ES2877670T3 - Regeneration procedure of a titanium zeolite catalyst for the epoxidation of propylene - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para la regeneración de un catalizador que comprende una zeolita que contiene titanio de estructura marco MWW como material catalíticamente activo, que comprende (i) una etapa que comprende (a) preparar continuamente óxido de propileno que comprende (a1) introducir una corriente de alimentación que comprende propeno, peróxido de hidrógeno o una fuente de peróxido de hidrógeno y un disolvente orgánico en un reactor que contiene un catalizador que comprende la zeolita que contiene titanio de estructura marco MWW como material catalíticamente activo; (a2) someter la corriente de alimentación según (a1) en el reactor a condiciones de epoxidación en presencia del catalizador, obteniendo una mezcla de reacción que comprende el óxido de propileno y el disolvente orgánico; (a3) retirar una corriente de producto que comprende el óxido de propileno y el disolvente orgánico del reactor; (b) detener la introducción de la corriente de alimentación en el reactor; (c) lavar el catalizador en el reactor que contiene el catalizador con un sistema líquido acuoso que contiene al menos 95% en peso de agua, basado en el peso total del sistema líquido acuoso, en donde el lavado se realiza durante 2 a 12 horas; etapa (i) que comprende además repetir la secuencia de las etapas (a) a (c) n veces y n es un número entero en el intervalo de 1 a 10; el procedimiento para la regeneración comprende, además (ii) una etapa que comprende la calcinación del catalizador obtenido de (c) después de haber repetido la secuencia de las etapas (a) a (c) n veces, en donde la calcinación se realiza a una temperatura del catalizador en el intervalo de 0 a 600 °C, usando una corriente de gas que comprende oxígeno en el reactor que contiene el catalizador; donde la secuencia de las etapas (i) a (ii) se repite opcionalmente m veces y m es un número entero y es al menos 1, donde en cada repetición de la secuencia de las etapas (i) a (ii), n es igual o diferente.A process for the regeneration of a catalyst comprising a zeolite containing titanium of MWW framework structure as a catalytically active material, comprising (i) a step comprising (a) continuously preparing propylene oxide comprising (a1) introducing a stream of feed comprising propene, hydrogen peroxide or a hydrogen peroxide source and an organic solvent in a reactor containing a catalyst comprising the MWW framework titanium-containing zeolite as a catalytically active material; (a2) subjecting the feed stream according to (a1) in the reactor to epoxidation conditions in the presence of the catalyst, obtaining a reaction mixture comprising the propylene oxide and the organic solvent; (a3) removing a product stream comprising the propylene oxide and the organic solvent from the reactor; (b) stopping the introduction of the feed stream into the reactor; (c) washing the catalyst in the reactor containing the catalyst with an aqueous liquid system containing at least 95% by weight of water, based on the total weight of the aqueous liquid system, wherein the washing is carried out for 2 to 12 hours ; step (i) further comprising repeating the sequence of steps (a) to (c) n times and n is an integer in the range of 1 to 10; The procedure for regeneration further comprises (ii) a step that comprises the calcination of the catalyst obtained from (c) after having repeated the sequence of steps (a) to (c) n times, where the calcination is carried out at a catalyst temperature in the range of 0 to 600°C, using a gas stream comprising oxygen in the reactor containing the catalyst; where the sequence of steps (i) to (ii) is optionally repeated m times and m is an integer and is at least 1, where in each repetition of the sequence of steps (i) to (ii), n is equal or different.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Procedimiento de regeneración de un catalizador de zeolita de titanio para la epoxidación de propilenoRegeneration procedure of a titanium zeolite catalyst for propylene epoxidation
La presente invención se refiere a un procedimiento para la regeneración de un catalizador que comprende una zeolita que contiene titanio como material catalíticamente activo, a un catalizador regenerado y a un procedimiento continuo para la preparación de óxido de propileno.The present invention relates to a process for the regeneration of a catalyst comprising a zeolite containing titanium as catalytically active material, to a regenerated catalyst and to a continuous process for the preparation of propylene oxide.
En los últimos años, se han desarrollado diversas zeolitas que contienen titanio que son útiles para catalizar reacciones orgánicas tales como la conversión de olefinas en epóxidos. Por ejemplo, el documento WO 98/55229 A1 divulga la producción y además el uso de una zeolita que contiene titanio para la epoxidación de olefinas.In recent years, various titanium-containing zeolites have been developed that are useful for catalyzing organic reactions such as the conversion of olefins to epoxides. For example, WO 98/55229 A1 discloses the production and further the use of a zeolite containing titanium for the epoxidation of olefins.
Las zeolitas que contienen titanio son de gran interés industrial y, en este contexto, las consideraciones económicas y ambientales son de relevancia significativa. Sería mucho más preferible una regeneración eficaz de tales zeolitas para su posterior reutilización en la catálisis de reacciones orgánicas que su sustitución con catalizador nuevo. Titanium-containing zeolites are of great industrial interest and, in this context, economic and environmental considerations are of significant relevance. An efficient regeneration of such zeolites for their subsequent reuse in the catalysis of organic reactions would be much more preferable than their replacement with fresh catalyst.
La publicación EP 1 221 442 A1 divulga la regeneración de un catalizador de zeolita de titanio utilizado en la epoxidación de olefinas con peróxido de hidrógeno, el procedimiento que comprende realizar la reacción de epoxidación, donde la regeneración del catalizador gastado se lleva a cabo con peróxido de hidrógeno en presencia de la olefina, por lo que continúa la reacción de epoxidación y en donde la regeneración se logra mediante la inversión de la dirección de alimentación del peróxido de hidrógeno. El peróxido de hidrógeno también es un material de partida valioso y, como tal, es difícil de manipular debido a su tendencia a descomponerse espontáneamente.The publication EP 1 221 442 A1 discloses the regeneration of a titanium zeolite catalyst used in the epoxidation of olefins with hydrogen peroxide, the process that comprises carrying out the epoxidation reaction, where the regeneration of the spent catalyst is carried out with peroxide of hydrogen in the presence of olefin, whereby the epoxidation reaction continues and where regeneration is achieved by reversing the direction of feeding of hydrogen peroxide. Hydrogen peroxide is also a valuable starting material and as such is difficult to handle due to its tendency to spontaneously decompose.
El documento WO 2005/000827 A1 divulga la regeneración de un catalizador de silicalita de titanio siguiendo un procedimiento para la epoxidación continua de propeno con peróxido de hidrógeno. El catalizador se regenera periódicamente con un disolvente de metanol a una temperatura de al menos 100 °C. El metanol es un compuesto orgánico valioso que requiere una recuperación costosa y que requiere mucho tiempo. Después de la regeneración, la epoxidación debe reiniciarse a una temperatura más alta en comparación con el catalizador nuevo en el documento WO 2005/000827 A1.WO 2005/000827 A1 discloses the regeneration of a titanium silicalite catalyst following a procedure for the continuous epoxidation of propene with hydrogen peroxide. The catalyst is periodically regenerated with a methanol solvent at a temperature of at least 100 ° C. Methanol is a valuable organic compound that requires costly and time-consuming recovery. After regeneration, the epoxidation must be restarted at a higher temperature compared to the new catalyst in WO 2005/000827 A1.
El documento WO 2007/013739 A1 divulga la regeneración de un catalizador de tamiz molecular que contiene titanio en el que, después de un tratamiento previo del catalizador gastado con agua o alcohol, el catalizador así pretratado se pone en contacto con una mezcla que comprende peróxido de hidrógeno, agua y alcohol. Por tanto, este procedimiento incluye dos etapas obligatorias y posteriores en los que el catalizador gastado se pone en contacto con dos soluciones diferentes. Además, se requiere la puesta a punto de la mezcla que comprende peróxido de hidrógeno, agua y alcohol.Document WO 2007/013739 A1 discloses the regeneration of a titanium-containing molecular sieve catalyst in which, after a pre-treatment of the spent catalyst with water or alcohol, the thus pre-treated catalyst is contacted with a mixture comprising peroxide hydrogen, water and alcohol. Therefore, this process includes two mandatory and subsequent steps in which the spent catalyst is contacted with two different solutions. Furthermore, the fine-tuning of the mixture comprising hydrogen peroxide, water and alcohol is required.
El documento WO 2015/010994 A1 describe un procedimiento para la regeneración de un catalizador, donde el procedimiento de regeneración comprende el ciclo de separación, lavado con un sistema líquido acuoso y calcinación. Document WO 2015/010994 A1 describes a process for the regeneration of a catalyst, where the regeneration process comprises the separation cycle, washing with an aqueous liquid system and calcination.
Por lo tanto, un objeto de la presente invención fue proporcionar un procedimiento simple y rentable para la regeneración de un catalizador que comprende una zeolita que contiene titanio como material catalíticamente activo usado en la epoxidación de olefinas. Otro objeto de la presente invención fue proporcionar un catalizador regenerado que comprende una zeolita que contiene titanio como material catalíticamente activo que puede reutilizarse fácilmente en la epoxidación de olefinas.Therefore, an object of the present invention was to provide a simple and cost-effective process for the regeneration of a catalyst comprising a zeolite containing titanium as a catalytically active material used in the epoxidation of olefins. Another object of the present invention was to provide a regenerated catalyst comprising a titanium-containing zeolite as a catalytically active material that can be easily reused in olefin epoxidation.
Por tanto, la presente invención se refiere a un procedimiento para la regeneración de un catalizador que comprende una zeolita que contiene titanio de estructura marco de MWW como material catalíticamente activo, que comprende Therefore, the present invention relates to a process for the regeneration of a catalyst comprising a zeolite containing titanium of MWW framework structure as catalytically active material, comprising
(i) una etapa que comprende(i) a stage comprising
(a) preparar continuamente óxido de propileno que comprende(a) continuously preparing propylene oxide comprising
(a1) introducir una corriente de alimentación que comprende propeno, peróxido de hidrógeno o una fuente de peróxido de hidrógeno y un disolvente orgánico en un reactor que contiene un catalizador que comprende la zeolita que contiene titanio de estructura marco MWW como material catalíticamente activo;(a1) introducing a feed stream comprising propene, hydrogen peroxide or a source of hydrogen peroxide and an organic solvent into a reactor containing a catalyst comprising the MWW framework titanium-containing zeolite as a catalytically active material;
(a2) someter la corriente de alimentación según (a1) en el reactor a condiciones de epoxidación en presencia del catalizador, obteniendo una mezcla de reacción que comprende el óxido de propileno y el disolvente orgánico; (a2) subjecting the feed stream according to (a1) in the reactor to epoxidation conditions in the presence of the catalyst, obtaining a reaction mixture comprising the propylene oxide and the organic solvent;
(a3) retirar una corriente de producto que comprende el óxido de propileno y el disolvente orgánico del reactor; (a3) withdrawing a product stream comprising the propylene oxide and the organic solvent from the reactor;
(b) detener la introducción de la corriente de alimentación en el reactor;(b) stopping the introduction of the feed stream into the reactor;
(c) lavar el catalizador en el reactor que contiene el catalizador con un sistema líquido acuoso que contiene al menos 95% en peso de agua, basado en el peso total del sistema líquido acuoso, en donde el lavado se realiza durante 2 a 12 horas; la etapa (i) comprende además repetir la secuencia de las etapas (a) a (c) n veces, y n es un número entero en el intervalo de 1 a 10; el procedimiento para la regeneración comprende, además (c) washing the catalyst in the reactor containing the catalyst with an aqueous liquid system containing at least 95% by weight of water, based on the total weight of the aqueous liquid system, wherein the washing is carried out for 2 to 12 hours ; step (i) further comprises repeating the sequence of steps (a) to (c) n times, and n is an integer in the range of 1 to 10; the procedure for regeneration further comprises
(ii) una etapa que comprende la calcinación del catalizador obtenido de (c) después de haber repetido la secuencia de etapas (a) a (c) n veces, en donde la calcinación se realiza a una temperatura del catalizador en el intervalo de 300 a 600 °C usando una corriente de gas que comprende oxígeno en el reactor que contiene el catalizador; donde la secuencia de las etapas (i) a (ii) se repite opcionalmente m veces y m es un número entero y es al menos 1, donde en cada repetición de la secuencia de las etapas (i) a (ii), n es igual o diferente.(ii) a step that comprises the calcination of the catalyst obtained from (c) after having repeated the sequence of steps (a) to (c) n times, wherein the calcination is carried out at a catalyst temperature in the range of 300 at 600 ° C using a gas stream comprising oxygen in the reactor containing the catalyst; where the sequence of steps (i) to (ii) is optionally repeated m times and m is an integer and is at least 1, where in each repetition of the sequence of steps (i) to (ii), n is equal or different.
Sorprendentemente, según el procedimiento según la presente invención, la regeneración de un catalizador que comprende una zeolita que contiene titanio como material catalíticamente activo usado en una epoxidación de olefinas se puede lograr lavando el catalizador con un sistema líquido acuoso según la etapa (c) de la etapa (i) al menos una vez sin calcinación posterior, en donde después de dicho lavado, el catalizador exhibe la misma o al menos sustancialmente la misma actividad catalítica que el catalizador nuevo respectivo ya sin una etapa de calcinación, y en donde los resultados de la regeneración pueden incluso mejorarse calcinando el catalizador según la etapa (ii) después de una o más etapas de lavado adicionales.Surprisingly, according to the process according to the present invention, the regeneration of a catalyst comprising a zeolite containing titanium as a catalytically active material used in an olefin epoxidation can be achieved by washing the catalyst with an aqueous liquid system according to step (c) of step (i) at least once without subsequent calcination, wherein after said washing, the catalyst exhibits the same or at least substantially the same catalytic activity as the respective new catalyst already without a calcination step, and wherein the results Regeneration can even be improved by calcining the catalyst according to step (ii) after one or more additional washing steps.
Etapa (i)Stage (i)
La etapa (i) del presente procedimiento comprendeStep (i) of the present procedure comprises
(a) preparar continuamente óxido de propileno que comprende(a) continuously preparing propylene oxide comprising
(a1) introducir una corriente de alimentación que comprende propeno, peróxido de hidrógeno o una fuente de peróxido de hidrógeno y un disolvente orgánico en un reactor que contiene un catalizador que comprende la zeolita que contiene titanio de estructura marco MWW como material catalíticamente activo;(a1) introducing a feed stream comprising propene, hydrogen peroxide or a source of hydrogen peroxide and an organic solvent into a reactor containing a catalyst comprising the MWW framework titanium-containing zeolite as a catalytically active material;
(a2) someter la corriente de alimentación según (a1) en el reactor a condiciones de epoxidación en presencia del catalizador, obteniendo una mezcla de reacción que comprende el óxido de propileno y el disolvente orgánico; (a2) subjecting the feed stream according to (a1) in the reactor to epoxidation conditions in the presence of the catalyst, obtaining a reaction mixture comprising the propylene oxide and the organic solvent;
(a3) retirar una corriente de producto que comprende el óxido de propileno y el disolvente orgánico del reactor; (a3) withdrawing a product stream comprising the propylene oxide and the organic solvent from the reactor;
(b) detener la introducción de la corriente de alimentación en el reactor;(b) stopping the introduction of the feed stream into the reactor;
(c) lavar el catalizador en el reactor que contiene el catalizador con un sistema líquido acuoso que contiene al menos 95% en peso de agua, basado en el peso total del sistema líquido acuoso, en donde el lavado se realiza durante 2 a 12 horas;(c) washing the catalyst in the reactor containing the catalyst with an aqueous liquid system containing at least 95% by weight of water, based on the total weight of the aqueous liquid system, wherein the washing is carried out for 2 to 12 hours ;
etapa (i) que comprende además repetir la secuencia de etapas (a) a (c) n veces y n es un número entero en el intervalo de 1 a 10.step (i) further comprising repeating the sequence of steps (a) to (c) n times and n is an integer in the range of 1 to 10.
Etapa (a1)Stage (a1)
La corriente de alimentación según (a1) comprende propeno, peróxido de hidrógeno o una fuente de peróxido de hidrógeno y un disolvente orgánico.The feed stream according to (a1) comprises propene, hydrogen peroxide or a source of hydrogen peroxide and an organic solvent.
Fuente de peróxido de hidrógeno o peróxido de hidrógenoSource of hydrogen peroxide or hydrogen peroxide
Se pueden emplear tanto peróxido de hidrógeno como una fuente de peróxido de hidrógeno como agente de epoxidación en el vapor de alimentación según (a1).Both hydrogen peroxide and a source of hydrogen peroxide can be used as an epoxidation agent in the feed vapor according to (a1).
En caso de que se emplee peróxido de hidrógeno, se prefiere que el peróxido de hidrógeno sea una solución acuosa de peróxido de hidrógeno, en donde la solución comprende preferiblemente 30 a 50% en peso de peróxido de hidrógeno con respecto a la cantidad total de agua.In case hydrogen peroxide is used, it is preferred that the hydrogen peroxide is an aqueous solution of hydrogen peroxide, wherein the solution preferably comprises 30 to 50% by weight of hydrogen peroxide with respect to the total amount of water. .
También es posible que el peróxido de hidrógeno se forme in situ en la mezcla de reacción a partir de hidrógeno y oxígeno en presencia de un catalizador o sistema catalizador adecuado, por ejemplo en presencia de una zeolita que contiene titanio que contiene adicionalmente uno o más metales nobles, o una zeolita que contiene titanio y un catalizador adicional que contiene uno o más metales nobles, por ejemplo soportado sobre un soporte adecuado tal como carbón vegetal o un óxido inorgánico adecuado o una mezcla de óxidos inorgánicos.It is also possible that hydrogen peroxide is formed in situ in the reaction mixture from hydrogen and oxygen in the presence of a suitable catalyst or catalyst system, for example in the presence of a titanium-containing zeolite that additionally contains one or more metals. noble metals, or a zeolite containing titanium and an additional catalyst containing one or more noble metals, for example supported on a suitable support such as charcoal or a suitable inorganic oxide or a mixture of inorganic oxides.
Para la preparación del peróxido de hidrógeno en la corriente de alimentación según (a1) se puede usar el procedimiento de antraquinona. Este procedimiento se basa en la hidrogenación catalítica de un compuesto de antraquinona para formar el correspondiente compuesto de antrahidroquinona, posterior reacción de éste con oxígeno para formar peróxido de hidrógeno y posterior extracción del peróxido de hidrógeno formado. El ciclo se completa mediante la rehidrogenación del compuesto de antraquinona que se ha formado nuevamente en la oxidación. En "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry", 5a edición, volumen 13, páginas 447 a 456 se ofrece una reseña del procedimiento de la antraquinona. Como alternativa, el peróxido de hidrógeno se puede obtener mediante oxidación anódica de ácido sulfúrico con evolución simultánea de hidrógeno en el cátodo para producir ácido peroxodisulfúrico. La hidrólisis del ácido peroxodisulfúrico forma primero ácido peroxosulfúrico y luego peróxido de hidrógeno y ácido sulfúrico, que así se recupera. En una alternativa adicional, el peróxido de hidrógeno se puede obtener directamente de los elementos hidrógeno y oxígeno. For the preparation of hydrogen peroxide in the feed stream according to (a1) the anthraquinone process can be used. This procedure is based on the catalytic hydrogenation of an anthraquinone compound to form the corresponding anthrahydroquinone compound, subsequent reaction of it with oxygen to form hydrogen peroxide and subsequent extraction of the hydrogen peroxide formed. The cycle is completed by rehydrogenation of the newly formed anthraquinone compound in oxidation. An overview of the anthraquinone process is given in "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry", 5th edition, volume 13, pages 447-456. Alternatively, hydrogen peroxide can be obtained by anodic oxidation of sulfuric acid with simultaneous evolution of hydrogen at the cathode to produce peroxodisulfuric acid. Hydrolysis of peroxodisulfuric acid forms first peroxosulfuric acid and then hydrogen peroxide and sulfuric acid, which is thus recovered. In a further alternative, hydrogen peroxide can be obtained directly from the elements hydrogen and oxygen.
Preferiblemente, se usa peróxido de hidrógeno en la corriente de alimentación según (a1).Preferably, hydrogen peroxide is used in the feed stream according to (a1).
Disolvente orgánicoOrganic solvent
Los disolventes orgánicos a emplear en (a1) son en principio todos los disolventes conocidos para este fin. Se da preferencia a disolventes orgánicos tales como alcoholes, nitrilos y mezclas de los mismos, opcionalmente también agua. Preferiblemente, el disolvente orgánico se selecciona del grupo que consiste en metanol y acetonitrilo. Más preferiblemente, el disolvente orgánico es acetonitrilo.The organic solvents to be used in (a1) are in principle all solvents known for this purpose. Preference is given to organic solvents such as alcohols, nitriles and mixtures thereof, optionally also water. Preferably, the organic solvent is selected from the group consisting of methanol and acetonitrile. Most preferably, the organic solvent is acetonitrile.
Flujo de alimentación según (a1)Feed flow according to (a1)
Generalmente, la corriente de alimentación según (a1) se puede preparar según cualquier método concebible. Por tanto, la corriente de alimentación en (a1) se puede preparar mezclando una corriente que comprende el propeno, una corriente que comprende el peróxido de hidrógeno o la fuente de peróxido de hidrógeno, y una corriente que comprende el disolvente orgánico, que comprende una mezcla secuencial, es decir, una mezcla de una corriente que comprende el propeno con una corriente que comprende el disolvente orgánico y la mezcla de la corriente resultante con una corriente que comprende el peróxido de hidrógeno o la fuente de peróxido de hidrógeno.Generally, the feed stream according to (a1) can be prepared according to any conceivable method. Thus, the feed stream in (a1) can be prepared by mixing a stream comprising the propene, a stream comprising the hydrogen peroxide or the hydrogen peroxide source, and a stream comprising the organic solvent, which comprises a sequential mixing, that is, mixing a stream comprising the propene with a stream comprising the organic solvent and mixing the resulting stream with a stream comprising the hydrogen peroxide or the hydrogen peroxide source.
Generalmente, la corriente de alimentación según (a1) no está restringida con respecto a la relación molar de propeno y peróxido de hidrógeno o un equivalente de peróxido de hidrógeno resultante de la fuente de peróxido de hidrógeno. Preferiblemente, el propeno está presente en un exceso molar en la corriente de alimentación según (a1) con respecto al peróxido de hidrógeno o un equivalente de peróxido de hidrógeno resultante de la fuente de peróxido de hidrógeno. Preferiblemente, la relación molar de propeno y peróxido de hidrógeno o un equivalente de peróxido de hidrógeno resultante de la fuente de peróxido de hidrógeno en la corriente de alimentación según (a1) es de 1 a 1.6, más preferiblemente de 1.1 a 1.55, más preferiblemente de 1.2 a 1.5, más preferiblemente de 1.40 a 1.45.Generally, the feed stream according to (a1) is not restricted with respect to the molar ratio of propene and hydrogen peroxide or an equivalent of hydrogen peroxide resulting from the hydrogen peroxide source. Preferably, the propene is present in a molar excess in the feed stream according to (a1) with respect to the hydrogen peroxide or an equivalent of hydrogen peroxide resulting from the hydrogen peroxide source. Preferably, the molar ratio of propene and hydrogen peroxide or an equivalent of hydrogen peroxide resulting from the source of hydrogen peroxide in the feed stream according to (a1) is 1 to 1.6, more preferably 1.1 to 1.55, more preferably 1.2 to 1.5, more preferably 1.40 to 1.45.
