EA044603B1 - CATALYST CONTAINING COKE AND METHOD FOR PRODUCING DIENES - Google Patents

CATALYST CONTAINING COKE AND METHOD FOR PRODUCING DIENES Download PDF

Info

Publication number
EA044603B1
EA044603B1 EA202291133 EA044603B1 EA 044603 B1 EA044603 B1 EA 044603B1 EA 202291133 EA202291133 EA 202291133 EA 044603 B1 EA044603 B1 EA 044603B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
buten
coke
catalyst
reactor
weight
Prior art date
Application number
EA202291133
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Окоа Хулиана Веласкес
Фабрицио Кавани
Ирене Този
Эрика Фарчи
Никола ВЕККИНИ
Original Assignee
ВЕРСАЛИС С.п.А.
Альма Матер Студьорум - Университа' Ди Болонья
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 ВЕРСАЛИС С.п.А., Альма Матер Студьорум - Университа' Ди Болонья filed Critical ВЕРСАЛИС С.п.А.
Publication of EA044603B1 publication Critical patent/EA044603B1/en

Links

Description

Изобретение относится к катализатору, содержащему кокс.The invention relates to a catalyst containing coke.

Более конкретно, изобретение относится к катализатору, содержащему кокс, характеризующемуся тем, что указанный кокс, при анализе методом инфракрасной спектроскопии диффузного отражения (инфракрасная спектроскопия диффузного отражения с преобразованием Фурье - DRIFTS), имеет по меньшей мере два пика на длине волны, находящейся между 1450 см-1 и 1700 см-1.More particularly, the invention relates to a catalyst containing coke, characterized in that said coke, when analyzed by diffuse reflectance infrared spectroscopy (DRIFTS), has at least two peaks at a wavelength between 1450 cm -1 and 1700 cm -1 .

Вышеупомянутый катализатор, содержащий кокс, может быть предпочтительно использован в способе получения диена, предпочтительно сопряженного диена, более предпочтительно 1,3-бутадиена, включающего дегидратацию по меньшей мере одного алкенола, имеющего число атомов углерода, больше или равное 4.The above-mentioned coke-containing catalyst may be preferably used in a process for producing a diene, preferably a conjugated diene, more preferably 1,3-butadiene, comprising dehydration of at least one alkenol having a carbon number greater than or equal to 4.

Соответственно, изобретение также относится к способу получения диена, предпочтительно сопряженного диена, более предпочтительно 1,3-бутадиена, включающего дегидратацию по меньшей мере одного алкенола, имеющего число атомов углерода, больше или равное 4, в присутствии указанного катализатора, содержащего кокс.Accordingly, the invention also relates to a process for producing a diene, preferably a conjugated diene, more preferably 1,3-butadiene, comprising dehydrating at least one alkenol having a carbon number greater than or equal to 4, in the presence of said coke-containing catalyst.

Предпочтительно, указанный алкенол, имеющий число атомов углерода, больше или равное 4, может быть получен непосредственно из биосинтетических процессов или посредством процессов каталитической дегидратации по меньшей мере одного диола.Preferably, said alkenol having a carbon number greater than or equal to 4 can be obtained directly from biosynthetic processes or through catalytic dehydration processes of at least one diol.

Когда указанный алкенол представляет собой бутенол, указанный диол предпочтительно представляет собой бутандиол, более предпочтительно 1,3-бутандиол, еще более предпочтительно био-1,3бутандиол, то есть 1,3-бутандиол, полученный в результате биосинтетических процессов.When said alkenol is butenol, said diol is preferably butanediol, more preferably 1,3-butanediol, even more preferably bio-1,3butanediol, that is, 1,3-butanediol obtained from biosynthetic processes.

Когда указанный диол представляет собой 1,3-бутандиол или био-1,3-бутандиол, то диен, полученный способом согласно данному изобретению, представляет собой, соответственно, 1,3-бутадиен или био-1,3-бутадиен.When said diol is 1,3-butanediol or bio-1,3-butanediol, the diene obtained by the method according to the present invention is, respectively, 1,3-butadiene or bio-1,3-butadiene.

1,3- бутадиен является фундаментальным продуктом для нефтехимической промышленности: он представляет собой субстрат для получения, среди прочих продуктов, хлоропрена, адипонитрила и гексаметилендиамина.1,3-butadiene is a fundamental product for the petrochemical industry: it is a substrate for the production of chloroprene, adiponitrile and hexamethylenediamine, among other products.

Фактически, 1,3-бутадиен можно использовать во многих отраслях промышленности, включая пластик, синтетический каучук, смолу, латекс, терполимер (например, акрилонитрил-бутадиен-стирольный ABS), краски и синтетические волокна.In fact, 1,3-butadiene can be used in many industries, including plastics, synthetic rubber, resin, latex, terpolymer (such as acrylonitrile butadiene styrene ABS), paints and synthetic fibers.

Продукт сополимеризации 1,3-бутадиена со стиролом входит в состав смесей для производства шин.The product of copolymerization of 1,3-butadiene with styrene is included in mixtures for the production of tires.

В настоящее время более 95% 1,3-бутадиена, производимого на ежегодной основе, получают в качестве побочного продукта, получаемого из процессов парового крекинга для производства этилена и других олефинов, из которых его отделяют путем экстрактивной дистилляции, где он образуется в небольших количествах (<5%). 1,3-бутадиен также может быть получен из ископаемых источников посредством других процессов, таких как, например, путем каталитического/окислительного дегидрирования бутана и/или бутенов. Все эти процессы являются особенно энергоемкими и подразумевают выброс больших количеств диоксида углерода (CO2).Currently, more than 95% of the 1,3-butadiene produced on an annual basis is obtained as a by-product obtained from steam cracking processes to produce ethylene and other olefins, from which it is separated by extractive distillation, where it is formed in small quantities ( <5%). 1,3-Butadiene can also be produced from fossil sources through other processes such as, for example, the catalytic/oxidative dehydrogenation of butane and/or butenes. All of these processes are particularly energy-intensive and release large quantities of carbon dioxide (CO2).

В связи с необходимостью снижения воздействия химического производства на окружающую среду, а также с необходимостью использования сырья, получаемого из возобновляемых источников (например, биомассы), для получения био-1,3-бутадиена используют различные процессы. Примерами указанных процессов являются: дегидратация диолов, полученных в результате ферментации биомассы; прямая ферментация биомассы до био-1,3-бутадиена; превращение этанола в одну или две стадии в био1,3-бутадиен; дегидратация с последующим дегидрированием биобутанола, полученного путем ферментации или газификации биомассы.Due to the need to reduce the environmental impact of chemical production, as well as the need to use raw materials obtained from renewable sources (for example, biomass), various processes are used to obtain bio-1,3-butadiene. Examples of these processes are: dehydration of diols obtained as a result of biomass fermentation; direct fermentation of biomass to bio-1,3-butadiene; conversion of ethanol in one or two steps to bio1,3-butadiene; dehydration followed by dehydrogenation of biobutanol obtained by fermentation or gasification of biomass.

Например, дегидратацию диолов, полученных в результате ферментации биомассы, можно осуществить путем двух последовательных стадий дегидратации по следующей схеме:For example, the dehydration of diols obtained from biomass fermentation can be carried out by two successive dehydration stages according to the following scheme:

действуя так, как описано, например, Sato S. et al., в статье Future Prospect of the Production of 1,3Butadiene from Butanediols (Будущая перспектива производства 1,3-бутадиена из бутандиолов), Chemistry Letters (2016), Vol. 45, pp. 1036-1047.proceeding as described, for example, by Sato S. et al., in the article Future Prospect of the Production of 1,3Butadiene from Butanediols, Chemistry Letters (2016), Vol. 45, pp. 1036-1047.

Получение олефинов и/или диенов (например, 1,3-бутадиена) путем дегидратации ненасыщенных спиртов можно осуществлять в присутствии кислотных катализаторов. Тип кислотности, то есть кислоты Брёнстеда или кислоты Льюиса, а также сила кислотных участков, могут быть различными. Обычно ис- 1 044603 пользуемые каталитические системы основаны на оксидах металлов, таких как, например, кремний (Si), алюминий (Al), цирконий (Zr), цинк (Zn), магний (Mg), в аморфной форме или на основе цеолитов. Производство олефинов и/или диенов (например, 1,3-бутадиена) путем дегидратации ненасыщенных спиртов также можно осуществлять в присутствии катализаторов на основе церия, в частности в двухстадийных процессах.The production of olefins and/or dienes (eg 1,3-butadiene) by dehydration of unsaturated alcohols can be carried out in the presence of acid catalysts. The type of acidity, i.e. Brønsted acid or Lewis acid, as well as the strength of the acidic sites, may vary. Typically used catalyst systems are based on metal oxides, such as, for example, silicon (Si), aluminum (Al), zirconium (Zr), zinc (Zn), magnesium (Mg), in amorphous form or based on zeolites . The production of olefins and/or dienes (eg 1,3-butadiene) by dehydration of unsaturated alcohols can also be carried out in the presence of cerium-based catalysts, in particular in two-stage processes.

На современном уровне техники было предпринято много усилий для нахождения катализаторов, пригодных для дегидратации ненасыщенных спиртов для получения олефинов и/или диенов.In the current state of the art, much effort has been made to find catalysts suitable for the dehydration of unsaturated alcohols to produce olefins and/or dienes.

Например, в британском патенте GB 1275171 описан способ получения катализатора на основе фосфата лития для использования при дегидратации эпоксида или диола для получения диена. Использование указанного катализатора при дегидратации эпоксидов или диолов для получения диенов, как утверждается, позволяет получать побочные продукты, главным образом карбонильные продукты, которые могут быть превращены в олефины. Кроме того, сообщается, что указанный катализатор имеет преимущество в том, что его можно прокаливать при 600°С без потери его активности, чтобы иметь возможность регенерировать его после использования.For example, British patent GB 1275171 describes a process for preparing a lithium phosphate catalyst for use in the dehydration of an epoxide or diol to produce a diene. The use of this catalyst in the dehydration of epoxides or diols to produce dienes is said to produce by-products, mainly carbonyl products, which can be converted to olefins. In addition, it is reported that said catalyst has the advantage that it can be calcined at 600° C. without losing its activity, so as to be able to regenerate it after use.

Американский патент US 2420477 описывает способ получения бутадиена, включающий проведение реакции винилэтилового эфира с этиленом при температуре, составляющей от 125°С до 250°С, в присутствии катализатора, содержащего ядро из металла, выбранного из группы, состоящей из бериллия, магния, цинка, кадмия, алюминия или их сплавов, причем указанное ядро покрыто оксидом металла, таким как, например, ванадий, ниобий, тантал, хром, молибден, вольфрам и уран. Вышеуказанный процесс, как утверждается, осуществляют при температурах ниже, чем те, которые обычно используют для получения бутадиена, и по существу способен предотвратить производство побочных продуктов.US Pat. No. 2,420,477 describes a process for the production of butadiene comprising reacting vinyl ethyl ether with ethylene at a temperature ranging from 125° C. to 250° C. in the presence of a catalyst containing a metal core selected from the group consisting of beryllium, magnesium, zinc, cadmium, aluminum or alloys thereof, said core being coated with a metal oxide such as, for example, vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten and uranium. The above process is said to be carried out at temperatures lower than those typically used to produce butadiene and is essentially capable of preventing the production of by-products.

Международная патентная заявка WO 2013/017496 описывает использование катализатора, содержащего цеолит, модифицированный фосфором, для дегидратации спиртов с получением олефинов с низкой молекулярной массой, причем указанный катализатор получают с помощью специфического процесса, который, как сообщают, легко воспроизводится для получения катализатора с хорошими уровнями производительности.International patent application WO 2013/017496 describes the use of a phosphorus-modified zeolite containing catalyst for the dehydration of alcohols to produce low molecular weight olefins, said catalyst being produced by a specific process which is said to be easily reproducible to produce the catalyst at good levels productivity.

В американском патенте US 4260845 описана дегидратация насыщенного спирта до олефина в присутствии катализатора дегидратации на основе алюмината цинка, имеющего молярное соотношение ZnO/Al2O3 около 1, при этом указанный катализатор нагревали на воздухе в течение достаточного времени и при достаточной температуре для его активации. Вышеуказанный катализатор, как сообщают, имеет хорошие уровни производительности с точки зрения селективности.US Pat. No. 4,260,845 describes the dehydration of a saturated alcohol to an olefin in the presence of a zinc aluminate dehydration catalyst having a ZnO/Al 2 O 3 molar ratio of about 1, which catalyst is heated in air for a sufficient time and at a sufficient temperature to activate it. . The above catalyst is reported to have good performance levels in terms of selectivity.

Несмотря на усилия, предпринятые в данной области техники, нахождение катализаторов дегидратации, имеющих хорошие уровни производительности и более высокую долговечность, и/или процессов, которые могут увеличить долговечность указанных катализаторов и/или уменьшить образование побочных продуктов, которые, как упоминалось выше, могут вызвать отравление катализатора, по-прежнему является целью и поэтому представляет большой интерес.Despite the efforts made in the art, the discovery of dehydration catalysts having good performance levels and higher durability, and/or processes that can increase the durability of said catalysts and/or reduce the formation of by-products, which, as mentioned above, can cause catalyst poisoning is still a target and therefore of great interest.

