ES2439585T3 - Proceso para la producción de ácido glicólico - Google Patents

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Abstract

Un proceso para la producción de ácido glicólico en presencia de agua que comprende la puesta en contacto demonóxido de carbono y formaldehído con un catalizador que comprende un compuesto de polioxometalato ácidoencapsulado dentro de los poros de una zeolita, caracterizado por que la zeolita tiene jaulas más grandes que elcompuesto de polioxometalato ácido, y tiene poros con un diámetro más pequeño que el diámetro del compuesto depolioxometalato ácido.

Description

Proceso para la producción de ácido glicólico
Esta invención se refiere a la producción de ácido glicólico, y más en particular a la producción de ácido glicólico mediante carbonilación de formaldehído.
El etilenglicol es un producto químico utilizado en grandes cantidades y de forma generalizada, siendo uno de sus usos principales la producción de plásticos y fibras de poliéster. Se prepara ampliamente mediante la hidratación de óxido de etileno, que se fabrica mediante la oxidación de etileno.
Un método alternativo de producción de etilenglicol que evita la necesidad de un derivado de etileno, y en consecuencia la necesidad de un craqueo con vapor para producir etileno, es utilizar compuestos C1 como materias primas. Dichos procesos incluyen la reacción de monóxido de carbono con formaldehído, que da lugar a la formación de ácido glicólico, que a continuación se puede convertir en etilenglicol mediante procesos tales como hidrogenación, opcionalmente después de haber sido convertido en primer lugar en un éster del ácido glicólico.
Por ejemplo, He y col. en Catalysis Today, 51 (1999), 127-134, describen la utilización de heteropoliácidos como catalizadores homogéneos para la carbonilación de formaldehído o formiato de metilo.
Los documentos de Estados Unidos 2.152.852 y Estados Unidos 2.153.064 describen procesos en los que el formaldehído se pone en contacto con un catalizador ácido y monóxido de carbono, preferentemente con agua, a temperaturas y presiones elevadas para producir ácido glicólico. Se indica que los ácidos inorgánicos y orgánicos son adecuados. En el documento de Estados Unidos 2.153.064 se indica que son adecuadas presiones de 0,5 MPa a 152 MPa (5 a 1500 atmósferas) y temperaturas de 50 a 350 °C.
El documento de Estados Unidos 3.911.003 describe la producción de ácido hidroxiacético (ácido glicólico) a partir de monóxido de carbono, agua y formaldehído utilizando un catalizador de fluoruro de hidrógeno. Se indica que son adecuadas temperaturas de 0 a 100 °C y presiones parciales de CO de 0,16 MPa a 27,7 MPa (10 a 4000 psig (1,6 a 273 atm)). Se indica que la presión total es sólo de un 1 a un 10% superior a la presión parcial de CO.
El documento WO 01/49644 describe un proceso en el que se hace reaccionar formaldehído o uno de sus derivados con monóxido de carbono en presencia de un catalizador ácido y un disolvente de sulfona, el catalizador ácido que tiene un valor de pKa por debajo de -1. Se indica que se prefieren los ácidos sulfónicos halogenados, aunque también se indica que como catalizadores heterogéneos son adecuadas las resinas de intercambio iónico muy ácidas.
El documento EP 0 114 657 desvela un proceso para la producción de ácidos hidroxicarboxílicos mediante carbonilación utilizando catalizadores de zeolita.
Aún existe la necesidad de un proceso alternativo para la producción de ácido glicólico a partir de reactivos C1, y también la necesidad de un proceso para la producción de ácido glicólico a partir de reactivos C1 en el que el catalizador sea resistente a la lixiviación.
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un proceso para la producción de ácido glicólico en presencia de agua que comprende la puesta en contacto de monóxido de carbono y formaldehído con un catalizador que comprende un compuesto de polioxometalato ácido encapsulado dentro de los poros de una zeolita, caracterizado por que la zeolita tiene jaulas más grandes que el compuesto de polioxometalato ácido, y que tiene poros con un diámetro más pequeño que el diámetro del compuesto de polioxometalato ácido.
