 1 bis 20 C Atomen mit einem Schmelzpunkt zwischen 120 und 200°C. Alle Temperaturangaben wurden bestimmt bei einem Druck von 0,1 MPa. Unter Normalbedingungen sind im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Temperatur von 25°C und ein Druck von 0,1 MPa zu verstehen.The solid under normal conditions and under the reaction conditions of the carbonylation liquid organic salt is preferably a phosphonium salt having a melting point between 120 and 200 ° C, preferably a quaternary phosphonium salt with four independently selected aliphatic or aromatic radicals having 1 to 20 C. Atoms with a melting point between 120 and 200 ° C. All temperatures were determined at a pressure of 0.1 MPa. Under normal conditions are within the meaning of the present invention, a temperature of 25 ° C and a pressure of 0.1 MPa to understand.

Bei den aliphatischen oder aromatischen Resten mit 1 bis 20 C Atomen handelt es sich bevorzugt um Methyl-, Ethyl-, Propyl-, iso-Propyl-, Butyl-, iso-Butyl-, tert-Butyl-, Pentyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-, Allyl-, Phenyl-, Toluyl-, Xylyl-, Naphthyl-, oder Benzyl-Reste.The aliphatic or aromatic radicals having 1 to 20 C atoms are preferably methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, Heptyl, octyl, allyl, phenyl, toluyl, xylyl, naphthyl or benzyl radicals.

Beispiele für derartige organische Salze sind Methyltriphenylphosphoniumiodid, Ethyltriphenylphosphoniumiodid, Tripropylmethylphosphoniumiodid, Tributylmethylphosphoniumiodid und Tetrabutylphosphoniumiodid.Examples of such organic salts are methyltriphenylphosphonium iodide, ethyltriphenylphosphonium iodide, tripropylmethylphosphonium iodide, tributylmethylphosphonium iodide and tetrabutylphosphonium iodide.

Bei dem Trägermaterial für den erfindungsgemäßen Katalysator handelt es sich um poröse und unter den Reaktionsbedingungen der Carbonylierung inerte Materialien. Beispiele für derartige Trägermaterialien sind SiO2, Al2O3, TiO2. Bevorzugt handelt es sich um SiO2, besonders bevorzugt um pyrogen erzeugte SiC2 sowie daraus hergestellte Formkörper. Derartige Formkörper sind bereits in WO 2008/071612 beschrieben. Insoweit wird auf die dortige Offenbarung beispielsweise auf S. 4 Z. 30 bis S. 17 Z. 14 Bezug genommen. Die Trägermaterialien können in jeder für Katalysatoren bekannten Form vorliegen, beispielsweise als Pulver, Granulat oder als Formkörper wie Stränge, Zylinder, Pellets, Ringe, Multi-Loch-Ringe, Kugeln, Sattelkörper, Räder, Sessel, Schaumkörper oder Waben, besonders geeignet sind zylindrische Extrudate wie Zylinder oder Ringe. Die Katalysatorträger können über verschiedene Formgebungstechniken wie zum Beispiel Extrusion, Agglomeration, Granulation, Pressen oder Pelletieren gewonnen werden. Der poröse Katalysatorträger kann auch auf einem nicht porösen Trägerköper als Schicht aufgetragen sein. Der daraus resultierende Schalenkatalysatorformkörper (katalytisch aktive Komponente aus SILP Katalysator, ionischer Flüssigkeit und porösem SILP-Katalysatorträger auf einem unporösen Formkörper) wird dann wie ein Vollkatalysatorformkörper behandelt.The support material for the catalyst according to the invention is porous materials which are inert under the reaction conditions of the carbonylation. Examples of such carrier materials are SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 . It is preferably SiO 2 , more preferably pyrogenically produced SiC 2 and moldings produced therefrom. Such moldings are already in WO 2008/071612 described. In that regard, reference is made to the local disclosure, for example, on page 4 Z. 30 to page 17 Z. 14. The support materials may be in any known form for catalysts, for example as powder, granules or as shaped bodies such as strands, cylinders, pellets, rings, multi-hole rings, balls, caliper body, wheels, chairs, foam or honeycomb, are particularly suitable cylindrical Extrudates such as cylinders or rings. The catalyst supports can be obtained by various molding techniques such as extrusion, agglomeration, granulation, pressing or pelletizing. The porous catalyst support may also be coated on a non-porous carrier body. The resulting coated catalyst molding (catalytically active component of SILP catalyst, ionic liquid and porous SILP catalyst support on a non-porous molding) is then treated as a Vollkatalysatorformkörper.