Известно, что в реакциях дегидратации ненасыщенных спиртов в присутствии кислотных катализаторов, а также основного полученного продукта, то есть олефина и/или диенов, также происходят вторичные реакции, которые приводят к образованию карбонильных соединений, таких как, например, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты. Указанные карбонильные соединения могут образовываться благодаря дегидрирующему компоненту, присутствующему в некоторых катализаторах дегидратации, таких как, например, оксид алюминия и алюмосиликаты, причем указанный компонент может быть более или менее выраженным. Другими вторичными реакциями, которые могут происходить, являются олигомеризация олефинов и явления растрескивания. Указанные вторичные реакции приводят к получению соединений, которые играют роль предшественников кокса и, следовательно, приводят к дезактивации катализатора дегидратации ввиду образования кокса и/или смолы, которые относительно быстро покрывают активную поверхность катализаторов, используемых для дегидратации, делая его полностью неактивным.It is known that in the dehydration reactions of unsaturated alcohols in the presence of acid catalysts, as well as the main product obtained, that is, olefin and/or dienes, secondary reactions also occur that lead to the formation of carbonyl compounds, such as, for example, aldehydes, ketones, carboxylic acids . Said carbonyl compounds may be formed due to a dehydrogenating component present in certain dehydration catalysts, such as, for example, alumina and aluminosilicates, which component may be more or less pronounced. Other secondary reactions that may occur are olefin oligomerization and cracking phenomena. These secondary reactions produce compounds that act as coke precursors and consequently lead to deactivation of the dehydration catalyst due to the formation of coke and/or tar, which relatively quickly coats the active surface of the catalysts used for dehydration, rendering it completely inactive.

Механизмы дезактивации катализаторов широко известны в литературе. Подробные описания указанных механизмов можно найти, например, в: Petersen Z. and Bell А. Т., Catalyst Deactivation (1987), Marcel Dekker, INC, New York; Forzatti P. et al., Catalyst deactivation, Catalysis Today (1999), Vol. 52, pp. 165-181; Bartholomew С. Н., Mechanisms of catalyst deactivation, Applied Catalysis A: General (2001), Vol. 212, pp. 17-60.The mechanisms of catalyst deactivation are widely known in the literature. Detailed descriptions of these mechanisms can be found, for example, in: Petersen Z. and Bell A. T., Catalyst Deactivation (1987), Marcel Dekker, INC, New York; Forzatti P. et al., Catalyst deactivation, Catalysis Today (1999), Vol. 52, pp. 165-181; Bartholomew S. N., Mechanisms of catalyst deactivation, Applied Catalysis A: General (2001), Vol. 212, pp. 17-60.

Makshina E. V. et al., в обзоре Review of old chemistry and new catalytic advances in the on-purpose synthesis of butadiene (Обзор старой химии и новых каталитических достижений в целенаправленном синтезе бутадиена), Chemical Society Reviews (2014), Vol. 43, pp. 7917-7953, описывают состояние уровня техники в отношении производства 1,3-бутадиена из возобновляемых источников и каталитических систем, используемых для этой цели. Библиография, на которую они ссылаются, очень обширна (на самом деле упоминается 246 статей), но среди используемых катализаторов никогда не упоминаются катализаторы, содержащие кокс, в котором указанный кокс активен в катализе.Makshina E. V. et al., in Review of old chemistry and new catalytic advances in the on-purpose synthesis of butadiene, Chemical Society Reviews (2014), Vol. 43, pp. 7917-7953, describe the state of the art regarding the production of 1,3-butadiene from renewable sources and catalyst systems used for this purpose. The bibliography they refer to is very extensive (246 entries are actually mentioned), but the catalysts used never mention catalysts containing coke, in which said coke is active in the catalysis.

Существует также обширная патентная литература, связанная с производством 1,3-бутадиена путем дегидратации ненасыщенных спиртов и/или производства ненасыщенных спиртов, которые могут быть использованы в производстве 1,3-бутадиена, и/или используемых каталитических систем, но также вThere is also extensive patent literature related to the production of 1,3-butadiene by dehydration of unsaturated alcohols and/or production of unsaturated alcohols, which can be used in the production of 1,3-butadiene, and/or catalytic systems used, but also in

- 2 044603 этом случае никогда не упоминаются катализаторы, содержащие кокс, в котором указанный кокс активен в катализе. Например, могут быть упомянуты следующие американские патенты: US 2310809, US- 2 044603 in this case, catalysts containing coke are never mentioned, in which said coke is active in catalysis. For example, the following US patents may be mentioned: US 2310809, US

2426678, US 4400562, US 5406007, US 6278031, US 9434659; а также европейские патентные заявки EP2426678, US 4400562, US 5406007, US 6278031, US 9434659; as well as European patent applications EP

3262023, EP 3230236, EP 3142785 и Международная патентная заявка WO 2018/073282, все от имени одного из заявителей.3262023, EP 3230236, EP 3142785 and International Patent Application WO 2018/073282, all on behalf of one of the applicants.

Кокс, активный в катализе реакции превращения метанола и диметилового эфира (ДМЭ) в олефин (МТО Е DTO), описан в статье Chen D. et al., The Role of Coke Deposition in the Conversion of Methanol to Olefins over SAPO-34 (Роль осаждения кокса в превращении метанола в олефины над SAPO-34), Catalyst Deactivation (Дезактивация катализатора) (1997), Bartholomew С. Н. and G. A. Fuentes Eds., Elsevier ScienceB.V., pp. 159-166. Однако в указанной статье не делается никаких предположений относительно возможности того, что указанный кокс может быть активным катализатором также в реакции дегидратации алкенолов с образованием 1,3-бутадиена.Coke active in catalyzing the conversion of methanol and dimethyl ether (DME) to olefin (MTO E DTO) is described in Chen D. et al., The Role of Coke Deposition in the Conversion of Methanol to Olefins over SAPO-34. coke precipitation in the conversion of methanol to olefins over SAPO-34), Catalyst Deactivation (1997), Bartholomew S.H. and G.A. Fuentes Eds., Elsevier ScienceB.V., pp. 159-166. However, the said article makes no suggestion as to the possibility that said coke may also be an active catalyst in the dehydration reaction of alkenols to form 1,3-butadiene.

Поэтому заявители наметили решить проблему нахождения катализатора, содержащего кокс, который можно было бы предпочтительно использовать в способе получения диенов, в частности сопряженных диенов, особенно 1,3-бутадиена и еще более конкретно био-1,3-бутадиена, путем каталитической дегидратации по меньшей мере одного алкенола, имеющего число атомов углерода больше или равное 4, в частности, по меньшей мере одного алкенола, полученного в результате биосинтетических процессов, обычно известного как биоалкенол.Applicants therefore set out to solve the problem of finding a coke-containing catalyst which could be advantageously used in a process for the production of dienes, in particular conjugated dienes, especially 1,3-butadiene and even more particularly bio-1,3-butadiene, by catalytic dehydration of at least at least one alkenol having a number of carbon atoms greater than or equal to 4, in particular at least one alkenol obtained from biosynthetic processes, commonly known as bioalkenol.

В настоящее время заявители обнаружили катализатор, содержащий кокс, причем указанный кокс при анализе инфракрасной спектроскопией диффузного отражения (инфракрасная спектроскопия диффузного отражения с преобразованием Фурье - DRIFTS) имеет по меньшей мере два пика в определенном диапазоне длин волн, который может быть преимущественно использован в способе получения диенов. В частности, указанный катализатор, содержащий кокс, может быть преимущественно использован в способе получения диенов, в частности сопряженных диенов, более конкретно 1,3-бутадиена и еще более конкретно био-1,3-бутадиена, посредством каталитической дегидратации по меньшей мере одного алкенола, имеющего число атомов углерода больше или равное 4, в частности, по меньшей мере одного алкенола, полученного в результате биосинтетических процессов, обычно известного как био-алкенол. Кроме того, указанный катализатор, содержащий кокс, способен обеспечить получение 1,3-бутадиена с высоким выходом и селективностью.Applicants have now discovered a catalyst containing coke, wherein said coke, when analyzed by diffuse reflectance infrared spectroscopy (Diffuse Reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy - DRIFTS), has at least two peaks in a certain wavelength range, which can be advantageously used in the production process dienes. In particular, said coke-containing catalyst can be advantageously used in a process for the production of dienes, in particular conjugated dienes, more particularly 1,3-butadiene and even more particularly bio-1,3-butadiene, by catalytic dehydration of at least one alkenol having a number of carbon atoms greater than or equal to 4, in particular at least one alkenol obtained from biosynthetic processes, commonly known as bio-alkenol. In addition, said coke-containing catalyst is capable of producing 1,3-butadiene with high yield and selectivity.

Соответственно, предметом данного изобретения является катализатор, содержащий кокс, характеризующийся тем, что указанный кокс, при анализе методом инфракрасной спектроскопии диффузного отражения (инфракрасная спектроскопия диффузного отражения с преобразованием Фурье - DRIFTS), имеющий по меньшей мере два пика на длине волны, находящейся между 1450 см-1 и 1700 см-1.Accordingly, the subject matter of this invention is a catalyst containing coke, characterized in that said coke, when analyzed by diffuse reflectance infrared spectroscopy (DRIFTS), has at least two peaks at a wavelength between 1450 cm -1 and 1700 cm -1 .

Анализ методом инфракрасной спектроскопии диффузного отражения (инфракрасная спектроскопия диффузного отражения с преобразованием Фурье - DRIFTS) проводили так, как описано в следующих примерах.Diffuse reflectance infrared spectroscopy (DRIFTS) analysis was performed as described in the following examples.

Для целей данного описания и последующих пунктов формулы изобретения определения числовых интервалов всегда включают крайние значения, если не указано иное.For the purposes of this description and subsequent claims, definitions of numerical intervals always include extreme values unless otherwise indicated.

Для целей данного описания и последующих пунктов формулы изобретения термин включающий включает также термины который по существу состоит из или который состоит из.For the purposes of this description and the following claims, the term including also includes the terms which essentially consists of or which consists of.

В соответствии с предпочтительным воплощением изобретения указанный катализатор, содержащий кокс, может содержать по меньшей мере одно соединение, выбранное, например, из: оксида алюминия (y-Al2O3), силиката алюминия, алюмосиликатов (SiO2-Al2O3), оксидов алюминия, цеолитов, оксидов металлов (например, оксида лантана, оксида циркония, оксида вольфрама, оксида таллия, оксида магния, оксида цинка, оксида серебра); предпочтительно выбранное из алюмосиликатов (SiO2-Al2O3).According to a preferred embodiment of the invention, said coke-containing catalyst may contain at least one compound selected, for example, from: aluminum oxide (y-Al 2 O 3 ), aluminum silicate, aluminosilicates (SiO 2 -Al 2 O 3 ) , aluminum oxides, zeolites, metal oxides (for example, lanthanum oxide, zirconium oxide, tungsten oxide, thallium oxide, magnesium oxide, zinc oxide, silver oxide); preferably selected from aluminosilicates (SiO2-Al2O3).

В соответствии с другим предпочтительным воплощением изобретения указанный катализатор, содержащий кокс, может содержать:According to another preferred embodiment of the invention, said coke containing catalyst may comprise:

(а) от 2% по массе до 30% по массе, предпочтительно от 6% по массе до 20% по массе кокса в расчете на общую массу указанного катализатора;(a) from 2% by weight to 30% by weight, preferably from 6% by weight to 20% by weight coke, based on the total weight of said catalyst;

(b) от 70% по массе до 98% по массе, предпочтительно от 80% по массе до 94% по массе, в расчете на общую массу указанного катализатора, по меньшей мере одного соединения, выбранного, например, из: оксида алюминия (y-Al2O3), силиката алюминия, алюмосиликатов (SiO2-Al2O3), оксидов алюминия, цеолитов, оксидов металлов (например, оксида лантана, оксида циркония, оксида вольфрама, оксида таллия, оксида магния, оксида цинка, оксида серебра); предпочтительно выбранного из алюмосиликатов (SiO2-Al2O3);(b) from 70% by weight to 98% by weight, preferably from 80% by weight to 94% by weight, based on the total weight of said catalyst, of at least one compound selected, for example, from: alumina (y -Al 2 O 3 ), aluminum silicate, aluminosilicates (SiO 2 -Al 2 O 3 ), aluminum oxides, zeolites, metal oxides (for example, lanthanum oxide, zirconium oxide, tungsten oxide, thallium oxide, magnesium oxide, zinc oxide, oxide silver); preferably selected from aluminosilicates (SiO2-Al2O3);

причем сумма (а)+(b) равна 100.where the sum (a)+(b) is equal to 100.

Для целей данного изобретения указанный катализатор, содержащий кокс, может содержать связующие вещества, такие как, например, оксид алюминия, диоксид кремния и/или возможно быть нанесенным на инертных носителях, таких как, например, пемза, графит, диоксид кремния.For the purposes of this invention, said coke containing catalyst may contain binders such as, for example, alumina, silica and/or optionally be supported on inert supports such as, for example, pumice, graphite, silica.

Для целей данного описания и последующих пунктов формулы изобретения термин цеолиты следует рассматривать в его самом широком значении, то есть он также включает общеизвестные материа- 3 044603 лы, такие как, например, цеолитоподобные; цеотип; цеолиты, модифицированные фосфором или металлами, такими как, например, натрий, калий, бор, или металлом лантаноидного ряда; и тому подобное.For the purposes of this description and subsequent claims, the term zeolites should be considered in its broadest meaning, that is, it also includes well-known materials, such as, for example, zeolite-like; zeotype; zeolites modified with phosphorus or metals, such as, for example, sodium, potassium, boron, or a lanthanide metal; etc.

Катализатор согласно изобретению, содержащий кокс, может быть получен в результате реакции каталитической дегидратации по меньшей мере одного алкенола, предпочтительно 3-бутен-2-ола (3-Bu2-ОН) и 2-бутен-1-ола (2-Bu-1-OH), с получением диенов, предпочтительно с получением 1,3-бутадиена. Фактически, кокс, содержащийся в указанном катализаторе, является побочным продуктом, который образуется в ходе указанной реакции дегидратации.The catalyst of the invention containing coke can be obtained by the catalytic dehydration reaction of at least one alkenol, preferably 3-buten-2-ol (3-Bu2-OH) and 2-buten-1-ol (2-Bu-1 -OH), to produce dienes, preferably to produce 1,3-butadiene. In fact, the coke contained in said catalyst is a by-product that is formed during said dehydration reaction.

