ES2250137T3 - Procedimiento de produccion de monocetato de vinilo a partir de la oxidacion del etano o del etileno. - Google Patents
Procedimiento de produccion de monocetato de vinilo a partir de la oxidacion del etano o del etileno.Info
- Publication number
- ES2250137T3 ES2250137T3 ES00936733T ES00936733T ES2250137T3 ES 2250137 T3 ES2250137 T3 ES 2250137T3 ES 00936733 T ES00936733 T ES 00936733T ES 00936733 T ES00936733 T ES 00936733T ES 2250137 T3 ES2250137 T3 ES 2250137T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- ethylene
- catalyst
- ethane
- acetic acid
- oxygen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 89
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 title claims abstract description 89
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 72
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 31
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 title claims description 15
- ORGHESHFQPYLAO-UHFFFAOYSA-N vinyl radical Chemical class C=[CH] ORGHESHFQPYLAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 186
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 105
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical group CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 86
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 65
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 57
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 36
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 29
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 23
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 claims 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 abstract description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 17
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 13
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 7
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 5
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N Acetic anhydride Chemical compound CC(=O)OC(C)=O WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 101710169850 Catalase isozyme B Proteins 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QUWBSOKSBWAQER-UHFFFAOYSA-N [C].O=C=O Chemical compound [C].O=C=O QUWBSOKSBWAQER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 alkali metal salt Chemical class 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000000219 ethylidene group Chemical group [H]C(=[*])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003348 petrochemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000006069 physical mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
- C07C67/04—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides onto unsaturated carbon-to-carbon bonds
- C07C67/05—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides onto unsaturated carbon-to-carbon bonds with oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
- C07C67/04—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides onto unsaturated carbon-to-carbon bonds
- C07C67/05—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides onto unsaturated carbon-to-carbon bonds with oxidation
- C07C67/055—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides onto unsaturated carbon-to-carbon bonds with oxidation in the presence of platinum group metals or their compounds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/582—Recycling of unreacted starting or intermediate materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Un procedimiento para la producción de un monómero de acetato de vinilo que comprende las etapas de: (1) poner en contacto una mezcla de alimentación gaseosa de etano o etileno o etano/etileno, vapor y gas que contiene oxígeno molecular en presencia de un primer catalizador activo para la oxidación del etano, etileno o etano/etileno para producir una corriente selectiva de ácido acético, etileno, dióxido de carbono y agua y (2) convertir una segunda mezcla de alimentación que comprende etileno, ácido acético y oxígeno en un monómero de acetato de vinilo en presencia de un segundo catalizador activo para la producción de acetato de vinilo, en el que el mencionado procedimiento no incluye una etapa de separación intermedia para eliminar el CO entre las dos etapas de reacción caracterizado por utilizar un primer catalizador de la oxidación seleccionado entre las siguientes composiciones catalizadoras: una composición catalizadora que comprende los elementos Mo, V, Nb, y Pd en forma de óxidos.
Description
Procedimiento de producción de monoacetato de
vinilo a partir de la oxidación del etano o del etileno.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la producción de un monómero de acetato de vinilo
de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
La invención se refiere a procedimientos
integrados mejorados para fabricar monómeros de acetato de vinilo a
partir de etano o etileno usando catalizadores de óxido
metálico.
En esta solicitud se hace referencia a diversas
publicaciones. Estas referencias describen el estado de la técnica a
la cual pertenece esta invención.
La utilización de alcanos bajos
(C_{1}-C_{4}) como stock de alimentación para
producir productos petroquímicos de valor añadido es un
procedimiento industrialmente deseado. Los alcanos bajos son de bajo
coste y ambientalmente aceptables debido a su baja reactividad
química. Están disponibles solo unos pocos procedimientos químicos
catalíticos que utilizan alcanos bajos como alimento, tales como
butano y anhídrido maleico.
El monómero de acetato de vinilo (VAM) es un
producto químico bien conocido. Es conocida en la técnica la
producción de VAM a partir de etileno, oxígeno y ácido acético
usando catalizadores de VAM convencionales. Se usa normalmente VAM
como material en crudo para resinas de vinilo tales como acetato de
polivinilo. El VAM fue fabricado principalmente anteriormente a
partir de la reacción en fase vapor del etileno, ácido acético y
oxígeno con un catalizador de acetato de zinc.
De manera más reciente, se ha producido VAM a
partir de la reacción en fase vapor de etileno, ácido acético y
oxígeno, con un catalizador de paladio. Por ejemplo, se puede
fabricar VAM a partir de etileno en el que la primera etapa implica
hacer reaccionar el etileno para formar ácido acético, seguido por
una segunda etapa de hacer reaccionar una mezcla de ácido acético y
etileno para formar acetato de vinilo.
Se conocen numerosos procedimientos para la
oxidación catalítica del etileno a ácido acético. Véase, por
ejemplo, las Patentes de los Estados Unidos N^{os} 3.792.087 y
3.970.697. De manera similar, se conocen numerosos procedimientos
para la producción catalítica de acetato de vinilo haciendo
reaccionar etileno con ácido acético y oxígeno en la fase gaseosa.
Véase las Patentes de los Estados Unidos N^{os} 3.190.912;
3.637.819; 3.650.896; 4.370.492; 5.185.308; y 4.902.823.
La Publicación de Patente PCT WO 98/05620
describe la producción de ácido acético y/o acetato de vinilo a
partir de etileno (o etano) usando un primer catalizador activo para
la oxidación de etileno a ácido acético y/o u catalizador activo
para la oxidación de etano a ácido acético, etileno y monóxido de
carbono, y un segundo catalizador activo para la producción de
acetato de vinilo. La patente describe también una etapa necesaria
adicional para la conversión de monóxido de carbono a dióxido de
carbono. Esto es debido a que el monóxido de carbono es venenoso
para el catalizador VAM.
La Patente de los Estados Unidos Nº 4.188.490 se
refiere a un procedimiento de oxidación catalítica para la
producción de mezclas de ácido acético y acetato de vinilo que
comprende la etapa de poner en contacto una mezcla de alimentación
que contiene etileno, oxígeno y agua (como vapor) con una
composición catalizadora para proporcionar una mezcla de ácido
acético y acetato de vinilo. El sistema catalizador comprende un
metal de paladio sobre un soporte de óxido de zinc tratado en
presencia de un modificador de azufre. El procedimiento requiere la
etapa subsiguiente de destilación fraccional para separar el ácido
acético del acetato de vinilo. De manera alternativa, el ácido
acético contenido en la mezcla de producto se convierte in
situ en una sal de metal alcalino tal como acetato de sodio. El
procedimiento requiere también la etapa de tratar el catalizador con
el modificador del azufre mediante, por ejemplo, haciendo fluir aire
húmedo que contiene SO2 sobre el catalizador a 200ºC durante
aproximadamente una hora.
