ES2270629T3 - Catalizador para la oxidacion del etano en acido acetico. - Google Patents
Catalizador para la oxidacion del etano en acido acetico. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2270629T3 ES2270629T3 ES99964628T ES99964628T ES2270629T3 ES 2270629 T3 ES2270629 T3 ES 2270629T3 ES 99964628 T ES99964628 T ES 99964628T ES 99964628 T ES99964628 T ES 99964628T ES 2270629 T3 ES2270629 T3 ES 2270629T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- catalyst
- ethane
- acetic acid
- oxygen
- oxidation
- 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
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/64—Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/652—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/6525—Molybdenum
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Un catalizador para la oxidación selectiva del etano en ácido acético, el cual contiene una composición catalítica que tiene la fórmula siguiente: Moa Vb Lac Pdd Nbe Xf Oy en donde X es Al; a es 1; b es de 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; y y es un número determinado por la valencia de los otros elementos en la composición del catalizador.
Description
Catalizador para la oxidación del etano en ácido
acético.
La presente invención se refiere a un
catalizador para la oxidación selectiva del etano en ácido acético
de acuerdo con la reivindicación 1, a un procedimiento catalítico de
acuerdo con la reivindicación 6, a un procedimiento para efectuar
una oxidación selectiva del etano en ácido acético de acuerdo con la
reivindicación 17, a un procedimiento para la formación de un
catalizador de acuerdo con la reivindicación 24.
La invención se refiere a un sistema catalítico
a base de una mezcla de óxidos que contiene MoVLaNbPdX (en donde X =
Al, Ga, Ge y/o Si), para la oxidación selectiva a baja temperatura y
baja presión, del etano o etano/etileno a ácido acético. La
invención se refiere también a métodos para el empleo del mismo
incluyendo un procedimiento catalítico de una sola etapa
caracterizado por altos rendimientos de ácido acético en un espacio
de tiempo dado.
En esta solicitud se citan como referencia
varias publicaciones. Dichas referencias describen el estado actual
de la técnica a la cual pertenece esta invención y por lo tanto se
incorporan como referencia.
El empleo de molibdeno y vanadio que contienen
sistemas de catalizadores para la oxideshidrogenación a baja
temperatura del etano a etileno fué dado a conocer por E.M.
Thorsteinson et al., "The Oxidative Dehydrogenation of
Ethane over Catalyst Containing Mixed Oxide of Molybdenum and
Vanadium" ("Deshidrogenación oxidante del etano mediante un
catalizador que contiene los óxidos mezclados de molibdeno y
vanadio") Journal of Catalysis, volumen 52, pp
116-132 (1978). Este documento se refiere a
catalizadores a base de mezclas de óxidos que contienen molibdeno y
vanadio juntamente con otros óxidos de metales de transición como p.
ej., Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Nb, Ta ó Ce. Los catalizadores son ya
activos a temperaturas tan bajas como 200ºC para la
oxideshidrogenación del etano en etileno. Se produce algo de ácido
acético como sub-producto.
Las patentes U.S.-A-4.250.346,
4.524.236, 4.568.790; 4.596.787 y 4.899.003, se refieren a la
oxideshidrogenación a baja temperatura del etano en etileno. La
primera de estas referencias describe el empleo de catalizadores de
fórmula Mo_{h} V_{i} Nb_{j} A_{k} en el cual A es Ce, K, P,
Ni y/o U, h es 16, i es de 1 a 8, j es de 0,2 a 10, y k es de 0,1 a
5.
La patente U.S.-A-4.454.236 se
refiere al empleo de un catalizador calcinado de fórmula Mo_{a}
V_{b} Nb_{c} Sb_{d} X_{e}.
Las patentes antes citadas hacen referencia a
otras patentes que conciernen con la producción de etileno a partir
del etano mediante un procedimiento de oxideshidrogenación y todas
ellas hacen referencia a la formación de ácido acético como producto
secundario.
Las patentes U.S.-A-4.339.355 y
4.148.757 se refieren a un catalizador de óxidos que contiene Mo,
Nb, V y un cuarto metal entre Co, Cr, Fe, In, Mn ó Y para la
oxidación/amoxidación de un aldehido alifático no saturado en el
correspondiente ácido carboxílico alifático saturado.
La Publicación de la patente europea nº 0 294
845 se refiere a un procedimiento para una más selectiva producción
de ácido acético mediante la oxidación del etano con oxígeno en
contacto con una mezcla de catalizadores que consiste en (A) un
catalizador para la oxideshidrogenación del etano en etileno y (B)
un catalizador para la hidratación/oxidación del etileno. El
catalizador de la oxideshidrogenación del etano se representa por la
fórmula Mo_{x} V_{y} Z_{z}, en donde Z puede ser o bien nada o
bien Nb, Sb, Ta ó W.