Поэтому еще одним предметом данного изобретения является способ получения диена, предпочтительно сопряженного диена, более предпочтительно 1,3-бутадиена, включающий дегидратацию по меньшей мере одного алкенола, имеющего число атомов углерода больше или равное 4, в присутствии по меньшей мере одного катализатора, содержащего кокс, характеризующийся тем, что указанный кокс, при анализе методом инфракрасной спектроскопии диффузного отражения (инфракрасная спектроскопия диффузного отражения с преобразованием Фурье - DRIFT), имеет по меньшей мере два пика на длине волны, находящейся между 1450 см-1 и 1700 см-1.Therefore, another subject of the present invention is a process for producing a diene, preferably a conjugated diene, more preferably 1,3-butadiene, comprising dehydrating at least one alkenol having a carbon number greater than or equal to 4, in the presence of at least one coke-containing catalyst , characterized in that said coke, when analyzed by diffuse reflectance infrared spectroscopy (Diffuse Reflectance Infrared Spectroscopy with Fourier Transform - DRIFT), has at least two peaks at a wavelength located between 1450 cm -1 and 1700 cm -1 .

В соответствии с предпочтительным воплощением изобретения указанный алкенол, линейный или разветвленный, имеет общую формулу CnH2nO, где n является целым числом больше или равным 4 и меньше или равным 8, предпочтительно больше или равным 4 и меньше или равным 6, еще более предпочтительно равным 4.According to a preferred embodiment of the invention, said alkenol, linear or branched, has the general formula C n H 2n O, where n is an integer greater than or equal to 4 and less than or equal to 8, preferably greater than or equal to 4 and less than or equal to 6, even more preferably equal to 4.

Конкретными примерами алкенолов, которые особенно полезны для целей данного изобретения, являются: 2-бутен-1-ол, 3-бутен-1-ол, 3-бутен-2-ол, 2-метил-3-бутен-2-ол, 4-пентен-1-ол, 4-пентен-2-ол, 4-пентен-3-ол, 3-пентен-1-ол, 3-пентен-2-ол, 2-пентен-1-ол, 5-гексен-1-ол, 5-гексен-2-ол, 5-гексен-3-ол, 5гексен-4-ол, 4-гексен-1-ол, 4-гексен-2-ол, 4-гексен-3-ол, 3-гексен-2-ол, 2-гексен-1-ол, 2-метил-3-пентен2-ол, 2-метил-4-пентен-2-ол, 3-метил-4-пентен-2-ол, 6-гептен-1-ол, 6-гептен-2-ол, 6-гептен-3-ол, 6гептен-4-ол, 6-гептен-5-ол, 5-гептен-1-ол, 5-гептен-2-ол, 5-гептен-3-ол, 5-гептен-4-ол, 4-гептен-1-ол, 4гептен-2-ол, 4-гептен-3-ол, 3-гептен-1-ол, 3-гептен-2-ол, 2-гептен-1-ол, 7-октен-1-ол, 7-октен-2-ол, 7октен-3-ол, 7-октен-4-ол, 7-октен-5-ол, 7-октен-6-ол, 6-октен-1-ол, 6-октен-2-ол, 6-октен-3-ол, 6-октен-4ол, 6-октен-5-ол, 5-октен-1-ол, 5-октен-2-ол, 5-октен-3-ол, 5-октен-4-ол, 4-октен-1-ол, 4-октен-2-ол, 4октен-3-ол, 3-октен-1-ол, 3-октен-2-ол, 2-октен-1-ол.Specific examples of alkenols that are particularly useful for the purposes of this invention are: 2-buten-1-ol, 3-buten-1-ol, 3-buten-2-ol, 2-methyl-3-buten-2-ol, 4-penten-1-ol, 4-penten-2-ol, 4-penten-3-ol, 3-penten-1-ol, 3-penten-2-ol, 2-penten-1-ol, 5- hexen-1-ol, 5-hexen-2-ol, 5-hexen-3-ol, 5hexen-4-ol, 4-hexen-1-ol, 4-hexen-2-ol, 4-hexen-3- ol, 3-hexen-2-ol, 2-hexen-1-ol, 2-methyl-3-penten2-ol, 2-methyl-4-penten-2-ol, 3-methyl-4-penten-2- ol, 6-hepten-1-ol, 6-hepten-2-ol, 6-hepten-3-ol, 6-hepten-4-ol, 6-hepten-5-ol, 5-hepten-1-ol, 5- hepten-2-ol, 5-hepten-3-ol, 5-hepten-4-ol, 4-hepten-1-ol, 4-hepten-2-ol, 4-hepten-3-ol, 3-hepten-1- ol, 3-hepten-2-ol, 2-hepten-1-ol, 7-octen-1-ol, 7-octen-2-ol, 7-octen-3-ol, 7-octen-4-ol, 7- octen-5-ol, 7-octen-6-ol, 6-octen-1-ol, 6-octen-2-ol, 6-octen-3-ol, 6-octen-4ol, 6-octen-5- ol, 5-octen-1-ol, 5-octen-2-ol, 5-octen-3-ol, 5-octen-4-ol, 4-octen-1-ol, 4-octen-2-ol, 4-octen-3-ol, 3-octen-1-ol, 3-octen-2-ol, 2-octen-1-ol.

В соответствии с другим предпочтительным воплощением изобретения указанный алкенол имеет число атомов углерода, равное 4, и, следовательно, представляет собой бутенол.According to another preferred embodiment of the invention, said alkenol has a carbon number of 4 and is therefore butenol.

В соответствии с другим предпочтительным воплощением изобретения указанный бутенол может быть выбран из 2-бутен-1-ола (кротиловый спирт) (2-Bu-1-OH), 3-бутен-2-ола (метил-винил-карбинол) (3-Bu-2-OH), 3-бутен-1-ола (аллилкарбинол) (З-Bu-I-OH) или их смесей, и еще более предпочтительно из 2-бутен-1-ола (2-Bu-1-OH), 3-бутен-2-ола (3-Bu-2-OH) или их смесей.According to another preferred embodiment of the invention, said butenol may be selected from 2-buten-1-ol (crotyl alcohol) (2-Bu-1-OH), 3-buten-2-ol (methyl vinyl carbinol) (3 -Bu-2-OH), 3-buten-1-ol (allylcarbinol) (3-Bu-I-OH) or mixtures thereof, and even more preferably 2-buten-1-ol (2-Bu-1- OH), 3-buten-2-ol (3-Bu-2-OH) or mixtures thereof.

Следует отметить, когда алкенол может существовать в различных энантиомерных или стереоизомерных формах, подразумевается, что способ согласно изобретению может быть осуществлен с любым из этих типов, как в очищенной форме, так и в смеси.It should be noted that when an alkenol can exist in various enantiomeric or stereoisomeric forms, it is understood that the process of the invention can be carried out with any of these types, either in purified form or in mixtures.

Например, в вышеуказанном способе можно эквивалентно использовать Е изомер (транс) 2-бутен1-ола (2-Bu-1-OH), Z изомер (цис) 2-бутен-1-ола (2-Bu-1-OH) или смесь указанных двух изомеров. Аналогичным образом, в вышеупомянутом способе могут быть использованы (R) энантиомер 3-бутен-2-ола (3-Bu-2-OH), (S) энантиомер 3-бутен-2-ола (3-Bu-2-OH) или рацемическая смесь указанных двух энантиомеров.For example, in the above method, the E isomer (trans) of 2-buten1-ol (2-Bu-1-OH), the Z isomer (cis) of 2-buten-1-ol (2-Bu-1-OH) or a mixture of these two isomers. Similarly, (R) enantiomer of 3-buten-2-ol (3-Bu-2-OH), (S) enantiomer of 3-buten-2-ol (3-Bu-2-OH) can be used in the above method or a racemic mixture of these two enantiomers.

В соответствии с предпочтительным воплощением изобретения указанный алкенол, имеющий число атомов углерода больше или равное 4, может быть получен непосредственно из биосинтетических процессов или посредством процессов каталитической дегидратации по меньшей мере одного диола.According to a preferred embodiment of the invention, said alkenol having a carbon number greater than or equal to 4 can be obtained directly from biosynthetic processes or through catalytic dehydration processes of at least one diol.

В соответствии с предпочтительным воплощением изобретения, когда указанный алкенол имеет число атомов углерода, равное 4, и, следовательно, является бутенолом, указанный бутенол может быть получен посредством каталитической дегидратации бутандиола, предпочтительно 1,3-бутандиола, в присутствии катализатора на основе оксида церия, причем указанный катализатор на основе оксида церия получают путем осаждения, в присутствии по меньшей мере одного основания, по меньшей мере одного соединения, содержащего церий. Более подробную информацию, относящуюся к указанному процессу, можно найти, например, в международной патентной заявке WO 2015/173780, поданной на имя одного из заявителей и включенной в настоящий документ в справочных целях.According to a preferred embodiment of the invention, when said alkenol has a carbon number of 4 and is therefore a butenol, said butenol can be obtained by catalytic dehydration of butanediol, preferably 1,3-butanediol, in the presence of a cerium oxide catalyst, wherein said cerium oxide catalyst is obtained by precipitation, in the presence of at least one base, of at least one cerium-containing compound. More detailed information relating to this process can be found, for example, in international patent application WO 2015/173780, filed in the name of one of the applicants and included herein for reference purposes.

В соответствии с предпочтительным воплощением изобретения указанный диол, предпочтительно бутандиол, более предпочтительно 1,3-бутандиол может происходить из ферментации сахаров, предпочтительно из ферментации сахаров, полученных из биомассы.According to a preferred embodiment of the invention, said diol, preferably butanediol, more preferably 1,3-butanediol, may be derived from the fermentation of sugars, preferably from the fermentation of sugars derived from biomass.

Для целей данного описания и следующих пунктов формулы изобретения термин биомасса указывает на любой органический материал растительного происхождения, который включает: продукты, полученные в сельском хозяйстве, такие как, например, растения и части растений гваюлы, чертополоха, кукурузы, сои, хлопка, льна, рапса, сахарного тростника, пальмы, включая обрезки, остатки и отходы, полученные из указанных продуктов или в результате их переработки; продукты, полученные из сельскохозяйственных культур видов растений, специально культивируемых для использования энергии,For the purposes of this description and the following claims, the term biomass refers to any organic material of plant origin, which includes: products obtained from agriculture, such as, for example, plants and plant parts of guayule, thistle, corn, soybean, cotton, flax, rapeseed, sugar cane, palm, including trimmings, residues and waste obtained from these products or as a result of their processing; products obtained from agricultural crops of plant species specially cultivated for energy use,

- 4 044603 таких как, например, мискантус, просо, тростник обыкновенный, включая обрезки, остатки и отходы, полученные из указанных продуктов или их переработки; продукты, полученные в результате лесопользования или лесного хозяйства, включая обрезки, остатки и отходы, полученные из указанных продуктов или их переработки; отходы агропродовольственной продукции, предназначенной для питания человека или для животноводства; остатки из бумажной промышленности; отходы из раздельного сбора твердых городских отходов, такие как, например, обрезки фруктов и овощей, бумага.- 4 044603 such as, for example, miscanthus, millet, common reed, including trimmings, residues and waste obtained from these products or their processing; products resulting from forest management or forestry, including trimmings, residues and waste obtained from such products or their processing; waste of agri-food products intended for human nutrition or livestock production; residues from the paper industry; waste from separate collection of municipal solid waste, such as, for example, fruit and vegetable trimmings, paper.

В соответствии с особенно предпочтительным воплощением изобретения указанный диол, предпочтительно бутандиол, более предпочтительно 1,3-бутандиол получают путем ферментации сахаров, полученных из биомассы гваюлы и/или чертополоха, включая обрезки, остатки и отходы, полученные из гваюлы и/или чертополоха или из их переработки. Еще более предпочтительно, указанный диол, предпочтительно бутандиол, более предпочтительно 1,3-бутандиол, получают путем ферментации сахаров, полученных из биомассы гваюлы, включая обрезки, остатки и отходы, полученные из гваюлы или в результате ее переработки.According to a particularly preferred embodiment of the invention, said diol, preferably butanediol, more preferably 1,3-butanediol is produced by fermentation of sugars obtained from guayule and/or thistle biomass, including trimmings, residues and wastes obtained from guayule and/or thistle or from their processing. Even more preferably, said diol, preferably butanediol, more preferably 1,3-butanediol, is produced by fermentation of sugars derived from guayule biomass, including trimmings, residues and waste derived from guayule or its processing.

С целью получения вышеупомянутых сахаров указанная биомасса может быть подвергнута физической обработке (например, экструзии, паровому взрыву и т.п.) и/или химическому гидролизу и/или ферментативному гидролизу, с получением смесей углеводов, ароматических соединений и других продуктов, которые получают из целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина, присутствующих в биомассе. В частности, полученные углеводы представляют собой смеси глюцидов с 5 и 6 атомами углерода, которые включают, например, сахарозу, глюкозу, ксилозу, арабинозу, галактозу, маннозу, фруктозу, которые используют в ферментации. Процессы, связанные с производством сахаров из биомассы, в частности сахаров из лигноцеллюлозной биомассы, описаны в уровне техники, таком как, например, в международной патентной заявке WO 2015/087254 на имя одного из заявителей, и включены в настоящий документ для справочных целей.In order to obtain the above-mentioned sugars, said biomass can be subjected to physical processing (for example, extrusion, steam explosion, etc.) and/or chemical hydrolysis and/or enzymatic hydrolysis, obtaining mixtures of carbohydrates, aromatic compounds and other products that are obtained from cellulose, hemicellulose and lignin present in biomass. In particular, the resulting carbohydrates are mixtures of glucides with 5 and 6 carbon atoms, which include, for example, sucrose, glucose, xylose, arabinose, galactose, mannose, fructose, which are used in fermentation. Processes associated with the production of sugars from biomass, in particular sugars from lignocellulosic biomass, are described in the prior art, such as, for example, in international patent application WO 2015/087254 in the name of one of the applicants, and are included herein for reference purposes.

Другие биотехнологические процессы получения био-1,3-бутандиола, начиная с возобновляемых источников, описаны, например, в американском патенте US 9017983, а также в американских патентных заявках US 2012/0329113 и US 2013/0109064.Other biotechnological processes for the production of bio-1,3-butanediol, starting from renewable sources, are described, for example, in US patent US 9017983, as well as in US patent applications US 2012/0329113 and US 2013/0109064.