Generalmente, la corriente de alimentación según (a1) que comprende propeno, peróxido de hidrógeno o una fuente de peróxido de hidrógeno y un disolvente orgánico no está restringida con respecto a los otros componentes comprendidos por la corriente de alimentación. Por tanto, la corriente de alimentación según (a1) puede comprender además al menos un componente adicional, por ejemplo, al menos una sal que comprende potasio.Generally, the feed stream according to (a1) comprising propene, hydrogen peroxide or a source of hydrogen peroxide and an organic solvent is not restricted with respect to the other components comprised by the feed stream. Thus, the feed stream according to (a1) may further comprise at least one additional component, for example at least one salt comprising potassium.
La sal que comprende potasioSalt containing potassium
Con respecto a la naturaleza química de la al menos una sal de potasio, no existen restricciones específicas. Preferiblemente, la al menos una sal de potasio se selecciona del grupo que consiste en al menos una sal de potasio inorgánica, al menos una sal de potasio orgánica y combinaciones de al menos una sal de potasio inorgánica y al menos una sal de potasio orgánica.With regard to the chemical nature of the at least one potassium salt, there are no specific restrictions. Preferably, the at least one potassium salt is selected from the group consisting of at least one inorganic potassium salt, at least one organic potassium salt, and combinations of at least one inorganic potassium salt and at least one organic potassium salt.
Las sales inorgánicas que comprenden potasio y que se prefieren incluyen, pero no se limitan a, haluros de potasio tales como cloruro de potasio o bromuro de potasio, nitrato de potasio, sulfato de potasio, sulfato hidrogenado de potasio, hidróxido de potasio, perclorato de potasio, sales de potasio que comprenden fósforo tales como fosfato dihidrogenado de potasio o fosfato hidrogenado de dipotasio o fosfato de potasio o pirofosfatos de potasio tales como pirofosfato de potasio monobásico o pirofosfato de potasio dibásico o pirofosfato de potasio tribásico o pirofosfato de potasio tetrabásico, o etidronatos de potasio como etidronato de potasio monobásico o etidronato de potasio dibásico, etidronato de potasio tribásico o etidronato de potasio tetrabásico, cianato de potasio, óxidos de potasio tales como óxido de potasio (K2O) o superóxido de potasio (KO2) o peróxido de potasio (K2O2).Preferred potassium-comprising inorganic salts include, but are not limited to, potassium halides such as potassium chloride or potassium bromide, potassium nitrate, potassium sulfate, hydrogenated potassium sulfate, potassium hydroxide, potassium perchlorate. potassium, phosphorous-comprising potassium salts such as dihydrogen potassium phosphate or hydrogenated dipotassium phosphate or potassium phosphate or potassium pyrophosphates such as monobasic potassium pyrophosphate or dibasic potassium pyrophosphate or tribasic potassium pyrophosphate or potassium tetraphosphate, or potassium tetraphosphate potassium etidronate such as monobasic potassium etidronate or dibasic potassium etidronate, tribasic potassium etidronate or tetrabasic potassium etidronate, potassium cyanate, potassium oxides such as potassium oxide (K 2 O) or potassium superoxide (KO 2 ) or potassium peroxide (K 2 O 2 ).
Las sales orgánicas que comprenden potasio y que se prefieren incluyen, pero no se limitan a, carbonato de potasio (K2CO3), carbonato hidrogenado de potasio, sales de potasio de ácidos carboxílicos saturados alifáticos tales como ácidos monocarboxílicos que tienen preferiblemente de 1 a 6, más preferiblemente de 1 a 5, más preferiblemente de 1 a 4, más preferiblemente de 1 a 3 átomos de carbono tales como ácido fórmico, ácido acético, ácido propiónico, ácidos dicarboxílicos que tienen preferiblemente de 2 a 6, más preferiblemente de 2 a 4 átomos de carbono tales como ácido oxálico, ácido malónico, ácido succínico, ácido tartárico, ácidos tricarboxílicos, preferiblemente de 6 a 10 átomos de carbono tales como ácido cítrico o ácido isocítrico o ácido propano-1,2,3-tricarboxílico, o ácidos tetracarboxílicos. Preferiblemente, la sal de potasio orgánica se selecciona del grupo que consiste en sales de potasio de ácidos monocarboxílicos saturados alifáticos, que tienen preferiblemente 1, 2, 3, 4, 5 o 6 átomos de carbono, carbonato de potasio y carbonato hidrogenado de potasio. Más preferiblemente, la sal de potasio orgánica se selecciona del grupo que consiste en formiato de potasio, acetato de potasio, propionato de potasio, carbonato de potasio e carbonato hidrogenado de potasio. Más preferiblemente, la sal de potasio orgánica se selecciona del grupo que consiste en formiato de potasio, acetato de potasio, carbonato de potasio y carbonato hidrogenado de potasio.Preferred potassium-comprising organic salts include, but are not limited to, potassium carbonate (K 2 CO 3 ), potassium hydrogenated carbonate, potassium salts of saturated aliphatic carboxylic acids such as monocarboxylic acids preferably having 1 to 6, more preferably 1 to 5, more preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3 carbon atoms such as formic acid, acetic acid, propionic acid, dicarboxylic acids preferably having 2 to 6, more preferably of 2 to 4 carbon atoms such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, tartaric acid, tricarboxylic acids, preferably 6 to 10 carbon atoms such as citric acid or isocytric acid or propane-1,2,3-tricarboxylic acid, or tetracarboxylic acids. Preferably, the organic potassium salt is selected from the group consisting of potassium salts of saturated aliphatic monocarboxylic acids, preferably having 1, 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms, potassium carbonate and potassium hydrogen carbonate. More preferably, the organic potassium salt is selected from the group consisting of potassium formate, potassium acetate, potassium propionate, potassium carbonate, and potassium hydrogen carbonate. More preferably, the organic potassium salt is selected from the group consisting of potassium formate, potassium acetate, potassium carbonate, and potassium hydrogen carbonate.
Por lo tanto, la sal que comprende potasio se selecciona preferiblemente del grupo que consiste en al menos una sal de potasio inorgánica seleccionada del grupo que consiste en hidróxido de potasio, haluros de potasio, nitrato de potasio, sulfato de potasio, sulfato hidrogenado de potasio, perclorato de potasio, fosfato dihidrogenado de potasio o dipotasio. fosfato hidrogenado de dipotasio o fosfato de potasio o pirofosfatos de potasio tales como pirofosfato de potasio monobásico o pirofosfato de potasio dibásico o pirofosfato de potasio tribásico o pirofosfato de potasio tetrabásico, o etidronatos de potasio tales como etidronato de potasio monobásico o etidronato de potasio dibásico o etidronato de potasio tribásico o etidronato de potasio tetrabásico, al menos una sal orgánica de potasio seleccionada del grupo que consiste en sales de potasio de ácidos monocarboxílicos saturados alifáticos que tienen preferiblemente 1, 2, 3, 4, 5 o 6 átomos de carbono, carbonato de potasio y carbonato hidrogenado de potasio, y una combinación de al menos una de las al menos una de las sales de potasio inorgánicas y al menos una de las al menos una de las sales de potasio orgánicas.Therefore, the salt comprising potassium is preferably selected from the group consisting of at least one inorganic potassium salt selected from the group consisting of potassium hydroxide, potassium halides, potassium nitrate, potassium sulfate, potassium hydrogenated sulfate. , potassium perchlorate, potassium dihydrogen phosphate or dipotassium. hydrogenated dipotassium phosphate or potassium phosphate or potassium pyrophosphates such as monobasic potassium pyrophosphate or dibasic potassium pyrophosphate or tribasic potassium pyrophosphate or tetrabasic potassium pyrophosphate, or potassium etidronates such as potassium dibasic or potassium etidronate monobasic etidronate Tribasic potassium etidronate or tetrabasic potassium etidronate, at least one selected organic potassium salt from the group consisting of potassium salts of saturated aliphatic monocarboxylic acids preferably having 1, 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms, potassium carbonate and potassium hydrogen carbonate, and a combination of at least one of the al least one of the inorganic potassium salts and at least one of the at least one of the organic potassium salts.
Más preferiblemente, la sal que comprende potasio se selecciona del grupo que consiste en al menos una sal de potasio inorgánica seleccionada del grupo que consiste en fosfato dihidrogenado de potasio o fosfato hidrogenado dipotásico o fosfato de potasio, hidróxido de potasio, haluros de potasio, nitrato de potasio, sulfato de potasio, fosfato hidrogenado de potasio, perclorato de potasio, al menos una sal orgánica de potasio seleccionada del grupo que consiste en formiato de potasio, acetato de potasio, propionato de potasio, carbonato de potasio y carbonato hidrogenado de potasio, y una combinación de al menos una de las al menos una de las sales inorgánicas de potasio y al menos una de las al menos una sales orgánicas de potasio.More preferably, the salt comprising potassium is selected from the group consisting of at least one inorganic potassium salt selected from the group consisting of dihydrogen potassium phosphate or hydrogenated dipotassium phosphate or potassium phosphate, potassium hydroxide, potassium halides, nitrate potassium, potassium sulfate, potassium hydrogenated phosphate, potassium perchlorate, at least one organic potassium salt selected from the group consisting of potassium formate, potassium acetate, potassium propionate, potassium carbonate and potassium hydrogen carbonate, and a combination of at least one of the at least one of the inorganic potassium salts and at least one of the at least one organic potassium salts.
De modo especialmente preferible, la sal que comprende potasio es fosfato dihidrogenado de potasio, fosfato hidrogenado de dipotasio o formiato de potasio. Por lo tanto, si se emplea una sola sal de potasio, la sal que comprende potasio es del modo más preferible fosfato dihidrogenado de potasio, fosfato hidrogenado de dipotasio o formiato de potasio. Si se emplean dos o más sales que comprenden potasio, una sal de potasio es fosfato dihidrogenado de potasio, fosfato hidrogenado de dipotasio o formiato de potasio.Especially preferably the salt comprising potassium is dihydrogen potassium phosphate, hydrogenated dipotassium phosphate or potassium formate. Therefore, if a single potassium salt is used, the salt comprising potassium is most preferably dihydrogen potassium phosphate, hydrogenated dipotassium phosphate or potassium formate. If two or more salts comprising potassium are employed, a potassium salt is dihydrogen potassium phosphate, hydrogenated dipotassium phosphate or potassium formate.
Con respecto a la concentración de la sal que comprende potasio en la corriente de alimentación, no existen restricciones específicas. Preferiblemente, la concentración de la sal que comprende potasio en la corriente de alimentación es de al menos 10%, preferiblemente en el intervalo de 10 a 100%, preferiblemente de 20 a 100%, más preferiblemente de 30 a 100%, más preferiblemente de 40 a 100%. % del límite de solubilidad de la sal que comprende potasio en la corriente de alimentación. El término "límite de solubilidad de la al menos una sal de potasio en la corriente de alimentación líquida", como se usa en el contexto de la presente invención, se refiere a la concentración de saturación de la sal que comprende potasio en la corriente líquida de alimentación, donde al adicionar más sal que comprende potasio no aumenta la concentración de la sal que comprende potasio como soluto en la mezcla y la sal que comprende potasio comenzaría a precipitarse. El límite de solubilidad de la sal que comprende potasio en la corriente de alimentación dependerá de la composición de la mezcla y de las condiciones tales como la temperatura y la presión a las cuales se proporciona la corriente de alimentación. Determinar el límite de solubilidad de la sal que comprende potasio en la mezcla es una tarea fácil y directa para el experto en la técnica que conoce dichas condiciones y dicha composición de una mezcla dada. Un procedimiento simple para evaluar si la cantidad de sal que comprende potasio que se agrega está por encima del límite de solubilidad es pasar la corriente de alimentación antes de someterla a las condiciones de epoxidación en (a2) a través de un filtro y medir la caída de presión a través del filtro. Si la caída de presión a través del filtro aumenta con el tiempo en la corriente y la sal que comprende potasio se encuentra en el filtro cuando se desconecta, la cantidad de sal que comprende potasio que se agrega ya está por encima del límite de solubilidad.Regarding the concentration of the salt comprising potassium in the feed stream, there are no specific restrictions. Preferably, the concentration of the potassium-comprising salt in the feed stream is at least 10%, preferably in the range of 10 to 100%, preferably 20 to 100%, more preferably 30 to 100%, more preferably of 40 to 100%. % of the solubility limit of the salt comprising potassium in the feed stream. The term "solubility limit of the at least one potassium salt in the liquid feed stream", as used in the context of the present invention, refers to the saturation concentration of the salt comprising potassium in the liquid stream. feed, where adding more salt comprising potassium does not increase the concentration of the salt comprising potassium as solute in the mixture and the salt comprising potassium would begin to precipitate. The solubility limit of the potassium-containing salt in the feed stream will depend on the composition of the mixture and conditions such as temperature and pressure at which the feed stream is provided. Determining the solubility limit of the salt comprising potassium in the mixture is an easy and straightforward task for those skilled in the art who are familiar with said conditions and said composition of a given mixture. A simple procedure to evaluate whether the amount of salt comprising potassium added is above the solubility limit is to pass the feed stream before subjecting it to the epoxidation conditions in (a2) through a filter and measure the drop. pressure through the filter. If the pressure drop across the filter increases with time in the stream and the potassium-containing salt is in the filter when it is switched off, the amount of potassium-containing salt that is added is already above the solubility limit.
Preferiblemente en (a1), la relación molar de potasio comprendida en la sal que comprende potasio con respecto al peróxido de hidrógeno o un equivalente de peróxido de hidrógeno resultante de la fuente de peróxido de hidrógeno comprendida en la corriente de alimentación está en el intervalo de 10x10-6:1 a 1500x10-6:1, preferiblemente de 20x10-6:1 a 1300x10-6:1, más preferiblemente de 30x10-6:1 a 1000x10-6:1. La cantidad molar de potasio comprendida en la sal que comprende potasio se refiere a la cantidad molar total de potasio comprendida en todas las sales que comprenden potasio empleadas en (a1), si se emplean dos o más sales que comprenden potasio.Preferably in (a1), the molar ratio of potassium comprised in the salt comprising potassium to hydrogen peroxide or an equivalent of hydrogen peroxide resulting from the source of hydrogen peroxide comprised in the feed stream is in the range of 10x10-6: 1 to 1500x10-6: 1, preferably 20x10-6: 1 to 1300x10-6: 1, more preferably 30x10-6: 1 to 1000x10-6: 1. The molar amount of potassium comprised in the potassium-comprising salt refers to the total molar amount of potassium comprised in all the potassium-comprising salts employed in (a1), if two or more potassium-comprising salts are employed.
Más preferiblemente en (a1), la relación molar de potasio con respecto al peróxido de hidrógeno o un equivalente de peróxido de hidrógeno resultante de la fuente de peróxido de hidrógeno en la corriente de alimentación está en el intervalo de 10x10-6:1 a 5000x10-6:1, preferiblemente de 15x10-6:1 a 2500 x10-6:1, más preferiblemente de 20x10-6:1 a 1500x10-6:1, más preferiblemente de 25x10-6:1 a 1300x10-6:1, más preferiblemente de 30x10-6:1 a 1000x10-6:1. More preferably in (a1), the molar ratio of potassium to hydrogen peroxide or an equivalent of hydrogen peroxide resulting from the source of hydrogen peroxide in the feed stream is in the range of 10x10-6: 1 to 5000x10 -6: 1, preferably 15x10-6: 1 to 2500x10-6: 1, more preferably 20x10-6: 1 to 1500x10-6: 1, more preferably 25x10-6: 1 to 1300x10-6: 1, more preferably 30x10-6: 1 to 1000x10-6: 1.
Preferiblemente, la corriente de alimentación según (a1) está libre de fosfato dihidrogenado de amonio. Más preferiblemente, la corriente de alimentación según (a1) está libre de fosfato de amonio, fosfato hidrogenado de amonio y fosfato dihidrogenado de amonio. Más preferiblemente, la corriente de alimentación según (a1) está libre de carbonato de amonio, carbonato hidrogenado de amonio, fosfato dihidrogenado de amonio, fosfato hidrogenado de amonio, fosfato de amonio, pirofosfato hidrogenado de amonio, pirofosfato de amonio, cloruro de amonio, nitrato de amonio y acetato de amonio. Más preferiblemente, la corriente de alimentación según (a1) está libre de sal de amonio. El término "libre de", como se usa en este contexto, se refiere a una concentración de un compuesto respectivo de como máximo 2 ppm en peso, preferiblemente como máximo 1 ppm en peso, basado en el peso total de la corriente de alimentación.Preferably, the feed stream according to (a1) is free of dihydrogen ammonium phosphate. More preferably, the feed stream according to (a1) is free of ammonium phosphate, hydrogenated ammonium phosphate and dihydrogen ammonium phosphate. More preferably, the feed stream according to (a1) is free of ammonium carbonate, ammonium hydrogenated carbonate, ammonium dihydrogen phosphate, ammonium hydrogenated phosphate, ammonium phosphate, ammonium hydrogenated pyrophosphate, ammonium pyrophosphate, ammonium chloride, ammonium nitrate and ammonium acetate. More preferably, the feed stream according to (a1) is free of ammonium salt. The term "free from", as used in this context, refers to a concentration of a respective compound of at most 2 ppm by weight, preferably at most 1 ppm by weight, based on the total weight of the feed stream.
Preferiblemente, la corriente de alimentación según (a1) contiene sodio en una relación molar de sodio con respecto al peróxido de hidrógeno o un equivalente de peróxido de hidrógeno resultante de la fuente de peróxido de hidrógeno en el intervalo de 1x10-6:1 a 250x10-6:1, preferiblemente de 5x10-6:1 a 50x10-6:1. Preferiblemente, la mezcla, preferiblemente la corriente de alimentación según (a1) no comprende fosfato dihidrogenado de sodio (NaH2PO4) disuelto, más preferiblemente ni fosfato dihidrogenado de sodio disuelto ni fosfato hidrogenado de disodio (Na2HPO4) disuelto, más preferiblemente ni fosfato dihidrogenado de sodio disuelto ni fosfato hidrogenado disódico disuelto ni fosfato sódico (Na3PO4) disuelto. Preferably, the feed stream according to (a1) contains sodium in a molar ratio of sodium to hydrogen peroxide or an equivalent of hydrogen peroxide resulting from the hydrogen peroxide source in the range of 1x10-6: 1 to 250x10 -6: 1, preferably 5x10-6: 1 to 50x10-6: 1. Preferably, the mixture, preferably the feed stream according to (a1) does not comprise dissolved sodium dihydrogen phosphate (NaH2PO4), more preferably neither dissolved sodium dihydrogen phosphate nor dissolved disodium hydrogenated phosphate (Na2HPO4), more preferably nor sodium dihydrogen phosphate dissolved neither dissolved disodium hydrogen phosphate nor dissolved sodium phosphate (Na3PO4).
En caso de que la corriente de alimentación según (a1) comprenda además al menos una sal que comprende potasio, la corriente líquida de alimentación se prepara preferiblemente combinando al menos cuatro corrientes individuales. Preferiblemente, una corriente acuosa que comprende al menos una sal disuelta que comprende potasio se combina con la corriente que comprende el propeno, o con la corriente que comprende el peróxido de hidrógeno o la fuente de peróxido de hidrógeno, o con la corriente que comprende el disolvente orgánico, o con una corriente mixta de dos o tres de estas corrientes, preferiblemente con la corriente que comprende el peróxido de hidrógeno o la fuente de peróxido de hidrógeno, o con la corriente que comprende el disolvente orgánico, o con una corriente mixta de los mismos.In case the feed stream according to (a1) further comprises at least one salt comprising potassium, the liquid feed stream is preferably prepared by combining at least four individual streams. Preferably, an aqueous stream comprising at least one dissolved salt comprising potassium is combined with the stream comprising propene, or with the stream comprising hydrogen peroxide or the source of hydrogen peroxide, or with the stream comprising the organic solvent, or with a mixed stream of two or three of these streams, preferably with the stream comprising the hydrogen peroxide or the hydrogen peroxide source, or with the stream comprising the organic solvent, or with a mixed stream of the same.
La corriente que comprende propeno puede comprender adicionalmente propano, en donde preferiblemente al menos 98% en peso, más preferiblemente al menos 99% en peso, más preferiblemente al menos 99.5% en peso, más preferiblemente al menos 99.9% en peso de la corriente consiste en propeno y propano. Preferiblemente, la relación en peso de propeno con respecto al propano en la corriente es de al menos 7:3. Por ejemplo, se puede emplear propeno disponible comercialmente que puede ser un propeno de calidad polimérica o un propeno de calidad química. Normalmente, el propeno de calidad polimérica tiene un contenido de propeno en el intervalo de 99 a 99.8% en peso y un contenido de propano en el intervalo de 0.2 a 1% en peso. El propeno de calidad química tiene típicamente un contenido de propeno en el intervalo de 92 a 98% en peso y un contenido de propano en el intervalo de 2 a 8% en peso. Preferiblemente, se emplea una corriente que tiene un contenido de propeno en el intervalo de 99 a 99.8% en peso y un contenido de propano en el intervalo de 0.2 a 1% en peso.The propene-comprising stream may further comprise propane, wherein preferably at least 98% by weight, more preferably at least 99% by weight, more preferably at least 99.5% by weight, more preferably at least 99.9% by weight of the stream consists in propene and propane. Preferably, the weight ratio of propene to propane in the stream is at least 7: 3. For example, commercially available propene can be employed which can be a polymer grade propene or a chemical grade propene. Typically, polymer grade propene has a propene content in the range of 99 to 99.8% by weight and a propane content in the range of 0.2 to 1% by weight. Chemical grade propene typically has a propene content in the range of 92 to 98% by weight and a propane content in the range of 2 to 8% by weight. Preferably, a stream is employed which has a propene content in the range of 99 to 99.8% by weight and a propane content in the range of 0.2 to 1% by weight.