La Publicación de la patente europea nº 0 480
594 se refiere al empleo de una composición de catalizadores a base
de óxidos metálicos que contiene tungsteno, vanadio, renio y por lo
menos uno de los metales alcalinos para la producción de etileno y
ácido acético por oxidación del etano con un gas que contiene
oxígeno molecular.
La substitución del tungsteno en todo o en parte
por molibdeno efectuada en la Publicación de la patente europea nº 0
407 091 da por resultado un aumento de la selectividad al ácido
acético a expensas de la selectividad al
etileno.
etileno.
La Publicación de la patente europea nº 0 518
548 se refiere a un procedimiento para la producción de ácido
acético mediante la oxidación del etano en contacto con un
catalizador sólido que tiene una fórmula empírica V P_{a} M_{b}
O_{x} en donde M es uno o más elementos opcionales seleccionados
entre Co, Cu, Re, Nb, W y muchos otros elementos, excluyendo el
molibdeno, a es de 0,5 a 3 y b es de 0 a 0,1.
La Publicación de la patente europea nº 0 627
401 se refiere al empleo de un catalizador V_{a} Ti_{b} O_{x}
para la oxidación del etano a ácido acético. La composición del
catalizador puede contener componentes adicionales seleccionados de
una larga lista de posibles elementos. La referencia no describe
ningún ejemplo de catalizadores que contengan aquellos elementos en
combinación con vanadio, titanio y oxígeno.
Además, se informa que catalizadores
recientemente dados a conocer, que contienen molibdeno, niobio y
vanadio con otros componentes adicionales o promotores, son
adecuados para similares aplicaciones de oxidación del etanol
(solicitud copendiente de la serie n^{os} 08/293.075; 08/997.913 y
09/107.115).
Así pues, ninguna técnica anterior describe o
sugiere las ventajas del sistema catalítico descrito en la presente
invención para la producción selectiva de ácidos carboxílicos tales
como el ácido acético a partir del etano o mezclas de
etano/etileno.
Sería deseable por lo tanto, poder disponer de
un catalizador para emplear en un método perfeccionado de fabricar
ácido acético a partir del etano.
La patente
WO-A-98/05619 describe un
procedimiento para preparar selectivamente ácido acético a partir de
una substancia gaseosa de alimentación como el etano, etileno o
mezclas de los mismos, así como de oxígeno, a temperatura elevada.
La substancia gaseosa de alimentación se conduce juntamente con un
catalizador el cual contiene los elementos Mo, Pd, X e Y con el
ratio en átomos gramo a:b:c:d en combinación con oxígeno, de acuerdo
con la fórmula (I) en la cual Mo_{a} Pd_{b} X_{c} Y_{d}. Los
símbolos X e Y tienen los siguientes significados: X representa uno
o varios elementos seleccionados del grupo formado por Cr, Mn, Nb,
Ta, Ti, V, Te y/o W, en particular Nb, V y W; Y representa uno o
varios elementos seleccionados del grupo compuesto 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, Sr, Ba, Zr, Hf, Ni, P, Pb, Sb, Si, Sn, Tl y U,
en particular Ca, Sb, Te y Li. Describe también un catalizador para
preparar selectivamente ácido acético, el cual contiene los
elementos Mo, Pd, X e Y con el ratio en átomos gramo de a:b:c:d en
combinación con oxígeno. Los índices a, b, c y x representan el
ratio en átomos gramo de los correspondientes elementos, y a = 1; b
> 0 y d = 0,05 - 2.
Es un objeto de la invención el solucionar las
deficiencias antes mencionadas.
Es otro objeto de la invención el proporcionar
un sistema catalítico perfeccionado para la producción catalítica de
ácido acético a partir del etano.
Otro objeto de la invención es el de
proporcionar un procedimiento perfeccionado para la producción de
ácido acético a partir del etano.
Los anteriores y otros objetivos y ventajas de
la invención se describen en, o pueden deducirse, a partir de la
siguiente descripción.
El catalizador para la oxidación selectiva del
etano en ácido acético se define en la reivindicación 1, el proceso
catalítico se define en la reivindicación 6, el procedimiento para
la realización de una oxidación selectiva de etano en ácido acético
se define en la reivindicación 17, el procedimiento para la
formación de un catalizador está definido en la reivindicación
24.