Когда диол, предпочтительно бутандиол, более предпочтительно 1,3-бутандиол, получают в результате биосинтетических процессов, например, путем ферментации сахаров, как описано выше, указанный диол обычно получают в виде водной смеси. Прежде чем приступить к каталитической дегидратации диола, которая приводит к получению соответствующего алкенола, можно подвергнуть вышеупомянутую водную смесь, содержащую указанный диол, полученный в результате биосинтетических процессов, общеизвестным процессам разделения, таким как, например, полная или частичная отгонка воды и диола, содержащихся в указанной смеси. Фактически, указанная водная смесь после фильтрации и деионизации может быть предпочтительно использована как таковая в процессе каталитической дегидратации, что приводит к получению соответствующего алкенола без необходимости подвергать его дорогостоящим процессам удаления воды или в любом случае ограничивая такое удаление.When a diol, preferably butanediol, more preferably 1,3-butanediol, is produced by biosynthetic processes, for example by fermentation of sugars as described above, said diol is usually obtained as an aqueous mixture. Before proceeding with the catalytic dehydration of the diol, which leads to the production of the corresponding alkenol, it is possible to subject the above-mentioned aqueous mixture containing said diol obtained by biosynthetic processes to well-known separation processes, such as, for example, complete or partial distillation of water and the diol contained in the specified mixture. In fact, said aqueous mixture after filtration and deionization can preferably be used as such in a catalytic dehydration process, resulting in the corresponding alkenol without the need to subject it to expensive water removal processes or in any way limiting such removal.

В свою очередь, алкенол можно получить в виде водной смеси.In turn, alkenol can be obtained in the form of an aqueous mixture.

Указанную водную смесь можно подвергнуть дистилляции для извлечения алкенола, чистого или в виде азеотропа с водой, или использовать как таковую.This aqueous mixture can be distilled to recover the alkenol, pure or as an azeotrope with water, or used as such.

Например, каталитическая дегидратация 1,3-бутандиола приводит к получению смеси бутенолов [2бутен-1-ол (2-Bu-1-OH), 3-бутен-2-ол (3-Bu-2-OH), 3-бутен-1-ол (З-Bu-I-OH)], которые могут быть отделены путем дистилляции в виде минимальных азеотропов с водой. Азеотропные смеси бутенолов могут быть использованы как таковые, смешаны друг с другом или смешаны с добавленными бутенолами, в смеси или по отдельности, или с добавлением воды, для того чтобы их можно было использовать в способе каталитической дегидратации согласно изобретению для получения 1,3-бутадиена.For example, catalytic dehydration of 1,3-butanediol results in a mixture of butenols [2-buten-1-ol (2-Bu-1-OH), 3-buten-2-ol (3-Bu-2-OH), 3-butene -1-ol (3-Bu-I-OH)], which can be separated by distillation as minimal azeotropes with water. Azeotropic mixtures of butenols can be used as such, mixed with each other or mixed with added butenols, in a mixture or alone, or with the addition of water, so that they can be used in the catalytic dehydration process according to the invention for the production of 1,3-butadiene .

В соответствии с воплощением изобретения, в вышеупомянутом способе получения диена указанный алкенол, имеющий число атомов углерода больше или равное 4, может быть смешан с разбавителем, который может быть выбран, например, из инертного газа, такого как, например, азот (N2), аргон (Ar), предпочтительно N2; или он может быть смешан с соединением, имеющим температуру кипения, составляющую от 25°С до 150°С в нормальных условиях и, предпочтительно, температуру кипения, составляющую от 50°С до 125°С в нормальных условиях, и температуру плавления меньше или равную 20°С в нормальных условиях, которое может быть выбрано, например, из воды, тетрагидрофурана, циклогексана, бензола или их смесей. Азот (N2) и вода являются предпочтительными, и вода особенно предпочтительна.According to an embodiment of the invention, in the above-mentioned method for producing a diene, said alkenol having a number of carbon atoms greater than or equal to 4 can be mixed with a diluent, which can be selected, for example, from an inert gas such as, for example, nitrogen (N2), argon (Ar), preferably N2; or it may be mixed with a compound having a boiling point of 25°C to 150°C under normal conditions, and preferably a boiling point of 50°C to 125°C under normal conditions, and a melting point less than or equal to 20°C under normal conditions, which can be selected, for example, from water, tetrahydrofuran, cyclohexane, benzene or mixtures thereof. Nitrogen (N 2 ) and water are preferred, and water is particularly preferred.

Важно отметить, что указанная вода может быть остаточной водой, полученной из биосинтетического процесса, используемого для получения указанного по меньшей мере одного алкенола.It is important to note that said water may be residual water obtained from the biosynthetic process used to produce said at least one alkenol.

В соответствии с предпочтительным воплощением изобретения указанный способ получения диена может быть осуществлен, в случае, когда разбавитель выбран из инертных газов, при молярном соотношении между разбавителем и алкенолом (или алкенолами) более 0,3, предпочтительно составляющем от 0,5 до 2.According to a preferred embodiment of the invention, said process for producing a diene can be carried out, in the case where the diluent is selected from inert gases, at a molar ratio between the diluent and the alkenol (or alkenols) of more than 0.3, preferably from 0.5 to 2.

В соответствии с предпочтительным воплощением изобретения указанный способ получения диена может быть осуществлен, в случае, если разбавитель выбран из соединений, имеющих температуру кипения, составляющую от 25°С до 150°С в нормальных условиях, предпочтительно составляющую отAccording to a preferred embodiment of the invention, said process for producing a diene can be carried out if the diluent is selected from compounds having a boiling point of between 25° C. and 150° C. under normal conditions, preferably between

- 5 044603- 5 044603

50°С до 125°С в нормальных условиях, и температуру плавления меньше или равную 20°С в нормальных условиях, при молярном соотношении между разбавителем и алкенолом (или алкенолами), составляющем от 0,01 до 100, предпочтительно составляющем от 0,1 до 50, более предпочтительно составляющем от 1 до 10.50°C to 125°C under normal conditions, and a melting point less than or equal to 20°C under normal conditions, with a molar ratio between diluent and alkenol (or alkenols) ranging from 0.01 to 100, preferably ranging from 0.1 to 50, more preferably ranging from 1 to 10.

В соответствии с предпочтительным воплощением изобретения указанный способ получения диена может быть осуществлен при температуре, составляющей от 250°С до 500°С, предпочтительно составляющей от 280°С до 450°С.According to a preferred embodiment of the invention, said process for producing the diene can be carried out at a temperature ranging from 250°C to 500°C, preferably ranging from 280°C to 450°C.

В соответствии с предпочтительным воплощением изобретения указанный способ получения диена может быть осуществлен при давлении, составляющем от 5 кПа до 5000 кПа, предпочтительно составляющем от 30 кПа до 350 кПа, более предпочтительно составляющем от 80 кПа до 250 кПа.According to a preferred embodiment of the invention, said process for producing the diene can be carried out at a pressure ranging from 5 kPa to 5000 kPa, preferably ranging from 30 kPa to 350 kPa, more preferably ranging from 80 kPa to 250 kPa.

Способ получения диена согласно изобретению можно осуществлять в газовой фазе или в смешанной жидкой/газовой фазе.The process for producing the diene according to the invention can be carried out in the gas phase or in a mixed liquid/gas phase.

В соответствии с воплощением изобретения вышеупомянутый способ получения диена осуществляют в газовой фазе.According to an embodiment of the invention, the above-mentioned process for producing a diene is carried out in the gas phase.

Указанный способ получения диена может быть осуществлен в реакторе любого типа, предпочтительно в реакторе с неподвижным слоем, в реакторе с подвижным слоем или в реакторе с псевдоожиженным слоем.This process for producing a diene can be carried out in any type of reactor, preferably a fixed bed reactor, a moving bed reactor or a fluidized bed reactor.

В соответствии с воплощением настоящего изобретения указанный способ получения диена может быть осуществлен в реакторе с неподвижным слоем.According to an embodiment of the present invention, this process for producing a diene can be carried out in a fixed bed reactor.

В случае, когда используют реактор с неподвижным слоем, катализатор, содержащий кокс, может быть разделен на различные слои.In the case where a fixed bed reactor is used, the catalyst containing coke can be separated into different layers.

Компоновка реактора может включать рециркуляцию части реакционных выходящих потоков или каталитического материала в конфигурации реактора с рециркуляцией.The reactor arrangement may include recycling a portion of the reaction effluents or catalyst material in a recycle reactor configuration.

В соответствии с альтернативным воплощением изобретения, когда способ получения диена осуществляют в смешанной жидкой/газовой фазе, может быть использован реактор с перемешиваемым резервуаром с непрерывным потоком (CSTR), содержащий катализатор, содержащий кокс, в виде дисперсии.In accordance with an alternative embodiment of the invention, when the process for producing the diene is carried out in a mixed liquid/gas phase, a continuous stirred tank reactor (CSTR) containing a coke-containing catalyst in the form of a dispersion can be used.

Важно отметить, что когда в способе получения диена, представляющего собой предмет изобретения, используют по меньшей мере один алкенол, который получен из каталитической дегидратации по меньшей мере одного диола, однако последний также получен, то дегидратация указанного по меньшей мере одного диола для получения по меньшей мере одного алкенола и последующая дегидратация указанного по меньшей мере одного алкенола для получения диена могут быть осуществлены:It is important to note that when the process for producing the diene of the invention uses at least one alkenol which is obtained from the catalytic dehydration of at least one diol, but the latter is also obtained, then dehydration of said at least one diol to obtain at least at least one alkenol and subsequent dehydration of said at least one alkenol to obtain a diene can be carried out:

в одном реакторе или в разных реакторах, и предпочтительно в разных реакторах;in the same reactor or in different reactors, and preferably in different reactors;

непрерывно или периодически, и предпочтительно непрерывно.continuously or periodically, and preferably continuously.

Способ получения диена согласно изобретению можно осуществлять непрерывно также в конфигурации реактора, которая предусматривает по меньшей мере два реактора, соединенных параллельно, предпочтительно два реактора с неподвижным слоем, соединенных параллельно, при этом, когда работает один реактор, в другом реакторе катализатор, содержащий кокс, может быть регенерирован.The process for producing the diene according to the invention can also be carried out continuously in a reactor configuration which includes at least two reactors connected in parallel, preferably two fixed bed reactors connected in parallel, wherein when one reactor is operating, in the other reactor there is a catalyst containing coke, can be regenerated.

Когда процесс получения диена осуществляют непрерывно, объемная скорость WHSV (массовая часовая объемная скорость), то есть соотношение между количеством по массе реагента, подаваемого в реактор, и количеством по массе катализатора, содержащего кокс, в самом реакторе может составлять от 0,5 ч-1 до 10 ч-1, предпочтительно может составлять от 1 ч-1 до 5 ч-1.When the diene production process is carried out continuously, the WHSV (mass hourly space velocity), that is, the ratio between the amount by weight of the reactant fed into the reactor and the amount by weight of the catalyst containing coke in the reactor itself, can range from 0.5 h - 1 to 10 h -1 , preferably can be from 1 h -1 to 5 h -1 .

Время контакта (τ), рассчитанное как отношение между объемом катализатора, содержащего кокс, загруженным в реактор дегидратации, и объемной скоростью подачи в условиях реакции предпочтительно составляет от 0,01 с до 10 с, более предпочтительно составляет от 0,05 с до 8 с, еще более предпочтительно составляет от 0,1 с до 4 с.The contact time (τ), calculated as the ratio between the volume of coke-containing catalyst charged into the dehydration reactor and the flow rate under the reaction conditions, is preferably 0.01 s to 10 s, more preferably 0.05 s to 8 s , even more preferably is from 0.1 s to 4 s.

Как упоминалось выше, катализатор, содержащий кокс, - предмет данного изобретения - может быть получен в результате реакции каталитической дегидратации по меньшей мере одного алкенола, предпочтительно 3-бутен-2-ола (З-Ви-2-OH) и 2-бутен-1-ола (2-Bu-1-OH).As mentioned above, the coke containing catalyst, the subject of this invention, can be obtained by the catalytic dehydration reaction of at least one alkenol, preferably 3-buten-2-ol (3-Bi-2-OH) and 2-buten- 1-ol (2-Bu-1-OH).

Таким образом, еще одним предметом данного изобретения является способ получения катализатора, содержащего кокс, характеризующийся тем, что указанный кокс, при анализе инфракрасной спектроскопией диффузного отражения (инфракрасная спектроскопия диффузного отражения с преобразованием Фурье - DRIFTS), имеет по меньшей мере два пика на длине волны, находящейся между 1450 см-1 и 1700 см-1, при этом указанный способ включает дегидратацию смеси алкенолов, содержащей 3-бутен-2ол (3-Ви-2-ОН) и 2-бутен-1-ол (2-Bu-1-OH), в присутствии по меньшей мере одного соединения, выбранного из: оксида алюминия (γ-Α12Ο3), силиката алюминия, алюмосиликатов (SiO2-Al2O3), оксидов алюминия, цеолитов, оксидов металлов (например, оксида лантана, оксида циркония, оксида вольфрама, оксида таллия, оксида магния, оксида цинка, оксида серебра), предпочтительно выбранного из алюмосиликатов (SiO2-Al2O3), причем указанный способ осуществляют при температуре, составляющей от 250°С до 500°С, предпочтительно составляющей от 280°С до 450°С в течение времени, составляющего от 2 до 10 ч, предпочтительно от 2,5 до 9 ч.Thus, another subject of the present invention is a method for producing a catalyst containing coke, characterized in that said coke, when analyzed by diffuse reflectance infrared spectroscopy (DRIFTS), has at least two peaks at a wavelength , located between 1450 cm -1 and 1700 cm -1 , this method involves the dehydration of a mixture of alkenols containing 3-buten-2ol (3-Bi-2-OH) and 2-buten-1-ol (2-Bu- 1-OH), in the presence of at least one compound selected from: aluminum oxide (γ-Α1 2 Ο 3 ), aluminum silicate, aluminosilicates (SiO 2 -Al 2 O 3 ), aluminum oxides, zeolites, metal oxides (for example , lanthanum oxide, zirconium oxide, tungsten oxide, thallium oxide, magnesium oxide, zinc oxide, silver oxide), preferably selected from aluminosilicates (SiO 2 -Al 2 O 3 ), this method being carried out at a temperature ranging from 250° C. to 500°C, preferably ranging from 280°C to 450°C for a time of from 2 to 10 hours, preferably from 2.5 to 9 hours.