El Documento WO 99/13980 describe un catalizador
de óxido que comprende los elementos Mo, V y Nb con pequeñas
cantidades de fósforo, boro, hafnio, Te y/o As. El catalizador
modificado proporciona una selectividad y un rendimiento mayores de
ácido acético en la oxidación a baja temperatura de etano con gas
que contiene oxígeno molecular. Un procedimiento para la producción
selectiva mayor de ácido acético mediante la oxidación catalítica de
etano con oxígeno en presencia de un catalizador mejorado.
El Documento WO 98/05620 describe ácido acético
y/o acetato de vinilo que se producen mediante un procedimiento
integrado que comprende las etapas de (a) poner en contacto en una
primera zona de reacción una materia prima gaseosa que comprende
etileno y/o etano y de manera opcional vapor con un gas que contiene
oxígeno molecular en presencia de un catalizador activo para la
oxidación del etileno a ácido acético y/o etano a ácido acético y
etileno para producir una corriente del primer producto que
comprende ácido acético, agua y etileno (bien como etileno sin
reaccionar y/o como etileno coproducido) y también de manera
opcional etano, monóxido de carbono, dióxido de carbono y/o
nitrógeno; (b) poner en contacto en una segunda reacción en
presencia o ausencia de etileno y/o ácido acético adicionales al
menos una porción de la primera corriente de producto gaseoso que
comprende al menos ácido acético y etileno y de manera opcional
también una o más de agua, etano, monóxido de carbono, dióxido de
carbono y/o nitrógeno con un gas que contiene oxígeno molecular en
presencia de un catalizador activo para la producción de acetato de
vinilo para producir una segunda corriente de producto que comprende
acetato de vinilo, agua, ácido acético y de manera opcional etileno;
(c) separar la corriente de producto de la etapa (b) mediante
destilación en una reacción azeótropa suspendida que comprende
acetato de vinilo y agua y una fracción base que comprende ácido
acético, (d) bien (I) recuperando ácido acético desde la fracción
base separada en la etapa (c) y recirculando de manera opcional la
fracción azeótropa separada en la etapa (c) tras la separación
parcial o completa del agua de la misma en la etapa c) o (ii)
recuperando el acetato de vinilo de la fracción azeótropa separada
en la etapa (c) y de manera opcional recirculando la fracción base
separada en la etapa (c) y la etapa (b), o (iii) recuperando el
ácido acético de la fracción base separada en la etapa (c) y
recuperando el acetato de vinilo de la fracción azeótropa suspendida
recuperada en la etapa (c).
El documento
DE-A-19630832 se refiere a un
procedimiento para la preparación selectiva de ácido acético a
partir de una alimentación gaseosa que comprende etano, etileno o
las mezclas de los mismos más oxígeno a temperatura elevada, que
comprende poner en contacto la alimentación gaseosa con un
catalizador que comprende los elementos Mo, Pd, X e Y en relaciones
de átomo gramo a:b:c:d en combinación con el oxígeno en los que los
símbolos X e Y tienen los siguientes significados; X es uno o más
elementos seleccionados entre el grupo constituido por: Cr, Mn, Nb,
Ta, Ti, V, Te y/o W, de manera particular Nb, V y W; Y es uno o más
elementos seleccionados entre el grupo constituido por: B, Al, Ga,
In, Pt, Zn, Cd, Bi, Ce, Co, Cu, Rh, Ir, Au, Ag, Fe, Ru, Os, K, Rb,
Cs, Mg, Ca, Sr, Ba, Zr, Hf, Ni, P, Pb, Sb, Si, Sn, TI y U, de manera
particular Ca, Sb, Te y Li. Esta invención proporciona de manera
adicional un catalizador para la preparación selectiva de ácido
acético que comprende los elementos Mo, Pd, X e Y en las relaciones
de átomo gramo a:b:c:d en combinación con el oxígeno.
Los diversos procedimientos para producir acetato
de vinilo a partir de etileno dan como resultado la producción de
monóxido de carbono. La producción de monóxido de carbono es
desventajosa debido a e este es venenoso para el catalizador de la
segunda etapa. Más aún, el monóxido de carbono es también un
subproducto menos deseable debido a las obligaciones legales
ambientales. Con el fin de evitar este problema es necesario
introducir otro reactor catalítico para la oxidación total de CO a
CO_{2}. Esto puede añadir costes significativos al procedimiento
catalítico.
De acuerdo con esto sería deseable proporcionar
un procedimiento mejorado para la producción selectiva de un
monómero de acetato de vinilo a partir de etano sin producción de
monóxido de carbono.
Es un objetivo de la presente invención superar
las deficiencias anteriormente identificadas.
Es otro objetivo de la invención proporcionar un
procedimiento catalítico mejorado para la producción de acetato de
vinilo.
Es un objetivo adicional de la invención
proporcionar un procedimiento catalítico mejorado para la oxidación
del etileno para producir acetato de vinilo.
Es un objetivo adicional de la invención
proporcionar un procedimiento catalítico mejorado para la oxidación
del etano y etileno para producir acetato de vinilo sin producción
de monóxido de carbono como subproducto.
Es otro objetivo adicional de la invención
proporcionar un procedimiento catalítico mejorado para la única
etapa de oxidación del etano o el etileno o las mezclas de los
mismos a acetato de vinilo.
Los anteriores y otros objetivos y ventajas de la
invención se mostrarán o serán aparentes a partir de la siguiente
descripción.
El procedimiento de la presente invención se
define en la parte de caracterización de la reivindicación 1.
De acuerdo con la presente invención, se produce
acetato de vinilo catalíticamente a partir de materia prima de
etano. Otro aspecto de la invención se refiere a la producción de
acetato de vinilo a partir de etileno. Los catalizadores adecuados
para uso en los procedimientos de la invención son activos y
selectivos para el producto final deseado, el acetato de vinilo. Los
procedimientos catalíticos para la producción del VAM a partir de
etano implican dos etapas. En la primera etapa se usa un
catalizador (el "primer catalizador") para proporcionar la
función de activación del etano a etileno o ácido acético. En la
segunda etapa, el etileno y el ácido acético se oxidan de manera
adicional a VAM en presencia de un catalizador de VAM convencional
(el "segundo catalizador"). Otra forma de realización preferida
se refiere a un procedimiento para formar una mezcla estequiométrica
de etileno y ácido acético usando el primer catalizador, cuya mezcla
se puede alimentar de manera directa en un reactor de acetato de
vinilo que contiene el catalizador de VAM sin ajustes. Otra forma de
realización preferida además se refiere a un procedimiento
catalítico en el que el etileno o el etano se convierten en acetato
de vinilo en un reactor de etapa única.