La presente invención se refiere a un
catalizador para la oxidación selectiva del etano con oxígeno
molecular en ácido acético en una reacción de fase gaseosa con una
relativamente alta selectividad y productividad a temperaturas de
150ºC a 450ºC y a presiones de 1-50 bars. Esto se
logra empleando una composición catalizadora perfeccionada a base de
una mezcla de óxidos metálicos con la siguiente fórmula:
Mo_{a}
V_{b} La_{c} Pd_{d} NB_{e} X_{f}
O_{y}
en
donde
X = Al
a es 1;
b es de 0,01 a 0,9, de preferencia, de 0,1 a
0,5;
c es > 0 a 0,2, de preferencia > 0 a
0,001;
d es > 0 a 0,2, de preferencia > 0 a
0,01;
e es > 0 a 0,2, de preferencia, de 0,001 a
0,2;
f es > 0 a 0,3, de preferencia, de 0,01 a 0,2
y
y es el número de átomos de oxígeno necesarios
para satisfacer la valencia del elemento presente.
El catalizador descrito en la presente invención
tiene una composición que difiere de la técnica anterior y contiene
otros elementos esenciales tales como el aluminio, galio, germanio,
para controlar la función ácida del catalizador. Además, la adición
de lantano además de los otros metales, controla el efecto óptimo de
interacción de la oxidación con el resto de los componentes del
catalizador. En conjunto, el efecto de la combinación de todos los
elementos presentes en el catalizador descrito en la presente
invención, proporciona un catalizador con una alta actividad y
selectividad para el ácido acético, en particular a baja presión y
bajas temperaturas. La producción de ácido acético a
presiones
relativamente bajas y bajas temperaturas puede tener un impacto significativo sobre los costos de capital del proceso.
relativamente bajas y bajas temperaturas puede tener un impacto significativo sobre los costos de capital del proceso.
La invención se refiere también a un
procedimiento perfeccionado para la oxidación selectiva del etano a
baja temperatura y baja presión del etano o etano/etileno en ácido
acético empleando el catalizador de la invención.
Otros objetivos así como otros aspectos,
características y ventajas de la presente invención podrán deducirse
del estudio de la presente especificación, incluyendo las
reivindicaciones y ejemplos específicos.
Un aspecto de la invención se refiere a una
composición catalizadora perfeccionada que tiene la fórmula
mencionada anteriormente. El catalizador de la invención puede
emplearse con o sin un soporte. Soportes adecuados para el
catalizador incluyen la alúmina, la sílice, titania, zirconia,
zeolitas, carburo de silicio, carburo de Mo, tamices moleculares y
otros materiales micro/no porosos, y mezclas de los mismos. Cuando
se emplea sobre un soporte, el catalizador soportado comprende
habitualmente desde aproximadamente el 19 al 50% en peso de la
composición catalizadora, siendo el resto el material de
soporte.
Otro aspecto de la invención se refiere a los
métodos de obtención del catalizador perfeccionado de la invención.
La selección de compuestos empleados así como de los procedimientos
específicos seguidos en la preparación del catalizador pueden tener
un efecto significativo sobre el rendimiento de un catalizador. De
preferencia, los elementos de la composición del catalizador se
encuentran combinados con el oxígeno en forma de óxidos.
De acuerdo con una versión, el catalizador se
prepara a partir de una solución de compuestos solubles (sales,
complejos u otros compuestos) de cada uno de los metales. La
solución es de preferencia un sistema acuoso que tiene un pH de 1 a
10, de preferencia un pH de 1 a 7, a una temperatura de
aproximadamente 30ºC a aproximadamente 100ºC. El agua se elimina por
filtración. A continuación, se seca el catalizador en una estufa de
100 a 130ºC. El catalizador seco se calcina calentando a
temperaturas de aproximadamente 250ºC a aproximadamente 600ºC en
aire u oxígeno durante un período de tiempo de aproximadamente una
hora a aproximadamente 16 horas para producir la composición
catalítica deseada.
De preferencia, el molibdeno se introduce en la
solución en forma de sales de amonio tales como el paramolibdato de
amonio, o sales ácidas orgánicas de molibdeno tales como acetatos,
oxalatos, mandelatos y glicolatos. Algunos otros compuestos de
molibdeno parcialmente solubles en agua, que pueden emplearse
incluyen óxidos de molibdeno, ácido molíbdico y cloruros de
molibdeno.
De preferencia, el vanadio se introduce en la
solución en forma de sales de amonio tales como el metavanadato de
amonio y el decavanadato de amonio, o sales orgánicas de vanadio
tales como acetatos, oxalatos, óxidos y tartratos.