Следует отметить, что условия выполнения вышеуказанного способа получения катализатора, со- 6 044603 держащего кокс, конкретно не указанные, например, объемная скорость WHSV (массовая часовая объемная скорость), время контакта (τ), типы реакторов и т.д., являются такими же, как описанные выше в случае способа получения диена, представляющего собой еще один предмет данного изобретения.It should be noted that the performance conditions of the above method for producing a coke-containing catalyst not specifically mentioned, such as WHSV (mass hourly space velocity), contact time (τ), types of reactors, etc., are as follows: the same as those described above in the case of a method for producing a diene, which is another subject of the present invention.

Следует отметить, что с целью демонстрации наличия вышеуказанных пиков, в следующем примере три катализатора, содержащие кокс, полученные путем дегидратации отдельных бутенолов, то есть 2бутен-1-ола (2-Bu-1-OH), 3-бутен-2-ола (3-Bu-2-OH), 3-бутен-1-ола (З-Bu-I-OH), подвергали анализу методом инфракрасной спектроскопии диффузного отражения (инфракрасная спектроскопия диффузного отражения с преобразованием Фурье - DRIFTS).It should be noted that for the purpose of demonstrating the presence of the above peaks, in the following example three catalysts containing coke obtained by dehydration of individual butenols, i.e. 2-buten-1-ol (2-Bu-1-OH), 3-buten-2-ol (3-Bu-2-OH), 3-buten-1-ol (3-Bu-I-OH), was analyzed by diffuse reflectance infrared spectroscopy (DRIFTS).

С целью применения данного изобретения на практике и более четкой его иллюстрации, ниже приведены некоторые не ограничивающие примеры.In order to practice the present invention and illustrate it more clearly, some non-limiting examples are given below.

Пример 1.Example 1.

(i) Приготовление смеси сырых бутенолов.(i) Preparation of crude butenol mixture.

Для этой цели приготовили смесь 1,3-бутандиола (1,3-БДО), имеющую массовое содержание, равное 83% 1,3-бутандиола (1,3-БДО) и 17% воды (смесь 1), соответственно, которую затем использовали для реакции дегидратации.For this purpose, a mixture of 1,3-butanediol (1,3-BDO) was prepared, having a mass content equal to 83% 1,3-butanediol (1,3-BDO) and 17% water (mixture 1), respectively, which was then used for the dehydration reaction.

Реактор, в котором проводили указанную реакцию дегидратации, содержал трубчатый элемент из нержавеющей стали AISI 304 высотой (h), равной 260 мм, и внутренним диаметром (Ф), равным 10 мм, перед которым был расположен и соединен с ним испаритель, причем оба снабжены электрическим нагревом. В отличие от этого выход из реактора был соединен с первым конденсатором, соединенным с приемной колбой и работающим при 15°С, с целью обеспечения выделения продуктов, полученных в результате первой реакции дегидратации, в виде жидкости при комнатной температуре (25°С) в указанной приемной колбе. Указанная приемная колба, в свою очередь, была соединена с системой отбора проб, включающей стальной цилиндр объемом (V), равным 300 мл, и снабженной на обоих концах запорными клапанами. Пары/газы, полученные в результате первой реакции дегидратации и возможно не конденсированные в описанной выше системе, могут дополнительно протекать через вышеупомянутый стальной цилиндр, подключенный в свою очередь к объемному измерителю, который, следовательно, измеряет их количество.The reactor in which said dehydration reaction was carried out contained a tubular element made of AISI 304 stainless steel with a height (h) of 260 mm and an internal diameter (Φ) of 10 mm, in front of which an evaporator was located and connected to it, both equipped with electric heating. In contrast, the outlet of the reactor was connected to a first condenser connected to the receiving flask and operating at 15°C, in order to ensure that the products obtained from the first dehydration reaction were released as a liquid at room temperature (25°C) at the specified receiving flask. Said receiving flask was in turn connected to a sampling system comprising a steel cylinder with a volume (V) of 300 ml and equipped with shut-off valves at both ends. The vapors/gases resulting from the first dehydration reaction and possibly not condensed in the above-described system can further flow through the aforementioned steel cylinder connected in turn to a volumetric meter, which therefore measures their quantity.

Полученные продукты, как в виде жидкости, так и в виде пара/газа, были характеризованы с помощью газовой хроматографии, используя:The resulting products, both liquid and vapor/gas, were characterized by gas chromatography using:

для продуктов в жидком виде - газовый хроматограф Thermo Trace, снабженный FID (пламенно-ионизационным) детектором и колонкой AQUA WAX (Grace, длина 30 м х внутренний диаметр 0,53 ммхтолщина пленки 1,0 мкм);for liquid products - a Thermo Trace gas chromatograph equipped with a FID (flame ionization) detector and an AQUA WAX column (Grace, length 30 m x internal diameter 0.53 mm x film thickness 1.0 µm);

для изделий в газообразном виде - газовый хроматограф 490 micro GC Varian/Agilent с четырьмя каналами, снабженными следующими колонками: Pora Plot Q длиной 10 м, MolSieve 5 А длиной 4 м, A12O3 длиной 10 м c функцией обратной промывки, CPSil-19 CB длиной 7,5 м.for products in gaseous form - gas chromatograph 490 micro GC Varian/Agilent with four channels equipped with the following columns: Pora Plot Q 10 m long, MolSieve 5 A 4 m long, A12O3 10 m long with backwash function, CPSil-19 CB long 7.5 m.

Катализатором, используемым в указанной реакции дегидратации, был материал на основе оксида церия (CeO2) в гранулах размером от 0,5 мм до 1 мм, и он был загружен в вышеупомянутый реактор в количестве, равном 10 г (3,5 мл). Указанный катализатор получали в соответствии с лабораторной процедурой, описанной ниже.The catalyst used in the said dehydration reaction was a cerium oxide (CeO 2 ) based material in granules of 0.5 mm to 1 mm size, and was charged into the above reactor in an amount of 10 g (3.5 ml). The specified catalyst was prepared in accordance with the laboratory procedure described below.

С этой целью 500 г коммерческого водного раствора примерно 30% гидроксида аммония (NH4OH), (28%-30% реагента Aldrich на основе NH3) добавляли в первый 3-литровый стакан, снабженный лопастью полукруглой мешалки из тефлона, с 500 г воды, и вводили электрод для измерения pH [стеклянный электрод Metrohm для измерения pH (6.0248.030), соединенный с измерителем Metrohm 780 pH]. Во втором 2-литровом стакане, снабженном магнитной якорной мешалкой, готовили раствор 100 г гексагидрата нитрата церия (99% Aldrich) в 1000 г воды; затем гексагидрат нитрата церия растворяли путем энергичного перемешивания при комнатной температуре (25°С). Полученный раствор вводили в капельную воронку и подавали по каплям в течение 2 ч в раствор гидроксида аммония, описанный выше, содержащийся в 3-литровом стакане, с постоянным энергичным перемешиванием. Величина pH полученной суспензии была равна 10,2. Твердое вещество в суспензии фильтровали, промывали 2 л воды, а затем сушили в печи при 120°С в течение 2 ч. Синтез повторяли до тех пор, пока не было получено 2000 г твердого вещества.To this end, 500 g of a commercial aqueous solution of approximately 30% ammonium hydroxide ( NH4OH ), (28%-30% Aldrich NH3 reagent) was added to the first 3-liter beaker, equipped with a Teflon semicircular stirrer blade, with 500 g of water , and the pH electrode [Metrohm pH glass electrode (6.0248.030) connected to a Metrohm 780 pH meter] was inserted. In a second 2-liter beaker equipped with a magnetic anchor stirrer, a solution of 100 g of cerium nitrate hexahydrate (99% Aldrich) in 1000 g of water was prepared; Cerium nitrate hexahydrate was then dissolved by vigorous stirring at room temperature (25°C). The resulting solution was introduced into a dropping funnel and added dropwise over 2 hours to the ammonium hydroxide solution described above, contained in a 3-liter beaker, with constant vigorous stirring. The pH value of the resulting suspension was 10.2. The solid in suspension was filtered, washed with 2 L of water, and then dried in an oven at 120°C for 2 hours. The synthesis was repeated until 2000 g of solid was obtained.

1270 г полученного таким образом твердого вещества, подвергнутого просеиванию при ячейках 0,125 мм, помещали в экструдер, в который также добавляли 175,9 г 25% раствора гидроксида аммония (NH4OH) (полученного путем разбавления раствора, содержащего 28%-30% реагента Aldrich на основе NH3) с использованием перистальтического насоса Watson Marlow, установленного на 5 об/мин. После указанного добавления также добавляли 158 г деминерализованной воды, что обеспечивало правильную консистенцию для экструзии. Гранулы, полученные на выходе из экструдера, сушили на воздухе, и после этого порцию в 100 г прокаливали при 800°С с подъемом 1°С/мин до 800°С с последующей изотермой температуры в течение 6 ч. Прокаленное твердое вещество гранулировали и просеивали, и фракцию гранул размером от 0,5 мм до 1 мм использовали в качестве катализатора.1270 g of the solid thus obtained, screened at 0.125 mm, was placed in an extruder to which 175.9 g of a 25% ammonium hydroxide (NH 4 OH) solution (obtained by diluting a solution containing 28%-30% of the reagent) was also added Aldrich based NH3) using a Watson Marlow peristaltic pump set at 5 rpm. Following this addition, 158 g of demineralized water was also added to ensure the correct consistency for extrusion. The granules exiting the extruder were air dried and then a 100 g portion was calcined at 800°C with a rise of 1°C/min to 800°C followed by a temperature isotherm for 6 hours. The calcined solid was granulated and sieved , and a fraction of granules ranging in size from 0.5 mm to 1 mm was used as a catalyst.

Указанную реакцию дегидратации затем проводили путем подачи смеси 1, сначала в вышеуказан- 7 044603 ный испаритель, предварительно нагретый до температуры 250°С, и после этого в вышеуказанный трубчатый реактор, предварительно нагретый таким образом, чтобы его внутренняя температура во время реакции дегидратации была равна 400°С. И испаритель, и реактор поддерживали при атмосферном давлении (0,1 МПа, 1 бар).The said dehydration reaction was then carried out by feeding mixture 1, first into the above evaporator, preheated to a temperature of 250°C, and thereafter into the above tubular reactor, preheated so that its internal temperature during the dehydration reaction was equal to 400°C. Both the evaporator and the reactor were maintained at atmospheric pressure (0.1 MPa, 1 bar).

Скорость потока смеси 1, подаваемой в испаритель, была равна 100 г/ч, тогда как скорость потока в реактор, выраженная как WHSV, была равна 10 ч'1.The flow rate of mixture 1 into the evaporator was 100 g/h, while the flow rate into the reactor, expressed as WHSV, was 10 h' 1 .

Испытание проводили в течение достаточного времени для сбора подходящего количества сырого продукта.The test was carried out for sufficient time to collect a suitable amount of crude product.

(и) Очистка сырых бутенолов.(i) Purification of crude butenols.

Смесь сырых бутенолов, полученную, как описано выше, подвергали первой очистке, посредством дистилляции, с целью удаления непрореагировавшего 1,3-бутан диол а (1,3-БДО). Следует отметить, что бутенолы, присутствующие в указанной смеси, образуют с водой азеотропные смеси, для которых невозможно путем простой дистилляции отделить их от воды, чтобы получить их в чистом виде.The mixture of crude butenols obtained as described above was subjected to a first purification by distillation to remove unreacted 1,3-butane diol a (1,3-BDO). It should be noted that the butenols present in this mixture form azeotropic mixtures with water, for which it is impossible to separate them from water by simple distillation in order to obtain them in pure form.

Дистилляцию проводили при атмосферном давлении, добавляя к указанной смеси, содержащейся в перегонном кубе, 3,5-ди-трет-4-бутилгидрокситолуол (БГТ) таким образом, чтобы его концентрация в указанной смеси была равна примерно 200 частей на миллион. Указанную дистилляцию проводили с использованием колонны Олдершоу, имеющей 40 тарелок (2 секции с 20 тарелками), путем загрузки указанной смеси в перегонный куб одной подачей и отбора различных проб головной фракции на основе зарегистрированных температур, постепенно концентрируя в перегонном кубе более тяжелые компоненты. Условия дистилляции (коэффициент дефлегмации, мощность нагрева перегонного куба, количество отобранного дистиллята) варьировали в зависимости от температуры кипения разделяемых молекул и зарегистрированных температур головной фракции.Distillation was carried out at atmospheric pressure by adding 3,5-di-tert-4-butylhydroxytoluene (BHT) to the mixture contained in the still, so that its concentration in the mixture was approximately 200 ppm. This distillation was carried out using an Oldershaw column having 40 trays (2 sections with 20 trays), by loading the said mixture into the still in one feed and taking various samples of the head fraction based on the recorded temperatures, gradually concentrating the heavier components in the still. Distillation conditions (reflux coefficient, heating power of the distillation cube, amount of distillate taken) varied depending on the boiling point of the molecules being separated and the recorded temperatures of the head fraction.

Условия дистилляции приведены в табл. 1.Distillation conditions are given in table. 1.