Los compuestos de polioxometalato comprenden aniones de polioxometalato, cuya estructura está basada en una pluralidad de especies de óxidos metálicos condensados. Con protones en forma de contraiones, presentan acidez de Brönsted. Existe una serie de estructuras de polioxometalato conocidas, por ejemplo las formas de Wells-Dawson, Anderson y Keggin. Una descripción de las estructuras de los polioxometalatos se puede encontrar en Catalysis for Fine Chemical Synthesis, Volumen 2: Catalysis by Polyoxometalates, editado por I. Kozhevnikov, Springer-Verlag, Berlín, 2003. Los ejemplos más comunes de los compuestos de polioxometalato ácidos son los heteropoliácidos. Los ejemplos de heteropoliácidos incluyen ácido silicowolfrámico, H4SiW12O40, y ácido fosfowolfrámico H3PW12O40, que adopta la estructura de Keggin. Otro ejemplo es el ácido yodomolíbdico, H5IO6Mo24, que adopta la estructura de Anderson. Un ejemplo adicional es un polimorfo diferente del ácido fosfowolfrámico que adopta la estructura de Wells-Dawson, H6P2W18O62.
Los ácidos son muy solubles en agua y en disolventes orgánicos polares, tales como alcoholes, cetonas y aldehídos. Pueden estar soportados sobre sólidos insolubles, por ejemplo sílice, alúmina, aluminosílice, zirconia, ceria, titania y carbono, para producir catalizadores heterogéneos que pueden permitir que se consiga una alta dispersión del
heteropoliácido. Sin embargo, en las composiciones de reacción en fase líquida, por ejemplo, composiciones de reacción de carbonilación del formaldehído, hay una tendencia a que el heteropoliácido se disuelva en la mezcla de reacción, que comprende formaldehído polar y ácido glicólico producto, con frecuencia en presencia de disolvente.
Ahora se ha encontrado que los problemas de lixiviación de los compuestos de polioxometalato ácidos se pueden reducir o incluso eliminar al encapsularlos dentro de la estructura en jaula de una zeolita, la zeolita que tiene jaulas que son suficientemente grandes para acomodar el ion polioxometalato, y poros que intersectan con las jaulas, que son suficientemente pequeños de forma que se previene la fuga de los aniones polioxometalato de las jaulas.
Las zeolitas son compuestos inorgánicos cristalinos con una estructura porosa. Con frecuencia, cuando la estructura porosa implica la intersección de canales en 2 o 3 dimensiones, se forma una jaula, cuyo tamaño depende del tamaño de los canales y de la forma cristalina de la zeolita. Con mucha mayor frecuencia, las zeolitas comprenden redes de sílice o aluminosilicato, aunque existen varios otros tipos tales como aluminofosfatos, silicoaluminofosfatos, galoaluminatos, galofosfatos y germanosilicatos. Las zeolitas también pueden incorporar a la red iones de metales de transición, por ejemplo iones de titanio, cobalto y vanadio. Dependiendo de los elementos constituyentes, la red puede tener una carga negativa, que puede estar compensada por cationes no incluidos en la red. Cuando los cationes son protones, la zeolita presenta acidez de Brönsted. No obstante, para contrarrestar la carga negativa de forma alternativa se pueden utilizar otros cationes, por ejemplo cationes de amonio, de metales alcalinos, de metales alcalino-térreos, de metales de transición y de lantánidos.
En la presente invención, el catalizador comprende no solamente los compuestos de polioxometalato ácidos, sino también una zeolita que tiene una jaula de un tamaño suficiente para acomodar el polioxometalato ácido. Cuando el compuesto de polioxometalato ácido se mantiene dentro de la estructura en jaula de la zeolita, en la carbonilación del formaldehído se observa una resistencia demostrable a la lixiviación y a la desactivación.
Una zeolita adecuada que se puede utilizar en la presente invención tiene una estructura en jaula con un diámetrosuperior a 10 Å, que puede acomodar un anión de polioxometalato, mientras está conectado por canales o poros porlo general no superiores a 8 Å de diámetro, de manera que el anión de polioxometalato no se puede difundir fuera de la jaula. Un ejemplo de una estructura de zeolita adecuada es la estructura de Faujasita (FAU), es un ejemplo de la que la zeolita Y. Los detalles completos de las estructuras de las zeolitas se pueden encontrar en el Atlas of Zeolite Structure Types, disponible en la International Zeolite Association. La zeolita Y es una zeolita de aluminosilicato que comprende canales con aberturas de los canales de anillos de 12 miembros. Por aberturas de los canales de anillos de 12 miembros se quiere decir que la abertura en el canal (o el poro) está compuesta de 12 átomos reticulares que no son oxígeno, en este caso átomos de Al y Si. El diámetro de canal es de aproximadamente 7,4 Å. La estructura del canal es tridimensional, y tiene jaulas con un diámetro de 12,7 Å aproximadamente. Por lo general, la zeolita Y tiene una relación molar de silicio a aluminio superior a 1,5 y en general inferior a 100.