De preferencia, el paladio se introduce en la
dispersión del catalizador en forma de sales de paladio tales como
acetatos, cloruros, nitratos, etc.
De preferencia, el niobio se introduce en la
dispersión del catalizador en forma de óxidos, cloruros, oxalatos,
etc.
De preferencia, el aluminio se introduce en la
dispersión del catalizador en forma de sales tales como óxidos,
óxidos hidrato, acetatos, cloruros, nitratos, etc.
De preferencia, el lantano se introduce en la
dispersión del catalizador en forma de sales tales como óxidos,
óxidos hidrato, acetatos, cloruros, nitratos, etc.
Todavía otro aspecto de la invención se refiere
a un método perfeccionado para la obtención de ácido acético a
partir de etano empleando el catalizador de la invención. La primera
materia empleada como fuente de etano puede ser una corriente de gas
la cual contiene por lo menos cinco volúmenes por ciento de etano o
mezclas de etano y etileno. La corriente de gas puede contener
también pequeñas cantidades de alcanos y alquenos de 3 a 4 átomos de
carbono de preferencia menos del cinco por ciento en volumen de cada
uno. La corriente de gas puede también contener cantidades
importantes, más del cinco por ciento en volumen de nitrógeno,
dióxido de carbono y agua en forma de vapor.
La mezcla de reacción con la que se efectúa el
procedimiento es generalmente de un mol de etano, 0,01 a 2,0 moles
de oxígeno molecular bien sea como oxígeno puro o bien en forma de
aire, y cero a 4,0 moles de agua en forma de vapor, La adición de
agua como una coalimentación juega un importante papel como
diluyente de la reacción y como moderador del calor para la
reacción. Actúa también como un acelerador de la desorción para el
producto de reacción en la reacción de oxidación en fase vapor o
como enmascarador de los sitios responsables de la oxidación total
que dan como resultado un aumento de rendimiento de ácido
acético.
Así pues, los componentes gaseosos de la mezcla
de reacción incluyen el etano, oxígeno y un diluyente, y estos
componentes se mezclan de preferencia uniformemente antes de ser
introducidos en la zona de reacción. Los componentes pueden
calentarse previamente individualmente o después de haber sido
mezclados, antes de ser introducidos en la zona de reacción, la cual
debe tener una temperatura desde aproximadamente 150ºC hasta
aproximadamente 450ºC.
La zona de reacción tiene generalmente una
presión desde 1 hasta 50 bars, de preferencia de 1 a 30 bars, una
temperatura desde aproximadamente 150ºC hasta aproximadamente 450ºC,
de preferencia desde 200ºC hasta 300ºC, un tiempo de contacto entre
la mezcla de reacción y el catalizador desde aproximadamente 0,01
segundos hasta 100 segundos, de preferencia, desde 0,1 segundos
hasta 10 segundos, y una velocidad horaria en el espacio desde
aproximadamente 50 hasta aproximadamente 50.000 h^{-1}, de
preferencia desde 100 hasta 10.000 h^{-1} y con mayor preferencia
desde 200 hasta 3.000 h^{-1}.
La temperatura de reacción se consigue de
preferencia colocando el lecho del catalizador dentro de un
convertidor tubular que tiene las paredes colocadas en un horno
calentado a la temperatura de reacción deseada.
La concentración de oxígeno en la mezcla del gas
de alimentación puede variar ampliamente desde el 0,1 al 50% ó
mayor, de la mezcla de alimentación con aplicación de las medidas
adecuadas para evitar el peligro de una explosión. El aire es la
fuente preferida de oxígeno en la alimentación. La cantidad de
oxígeno presente puede ser una cantidad estequiométrica o inferior,
de los hidrocarburos de la alimentación.
El procedimiento se efectúa generalmente en una
sola etapa aportándose todo el oxígeno y los reactantes como una
única alimentación, reciclándose los reactantes iniciales que no han
reaccionado. Sin embargo, pueden efectuarse adiciones de oxígeno en
múltiples etapas al reactor con una alimentación intermediaria de
hidrocarburo. Esto puede aumentar la productividad de ácido acético
evitando condiciones potencialmente peligrosas.
El sistema catalizador de la invención no está
limitado a la oxideshidrogenación del etano en ácido acético y puede
aplicarse para la oxidación de alfa-beta aldehidos
alifáticos no saturados en fase vapor con oxígeno molecular para
producir los correspondientes ácidos alfa-beta
carboxílicos no saturados, alcanos o alquenos de 3 átomos de carbono
en los correspondientes ácidos y pueden también aplicarse para la
amoxidación de los alcanos/alquenos.