De manera ventajosa, los procedimientos
catalíticos preferidos de la invención no producen monóxido de
carbono. Esto es ventajoso debido a que el monóxido de carbono no es
compatible ambientalmente y puede tener un impacto significativo
sobre los costes de separación corriente abajo, así como sobre el
envenenamiento del catalizador de VAM.
Otros objetivos así como los aspectos,
características y ventajas de la presente invención llegarán a ser
aparentes a partir de un estudio de la presente especificación, que
incluye las reivindicaciones, figuras y ejemplos específicos.
La Figura 1 es una representación esquemática de
un esquema de reacción etano a VAM de acuerdo con una forma de
realización de la invención.
La Figura 2 es una representación esquemática de
un esquema de reacción etano a VAM de acuerdo con otra forma de
realización de la invención.
La invención se refiere a procedimientos nuevos
para producir acetato de vinilo. En la primera etapa se usa el
primer catalizador que proporciona las dobles funciones de (a)
activación del etano (o etano/etileno) a ácido acético y etileno y
(b) etileno a ácido acético. En la segunda etapa se forma el acetato
de vinilo mediante oxidación adicional del etileno con ácido acético
en presencia de un segundo catalizador, el catalizador VAM. De
acuerdo con una forma de realización preferida, se pueden usar
también los catalizadores de la invención para proporcionar una
alimentación óptima para el reactor de acetato de vinilo. Esto es,
el etano (o etileno/etano) se oxida catalíticamente para formar una
mezcla que contiene la mezcla estequiométrica óptima de etileno y
ácido acético para usar como alimento para el reactor de acetato de
vinilo que contiene el catalizador VAM convencional, tal como un
catalizador de Pd/Al.
El sistema catalizador adecuado para la primera
etapa de la presente invención (el primer catalizador) se puede
formar a partir de composiciones que incluyen un catalizador (a) de
fórmula Mo_{a}V_{b}Nb_{c}Pd_{d}, en la que:
- a es 1 a 5;
- b es 0 a 0,5;
- c es 0,01 a 0,5; y
- d es > 0 a 0,2
Los valores numéricos de a, b, c y d representan
las relaciones átomo-gramo relativas de los
elementos Mo, V, Nb y Pd, de manera respectiva, en el catalizador.
Los elementos están presentes de manera preferible en combinación
con el oxígeno en forma de óxidos diversos.
Otro sistema catalizador, el catalizador (b),
tiene una composición que comprende los elementos Mo, V, Pd, Nb, La
y X (en la que X es Al, Ga, Si, o Ge) en forma de óxidos en la
relación Mo_{a}V_{b}La_{c}Pd_{d}Nb_{e}X_{f} en la
que:
- a es 1;
- b es 0,01 a 0,9;
- c es > 0 a 0,2;
- d es > 0 a 0,2;
- e es > 0 a 0,2; y
- f es > 0 a 0,3.
Los valores numéricos de a, b, c, d, e y f
representan las relaciones átomo-gramo relativas de
los elementos Mo, V, Pd, La, Nb y X, de manera respectiva, en el
catalizador. Los elementos están presentes de manera preferible en
combinación con el oxígeno en forma de óxidos diversos.
En el Documento U.S.-A-6.013.597,
presentado el 17 de Septiembre de 1997, titulado "Catalysts for
the Oxidation of Ethane to Acetic Acid, Processes of Making the Same
and Processes of Using the Same", se muestran el primer
catalizador (catalizadores (a) ó (b) o las mezclas de los mismos) y
los procedimientos para fabricar el primer catalizador;
en el Documento U.S.-A-6.030.292,
presentado el 24 de Diciembre de 1997, titulado "Catalyst for
Producing Acetic Acid from Ethane oxidation, Processes of Making the
Same and Methods of Using the Same" y en el documento
U.S.-A-6.060.421, presentado el 23 de Diciembre de
1998, titulado "Catalyst for the Oxidation of Ethane to Acetic
Acid, Methods of Making and Using the Same".
Un amplio aspecto de la invención se refiere a la
producción de acetato de vinilo a partir de etano, etileno o las
mezclas de etano y etileno. El procedimiento utiliza un primer
catalizador ((a) o (b) o las mezclas de los mismos) proporcionando
las funciones de activación del etano a ácido acético y etileno y la
oxidación adicional del etileno con ácido acético a acetato de
vinilo usando un catalizador VAM convencional tal como un
catalizador Pd/Al. De manera global, el rendimiento recirculado para
el acetato de vinilo puede ser mayor de un 95%.
De manera ventajosa, los procedimientos de la
invención producen acetato de vinilo con una producción cero (o no
detectable) o insignificante de monóxido de carbono. De manera
preferible, se produce menos de un 0,1% en peso de monóxido de
carbono como producto final usando la invención, de manera
preferible menos de un 0,01% y de manera más preferida no se produce
monóxido de carbono detectable. De acuerdo con esto, un aspecto
preferido de la invención se refiere a un procedimiento que emplea
un catalizador diseñado de tal manera que no produce ningún CO, que
ahorra la etapa de tratamiento de convertir CO en CO_{2}.
Una forma de realización de la invención
comprende hacer reaccionar etano con oxígeno y agua (por ejemplo
vapor) en presencia de un primer catalizador ((a) o (b) o las
mezclas de los mismos) para formar una mezcla que contiene etileno y
ácido acético que se hace reaccionar a continuación para formar
acetato de vinilo.
La materia prima usada como fuente para el etano
o el etileno/etano puede ser una corriente de gas, que contiene de
manera preferible al menos un porcentaje de cinco volúmenes de
etano/etileno. El gas puede contener también cantidades menores de
alcanos C_{3}-C_{4} y alquenos, de manera
preferible menos de un porcentaje de cinco volúmenes de cada. La
corriente de gas puede contener también cantidades mayores, de
manera preferible más de un porcentaje de cinco volúmenes, de
nitrógeno, dióxido de carbono, y agua en forma de vapor.
La mezcla de reacción útil para llevar a cabo el
procedimiento está de manera general entre 5 y 50% de moles de
etano, 5 a 50% de moles de oxígeno molecular bien como oxígeno puro
o en forma de aire, y de manera opcional 2 a 50 moles % de agua en
forma de vapor. La cantidad de oxígeno presente puede ser una
cantidad estequiométrica, o más baja, de hidrocarburos en la
alimentación. Se pueden usar otros gases como diluyentes de reacción
o moderadores del calor tales como helio, nitrógeno y dióxido de
carbono.