La estructura en jaula de la zeolita Y es de dimensiones suficientes para acomodar ácidos de polioxometalato que tienen la estructura de Keggin, mientras que el diámetro de las aberturas de las jaulas es demasiado pequeño para permitir que la unidad de polioxometalato abandone la jaula. Gracias a ello, se impide que el catalizador de polioxometalato ácido se lixivie fuera del soporte de zeolita, y produce un catalizador con un tiempo de vida útil prolongado, en particular en reacciones en fase líquida.
Un ejemplo de un ácido de polioxometalato que se puede utilizar en la presente invención es el ácido fosfowolfrámico, aunque también son adecuadas sus sales parcialmente neutralizadas. La forma de Keggin delácido fosfowolfrámico tiene un diámetro de 12 Å aproximadamente, que es más pequeño que el diámetro de la jaula de la zeolita Y de 12,7 Å, y más grande que el diámetro de poro de 7,4 Å aproximadamente.
Opcionalmente, se pueden utilizar formas desaluminadas de las zeolitas. El tratamiento de desaluminación de una zeolita por lo general se lleva a cabo para alterar parcialmente la estructura de la zeolita, que mejora el transporte y la difusión de los reactivos y productos de reacción hacia y desde los sitios catalíticos activos en fracciones no alteradas de la estructura de la zeolita. Por lo general se consigue mediante el tratamiento con vapor a temperaturas elevadas, y puede producir la eliminación de parte del aluminio reticular. Una forma de zeolita Y "desaluminada" preparada mediante este método se denomina "USY" (Y ultra estable). Para la zeolita Y no desaluminada, la relación molar de Si/Al tiende a estar en el intervalo de 1,5 a 10, tal como entre 1,5 y 3. La USY tiende a tener relaciones molares de Si/Al superiores, por ejemplo de 4 o superior, tal como en el intervalo de 4 a 100, y con frecuencia en el intervalo de 4 a 40, tal como de 15 a 30.
Las zeolitas, tal como la zeolita Y, con frecuencia comprenden sodio como cationes no reticulares de balance de carga como consecuencia de los procedimientos sintéticos utilizados para prepararlas. La forma sódica de las zeolitas, por ejemplo, la forma sódica de la zeolita Y, se puede utilizar en el catalizador del proceso de la presente invención sin tratamiento adicional. No obstante, esto no excluye el uso de otros cationes. Por ejemplo, los iones de sodio se pueden intercambiar total o parcialmente con cationes más pequeños o más grandes para incrementar o reducir el volumen de los cationes dentro de la jaula de la zeolita, lo que permitirá la acomodación dentro de ella de iones de polioxometalato más grandes o más pequeños. De manera alternativa, la acidez del catalizador se puede
modificar mediante la utilización de zeolitas total o parcialmente sometidas a intercambio de protones. El intercambio de cationes no reticulares en zeolitas es muy conocido, y se puede conseguir mediante técnicas tales como intercambio iónico, que supone la suspensión de la zeolita en una solución que comprende el catión de sustitución. Opcionalmente, este procedimiento se lleva a cabo más de una vez para garantizar que el intercambio iónico se produzca de manera suficiente. Para preparar zeolitas de intercambio protónico, una técnica consiste en sustituir total o parcialmente los cationes no reticulares con iones de amonio, y posteriormente la calcinación de la zeolita sometida a intercambio con amonio.
En una realización, el catalizador se prepara mediante la formación in situ del ácido de polioxometalato dentro de los poros de la zeolita. Por ejemplo, en el caso del ácido fosfowolfrámico en la zeolita Y, la zeolita Y (o USY) se puede cargar con una sal de fosfato seguido por una sal de wolframato, y permitir que se forme el ácido fosfowolfrámico, con una proporción del mismo que se forma dentro de los poros de la zeolita, que permanece dentro de ella incluso después del lavado. Por lo general, la carga de polioxometalato en la zeolita se encuentra en el intervalo del 0,1 al 50% en peso del catalizador, por ejemplo, en el intervalo del 1 al 30% en peso.