Der Katalysator kann hergestellt werden wie z. B. in WO2006122563 offenbart, insoweit wird auf die dortige Offenbarung insbesondere auf S. 13 Z. 4 bis Z. 14 Bezug genommen.The catalyst can be prepared as e.g. In WO2006122563 in this respect, reference is made to the disclosure therein, in particular on p. 13 Z. 4 to Z. 14.

Die Herstellung des Katalysators erfolgt bevorzugt durch gleichzeitiges oder sequentielles Aufbringen der hinsichtlich der Carbonylierung carbonylierbarer Substanzen aktiven Übergangsmetallverbindung oder einer unter den Reaktionsbedingungen der Carbonylierung in eine aktive Übergangsmetallverbindung zu überführende Vorstufe einer derartigen Verbindung und des unter Normalbedingungen festen und unter Reaktionsbedingungen der Carbonylierung flüssigen organischen Salzes unter Zuhilfenahme eines Lösungsmittels auf ein poröses Trägermaterial und anschließender Entfernung des Lösungsmittels.The preparation of the catalyst is preferably carried out by simultaneous or sequential application of the carbonylation carbonylatable substances active transition metal compound or under the reaction conditions of the carbonylation in an active transition metal compound to be converted precursor of such a compound and under normal conditions solid and under reaction conditions of carbonylation liquid organic salt with the aid of a solvent on a porous support material and subsequent removal of the solvent.

Beispiele für Lösungsmittel sind Wasser oder organische Lösungsmittel wie beispielsweise Methanol, Ethanol, Propanol, Aceton, Diethylether, Tetrahydrofuran, Essigsäure, Acetonitril und Dimethylformamid, wobei Methanol und Essigsäure als Lösungsmittel für die Aufbringung der Komponenten bevorzugt sind.Examples of solvents are water or organic solvents such as methanol, ethanol, propanol, acetone, diethyl ether, tetrahydrofuran, acetic acid, acetonitrile and dimethylformamide, with methanol and acetic acid being preferred as solvent for the application of the components.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Carbonylierung carbonylierbarer Substanzen unter Einsatz des erfindungsgemäßen Katalysators.The invention further relates to a process for the carbonylation of carbonylatable substances using the catalyst according to the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in der der Gasphase in der Weise durchgeführt, dass die Reaktionsgase bestehend im wesentlichen aus Kohlenmonoxid, der carbonylierbaren Substanz sowie einem Promotor gasförmig mit dem festen Katalysator in Kontakt gebracht werden. Neben den genannten Komponenten können weitere Komponenten wie beispielsweise Verunreinigungen der Edukte oder Nebenprodukte, die sich im Falle eines technisch gängigen Kreislaufverfahrens angereichert haben wie z. B. Wasser, Essigsäure, Essigsäuremethylester, Dimethylether, Stickstoff, Wasserstoff, Methan oder Kohlendioxid in den Reaktionsgasen vorhanden sein.The process according to the invention is carried out in the gas phase in such a way that the reaction gases consisting essentially of carbon monoxide, the carbonylatable substance and a promoter are brought into contact with the solid catalyst in gaseous form. In addition to the components mentioned other components such as impurities of the starting materials or by-products, which have been enriched in the case of a technically common circulation process such. For example, water, acetic acid, methyl acetate, dimethyl ether, nitrogen, hydrogen, methane or carbon dioxide may be present in the reaction gases.