La corriente que comprende peróxido de hidrógeno o la fuente de peróxido de hidrógeno se puede preparar según todos los métodos concebibles. Es concebible obtener la corriente que comprende peróxido de hidrógeno convirtiendo el ácido sulfúrico en ácido peroxodisulfúrico por oxidación anódica con evolución simultánea de hidrógeno en el cátodo. La hidrólisis del ácido peroxodisulfúrico conduce luego a través del ácido peroxomonosulfúrico a peróxido de hidrógeno y ácido sulfúrico que se obtiene de nuevo. También es concebible la preparación de peróxido de hidrógeno a partir de los elementos. Dependiendo del procedimiento de preparación específico, la corriente que comprende peróxido de hidrógeno puede ser, por ejemplo, una corriente acuosa o una corriente acuosa/metanólica de peróxido de hidrógeno, preferiblemente una corriente acuosa de peróxido de hidrógeno. En caso de que se emplee una alimentación acuosa de peróxido de hidrógeno, el contenido de la corriente con respecto al peróxido de hidrógeno normalmente está en el intervalo de 3 a 85% en peso, preferiblemente de 25 a 75% en peso, más preferiblemente de 30 a 50% en peso, tal como de 30 a 40% en peso o de 35 a 45% en peso o de 40 a 50% en peso. Preferiblemente, al menos el 25% en peso, más preferiblemente al menos el 30% en peso, más preferiblemente al menos el 35% en peso de la corriente que comprende peróxido de hidrógeno consiste en agua y peróxido de hidrógeno. Los intervalos preferidos son del 30 al 80% en peso o del 35 al 75% en peso o del 40 al 70% en peso.The stream comprising hydrogen peroxide or the source of hydrogen peroxide can be prepared according to all conceivable methods. It is conceivable to obtain the stream comprising hydrogen peroxide by converting sulfuric acid to peroxodisulfuric acid by anodic oxidation with simultaneous evolution of hydrogen at the cathode. The hydrolysis of the peroxodisulfuric acid then leads through the peroxomonosulfuric acid to hydrogen peroxide and sulfuric acid, which is obtained again. The preparation of hydrogen peroxide from the elements is also conceivable. Depending on the specific preparation process, the stream comprising hydrogen peroxide may be, for example, an aqueous stream or an aqueous / methanolic stream of hydrogen peroxide, preferably an aqueous stream of hydrogen peroxide. In case an aqueous hydrogen peroxide feed is employed, the content of the stream with respect to hydrogen peroxide is usually in the range of 3 to 85% by weight, preferably 25 to 75% by weight, more preferably of 30 to 50% by weight, such as 30 to 40% by weight or 35 to 45% by weight or 40 to 50% by weight. Preferably, at least 25% by weight, more preferably at least 30% by weight, more preferably at least 35% by weight of the stream comprising hydrogen peroxide consists of water and hydrogen peroxide. Preferred ranges are 30 to 80% by weight or 35 to 75% by weight or 40 to 70% by weight.
Para proporcionar una estabilidad suficiente del peróxido de hidrógeno durante la extracción con agua, de modo preferible esencialmente agua pura, habitualmente al agua se añaden agentes estabilizantes adecuados, de modo preferible esencialmente el agua pura utilizada. En particular, se deben mencionar ácidos inorgánicos fuertes y/o agentes quelantes. Según los procedimientos de extracción preferidos, se añaden pequeñas cantidades de nitratos y/o fosfatos y pirofosfatos, respectivamente, como agentes estabilizantes, ya sea como ácidos o como sales de sodio. Estos agentes estabilizantes se añaden normalmente en cantidades tales que la solución acuosa de peróxido de hidrógeno crudo contenga de 50 a 400 ppm en peso de cationes de sodio, de 100 a 700 ppm en peso de fósforo calculado como fosfato (PO43-), y de 50 a 400 ppm en peso de aniones nitrato, calculados en cada caso con respecto al peróxido de hidrógeno contenido en la solución acuosa cruda de peróxido de hidrógeno. Los intervalos preferidos son, por ejemplo, de 50 a 200 ppm en peso o de 50 a 100 ppm en peso de cationes de sodio, de 100 a 500 ppm en peso o de 100 a 300 ppm en peso de fósforo y de 50 a 200 ppm en peso o 50 a 100 ppm en peso de nitrato. Además, es concebible que se utilicen otros agentes estabilizantes tales como estannitos como estannito de sodio (Na2SnO2) y/o ácidos fosfónicos orgánicos, en particular ácidos difosfónicos orgánicos como ácido etidrónico. Preferiblemente, la corriente acuosa de peróxido de hidrógeno comprende sodio con una relación molar de sodio con respecto al peróxido de hidrógeno en el intervalo de 1x10-6:1 a 250x10-6:1, más preferiblemente de 5 x10-6:1 a 50x10-6:1.To provide sufficient stability of the hydrogen peroxide during extraction with water, preferably essentially pure water, usually suitable stabilizing agents are added to the water, preferably essentially the pure water used. In particular, strong inorganic acids and / or chelating agents should be mentioned. According to preferred extraction procedures, small amounts of nitrates and / or phosphates and pyrophosphates, respectively, are added as stabilizing agents, either as acids or as sodium salts. These stabilizing agents are normally added in amounts such that the crude hydrogen peroxide aqueous solution contains from 50 to 400 ppm by weight of sodium cations, from 100 to 700 ppm by weight of phosphorus calculated as phosphate (PO 4 3-), and from 50 to 400 ppm by weight of nitrate anions, calculated in each case with respect to the hydrogen peroxide contained in the crude aqueous hydrogen peroxide solution. Preferred ranges are, for example, 50 to 200 ppm by weight or 50 to 100 ppm by weight of sodium cations, 100 to 500 ppm by weight or 100 to 300 ppm by weight of phosphorus and 50 to 200 ppm by weight or 50 to 100 ppm by weight of nitrate. Furthermore, it is conceivable that other stabilizing agents such as stannites such as sodium stannite (Na 2 SnO 2 ) and / or organic phosphonic acids are used, in particular organic diphosphonic acids such as etidronic acid. Preferably, the aqueous hydrogen peroxide stream comprises sodium with a molar ratio of sodium to hydrogen peroxide in the range of 1x10-6: 1 to 250x10-6: 1, more preferably 5x10-6: 1 to 50x10 -6: 1.
Generalmente, la relación molar de agua con respecto al disolvente orgánico en la corriente de alimentación proporcionada en (a1) no está sujeta a ninguna restricción específica. Preferiblemente, en particular en caso de que el disolvente orgánico sea acetonitrilo, la relación molar de agua con respecto al disolvente orgánico es como máximo 1:4, más preferiblemente en el intervalo de 1:50 a 1:4, preferiblemente de 1:15 a 1:4.1, más preferiblemente de 1:10 a 1:4,2.Generally, the molar ratio of water to organic solvent in the feed stream provided in (a1) is not subject to any specific restriction. Preferably, in particular in case the organic solvent is acetonitrile, the molar ratio of water to organic solvent is at most 1: 4, more preferably in the range of 1:50 to 1: 4, preferably 1:15 at 1: 4.1, more preferably 1:10 to 1: 4.2.
Catalizador según (a1)Catalyst according to (a1)
Generalmente, una zeolita que contiene titanio utilizada como material catalíticamente activo podría tener un tipo de estructura marco zeolítica según los siguientes códigos de tres letras: ABW, ACO, AEI, AEL, AEN, AET, AFG, AFI, AFN, AFO, AFR, AFS, AFT, AFX, AFY, AHT, ANA, APC, APD, AST, ASV, ATN, ATO, ATS, ATT, ATV, AWO, AWW, BCT, BEA, BEC, BIK, BOG, BPH, BRE, CAN, CAS, CDO, CFI, CGF, CGS, CHA, CHI, CLO, CON, CZP, DAC, DDR, DFO, DFT, DOH, DON, EAB, EDI, EMT, EPI, ERI, ESV, ETR, EUO, FAU, FER, FRA, GIS, GIU, GME, GON, GOO, HEU, IFR, ISV, ITE, ITH, ITW, IWR, IWW, JBW, KFI, LAU, LEV, LIO, LOS, LOV, LTA, LTL, LTN, MAR, MAZ, MEI, MEL, MEP, MER, MMFI, MFS, MON, MOR, MSO, MTF, MTN, MTT, MTW, MWW, NAB, NAT, NEES, NON, NPO, OBW, OFF, OSI, OSO, PAR, PAU, PHI, PON, RHO, RON, RRO, RSN, RTE, RTH, RUT, RWR, RWY, SAO, SAS, SAT, SAV, SBE, SBS, SBT, SFE, SFF, SFG, SFH, SFN SFO, SGT, SOD, SSY, STF, STI, STT, TER, THO, TON, TSC, UEI, UFI, UOZ, USI, UTL, VET, VFI, VNI, VSV, WEI, WEN, YUG, ZON o una estructura mixta de dos o más de estas estructuras marco. Con respecto a los códigos de tres letras y sus definiciones, se hace referencia al "Atlas of Zeolite Framework Types", 5a edición, Elsevier, Londres, Inglaterra (2001).Generally, a zeolite containing titanium used as a catalytically active material could have a type of zeolitic framework structure according to the following three letter codes: ABW, ACO, AEI, AEL, AEN, AET, AFG, AFI, AFN, AFO, AFR, AFS, AFT, AFX, AFY, AHT, ANA, APC, APD, AST, ASV, ATN, ATO, ATS, ATT, ATV, AWO, AWW, BCT, BEA, BEC, BIK, BOG, BPH, BRE, CAN, CAS, CDO, CFI, CGF, CGS, CHA, CHI, CLO, CON, CZP, DAC, DDR, DFO, DFT, DOH, DON, EAB, EDI, EMT, EPI, ERI, ESV, ETR, EUO, FAU, FER, FRA, GIS, GIU, GME, GON, GOO, HEU, IFR, ISV, ITE, ITH, ITW, IWR, IWW, JBW, KFI, LAU, LEV, LIO, LOS, LOV, LTA, LTL, LTN, MAR, MAZ, MEI, MEL, MEP, MER, MMFI, MFS, MON, MOR, MSO, MTF, MTN, MTT, MTW, MWW, NAB, NAT, NEES, NON, NPO, OBW, OFF, OSI, OSO, PAR, PAU, PHI, PON, RHO, RON, RRO, RSN, RTE, RTH, RUT, RWR, RWY, SAO, SAS, SAT, SAV, SBE, SBS, SBT, SFE, SFF, SFG, SFH, SFN SFO, SGT, SOD, SSY, STF, STI, STT, TER, THO, TON, TSC, UEI, UFI, UOZ, USI, UTL, VET , VFI, VNI, VSV, WEI, WEN, YUG, ZON or a mixed structure of two or more of these framework structures. With regard to three letter codes and their definitions, reference is made to the "Atlas of Zeolite Framework Types", 5th edition, Elsevier, London, England (2001).
Según la presente invención, la zeolita que contiene titanio usada como material catalíticamente activo es de estructura marco de tipo MWW. Preferiblemente, la zeolita que contiene titanio es una "TiMWW".According to the present invention, the titanium-containing zeolite used as catalytically active material is of MWW-type framework structure. Preferably, the titanium-containing zeolite is a "TiMWW".
Preferiblemente, en particular en caso de que la zeolita que contiene titanio sea TiMWW, la zeolita que contiene titanio comprende uno o más de Al, B, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, In, Sn, Pb, Pd, Pt, Au, Cd, preferiblemente uno o más de B, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, In, Sn, Pb, Pd, Pt, Au, Cd, más preferiblemente Zn.Preferably, in particular in case the titanium-containing zeolite is TiMWW, the titanium-containing zeolite comprises one or more of Al, B, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, In, Sn, Pb, Pd, Pt, Au, Cd, preferably one or more of B, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni , Zn, Ga, Ge, In, Sn, Pb, Pd, Pt, Au, Cd, more preferably Zn.
El término "zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW", como se usa en el contexto de la presente invención, también denominada "TiMWW", se refiere a una zeolita de estructura marco MWW que contiene titanio como elemento de sustitución isomorfo en la estructura zeolítica. Preferiblemente, la estructura zeolítica está esencialmente sin aluminio y consiste esencialmente en silicio, titanio y oxígeno. Preferiblemente, al menos el 99% en peso, más preferiblemente al menos el 99.5% en peso, más preferiblemente al menos el 99.9% en peso de la estructura zeolítica consiste en silicio, titanio y oxígeno. Opcionalmente, la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW puede comprender titanio extra-estructural que debe entenderse como todas las especies de titanio que no forman parte de la estructura zeolítica de MWW. La preparación de catalizadores de TiMWW se describe, por ejemplo, en el documento US 2007043226 A1, en particular en los Ejemplos 3 y 5 del mismo.The term "MWW framework titanium zeolite", as used in the context of the present invention, also referred to as "TiMWW", refers to a MWW framework zeolite containing titanium as an isomorphic substitution element in the framework. zeolitic. Preferably, the zeolitic structure is essentially free of aluminum and consists essentially of silicon, titanium, and oxygen. Preferably at least 99% by weight, more preferably at least 99.5% by weight, more preferably at least 99.9% by weight of the zeolitic structure consists of silicon, titanium and oxygen. Optionally, the MWW framework structure titanium zeolite can comprise extra-structural titanium which is to be understood as all titanium species that are not part of the MWW zeolitic structure. The preparation of TiMWW catalysts is described, for example, in US 2007043226 A1, in particular in Examples 3 and 5 thereof.
El contenido de titanio de la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW no está sujeto a restricciones específicas. Preferiblemente, la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW comprendida en el catalizador en (a1) contiene titanio, calculado como titanio elemental, en una cantidad en el intervalo de 0.1 a 5% en peso, más preferiblemente de 0.2 a 4% en peso, más preferiblemente de 0.5 a 3% en peso, más preferiblemente de 1 a 2% en peso, basado en el peso total de la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW. Por lo tanto, la presente invención se refiere al procedimiento descrito anteriormente, en el que la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW comprendida en el catalizador en (a1) contiene titanio, calculado como titanio elemental, en una cantidad en el intervalo de 0.1 a 5% en peso, preferiblemente de 1 a 2% en peso, de silicio, basado en el peso total de la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW.The titanium content of the MWW frame structure titanium zeolite is not subject to specific restrictions. Preferably, the titanium zeolite of MWW type framework structure comprised in the catalyst in (a1) contains titanium, calculated as elemental titanium, in an amount in the range of 0.1 to 5% by weight, more preferably 0.2 to 4% by weight , more preferably 0.5 to 3% by weight, more preferably 1 to 2% by weight, based on the total weight of the MWW frame structure titanium zeolite. Therefore, the present invention relates to the process described above, in which the titanium zeolite of MWW type framework structure comprised in the catalyst in (a1) contains titanium, calculated as elemental titanium, in an amount in the range of 0.1 to 5% by weight, preferably 1 to 2% by weight, of silicon, based on the total weight of the MWW type framework titanium zeolite.
Además del titanio, la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW puede comprender al menos un elemento adicional distinto de titanio, silicio y oxígeno. En general, es concebible que este al menos un elemento adicional sea un elemento de sustitución isomorfo que forma parte de la estructura marco zeolítica MWW. Preferiblemente, este al menos un elemento adicional no es un elemento de sustitución isomorfo. Un elemento adicional de este tipo que no es un elemento de sustitución isomorfo se puede aplicar a la zeolita mediante, por ejemplo, un procedimiento de pulverización, un procedimiento de impregnación en húmedo tal como un procedimiento de humedad incipiente o cualquier otro procedimiento adecuado. Preferiblemente, el al menos un elemento adicional se selecciona del grupo que consiste en Al, B, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, In, Sn, Pb, Pd, Pt, Au, Cd y una combinación de dos o más, preferiblemente del grupo formado por B, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, In, Sn, Pb, Pd, Pt, Au, Cd combinación de dos o más. Más preferiblemente, la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW contiene zinc como elemento adicional además de titanio, silicio y oxígeno. Más preferiblemente, la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW contiene zinc como único elemento adicional además de titanio, silicio y oxígeno. Más preferiblemente, la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW contiene zinc como único elemento adicional además de titanio, silicio y oxígeno en donde al menos 99% en peso, más preferiblemente al menos 99.5% en peso, más preferiblemente al menos 99.9% en peso de la estructura marco zeolítica consisten en silicio, titanio y oxígeno. Más preferiblemente, en caso de que la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW contenga zinc como único elemento adicional, al menos 99% en peso, más preferiblemente al menos 99.5% en peso, más preferiblemente al menos 99.9% en peso de la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW consiste en zinc, titanio, silicio y oxígeno; Esta zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW que contiene zinc como único elemento adicional también se denomina "ZnTiMWW".In addition to titanium, the MWW-type framework titanium zeolite may comprise at least one additional element other than titanium, silicon, and oxygen. In general, it is conceivable that this at least one additional element is an isomorphic replacement element that forms part of the MWW zeolitic framework structure. Preferably, this at least one additional element is not an isomorphic replacement element. Such an additional element which is not an isomorphic substitution element can be applied to the zeolite by, for example, a spray process, a wet impregnation process such as a damp process or any other suitable process. Preferably, the at least one additional element is selected from the group consisting of Al, B, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, In, Sn , Pb, Pd, Pt, Au, Cd and a combination of two or more, preferably from the group consisting of B, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga , Ge, In, Sn, Pb, Pd, Pt, Au, Cd combination of two or more. More preferably, the MWW frame structure titanium zeolite contains zinc as an additional element in addition to titanium, silicon and oxygen. More preferably, the MWW type framework titanium zeolite contains zinc as the only additional element in addition to titanium, silicon and oxygen. More preferably, the titanium zeolite of MWW type framework structure contains zinc as the only additional element in addition to titanium, silicon and oxygen where at least 99% by weight, more preferably at least 99.5% by weight, more preferably at least 99.9% by Weight of the zeolitic framework structure consist of silicon, titanium and oxygen. More preferably, in case the MWW type framework titanium zeolite contains zinc as the only additional element, at least 99% by weight, more preferably at least 99.5% by weight, more preferably at least 99.9% by weight of the zeolite MWW-type frame structure titanium consists of zinc, titanium, silicon and oxygen; This MWW frame structure titanium zeolite containing zinc as the only additional element is also called "ZnTiMWW".
Catalizador ZnTiMWWZnTiMWW Catalyst
El contenido de zinc de la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW no está sujeto a restricciones específicas. Preferiblemente, la zeolita de titanio de estructura marco tipo m Ww comprendida en el catalizador en (a1) contiene zinc, calculado como zinc elemental, en una cantidad en el intervalo de 0.1 a 5% en peso, más preferiblemente de 0.2 a 4% en peso, más preferiblemente de 0.5 a 3% en peso, más preferiblemente de 1 a 2% en peso, basado en el peso total de la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW. Por lo tanto, la presente invención se relaciona con el procedimiento descrito anteriormente, en el que la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW comprendida en el catalizador en (a1) contiene zinc, calculado como zinc elemental, en una cantidad en el intervalo de 0.1 a 5% en peso, preferiblemente de 1 a 2% en peso, basado en el peso total de la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW. The zinc content of the MWW framework structure titanium zeolite is not subject to specific restrictions. Preferably, the m Ww framework structure titanium zeolite comprised in the catalyst in (a1) contains zinc, calculated as elemental zinc, in an amount in the range of 0.1 to 5% by weight, more preferably 0.2 to 4% by weight. weight, more preferably 0.5 to 3% by weight, more preferably 1 to 2% by weight, based on the total weight of the MWW frame structure titanium zeolite. Therefore, the present invention relates to the process described above, in which the titanium zeolite of MWW framework structure comprised in the catalyst in (a1) contains zinc, calculated as elemental zinc, in an amount in the range of 0.1 to 5% by weight, preferably 1 to 2% by weight, based on the total weight of the MWW frame structure titanium zeolite.
Por lo tanto, se prefiere que la zeolita que contiene titanio que está comprendida en el catalizador en (a1) y tiene una estructura marco MWW, comprenda zinc y contenga titanio, calculado como titanio elemental, en una cantidad en el intervalo de 0.1 a 5% en peso, preferiblemente de 1 a 2% en peso, basado en el peso total de la zeolita que contiene titanio, y contiene zinc, calculado como zinc elemental, en una cantidad en el intervalo de 0.1 a 5% en peso, preferiblemente de 1 al 2% en peso, basado en el peso total de la zeolita que contiene titanio.Therefore, it is preferred that the titanium-containing zeolite which is comprised in the catalyst in (a1) and has a MWW framework structure, comprises zinc and contains titanium, calculated as elemental titanium, in an amount in the range of 0.1 to 5% by weight, preferably 1 to 2% by weight, based on the total weight of the zeolite containing titanium, and containing zinc, calculated as elemental zinc, in an amount in the range of 0.1 to 5% by weight, preferably 1 to 2% by weight, based on the total weight of the titanium-containing zeolite.
El catalizador según (a1), que comprende la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW, puede consistir en la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW, preferiblemente consistir en TiMWW o ZnTiMWW como se ha descrito. En tales casos, el catalizador puede ser la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW en forma de polvo zeolítico que puede moldearse, por ejemplo, como un granulado, una microesfera tal como una microesfera obtenida por secado por pulverización o por granulación por pulverización, un cuerpo moldeado que tiene, por ejemplo, la forma de una pella, un comprimido, un cilindro, una rueda, una estrella o una esfera.The catalyst according to (a1), which comprises the MWW type framework titanium zeolite, may consist of the MWW type framework titanium zeolite, preferably consist of TiMWW or ZnTiMWW as described. In such cases, the catalyst may be the MWW type framework titanium zeolite in the form of a zeolitic powder which can be molded, for example, as a granulate, a microsphere such as a microsphere obtained by spray drying or by spray granulation, a molded body having, for example, the shape of a pellet, a tablet, a cylinder, a wheel, a star or a sphere.