Los siguientes ejemplos son ilustrativos de
algunos de los productos catalizadores y métodos para su obtención y
empleo, que caen dentro del ámbito de la presente invención. Por
supuesto no deben considerarse de ninguna manera como limitativos de
la invención. Numerosos cambios y modificaciones pueden hacerse con
respecto a la invención.
Se añadió metavanadato de amonio (Aldrich
Chemicals. Contenido = 99,0%) en una cantidad de 7,6 gramos, a agua
destilada y se calentó a 90ºC con agitación. Se obtuvo una solución
de color amarillo con un pH entre 4 y 7 (solución A). Se añadieron
3,4 gramos de óxido hidrato de niobio y 28 gramos de ácido oxálico
con agua a la solución anterior con agitación contínua para dar una
solución transparente con un pH de 1,5 a 0,4. Además, se añadió
paramolibdato de amonio tetrahidratado (Aldrich Chemicals A.C.S -
12054-85-2) en una cantidad de 28,8
gramos a la solución con agua. Las cantidades requeridas de sales de
lantano, aluminio y paladio se añadieron a continuación lentamente a
la mezcla anterior. La mezcla se secó a continuación. El sólido
resultante se colocó en un horno a 120ºC para que se secara durante
la noche. El material seco se enfrió a temperatura ambiente y se
calcinó a 350ºC. El catalizador calcinado se formuló en partículas
uniformes de un tamaño de 40-60 mallas y se cargó en
un lecho fijo de acero inoxidable de un reactor autoclave tubular.
El catalizador obtenido se comprobó con una composición de
alimentación gaseosa de etano, oxígeno, nitrógeno, agua en un ratio
de 40:8:32:20 a 300ºC a una presión de 0,13 MPa (19 psi) y un flujo
de 300 cc/minuto. El producto de reacción dio un rendimiento en
ácido acético en un espacio de tiempo, de 117 (g de ácido acético
por litro de catalizador por hora) con el 5,7% de conversión
de
etano.
etano.
El procedimiento para la preparación del
catalizador y su composición fueron los mismos que los descritos en
el ejemplo 1, excepto que el catalizador se comprobó con una
composición alimentadora de gas de etano, oxígeno, nitrógeno, agua,
en el ratio 40:8:32:20 a 280ºC a una presión de 1,38 MPa (200 psi) y
un flujo total de 300 cc/minuto. El producto de reacción mostró un
rendimiento en ácido acético en un espacio de tiempo, de 310 (g de
ácido acético por litro de catalizador por hora) con el 10,7% de
conversión de etano.
El procedimiento para la preparación del
catalizador y su composición fueron los mismos que los descritos en
el ejemplo 1, excepto que el catalizador se comprobó con una
composición alimentadora de gas etano, oxígeno, nitrógeno, agua, con
el ratio 40:15:25:20 a 300ºC a una presión de 0,13 MPa (19 psi) y un
flujo total de 75 cc/minuto. El producto de reacción dio un
rendimiento en ácido acético en un espacio de tiempo, de 93 (g de
ácido acético por litro de catalizador por hora) con el 16% de
conversión de etano.
El procedimiento para la preparación del
catalizador y su composición fueron los mismos que los descritos en
el ejemplo 1, excepto que el catalizador se comprobó con una
composición alimentadora de gas etano, oxígeno, nitrógeno, agua, en
el ratio 40:8:32:20 a 280ºC a una presión de 1,38 MPa (200 psi) y un
flujo total de 77 cc/minuto. El producto de reacción dio un
rendimiento en ácido acético en un espacio de tiempo, de 95 (g de
ácido acético por litro de catalizador por hora) con el 10% de
conversión de etano con el 85% de selectividad para el ácido
acético.
El catalizador mencionado en la presente
invención mostró un comportamiento redox y acídico óptimo, dando
como resultado una alta actividad y una alta selectividad hacia los
productos de oxidación parcial.
La descripción anterior de la invención tiene un
objeto ilustrativo y no limitante. Pueden efectuarse varios cambios
o modificaciones en las versiones descritas por los expertos en la
técnica. Estas pueden hacerse sin abandonar el espíritu y el ámbito
de la invención.
Claims (27)
1. Un catalizador para la oxidación selectiva
del etano en ácido acético, el cual contiene una composición
catalítica que tiene la fórmula siguiente:
Mo_{a}
V_{b} La_{c} Pd_{d} Nb_{e} X_{f}
O_{y}
en
donde
X es Al;
a es 1;
b es de 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; y
y es un número determinado por la valencia de
los otros elementos en la composición del catalizador.