En una realización de la invención, el ácido de polioxometalato está parcialmente neutralizado por uno o más cationes, tal como cationes de amonio o de metales alcalinos o alcalino-térreos, que permite cierto control sobre la acidez que se puede conseguir, si se desea, del ácido de polioxometalato.
En el proceso de la presente invención, el catalizador se pone en contacto con monóxido de carbono y formaldehído en presencia de agua, opcionalmente en presencia de un disolvente adicional. La temperatura de reacción por lo general está en el intervalo entre 50 y 400 °C, por ejemplo en el intervalo entre 100 y 250 °C. Las presiones por lo general están en el intervalo entre 1 y 1000 bar (0,1 y 100 MPa), tal como en el intervalo entre 1 y 200 bar (0,1 y 20 MPa).
El proceso puede ser un proceso en fase líquida en presencia de agua en donde la composición de reacción comprende un disolvente adicional. En una realización, el disolvente adicional es una sulfona, por ejemplo, 1,1dióxido de 2,3,4,5-tetrahidrotiofeno, a menudo conocido como sulfolano.
Los procesos en fase líquida se pueden llevar a cabo en una configuración de flujo continuo, que en una realización consiste en la alimentación de los componentes de la composición de reacción, es decir, el monóxido de carbono, el formaldehído y el disolvente opcional, ya sea pre-mezclados o por separado, en un reactor que comprende un lecho fijo de catalizador, para producir una composición de producto que se extrae del reactor de forma continua. De manera alternativa, la reacción se puede llevar a cabo de forma discontinua, en donde en una realización supone la suspensión y agitación de una suspensión del catalizador en una composición de reacción líquida que comprende el disolvente y formaldehído, con la introducción de monóxido de carbono a presión en el reactor. La composición del producto resultante a continuación se puede retirar periódicamente del reactor. Por lo general, todo el catalizador extraído del reactor con la corriente del producto se separa y se vuelve a introducir en el reactor para minimizar la pérdida de catalizador.
La composición del producto comprende ácido glicólico. La composición del producto se puede tratar para recuperar el disolvente y los reactivos sin reaccionar, por ejemplo, el formaldehído y monóxido de carbono. Esto se puede conseguir por diversos medios. Por ejemplo, el formaldehído y el monóxido de carbono se pueden recuperar mediante separación súbita y/o destilación.
El ácido glicólico se puede separar de la composición del producto mediante precipitación, por ejemplo, mediante tratamiento con una sal tal como una sal de calcio, que convierte el ácido glicólico en una forma insoluble que a continuación se puede separar mediante filtración, centrifugación o decantación. En otra realización, el ácido glicólico se trata con un alcohol, por ejemplo, metanol o etanol, para producir un éster del ácido glicólico que se puede separar mediante destilación.
En una realización de la invención, el ácido glicólico se convierte en etilenglicol. Esto, por lo general, se consigue mediante la hidrogenación del ácido glicólico, o de una corriente del proceso que comprende ácido glicólico. En una realización adicional, el ácido glicólico se convierte en primer lugar en un éster, por ejemplo un éster metílico o etílico mediante la reacción con metanol o etanol, respectivamente, que a continuación se puede hidrogenar para recuperar el alcohol y producir etilenglicol (con frecuencia también denominado como monoetilenglicol o MEG). Por lo general la hidrogenación se lleva a cabo de forma catalítica, utilizando un catalizador de hidrogenación convencional, por ejemplo, paladio, platino, rodio, rutenio, cobalto o níquel sobre un soporte tal como carbono, sílice o alúmina. Otros catalizadores incluyen óxidos mixtos de cobre y uno o más de magnesio, manganeso, níquel, hierro, cobalto, cromo, calcio, bario, estroncio, potasio, cesio, cinc, cadmio y plata. La hidrogenación del ácido glicólico o del éster del ácido glicólico se describe en el documento de Estados Unidos 2.285.448.