Preferiblemente, el catalizador según (a1), que comprende la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW, preferiblemente la TiMWW o la ZnTiMWW, se prepara como una pieza moldeada que comprende la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW, preferiblemente la TiMWW o la ZnTiMWW, mezclando de forma adecuada la zeolita de titanio de estructura marco tipo MWW con al menos un aglutinante y/o con al menos un precursor de aglutinante, y opcionalmente al menos un agente formador de poros y/o al menos un agente plastificante. Las piezas moldeadas se pueden conformar en todas las geometrías imaginables, tales como hebras, por ejemplo, con sección transversal rectangular, triangular, hexagonal, cuadrática, ovalada o circular, estrellas, comprimidos, esferas, cilindros huecos y similares. Ejemplos de tales aglutinantes son óxidos metálicos, tales como, por ejemplo, SiO2 , AhO3, TiO2 , ZrO2 o MgO o arcillas o mezclas de dos o más de estos óxidos u óxidos mixtos de al menos dos de Si, Al, Ti, Zr, y Mg, y se prefiere SiO2. Los agentes formadores de poros tales como los agentes formadores de mesoporos incluyen compuestos vinílicos poliméricos, tales como óxidos de polialquileno como óxidos de polietileno, poliestireno, poliacrilatos, polimetacrilatos, poliolefinas, poliamidas y poliésteres. Los agentes de adhesión incluyen polímeros orgánicos, en particular hidrofílicos, tales como carbohidratos como celulosa, derivados de celulosa, como metilcelulosa, y almidón, como almidón de patata, yeso para empapelado, poliacrilatos, polimetacrilatos, alcohol polivinílico, polivinilpirrolidona, poliisobuteno o politetrahidrofurano. El uso de agua, alcoholes o glicoles o mezclas de los mismos, como mezclas de agua y alcohol, o agua y glicol, como por ejemplo agua y metanol, o agua y etanol, o agua y propanol, o agua y propilenglicol, se puede mencionar como agentes de pegado. Preferiblemente, el catalizador según (a1) se emplea como una pieza moldeada que tiene la forma de un extrudido, preferiblemente un extrudido que tiene una longitud preferiblemente de 1 a 10 mm, más preferiblemente de 1 a 7 mm, más preferiblemente de 1 a 5 mm, y un diámetro preferiblemente de 0.1 a 5 mm, más preferiblemente de 0.2 a 4 mm, más preferiblemente de 0.5 a 2 mm. En particular, en lo que respecta al catalizador preferido según (a1) que comprende la ZnTiMWW, se prefiere emplear este catalizador en forma de micropolvo o en forma de pieza moldeada, en donde la pieza moldeada contiene preferiblemente dicho micropolvo.Preferably, the catalyst according to (a1), which comprises the titanium zeolite of the MWW type framework structure, preferably the TiMWW or the ZnTiMWW, is prepared as a molding comprising the titanium zeolite of the MWW type framework structure, preferably the TiMWW or ZnTiMWW, by suitably mixing the MWW-type framework titanium zeolite with at least one binder and / or with at least one binder precursor, and optionally at least one pore-forming agent and / or at least one plasticizer. The molded parts can be shaped into all conceivable geometries, such as strands, for example, with rectangular, triangular, hexagonal, quadratic, oval or circular cross section, stars, tablets, spheres, hollow cylinders and the like. Examples of such binders are metal oxides, such as, for example, SiO 2 , AhO3, TiO 2 , ZrO 2 or MgO or clays or mixtures of two or more of these oxides or mixed oxides of at least two of Si, Al, Ti , Zr, and Mg, and SiO 2 is preferred. Pore-forming agents such as meso-pore-forming agents include polymeric vinyl compounds, such as polyalkylene oxides such as polyethylene oxides, polystyrene, polyacrylates, polymethacrylates, polyolefins, polyamides, and polyesters. Adhesion agents include organic polymers, particularly hydrophilic, such as carbohydrates such as cellulose, cellulose derivatives, such as methylcellulose, and starch, such as potato starch, wallpaper plaster, polyacrylates, polymethacrylates, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyisobutene, or polytetrahydrofuran. The use of water, alcohols or glycols or mixtures thereof, such as mixtures of water and alcohol, or water and glycol, such as water and methanol, or water and ethanol, or water and propanol, or water and propylene glycol, can be Mention as gluing agents. Preferably, the catalyst according to (a1) is used as a molding having the form of an extrudate, preferably an extrudate having a length preferably 1 to 10 mm, more preferably 1 to 7 mm, more preferably 1 to 5 mm, and a diameter preferably 0.1 to 5 mm, more preferably 0.2 to 4 mm, more preferably 0.5 to 2 mm. In particular, as regards the preferred catalyst according to (a1) comprising the ZnTiMWW, it is preferred to employ this catalyst in the form of a micropowder or in the form of a molded part, wherein the molded part preferably contains said micropowder.
Dicho catalizador según (a1) en forma de micropolvo, que comprende la ZnTiMWW, se caracteriza preferentemente por las siguientes características e, incluyendo las combinaciones de formas de realización según las dependencias dadas:Said catalyst according to (a1) in the form of a micropowder, comprising ZnTiMWW, is preferably characterized by the following characteristics and, including combinations of embodiments according to the given dependencies:
Una forma de realización (1) se refiere a un micropolvo, cuyas partículas tienen un valor Dv10 de al menos 2 micrómetros, y dicho micropolvo comprende mesoporos que tienen un diámetro de poro promedio (4V/A) en el intervalo de 2 a 50 nm determinado por porosimetría de Hg según DIN 66133, y que comprende, basado en el peso del micropolvo, al menos 95% en peso de un material zeolítico microporoso sin aluminio de estructura tipo MWW que contiene titanio y zinc (ZnTiMWW). Se entiende que el valor Dv10 se determina según el ejemplo de referencia 8 del documento WO 2013/117536.One embodiment (1) refers to a micropowder, the particles of which have a Dv10 value of at least 2 microns, and said micropowder comprises mesopores having an average pore diameter (4V / A) in the range of 2 to 50 nm. determined by Hg porosimetry according to DIN 66133, and comprising, based on the weight of the micropowder, at least 95% by weight of an aluminum-free microporous zeolitic material of MWW type structure containing titanium and zinc (ZnTiMWW). It is understood that the Dv10 value is determined according to Reference Example 8 of WO 2013/117536.
Una forma de realización preferida (2) de concretización de la forma de realización (1) se refiere a dicho micropolvo que tiene un valor DV10 en el intervalo de 2 a 5.5 micrómetros, preferiblemente de 3 a 5.5 micrómetros.A preferred embodiment (2) of realization of embodiment (1) refers to said micropowder having a DV10 value in the range of 2 to 5.5 microns, preferably 3 to 5.5 microns.
Una forma de realización preferida (3) de concretización de la forma de realización (1) o (2) se refiere a que dicho micropolvo tiene un valor Dv50 en el intervalo de 7 a 25 micrómetros y opcionalmente un valor Dv90 en el intervalo de 26 a 85 micrómetros. Se entiende que los valores Dv50 y Dv90 se determinan según el Ejemplo de referencia 8 del documento WO 2013/117536.A preferred embodiment (3) of concretization of embodiment (1) or (2) refers to said micropowder having a Dv50 value in the range of 7 to 25 microns and optionally a Dv90 value in the range of 26 at 85 microns. It is understood that the Dv50 and Dv90 values are determined according to Reference Example 8 of WO 2013/117536.
Una forma de realización preferida (4) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (3) se refiere a dicho micropolvo, en donde los mesoporos tienen un diámetro de poro promedio (4V/A) en el intervalo de 10 a 50 nm, preferiblemente de 15 a 40 nm, más preferiblemente de 20 a 30 nm, determinado por porosimetría de Hg según DIN 66133.A preferred embodiment (4) that specifies any of the embodiments (1) to (3) refers to said micropowder, wherein the mesopores have an average pore diameter (4V / A) in the range of 10 to 50 nm, preferably 15 to 40 nm, more preferably 20 to 30 nm, determined by Hg porosimetry according to DIN 66133.
Una forma de realización preferida (5) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (4) se refiere a dicho micropolvo que comprende adicionalmente macroporos que tienen un diámetro de poro promedio (4V/A) en el intervalo de más de 50 nm, y dichos macroporos tienen preferiblemente un promedio de diámetro de poro en el intervalo de 0.05 a 3 micrómetros, determinado por porosimetría de Hg según la norma DIN 66133.A preferred embodiment (5) that specifies any of the embodiments (1) to (4) refers to said micropowder further comprising macropores having an average pore diameter (4V / A) in the range of more than 50 nm, and said macropores preferably have an average pore diameter in the range of 0.05 to 3 microns, determined by Hg porosimetry according to DIN 66133.
Una forma de realización preferida (6) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (5) se refiere a dicho micropolvo, en donde los microporos de la ZnTiMWW tienen un diámetro de poro promedio en el intervalo de 1.0 a 1.2 nanómetros determinado por adsorción de nitrógeno según la norma DIN 66135. A preferred embodiment (6) that specifies any of the embodiments (1) to (5) refers to said micropowder, wherein the micropores of the ZnTiMWW have an average pore diameter in the range of 1.0 to 1.2 nanometers. determined by nitrogen adsorption according to DIN 66135.
Una forma de realización preferida (7) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (6) se refiere a dicho micropolvo que comprende, basado en el peso del micropolvo, al menos 99% en peso, preferiblemente al menos 99.7% en peso de la ZnTiMWW.A preferred embodiment (7) that specifies any of the embodiments (1) to (6) refers to said micropowder comprising, based on the weight of the micropowder, at least 99% by weight, preferably at least 99.7% by weight of the ZnTiMWW.
Una forma de realización preferida (8) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (7) se refiere a dicho micropolvo, en donde la ZnTiMWW contiene zinc en una cantidad de 1.0 a 2.0% en peso, preferiblemente de 1.2 a 1.9% en peso, calculado como Zn y basado en el peso de la ZnTiMWW.A preferred embodiment (8) that specifies any of the embodiments (1) to (7) refers to said micropowder, wherein the ZnTiMWW contains zinc in an amount of 1.0 to 2.0% by weight, preferably 1.2 to 1.9% by weight, calculated as Zn and based on the weight of the ZnTiMWW.
Una forma de realización preferida (9) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (8) se refiere a dicho micropolvo, en donde la ZnTiMWW contiene titanio en una cantidad de 1.0 a 2.0% en peso, preferiblemente de 1.2 a 1.8% en peso, calculado como Ti y basado en el peso de la ZnTiMWW.A preferred embodiment (9) that specifies any of the embodiments (1) to (8) refers to said micropowder, wherein the ZnTiMWW contains titanium in an amount of 1.0 to 2.0% by weight, preferably 1.2 to 1.8% by weight, calculated as Ti and based on the weight of the ZnTiMWW.
Una forma de realización preferida (10) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (9) se refiere a dicho micropolvo que tiene, según se determina mediante análisis de difracción de rayos X (XRD), de al menos (80 /- 10) %, preferiblemente de al menos (85 /- 10) %. Se entiende que la cristalinidad se determina según el ejemplo de referencia 10 del documento WO 2013/117536.A preferred embodiment (10) that specifies any of the embodiments (1) to (9) refers to said micropowder having, as determined by X-ray diffraction analysis (XRD), of at least (80 / - 10)%, preferably at least (85 / - 10)%. It is understood that crystallinity is determined according to Reference Example 10 of WO 2013/117536.
Una forma de realización preferida (11) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (10) se refiere a dicho micropolvo que comprende, basado en el peso total del micropolvo y calculado como elemento, menos del 0.001% en peso, preferiblemente menos del 0.0001% en peso de un metal noble, preferiblemente seleccionado del grupo que consiste en oro, plata, platino, paladio, iridio, rutenio, osmio y una mezcla de dos o más de los mismos, más preferiblemente seleccionado del grupo que consiste en oro, platino, oro y un mezcla de dos o más de los mismos. A preferred embodiment (11) that specifies any of the embodiments (1) to (10) refers to said micropowder comprising, based on the total weight of the micropowder and calculated as an element, less than 0.001% by weight, preferably less than 0.0001% by weight of a noble metal, preferably selected from the group consisting of gold, silver, platinum, palladium, iridium, ruthenium, osmium and a mixture of two or more thereof, more preferably selected from the group consisting in gold, platinum, gold, and a mixture of two or more of them.
Una forma de realización preferida (12) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (11) se refiere a dicho micropolvo que comprende, basado en el peso total del micropolvo y calculado como elemento, menos del 0.1% en peso, preferiblemente menos del 0.01% en peso de boro.A preferred embodiment (12) that specifies any of the embodiments (1) to (11) refers to said micropowder comprising, based on the total weight of the micropowder and calculated as an element, less than 0.1% by weight, preferably less than 0.01% by weight of boron.
Una forma de realización preferida (13) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (12) se refiere a dicho micropolvo que tiene una densidad aparente en el intervalo de 80 a 100 g/ml.A preferred embodiment (13) embodying any of the embodiments (1) to (12) refers to said micropowder having a bulk density in the range of 80 to 100 g / ml.
Una forma de realización preferida (14) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (13) se refiere a dicho micropolvo que es un polvo de pulverización, preferiblemente obtenible u obtenido mediante secado por pulverización.A preferred embodiment (14) that embodies any of the embodiments (1) to (13) refers to said micropowder which is a spray powder, preferably obtainable or obtained by spray drying.
Además, dicho catalizador según (a1) en forma de una pieza moldeada, que comprende la ZnTiMWW, se caracteriza preferiblemente por las siguientes características y formas de realización, incluyendo las combinaciones según las dependencias dadas:Furthermore, said catalyst according to (a1) in the form of a molded part, comprising ZnTiMWW, is preferably characterized by the following characteristics and embodiments, including combinations according to the given dependencies:
Una forma de realización (1) se refiere a dicha pieza moldeada que comprende un material zeolítico microporoso sin aluminio de estructura tipo MWW que contiene titanio y zinc (ZnTiMWW), y dicha pieza moldeada comprende preferiblemente un micropolvo que comprende, basado en el peso del micropolvo, al menos 95 % en peso de un material zeolítico microporoso sin aluminio de estructura tipo MWW que contiene titanio y zinc (ZnTiMWW), y dicha pieza moldeada más preferiblemente comprende el micropolvo según cualquiera de las formas de realización de micropolvo de 1 a 14 como se describe anteriormente, y la pieza moldeada preferiblemente comprende además al menos un aglutinante, preferiblemente un aglutinante de sílice.An embodiment (1) refers to said molded part comprising a microporous zeolitic material without aluminum of MWW type structure containing titanium and zinc (ZnTiMWW), and said molded part preferably comprises a micropowder comprising, based on the weight of the micropowder, at least 95% by weight of an aluminum-free microporous zeolitic material of MWW type structure containing titanium and zinc (ZnTiMWW), and said molding more preferably comprises the micropowder according to any of the micropowder embodiments from 1 to 14 as described above, and the molding preferably further comprises at least one binder, preferably a silica binder.
Una forma de realización preferida (2) que concretiza la forma de realización (1) se refiere a dicha pieza moldeada que comprende mesoporos que tienen un diámetro promedio de poro en el intervalo de 4 a 40 nm, preferiblemente de 20 a 30 nm determinado por porosimetría de Hg según la norma DIN 66133.A preferred embodiment (2) that specifies embodiment (1) refers to said molding comprising mesopores having an average pore diameter in the range of 4 to 40 nm, preferably 20 to 30 nm determined by Hg porosimetry according to DIN 66133.
3. La pieza moldeada de la forma de realización 1 o 2, que tiene una cristalinidad, determinada por análisis XRD, de al menos (55 /- 10) %, preferiblemente en el intervalo de ((55 a 75) /- 10) %. Se entiende que la cristalinidad se determina según el ejemplo de referencia 10 del documento WO 2013/117536.3. The molding of embodiment 1 or 2, having a crystallinity, determined by XRD analysis, of at least (55 / - 10)%, preferably in the range of ((55 to 75) / - 10) %. It is understood that crystallinity is determined according to Reference Example 10 of WO 2013/117536.
Una forma de realización preferida (4) para concretizar cualquiera de las formas de realización (1) a (3) se refiere a dicha pieza moldeada que comprende el micropolvo en una cantidad en el intervalo de 70 a 80% en peso y el aglutinante de sílice en una cantidad de 30 a 20 % en peso, el micropolvo junto con el aglutinante de sílice que constituye al menos el 99 % en peso de la pieza moldeada, en la que la pieza moldeada tiene una concentración de grupos silanol con respecto al número total de átomos de Si de como máximo 6%, preferiblemente como máximo 3%, tal como se determina según 29Si MAS NMR. Se entiende que la concentración de los grupos silanol se determina según el ejemplo de referencia 3 del documento WO 2013/117536.A preferred embodiment (4) to realize any of the embodiments (1) to (3) refers to said molding comprising the micro-powder in an amount in the range of 70 to 80% by weight and the binder of silica in an amount of 30 to 20% by weight, the micropowder together with the silica binder constituting at least 99% by weight of the molded part, wherein the molded part has a concentration of silanol groups with respect to the number Total Si atoms of at most 6%, preferably at most 3%, as determined according to 29Si MAS NMR. It is understood that the concentration of the silanol groups is determined according to Reference Example 3 of WO 2013/117536.
Una forma de realización preferida (5) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (4) se refiere a dicha pieza moldeada que es una hebra que tiene una sección transversal circular y un diámetro en el intervalo de 1.5 a 1.7 mm y que tiene una resistencia al aplastamiento de al menos 5 N, preferiblemente en el intervalo de 5 a 20 N, más preferiblemente en el intervalo de 12 a 20 N, la resistencia al aplastamiento se determina mediante la máquina de prueba de resistencia al aplastamiento Z2.5/TS1S según el procedimiento descrito en el Ejemplo de referencia 2 del documento WO 2013/117536. A preferred embodiment (5) that specifies any of the embodiments (1) to (4) refers to said molded part which is a strand having a circular cross section and a diameter in the range of 1.5 to 1.7 mm. and having a crush strength of at least 5 N, preferably in the range of 5 to 20 N, more preferably in the range of 12 to 20 N, the crush strength is determined by the Z2 crush strength testing machine .5 / TS1S according to the procedure described in Reference Example 2 of WO 2013/117536.
Una forma de realización preferida (6) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (5) se refiere a dicha pieza moldeada, el espectro de 29Si-NMR de dicha pieza moldeada comprende seis picos en la siguiente posición pico 1 a -98 /- x ppm,A preferred embodiment (6) that specifies any of the embodiments (1) to (5) refers to said molded part, the 29Si-NMR spectrum of said molded part comprises six peaks in the following peak position 1 to -98 / - x ppm,
pico 2 a -104 /- x ppm,peak 2 at -104 / - x ppm,
pico 3 a -110 /- x ppm,peak 3 at -110 / - x ppm,
pico 4 a -113 /- x ppm,peak 4 at -113 / - x ppm,
pico 5 a -115 /- x ppm,peak 5 at -115 / - x ppm,
pico 6 a -118 /- x ppm,peak 6 at -118 / - x ppm,
y x en cualquiera de los picos es 1.5, preferiblemente 1.0, más preferiblemente 0.5,and x at either peak is 1.5, preferably 1.0, more preferably 0.5,
donde Q se define comowhere Q is defined as
Q = 100 * { [a1 a2]/[a4 a5 a6] }/a3Q = 100 * {[a1 a2] / [a4 a5 a6]} / a3
es como máximo 2.5, preferiblemente como máximo 1.6, preferiblemente como máximo 1.4, y [a1 + a2] es la suma de las áreas de pico de los picos 1 y 2, y [a4 a5 a6] es la suma de las áreas de pico de los picos 4, 5 y 6, y a3 es el área de pico del pico 3. Se entiende que estas características de 29Si-NMR se determinan según el Ejemplo de referencia 4 del documento WO 2013/117536.is at most 2.5, preferably at most 1.6, preferably at most 1.4, and [a 1 + a 2 ] is the sum of the peak areas of peaks 1 and 2, and [a4 a5 a6] is the sum of the areas peak of peaks 4, 5 and 6, and a3 is the peak area of peak 3. It is understood that these 29Si-NMR characteristics are determined according to Reference Example 4 of WO 2013/117536.
Una forma de realización preferida (7) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (6) se refiere a dicha pieza moldeada que tiene una absorción de agua en el intervalo de 3 a 8% en peso, preferiblemente de 4 a 7% en peso. Se entiende que la absorción de agua se determina según el ejemplo de referencia 6 del documento WO 2013/117536.A preferred embodiment (7) that embodies any of the embodiments (1) to (6) refers to said molded part having a water absorption in the range of 3 to 8% by weight, preferably 4 to 7% by weight. It is understood that the water absorption is determined according to Reference Example 6 of WO 2013/117536.
Una forma de realización preferida (8) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (7) se refiere a dicha pieza moldeada, y el espectro infrarrojo de dicha pieza moldeada comprende una banda en la región de (3700 3750) /- 20 cm_1 y una banda en la región de (3670 - 3690) /- 20 cm_1, donde la relación de intensidad de la banda en la región de (3700-3750) /- 20 cm_1 con respecto a la banda en la región de (3670 - 3690) /- 20 cm_1 es como máximo 1.5, preferiblemente como máximo 1.4. Se entienden que estas características de IR se determinan según el ejemplo de referencia 5 del documento WO 2013/117536.A preferred embodiment (8) embodying any of the embodiments (1) to (7) refers to said molded part, and the infrared spectrum of said molded part comprises a band in the region of (3700 3750) / - 20 cm_1 and a band in the region of (3670 - 3690) / - 20 cm_1, where the intensity ratio of the band in the region of (3700-3750) / - 20 cm_1 with respect to the band in the region of (3670 - 3690) / - 20 cm_1 is at most 1.5, preferably at most 1.4. These IR characteristics are understood to be determined according to Reference Example 5 of WO 2013/117536.
Además, un procedimiento preferido para la preparación de dicho catalizador según (a1) en forma de micropolvo y/o moldeo, que comprende la ZnTiMWW, se caracteriza por las siguientes características y formas de realización, que incluyen las combinaciones de formas de realización según las dependencias dadas:Furthermore, a preferred process for the preparation of said catalyst according to (a1) in the form of a micropowder and / or molding, which comprises the ZnTiMWW, is characterized by the following characteristics and embodiments, which include the combinations of embodiments according to the given dependencies:
Una forma de realización (1) se refiere a dicho procedimiento que comprendeAn embodiment (1) refers to said process comprising
(a) proporcionar una suspensión que contiene un material zeolítico microporoso sin aluminio de estructura tipo MWW que contiene titanio y zinc (ZnTiMWW);(a) providing a suspension containing an aluminum-free microporous zeolitic material of MWW type structure containing titanium and zinc (ZnTiMWW);
(b) someter la suspensión proporcionada en (a) a secado por pulverización para obtener un micropolvo;(b) subjecting the suspension provided in (a) to spray drying to obtain a micropowder;
(c) opcionalmente calcinar el micropolvo obtenido en (b), en donde el micropolvo obtenido en (b) o (c), preferiblemente en (c), es preferiblemente el micropolvo según cualquiera de dichas formas de realización de micropolvo 1 a 14 como se describe anteriormente.(c) optionally calcining the micropowder obtained in (b), wherein the micropowder obtained in (b) or (c), preferably in (c), is preferably the micropowder according to any of said micropowder embodiments 1 to 14 as described above.
Una forma de realización preferida (2) que concretiza la forma de realización (1) se refiere a dicho procedimiento, en donde la suspensión proporcionada en (a) tiene un contenido de sólidos en el intervalo de 5 a 25% en peso, preferiblemente de 10 a 20% en peso, y la suspensión preferiblemente es una suspensión acuosa.A preferred embodiment (2) that specifies embodiment (1) refers to said process, wherein the suspension provided in (a) has a solids content in the range of 5 to 25% by weight, preferably of 10 to 20% by weight, and the suspension is preferably an aqueous suspension.