2. El catalizador de la reivindicación 1, en
donde dicho catalizador es un catalizador soportado que comprende un
soporte.
3. El catalizador de la reivindicación 1, en
donde a es 1; b es de 0,1 a 0,5; c es > 0 a 0,001; d es > 0 a
0,01; e es de 0,001 a 0,2, y f es de 0,01 a 0,2.
4. El catalizador de la reivindicación 2, en
donde dicho soporte se selecciona de alúmina, sílice, titania,
zirconia, carburo de silicio, carburo de Mo, zeolitas y tamices
moleculares y otros materiales microporosos/nanoporosos.
5. El catalizador de la reivindicación 2, en
donde dicho catalizador soportado comprende del 5 al 50% en peso de
la composición del catalizador y del 50 al 95% en peso del
soporte.
6. Un procedimiento catalítico de una sola
etapa para la conversión directa del etano o etano/etileno en ácido
acético por medio de la oxidación la cual comprende el paso de la
oxidación del etano o etano/etileno con oxígeno o un compuesto capaz
de proporcionar oxígeno en una zona de reacción en presencia del
catalizador de la
\hbox{reivindicación 1.} 7. El procedimiento de la reivindicación 6, en
donde dicha oxidación se efectúa introduciendo una mezcla de
alimentación que contiene etano, en dicha zona de reacción.
8. El procedimiento de la reivindicación 7, en
donde dicha mezcla de alimentación contiene además, aire.
9. El procedimiento de la reivindicación 7, en
donde dicha mezcla de alimentación contiene oxígeno.
10. El procedimiento de la reivindicación 7, en
donde dicha mezcla de alimentación contiene oxígeno molecular en la
proporción del 0,1 al 50% en volumen de la alimentación.
11. El procedimiento de la reivindicación 7, en
donde dicha mezcla de alimentación está diluida con vapor en una
cantidad que va del 0 al 50% en volumen.
12. El procedimiento de la reivindicación 6, en
donde dicha oxidación se logra operando en fase gaseosa a una
temperatura de 150 a 450ºC, a una presión de 1 a 50 bars, y con un
tiempo de contacto entre la mezcla de reacción y el catalizador de
0,1 a 50 segundos.
13. El procedimiento de la reivindicación 6, en
donde dicha oxidación del etano no produce nada o bien no produce
ninguna cantidad significativa de CO.
14. El procedimiento de la reivindicación 7, el
cual comprende además la introducción de oxígeno en múltiples pasos
en la mezcla de alimentación para aumentar el rendimiento, la
selectividad o el rendimiento y la selectividad del ácido
acético.
15. El procedimiento de la reivindicación 6,
en donde la selectividad del etano en ácido acético es > 82%, con
una conversión del etano > 7%.
16. El procedimiento de la reivindicación 6, en
donde dicho catalizador está en forma de un lecho fijo o fluidizado
o en un reactor de lecho sólido movible.
17. Un procedimiento para efectuar una
oxidación selectiva del etano en ácido acético en fase fluida, el
cual comprende el contacto de por lo menos un reactante en fase
fluida en condiciones adecuadas de reacción con el catalizador de la
reivindicación 2.
18. El procedimiento de la reivindicación 17,
en donde dicha reacción química catalítica convierte uno o más
reactantes de fase fluida en uno o más productos de fase fluida.
19. El procedimiento de la reivindicación 17,
en donde dicha reacción química catalítica oxida alcanos inferiores
en los correspondientes ácidos.
20. El procedimiento de la reivindicación 18,
en donde uno o más reactantes de fase fluida contienen etano, y uno
o más productos de fase fluida contienen ácido acético.
21. El procedimiento de la reivindicación 18,
en donde uno o más reactantes de fase fluida contiene
alfa-beta aldehidos alifáticos no saturados y
oxígeno y uno o más productos de fase fluida contienen ácidos
alfa-beta carboxílicos no saturados.
22. El procedimiento de la reivindicación 17,
en donde por lo menos un reactante es alcano de 2 a 8 átomos de
carbono.
23. El procedimiento de la reivindicación 17,
en donde por lo menos un reactante es etano, etileno, propano,
propileno, iso-butano ó
n-butano.
24. Un procedimiento para la formación del
catalizador de la reivindicación 1, el cual comprende los pasos
de:
a) formación de una mezcla que contiene Mo, La,
V, Pd y Nb y Al en una solución;
b) secado de dicha mezcla para formar un
material sólido seco; y
c) calcinación de dicho material sólido seco
para formar dicho catalizador.