Los componentes gaseosos de la mezcla de reacción
son de manera preferible premezclados uniformemente antes de ser
introducidos en la zona de reacción. Los componentes pueden ser
precalentados, de manera individual o después de mezclarse, antes
de introducirse en la zona de reacción.
La primera zona de reacción, que contiene el
primer catalizador ((a) o (b) o las mezclas de los mismos), tiene de
manera general una presión de entre 1 a 34 bar (15 a 500 psi, 1 a 34
x 10^{5} N/m^{2}), de manera preferible entre 10 y 24 bar (150
a 350 psi, 10 a 24 x 10^{5} N/m^{2})); una temperatura de entre
aproximadamente 100ºC a aproximadamente 450ºC, de manera preferible
entre 200ºC y 350ºC, de manera más preferible entre 250ºC y 300ºC;
un tiempo de contacto entre la mezcla de reacción y el catalizador
de entre aproximadamente 2 segundos y aproximadamente 100 segundos,
de manera preferible entre 5 segundos y 30 segundos; y una velocidad
horaria de entre aproximadamente 50 y aproximadamente 50.000
h^{-a}, de manera preferible entre 100 y 10.000 h^{-1} y de
manera más preferible entre 200 y 3.000 h^{-1}.
De acuerdo con una forma de realización
preferida, el procedimiento transcurre en dos etapas. En la primera
etapa, se hace reaccionar una mezcla que comprende etano o etileno,
oxígeno o un compuesto capaz de proporcionar oxígeno y agua (por
ejemplo, vapor) para formar una mezcla que contiene etileno, ácido
acético, oxigeno y agua (por ejemplo, vapor). La mezcla producto de
la primera etapa se alimenta a continuación en la segunda etapa y se
hace reaccionar para producir acetato de vinilo.
Se puede ajustar la alimentación procedente de la
primera etapa antes de introducirse en la segunda etapa. Se puede
ajustar, por ejemplo, la concentración de oxígeno, etileno y ácido
acético para optimizar la reacción catalítica. De manera preferible,
la primera etapa del procedimiento produce una composición
estequiométrica de ácido acético y etileno como alimentación para la
segunda etapa. De acuerdo con una forma de realización
particularmente preferida, no se requieren ajustes de la
alimentación para el segundo reactor ya que la mezcla producida en
la primera etapa se puede alimentar de manera directa en la segunda
etapa. De esta manera, se puede usar un catalizador de doble función
en la primera etapa para proporcionar el stock de alimentación para
la segunda etapa, que puede contener un catalizador VAM de Pd/Al
convencional o cualquier catalizador adecuado para convertir el
stock de alimentación del ácido acético y el etileno para el
VAM.
Por tanto, usando la presente invención, se puede
usar también el VAM producido de manera directa a partir únicamente
de etano, oxígeno y agua sin componentes adicionales debido a que se
puede optimizar la salida del primer reactor para contener una
mezcla estequiométrica de ácido acético, etileno y oxígeno que es la
mezcla de alimentación para el segundo reactor, no se ajustan
también la temperatura y la presión de la alimentación procedente de
la primera etapa antes de la segunda etapa.
De acuerdo con una forma de realización, la
salida procedente de la primera o segunda etapa se recircula en la
misma o en una etapa anterior. Por ejemplo, la salida de la etapa 1
se puede recircular en la etapa 1 o la salida de la etapa 2 se puede
recircular en la etapa 1 y/o la etapa 2.
De acuerdo con otra forma de realización, la zona
de reacción comprende múltiples etapas de un catalizador bicapa que
está constituido por capas de un primer catalizador ((a) o (b) o las
mezclas de los mismos) de acuerdo con la invención y un segundo
catalizador de acetato de vinilo convencional. De esta manera, el
primer catalizador convierte el etano en una mezcla de ácido acético
y etileno, de manera preferible en una mezcla óptima, y el segundo
catalizador convierte el etileno/ácido acético en acetato de vinilo
en una zona de reacción única.
De acuerdo con esto una forma de realización
preferida se refiere a un proceso que se lleva a cabo en una única
etapa siendo suministrados todos los reactivos como alimento único
siendo recirculados los reactivos iniciales sin reaccionar. Sin
embargo, se puede usar también la adición de una etapa múltiple de
oxígeno del reactor con una alimentación de un hidrocarburo
intermedio. Esto puede mejorar la productividad del acetato de
vinilo y evita condiciones potencialmente peligrosas.
En las Figuras 1 y 2 se muestran dos posibles
esquemas integrados usando el primer catalizador y el segundo
catalizador VAM para la producción directa de VAM a partir de etano
o mezclas de etano/etileno sin producir monóxido de carbono.
La Figura 1 es una representación esquemática de
un esquema de reacción A de acuerdo con una forma de realización de
la invención. El reactor de oxidación parcial 1 que contiene el
primer catalizador (CAT-A) convierte el etano fresco
y recirculado o el etano/etileno con oxígeno en etileno, ácido
acético y dióxido de carbono. Se introduce también una cantidad
óptima de agua procedente del reactor de destilación 3 en el
reactor de oxidación parcial 1 con el fin de aumentar la
selectividad del ácido acético. El efluente del reactor de
oxidación parcial 1 entra en la unidad de separación gas/líquido 2.
La corriente de gas de la unidad de separación gas/líquido 2 se
recircula al reactor de oxidación parcial 1 o va a la unidad 4 de
absorción de dióxido de carbono, en la que se elimina el CO_{2}.
La corriente de líquido procedente de la unidad de separación
gas/líquido 2 va a la unidad de destilación 3 en la que el ácido
acético se separa del agua o la corriente del líquido procedente de
la unidad de separación gas/líquido 2 puede ir directamente al
reactor VAM 5 que contiene un catalizador VAM convencional
(CAT-B). Los gases tratados constituidos por etano,
etileno y oxígeno y la corriente del líquido constituida por ácido
acético o ácido acético y agua se alimentan al reactor VAM 5 para
producir VAM, CO_{2} y etano, etileno y ácido acético sin
reaccionar. El efluente del reactor VAM 5 se alimenta a continuación
a la unidad de separación líquido gas 6 en la que los gases, que
incluyen etano, etileno y CO_{2}, se separan y se purgan de manera
parcial para controlar el desarrollo de las especies sin reaccionar
en la unidad de purga 8 y se recirculan hacia atrás, hasta el
reactor de oxidación parcial 1. Los líquidos se envían a la unidad
de destilación 7 para recuperar el VAM. El ácido acético y el ácido
acético sin reaccionar se recirculan hacia atrás hasta el reactor
VAM 5.