Una forma de realización preferida (3) que concretiza la forma de realización (1) o (2) se refiere a dicho procedimiento, en donde la ZnTiMWW según (a) contiene zinc en una cantidad de 1.0 a 2.0% en peso, preferiblemente de 1.2 a 1.9% en peso, calculado como Zn, y titanio en una cantidad de 1.0 a 2.0% en peso, preferiblemente de 1.2 a 1.8% en peso, calculado como Ti y basado en el peso de ZnTiMWW.A preferred embodiment (3) that specifies embodiment (1) or (2) refers to said process, wherein the ZnTiMWW according to (a) contains zinc in an amount of 1.0 to 2.0% by weight, preferably of 1.2 to 1.9% by weight, calculated as Zn, and titanium in an amount of 1.0 to 2.0% by weight, preferably 1.2 to 1.8% by weight, calculated as Ti and based on the weight of ZnTiMWW.
Una forma de realización preferida (4) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (3) se refiere a dicho procedimiento, en donde en (b) se utiliza un aparato de pulverización, preferiblemente una torre de pulverización para secar por pulverización la suspensión, y dicho aparato tiene al menos una boquilla de pulverización, preferiblemente al menos una boquilla de dos componentes, y dicha boquilla tiene un diámetro en el intervalo de 3.5 a 4.5 mm.A preferred embodiment (4) that specifies any of the embodiments (1) to (3) refers to said process, wherein in (b) a spray apparatus is used, preferably a spray tower to dry by spraying the suspension, and said apparatus has at least one spray nozzle, preferably at least one two-component nozzle, and said nozzle has a diameter in the range of 3.5 to 4.5 mm.
Una forma de realización preferida (5) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (4) se refiere a dicho procedimiento, en donde en (b) se utiliza un aparato de pulverización, preferiblemente una torre de pulverización para secar por pulverización la suspensión, y dicho aparato funciona con un gas de boquilla que tiene una temperatura en el intervalo de 20 a 50 °C, preferiblemente de 20 a 30 °C, y un gas de secado que tiene una temperatura en el intervalo de 250 a 350 °C, preferiblemente de 275 a 325 °C, y dicho gas de boquilla es preferiblemente un gas inerte, más preferiblemente nitrógeno técnico, y dicho gas de secado preferiblemente es un gas inerte, más preferiblemente nitrógeno técnico.A preferred embodiment (5) that specifies any of the embodiments (1) to (4) refers to said process, wherein in (b) a spraying apparatus is used, preferably a spraying tower for spray drying the suspension, and said apparatus operates with a nozzle gas having a temperature in the range of 20 to 50 ° C, preferably 20 to 30 ° C, and a drying gas having a temperature in the range 250 to 350 ° C, preferably 275 to 325 ° C, and said nozzle gas is preferably an inert gas, more preferably technical nitrogen, and said drying gas is preferably an inert gas, more preferably technical nitrogen.
Una forma de realización preferida (6) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (5) se refiere a dicho procedimiento, en donde en (c) el micropolvo se calcina a una temperatura en el intervalo de 600 a 700 °C durante una duración en el intervalo de 0.5 a 6 h.A preferred embodiment (6) that specifies any of the embodiments (1) to (5) refers to said process, wherein in (c) the micropowder is calcined at a temperature in the range of 600 to 700 ° C for a duration in the range of 0.5 to 6 h.
Una forma de realización preferida (7) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (6) se refiere a dicho procedimiento que comprende, ademásA preferred embodiment (7) that specifies any of the embodiments (1) to (6) refers to said process that further comprises
(d) dar forma al micropolvo obtenido en (b) o (c) para obtener una pieza moldeada;(d) shaping the micropowder obtained in (b) or (c) to obtain a molded part;
(e) opcionalmente secar y/o calcinar la pieza moldeada obtenida en (d).(e) optionally drying and / or calcining the molding obtained in (d).
Una forma de realización preferida (8) que concretiza la forma de realización (7) se refiere a dicho procedimiento, en donde el moldeo según (d) comprendeA preferred embodiment (8) that specifies embodiment (7) refers to said process, wherein the molding according to (d) comprises
(aa) mezclar el micropolvo con un aglutinante o un precursor de aglutinante, preferiblemente un aglutinante de sílice o un precursor de aglutinante de sílice, en donde la relación en peso de la ZnTiMWW contenida en el micropolvo con respecto a la sílice contenida en o resultante del aglutinante de sílice está en el intervalo de 3:7 a 1:4, para obtener una mezcla;(aa) mixing the micropowder with a binder or a binder precursor, preferably a silica binder or a silica binder precursor, wherein the weight ratio of the ZnTiMWW contained in the micropowder to the silica contained in or resulting of the silica binder is in the range of 3: 7 to 1: 4, to obtain a mixture;
(bb) moldear la mezcla obtenida en (aa) para obtener la pieza moldeada, y dicho moldeo comprende preferiblemente someter la mezcla obtenida en (aa) a extrusión a partir de la cual se obtienen preferiblemente hebras que tienen un diámetro preferiblemente en el intervalo de 1.0 a 2.0 mm, más preferiblemente de 1.5 a 1.7 mm.(bb) molding the mixture obtained in (aa) to obtain the molding, and said molding preferably comprises subjecting the mixture obtained in (aa) to extrusion from which strands are preferably obtained having a diameter preferably in the range of 1.0 to 2.0 mm, more preferably 1.5 to 1.7 mm.
Una forma de realización preferida (9) que concretiza la forma de realización (8) se refiere a dicho procedimiento, en donde en (aa), se añade un carbohidrato y/o agua como agente de adhesión.A preferred embodiment (9) that specifies embodiment (8) refers to said process, wherein in (aa), a carbohydrate and / or water is added as adhesion agent.
Una forma de realización preferida (10) que concretiza la forma de realización (8) o (9) se refiere a dicho procedimiento, en donde el mezclado en (aa) se lleva a cabo durante un tiempo en el intervalo de 15 a 60 min, preferiblemente de 30 a 55 min, más preferiblemente de 40 a 50 min.A preferred embodiment (10) that specifies embodiment (8) or (9) refers to said procedure, wherein the mixing in (aa) is carried out for a time in the range of 15 to 60 min. , preferably 30 to 55 min, more preferably 40 to 50 min.
Una forma de realización preferida (11) que concretiza cualquiera de las formas de realización (7) a (10) se refiere a dicho procedimiento, en donde en (d), ningún agente formador de mesoporos seleccionado del grupo que consiste en óxidos de polialquileno tales como óxidos de polietileno, poliestireno, poliacrilatos, polimetacrilatos, se añaden poliolefinas, poliamidas y poliésteres.A preferred embodiment (11) that specifies any of the embodiments (7) to (10) refers to said process, wherein in (d), no mesopore-forming agent selected from the group consisting of polyalkylene oxides such as polyethylene oxides, polystyrene, polyacrylates, polymethacrylates, polyolefins, polyamides and polyesters are added.
Una forma de realización preferida (12) que concretiza cualquiera de las formas de realización (7) a (11) se refiere a dicho procedimiento, en donde en (e) la pieza moldeada se seca a una temperatura en el intervalo de 100 a 150 °C por una duración en el intervalo de 10 a 20 h y se calcina a una temperatura en el intervalo de 500 a 600 °C durante un tiempo en el intervalo de 0.5 a 2 h.A preferred embodiment (12) that specifies any of the embodiments (7) to (11) refers to said process, wherein in (e) the molding is dried at a temperature in the range of 100 to 150 ° C for a duration in the range of 10 to 20 h and calcine at a temperature in the range of 500 to 600 ° C for a time in the range of 0.5 to 2 h.
Una forma de realización preferida (13) que concretiza cualquiera de las formas de realización (7) a (12) se refiere a dicho procedimiento que comprende, ademásA preferred embodiment (13) that specifies any of the embodiments (7) to (12) refers to said process that further comprises
(f) someter la pieza moldeada obtenida en (d) o (e), preferiblemente en (e), a un tratamiento con agua;(f) subjecting the molding obtained in (d) or (e), preferably in (e), to a treatment with water;
(g) opcionalmente secar y/o calcinar la pieza moldeada tratada con agua, en donde la pieza moldeada obtenida en (f) o (g), preferiblemente en (g), es preferiblemente la pieza moldeada según cualquiera de dichas formas de realización de piezas moldeadas 1 a 8 como se describe anteriormente.(g) optionally drying and / or calcining the molding treated with water, wherein the molding obtained in (f) or (g), preferably in (g), is preferably the molding according to any of said embodiments of molded parts 1 to 8 as described above.
Una forma de realización preferida (14) que concretiza la forma de realización (13) se refiere a dicho procedimiento, en donde en (f), el tratamiento con agua comprende tratar la pieza moldeada con agua líquida en una autoclave bajo presión autógena a una temperatura en el intervalo de 100 a 200 °C, preferiblemente de 125 a 175 °C, más preferiblemente de 140 a 150 °C durante un período de 2 a 24 horas, preferiblemente de 6 a 10 h.A preferred embodiment (14) that specifies embodiment (13) refers to said process, wherein in (f), the water treatment comprises treating the molded part with liquid water in an autoclave under autogenous pressure at a temperature in the range of 100 to 200 ° C, preferably 125 to 175 ° C, more preferably 140 to 150 ° C for a period of 2 to 24 hours, preferably 6 to 10 h.
Una forma de realización preferida (15) que concretiza la forma de realización (13) o (14) se refiere a dicho procedimiento, en donde en (f) la relación en peso de la pieza moldeada con respecto al agua está en el intervalo de 0.02 a 0.08, preferiblemente de 0.03 a 0.07, más preferiblemente de 0.04 a 0.06.A preferred embodiment (15) that specifies embodiment (13) or (14) refers to said process, wherein in (f) the weight ratio of the molded part with respect to water is in the range of 0.02 to 0.08, preferably 0.03 to 0.07, more preferably 0.04 to 0.06.
Una forma de realización preferida (16) que concretiza cualquiera de las formas de realización (13) a (15) se refiere a dicho procedimiento, en donde en (g) la pieza moldeada tratada con agua se seca a una temperatura en el intervalo de 100 a 150 °C durante un tiempo en el intervalo de 10 a 20 h y se calcina a una temperatura en el intervalo de 400 a 500 °C durante un tiempo en el intervalo de 1 a 3 h. A preferred embodiment (16) that specifies any of the embodiments (13) to (15) refers to said process, wherein in (g) the molding treated with water is dried at a temperature in the range of 100 to 150 ° C for a time in the range of 10 to 20 h and calcined at a temperature in the range of 400 to 500 ° C for a time in the range of 1 to 3 h.
Una forma de realización preferida (17) que concretiza cualquiera de las formas de realización (7) a (16) se refiere a dicho procedimiento, en donde la pieza moldeada no se somete a vaporización.A preferred embodiment (17) that specifies any of the embodiments (7) to (16) refers to said process, where the molded part is not subjected to vaporization.
Respecto a dicho procedimiento preferido para la preparación de dicho catalizador según (a1) en forma de micropolvo y/o pieza moldeada que comprende la ZnTiMWW, descrito anteriormente mediante las formas de realización 1 a 17, la ZnTiMWW en base a la cual se proporciona la suspensión en la forma de realización 1.(a), se puede preparar según todos los procedimientos imaginables. Por ejemplo, es posible preparar un material zeolítico microporoso sin aluminio de estructura tipo MWW que contiene titanio (TiMWW) y someter la TiMWW a un tratamiento adecuado para obtener la ZnTiMWW. Además, es posible preparar un material zeolítico sin aluminio de estructura tipo MWW (MWW) y someter la MWW a un tratamiento adecuado para obtener la ZnTiMWW en donde, por ejemplo, tanto Zn como Ti se incorporan adecuadamente en la MWW. Además, es concebible preparar material zeolítico sin aluminio de estructura tipo MWW en donde, durante la síntesis de la estructura tipo MWW, se introduce Ti y el material resultante se somete a un tratamiento adecuado para incorporar Zn, o se introduce Zn y el material resultante se somete a un tratamiento adecuado para incorporar Ti, o se introducen tanto Zn como Ti. Como procedimientos concebibles para la preparación de TiMWW, pueden mencionarse los procedimientos descritos, por ejemplo, en el documento US 6,114,551, o en Wu et al., "Hydrothermal Synthesis of a novel Titanosilicate with MWW Topology", Chemistry Letters (2000), pp. 774-775. Preferiblemente se prepara un material zeolítico sin aluminio de estructura tipo MWW que contiene Ti (TiMWW) en una primera etapa, y en una segunda etapa la TiMWW se somete a un tratamiento adecuado para obtener la ZnTiMWW. Más preferiblemente, la ZnTiMWW se prepara según un procedimiento que comprendeRegarding said preferred process for the preparation of said catalyst according to (a1) in the form of a micropowder and / or molded part comprising the ZnTiMWW, described above by means of embodiments 1 to 17, the ZnTiMWW on the basis of which the suspension in embodiment 1. (a), can be prepared according to all conceivable procedures. For example, it is possible to prepare an aluminum-free microporous zeolitic material of MWW type structure containing titanium (TiMWW) and subject the TiMWW to a suitable treatment to obtain the ZnTiMWW. Furthermore, it is possible to prepare an aluminum-free zeolitic material of the MWW (MWW) type structure and subject the MWW to a suitable treatment to obtain the ZnTiMWW where, for example, both Zn and Ti are suitably incorporated into the MWW. Furthermore, it is conceivable to prepare aluminum-free zeolitic material of the MWW-type structure wherein, during the synthesis of the MWW-type structure, Ti is introduced and the resulting material is subjected to a suitable treatment to incorporate Zn, or Zn and the resulting material are introduced. it is subjected to a suitable treatment to incorporate Ti, or both Zn and Ti are introduced. As conceivable procedures for the preparation of TiMWW, the procedures described, for example, in US 6,114,551, or in Wu et al., "Hydrothermal Synthesis of a novel Titanosilicate with MWW Topology", Chemistry Letters (2000), pp. . 774-775. Preferably, an aluminum-free zeolitic material of MWW type structure containing Ti (TiMWW) is prepared in a first stage, and in a second stage the TiMWW is subjected to a suitable treatment to obtain the ZnTiMWW. More preferably, the ZnTiMWW is prepared according to a process comprising
(I) preparar un material zeolítico sin aluminio de estructura tipo MWW que contiene boro (B-MWW);(I) preparing an aluminum-free zeolitic material of MWW type structure containing boron (B-MWW);
(II) quitar el boro de la B-MWW para obtener un material zeolítico sin aluminio de estructura tipo MWW (MWW); (II) remove the boron from the B-MWW to obtain an aluminum-free zeolitic material of the MWW (MWW) type structure;
(III) incorporar titanio (Ti) a la MWW para obtener un material zeolítico sin aluminio de estructura tipo MWW que contiene Ti (TiMWW);(III) incorporating titanium (Ti) into the MWW to obtain an aluminum-free zeolitic material of MWW type structure containing Ti (TiMWW);
(IV) preferiblemente tratar con ácido la TiMWW;(IV) preferably acid treat TiMWW;
(V) someter la TiMWW a impregnación de zinc (Zn) para obtener la ZnTiMWW.(V) subjecting the TiMWW to zinc (Zn) impregnation to obtain the ZnTiMWW.
Preferiblemente, en la etapa (I), la B-MWW se prepara mediante un procedimiento cuyas etapas y condiciones preferidas se definen por las siguientes formas de realización 1 a 28 y las respectivas dependencias como se indican: Preferably, in step (I), the B-MWW is prepared by a process whose preferred steps and conditions are defined by the following embodiments 1 to 28 and the respective dependencies as indicated:
Una forma de realización (1) se refiere a dicho procedimiento para preparar un material zeolítico que contiene boro sin aluminio que contiene la estructura marco MWW (B-MWW), que comprendeAn embodiment (1) refers to said process for preparing an aluminum-free boron-containing zeolitic material containing the MWW framework structure (B-MWW), comprising
(a) sintetizar de modo hidrotérmico un precursor de B-MWW a partir de una mezcla de síntesis que contiene agua, una fuente de silicio, una fuente de boro y un compuesto plantilla de MWW obteniendo el precursor de B-MWW en sus licores madres, y los licores madres tienen un pH superior a 9;(a) hydrothermally synthesize a B-MWW precursor from a synthesis mixture containing water, a silicon source, a boron source and a MWW template compound obtaining the B-MWW precursor in its mother liquors , and the mother liquors have a pH greater than 9;
(b) ajustar el pH del licor madre obtenido en (a) y que contiene el precursor de B-MWW a un valor en el intervalo de 6 a 9;(b) adjusting the pH of the mother liquor obtained in (a) and containing the B-MWW precursor to a value in the range of 6 to 9;
(c) separar el precursor de B-MWW del licor madre con pH ajustado obtenido en (b) mediante filtración en un dispositivo de filtración.(c) separating the B-MWW precursor from the pH adjusted mother liquor obtained in (b) by filtration in a filtration device.
Una forma de realización preferida (2) que concretiza la forma de realización (1) se refiere a dicho procedimiento en donde en (a) al menos el 95% en peso, preferiblemente al menos el 99% en peso, más preferiblemente al menos el 99.9% en peso de la mezcla de síntesis consiste en agua, la fuente de silicio, la fuente de boro y el compuesto de plantilla.A preferred embodiment (2) that specifies embodiment (1) refers to said process wherein in (a) at least 95% by weight, preferably at least 99% by weight, more preferably at least the 99.9% by weight of the synthesis mixture consists of water, the silicon source, the boron source, and the template compound.
Una forma de realización preferida (3) que concretiza la forma de realización (1) o (2) se refiere a dicho procedimiento, en donde en (a) la fuente de silicio se selecciona del grupo que consiste en sílice pirógena, sílice coloidal y una mezcla de los mismos; la fuente de silicio es preferiblemente sílice coloidal, más preferiblemente sílice estabilizada con amoníaco, la fuente de boro se selecciona del grupo que consiste en ácido bórico, boratos, óxido de boro y una mezcla de dos o más de los mismos; la fuente de boro es preferiblemente ácido bórico y el compuesto plantilla de MWW se selecciona del grupo que consiste en piperidina, hexametilen imina, ion N,N,N,N',N',N'-hexametil-1,5-pentanodiamonio, 1,4-bis(N-metilpirrolidinio) butano, hidróxido de octiltrimetilamonio, hidróxido de heptiltrimetilamonio, hidróxido de hexiltrimetilamonio, hidróxido de N,N,N-trimetil-1-adamantil-amonio, y una mezcla de dos o más de los mismos, y el compuesto plantilla de MWW es preferiblemente piperidina.A preferred embodiment (3) that specifies embodiment (1) or (2) refers to said process, wherein in (a) the source of silicon is selected from the group consisting of fumed silica, colloidal silica and a mixture of them; the silicon source is preferably colloidal silica, more preferably ammonia stabilized silica, the boron source is selected from the group consisting of boric acid, borates, boron oxide, and a mixture of two or more thereof; the boron source is preferably boric acid and the MWW template compound is selected from the group consisting of piperidine, hexamethylene imine, N, N, N, N ', N', N'-hexamethyl-1,5-pentanediammonium ion, 1,4-bis (N-methylpyrrolidinium) butane, octyltrimethylammonium hydroxide, heptyltrimethylammonium hydroxide, hexyltrimethylammonium hydroxide, N, N, N-trimethyl-1-adamantyl-ammonium hydroxide, and a mixture of two or more thereof , and the MWW template compound is preferably piperidine.
Una forma de realización preferida (4) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (3) se refiere a dicho procedimiento, en donde en (a) la mezcla de síntesis contiene la fuente de boro calculada como boro elemental, con respecto a la fuente de silicio, calculada como silicio elemental, en una relación molar en el intervalo de 0.4:1 a 2.0:1, preferiblemente de 0.6:1 a 1.9:1, más preferiblemente de 0.9:1 a 1.4:1, el agua con respecto a la fuente de silicio, calculada como silicio elemental, en una relación molar en el intervalo de 1:1 a 30:1, preferiblemente de 3:1 a 25:1, más preferiblemente de 6:1 a 20:1; y el compuesto de plantilla con respecto a la fuente de silicio, calculado como silicio elemental, en una relación molar en el intervalo de 0.4:1 a 2,0:1, preferiblemente de 0.6:1 a 1.9:1, más preferiblemente de 0.9:1 a 1.4 :1. Una forma de realización preferida (5) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (4) se refiere a dicho procedimiento, en donde en (a), la síntesis hidrotérmica se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de 160 a menos de 180 °C, preferiblemente de 170 a 175 °C, durante un período de tiempo en el intervalo de 1 a 72 h, preferiblemente de 6 a 60 h, más preferiblemente de 12 a 50 h.A preferred embodiment (4) that specifies any of the embodiments (1) to (3) refers to said procedure, wherein in (a) the synthesis mixture contains the boron source calculated as elemental boron, with With respect to the source of silicon, calculated as elemental silicon, in a molar ratio in the range of 0.4: 1 to 2.0: 1, preferably 0.6: 1 to 1.9: 1, more preferably 0.9: 1 to 1.4: 1, the water relative to the silicon source, calculated as elemental silicon, in a molar ratio in the range of 1: 1 to 30: 1, preferably 3: 1 to 25: 1, more preferably 6: 1 to 20: 1 ; and the template compound with respect to the silicon source, calculated as Elemental silicon, in a molar ratio in the range of 0.4: 1 to 2.0: 1, preferably 0.6: 1 to 1.9: 1, more preferably 0.9: 1 to 1.4: 1. A preferred embodiment (5) that specifies any of the embodiments (1) to (4) refers to said process, wherein in (a), the hydrothermal synthesis is carried out at a temperature in the range of 160 to less than 180 ° C, preferably 170 to 175 ° C, for a period of time in the range of 1 to 72 hours, preferably 6 to 60 hours, more preferably 12 to 50 hours.
Una forma de realización preferida (6) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (5) se refiere a dicho procedimiento, en donde en (a), la síntesis hidrotérmica se lleva a cabo al menos parcialmente con agitación. A preferred embodiment (6) that specifies any of the embodiments (1) to (5) refers to said process, wherein in (a), the hydrothermal synthesis is carried out at least partially with stirring.
Una forma de realización preferida (7) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (6) se refiere a dicho procedimiento, en donde en (a), la mezcla de síntesis contiene adicionalmente un material de siembra, preferiblemente un material zeolítico que comprende la estructura marco MWW, más preferiblemente un material zeolítico que contiene boro y que comprende la estructura marco MWW.A preferred embodiment (7) that specifies any of the embodiments (1) to (6) refers to said process, wherein in (a), the synthesis mixture additionally contains a seed material, preferably a material zeolitic comprising the MWW framework, more preferably a boron-containing zeolitic material comprising the MWW framework.