Bevorzugte carbonylierbare Substanzen sind Alkohole, besonders bevorzugt ist Methanol. Bevorzugte Promotoren sind organische Iodide, besonders bevorzugt ist Iodmethan.Preferred carbonylatable substances are alcohols, particularly preferred is methanol. Preferred promoters are organic iodides, particularly preferred is iodomethane.

Der Anteil an carbonylierbarer Substanz in der Gasphase beträgt vorzugsweise 0,1 bis 50 mol-%, besonders bevorzugt 5 bis 20 mol-%. Der Anteil an Promotor in der Gasphase beträgt vorzugsweise zwischen 0,1 und 50 mol-%, besonders bevorzugt 1 bis 10 mol-%. Der Rest auf 100 mol-% ist Kohlenmonoxid sowie ggf. vorhandene Verunreinigungen oder im Falle eines Kreislaufverfahrens auch angereicherte Nebenprodukte.The proportion of carbonylatable substance in the gas phase is preferably 0.1 to 50 mol%, particularly preferably 5 to 20 mol%. The proportion of promoter in the gas phase is preferably between 0.1 and 50 mol%, particularly preferably 1 to 10 mol%. The remainder to 100 mol% is carbon monoxide and possibly present impurities or in the case of a circulation process also enriched by-products.

Die Carbonylierung erfolgt bei einer Temperatur zwischen 100 und 300°C, bevorzugt zwischen 150 und 250°C sowie unter Reaktionsüberdrücken zwischen 0,1 und 10 MPa, bevorzugt zwischen 0,5 und 5 MPa, besonders bevorzugt zwischen 1 und 3 MPa. Unter den Reaktionsbedingungen der Carbonylierung sind im Sinne der vorliegenden Erfindung diese Temperatur und Druckbedingungen zu verstehen.The carbonylation takes place at a temperature between 100 and 300 ° C, preferably between 150 and 250 ° C and under reaction pressures between 0.1 and 10 MPa, preferably between 0.5 and 5 MPa, more preferably between 1 and 3 MPa. For the purposes of the present invention, the reaction conditions of the carbonylation are to be understood as meaning these temperature and pressure conditions.

Das Verfahren wird entweder mit einfachem Durchtritt der Reaktionsgase durch den Reaktor oder als Kreisgasverfahren betrieben, bevorzugt wird das Verfahren als Kreisgasverfahren betrieben. Die Befüllung des Reaktors mit dem erfindungsgemäßen Katalysator kann dabei unter Luftzutritt erfolgen, eine Kohlenmonoxid Atmosphäre wie für einen herkömmlichen SILP-Carbonylierungs-Katalysator essentiell ist nicht erforderlich.The process is operated either with simple passage of the reaction gases through the reactor or as a recycle gas process, preferably the process is operated as a recycle gas process. The filling of the reactor with the catalyst according to the invention can take place with access of air, a carbon monoxide atmosphere as essential for a conventional SILP carbonylation catalyst is not required.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung:The following examples serve to further explain the invention:

Trägermaterialsupport material

Die Trägermaterialien aus pyrogener Kieselsäure wurden hergestellt wie in WO2008071612 Beispiel 21 beschrieben. Das Trägermaterial weist eine spezifische Oberfläche nach BET von 203 m2g–1 (bestimmt gemäß DIN 66131 durch Stickstoffphysisorption) und ein Porenvolumen 0,76 mLg–1 auf. Das Material wurde durch Mahlung und fraktionierte Siebung auf eine Korngrößenverteilung von 100 bis 250 μm eingestellt.The fumed silica supports were prepared as in WO2008071612 Example 21 described. The support material has a BET specific surface area of 203 m 2 g -1 (determined according to US Pat DIN 66131 by nitrogen physisorption) and a pore volume of 0.76 mLg -1 . The material was adjusted by milling and fractional sieving to a particle size distribution of 100 to 250 microns.