La Figura 2 es una representación esquemática del
esquema de reacción B de acuerdo con otra forma de realización de la
invención. El reactor de oxidación parcial 21, que contiene el
primer catalizador (CAT-A), convierte el etano
fresco y recirculado o el etano/etileno con oxígeno en etileno,
ácido acético y dióxido de carbono. El efluente del reactor 21 se
alimenta al reactor VAM 23 que contiene el catalizador VAM
(CAT-B) mediante el intercambiador de calor opcional
22, que permite el ajuste de la temperatura de alimentación en el
reactor VAM 23. De manera opcional, los dos catalizadores
CAT-A y CAT-B pueden estar en un
reactor en forma de una mezcla física o en forma de capa alternante.
Se pueden añadir cantidades adicionales de gases al reactor VAM 23
tales como etileno, ácido acético y oxígeno dependiendo de las
condiciones del procedimiento. El efluente procedente del reactor
VAM 23 se alimenta a la unidad de separación gas/líquido 24, en la
que los gases, que incluyen CO_{2}, C_{2}H_{4}, y
C_{2}H_{6}, se separan del líquido VAM, ácido acético y agua.
Las corrientes de gas procedentes de la unidad 24 de separación
gas/líquido se recirculan mediante la unidad de eliminación del
dióxido de carbono 25 al reactor 21. De manera opcional, las
corrientes de gas se pueden también recircular al reactor 21 sin la
unidad de absorción 25, de tal manera que el catalizador
CAT-A en el reactor 21, no se ve afectado por la
presencia de dióxido de carbono. De manera adicional, una cantidad
específica de dióxido de carbono mejora también el comportamiento
del catalizador CAT-A. Los gases se purgan de manera
parcial para controlar el envío de especies sin reaccionar a la
unidad 27 de purga. La corriente de líquido procedente de la unidad
separadora 24 se alimenta a la unidad de destilación 26 en la que el
ácido acético se separa del VAM y el agua y se recircula de manera
opcional al reactor 23 para preparar o se puede recuperar. El VAM va
a una unidad de recuperación y el H_{2}O se recircula a la unidad
de reactor 21 para la mejora del ácido acético y la
selectividad.
selectividad.
Se llevaron a cabo procedimientos de oxidación
catalítica utilizando un primer catalizador ((a) o (b) o (c) o las
mezclas de los mismos) en un reactor tubular bajo las siguientes
condiciones. Todos los experimentos se llevaron a cabo a las
temperaturas que se muestran a continuación oscilando entre 260ºC y
286ºC, a una presión de aproximadamente 4 bar (200 psig, 4 x
10^{5} N/m^{2}).
Se analizaron en línea los productos de reacción
mediante cromatografía de gas. Se analizaron el oxígeno, nitrógeno y
monóxido de carbono utilizando una columna de 3 mm por 3 mm de tamiz
molecular 13 X. Se analizaron el dióxido de carbono, etano, etileno
y agua utilizando una columna de 1,8 m por 3 mm empaquetada con
material comercializado bajo el nombre HAYASEP^{TM}Q. Se analizó
el ácido acético utilizando una columna de 0,5 m por 3 mm
empaquetada con material comercializado bajo el nombre
PORAPACK^{TM}N.
En todos los casos, los cálculos de conversión y
selectividad se basaron en la estequiometría.
Los datos para la reacción de la etapa I
mencionada en los ejemplos son experimentales y los datos de
producción de acetato de vinilo (VAM) de la etapa II se calculan en
función de un rendimiento del 92% para el VAM procedente del etileno
(Chem. System 91-10, Oct. 1992).
\global\parskip0.900000\baselineskip
Primer catalizador (catalizador (a)):
MoV_{0,396}Nb_{0,226}Pd_{x}O_{y} (en el que x =
1.90e-04 e y se basa en la valencia de
co-ordenación)
Condiciones del procedimiento para el reactor de
la etapa I: 286ºC/14 bar (200 psi, 14 x 10^{5} N/m^{2})
Las condiciones del procedimiento para el reactor
de la etapa II son tal como se han descrito en la referencia
Chem. System 91-10, Oct. 1992.
Datos de los
resultados
Compuesto (g. mol. min.) | Etapa I | Etapa II | ||
Alimentación | Producto | Alimentación | Producto | |
Etileno | 5,65E-4 | 2,07E-4 | 2,07E-4 | |
Oxígeno | 6,73E-4 | 1,23E-4 | 1,23E-4 | |
Nitrógeno | 2,53E-3 | 2,47E-4 | ||
Agua | 2,23E-5 | 2,13E-4 | ||
Ácido acético | 2,80E-4 | 2,80E-4 | ||
CO_{2} | 1,56E-4 | |||
VAM | 1,90E-4 | |||
El nitrógeno, CO_{2} y agua son diluyentes en la reacción de la etapa II. |
Primer catalizador (catalizador (a)):
MoV_{0,396}Nb_{0,128}Pd_{x}O_{y} (en el que x es
1.90e-04 e y se basa en la valencia de
co-ordenación.
Condiciones del procedimiento para el reactor de
la etapa II: 286ºC/14 bar (200 psi, 14 x 10^{5} N/m^{2}).
Las condiciones del procedimiento para el reactor
de la etapa II son tal como se han descrito en Chem
System
91-10, Oct. 1992.
91-10, Oct. 1992.
Datos de los
resultados
Compuesto (g. mol. min.) | Etapa I | Etapa II | ||
Alimentación | Producto | Alimentación | Producto | |
Etano | 4,43E-04 | 2,40E-4 | ||
Oxígeno | 5,10E-04 | 5,07-E-05 | 5,07E-05 | |
Nitrógeno | 1,92E-03 | 1,98E-03 | ||
Agua | 3,18E-04 | |||
Etileno | 8,86E-05 | 8,86E-05 | ||
Ácido acético | 9,28E-05 | 9,28E-05 | ||
CO_{2} | 1,77E-04 | |||
VAM | 9,00E-5 | |||
El nitrógeno, CO_{2} y agua actúan en la etapa II como diluyentes. |
\global\parskip0.990000\baselineskip
Ejemplo Comparativo
3
Primer catalizador (catalizador (a)):
Mo_{2,5}V_{1,0}Nb_{0,32}Pd_{0,03}O_{y} (en el que y se
basa en la valencia de co-ordenación)
Condiciones del procedimiento para el reactor de
la etapa I: 286ºC/14 bar (200 psi, 14 x 10^{5} N/m^{2}))
Las condiciones del procedimiento para el reactor
de la etapa II son tal como se han descrito en Chem.
System
91-10, Oct. 1992.
91-10, Oct. 1992.