Una forma de realización preferida (8) que concretiza la forma de realización de la forma de realización (7) se refiere a dicho procedimiento, en donde la mezcla de síntesis contiene el material de siembra, con respecto a la fuente de silicio, en una relación en peso en el intervalo de 0.01:1 a 1:1, preferiblemente de 0.02:1 a 0.5:1, más preferiblemente de 0.03:1 a 0.1:1, calculado como cantidad de material de siembra en kg con respecto al silicio contenido en la fuente de silicio calculado como dióxido de silicio en kg.A preferred embodiment (8) that specifies the embodiment of embodiment (7) refers to said process, wherein the synthesis mixture contains the seed material, with respect to the silicon source, in a weight ratio in the range from 0.01: 1 to 1: 1, preferably from 0.02: 1 to 0.5: 1, more preferably from 0.03: 1 to 0.1: 1, calculated as the amount of seed material in kg with respect to the silicon content in the silicon source calculated as silicon dioxide in kg.
Una forma de realización preferida (9) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (8) se refiere a dicho procedimiento, en donde el pH del licor madre obtenido en (a) es superior a 10, preferiblemente en el intervalo de 10.5 a 12, más preferiblemente de 11 a 11.5.A preferred embodiment (9) that specifies any of the embodiments (1) to (8) refers to said process, wherein the pH of the mother liquor obtained in (a) is greater than 10, preferably in the range 10.5 to 12, more preferably 11 to 11.5.
Una forma de realización preferida (10) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (9) se refiere a dicho procedimiento, en donde en (b), el pH del licor madre obtenido en (a) se ajusta a un valor en el intervalo de 6.5 a 8.5, preferiblemente de 7 a 8.A preferred embodiment (10) that specifies any of the embodiments (1) to (9) refers to said procedure, wherein in (b), the pH of the mother liquor obtained in (a) is adjusted to a Value in the range 6.5 to 8.5, preferably 7 to 8.
Una forma de realización preferida (11) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (10) se refiere a dicho procedimiento, en donde en (b), el pH se ajusta mediante un procedimiento que comprendeA preferred embodiment (11) that specifies any of the embodiments (1) to (10) refers to said procedure, wherein in (b), the pH is adjusted by a procedure comprising
(aa) añadir un ácido al licor madre obtenido en (a) que contiene el precursor B-MWW, en donde la adición se lleva a cabo preferiblemente al menos parcialmente con agitación.(aa) adding an acid to the mother liquor obtained in (a) containing the precursor B-MWW, wherein the addition is preferably carried out at least partially with stirring.
Una forma de realización preferida (12) que concretiza la forma de realización de la forma de realización (11) se refiere a dicho procedimiento, en donde en (aa), la adición se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de 20 a 70 °C, preferiblemente de 30 a 65 °C, más preferiblemente de 40 a 60 °C.A preferred embodiment (12) that specifies the embodiment of embodiment (11) refers to said process, wherein in (aa), the addition is carried out at a temperature in the range of 20 to 70 ° C, preferably 30 to 65 ° C, more preferably 40 to 60 ° C.
Una forma de realización preferida (13) que concretiza la forma de realización de la forma de realización (11) o (12) se refiere a dicho procedimiento, en donde en (aa), el ácido es un ácido inorgánico, preferiblemente una solución acuosa que contiene el ácido inorgánico.A preferred embodiment (13) that specifies the embodiment of embodiment (11) or (12) refers to said process, wherein in (aa), the acid is an inorganic acid, preferably an aqueous solution containing inorganic acid.
Una forma de realización preferida (14) que concretiza la forma de realización de la forma de realización (13) se refiere a dicho procedimiento, en donde el ácido inorgánico se selecciona del grupo que consiste en ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, ácido nítrico y una mezcla de dos o más de los mismos, el ácido inorgánico es preferiblemente ácido nítrico.A preferred embodiment (14) that specifies the embodiment of embodiment (13) refers to said process, wherein the inorganic acid is selected from the group consisting of phosphoric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, acid nitric and a mixture of two or more thereof, the inorganic acid is preferably nitric acid.
Una forma de realización preferida (15) que concretiza cualquiera de las formas de realización (11) a (14) se refiere a dicho procedimiento, y el procedimiento comprende adicionalmenteA preferred embodiment (15) embodying any of the embodiments (11) to (14) refers to said method, and the method further comprises
(bb) agitar el licor madre al que se añadió el ácido según (aa), en donde durante (bb) no se añade ácido al licor madre. (bb) stir the mother liquor to which the acid was added according to (aa), wherein during (bb) no acid is added to the mother liquor.
Una forma de realización preferida (16) que concretiza la forma de realización (15) se refiere a dicho procedimiento, en donde en (bb), la agitación se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de 20 a 70 °C, preferiblemente de 25 a 65 °C, más preferiblemente de 30 a 60 °C.A preferred embodiment (16) that specifies embodiment (15) refers to said process, wherein in (bb), the stirring is carried out at a temperature in the range of 20 to 70 ° C, preferably 25 to 65 ° C, more preferably 30 to 60 ° C.
Una forma de realización preferida (17) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (16) se refiere a dicho procedimiento, donde en (b), el tamaño de las partículas contenidas en el licor madre, expresado por los respectivos valores Dv10, Dv50 y Dv90, aumenta en al menos un 2%, preferiblemente en al menos un 3%, más preferiblemente en al menos un 4.5% con respecto a Dv10, en al menos un 2%, preferiblemente en al menos un 3%, más preferiblemente en al menos un 4.5% con respecto a Dv50, y en al menos un 5%, preferiblemente en al menos 6%, más preferiblemente en al menos 7% con respecto a Dv90.A preferred embodiment (17) that specifies any of the embodiments (1) to (16) refers to said procedure, where in (b), the size of the particles contained in the mother liquor, expressed by the respective Dv10, Dv50 and Dv90 values, increases by at least 2%, preferably by at least 3%, more preferably by at least 4.5% with respect to Dv10, by at least 2%, preferably by at least 3% , more preferably by at least 4.5% with respect to Dv50, and by at least 5%, preferably by at least 6%, more preferably by at least 7% with respect to Dv90.
Una forma de realización preferida (18) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (17) se refiere a dicho procedimiento, en donde el licor madre con pH ajustado obtenido en (b) tiene un contenido de sólidos en el intervalo de 1 a 10% en peso, preferiblemente de 4 a 9% en peso, más preferiblemente de 7 a 8% en peso, basado en el peso total del licor madre con pH ajustado obtenido en (b). A preferred embodiment (18) that specifies any of the embodiments (1) to (17) refers to said process, wherein the pH-adjusted mother liquor obtained in (b) has a solids content in the range 1 to 10% by weight, preferably 4 to 9% by weight, more preferably 7 to 8% by weight, based on the total weight of the pH-adjusted mother liquor obtained in (b).
Una forma de realización preferida (19) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (18) se refiere a dicho procedimiento, en donde el licor madre con pH ajustado obtenido de (b) tiene una resistencia a la filtración en el intervalo de 10 a 50 mPa*s/m2, preferiblemente de 15 a 45 mPa*s/m2, más preferiblemente de 20 a 40 mPa*s/m2. A preferred embodiment (19) that specifies any of the embodiments (1) to (18) refers to said process, wherein the pH-adjusted mother liquor obtained from (b) has a resistance to filtration in the range 10 to 50 mPa * s / m2, preferably 15 to 45 mPa * s / m2, more preferably 20 to 40 mPa * s / m2.
Una forma de realización preferida (20) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (19) se refiere a dicho procedimiento, que comprende además (d) lavar el precursor de B-MWW obtenido de (c), preferiblemente la torta de filtración obtenida de (c), en donde e lavado se realiza preferiblemente usando agua como agente de lavado. A preferred embodiment (20) that specifies any of the embodiments (1) to (19) refers to said process, which further comprises (d) washing the B-MWW precursor obtained from (c), preferably the filter cake obtained from (c), wherein the washing is preferably carried out using water as the washing agent.
Una forma de realización preferida (21) que concretiza la forma de realización (20) se refiere a dicho procedimiento, donde en (d), la torta de filtración obtenida de (c) tiene una resistencia al lavado en el intervalo de 10 a 50 mPa*s/m2, preferiblemente de 15 a 45 mPa*s/m2, más preferiblemente de 20 a 40 mPa*s/m2.A preferred embodiment (21) that specifies embodiment (20) refers to said process, where in (d), the filter cake obtained from (c) has a resistance to washing in the range of 10 to 50 mPa * s / m2, preferably 15 to 45 mPa * s / m2, more preferably 20 to 40 mPa * s / m2.
Una forma de realización preferida (22) que concretiza la forma de realización de la forma de realización (20) o (21) se refiere a dicho procedimiento, en donde el lavado se lleva a cabo hasta que la conductividad del filtrado sea como máximo 300 microSiemens/cm, preferiblemente como máximo 250 microSiemens/cm, más preferiblemente como máximo 200 microSiemens/cm.A preferred embodiment (22) that specifies the embodiment of embodiment (20) or (21) refers to said procedure, wherein the washing is carried out until the conductivity of the filtrate is at most 300 microSiemens / cm, preferably at most 250 microSiemens / cm, more preferably at most 200 microSiemens / cm.
Una forma de realización preferida (23) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (22) se refiere a dicho procedimiento que comprende, ademásA preferred embodiment (23) that specifies any of the embodiments (1) to (22) refers to said process that further comprises
(e) secar el precursor de WW obtenido de (c), preferiblemente de (d), a una temperatura en el intervalo de 20 a 50 °C, preferiblemente de 20 a 40 °C, más preferiblemente de 20 a 30 °C, en donde el secado se lleva a cabo preferiblemente sometiendo la B-MWW a una corriente de gas, preferiblemente una corriente de nitrógeno.(e) drying the WW precursor obtained from (c), preferably from (d), at a temperature in the range of 20 to 50 ° C, preferably 20 to 40 ° C, more preferably 20 to 30 ° C, wherein the drying is preferably carried out by subjecting the B-MWW to a gas stream, preferably a nitrogen stream.
Una forma de realización preferida (24) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (23) se refiere a dicho procedimiento, en donde la humedad residual del precursor de B-MWW obtenido de (c), preferiblemente de (d), más preferiblemente de (e), está en el intervalo de 80 a 90% en peso, preferiblemente de 80 a 85% en peso. Una forma de realización preferida (25) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (24) se refiere a dicho procedimiento que comprende, ademásA preferred embodiment (24) that specifies any of the embodiments (1) to (23) refers to said process, wherein the residual moisture of the B-MWW precursor obtained from (c), preferably from (d ), more preferably from (e), is in the range of 80 to 90% by weight, preferably 80 to 85% by weight. A preferred embodiment (25) that specifies any of the embodiments (1) to (24) refers to said process that further comprises
(f) preparar una suspensión, preferiblemente una suspensión acuosa, que contenga el precursor de B-MWW obtenido de (c), preferiblemente de (d), más preferiblemente de (e), y que tenga un contenido de sólidos en el intervalo de 10 a 20% en peso, preferiblemente de 12 a 18% en peso, más preferiblemente de 14 a 16% en peso;(f) preparing a suspension, preferably an aqueous suspension, containing the B-MWW precursor obtained from (c), preferably from (d), more preferably from (e), and having a solids content in the range of 10 to 20% by weight, preferably 12 to 18% by weight, more preferably 14 to 16% by weight;
(g) secar por pulverización la suspensión obtenida a partir de (f) que contiene el precursor de B-MWW, obteniendo un polvo de pulverización;(g) spray drying the suspension obtained from (f) containing the B-MWW precursor, obtaining a spray powder;
(h) calcinar el polvo de pulverización obtenido a partir de (g) que contiene el precursor B-MWW, preferiblemente a una temperatura en el intervalo de 500 a 700 °C, más preferiblemente de 550 a 650 °C, más preferiblemente de 575 a 625 °C durante un período de tiempo en el intervalo de 1 a 24 h, preferiblemente de 2 a 18 h, más preferiblemente de 6 a 12 h, obteniendo un polvo de pulverización del cual al menos 99% en peso, más preferiblemente al menos 99.5 % en peso de la B-MWW.(h) calcining the spray powder obtained from (g) containing the B-MWW precursor, preferably at a temperature in the range of 500 to 700 ° C, more preferably 550 to 650 ° C, more preferably 575 at 625 ° C for a period of time in the range of 1 to 24 h, preferably 2 to 18 h, more preferably 6 to 12 h, obtaining a spray powder of which at least 99% by weight, more preferably at least minus 99.5% by weight of the B-MWW.
Una forma de realización preferida (26) que concretiza la forma de realización (25) se refiere a dicho procedimiento, en donde en (h), la calcinación se lleva a cabo de modo continuo, preferiblemente en un calcinador giratorio, preferiblemente con un rendimiento en el intervalo de 0.5 a 20 kg de polvo de espray por hora.A preferred embodiment (26) that specifies embodiment (25) refers to said process, wherein in (h), the calcination is carried out continuously, preferably in a rotary calciner, preferably with a yield in the range of 0.5 to 20 kg of spray powder per hour.
Una forma de realización preferida (27) que concretiza la forma de realización de la forma de realización (25) o (26) se refiere a dicho procedimiento, en donde el grado de cristalinidad de la B-MWW contenido en el polvo de espray n obtenido a partir de (h) es de al menos (75 ± 5) %, preferiblemente al menos (80 ± 5) %, según se determina mediante XRD.A preferred embodiment (27) that specifies the embodiment of embodiment (25) or (26) refers to said process, wherein the degree of crystallinity of the B-MWW contained in the spray powder n obtained from (h) is at least (75 ± 5)%, preferably at least (80 ± 5)%, as determined by XRD.
Una forma de realización preferida (28) que concretiza cualquiera de las formas de realización (25) a (27) se refiere a dicho procedimiento, en donde el área superficial específica BET de la B-MWW contenido en el polvo de espray obtenido de (h) es de al menos 300 m2/g, preferentemente en el intervalo de 300 a 500 m2/g, según se determina según DIN 66131.A preferred embodiment (28) that specifies any of the embodiments (25) to (27) refers to said procedure, wherein the BET specific surface area of the B-MWW contained in the spray powder obtained from ( h) is at least 300 m2 / g, preferably in the range of 300 to 500 m2 / g, as determined according to DIN 66131.
Preferiblemente, la etapa (II) se lleva a cabo mediante un procedimiento cuyas etapas y condiciones preferidas se definen por las siguientes formas de realización 1 a 7 y las respectivas dependencias como se indican:Preferably, step (II) is carried out by means of a process whose preferred steps and conditions are defined by the following embodiments 1 to 7 and the respective dependencies as indicated:
Una forma de realización (1) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico, que comprendeAn embodiment (1) refers to said process for the preparation of a zeolitic material, comprising
(a) proporcionar el material zeolítico que contiene boro de estructura tipo MWW (B-MWW) obtenido según la etapa (I); (a) providing the boron-containing zeolitic material of MWW type structure (B-MWW) obtained according to step (I);
(b) quitar el boro de la B-MWW tratando la B-MWW con un sistema de disolvente líquido obteniendo así un B-MWW (MWW) sin boro; (b) removing the boron from the B-MWW by treating the B-MWW with a liquid solvent system thus obtaining a B-MWW (MWW) without boron;
en donde el sistema de disolvente líquido se selecciona del grupo que consiste en agua, alcoholes monohídricos, alcoholes polihídricos, y mezclas de dos o más de los mismos, y en donde dicho sistema de disolvente líquido no contiene un ácido orgánico o inorgánico o una sal del mismo, y el ácido se selecciona del grupo de ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido fórmico, ácido acético, ácido propiónico, ácido oxálico y ácido tartárico.wherein the liquid solvent system is selected from the group consisting of water, monohydric alcohols, polyhydric alcohols, and mixtures of two or more thereof, and wherein said liquid solvent system does not contain an organic or inorganic acid or a salt. thereof, and the acid is selected from the group of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, oxalic acid and tartaric acid.
Una forma de realización preferida (2) que concretiza la forma de realización (1) se refiere a dicho procedimiento, en donde el sistema de disolvente líquido no contiene un ácido orgánico o inorgánico, o una sal del mismo.A preferred embodiment (2) that specifies embodiment (1) refers to said process, wherein the liquid solvent system does not contain an organic or inorganic acid, or a salt thereof.
Una forma de realización preferida (3) que concretiza la forma de realización de la forma de realización (1) o (2) se refiere a dicho procedimiento, en donde el sistema de disolvente líquido se selecciona del grupo que consiste en agua, metanol, etanol, propanol, etano-1,2-diol, propano- 1,2-diol, propano-1,3-diol, propano-1,2,3-triol y mezclas de dos o más de los mismos, preferiblemente agua.A preferred embodiment (3) that specifies the embodiment of embodiment (1) or (2) refers to said process, wherein the liquid solvent system is selected from the group consisting of water, methanol, ethanol, propanol, ethane-1,2-diol, propane-1,2-diol, propane-1,3-diol, propane-1,2,3-triol, and mixtures of two or more thereof, preferably water.
Una forma de realización preferida (4) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (3) se refiere a dicho procedimiento, en donde el tratamiento según (b) se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de 50 a 125 °C.A preferred embodiment (4) that specifies any of the embodiments (1) to (3) refers to said process, wherein the treatment according to (b) is carried out at a temperature in the range of 50 to 125 ° C.
Una forma de realización preferida (5) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (4) se refiere a dicho procedimiento, en donde el tratamiento según (b) se lleva a cabo durante un tiempo en el intervalo de 6 a 20 h. A preferred embodiment (5) that specifies any of the embodiments (1) to (4) refers to said procedure, wherein the treatment according to (b) is carried out for a time in the range of 6 to 20 h.
Una forma de realización preferida (6) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (5) se refiere a dicho procedimiento, en donde el tratamiento según (b) se lleva a cabo en al menos 2 etapas separadas, en donde entre al menos 2 etapas de tratamiento se seca la MWW, preferiblemente a una temperatura en el intervalo de 100 a 150 °C. Una forma de realización preferida (7) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (6) se refiere a dicho procedimiento, que comprende, ademásA preferred embodiment (6) that specifies any of the embodiments (1) to (5) refers to said procedure, wherein the treatment according to (b) is carried out in at least 2 separate steps, wherein between at least 2 treatment stages the MWW is dried, preferably at a temperature in the range of 100 to 150 ° C. A preferred embodiment (7) that specifies any of the embodiments (1) to (6) refers to said method, which further comprises
(c) tratar posteriormente la MWW obtenida en (b) mediante un procedimiento que comprende(c) subsequently treating the MWW obtained in (b) by a process comprising
(c.1) separar la MWW del sistema de disolvente líquido;(c.1) separating the MWW from the liquid solvent system;
(c.2) preferiblemente secar la MWW separada, preferiblemente mediante secado por pulverización;(c.2) preferably drying the separated MWW, preferably by spray drying;
(c.3) opcionalmente calcinar la MWW obtenida a partir de (c.1) o (c.2), preferiblemente a temperaturas en el intervalo de 500 a 700 °C.(c.3) optionally calcining the MWW obtained from (c.1) or (c.2), preferably at temperatures in the range of 500 to 700 ° C.
En lo que respecta a la etapa (III), se somete a cristalización hidrotérmica bajo presión autógena preferiblemente una mezcla de partida adecuada, preferiblemente una mezcla acuosa, que contiene la MWW y un precursor que contiene Ti, y preferiblemente que contiene al menos un agente formador de microporos adecuado. Puede ser concebible utilizar al menos un material de siembra adecuado. Como precursor adecuado que contiene Ti se pueden mencionar a modo de ejemplo ortotitanatos de tetraalquilo tales como ortotitanato de tetrabutilo. Como agente adecuado formador de microporos se pueden mencionar a modo de ejemplo piperidina, hexametilenimina o mezclas de piperidina y hexametilenimina. Preferiblemente, el tiempo de cristalización está en el intervalo de 4 a 8 días, más preferiblemente de 4 a 6 días. Durante la síntesis hidrotérmica, la mezcla de cristalización se puede agitar. Las temperaturas aplicadas durante la cristalización están preferiblemente en el intervalo de 160 a 200 °C, más preferiblemente de 160 a 180 °C. Después de la síntesis hidrotérmica, el material zeolítico cristalino TiMWW obtenido se separa preferiblemente de forma adecuada del licor madre. Todos los procedimientos para separar la TiMWW de su licor madre son concebibles. Estos procedimientos incluyen, por ejemplo, procedimientos de filtración, ultrafiltración, diafiltración y centrifugación o, por ejemplo, procedimientos de secado por pulverización y procedimientos de granulación por pulverización. Se puede aplicar una combinación de dos o más de estos procedimientos. Según la presente invención, la TiMWW se separa preferiblemente de su líquido madre por filtración para obtener una torta de filtración que preferiblemente se somete a lavado, preferiblemente con agua. Posteriormente, la torta de filtración, opcionalmente procesada adicionalmente para obtener una suspensión adecuada, se somete a secado por pulverización o ultrafiltración. Antes de separar la TiMWW de su licor madre, es posible aumentar el contenido de TiMWW del licor madre concentrando la suspensión. Si se aplica lavado, se prefiere continuar el procedimiento de lavado hasta que el agua de lavado tenga una conductividad de menos de 1.000 microSiemens/cm, más preferiblemente de menos de 900 microSiemens/cm, más preferiblemente de menos de 800 microSiemens/cm, más preferiblemente de menos de 700 microSiemens/cm. Después de la separación de la TiMWW de su licor madre, preferiblemente por filtración, y después del lavado, la torta de filtración lavada que contiene la TiMWW se somete preferiblemente a un secado previo, por ejemplo sometiendo la torta de filtración a una corriente de gas adecuado, preferiblemente una corriente de nitrógeno, durante un tiempo preferiblemente en el intervalo de 4 a 10 h, más preferiblemente de 5 a 8 h. Posteriormente, la torta de filtración secada previamente se seca preferiblemente a temperaturas en el intervalo de 100 a 300 °C, más preferiblemente de 150 a 275 °C, más preferiblemente de 200 a 250 °C en una atmósfera adecuada tal como nitrógeno técnico, aire o aire pobre, preferiblemente en aire o aire pobre. Dicho secado se puede realizar, por ejemplo, mediante secado por pulverización. Después del secado, la TiMWW puede someterse a calcinación a temperaturas en el intervalo de 500 a 700 °C, más preferiblemente de 550 a 675 °C, más preferiblemente de 600 a 675 °C en una atmósfera adecuada como nitrógeno técnico, aire, o aire pobre. Preferiblemente, no se realiza una calcinación según (III). As regards step (III), a suitable starting mixture, preferably an aqueous mixture, containing the MWW and a precursor containing Ti, and preferably containing at least one agent, is subjected to hydrothermal crystallization under autogenous pressure. suitable micropore former. It may be conceivable to use at least one suitable planting material. As a suitable Ti-containing precursor, there may be mentioned by way of example tetraalkyl orthotitanates such as tetrabutyl orthotitanate. As a suitable micropore-forming agent there may be mentioned, by way of example, piperidine, hexamethyleneimine or mixtures of piperidine and hexamethyleneimine. Preferably, the crystallization time is in the range of 4 to 8 days, more preferably 4 to 6 days. During hydrothermal synthesis, the crystallization mixture can be agitated. The temperatures applied during crystallization are preferably in the range of 160 to 200 ° C, more preferably 160 to 180 ° C. After hydrothermal synthesis, the obtained TiMWW crystalline zeolitic material is preferably suitably separated from the mother liquor. All procedures for separating TiMWW from its mother liquor are conceivable. These processes include, for example, filtration, ultrafiltration, diafiltration and centrifugation processes or, for example, spray drying processes and spray granulation processes. A combination of two or more of these procedures can be applied. According to the present invention, TiMWW is preferably separated from its mother liquor by filtration to obtain a filter cake which is preferably washed, preferably with water. Subsequently, the filter cake, optionally further processed to obtain a suitable suspension, is subjected to spray drying or ultrafiltration. Before separating the TiMWW from its mother liquor, it is possible to increase the TiMWW content of the mother liquor by concentrating the suspension. If washing is applied, it is preferred to continue the washing procedure until the wash water has a conductivity of less than 1,000 microSiemens / cm, more preferably less than 900 microSiemens / cm, more preferably less than 800 microSiemens / cm, plus preferably less than 700 microSiemens / cm. After separation of the TiMWW from its mother liquor, preferably by filtration, and after washing, the washed filter cake containing the TiMWW is preferably subjected to pre-drying, for example by subjecting the filter cake to a gas stream. suitable, preferably a stream of nitrogen, for a time preferably in the range of 4 to 10 h, more preferably 5 to 8 h. Subsequently, the pre-dried filter cake is preferably dried at temperatures in the range of 100 to 300 ° C, more preferably 150 to 275 ° C, more preferably 200 to 250 ° C in a suitable atmosphere such as technical nitrogen, air or lean air, preferably in lean air or air. Said drying can be carried out, for example, by spray drying. After drying, the TiMWW can be calcined at temperatures in the range of 500 to 700 ° C, more preferably 550 to 675 ° C, more preferably 600 to 675 ° C in a suitable atmosphere such as technical nitrogen, air, or poor air. Preferably, a calcination according to (III) is not carried out.