25. El procedimiento de la reivindicación 24,
en donde dicha mezcla es un sistema acuoso que tiene un pH de 1 a
10.
26. El procedimiento de la reivindicación 24,
en donde dicha mezcla es un sistema acuoso que tiene un pH de 1 a
7.
27. El procedimiento de la reivindicación 24,
en donde dicha calcinación comprende el calentamiento de dicho
material sólido seco a una temperatura de calcinación desde
aproximadamente 250 hasta 450ºC en aire u oxígeno durante un período
de tiempo desde aproximadamente una hora hasta aproximadamente 16
horas.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US219702 | 1998-12-23 | ||
| US09/219,702 US6060421A (en) | 1998-12-23 | 1998-12-23 | Catalysts for the oxidation of ethane to acetic acid, methods of making and using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2270629T3 true ES2270629T3 (es) | 2007-04-01 |
Family
ID=22820416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES99964628T Expired - Lifetime ES2270629T3 (es) | 1998-12-23 | 1999-12-15 | Catalizador para la oxidacion del etano en acido acetico. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6060421A (es) |
| EP (1) | EP1058579B1 (es) |
| JP (1) | JP4346823B2 (es) |
| AT (1) | ATE336297T1 (es) |
| DE (1) | DE69932806T2 (es) |
| ES (1) | ES2270629T3 (es) |
| TW (1) | TW476665B (es) |
| WO (1) | WO2000038833A1 (es) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6087297A (en) * | 1998-06-29 | 2000-07-11 | Saudi Basic Industries Corporation | Catalysts for gas phase production of acetic acid from ethane, processes of making the same and methods of using same |
| 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 |
| US6693059B2 (en) * | 2000-02-09 | 2004-02-17 | Rohm And Haas Company | Process for preparing a catalyst and catalytic oxidation therewith |
| US6444845B1 (en) * | 2000-04-28 | 2002-09-03 | Saudia Basic Industries Corporation | Process for the oxidation of unsaturated aldehydes to produce carboxylic acids using Mo-V based catalysts |
| US6531631B1 (en) | 2000-04-28 | 2003-03-11 | Saudi Basic Industries Corporation | Oxidation of ethane to acetic acid and ethylene using molybdenum and vanadium based catalysts |
| US6337424B1 (en) * | 2000-04-28 | 2002-01-08 | Saudi Basic Industries Corporation | Catalysts oxidation of lower olefins to unsaturated aldehydes, methods of making and using the same |
| US7038082B2 (en) | 2002-10-17 | 2006-05-02 | Basf Aktiengesellschaft | Preparation of a multimetal oxide material |
| UA79540C2 (uk) * | 2003-01-27 | 2007-06-25 | Бп Кемікалз Лімітед | Каталітична композиція окиснення, її одержання та спосіб селективного окиснення |
| US7285679B2 (en) * | 2005-06-22 | 2007-10-23 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Oxidation of alkanes |
| DE102010001399A1 (de) | 2010-01-29 | 2011-08-04 | Wacker Chemie AG, 81737 | Verfahren zur Herstellung von Carbonsäuren mit 1-3 Kohlenstoff-atomen aus nachwachsenden Rohstoffen |
| CN107029700B (zh) * | 2017-05-08 | 2019-11-26 | 厦门大学 | 一种丙烷氨氧化制丙烯腈的催化剂及其制备方法 |
| WO2020194228A1 (en) | 2019-03-26 | 2020-10-01 | Sabic Global Technologies B.V. | Method of reactivating catalyst |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3131223A (en) * | 1957-01-04 | 1964-04-28 | Consortium Elektrochem Ind | Process for the production of aldehydes and ketones |
| DE1129469B (de) * | 1957-09-28 | 1962-05-17 | Hoechst Ag | Verfahren zur Herstellung von Aldehyden, Ketonen oder den Aldehyden entsprechenden Saeuren |
| US3057915A (en) * | 1957-09-14 | 1962-10-09 | Hoechst Ag | Process for oxidizing olefins to aldehydes, ketones and acids |
| US3240805A (en) * | 1961-10-13 | 1966-03-15 | Halcon International Inc | Process for producing acetic acid |
| US4339355A (en) * | 1975-10-09 | 1982-07-13 | Union Carbide Corporation | Catalytic oxide of molybdenum, vanadium, niobium and optional 4th metal |