Datos de los
resultados
Compuesto (g. mol. min.) | Etapa I | Etapa II | ||
Alimentación | Producto | Alimentación | Producto | |
Etano | 1,91E-04 | 7,87E-05 | ||
Oxígeno | 2,25E-04 | 1,30E-05 | 5,07E-5 | |
Nitrógeno | 8,45E-04 | 8,40E-04 | ||
Agua | 1,87E-04 | |||
Etileno | 3,41E-05 | 3,41E-05 | ||
Ácido acético | 4,08E-05 | 4,08E-05 | ||
CO_{2} | 3,53E-05 | |||
CO | 4.68E-05 | |||
VAM | 3.13E-5 | |||
El nitrógeno, CO_{2} y agua actúan en la etapa II como diluyentes. |
En función de los datos catalíticos anteriormente
descritos, se pueden concluir las siguientes características
generales para los procedimientos de la invención:
- 1.
- Los procedimientos catalíticos utilizados muestran una selectividad alta para el acetato de vinilo oxidando las mezclas de etano y etileno.
- 2.
- Los procedimientos catalíticos utilizados muestran también una selectividad alta para el acetato de vinilo oxidando el etano.
- 3.
- Los sistemas de procedimientos catalíticos utilizados producen acetato de vinilo sin producción de subproductos tales como monóxido de carbono. Esta ventaja reduce la etapa de la conversión del CO en CO^{2} en el procedimiento VAM convencional.
Claims (14)
1. Un procedimiento para la producción de un
monómero de acetato de vinilo que comprende las etapas de:
(1) poner en contacto una mezcla de alimentación
gaseosa de etano o etileno o etano/etileno, vapor y gas que contiene
oxígeno molecular en presencia de un primer catalizador activo para
la oxidación del etano, etileno o etano/etileno para producir una
corriente selectiva de ácido acético, etileno, dióxido de carbono y
agua y (2) convertir una segunda mezcla de alimentación que
comprende etileno, ácido acético y oxígeno en un monómero de acetato
de vinilo en presencia de un segundo catalizador activo para la
producción de acetato de vinilo, en el que el mencionado
procedimiento no incluye una etapa de separación intermedia para
eliminar el CO entre las dos etapas de reacción caracterizado
por utilizar un primer catalizador de la oxidación seleccionado
entre las siguientes composiciones catalizadoras:
una composición catalizadora que comprende los
elementos Mo, V, Nb, y Pd en forma de óxidos, en la relación
Mo_{a}V_{b}Nb_{c}Pd_{d}
en la que:
- a es 1 a 5;
- b es 0 a 0,5;
- c es 0,01 a 0,5; y
- d es > 0 a 0,2;
a, b, c, y d representan las
relaciones relativas átomo-gramo de los elementos
Mo, V, Nb y Pd de manera respectiva en el
catalizador
o una composición catalizadora que comprende los
elementos Mo, V, Pd, Nb, La y X en forma de óxidos, en la que X es
Al, Ga, Si o Ge, en la relación
Mo_{a}V_{b}La_{c}Pd_{d}Nb_{e}X_{f}, en la que:
- a es 1;
- b es 0,01 a 0,9;
- c es > 0 a 0,2;
- d es > 0 a 0,2;
- e es > 0 a 0,2;
- f es > 0 a 0,3;
a, b, c, d, e y f representan las
relaciones átomo-gramo relativas de los elementos
Mo, V, La, Pd, Nb, y X de manera respectiva en el
catalizador
o una mezcla entre los dos primeros catalizadores
de oxidación anteriores y una composición catalizadora que comprende
los elementos Mo, V, Nb, y Pd en forma de óxidos en la relación
Mo_{a}V_{b}Nb_{c}Pd_{d} en la que:
- a es 1 a 5;
- b es 0 a 0,5;
- c es 0,01 a 0,5; y
- d es > 0 a 0,2;
a, b, c y d representan las
relaciones átomo-gramo relativas de los elementos
Mo, V, Nb y Pd de manera respectiva en el
catalizador.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el mencionado procedimiento no produce monóxido de
carbono.
3. El procedimiento de la reivindicación 2, en
el que el mencionado primer catalizador y el segundo catalizador
están en forma de un reactor de lecho fijo o fluidizado o de lecho
de movimiento sólido.
4. El procedimiento de la reivindicación 2, en
el que la mencionada mezcla de alimentación se alimenta a una
segunda zona de reacción.
5. El procedimiento de la reivindicación 4, en
el que la segunda mezcla de alimentación para la segunda etapa
comprende etileno, ácido acético, CO_{2} y oxígeno.
6. El procedimiento de la reivindicación 2, en
el que la mencionada mezcla de alimentación comprende oxígeno
molecular que oscila entre un 0,1 y un 25% en volumen de la mezcla
de alimentación.
7. El procedimiento de la reivindicación 2 en el
que la mencionada mezcla de alimentación se diluye con N_{2} en
una cantidad que oscila entre un 5% y un 90% en volumen.
8. El procedimiento de la reivindicación 2 en el
que la mencionada mezcla de alimentación se diluye con vapor en una
cantidad que oscila entre un 0 y un 40% en volumen.
9. El procedimiento de la reivindicación 2 en el
que la mencionada mezcla de alimentación comprende entre un 1% y un
95% en volumen de etano, etileno o las mezclas de los mismos.
10. El procedimiento de la reivindicación 2 en el
la primera etapa de oxidación se realiza a una temperatura de entre
150 a 450ºC bajo una presión de entre 1 a 34 bar (15 a 500 psi, 1 a
34 x 10^{5} N/m^{2}), y con un tiempo de contacto entre la
mezcla de reacción y el catalizador de entre 2 y 100 segundos.
11. El procedimiento de la reivindicación 2 en el
que el mencionado contacto comprende hacer reaccionar etano/etileno
con vapor y oxígeno o un compuesto capaz de proporcionar oxígeno en
presencia del mencionado primer catalizador a una primera zona de
reacción para formar una mezcla del primer producto que comprende
etileno, oxígeno, vapor y ácido acético; y la mencionada mezcla del
primer producto se alimenta a una segunda zona de reacción en la que
el etileno y el ácido acético reaccionan para formar acetato de
vinilo en presencia del mencionado segundo catalizador de
reacción.
12. El procedimiento de la reivindicación 11 en
el que la mencionada mezcla del primer producto se alimenta de
manera directa a la mencionada segunda zona de reacción sin añadir
componentes adicionales.
13. El procedimiento de la reivindicación 11 en
el que la mencionada mezcla del primer producto se alimenta a la
segunda zona de reacción con la adición/ajuste del etileno, ácido
acético, oxígeno o las combinaciones de los mismos.