VergleichsbeispielComparative example

Zur Herstellung des Katalysators wurde eine entsprechende Menge der Rhodiumverbindung Di-μ-iodo-tetracarbonyldirhodium(I) und der ionischen Flüssigkeit 1-Butyl-3-methylimidazoliumiodid mit einem dem Porenvolumen des porösen Trägermaterials entsprechenden Volumen an Methanol auf das Trägermaterial imprägniert und das Methanol im Vakuum bei 0,1 mbar und 60°C für 12 h entfernt. Der so hergestellte Katalysator wies einen Rhodiumanteil von 2,45 Gew.-% und einen Porenfüllgrad an organischem Salz von 42,0 Vol.-% auf. Zur Untersuchung wurden 250 mg des beschriebenen Katalysators mit 100 NmL/min eines Gasgemischs bestehend aus 10,6 Mol-% Methanol und 2,0 Mol-% Iodmethan in Kohlenmonoxid mit 8,7 Mol-% Methan als internen Standard in einem Titan-Reaktor mit 4 mm Innendurchmesser bei einer Temperatur von 190°C und einem Reaktionsüberdruck von 20 bar zur Reaktion gebracht. Die Analyse der Produkte erfolgte mittels Gaschromatographie. Die dabei mit dem Katalysator im stationären Betrieb erzielten Raum-Zeit-Leistung der Summe der Acetyl-Spezies (Essigsäure + Essigsäuremethylester) gerechnet als Essigsäure lag zwischen 1000 und 1500 gAcOH Lcat –1 h–1.For the preparation of the catalyst, a corresponding amount of the rhodium compound di-μ-iodo-tetracarbonyldirhodium (I) and the ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazoliumiodid with a volume corresponding to the pore volume of the porous support material of methanol impregnated onto the support material and the methanol removed in vacuo at 0.1 mbar and 60 ° C for 12 h. The catalyst thus prepared had a rhodium content of 2.45% by weight and a pore filling degree of organic salt of 42.0% by volume. For analysis, 250 mg of the described catalyst was mixed with 100 NmL / min of a gas mixture consisting of 10.6 mol% methanol and 2.0 mol% iodomethane in carbon monoxide with 8.7 mol% methane as internal standard in a titanium reactor with 4 mm inner diameter at a temperature of 190 ° C and a reaction pressure of 20 bar reacted. The analysis of the products was carried out by gas chromatography. The space-time performance of the sum of the acetyl species (acetic acid + methyl acetate) achieved with the catalyst in stationary operation, calculated as acetic acid, was between 1000 and 1500 g AcOH L cat -1 h -1 .

Erfindungsgemäßes BeispielInventive example

Zur Herstellung des Katalysators wurde eine entsprechende Menge der Rhodiumverbindung Di-μ-chloro-tetracarbonyldirhodium(I) und dem hochschmelzenden organischen Salz Methyltriphenylphosphoniumiodid mit einem dem Porenvolumen des porösen Trägermaterials entsprechenden Volumen an Methanol auf das Trägermaterial imprägniert und das Methanol im Vakuum bei 0,1 mbar und 60°C für 12 h entfernt. Der so hergestellte Katalysator wies einen Rhodiumanteil von 2,2 Gew.-% und einen Porenfüllgrad an organischem Salz von 49,1 Vol.-% auf. Zur Untersuchung wurden 250 mg des beschriebenen Katalysators mit 100 NmL/min eines Gasgemischs bestehend aus 10,6 Mol-% Methanol und 2.0 Mol-% Iodmethan in Kohlenmonoxid mit 8,7 Mol-% Methan als internen Standard in einem Titan-Reaktor mit 4 mm Innendurchmesser bei einer Temperatur von 190°C und einem Reaktionsüberdruck von 20 bar zur Reaktion gebracht. Die Analyse der Produkte erfolgte mittels Gaschromatographie. Die dabei mit dem Katalysator im stationären Betrieb erzielten Raum-Zeit-Leistung der Summe der Acetyl-Spezies (Essigsäure + Essigsäuremethylester) gerechnet als Essigsäure lag hierbei zwischen 1910 und 1990 gAcOH Lcat–1 h–1 und damit signifikant über der im Vergleichsbeispiel mit dem Katalysator auf Basis einer konventionellen ionischen Flüssigkeit erzielten Raum-Zeit-Leistung.To prepare the catalyst, an appropriate amount of the rhodium compound di-μ-chloro-tetracarbonyl-dirhodium (I) and the high-melting organic salt methyltriphenylphosphonium iodide was impregnated with a volume of methanol corresponding to the pore volume of the porous support material to the support material and the methanol in vacuo at 0.1 mbar and 60 ° C for 12 h. The catalyst thus prepared had a rhodium content of 2.2% by weight and a pore filling level of organic salt of 49.1% by volume. For the investigation, 250 mg of the described catalyst with 100 NmL / min of a gas mixture consisting of 10.6 mol% methanol and 2.0 mol% iodomethane in carbon monoxide with 8.7 mol% methane as internal standard in a titanium reactor with 4 mm inner diameter at a temperature of 190 ° C and a reaction pressure of 20 bar reacted. The analysis of the products was carried out by gas chromatography. The space-time performance of the sum of the acetyl species (acetic acid + ethyl acetate) calculated as acetic acid with the catalyst during steady-state operation was between 1910 and 1990 g AcOH Lcat -1 h -1 and thus significantly higher than in the comparative example the space-time performance catalyst based on a conventional ionic liquid.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2006122563 [0002, 0005, 0010] WO 2006122563 [0002, 0005, 0010]
  • WO 2008/071612 [0009] WO 2008/071612 [0009]
  • WO 2008071612 [0020] WO 2008071612 [0020]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • DIN 66131 [0020] DIN 66131 [0020]