Таблица 1Table 1

Условия дистилляции алкенолов при атмосферном давлении Conditions for distillation of alkenols at atmospheric pressure ΔΤ перегон, куб ΔΤ distillation, cube ΔΤ голов, фр. ΔΤ goals, fr. кд(1) cd (1) (°C) (°C) (°C) (°C) Загрузка Loading - - - - - - Фракция 1 Faction 1 101,3 - 103,0 101.3 - 103.0 56,0 - 84,5 56.0 - 84.5 100 100 Фракция 2 Faction 2 103,1 - 104,3 103.1 - 104.3 85,0-86,8 85.0-86.8 100-30 100-30 Фракция 3 Faction 3 104,9- 133,6 104.9- 133.6 86,4-87,1 86.4-87.1 30 thirty Фракция 4 Faction 4 114,6-152,3 114.6-152.3 87,1 -94,4 87.1 -94.4 30-40 30-40 Фракция 5 Fraction 5 154,3 - 167,9 154.3 - 167.9 93,6-119,4 93.6-119.4 40-60 40-60 Фракция 6 Fraction 6 169,2-208,6 169.2-208.6 120,1 - 121,2 120.1 - 121.2 60-70 60-70 Фракция 7 Fraction 7 208,6-210,8 208.6-210.8 121,2-130,1 121.2-130.1 70 70 Перегонный куб Alembic - - - - - -

(1): коэффициент дефлегмации. В частности:(1): reflux ratio. In particular:

фракция 1 (примерно до 84°С) соответствует самой легкой части, подлежащей удалению;fraction 1 (up to approximately 84°C) corresponds to the lightest part to be removed;

фракция 2 и фракция 3 соответствуют азеотропу при Т=86,5°С - 87°С между алкенолом с самой низкой температурой кипения, то есть З-бутен-2-олом (метилвинилкарбинолом) (З-Ви-2-OH) и водой (причем указанный азеотроп имеет состав: 73% по массе З-бутен-2-ола (З-Вп-2-OH) и 27% по массе воды);fraction 2 and fraction 3 correspond to an azeotrope at T = 86.5 ° C - 87 ° C between the alkenol with the lowest boiling point, that is, 3-buten-2-ol (methyl vinyl carbinol) (3-Vi-2-OH) and water (moreover, the specified azeotrope has the composition: 73% by weight of 3-buten-2-ol (3-Vn-2-OH) and 27% by weight of water);

в фракции 4 также начинают перегоняться 2-бутен-1-ол (кротиловый спирт в цис- и трансформах) (2-Bu-l-OH) и небольшая часть З-бутен-1-ола (аллилкарбинола) (З-Ви-1-OH) вместе с 35% по массе воды;in fraction 4, 2-buten-1-ol (crotyl alcohol in cis- and trans forms) (2-Bu-l-OH) and a small part of 3-buten-1-ol (allylcarbinol) (3-Bi-1) also begin to distill -OH) together with 35% by weight water;

в фракции 5 выходит вода и, следовательно, температура повышается примерно до 120°С;in fraction 5, water comes out and, therefore, the temperature rises to approximately 120°C;

фракция 6 и фракция 7 соответствуют 2-бутен-1-олу (кротиловому спирту) (2-Bu-l-OH) при содержании 95% - 97%.fraction 6 and fraction 7 correspond to 2-buten-1-ol (crotyl alcohol) (2-Bu-l-OH) at a content of 95% - 97%.

Фракции, содержащие бутенолы, объединяли в одну фракцию, представляющую собой смесь, используемую для получения катализатора, содержащего кокс, согласно данному изобретению. Состав описан в табл. 2.The butenol-containing fractions were combined into one fraction representing the mixture used to prepare the coke-containing catalyst of the present invention. The composition is described in table. 2.

Таблица 2table 2

Вода Water 37,0% 37.0% Легкие соединения(1) Light connections (1) 0,1% 0.1% 2-Bu-l-OH+3-Bu-2-OH 2-Bu-l-OH+3-Bu-2-OH 60,3% 60.3% 3-Bu-l-OH 3-Bu-l-OH 0,2% 0.2% Соединения со средней температурой кипения(2) Medium boiling compounds (2) 2,2% 2.2% Тяжелые соединения(3) Heavy connections (3) 0,2% 0.2%

(1): самые легкие соединения бутенола с низкой температурой кипения, то есть 3-бутен-2-ол (3-Bu2-ОН) (Ткип=97°С);(1): the lightest butenol compounds with a low boiling point, that is, 3-buten-2-ol (3-Bu2-OH) (Bp = 97°C);

(2): самые легкие соединения бутенола с высокой температурой кипения, то есть 2-бутен-1-ол (2Bu-1-OH) (Ткип=121,5°С); более тяжелые, чем алкенол с низкой температурой кипения, то есть 3-бутен-2ол (3-Bu-2-OH) (Ткип=97°С), исключая 1,3-бутадиен (1,3-БД) [включает 3-бутен-1-ол (З-Bu-I-OH) со средней температурой кипения (Ткип=113,5)];(2): the lightest butenol compounds with a high boiling point, that is, 2-buten-1-ol (2Bu-1-OH) ( bp = 121.5 ° C); heavier than low boiling alkenol, i.e. 3-buten-2ol (3-Bu-2-OH) ( bp =97°C), excluding 1,3-butadiene (1,3-BD) [includes 3-buten-1-ol (3-Bu-I-OH) with an average boiling point (Tki p = 113.5)];

(3): более тяжелые соединения бутенола с высокой температурой кипения, то есть 2-бутен-1-ол (2Bu-1-OH) (Ткип=121,5°С).(3): heavier butenol compounds with a high boiling point, i.e. 2-buten-1-ol (2Bu-1-OH) (Bp=121.5°C).

Пример 2.Example 2.

Получение катализатора, содержащего кокс, и производство 1,3-бутадиена (1,3-БД).Preparation of catalyst containing coke and production of 1,3-butadiene (1,3-BD).

Первое испытание проводили путем подачи смеси бутенолов, полученной, как описано в примере 1 и представлено в таблице 2, в трубчатый реактор с неподвижным слоем - PFR (Plug Flow Reactor, реактор идеального вытеснения), изготовленный из нержавеющей стали AISI 316L, длиной, равной 400 мм, и диаметром, равным 9,65 мм, загруженный 0,6 г алюмосиликата, содержащего 3,8% Al и полученного, как описано ниже.The first test was carried out by feeding a mixture of butenols, obtained as described in example 1 and presented in table 2, into a tubular fixed bed reactor - PFR (Plug Flow Reactor, plug flow reactor), made of AISI 316L stainless steel, with a length of 400 mm, and with a diameter equal to 9.65 mm, loaded with 0.6 g of aluminosilicate containing 3.8% Al and obtained as described below.

7,55 г три-втор-бутоксида алюминия (Aldrich) в качестве предшественника оксида алюминия (Al2O3) было введено в первую круглодонную колбу объемом 500 мл, и 50,02 г ортокремниевой кислоты (Aldrich, <20 меш) в качестве предшественника диоксида кремния (SiO2) были введены во вторую круглодонную колбу объемом 500 мл с 250,02 г деминерализованной воды. Полученную суспензию ортокремниевой кислоты медленно добавляли (10 мин) в указанную первую круглодонную колбу, содержащую три-втор-бутоксид алюминия, и полученную смесь выдерживали при 90°С в течение примерно 1 ч при энергичном перемешивании (500 об/мин). После охлаждения до комнатной температуры (25°С) полученную суспензию фильтровали, и полученное твердое вещество промывали 5 л деминерализованной воды, сушили при 120°С в течение одной ночи и затем прокаливали при 500°С в течение 5 ч, с получением бесцветного порошка (47,95 г) (определяемого как активная фаза).7.55 g of aluminum tri-sec-butoxide (Aldrich) as alumina precursor (Al 2 O 3 ) was introduced into the first 500 ml round bottom flask, and 50.02 g of orthosilicic acid (Aldrich, <20 mesh) as silicon dioxide precursor (SiO 2 ) were introduced into a second 500 ml round bottom flask with 250.02 g of demineralized water. The resulting orthosilicic acid suspension was slowly added (10 min) to the first round bottom flask containing aluminum tri-sec-butoxide and the resulting mixture was kept at 90° C. for about 1 hour with vigorous stirring (500 rpm). After cooling to room temperature (25°C), the resulting suspension was filtered and the resulting solid was washed with 5 L of demineralized water, dried at 120°C for one night and then calcined at 500°C for 5 hours to obtain a colorless powder ( 47.95 g) (defined as active phase).

Часть вышеупомянутой активной фазы, 40,42 г, смешивали с 24,43 г псевдобемита Versal™ V-250 (UOP), в качестве предшественника оксида алюминия (Al2O3) в связующем веществе, и 302 мл 4% раствора уксусной кислоты в стакане объемом 800 мл. Полученную смесь выдерживали при перемешивании при 60°С в течение 2 ч. Затем стакан переносили на нагревательную пластину и при энергичном перемешивании смесь нагревали в течение ночи до 150°С до высыхания. Полученное твердое вещество затем прокаливали при 550°С в течение 5 ч, получая 60,45 г бесцветного продукта, который механически гранулировали, и фракцию гранул размерами в диапазоне от 0,1 мм до 1,0 мм использовали в качестве катализатора дегидратации в указанном трубчатом реакторе.A portion of the above active phase, 40.42 g, was mixed with 24.43 g of Versal™ V-250 pseudoboehmite (UOP), as an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) precursor in the binder, and 302 ml of a 4% acetic acid solution in 800 ml glass. The resulting mixture was kept under stirring at 60°C for 2 hours. The beaker was then transferred to a heating plate and, with vigorous stirring, the mixture was heated overnight to 150°C until dry. The resulting solid was then calcined at 550° C. for 5 hours to obtain 60.45 g of a colorless product, which was mechanically granulated, and a fraction of granules ranging in size from 0.1 mm to 1.0 mm was used as a dehydration catalyst in the said tubular reactor

Катализатор, приготовленный, как описано выше (0,6 г), вводили в реактор с использованием кварцевой ваты в качестве опоры для гранул таким образом, чтобы они были расположены в изотермической области реактора. Реактор был установлен в конфигурации с нисходящим потоком.The catalyst prepared as described above (0.6 g) was introduced into the reactor using quartz wool as a support for the granules so that they were located in the isothermal region of the reactor. The reactor was installed in a downflow configuration.

Катализатор предварительно обрабатывали in situ при 300°С в потоке азота (N2).The catalyst was pretreated in situ at 300°C in a stream of nitrogen ( N2 ).

Подачу вышеупомянутой смеси бутенолов осуществляли из верхней части реактора, при атмосферном давлении (0,1 МПа), путем испарения, с тем чтобы дать реагентам возможность достичь температуры реакции до вступления в контакт с катализатором, с помощью инфузионного насоса и насоса Г амильтона объемом 5 мл, соединенного с нагретой стальной линией, и с последующей подачей в реактор, в потоке азота (N2): общая объемная скорость потока была равна 28 мл/мин, из которых 2% по объему составила указанная смесь бутенолов. Указанный реактор нагревали до температуры 300°С с помощью электрической печи, и температуру контролировали с помощью встроенной термопары, подключенной к регулятору температуры электрической печи, и второй осевой термопары, помещенной внутрь указанного трубчатого реактора, которая показывает реальную температуру каталитического слоя и была выбрана в качестве эталонной температуры.The above mixture of butenols was fed from the top of the reactor, at atmospheric pressure (0.1 MPa), by evaporation to allow the reactants to reach the reaction temperature before coming into contact with the catalyst, using an infusion pump and a 5 ml Hamiltonian pump. , connected to a heated steel line, and then fed into the reactor, in a stream of nitrogen (N2): the total volumetric flow rate was equal to 28 ml/min, of which 2% by volume was the specified mixture of butenols. The said reactor was heated to a temperature of 300°C using an electric furnace, and the temperature was controlled using a built-in thermocouple connected to the temperature controller of the electric furnace and a second axial thermocouple placed inside the said tubular reactor, which indicates the actual temperature of the catalytic bed and was selected as reference temperature.

Температуру трубчатого реактора поддерживали на уровне 300°С, как описано выше, и время контакта (τ) было равно 0,67 с.The tubular reactor temperature was maintained at 300°C as described above, and the contact time (τ) was 0.67 s.

После реактора полученные продукты были отобраны онлайн в газовом хроматографе (ГХ) для анализа. Оперативный анализ газов проводили с помощью газового хроматографа Agilent HP6890 (GC), снабженного двумя капиллярными колонками: колонкой НР-5 (сшитый 5% фенилметилсилоксан) длиной 50 м, диаметром 0,2 мм, пленкой 0,33 мкм, соединенной с пламенно-ионизационным детекторомAfter the reactor, the resulting products were selected online in a gas chromatograph (GC) for analysis. On-line analysis of gases was carried out using an Agilent HP6890 (GC) gas chromatograph equipped with two capillary columns: an HP-5 column (cross-linked 5% phenylmethylsiloxane) 50 m long, 0.2 mm in diameter, 0.33 μm film connected to a flame ionization detector

- 9 044603 (ПИД), и колонкой HP-Plot-Q (сшитый полистирол-дивинилбензол) длиной 30 м, диаметр 0,32 мм, пленка 20 мкм, подключенная к детектору теплопроводности (ДТП). Носителем, используемым в обеих колонках, был гелий с скоростью потока, равной 0,8 мл/мин (колонка НР-5) и равной 3,5 мл/мин (колонка НР-Plot-Q).- 9 044603 (FID), and an HP-Plot-Q column (cross-linked polystyrene-divinylbenzene) 30 m long, 0.32 mm in diameter, 20 µm film, connected to a thermal conductivity detector (TCD). The carrier used in both columns was helium at a flow rate of 0.8 mL/min (HP-5 column) and 3.5 mL/min (HP-Plot-Q column).

Результаты показаны на фиг. 1 [на оси ординат показаны конверсия и выход в процентах (%); на оси абсцисс показано время реакции в часах (ч)].The results are shown in Fig. 1 [the y-axis shows the conversion and yield as a percentage (%); The x-axis shows the reaction time in hours (h)].

У ровни каталитической эффективности, показанные на фиг. 1, выражены путем расчета конверсии алкенолов (Салк.), селективности по 1,3-бутадиену (S1;3-бg) и выхода 1,3-бутадиена Щ1;3-бд) в соответствии с формулами, представленными ниже:The catalytic efficiency levels shown in FIG. 1, are expressed by calculating the conversion of alkenols (C alk .), selectivity for 1,3-butadiene (S 1,3-bg ) and the yield of 1,3-butadiene Shch 1,3-bd ) in accordance with the formulas presented below:

С = ^алк.C = ^alc.