14. El procedimiento de la reivindicación 11 en
el que la mencionada mezcla del primer producto se somete a ajustes
de temperatura y/o presión antes de alimentarse a la segunda zona de
reacción.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/312,683 US6143921A (en) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | Method for producing vinyl acetate monomer from ethane or ethylene oxidation |
US312683 | 1999-05-14 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2250137T3 true ES2250137T3 (es) | 2006-04-16 |
Family
ID=23212532
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES00936733T Expired - Lifetime ES2250137T3 (es) | 1999-05-14 | 2000-05-09 | Procedimiento de produccion de monocetato de vinilo a partir de la oxidacion del etano o del etileno. |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US6143921A (es) |
EP (1) | EP1180092B1 (es) |
JP (1) | JP2002544250A (es) |
KR (1) | KR100609203B1 (es) |
CN (1) | CN1188387C (es) |
AT (1) | ATE306467T1 (es) |
DE (1) | DE60023132T2 (es) |
ES (1) | ES2250137T3 (es) |
SA (1) | SA99200395B1 (es) |
WO (1) | WO2000069802A1 (es) |
Families Citing this family (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7189377B1 (en) | 1996-08-07 | 2007-03-13 | Bp Chemicals Limited | Apparatus for performing integrated process for reproduction of vinyl acetate and/or acetic acid using a fluidized bed |
US6143921A (en) | 1999-05-14 | 2000-11-07 | Saudi Basic Industries Corporation | Method for producing vinyl acetate monomer from ethane or ethylene oxidation |
US6258992B1 (en) * | 1999-09-17 | 2001-07-10 | Saudi Basic Industries Corporation | Gas phase catalytic oxidation of hydrocarbons to carboxylic acids and dehydrogenated products |
BR0015874A (pt) * | 2000-05-19 | 2003-03-11 | Celanese Int Corp | Processo integrado para a produção de acetato de vinila |
AU2002223606A1 (en) * | 2000-10-10 | 2002-04-22 | Basf Aktiengesellschaft | Method for producing an annular shell catalyst and use thereof for producing acrolein |
GB0026243D0 (en) * | 2000-10-26 | 2000-12-13 | Bp Chem Int Ltd | Process |
GB0026241D0 (en) | 2000-10-26 | 2000-12-13 | Bp Chem Int Ltd | Process |
US7425647B2 (en) * | 2001-03-30 | 2008-09-16 | Shell Oil Company | Process for preparing a group V111-metal containing catalyst, use thereof for preparing an alkenyl carboxylate |
US6642173B2 (en) * | 2001-04-25 | 2003-11-04 | Rohm And Haas Company | Catalyst |
TW574071B (en) * | 2001-06-14 | 2004-02-01 | Rohm & Haas | Mixed metal oxide catalyst |
GB0200021D0 (en) * | 2002-01-02 | 2002-02-13 | Bp Chem Int Ltd | Process |
GB0205016D0 (en) * | 2002-03-04 | 2002-04-17 | Bp Chem Int Ltd | Process |
GB0205014D0 (en) * | 2002-03-04 | 2002-04-17 | Bp Chem Int Ltd | Process |
JP4421201B2 (ja) * | 2002-03-27 | 2010-02-24 | シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー | 触媒を調製する方法、触媒、および触媒の使用 |
US7038082B2 (en) | 2002-10-17 | 2006-05-02 | Basf Aktiengesellschaft | Preparation of a multimetal oxide material |
US7294734B2 (en) * | 2003-05-02 | 2007-11-13 | Velocys, Inc. | Process for converting a hydrocarbon to an oxygenate or a nitrile |
US7220390B2 (en) | 2003-05-16 | 2007-05-22 | Velocys, Inc. | Microchannel with internal fin support for catalyst or sorption medium |
GB0312965D0 (en) * | 2003-06-05 | 2003-07-09 | Bp Chem Int Ltd | Process |
TW200539941A (en) | 2003-12-19 | 2005-12-16 | Celanese Int Corp | Methods of making alkenyl alkanoates |
US7465823B2 (en) * | 2004-03-17 | 2008-12-16 | Celanese International Corporation | Utilization of acetic acid reaction heat in other process plants |
CN101124043B (zh) * | 2004-12-20 | 2012-10-10 | 国际人造丝公司 | 改进的负载型催化材料 |
US8227369B2 (en) * | 2005-05-25 | 2012-07-24 | Celanese International Corp. | Layered composition and processes for preparing and using the composition |
ES2333252T3 (es) * | 2005-06-01 | 2010-02-18 | Celanese International Corporation | Procedimiento de oxidacion selectiva de etano a etileno. |
DE102007025223A1 (de) * | 2007-05-31 | 2008-12-04 | Süd-Chemie AG | Zirkoniumoxid-dotierter VAM-Schalenkatalysator, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung |
DE102007025444A1 (de) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Süd-Chemie AG | VAM-Schalenkatalysator, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung |
DE102007025315A1 (de) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Süd-Chemie AG | Katalysator zur selektiven Hydrierung acetylenischer Kohlenwasserstoffe und Verfahren zu seiner Herstellung |
DE102007025362A1 (de) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Süd-Chemie AG | Dotierter Pd/Au-Schalenkatalysator, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung |
DE102007025442B4 (de) * | 2007-05-31 | 2023-03-02 | Clariant International Ltd. | Verwendung einer Vorrichtung zur Herstellung eines Schalenkatalysators und Schalenkatalysator |
DE102007025443A1 (de) | 2007-05-31 | 2008-12-04 | Süd-Chemie AG | Pd/Au-Schalenkatalysator enthaltend HfO2, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung |
DE202008017277U1 (de) | 2008-11-30 | 2009-04-30 | Süd-Chemie AG | Katalysatorträger |
WO2012118888A2 (en) | 2011-03-02 | 2012-09-07 | Aither Chemicals, Llc | Methods for integrated natural gas purification and products produced therefrom |
DE102012205444A1 (de) | 2012-04-03 | 2013-10-10 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung von Vinylacetat |
PL3555037T3 (pl) | 2016-12-19 | 2021-05-17 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Utleniające odwodornienie etanu ze współprodukcją octanu winylu |
WO2018114747A1 (en) | 2016-12-19 | 2018-06-28 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Ethane oxidative dehydrogenation with co-production of vinyl acetate |
US11883798B2 (en) | 2018-09-17 | 2024-01-30 | Sabic Global Technologies B.V. | Selective oxidation catalyst and a method for oxidizing C2 hydrocarbons in the presence of the selective oxidation catalyst |