La fuente del reactivo de monóxido de carbono puede ser una fuente pura de monóxido de carbono, que opcionalmente comprende pequeñas cantidades de impurezas tales como uno o más de alcanos ligeros, dióxido de
carbono o hidrógeno. De manera alternativa, la fuente de monóxido de carbono puede ser un componente de una mezcla gaseosa, por ejemplo gas de síntesis que es una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono.
El reactivo de formaldehído se puede generar in situ dentro del reactor. Por ejemplo, en una realización de la invención, se utiliza paraformaldehído como reactivo. El paraformaldehído es un polímero de formaldehído, que se revierte a formaldehído monomérico en presencia de moléculas polares, tales como disolventes acuosos o disolventes alcohólicos.
A continuación se muestran ejemplos no limitantes que ilustran la invención, y con referencia a la Figura 1 que es una representación gráfica de la actividad del ácido glicólico de catalizadores de ácido fosfowolfrámico soportado después de repetidas separaciones, lavados y reutilizaciones.
Ejemplo 1
Se incorporó ácido fosfowolfrámico a una zeolita Y parcialmente desaluminada (USY), añadiendo en primer lugar 3 g de USY (relación molar Si/Al de 23) a una solución de 1,4 g de fosfato sódico en 100 g de agua, y agitando la mezcla a temperatura ambiente durante 2 horas. A continuación se añadió gota a gota a la suspensión una solución que contiene 8,6 g de wolframato sódico y, después de 1,5 horas de agitación, se añadió gota a gota una cantidad estequiométrica de 8,6 ml de ácido clorhídrico concentrado. La mezcla se agitó durante 4 horas más, antes de retirar por filtración el ácido fosfowolfrámico soportado sobre zeolita y secar a 383 K. El sólido se suspendió y se agitó en agua caliente a una temperatura de 353 K durante una hora y se filtró. Este lavado en agua caliente se llevó a cabo un total de 10 veces. El procedimiento de lavado retira el ácido fosfowolfrámico que no se encuentra encapsulado dentro de la estructura de la zeolita. El catalizador preparado de esta manera se representa en lo sucesivo como PW-USY al 10%. El porcentaje de carga (10% en peso) del ácido fosfowolfrámico (PW) se calculó comparando el peso de la USY utilizada con el peso de la USY cargada con PW después del lavado y la calcinación al aire a 500 °C.
Ejemplo 2
El procedimiento seguido fue idéntico al Ejemplo 1, pero la carga del ácido fosfowolfrámico fue superior (representada en lo sucesivo como PW-USY al 25%), y se preparó utilizando 4,0 g de fosfato sódico, 25,0 g de wolframato sódico y 25,0 ml de ácido clorhídrico concentrado.
Ejemplo comparativo 3
El ácido fosfowolfrámico se puso sobre el soporte SBA-15, que es una sílice que comprende una disposición hexagonal de canales mesoporosos con diámetros en el intervalo de 4,6 a 30 nm. Se suspendió 1 g de SBA-15 en una solución de ácido fosfowolfrámico 0,1 mmol en 10 ml de etanol. La suspensión se agitó a temperatura ambiente durante 3 horas. El sólido resultante se filtró y se evaporó hasta sequedad a 100 °C, y si calcinó al aire a 500 °C durante 4 horas. La carga de ácido fosfowolfrámico representaba el 20% en peso. El catalizador no encapsulado preparado de esta forma está representado en lo sucesivo como PW(NE)-SBA-15.
Ejemplo comparativo 4
Se siguió el procedimiento del Ejemplo comparativo 3, excepto en que el soporte consistió en USY. Esto es diferente de los Ejemplos 1 y 2, en el sentido de que el ácido fosfowolfrámico está soportado sobre la superficie externa de la zeolita, y no está encapsulado dentro del poro y la estructura en jaula de la zeolita. La carga de ácido fosfowolfrámico representaba el 20% en peso. El catalizador no encapsulado preparado de esta forma está representado en lo sucesivo como PW(NE)-USY.
Los experimentos de carbonilación se llevaron a cabo utilizando un autoclave de acero inoxidable de 100 ml, que estaba revestido con un recubrimiento de Teflon™. Se añadió 1,0 g de catalizador al autoclave, junto con 0,2 g de paraformaldehído, 0,12 g de agua y 20 ml de disolvente sulfolano. El autoclave se purgó tres veces con monóxido de carbono (CO), antes de cargarlo en última instancia con CO a una presión de 4,0 MPa (40 bar) y calentar lentamente a una temperatura de reacción de 120 °C. Se estima que la presión del autoclave a la temperatura de reacción es de 5,4 MPa (54 bar). Se prosiguió con la reacción durante 4 horas.