$1,3-БД (moli^Jex~ (т0^алк)вых (m0liaJeX _ т°Ч1,3-БД (т01'алк^х-(т°Иалк)вЬ1Х „ _ Салк. х ^1,3-БД ^/З-БД = где:$1,3-BD ( moli ^Jex~ ( t0 ^alk)out ( m0li aJe X _ t °H1,3-BD ( t01 'alk^x-( t °I alk ) bb1X „ _ Salk. x ^1, 3-DB ^/Z-DB = where:

- moli алк=моли алкенолов [имеется в виду 3-бутен-2-ол (3-Bu-2-OH) и 2-бутен-1-ол(2-Bu-1-ОН)];- moli al to = moles of alkenols [meaning 3-buten-2-ol (3-Bu-2-OH) and 2-buten-1-ol (2-Bu-1-OH)];

- (moli алк.)вх=моли алкенолов на входе;- (moli alk .) in = moles of alkenols at the inlet;

- (moli алк.)вых=моли алкенолов на выходе;- (moli alk .) you x = moles of alkenols at the outlet;

- moli1;3-Бд=моли произведенного 1,3-бутадиена (1,3-БД).- moli 1;3-B d=moles of 1,3-butadiene produced (1,3-BD).

Из данных, представленных на фиг. 1, можно сделать вывод, что выход 1,3-бутадиена (Y 1,3БД) начинается с начального значения около 47%, устанавливаясь через 4 ч на примерно 70%. Через 4 ч выход 1,3-бутадиена (Y 1,3БД) продолжает медленно увеличиваться до стабилизации на среднем значении 80% через 10 ч. На фиг. 1 также показана тенденция потери углерода (потери С), которая представляет собой показатель кокса, который постепенно образуется на катализаторе. На фиг. 1:From the data presented in Fig. 1, we can conclude that the yield of 1,3-butadiene (Y 1,3BD) starts from an initial value of about 47%, settling after 4 hours at about 70%. After 4 hours, the yield of 1,3-butadiene (Y 1,3BD) continues to increase slowly until it stabilizes at an average value of 80% after 10 hours. In FIG. 1 also shows the trend of carbon loss (C loss), which is an indicator of the coke that is gradually formed on the catalyst. In fig. 1:

- X 2-Bu-1-OH относится к конверсии 2-бутен-1-ола (2-Bu-1-OH);- X 2-Bu-1-OH refers to the conversion of 2-buten-1-ol (2-Bu-1-OH);

- X 3-Bu-2-OH относится к конверсии 3-бутен-2-ола (3-Bu-2-OH);- X 3-Bu-2-OH refers to the conversion of 3-buten-2-ol (3-Bu-2-OH);

- X 3-Bu-1-OH относится к конверсии 3-бутен-1-ола (3-Bu-1-OH).- X 3-Bu-1-OH refers to the conversion of 3-buten-1-ol (3-Bu-1-OH).

С целью лучшего освещения роли кокса в повышении выхода вышеупомянутый пример 1 повторяли 3 раза, прерывая реакцию через 3 ч, 8 ч и 20 ч. Катализаторы, выгруженные из реактора в указанное время, подвергали термогравиметрическому анализу (ТГА) на воздухе для расчета количества адсорбированного кокса. Указанный анализ проводили с использованием прибора SDT Q 600 (ТА Instruments), загружая 15 мг катализатора, в потоке воздуха (100 мл/мин) и с температурным подъемом (10°С/мин до 900°С и последующая изотерма при 900°С в течение 5 мин) таким образом, чтобы количественно оценить присутствующие органические остатки. Результаты показаны на фиг. 2 [на оси ординат показаны потери массы в процентах (%); на оси абсцисс показана температура в градусах Цельсия (°С)]. Из фиг. 2, рассматривая потерю массы, связанную с присутствием кокса (температуры выше 380°С), можно сделать вывод о том, что в первые 3 ч происходит быстрое образование кокса (потеря массы на 5%): этому временному интервалу соответствует самое быстрое возрастание выхода вплоть до предварительно урегулированных значений (как показано на фиг. 1). Две другие кривые ТГА показывают, что при значениях более 3 ч кокс продолжает формироваться, но медленнее: этому условию соответствует расчет при максимальных значениях выхода (как показано на фиг. 1), который происходит медленно до 10 ч до полной стабилизации.In order to better illuminate the role of coke in increasing the yield, the above example 1 was repeated 3 times, stopping the reaction after 3 hours, 8 hours and 20 hours. The catalysts discharged from the reactor at the indicated times were subjected to thermogravimetric analysis (TGA) in air to calculate the amount of adsorbed coke . This analysis was carried out using an SDT Q 600 instrument (TA Instruments), loading 15 mg of catalyst, in an air flow (100 ml/min) and with a temperature rise (10°C/min to 900°C and a subsequent isotherm at 900°C at for 5 min) in such a way as to quantify the organic residues present. The results are shown in Fig. 2 [the y-axis shows mass loss as a percentage (%); The x-axis shows the temperature in degrees Celsius (°C)]. From fig. 2, considering the mass loss associated with the presence of coke (temperatures above 380°C), we can conclude that in the first 3 hours, rapid formation of coke occurs (mass loss by 5%): this time interval corresponds to the fastest increase in yield up to to pre-adjusted values (as shown in Fig. 1). The other two TGA curves show that at values greater than 3 h, coke continues to form, but more slowly: this condition corresponds to the calculation at maximum yield values (as shown in Fig. 1), which occurs slowly until 10 h until complete stabilization.

Пример 3.Example 3.

С целью проверки того, какой тип катализатора содержит кокс, активный в катализе, повторяли пример 2, но вместо использования смеси бутенолов использовали отдельные изомеры, подаваемые отдельно, то есть 3-бутен-2-ол (3-Bu-2-OH), 2-бутен-1-ол (2-Bu-1-OH) и 3-бутен-1-ол (З-Bu-I-OH). Используемые условия были такими же, как и в примере 2. Из этих опытов можно сделать вывод о том, что как 3-бутен-2-ол (3-Bu-2-OH) [фиг. 3, в котором на оси ординат указаны конверсия и выход в процентах (%) и на оси абсцисс указано время в часах (ч)], так и 2-бутен-1-ол (2-Bu-1-OH) [фиг. 4, в котором на оси ординат указаны конверсия и выход в процентах (%) и на оси абсцисс указано время в часах (ч)], имеют профиль выхода, аналогичный профилю смеси бутенолов, используемой в примере 2, как показано на фиг. 1 (быстрое увеличение выхода между 0 и 3 часами, а затем дальнейшее увеличение до установления на максимальных значениях через 10 ч).In order to test which type of catalyst contained the coke active in the catalysis, Example 2 was repeated, but instead of using a mixture of butenols, the individual isomers fed separately, i.e. 3-buten-2-ol (3-Bu-2-OH), were used. 2-buten-1-ol (2-Bu-1-OH) and 3-buten-1-ol (3-Bu-I-OH). The conditions used were the same as in Example 2. From these experiments it can be concluded that both 3-buten-2-ol (3-Bu-2-OH) [Fig. 3, in which the ordinate indicates the conversion and yield in percent (%) and the abscissa indicates the time in hours (h)], and 2-buten-1-ol (2-Bu-1-OH) [Fig. 4, in which the y-axis indicates conversion and yield in percent (%) and the x-axis indicates time in hours (h)], have a yield profile similar to that of the butenol mixture used in Example 2, as shown in FIG. 1 (rapid increase in output between 0 and 3 hours, and then further increase until settling at maximum values after 10 hours).

Поведение 3-бутен-1-ола (3-Bu-1-OH) совершенно иное [фиг. 5, в котором на оси ординат указаны конверсия и выход в процентах (%) и на оси абсцисс указано время в часах (ч)], и из него в основном получают пропилен (с выходом 40%-50%) и большое количество кокса (потеря С). На фиг. 3:The behavior of 3-buten-1-ol (3-Bu-1-OH) is completely different [Fig. 5, in which the conversion and yield in percent (%) are indicated on the ordinate axis and the time in hours (h) is indicated on the abscissa axis], and from it propylene is mainly obtained (with a yield of 40%-50%) and a large amount of coke ( loss C). In fig. 3:

- X 3-Bu-2-OH относится к конверсии 3-бутен-2-ола (3-Bu-2-OH);- X 3-Bu-2-OH refers to the conversion of 3-buten-2-ol (3-Bu-2-OH);

- Потеря С относится к тенденции потери углерода. На фиг. 4:- C loss refers to the trend of carbon loss. In fig. 4:

--

Claims (10)