CN113613781A (zh) * | 2019-03-26 | 2021-11-05 | 沙特基础全球技术有限公司 | 催化剂再活化方法 |
EP4116283A1 (de) | 2021-07-06 | 2023-01-11 | Linde GmbH | Verfahren und anlage zur herstellung von vinylacetat |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3190912A (en) * | 1962-05-02 | 1965-06-22 | Nat Distillers Chem Corp | Process for preparing esters |
US3637819A (en) * | 1967-12-30 | 1972-01-25 | Knapsack Ag | Process for the manufacture of unsaturated esters of carboxylic acids |
US3650896A (en) * | 1969-10-09 | 1972-03-21 | Atomic Energy Commission | Nuclear fuel particles |
US3792087A (en) * | 1971-11-10 | 1974-02-12 | Nat Distillers Chem Corp | Vapor phase oxidation of ethylene to acetic acid |
US3970697A (en) * | 1974-07-01 | 1976-07-20 | National Distillers And Chemical Corporation | Oxidation of ethylene to acetic acid |
US4188490A (en) * | 1977-05-27 | 1980-02-12 | National Distillers And Chemical Corporation | Catalytic oxidation of ethylene to mixtures of acetic acid and vinyl acetate |
DE2811115A1 (de) * | 1978-03-15 | 1979-09-27 | Hoechst Ag | Traeger-katalysator fuer die herstellung von vinylacetat aus ethylen, essigsaeure und sauerstoff in der gasphase |
DE3803900A1 (de) * | 1988-02-09 | 1989-08-17 | Hoechst Ag | Verfahren zur herstellung von vinylacetat |
US5185308A (en) * | 1991-05-06 | 1993-02-09 | Bp Chemicals Limited | Catalysts and processes for the manufacture of vinyl acetate |
DE19630832A1 (de) * | 1996-07-31 | 1998-02-05 | Hoechst Ag | Verfahren zur selektiven Herstellung von Essigsäure |
US7189377B1 (en) * | 1996-08-07 | 2007-03-13 | Bp Chemicals Limited | Apparatus for performing integrated process for reproduction of vinyl acetate and/or acetic acid using a fluidized bed |
GB9616573D0 (en) * | 1996-08-07 | 1996-09-25 | Bp Chem Int Ltd | Process |
DE19717075A1 (de) | 1997-04-23 | 1998-10-29 | Hoechst Ag | Verfahren zur Herstellung von Essigsäure in einer Reaktorkaskade |
US6013597A (en) | 1997-09-17 | 2000-01-11 | Saudi Basic Industries Corporation | Catalysts for the oxidation of ethane to acetic acid processes of making same and, processes of using same |
DE19745902A1 (de) | 1997-10-17 | 1999-04-22 | Hoechst Ag | Verfahren zur selektiven Herstellung von Essigsäure durch katalytische Oxidation von Ethan |
US6030920A (en) | 1997-12-24 | 2000-02-29 | Saudi Basic Industries Corporation | Catalysts for producing acetic acid from ethane oxidation, processes of making same and method of using same |
US6028221A (en) | 1998-06-29 | 2000-02-22 | Saudi Basic Industries Corporation | Catalyst systems for the one step gas phase production of acetic acid from ethylene and methods of making and using the same |
US6060421A (en) | 1998-12-23 | 2000-05-09 | Saudi Basic Industries Corporation | Catalysts for the oxidation of ethane to acetic acid, methods of making and using the same |
US6143921A (en) | 1999-05-14 | 2000-11-07 | Saudi Basic Industries Corporation | Method for producing vinyl acetate monomer from ethane or ethylene oxidation |
-
1999
- 1999-05-14 US US09/312,683 patent/US6143921A/en not_active Ceased
- 1999-07-28 SA SA99200395A patent/SA99200395B1/ar unknown
-
2000
- 2000-05-09 JP JP2000618222A patent/JP2002544250A/ja active Pending
- 2000-05-09 EP EP00936733A patent/EP1180092B1/en not_active Revoked
- 2000-05-09 DE DE60023132T patent/DE60023132T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-09 CN CNB008101868A patent/CN1188387C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-09 AT AT00936733T patent/ATE306467T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-05-09 US US10/031,808 patent/US6605739B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-09 ES ES00936733T patent/ES2250137T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-09 KR KR1020017014540A patent/KR100609203B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-05-09 WO PCT/EP2000/004234 patent/WO2000069802A1/en active IP Right Grant
-
2006
- 2006-02-08 US US11/363,148 patent/USRE43859E1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE60023132T2 (de) | 2006-06-29 |
ATE306467T1 (de) | 2005-10-15 |
WO2000069802A1 (en) | 2000-11-23 |
EP1180092B1 (en) | 2005-10-12 |
SA99200395B1 (ar) | 2006-04-04 |
US6605739B1 (en) | 2003-08-12 |
KR100609203B1 (ko) | 2006-08-02 |
CN1188387C (zh) | 2005-02-09 |
US6143921A (en) | 2000-11-07 |
WO2000069802A9 (en) | 2001-11-29 |
JP2002544250A (ja) | 2002-12-24 |
EP1180092A1 (en) | 2002-02-20 |
KR20020015689A (ko) | 2002-02-28 |
DE60023132D1 (de) | 2006-02-23 |
CN1360565A (zh) | 2002-07-24 |
USRE43859E1 (en) | 2012-12-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2250137T3 (es) | Procedimiento de produccion de monocetato de vinilo a partir de la oxidacion del etano o del etileno. | |
ES2264284T3 (es) | Oxidacion catalitgica de alcanos en los correspondientes acidos. | |
US6143928A (en) | Catalysts for low temperature selective oxidation of propylene, methods of making and using the same | |
ES2265943T3 (es) | Proceso para la produccion de acetato de vinilo. | |
JP2011116789A (ja) | アルケン分離方法 | |
EP1007499B1 (en) | High productivity process to produce maleic anhydride from n-buthane | |
ES2215724T3 (es) | Promotor que contiene azufre para procedimientos de deshidrogenacion oxidativa de alcanos. | |
EP1989161B1 (en) | Integrated process for the production of acetic acid and vinyl acetate | |
ES2235884T5 (es) | Proceso integrado para la produccion de acetato de vinilo. | |
US6087297A (en) | Catalysts for gas phase production of acetic acid from ethane, processes of making the same and methods of using same | |
KR101006038B1 (ko) | 알케닐 카르복실레이트 또는 알킬 카르복실레이트의 제조방법 | |
TWI391371B (zh) | 在基於乙烷之製程中使用化學反應自乙烷中分離乙烯以製造醋酸之方法 | |
JP4809532B2 (ja) | プロパンのアクリル酸への接触酸化用触媒、その製造法及び使用法 | |
KR20060026862A (ko) | 카르복실산 및 알켄의 제조를 위한 산화 방법 | |
KR20010014589A (ko) | 아산화질소의 제조방법 |