El catalizador se reutilizó, y se separó, se lavó con agua y se secó entre experimentos.
El filtrado de la mezcla de reacción se analizó utilizando cromatografía de gases (CG). Puesto que el ácido glicólico es inestable en las condiciones de la CG, se convirtió en el éster metílico antes de llevar a cabo el análisis de CG mediante la adición de 2,0 g de metanol al filtrado de la mezcla de reacción, y manteniendo una temperatura de 70 °C durante 2 horas. Después de la etapa de esterificación, se añadió dimetilsulfóxido (DMSO) a la mezcla del producto como patrón interno.
La Tabla 1 muestra los resultados del rendimiento del ácido glicólico (en función de la cantidad de glicolato de metilo identificado en el análisis de CG) para cada uso del catalizador. Es evidente que los catalizadores de PW-USY encapsulados presentan pocos o ningún signo de desactivación, incluso después de varios ciclos de reacción, mientras que los catalizadores de SBA-15 y PW-USY no encapsulados muestran desactivación con cada
5 reutilización, lo que indica que el ácido fosfowolfrámico se está lixiviando del soporte. No se observó glicolato de metilo cuando se utilizó USY libre de polioxometalato como catalizador. Los rendimientos del glicolato de metilo citados en la Tabla 1 son equivalentes a los rendimientos del ácido glicólico.
Los resultados se ilustran en la Figura 1, que muestran el mantenimiento de la actividad catalítica con la reutilización para los catalizadores de polioxometalato encapsulados, en oposición a una reducción en la actividad con la
10 reutilización para los catalizadores de polioxometalato no encapsulados. En la Figura 1, las etiquetas se refieren a muestras preparadas de acuerdo con los Ejemplos y Ejemplos comparativos correspondientes.
Tabla 1: Rendimiento del glicolato de metilo
Rendimiento del glicolato de metilo (%) para las sucesivas reutilizaciones de catalizador
Catalizador
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PW-USY 10%
16,7 16,2 16,3 16,1 16,0 16,1 16,0 15,9 16,0 15,8
PW-USY 25%
29,4 27,9 28,7 28,5 28,1 29,2 29,0 28,8 27,8 28,6
PW (NE)-USY (comparativo)
79,8 21,7 8,6 2,7 1,2 0 - - - -
PW (NE)-SBA-15 (comparativo)
23,4 20,0 15,7 11,5 7,9 3,5 1 0 - -

Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un proceso para la producción de ácido glicólico en presencia de agua que comprende la puesta en contacto de monóxido de carbono y formaldehído con un catalizador que comprende un compuesto de polioxometalato ácido encapsulado dentro de los poros de una zeolita, caracterizado por que la zeolita tiene jaulas más grandes que el
    5 compuesto de polioxometalato ácido, y tiene poros con un diámetro más pequeño que el diámetro del compuesto de polioxometalato ácido.
  2. 2.
    Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la zeolita tiene jaulas con un diámetro superior a 10 Å, ylos poros tienen un diámetro no superior a 8 Å.
  3. 3.
    Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que la zeolita tiene la estructura de FAU.
    10 4. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la zeolita es zeolita Y.
  4. 5.
    Un proceso de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la zeolita es zeolita USY.
  5. 6.
    Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el compuesto de polioxometalato es un heteropoliácido, o un heteropoliácido parcialmente neutralizado.
  6. 7.
    Un proceso de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el compuesto de polioxometalato es ácido 15 fosfowolfrámico.
  7. 8.
    Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el proceso es un proceso en fase líquida, el proceso que se lleva a cabo en presencia de un disolvente adicional.
  8. 9.
    Un proceso de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el disolvente adicional es una sulfona.
  9. 10.
    Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la temperatura de reacción 20 está en el intervalo entre 50 y 400 °C, y la presión está en el intervalo entre 1 y 1000 bar (0,1 y 100 MPa).
  10. 11.
    Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el producto de ácido glicólico se convierte en etilenglicol.
  11. 12.
    Un proceso de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el producto de ácido glicólico se convierte en etilenglicol mediante hidrogenación.