- X 2-Bu-1-OH относится к конверсии 2-бутен-1-ола (2-Bu-1-OH);- X 2-Bu-1-OH refers to the conversion of 2-buten-1-ol (2-Bu-1-OH); - Потеря С относится к тенденции потери углерода. На фиг. 5:- C loss refers to the trend of carbon loss. In fig. 5: - X З-Bu-I-OH относится к конверсии 3-бутен-1-ола (З-Bu-I-OH). Катализаторы, содержащие кокс, образованный тремя изомерами, подвергали анализу методом инфракрасной спектроскопии диффузного отражения (инфракрасная спектроскопия диффузного отражения с преобразованием Фурье - DRIFTS), проведенной следующим образом.- X 3-Bu-I-OH refers to the conversion of 3-buten-1-ol (3-Bu-I-OH). Catalysts containing coke formed by the three isomers were analyzed by diffuse reflectance infrared spectroscopy (DRIFTS) as follows. Для этой цели были приготовлены три образца свежего катализатора (то есть 0,6 г алюмосиликата, содержащего 3,8% ди-Al), работающие в соответствии с описанным в примере 2. Каждый образец разбавляли бромидом калия (KBr) в соотношении 1:10, обрабатывали при 450°С в гелии (Не) в течение 20 мин и затем охлаждали до 50°С; затем на образец вводили одиночный импульс реагента, то есть изомера 3бутен-2-ол (3-Bu-2-OH) (первый образец), 2-бутен-1-ол (2-Bu-1-OH) (второй образец) и 3-бутен-1-ол (3Bu-1-ОН) (третий образец) и затем, после этого, температуру повышали, и регистрировали спектр при 300°С. Вышеуказанный анализ проводили с использованием спектрофотомера FT-IR Bruker Vertex 70, снабженного ячейкой Pike DiffusIR и детектором МСТ; спектры регистрировали и обрабатывали с использованием обработки данных, полученных с помощью программного обеспечения OPUS. Параметры анализа были следующими:For this purpose, three samples of fresh catalyst (i.e. 0.6 g of aluminosilicate containing 3.8% di-Al) were prepared, operating as described in Example 2. Each sample was diluted with potassium bromide (KBr) in a ratio of 1:10 , treated at 450°C in helium (He) for 20 min and then cooled to 50°C; then a single pulse of the reagent was injected onto the sample, that is, the isomer 3-buten-2-ol (3-Bu-2-OH) (first sample), 2-buten-1-ol (2-Bu-1-OH) (second sample) and 3-buten-1-ol (3Bu-1-OH) (third sample) and then, after that, the temperature was increased and the spectrum was recorded at 300°C. The above analysis was performed using a Bruker Vertex 70 FT-IR spectrophotometer equipped with a Pike DiffusIR cell and an MCT detector; spectra were recorded and processed using data processing obtained with OPUS software. The analysis parameters were as follows: - интервал сканирования: 4000 см-1 - 450 см-1;- scanning interval: 4000 cm -1 - 450 cm -1 ; - количество сканирований на образец: 32;- number of scans per sample: 32; - фон: спектр регистрируют путем размещения исходного катализатора (без кокса) в корпусе приставки;- background: the spectrum is recorded by placing the initial catalyst (without coke) in the body of the attachment; - спектральное разрешение: 4 см-1;- spectral resolution: 4 cm -1 ; - регулировка зеркал: 3,5 мм (зеркала приставки DRIFTS были выровнены таким образом, чтобы детектор прибора мог обнаружить максимальное поглощение).- mirror adjustment: 3.5 mm (DRIFTS mirrors were aligned in such a way that the device detector could detect maximum absorption). Полученные результаты показаны на фиг. 6, на котором на оси ординат указано поглощение в единицах удельного поглощения (оптической плотности); на оси абсцисс указано волновое число в см-1. Из спектра, показанного на фиг. 6, можно сделать вывод, что эффективно в случае двух изомеров, которые в основном образуют 1,3-бутадиен (1,3-БД), т.е. 3-бутен-2-ол (3-Bu-2-OH) (первый образец - указан на фиг. 6 как 3But2ol) и 2-бутен-1-ол (2-Bu-1-OH) (второй образец - указан на фиг. 6 как 2Butlol), кокс полученного катализатора, содержащего кокс, имеет две характеристические полосы при 1465 см-1 и 1573 см-1, в то время как изомер 3-бутен-1-ол (З-Bu-I-OH) (третий образец - указан на фиг. 6 как 3Butlol) (который приводит к образованию пропилена и кокса, как указано на фиг. 5) имеет полосу при 1650 см-1, подтверждающую разную природу двух типов кокса. Указанные полосы относятся к деформации растяжения С=С и С-Н ароматического типа (коксовые полосы), как сообщается в литературе Ibarra A. et al., в статье Dual coke deactivation pathways during the catalytic cracking of raw bio-oil and vacuum gasoil in FCC conditions (Пути двойной дезактивации кокса при каталитическом крекинге сырой бионефти и вакуумного газойля в условиях ФКК), Applied Catalysis В: Environmental (2016), Vol. 182, pp. 336-346.The results obtained are shown in Fig. 6, on which the ordinate shows absorption in units of specific absorption (optical density); The wave number in cm -1 is indicated on the abscissa axis. From the spectrum shown in FIG. 6, we can conclude that it is effective in the case of two isomers, which mainly form 1,3-butadiene (1,3-BD), i.e. 3-buten-2-ol (3-Bu-2-OH) (first sample - indicated in Fig. 6 as 3But2ol) and 2-buten-1-ol (2-Bu-1-OH) (second sample - indicated in Fig. 6 as 2Butlol), the coke of the resulting coke-containing catalyst has two characteristic bands at 1465 cm -1 and 1573 cm -1 , while the isomer 3-buten-1-ol (3-Bu-I-OH ) (the third sample - indicated in Fig. 6 as 3Butlol) (which leads to the formation of propylene and coke, as indicated in Fig. 5) has a band at 1650 cm -1 , confirming the different nature of the two types of coke. The indicated bands refer to tensile deformation of C=C and C-H aromatic type (coke bands), as reported in the literature by Ibarra A. et al., in the article Dual coke deactivation pathways during the catalytic cracking of raw bio-oil and vacuum gasoil in FCC conditions (Ways for double deactivation of coke during catalytic cracking of crude bio-oil and vacuum gas oil under FCC conditions), Applied Catalysis B: Environmental (2016), Vol. 182, pp. 336-346. Пример 4.Example 4. Для сравнительных целей пример 2 повторяли только с подачей 3-бутен-1-ола (3-Bu-1-OH) в течение 4 ч.For comparative purposes, Example 2 was repeated with only 3-buten-1-ol (3-Bu-1-OH) fed for 4 hours. Через 4 ч 3-бутен-1-ол (3-Bu-1-OH) заменяли той же смесью бутенолов, которую использовали в примере 2 (то есть смесью бутенолов, полученной, как описано в примере 1 и представлено в табл. 2). Результаты показаны на фиг. 7, где на оси ординат показаны конверсия и выход в процентах (%), а на оси абсцисс показано время в часах (ч). Из фиг. 7 можно сделать вывод, что кокс, образованный 3-бутен-1олом (3-Bu-1-OH), не оказывает влияния на повышение выхода катализатора: фактически, только после замены в подаче 3-бутен-1-ола (3-Bu-1-OH) той же смесью бутенолов, что и в примере 2, можно наблюдать увеличение выхода 1,3-бутадиена (Y 1,3БД).After 4 hours, 3-buten-1-ol (3-Bu-1-OH) was replaced with the same butenol mixture used in Example 2 (i.e., the butenol mixture prepared as described in Example 1 and presented in Table 2) . The results are shown in Fig. 7, where the y-axis shows the conversion and yield in percent (%), and the x-axis shows the time in hours (h). From fig. 7 we can conclude that the coke formed by 3-buten-1ol (3-Bu-1-OH) has no effect on increasing the catalyst yield: in fact, only after replacing 3-buten-1-ol (3-Bu -1-OH) with the same mixture of butenols as in example 2, an increase in the yield of 1,3-butadiene (Y 1,3BD) can be observed. На фиг. 7:In fig. 7: - X 2-Bu-1-OH относится к конверсии 2-бутен-1-ола (2-Bu-1-OH);- X 2-Bu-1-OH refers to the conversion of 2-buten-1-ol (2-Bu-1-OH); - X 3-Bu-2-OH относится к конверсии 3- бутен-2-ола (3-Bu-2-OH);- X 3-Bu-2-OH refers to the conversion of 3-buten-2-ol (3-Bu-2-OH); - X 3-Bu-1-OH относится к конверсии 3-бутен-1-ола (3-Bu-1-OH);- X 3-Bu-1-OH refers to the conversion of 3-buten-1-ol (3-Bu-1-OH); - Потеря С относится к тенденции потери углерода.- C loss refers to the trend of carbon loss. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Катализатор, содержащий кокс, отличающийся тем, что указанный кокс при анализе с помощью инфракрасной спектроскопии диффузного отражения имеет по меньшей мере два пика на длине волны, находящейся между 1450 см-1 и 1700 см-1, причем указанный катализатор получен способом, включающим дегидратацию смеси алкенолов, содержащей 3-бутен-2-ол и 2-бутен-1-ол, в присутствии по меньшей мере одного соединения, выбранного из: оксида алюминия, силиката алюминия, алюмосиликатов, оксидов алюминия, цеолитов, оксидов металлов, причем указанный способ осуществляют при температуре, составляющей от 280°С до 450°С, в течение времени, составляющего от 2 до 10 ч.1. A catalyst containing coke, characterized in that said coke, when analyzed by diffuse reflectance infrared spectroscopy, has at least two peaks at a wavelength located between 1450 cm -1 and 1700 cm -1 , and the specified catalyst is obtained by a process including dehydration of a mixture of alkenols containing 3-buten-2-ol and 2-buten-1-ol, in the presence of at least one compound selected from: aluminum oxide, aluminum silicate, aluminosilicates, aluminum oxides, zeolites, metal oxides, and the specified the method is carried out at a temperature ranging from 280°C to 450°C, for a time ranging from 2 to 10 hours. 2. Катализатор, содержащий кокс, по п.1, где указанный катализатор содержит по меньшей мере2. The coke-containing catalyst according to claim 1, wherein said catalyst contains at least - 11 044603 одно соединение, выбранное из: оксида алюминия (γ-Α12Ο3), силиката алюминия, алюмосиликатов (SiO2Al2O3), оксидов алюминия, цеолитов, оксидов металлов.- 11 044603 one compound selected from: aluminum oxide (γ-Α12Ο 3 ), aluminum silicate, aluminosilicates (SiO 2 Al2O 3 ), aluminum oxides, zeolites, metal oxides. 3. Катализатор, содержащий кокс, по п.1 или 2, где указанный катализатор содержит:3. A coke-containing catalyst according to claim 1 or 2, where said catalyst contains: (a) от 2% по массе до 30% по массе кокса в расчете на общую массу указанного катализатора;(a) from 2% by weight to 30% by weight of coke, based on the total weight of said catalyst; (b) от 70% по массе до 98% по массе, предпочтительно от 80% по массе до 94% по массе в расчете на общую массу указанного катализатора, по меньшей мере одного соединения, выбранного из: оксида алюминия, силиката алюминия, алюмосиликатов, оксидов алюминия, цеолитов, оксидов металлов;(b) from 70% by weight to 98% by weight, preferably from 80% by weight to 94% by weight, based on the total weight of said catalyst, of at least one compound selected from: alumina, aluminum silicate, aluminosilicates, aluminum oxides, zeolites, metal oxides; причем сумма (а)+(b) равна 100.where the sum (a)+(b) is equal to 100. 4. Способ получения диена, включающий дегидратацию по меньшей мере одного алкенола, имеющего число атомов углерода, равное или больше 4, в присутствии по меньшей мере одного катализатора, содержащего кокс, по п. 1.4. A method for producing a diene, comprising dehydrating at least one alkenol having a number of carbon atoms equal to or greater than 4, in the presence of at least one coke-containing catalyst according to claim 1. 5. Способ получения диена по п.4, в котором указанный линейный или разветвленный алкенол имеет общую формулу CnH2nO, где n является целым числом, больше или равным 4 и меньше или равным 8.5. A method for producing a diene according to claim 4, wherein said linear or branched alkenol has the general formula C n H 2n O, where n is an integer greater than or equal to 4 and less than or equal to 8. 6. Способ получения диена по п.4 или 5, в котором указанный алкенол имеет число атомов углерода, равное 4, и, следовательно, представляет собой бутенол, выбранный из 2-бутен-1-ола, 3-бутен-2-ола, 3-бутен-1-ола или их смесей.6. A method for producing a diene according to claim 4 or 5, wherein said alkenol has a carbon number of 4 and is therefore a butenol selected from 2-buten-1-ol, 3-buten-2-ol, 3-buten-1-ol or mixtures thereof. 7. Способ получения диена по п.4, в котором указанный алкенол, имеющий число атомов углерода, равное или больше 4, смешивают с разбавителем, который выбирают из: инертного газа, выбранного из азота, аргона; или его смешивают с соединением, имеющим температуру кипения, составляющую от 25°С до 150°С в нормальных условиях, и температуру плавления меньше или равную 20°С в нормальных условиях, выбранным из воды, тетрагидрофурана, циклогексана, бензола или их смесей.7. The method for producing a diene according to claim 4, in which said alkenol having a number of carbon atoms equal to or greater than 4 is mixed with a diluent selected from: an inert gas selected from nitrogen, argon; or it is mixed with a compound having a boiling point of from 25°C to 150°C under normal conditions, and a melting point less than or equal to 20°C under normal conditions, selected from water, tetrahydrofuran, cyclohexane, benzene or mixtures thereof. 8. Способ получения диена по п.7, в котором:8. A method for producing a diene according to claim 7, in which: в случае, если разбавитель выбран из инертных газов, указанный способ осуществляют с молярным отношением разбавителя к алкенолу или алкенолам, составляющему от 0,5 до 2;in case the diluent is selected from inert gases, this method is carried out with a molar ratio of diluent to alkenol or alkenols ranging from 0.5 to 2; в случае, если разбавитель выбран из соединений, имеющих температуру кипения, составляющую от 25°С до 150°С в нормальных условиях, и температуру плавления меньше или равную 20°С в нормальных условиях, указанный способ осуществляют с молярным отношением разбавителя к алкенолу или алкенолам, составляющим от 0,01 до 100.in case the diluent is selected from compounds having a boiling point of from 25°C to 150°C under normal conditions, and a melting point less than or equal to 20°C under normal conditions, the said method is carried out with a molar ratio of the diluent to the alkenol or alkenols , ranging from 0.01 to 100. 9. Способ получения диена по любому из пп.4-8, где указанный способ осуществляют:9. A method for producing a diene according to any one of claims 4-8, where the specified method is carried out: при температуре, составляющей от 280°С до 450°С; и/или при давлении, составляющем от 5 кПа до 5000 кПа; и/или в газовой фазе или смешанной жидкой/газовой фазе; и если его осуществляют в смешанной жидкой/газовой фазе с использованием реактора непрерывного перемешивания, содержащего катализатор, содержащий кокс, в дисперсии; и/или непрерывно или периодически, и предпочтительно непрерывно; и/или если его осуществляют непрерывно, то объемная скорость WHSV, то есть отношение количества по массе реагента, подаваемого в реактор, к величине массы катализатора в реакторе, составляет от 0,5 ч-1 до 10 ч-1, предпочтительно составляет от 1 ч-1 до 5 ч-1; и/или время контакта (τ), рассчитанное как отношение объема катализатора, содержащего кокс, загруженного в реактор дегидратации, к объемной скорости подачи потока в условиях реакции, предпочтительно составляет от 0,01 с до 10 с, более предпочтительно составляет от 0,05 с до 8 с, еще более предпочтительно составляет от 0,1 с до 4 с.at a temperature ranging from 280°C to 450°C; and/or at a pressure ranging from 5 kPa to 5000 kPa; and/or in the gas phase or mixed liquid/gas phase; and if it is carried out in a mixed liquid/gas phase using a continuous stirring reactor containing a catalyst containing coke in a dispersion; and/or continuously or periodically, and preferably continuously; and/or if it is carried out continuously, then the space velocity WHSV, that is, the ratio by weight of the reactant supplied to the reactor to the weight of the catalyst in the reactor, is from 0.5 h -1 to 10 h -1 , preferably from 1 h -1 to 5 h -1 ; and/or contact time (τ), calculated as the ratio of the volume of coke-containing catalyst charged into the dehydration reactor to the flow rate at the reaction conditions, preferably from 0.01 s to 10 s, more preferably from 0.05 s to 8 s, even more preferably from 0.1 s to 4 s. 10. Способ получения диена по любому из пп.4-8, где указанный способ осуществляют:10. A method for producing a diene according to any one of claims 4-8, where the specified method is carried out: при температуре, составляющей от 280°С до 450°С; и/или при давлении, составляющем от 5 кПа до 5000 кПа; и/или в реакторе с неподвижным слоем, в реакторе с подвижным слоем или в реакторе с псевдоожиженным слоем; и непрерывно или периодически, и предпочтительно непрерывно; и если его осуществляют непрерывно, то объемная скорость WHSV, то есть отношение количества по массе реагента, подаваемого в реактор, к величине массы катализатора в реакторе, составляет от 0,5 ч-1 до 10 ч-1; и/или время контакта (τ), рассчитанное как отношение объема катализатора, содержащего кокс, загруженного в реактор дегидратации, к объемной скорости подачи потока в условиях реакции, составляет от 0,01 с до 10 с.at a temperature ranging from 280°C to 450°C; and/or at a pressure ranging from 5 kPa to 5000 kPa; and/or in a fixed bed reactor, a moving bed reactor or a fluidized bed reactor; and continuously or periodically, and preferably continuously; and if it is carried out continuously, then the space velocity WHSV, that is, the ratio of the amount by weight of the reagent supplied to the reactor to the amount of the mass of the catalyst in the reactor, ranges from 0.5 h -1 to 10 h -1 ; and/or contact time (τ), calculated as the ratio of the volume of catalyst containing coke loaded into the dehydration reactor to the flow rate under reaction conditions, ranges from 0.01 s to 10 s. --
EA202291133 2019-08-27 2020-08-25 CATALYST CONTAINING COKE AND METHOD FOR PRODUCING DIENES EA044603B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102019000015069 2019-08-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA044603B1 true EA044603B1 (en) 2023-09-14

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2701863C2 (en) Method of dehydrating oxygen-containing compounds
RU2692477C2 (en) Method of producing dienes
US11498887B2 (en) Process for producing dienes
WO2010014148A2 (en) Ethylene production from acetic acid utilizing dual reaction zone process
EP2310345A1 (en) Process for catalytically producing ethylene directly from acetic acid in a single reaction zone
KR20140113706A (en) Process for production of hexamethylenediamine from 5-hydroxymethylfurfural
WO2008052993A2 (en) Process for production of acrolein and other oxygenated compounds from glycerol in a transported bed reactor
EA044603B1 (en) CATALYST CONTAINING COKE AND METHOD FOR PRODUCING DIENES
US20220339610A1 (en) Catalyst comprising coke and process for the production of dienes
RU2609264C1 (en) Method for producing high-octane components from olefins of catalytic cracking
JPH0521626B2 (en)
US11851385B2 (en) Process for producing dienes
Kurniawan et al. Vapor-Phase Dehydration of 1, 3-Butanediol to 1, 3-Butadiene Over a Silica-Supported Tungsten Oxide Catalyst