Claims (12)

Katalysator für eine heterogen-katalysierte Carbonylierung carbonylierbarer Verbindungen bestehend aus einem unter den Reaktionsbedingungen der Carbonylierung aktiven Metallkomplex und einem unter Normalbedingungen festen und Reaktionsbedingungen der Carbonylierung flüssigen organischen Salz auf einem porösen inerten Trägermaterial.A catalyst for a heterogeneously catalyzed carbonylation of carbonylatable compounds consisting of a metal complex active under the carbonylation reaction conditions and a liquid organic salt solid under normal conditions and carbonylation reaction conditions on a porous inert support material. Katalysator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkomplex eine hinsichtlich der Carbonylierung carbonylierbarer Substanzen aktive Übergangsmetallverbindung oder eine unter den Reaktionsbedingungen der Carbonylierung in eine aktive Übergangsmetallverbindung zu überführende Vorstufe einer derartigen Verbindung ist.Catalyst according to Claim 1, characterized in that the metal complex is a transition-metal compound which is carbonylatable with respect to carbonylation or a precursor of such a compound to be converted under the reaction conditions of carbonylation into an active transition metal compound. Katalysator gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkomplex eine Verbindungen der Übergangsmetalle Rhodium und Iridium, besonders bevorzugt eine Rhodiumverbindung ist.Catalyst according to claim 2, characterized in that the metal complex is a compound of the transition metals rhodium and iridium, more preferably a rhodium compound. Katalysator gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rodiumverbindung ausgewählt ist aus der Gruppe RhCl3 × H2O, [Rh(CO)2Cl]2, RhBr3 × H2O, [Rh(CO)2Br]2, Rh(CO)2I]2, [Rh(OAc)2]2 und [Rh(CO)2(acac)]2.Catalyst according to claim 3, characterized in that the ruthenium compound is selected from the group RhCl 3 × H 2 O, [Rh (CO) 2 Cl] 2 , RhBr 3 × H 2 O, [Rh (CO) 2 Br] 2 , Rh (CO) 2 I] 2 , [Rh (OAc) 2 ] 2 and [Rh (CO) 2 (acac)] 2 . Katalysator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass das organischen Salz ein Phosphoniumsalz mit einem Schmelzpunkt zwischen 120 und 200°C ist.Catalyst according to one of claims 1 to 4, characterized in that the organic salt is a phosphonium salt having a melting point of between 120 and 200 ° C. Katalysator gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Phosphoniumsalz Methyltriphenylphosphoniumiodid, Ethyltriphenylphosphoniumiodid, Tripropylmethylphosphoniumiodid, Tributylmethylphosphoniumiodid oder Tetrabutylphosphoniumiodid ist.A catalyst according to claim 5, characterized in that the phosphonium salt is methyltriphenylphosphonium iodide, ethyltriphenylphosphonium iodide, tripropylmethylphosphonium iodide, tributylmethylphosphonium iodide or tetrabutylphosphonium iodide. Katalysator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial ein poröses und unter den Reaktionsbedingungen der Carbonylierung inertes Material ist.Catalyst according to one of claims 1 to 6, characterized in that the carrier material is a porous material which is inert under the reaction conditions of the carbonylation. Katalysator gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial ausgewählt ist aus der Gruppe SiO2, Al2O3, TiO2 und es sich bevorzugt um SiO2, besonders bevorzugt um pyrogen erzeugtes SiO2 handelt.A catalyst according to claim 7, characterized in that the carrier material is selected from the group SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 and it is preferably SiO 2 , particularly preferably pyrogenic SiO 2 is. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators gemäß Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine hinsichtlich der Carbonylierung carbonylierbarer Substanzen aktive Übergangsmetallverbindung oder eine unter den Reaktionsbedingungen der Carbonylierung in eine aktive Übergangsmetallverbindung zu überführende Vorstufe einer derartigen Verbindung und eine unter Normalbedingungen festes und unter Reaktionsbedingungen der Carbonylierung flüssiges organisches Salz unter Zuhilfenahme eines Lösungsmittels auf ein poröses Trägermaterial aufgebracht wird und das Lösungsmittel anschließend entfernt wird.Process for the preparation of a catalyst according to Claims 1 to 8, characterized in that a substance carbonylatable for carbonylation means active transition metal compound or under the reaction conditions of carbonylation in an active transition metal compound to be converted precursor of such a compound and under normal conditions solid and under reaction conditions of carbonylation liquid organic salt is applied with the aid of a solvent on a porous support material and the solvent is then removed. Verfahren zur Carbonylierung carbonylierbarere Verbindungen in der der Gasphase bei dem Reaktionsgase bestehend im wesentlichen aus Kohlenmonoxid, der carbonylierbaren Verbindung sowie einem Promotor bei einer Temperatur zwischen 100 und 300°C, bevorzugt zwischen 150 und 250°C sowie unter einem Reaktionsüberdruck zwischen 0,1 und 10 MPa, bevorzugt zwischen 0,5 und 5 MPa, besonders bevorzugt zwischen 1 und 3 MPa mit einem festen Katalysator in Kontakt gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen Katalysator gemäß Anspruch 1 bis 8 handelt.Process for carbonylation carbonylierbarere compounds in the gas phase in the reaction gases consisting essentially of carbon monoxide, the carbonylatable compound and a promoter at a temperature between 100 and 300 ° C, preferably between 150 and 250 ° C and under a reaction overpressure between 0.1 and 10 MPa, preferably between 0.5 and 5 MPa, more preferably between 1 and 3 MPa are brought into contact with a solid catalyst, characterized in that it is a catalyst according to claim 1 to 8. Verfahren gemäß Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass die carbonylierbare Verbindung ein Alkohol bevorzugt Methanol ist.Process according to Claim 10, characterized in that the carbonylatable compound is an alcohol, preferably methanol. Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Promotor ein organisches Iodid, bevorzugt Iodmethan ist.A method according to claim 10 or 11, characterized in that the promoter is an organic iodide, preferably iodomethane.
DE201210202622 2012-02-21 2012-02-21 Catalyst for the carbonylation of carbonylatable compounds in the gas phase Withdrawn DE102012202622A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210202622 DE102012202622A1 (en) 2012-02-21 2012-02-21 Catalyst for the carbonylation of carbonylatable compounds in the gas phase
PCT/EP2013/052625 WO2013124174A1 (en) 2012-02-21 2013-02-11 Catalyst for the carboxylation of carbonylated compounds in the gas phase

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210202622 DE102012202622A1 (en) 2012-02-21 2012-02-21 Catalyst for the carbonylation of carbonylatable compounds in the gas phase