    25 13. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el ácido glicólico se convierte en primer lugar en un éster mediante la reacción con un alcohol antes de hidrogenarse a etilenglicol.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8829248B2 (en) 2010-08-18 2014-09-09 Eastman Chemical Company Method for recovery and recycle of ruthenium homogeneous catalysts
US9227896B2 (en) 2010-08-18 2016-01-05 Eastman Chemical Company Process for the separation and purification of a mixed diol stream
US8466328B2 (en) 2010-08-18 2013-06-18 Eastman Chemical Company Method for recovery and recycle of ruthenium homogeneous catalysts
US8709376B2 (en) 2010-09-23 2014-04-29 Eastman Chemical Company Process for recovering and recycling an acid catalyst
US8785686B2 (en) 2010-09-23 2014-07-22 Eastman Chemical Company Process for recovering and recycling an acid catalyst
CN102531883B (zh) * 2010-12-28 2014-03-26 中国科学院大连化学物理研究所 一种连续生产乙醇酸的方法
US8829234B2 (en) 2012-03-27 2014-09-09 Eastman Chemical Company Hydrocarboxylation of formaldehyde in the presence of a higher order carboxylic acid and heterogeneous catalyst
US8703999B2 (en) 2012-03-27 2014-04-22 Eastman Chemical Company Hydrocarboxylation of methylene dipropionate in the presence of propionic acid and a heterogeneous catalyst
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US8765999B2 (en) 2012-03-27 2014-07-01 Eastman Chemical Company Hydrocarboxylation of formaldehyde in the presence of a higher order carboxylic acid and a homogeneous catalyst
US9040748B2 (en) 2012-06-08 2015-05-26 Eastman Chemical Company Hydrocarboxylation of aqueous formaldehyde using a dehydrating recycle stream to decrease water concentration
RU2538971C1 (ru) * 2013-06-26 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской академии наук (ИПХФ РАН) Способ получения эфиров гликолевой кислоты
GB201505981D0 (en) 2015-04-08 2015-05-20 Johnson Matthey Davy Technologies Ltd Process
GB201505977D0 (en) * 2015-04-08 2015-05-20 Johnson Matthey Davy Technologies Ltd Catalyst system and process
CN108484383B (zh) * 2018-02-07 2020-09-04 中国科学院兰州化学物理研究所 一种制备羟基乙酸化合物的方法
CN109794285B (zh) * 2019-03-21 2021-08-10 陕西延长石油（集团）有限责任公司 一种用于甲醛羰基化制备羟基乙酸的催化剂及其制备方法与应用
CN110283353B (zh) * 2019-06-24 2021-08-10 南京师范大学 多酸诱导废旧聚酯类塑料一步降解制备金属有机骨架材料的方法
GB202201979D0 (en) * 2022-02-15 2022-03-30 Johnson Matthey Plc Process

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2152852A (en) * 1936-12-31 1939-04-04 Du Pont Process for manufacture of glycolic acid
US2285448A (en) * 1937-10-30 1942-06-09 Du Pont Preparation of polyhydric alcohols
US2153064A (en) * 1937-11-03 1939-04-04 Du Pont Process for the preparation of glycolic acid
US3911003A (en) * 1974-06-19 1975-10-07 Chevron Res Process for the production of glycolic acid and oxydiacetic acid
DE3107518A1 (de) * 1980-02-29 1981-12-10 Mitsubishi Chemical Industries, Ltd., Tokyo Verfahren zur herstellung von estern und aethern der glykolsaeure
JPS59139341A (ja) 1983-01-20 1984-08-10 Mitsubishi Gas Chem Co Inc ヒドロキシカルボン酸誘導体の製造方法
GB9223170D0 (en) * 1992-11-05 1992-12-16 British Petroleum Co Plc Process for preparing carboxylic acids
WO2001048644A1 (fr) 1999-12-24 2001-07-05 Feals Incorporated Company Systeme de mediation de remodelage et procede associe
US6376723B2 (en) 1999-12-29 2002-04-23 Shell Oil Company Process for the carbonylation of formaldehyde
CN1326976C (zh) * 2002-11-05 2007-07-18 阿尔伯麦尔荷兰有限公司 采用费－托催化剂和y沸石的费－托法
GB0409490D0 (en) * 2004-04-28 2004-06-02 Bp Chem Int Ltd Process

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