Preferiblemente, las etapas (III) y (IV) se llevan a cabo mediante un procedimiento cuyas etapas y condiciones preferidas se definen por las siguientes formas de realización 1 a 27 y las respectivas dependencias como se indican: Preferably, steps (III) and (IV) are carried out by a process whose preferred steps and conditions are defined by the following embodiments 1 to 27 and the respective dependencies as indicated:
Una forma de realización (1) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio que tiene una estructura marco MWW que comprendeAn embodiment (1) refers to said process for the preparation of a titanium-containing zeolitic material having a MWW framework structure comprising
(a) proporcionar el material zeolítico cristalino sin boro MWW obtenido según la etapa (II);(a) providing the MWW boron-free crystalline zeolitic material obtained according to step (II);
(b) incorporar titanio al material zeolítico proporcionado en (a) que comprende(b) incorporating titanium into the zeolitic material provided in (a) comprising
(b.1) preparar una mezcla de síntesis acuosa que contiene el material zeolítico proporcionado en (i), un compuesto de plantilla de MWW y una fuente de titanio, en donde la relación molar del compuesto de plantilla de MWW con respecto al Si, calculada como SiO2 y contenida en el material zeolítico proporcionado en (a) está en el intervalo de 0.5:1 a 1.4:1;(b.1) preparing an aqueous synthesis mixture containing the zeolitic material provided in (i), a MWW template compound and a titanium source, wherein the molar ratio of the MWW template compound to Si, calculated as SiO 2 and contained in the zeolitic material provided in (a) is in the range of 0.5: 1 to 1.4: 1;
(b.2) sintetizar de manera hidrotérmica un material zeolítico que contiene titanio que tiene una estructura marco MWW a partir de la mezcla de síntesis acuosa preparada en (b.1), obteniendo un licor madre que comprende el material zeolítico que contiene titanio que tiene una estructura marco MWW;(b.2) hydrothermally synthesize a zeolitic material containing titanium having a MWW framework structure from the aqueous synthesis mixture prepared in (b.1), obtaining a mother liquor comprising the zeolitic material containing titanium containing it has a MWW framework structure;
(c) secar por pulverización el licor madre obtenido de (b.2) que comprende el material zeolítico que contiene titanio que tiene una estructura marco MWW.(c) spray drying the mother liquor obtained from (b.2) comprising the titanium-containing zeolitic material having a MWW framework structure.
Una forma de realización preferida (2) que concretiza la forma de realización (1) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio que tiene una estructura marco MWW, en donde en (b.1), el compuesto de plantilla MWW se selecciona del grupo que consiste en piperidina, hexametilenimina, ion N,N,N,N',N',N'-hexametil-1,5-pentanodiamonio, 1,4-bis(N-metilpirrolidinio)butano, hidróxido de octiltrimetilamonio, hidróxido de heptiltrimetilamonio, hexiltrimetilamonio hidróxido, y una mezcla de dos o más de los mismos, y el compuesto plantilla de MWW es preferiblemente piperidina.A preferred embodiment (2) that specifies embodiment (1) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium having a MWW framework structure, wherein in (b.1), the compound MWW template is selected from the group consisting of piperidine, hexamethyleneimine, N, N, N, N ', N' ion, N'-hexamethyl-1,5-pentanediammonium, 1,4-bis (N-methylpyrrolidinium) butane, Octyltrimethylammonium hydroxide, heptyltrimethylammonium hydroxide, hexyltrimethylammonium hydroxide, and a mixture of two or more thereof, and the MWW template compound is preferably piperidine.
Una forma de realización preferida (3) que concretiza la forma de realización (1) o (2) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio que tiene una estructura marco MWW, en donde en (b.1), la fuente de titanio se selecciona de la grupo que consiste en ortotitanato de tetrabutilo, ortotitanato de tetraisopropilo, ortotitanato de tetra-etilo, dióxido de titanio, tetracloruro de titanio, terc-butóxido de titanio y una mezcla de dos o más de los mismos; la fuente de titanio es preferiblemente ortotitanato de tetrabutilo.A preferred embodiment (3) that specifies embodiment (1) or (2) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium having a MWW framework structure, wherein in (b.1 ), the titanium source is selected from the group consisting of tetrabutyl orthotitanate, tetraisopropyl orthotitanate, tetra-ethyl orthotitanate, titanium dioxide, titanium tetrachloride, titanium tert-butoxide, and a mixture of two or more of the themselves; the titanium source is preferably tetrabutyl orthotitanate.
Una forma de realización preferida (4) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (3) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio que tiene una estructura marco MWW, donde en la mezcla de síntesis acuosa en (b.1), la relación molar de Ti, calculada como TiO2 y contenida en la fuente de titanio, en relación con Si, calculada como SiO2 y contenida en el material zeolítico que tiene una relación molar B2O3:SiO2 de como máximo 0.02:1, está en el intervalo de 0.005:1 a 0.1:1, preferiblemente de 0.01:1 a 0.08:1, más preferiblemente de 0.02:1 a 0.06:1.A preferred embodiment (4) that specifies any of the embodiments (1) to (3) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium having a MWW framework structure, where in the mixture of Aqueous synthesis in (b.1), the molar ratio of Ti, calculated as TiO 2 and contained in the titanium source, in relation to Si, calculated as SiO 2 and contained in the zeolitic material that has a B2O3: SiO2 molar ratio of at most 0.02: 1, it is in the range of 0.005: 1 to 0.1: 1, preferably 0.01: 1 to 0.08: 1, more preferably 0.02: 1 to 0.06: 1.
Una forma de realización preferida (5) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (4) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW, donde en la mezcla de síntesis acuosa en (b.1), la relación molar de H2O con respecto a Si, calculada como SiO2 y contenida en el material zeolítico que tiene una relación molar B2O3 : SiO2 de como máximo 0.02:1, está en el intervalo de 8:1 a 20:1, preferiblemente de 10:1 a 18:1, más preferiblemente de 12:1 a 16:1.A preferred embodiment (5) that specifies any of the embodiments (1) to (4) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure, where in the mixture of aqueous synthesis in (b.1), the molar ratio of H 2 O with respect to Si, calculated as SiO 2 and contained in the zeolitic material that has a molar ratio B 2 O 3 : SiO 2 of at most 0.02: 1 , is in the range of 8: 1 to 20: 1, preferably 10: 1 to 18: 1, more preferably 12: 1 to 16: 1.
Una forma de realización preferida (26) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (5) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW, donde en la mezcla de síntesis acuosa en (b. 1), la relación molar del compuesto plantilla MWW con respecto al Si, calculada como SiO2 y contenida en el material zeolítico proporcionado en (i), está en el intervalo de 0.5:1 a 1.7:1, preferiblemente de 0.8:1 a 1.5:1, más preferiblemente de 1.0:1 a 1.3:1.A preferred embodiment (26) that specifies any of the embodiments (1) to (5) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure, where in the mixture For aqueous synthesis in (b. 1), the molar ratio of the MWW template compound to Si, calculated as SiO 2 and contained in the zeolitic material provided in (i), is in the range of 0.5: 1 to 1.7: 1 , preferably 0.8: 1 to 1.5: 1, more preferably 1.0: 1 to 1.3: 1.
Una forma de realización preferida (7) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (6) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW, donde en (b.2), la síntesis hidrotérmica se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de 80 a 250 °C, preferiblemente de 120 a 200 °C, más preferiblemente de 160 a 180 °C. Una forma de realización preferida (8) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (7) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW, donde en (b.2), se lleva a cabo la síntesis hidrotérmica durante un período en el intervalo de 10 a 100 h, más preferiblemente de 20 a 80 h, más preferiblemente de 40 a 60 h.A preferred embodiment (7) that specifies any of the embodiments (1) to (6) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure, where in (b .2), the hydrothermal synthesis is carried out at a temperature in the range of 80 to 250 ° C, preferably 120 to 200 ° C, more preferably 160 to 180 ° C. A preferred embodiment (8) that specifies any of the embodiments (1) to (7) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure, where in (b .2), the hydrothermal synthesis is carried out for a period in the range of 10 to 100 h, more preferably 20 to 80 h, more preferably 40 to 60 h.
Una forma de realización preferida (9) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (8) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW, donde en (b.2), la síntesis hidrotérmica se lleva a cabo en un sistema cerrado bajo presión autógena. A preferred embodiment (9) that specifies any of the embodiments (1) to (8) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure, where in (b .2), the hydrothermal synthesis is carried out in a closed system under autogenous pressure.
Una forma de realización preferida (10) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (9) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW, donde ni durante (b.2) ni después de (b.2) ni antes de (c), el material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW se separa de su licor madre.A preferred embodiment (10) that specifies any of the embodiments (1) to (9) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure, where neither during ( b.2) neither after (b.2) nor before (c), the zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure is separated from its mother liquor.
Una forma de realización preferida (11) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (10) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW, en donde el licor madre sometido a (c) que comprende el material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW tiene un contenido de sólidos, opcionalmente después de la concentración o dilución, en el intervalo de 5 a 25% en peso, más preferiblemente de 10 a 20% en peso, basado en el peso total del licor madre que comprende el material zeolítico que contiene titanio.A preferred embodiment (11) that specifies any of the embodiments (1) to (10) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure, wherein the liquor mother subjected to (c) comprising the zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure has a solids content, optionally after concentration or dilution, in the range of 5 to 25% by weight, more preferably 10 to 20% by weight, based on the total weight of the mother liquor comprising the titanium-containing zeolite material.
Una forma de realización preferida (12) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (11) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW, en donde durante el secado por pulverización en (c), la temperatura de entrada del gas de secado está en el intervalo de 200 a 350 °C y la temperatura de salida del gas de secado está en el intervalo de 70 a 190 °C. Una forma de realización preferida (13) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (12) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW, en donde el material zeolítico que tiene una estructura marco MWW obtenida de (c) tiene un contenido de Si en el intervalo de 30 a 40% en peso, calculado como Si elemental, un contenido de carbono orgánico total (TOC) en el intervalo de 0 a 14% en peso, y un contenido de Ti de 2.1 a 2.8 % en peso, calculado como titanio elemental, en cada caso basado en el peso total del material zeolítico.A preferred embodiment (12) that specifies any of the embodiments (1) to (11) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure, wherein during the Spray drying in (c), the inlet temperature of the drying gas is in the range of 200 to 350 ° C and the outlet temperature of the drying gas is in the range of 70 to 190 ° C. A preferred embodiment (13) that specifies any of the embodiments (1) to (12) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure, wherein the material zeolitic having a MWW framework structure obtained from (c) has a Si content in the range of 30 to 40% by weight, calculated as elemental Si, a total organic carbon (TOC) content in the range of 0 to 14% by weight, and a Ti content of 2.1 to 2.8% by weight, calculated as elemental titanium, in each case based on the total weight of the zeolitic material.
Una forma de realización preferida (14) que concretiza cualquiera de las formas de realización (1) a (13) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW, que comprende, ademásA preferred embodiment (14) that specifies any of the embodiments (1) to (13) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure, which further comprises
(d) tratar el material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW obtenida de (iii) con una solución acuosa que tiene un pH de como máximo 5.(d) treating the zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure obtained from (iii) with an aqueous solution having a pH of at most 5.
Una forma de realización preferida (15), que concretiza la forma de realización (14) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco m Ww , en donde después de (c) y antes de (d), el material zeolítico que contiene titanio secado por pulverización y que tiene una estructura marco MWW obtenido a partir de (c) no se somete a calcinación.A preferred embodiment (15), which specifies embodiment (14) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a framework structure m Ww, where after (c) and Before (d), the zeolitic material containing spray dried titanium and having a MWW framework structure obtained from (c) is not subjected to calcination.
Una forma de realización preferida (16) que concretiza la forma de realización (14) o (15) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW, donde en (d), la relación en peso de la solución acuosa con respecto a el material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW está en el intervalo de 10:1 a 30:1, preferiblemente de 15:1 a 25:1, más preferiblemente de 18:1 a 22:1.A preferred embodiment (16) that specifies embodiment (14) or (15) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure, where in (d), the weight ratio of the aqueous solution to the zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure is in the range of 10: 1 to 30: 1, preferably 15: 1 to 25: 1, more preferably of 18: 1 to 22: 1.
Una forma de realización preferida (17) que concretiza cualquiera de las formas de realización (14) a (16) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW, donde en (d), la solución acuosa comprende un ácido inorgánico, preferiblemente seleccionado del grupo que consiste en ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, ácido nítrico y una mezcla de dos o más de los mismos, y la solución acuosa comprende preferiblemente ácido nítrico.A preferred embodiment (17) that specifies any of the embodiments (14) to (16) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure, where in (d ), the aqueous solution comprises an inorganic acid, preferably selected from the group consisting of phosphoric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, and a mixture of two or more thereof, and the aqueous solution preferably comprises nitric acid.
Una forma de realización preferida (18) que concretiza cualquiera de las formas de realización (14) a (17) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW, donde en (d), la solución acuosa tiene un pH en el intervalo de 0 a 5, preferiblemente de 0 a 3, más preferiblemente de 0 a 2.A preferred embodiment (18) that specifies any of the embodiments (14) to (17) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure, where in (d ), the aqueous solution has a pH in the range of 0 to 5, preferably 0 to 3, more preferably 0 to 2.
Una forma de realización preferida (19) que concretiza cualquiera de las formas de realización (14) a (18) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW, donde en (d), el material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco de MWW se trata con la solución acuosa a una temperatura en el intervalo de 50 a 175 °C, preferiblemente de 70 a 125 °C, más preferiblemente de 95 a 105 °C.A preferred embodiment (19) that specifies any of the embodiments (14) to (18) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure, where in (d ), the zeolitic material containing titanium and having a framework structure of MWW is treated with the aqueous solution at a temperature in the range of 50 to 175 ° C, preferably 70 to 125 ° C, more preferably 95 to 105 ° C.
Una forma de realización preferida (20) que concretiza cualquiera de las formas de realización (14) a (19) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW, en donde en (d), el material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco de MWW se trata con la solución acuosa durante un período en el intervalo de 0.1 a 6 h, preferiblemente de 0.3 a 2 h, más preferiblemente de 0.5 a 1.5 h.A preferred embodiment (20) that specifies any of the embodiments (14) to (19) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure, where in ( d), the zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure is treated with the aqueous solution for a period in the range of 0.1 to 6 h, preferably 0.3 to 2 h, more preferably 0.5 to 1.5 h.
Una forma de realización preferida (21) que concretiza cualquiera de las formas de realización (14) a (20) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW, en donde el tratamiento según (d) se lleva a cabo en un sistema cerrado bajo presión autógena. A preferred embodiment (21) that specifies any of the embodiments (14) to (20) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure, wherein the treatment according to (d) is carried out in a closed system under autogenous pressure.
Una forma de realización preferida (22) que concretiza cualquiera de las formas de realización (14) a (21) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW, que comprende, ademásA preferred embodiment (22) that specifies any of the embodiments (14) to (21) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure, further comprising
(e) separar el material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW obtenida de (d) de la solución acuosa, seguido opcionalmente por lavado del material zeolítico que contiene titanio separado que tiene una estructura MWW.(e) separating the titanium-containing zeolitic material having a MWW framework structure obtained from (d) from the aqueous solution, optionally followed by washing the separated titanium-containing zeolitic material having a MWW structure.
Una forma de realización preferida (23) que concretiza la forma de realización (22) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW, en donde (e) comprende secar el material zeolítico que contiene titanio, separado y opcionalmente lavado, que tiene una estructura marco MWW.A preferred embodiment (23) that specifies embodiment (22) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure, wherein (e) comprises drying the zeolitic material containing titanium, separated and optionally washed, having a MWW framework structure.
Una forma de realización preferida (24) que concretiza cualquiera de las formas de realización (14) a (23) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW, que comprende, ademásA preferred embodiment (24) that specifies any of the embodiments (14) to (23) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure, which further comprises
(f) preparar una suspensión, preferiblemente una suspensión acuosa que contiene el material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW obtenida de (d), preferiblemente de (e), y dicha suspensión tiene un contenido de sólidos preferiblemente en el intervalo de 5 a 25 % en peso, más preferiblemente de 10 a 20% en peso, basado en el peso total de la suspensión, y la suspensión se somete a secado por pulverización.(f) preparing a suspension, preferably an aqueous suspension containing the titanium-containing zeolitic material and having a MWW framework structure obtained from (d), preferably from (e), and said suspension has a solids content preferably in the range 5 to 25% by weight, more preferably 10 to 20% by weight, based on the total weight of the suspension, and the suspension is subjected to spray drying.
Una forma de realización preferida (25) que concretiza la forma de realización (24) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco m Ww , en donde, durante el secado por pulverización, la temperatura de entrada del gas de secado está en el intervalo de 200 a 330 °C y la temperatura de salida del gas de secado está en el intervalo de 120 a 180 °C.A preferred embodiment (25) that specifies embodiment (24) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a framework structure m Ww, wherein, during spray drying, the inlet temperature of the drying gas is in the range of 200 to 330 ° C and the outlet temperature of the drying gas is in the range of 120 to 180 ° C.
Una forma de realización preferida (26) que concretiza cualquiera de las formas de realización (14) a (25) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW, que comprende, ademásA preferred embodiment (26) that specifies any of the embodiments (14) to (25) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure, which further comprises
(g) calcinar el material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco MWW obtenida de (d), preferiblemente de (e), más preferiblemente de (f), en donde la calcinación se lleva a cabo preferiblemente a una temperatura en el intervalo de 400 a 800 °C, más preferiblemente de 600 a 700 °C.(g) calcining the zeolitic material containing titanium and having a MWW framework structure obtained from (d), preferably from (e), more preferably from (f), wherein the calcination is preferably carried out at a temperature in the range range 400 to 800 ° C, more preferably 600 to 700 ° C.
Una forma de realización preferida (27) que concretiza la forma de realización (26) se refiere a dicho procedimiento para la preparación de un material zeolítico que contiene titanio y que tiene una estructura marco m Ww , donde en (vii), la calcinación se lleva a cabo en modo continuo, preferiblemente con una velocidad en el intervalo de 0.2 a 2.0 kg de material zeolítico por hora, más preferiblemente de 0.5 a 1.5 kg de material zeolítico por hora.A preferred embodiment (27) that specifies embodiment (26) refers to said process for the preparation of a zeolitic material containing titanium and having a framework structure m Ww, where in (vii), the calcination is carried out in continuous mode, preferably with a speed in the range of 0.2 to 2.0 kg of zeolitic material per hour, more preferably 0.5 to 1.5 kg of zeolitic material per hour.