| US4148757A (en) * | 1977-08-10 | 1979-04-10 | The Standard Oil Company | Process for forming multi-component oxide complex catalysts |
| US4250346A (en) * | 1980-04-14 | 1981-02-10 | Union Carbide Corporation | Low temperature oxydehydrogenation of ethane to ethylene |
| GB8915410D0 (en) * | 1989-07-05 | 1989-08-23 | Bp Chem Int Ltd | Chemical process |
| US4568790A (en) * | 1984-06-28 | 1986-02-04 | Union Carbide Corporation | Process for oxydehydrogenation of ethane to ethylene |
| US4524236A (en) * | 1984-06-28 | 1985-06-18 | Union Carbide Corporation | Process for oxydehydrogenation of ethane to ethylene |
| US4596787A (en) * | 1985-04-11 | 1986-06-24 | Union Carbide Corporation | Process for preparing a supported catalyst for the oxydehydrogenation of ethane to ethylene |
| US4899003A (en) * | 1985-07-11 | 1990-02-06 | Union Carbide Chemicals And Plastics Company Inc. | Process for oxydehydrogenation of ethane to ethylene |
| US5162578A (en) * | 1987-06-12 | 1992-11-10 | Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation | Acetic acid from ethane, ethylene and oxygen |
| JP3142549B2 (ja) * | 1990-09-10 | 2001-03-07 | 三菱レイヨン株式会社 | 鉄・アンチモン・モリブデン含有酸化物触媒組成物およびその製法 |
| GB9022127D0 (en) * | 1990-10-11 | 1990-11-21 | Bp Chem Int Ltd | Process |
| US5300682A (en) * | 1991-06-10 | 1994-04-05 | The Standard Oil Co. | Catalytic oxidation of ethane to acetic acid |
| TW295579B (es) * | 1993-04-06 | 1997-01-11 | Showa Denko Kk | |
| FR2705668B1 (fr) * | 1993-05-28 | 1995-08-25 | Rhone Poulenc Chimie | Procédé de préparation d'acide acétique par oxydation ménagée de l'éthane. |
| DE19630832A1 (de) * | 1996-07-31 | 1998-02-05 | Hoechst Ag | Verfahren zur selektiven Herstellung von Essigsäure |
-
1998
- 1998-12-23 US US09/219,702 patent/US6060421A/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-12-15 ES ES99964628T patent/ES2270629T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-15 DE DE69932806T patent/DE69932806T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-15 AT AT99964628T patent/ATE336297T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-12-15 WO PCT/EP1999/010186 patent/WO2000038833A1/en active IP Right Grant
- 1999-12-15 EP EP99964628A patent/EP1058579B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-15 JP JP2000590777A patent/JP4346823B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-12-22 TW TW088122637A patent/TW476665B/zh not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-02-14 US US09/503,635 patent/US6130356A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE336297T1 (de) | 2006-09-15 |
| TW476665B (en) | 2002-02-21 |
| WO2000038833A1 (en) | 2000-07-06 |
| DE69932806D1 (de) | 2006-09-28 |
| US6130356A (en) | 2000-10-10 |
| EP1058579B1 (en) | 2006-08-16 |
| JP4346823B2 (ja) | 2009-10-21 |
| JP2002537085A (ja) | 2002-11-05 |
| US6060421A (en) | 2000-05-09 |
| EP1058579A1 (en) | 2000-12-13 |
| DE69932806T2 (de) | 2007-05-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4809531B2 (ja) | アルカン類の対応酸類への接触酸化法 | |
| JP4346822B2 (ja) | プロピレンの低温度選択的酸化用のモリブデン−バナジウム系触媒、その製造方法及び使用方法 | |
| US6030920A (en) | Catalysts for producing acetic acid from ethane oxidation, processes of making same and method of using same | |
| US4524236A (en) | Process for oxydehydrogenation of ethane to ethylene | |
| US5907056A (en) | Catalysts for the oxidation of ethane to acetic acid, processes of making same and processes of using same | |
| ES2210163T3 (es) | Procedimiento para la oxidacion de etano y etileno. | |
| ES2270629T3 (es) | Catalizador para la oxidacion del etano en acido acetico. | |
| US6087297A (en) | Catalysts for gas phase production of acetic acid from ethane, processes of making the same and methods of using same | |
| JP3961834B2 (ja) | 低級オレフィンの不飽和アルデヒドへの酸化のための触媒、その製造方法および使用方法 | |
| 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 | |
| JP2004500972A (ja) | エタンの酢酸およびエチレンへの酸化のための触媒、その製造方法、およびその使用方法 |