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012202622A1 true DE102012202622A1 (en) 2013-08-22

Family

ID=47740923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201210202622 Withdrawn DE102012202622A1 (en) 2012-02-21 2012-02-21 Catalyst for the carbonylation of carbonylatable compounds in the gas phase

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102012202622A1 (en)
WO (1) WO2013124174A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9387469B2 (en) 2013-12-30 2016-07-12 Eastman Chemical Company Carbonylation catalyst and process using same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006122563A1 (en) 2005-05-20 2006-11-23 Danmarks Tekniske Universitet A process for continuous carbonylation by supported ionic liquid-phase catalysis
WO2008071612A1 (en) 2006-12-13 2008-06-19 Wacker Chemie Ag Method for the production of stable binder-free high-purity mouldings composed of metal oxides and their use

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU530970B2 (en) * 1978-07-24 1983-08-04 Uop Inc. Catalytic composite
AU618886B2 (en) * 1989-05-08 1992-01-09 Uop Caustic-free sweetening of sour hydrocarbon streams
DE4123396A1 (en) * 1991-07-15 1993-01-21 Wacker Chemie Gmbh METHOD FOR HYDROGENATING CHLOROMETHANES

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006122563A1 (en) 2005-05-20 2006-11-23 Danmarks Tekniske Universitet A process for continuous carbonylation by supported ionic liquid-phase catalysis
WO2008071612A1 (en) 2006-12-13 2008-06-19 Wacker Chemie Ag Method for the production of stable binder-free high-purity mouldings composed of metal oxides and their use

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DIN 66131

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013124174A1 (en) 2013-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3684751B1 (en) Catalyst for oxidative esterification of aldehydes to carboxylic acid esters
DE1965942C3 (en) Solid catalyst containing rhodium
WO2006040096A1 (en) Method for the production of optically active carbonyl compounds
DE102010002809A1 (en) Process for the preparation of linear alpha, omega-dicarboxylic acid diesters
WO2008132057A1 (en) Method for synthesizing optically active carbonyl compounds
EP3750866A1 (en) Method for manufacturing alcohol made of hydrocarbons
DE102012021280A1 (en) Process for the preparation of neopentyl glycol
EP1694621A1 (en) Method for producing tricyclodecandialdehyde
DE102017204322A1 (en) Process for the chemical conversion of sugars or sugar alcohols to glycols
DE2715666A1 (en) PROCESS FOR THE MANUFACTURING OF ETHYLENE GLYCOL
DE102011081786A1 (en) Process for the acetoxylation of olefins in the gas phase
EP2794547B1 (en) Process for the preparation of esters from formates and compounds olefinically unsaturated
DE102011077860A1 (en) Process for the preparation of 2-ethylheptanoic acid
EP2409759A1 (en) Isomerisation catalyst
EP1383601A2 (en) Method for hydrogenating carbonyl compounds
DE102011083528A1 (en) Process for the preparation of sugar alcohols by catalytic hydrogenation of sugars on a Ru / SiO 2 catalyst
DE102012202622A1 (en) Catalyst for the carbonylation of carbonylatable compounds in the gas phase
US10017448B2 (en) Process for hydrogenation of benzenepolycarboxylic acids and derivatives thereof
EP3328820A1 (en) Method for producing monoethylene glycol
WO2008064991A1 (en) Process for preparing 3-alkoxypropan-1-ols
DE102012202621A1 (en) Process for filling a reactor with a catalyst
EP2415738B1 (en) Method for producing linear saturated alkanes from primary alcohols
DE102014206916A1 (en) Process for the ruthenium-catalyzed transvinylation of carboxylic acids
WO2008071616A1 (en) Method for the production of 1,2-ethylene glycol and 1,2-propylene glycol by heterogeneously catalyzed hydrogenolysis of a polyol
DE102010002603A1 (en) Producing mono- and dicarboxylic acids, useful in pharmaceutical and plastic industries, comprises oxidatively splitting oxidized derivatives of vegetable oil or fat with molecular oxygen or air using gold-containing catalyst and solvent

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20140902