Según la etapa (V), la TiMWW obtenida preferiblemente según la etapa (IV) se somete a un tratamiento adecuado con Zn para obtener la ZnTiMWW utilizada para la preparación de la suspensión según (a). Generalmente, en lo que concierne a (V), no existen restricciones específicas siempre que se pueda obtener la ZnTiMWW preferida, definido anteriormente, con el contenido preferido de Zn y Ti. Del modo más preferible, la etapa (V) comprende al menos una etapa de impregnación adecuada, más preferiblemente al menos una etapa de impregnación húmeda. Con respecto a esta etapa de impregnación, se prefiere poner en contacto la TiMWW preferiblemente tal como se obtiene según (IV) y se pone en contacto con al menos un precursor que contiene Zn adecuado en al menos un disolvente adecuado (impregnación húmeda), del modo más preferible agua. Como precursor adecuado que contiene Zn, se prefieren especialmente las sales de Zn solubles en agua, y especialmente se prefiere el acetato de zinc dihidratado. Se prefiere además preparar una solución del precursor que contiene Zn, preferiblemente una solución acuosa, y suspender la TiMWW en esta solución. Más preferiblemente, la impregnación se lleva a cabo a temperaturas elevadas, con respecto a la temperatura ambiente, preferiblemente en el intervalo de 75 a 125 °C, más preferiblemente de 85 a 115 °C, durante un tiempo preferiblemente en el intervalo de 3.5 a 5 h, más preferiblemente de 3 a 6 h. Se prefiere agitar la suspensión durante la impregnación. Después de la impregnación, la ZnTiMWW obtenidA se separa preferiblemente de forma adecuada de la suspensión. Todos los procedimientos para separar la ZnTiMWW de la suspensión son concebibles. De manera especialmente preferible, la separación se lleva a cabo mediante procedimientos de filtración, ultrafiltración, diafiltración o centrifugación. Se puede aplicar una combinación de dos o más de estos procedimientos. Según la presente invención, la ZnTiMWW se separa preferiblemente de la suspensión mediante filtración para obtener una torta de filtración que preferiblemente se somete a lavado, preferiblemente con agua. Si se aplica el lavado, puede ser preferido continuar el procedimiento de lavado hasta que el agua de lavado tenga una conductividad de menos de 1000 microSiemens/cm, más preferiblemente de menos de 900 microSiemens/cm, más preferiblemente de menos de 800 microSiemens/cm, más preferiblemente de menos de 700 microSiemens/cm. Posteriormente, la torta de filtración preferiblemente lavada se somete a un secado previo, por ejemplo sometiendo la torta de filtración a una corriente de gas adecuada, preferiblemente una corriente de nitrógeno, durante un tiempo preferiblemente en el intervalo de 5 a 15 h, más preferiblemente de 8 al 12.According to step (V), the TiMWW preferably obtained according to step (IV) is subjected to a suitable treatment with Zn to obtain the ZnTiMWW used for the preparation of the suspension according to (a). Generally, as regards (V), there are no specific restrictions as long as the preferred ZnTiMWW, defined above, can be obtained with the preferred content of Zn and Ti. Most preferably, step (V) comprises at least one suitable impregnation step, more preferably at least one wet impregnation step. With regard to this impregnation step, it is preferred to contact TiMWW preferably as obtained according to (IV) and contacted with at least one suitable Zn-containing precursor in at least one suitable solvent (wet impregnation), of the most preferably water. As a suitable Zn-containing precursor, water-soluble salts of Zn are especially preferred, and zinc acetate dihydrate is especially preferred. It is further preferred to prepare a solution of the Zn-containing precursor, preferably an aqueous solution, and to suspend the TiMWW in this solution. More preferably, the impregnation is carried out at elevated temperatures, relative to room temperature, preferably in the range of 75 to 125 ° C, more preferably 85 to 115 ° C, for a time preferably in the range of 3.5 to 5 hrs, more preferably 3 to 6 hrs. It is preferred to stir the suspension during impregnation. After impregnation, the obtained ZnTiMWW is preferably suitably separated from the suspension. All procedures for separating ZnTiMWW from suspension are conceivable. Especially preferably, the separation is carried out by means of filtration, ultrafiltration, diafiltration or centrifugation procedures. A combination of two or more of these procedures can be applied. According to the present invention, the ZnTiMWW is preferably separated from the suspension by filtration to obtain a filter cake which is preferably washed, preferably with water. If washing is applied, it may be preferred to continue the washing procedure until the wash water has a conductivity of less than 1000 microSiemens / cm, more preferably less than 900 microSiemens / cm, more preferably less than 800 microSiemens / cm , more preferably less than 700 microSiemens / cm. Subsequently, the preferably washed filter cake is subjected to a pre-drying, for example by subjecting the filter cake to a suitable gas stream, preferably a nitrogen stream, for a time preferably in the range of 5 to 15 h, more preferably from 8 to 12.
Si se usa TiMWW o ZnTiMWW como material catalíticamente activo según la presente invención, se prefiere que el disolvente orgánico sea acetonitrilo. If TiMWW or ZnTiMWW is used as the catalytically active material according to the present invention, it is preferred that the organic solvent is acetonitrile.
Generalmente, el catalizador de ZnTiMWW preferido se puede preparar según las enseñanzas específicas tal como se divulgan en el documento WO 2013/117536 A2, que se adjunta al presente documento en su totalidad como referencia.Generally, the preferred ZnTiMWW catalyst can be prepared according to the specific teachings as disclosed in WO 2013/117536 A2, which is attached herein in its entirety by reference.
Etapa (a2)Stage (a2)
Según (a2), la corriente de alimentación según (a1) se somete en el reactor a condiciones de epoxidación en presencia del catalizador, y se obtiene una mezcla de reacción que comprende el óxido de propileno y el disolvente orgánico. According to (a2), the feed stream according to (a1) is subjected in the reactor to epoxidation conditions in the presence of the catalyst, and a reaction mixture comprising the propylene oxide and the organic solvent is obtained.
El reactor empleado en (a2) se puede operar de una manera isotérmica o adiabática, en donde se prefiere que el reactor en (a2) sea un reactor operado de manera isotérmica.The reactor employed in (a2) can be operated in an isothermal or adiabatic manner, where it is preferred that the reactor in (a2) is an isothermally operated reactor.
Convenientemente, la tasa de conversión de los materiales de partida se puede controlar ajustando la temperatura, presión, WHSV de los materiales de partida y similares. A modo de ejemplo, la temperatura de reacción se puede ajustar de modo que se convierta al menos el 90% del agente de epoxidación. Las cantidades de material de partida presentes en la mezcla de reacción antes y después de la reacción de epoxidación pueden analizarse mediante cualquier técnica adecuada, por ejemplo, cromatografía.Conveniently, the conversion rate of the starting materials can be controlled by adjusting the temperature, pressure, WHSV of the starting materials, and the like. By way of example, the reaction temperature can be adjusted so that at least 90% of the epoxidation agent is converted. The amounts of starting material present in the reaction mixture before and after the epoxidation reaction can be analyzed by any suitable technique, eg, chromatography.
Generalmente, la reacción de epoxidación continua en (a2) se puede llevar a cabo en cualquier recipiente o reactor apropiado. Preferiblemente, la reacción en (a2) se lleva a cabo en al menos un reactor operado de modo continuo tal como un reactor de tubo o un reactor de haz de tubos que preferiblemente contiene al menos una camisa de enfriamiento que rodea al menos un tubo, en donde la temperatura de la mezcla de reacción se controla isotérmicamente usando un medio de transferencia de calor, preferiblemente pasando el medio de transferencia de calor a través de una camisa del reactor. Si la reacción en (a2) se lleva a cabo en un reactor de este tipo que contiene al menos una camisa de enfriamiento, el término "temperatura de reacción de epoxidación" como se usa en el presente documento se define como la temperatura del medio de transferencia de calor antes de controlar la temperatura de la mezcla de reacción, preferiblemente como la temperatura del medio portador de calor a la entrada de la camisa del reactor isotérmico.Generally, the continuous epoxidation reaction in (a2) can be carried out in any suitable vessel or reactor. Preferably, the reaction in (a2) is carried out in at least one continuously operated reactor such as a tube reactor or a tube bundle reactor which preferably contains at least one cooling jacket surrounding at least one tube, wherein the temperature of the reaction mixture is isothermally controlled using a heat transfer medium, preferably by passing the heat transfer medium through a reactor jacket. If the reaction in (a2) is carried out in such a reactor containing at least one cooling jacket, the term "epoxidation reaction temperature" as used herein is defined as the temperature of the medium of heat transfer before controlling the temperature of the reaction mixture, preferably as the temperature of the heat-carrying medium at the inlet of the isothermal reactor jacket.
Preferiblemente, el al menos uno de los reactores en los que se lleva a cabo la reacción según (a2) es un reactor de tubos o un reactor de haz de tubos.Preferably, the at least one of the reactors in which the reaction according to (a2) is carried out is a tube reactor or a tube bundle reactor.
El catalizador que comprende la zeolita que contiene titanio se puede emplear en todas las formas imaginables descritas anteriormente, incluyendo un polvo, un micropolvo, preferiblemente un polvo de pulverización, como una pieza moldeada que comprende un polvo o como una pieza moldeada que comprende un micropolvo, preferiblemente un polvo de pulverización. Preferiblemente, el catalizador que comprende la zeolita de titanio se emplea como una pieza moldeada que comprende un polvo o un micropolvo, preferiblemente un polvo de pulverización, más preferiblemente como una pieza moldeada que comprende un micropolvo, preferiblemente un polvo de pulverización. The catalyst comprising the titanium-containing zeolite can be employed in all conceivable forms described above, including a powder, a micropowder, preferably a spray powder, as a molding comprising a powder, or as a molding comprising a micropowder. , preferably a spray powder. Preferably, the catalyst comprising the titanium zeolite is used as a molding comprising a powder or a micropowder, preferably a spray powder, more preferably as a molding comprising a micropowder, preferably a spray powder.
El catalizador utilizado en la etapa (a2) de la presente invención puede disponerse en el reactor de todas las maneras imaginables. Preferiblemente, el catalizador se dispone como un lecho fluidizado o como un lecho fijo, más preferiblemente como un lecho fijo.The catalyst used in step (a2) of the present invention can be placed in the reactor in all conceivable ways. Preferably the catalyst is arranged as a fluidized bed or as a fixed bed, more preferably as a fixed bed.
Preferiblemente, las condiciones de epoxidación en (a2) comprenden una temperatura de reacción de epoxidación en el intervalo de 20 a 100 °C, más preferiblemente de 25 a 80 °C, más preferiblemente de 25 a 60 °C, más preferiblemente de 30 a 60 °C.Preferably, the epoxidation conditions in (a2) comprise an epoxidation reaction temperature in the range of 20 to 100 ° C, more preferably 25 to 80 ° C, more preferably 25 to 60 ° C, more preferably 30 to 60 ° C.
Preferiblemente, las condiciones de epoxidación en (a2) comprenden una presión de reacción de epoxidación en el intervalo de 5 a 100 bares, más preferiblemente de 10 a 32 bares, más preferiblemente de 15 a 25 bares, en donde la presión de reacción de epoxidación se define como la presión a la salida del reactor isotérmico.Preferably, the epoxidation conditions in (a2) comprise an epoxidation reaction pressure in the range of 5 to 100 bar, more preferably 10 to 32 bar, more preferably 15 to 25 bar, wherein the epoxidation reaction pressure It is defined as the pressure at the outlet of the isothermal reactor.
Por tanto, las condiciones de epoxidación en (a2) comprenden preferiblemente una temperatura de reacción de epoxidación en el intervalo de 20 a 100 °C y una presión de reacción de epoxidación en el intervalo de 5 a 100 bares, más preferiblemente una temperatura de reacción de epoxidación en el intervalo de 25 a 60 °C y una presión de reacción de epoxidación en el intervalo de 10 a 32 bares, más preferiblemente una temperatura de reacción de epoxidación en el intervalo de 30 a 60 °C y una presión de reacción de epoxidación en el intervalo de 15 a 25 bares. Therefore, the epoxidation conditions in (a2) preferably comprise an epoxidation reaction temperature in the range of 20 to 100 ° C and an epoxidation reaction pressure in the range of 5 to 100 bar, more preferably a reaction temperature of epoxidation in the range of 25 to 60 ° C and an epoxidation reaction pressure in the range of 10 to 32 bar, more preferably an epoxidation reaction temperature in the range of 30 to 60 ° C and a reaction pressure of epoxidation in the range of 15 to 25 bar.
El término "las condiciones de epoxidación" como se usa en este contexto de la presente invención se refiere a una reacción de epoxidación en la etapa (a2) en donde al menos el 98%, preferiblemente al menos el 99%, más preferiblemente al menos el 99.9% del tiempo total de reacción, la temperatura y la presión de reacción se encuentran en los intervalos definidos anteriormente. El término "tiempo de reacción global" como se usa en este contexto de la presente invención se refiere al tiempo de reacción; un lecho de catalizador dado se usa antes de que sea descartado o sometido a regeneración. En particular al comienzo de una reacción de epoxidación en (a2) cuando el catalizador está fresco, es decir al inicio de la reacción de epoxidación en (a2), la temperatura o presión de reacción o ambas pueden estar fuera de los intervalos mencionados anteriormente durante un corto período de tiempo. Preferiblemente, el caudal del medio de transferencia de calor se elige de modo que la diferencia de temperatura entre su temperatura de entrada y su temperatura de salida sea como máximo 3 K, más preferiblemente como máximo 2 K, más preferiblemente como máximo 1 K. The term "epoxidation conditions" as used in this context of the present invention refers to an epoxidation reaction in step (a2) wherein at least 98%, preferably at least 99%, more preferably at least 99.9% of the total reaction time, the reaction temperature and pressure are in the ranges defined above. The term "overall reaction time" as used in this context of the present invention refers to reaction time; A given catalyst bed is used before it is discarded or subjected to regeneration. In particular at the beginning of an epoxidation reaction in (a2) when the catalyst is fresh, that is to say at the beginning of the epoxidation reaction in (a2), the reaction temperature or pressure or both may be outside the ranges mentioned above during a short period of time. Preferably, the flow rate of the heat transfer medium is chosen so that the temperature difference between its inlet temperature and its outlet temperature is at most 3 K, more preferably at most 2 K, more preferably at most 1 K.
Preferiblemente, la reacción de epoxidación según la etapa (a2) de la presente invención se lleva a cabo a una conversión de agente de epoxidación esencialmente constante, preferiblemente conversión de peróxido de hidrógeno. Preferiblemente, para determinar la conversión de peróxido de hidrógeno, el caudal molar del peróxido de hidrógeno en la corriente efluente retirada en (a3), denominada en el presente documento m0ut, se compara con el caudal molar de peróxido de hidrógeno en la corriente de alimentación proporcionada en (a1), denominada en el presente documento min, y en donde la conversión de peróxido de hidrógeno se define como 100 x (1-m0ut/min). Preferiblemente, la temperatura de entrada del medio de transferencia de calor descrito anteriormente se ajusta en los intervalos preferidos mencionados anteriormente para mantener la conversión de peróxido de hidrógeno esencialmente constante en el intervalo de 80 a 100%, más preferiblemente de 90 a 100%, más preferiblemente del 95 al 100%, más preferiblemente del 99 al 100%, más preferiblemente del 99.5 al 100%, más preferiblemente del 99.9 al 100%. El término "las condiciones de epoxidación comprenden", como se usa en este contexto de la presente invención, se refiere a una reacción de epoxidación en la etapa (a2) en donde al menos el 98%, preferiblemente al menos el 99%, más preferiblemente al menos el 99.9% de la reacción total tiempo, la conversión de peróxido de hidrógeno está en los intervalos definidos anteriormente. El término "tiempo de reacción global", como se usa en este contexto de la presente invención, se refiere al tiempo de reacción en que se usa un lecho de catalizador dado antes de que sea descartado o sometido a regeneración. En particular al comienzo de una reacción de epoxidación en (a2) cuando el catalizador está fresco, es decir al inicio de la reacción de epoxidación en (a2), la conversión de peróxido de hidrógeno puede estar fuera de los intervalos mencionados anteriormente durante un corto período de tiempo. Preferiblemente, la temperatura de reacción no se mantiene constante durante la reacción, sino que se ajusta de forma continua o escalonada para permitir una conversión constante de peróxido de hidrógeno. Generalmente, debido a una cierta desactivación del catalizador, la temperatura de reacción aumenta de forma continua o escalonada. Preferiblemente, la temperatura de reacción se incrementa de forma continua o escalonada en 1 K/d (Kelvin/día) como máximo, más preferiblemente en menos de 1 K/d.Preferably, the epoxidation reaction according to step (a2) of the present invention is carried out at essentially constant epoxidation agent conversion, preferably hydrogen peroxide conversion. Preferably, to determine the hydrogen peroxide conversion, the molar flow rate of hydrogen peroxide in the effluent stream withdrawn in (a3), referred to herein as m0ut, is compared to the molar flow rate of hydrogen peroxide in the feed stream. provided in (a1), referred to herein as min, and where the hydrogen peroxide conversion is defined as 100 x (1-m0ut / min). Preferably, the inlet temperature of the heat transfer medium described above is adjusted in the preferred ranges mentioned above to keep the hydrogen peroxide conversion essentially constant in the range of 80 to 100%, more preferably 90 to 100%, plus preferably 95 to 100%, more preferably 99 to 100%, more preferably 99.5 to 100%, more preferably 99.9 to 100%. The term "epoxidation conditions comprise", as used in this context of the present invention, refers to an epoxidation reaction in step (a2) wherein at least 98%, preferably at least 99%, plus preferably at least 99.9% of the total reaction time, the hydrogen peroxide conversion is in the ranges defined above. The term "overall reaction time", as used in this context of the present invention, refers to the reaction time that a given catalyst bed is used before it is discarded or subjected to regeneration. In particular at the beginning of an epoxidation reaction in (a2) when the catalyst is fresh, i.e. at the beginning of the epoxidation reaction in (a2), the hydrogen peroxide conversion may be outside the aforementioned ranges for a short time. time frame. Preferably, the reaction temperature is not kept constant during the reaction, but is adjusted continuously or stepwise to allow a constant hydrogen peroxide conversion. Generally, due to a certain deactivation of the catalyst, the reaction temperature increases continuously or in stages. Preferably, the reaction temperature is increased continuously or stepwise by at most 1 K / d (Kelvin / day), more preferably by less than 1 K / d.
Preferiblemente, la mezcla de reacción que está presente en el reactor en (a2) es líquida en las condiciones de epoxidación. Preferiblemente, la mezcla de reacción consiste en una sola fase líquida, en dos fases líquidas o en tres o más fases líquidas. Preferiblemente, la mezcla de reacción en el reactor en (a2) consiste en una sola fase líquida o en dos fases líquidas, más preferiblemente en una sola fase líquida.Preferably, the reaction mixture which is present in the reactor in (a2) is liquid under the epoxidation conditions. Preferably, the reaction mixture consists of a single liquid phase, two liquid phases, or three or more liquid phases. Preferably, the reaction mixture in the reactor in (a2) consists of a single liquid phase or two liquid phases, more preferably a single liquid phase.
Generalmente, el reactor utilizado en la etapa (a2) de la presente invención puede disponerse horizontal o verticalmente. Preferiblemente, el reactor está dispuesto verticalmente. En el reactor preferiblemente dispuesto verticalmente, la corriente de alimentación proporcionada en (a1) puede pasar en modo de flujo ascendente o en modo de flujo descendente, y se prefiere el modo de flujo ascendente. Preferiblemente, en comparación con la dirección del flujo de la corriente de alimentación, el medio de transferencia de calor pasa a través de la camisa en modo co corriente.Generally, the reactor used in step (a2) of the present invention can be arranged horizontally or vertically. Preferably the reactor is arranged vertically. In the preferably vertically arranged reactor, the feed stream provided in (a1) may pass in up-flow mode or in down-flow mode, and the up-flow mode is preferred. Preferably, compared to the flow direction of the feed stream, the heat transfer medium passes through the jacket in co-current mode.
Generalmente, la reacción de epoxidación en (a2) se puede llevar a cabo en uno o más reactores, en donde estos reactores se pueden disponer en paralelo o en serie. Preferiblemente, la reacción en (a2) se lleva a cabo en un reactor o en al menos dos reactores, preferiblemente dos reactores, que están dispuestos en serie, y un tratamiento intermedio adecuado se puede llevar a cabo entre dos reactores dispuestos en serie. Si la reacción se lleva a cabo en dos reactores dispuestos en serie, se prefiere que el primer reactor funcione como se describe anteriormente, es decir, como un reactor operado isotérmicamente, y el segundo reactor, es decir el reactor en dirección descendente funciona como un reactor adiabático o esencialmente adiabático. El término "reactor", tal como se utiliza en el presente documento, también abarca dos o más reactores dispuestos en paralelo en los que una corriente de alimentación pasada se divide en dos o más sub-corrientes, cada sub-corriente se pasa a un reactor y las corrientes efluentes extraídas de los reactores se combinan para obtener la corriente efluente total. Por tanto, la reacción de epoxidación se puede llevar a cabo en al menos un primer reactor tal como dos o más primeros reactores, por ejemplo 2, 3, 4 primeros reactores, que están dispuestos en paralelo y que son preferiblemente reactores isotérmicos, y en al menos uno segundo reactor tal como dos o más segundos reactores, por ejemplo 2, 3, 4 segundos reactores, que están dispuestos en paralelo y que son preferiblemente reactores adiabáticos o esencialmente adiabáticos.Generally, the epoxidation reaction in (a2) can be carried out in one or more reactors, where these reactors can be arranged in parallel or in series. Preferably, the reaction in (a2) is carried out in one reactor or in at least two reactors, preferably two reactors, which are arranged in series, and a suitable intermediate treatment can be carried out between two reactors arranged in series. If the reaction is carried out in two reactors arranged in series, it is preferred that the first reactor operates as described above, that is, as an isothermally operated reactor, and the second reactor, that is, the downstream reactor operates as a adiabatic or essentially adiabatic reactor. The term "reactor", as used herein, also encompasses two or more reactors arranged in parallel in which a past feed stream is divided into two or more sub-streams, each sub-stream being passed into a reactor and effluent streams drawn from the reactors are combined to obtain the total effluent stream. Thus, the epoxidation reaction can be carried out in at least one first reactor such as two or more first reactors, for example 2, 3, 4 first reactors, which are arranged in parallel and which are preferably isothermal reactors, and in at least one second reactor such as two or more second reactors, for example 2, 3, 4 second reactors, which are arranged in parallel and which are preferably adiabatic or essentially adiabatic reactors.
Si la reacción de epoxidación según (a2) se lleva a cabo en dos reactores dispuestos en serie, se prefiere que en el primer reactor, que es preferiblemente un reactor operado isotérmicamente, la conversión de peróxido de hidrógeno se mantenga esencialmente constante en un intervalo de 80 a 99%, preferiblemente de 85 a 98%, más preferiblemente de 90 a 97%, y en el segundo reactor que está diseñado preferiblemente como reactor adiabático o esencialmente adiabático, la conversión total de peróxido de hidrógeno, es decir la conversión de peróxido de hidrógeno, teniendo en cuenta la conversión en el primer y segundo reactor, se lleva a un valor de más del 99%, preferiblemente al menos 99.5%, más preferiblemente al menos 99.9%.If the epoxidation reaction according to (a2) is carried out in two reactors arranged in series, it is preferred that in the first reactor, which is preferably an isothermally operated reactor, the hydrogen peroxide conversion is kept essentially constant over a range of 80 to 99%, preferably 85 to 98%, more preferably 90 to 97%, and in the second reactor which is preferably designed as an adiabatic or essentially adiabatic reactor, the total hydrogen peroxide conversion, i.e. the peroxide conversion of hydrogen, taking into account the conversion in the first and second reactors, is brought to a value of more than 99%, preferably at least 99.5%, more preferably at least 99.9%.
Etapa (a3)Stage (a3)
Según la etapa (a3), del reactor se retira una corriente de producto que comprende el óxido de propileno y el disolvente orgánico. Dicha corriente de producto se somete típicamente a al menos una etapa de puesta a punto para aislar el óxido de propileno de la corriente de producto. Además, el disolvente orgánico, que normalmente comprende productos secundarios de la reacción de epoxidación, se somete preferiblemente a una o más etapas de puesta a punto para permitir la recirculación del disolvente orgánico, preferiblemente acetonitrilo, preferiblemente después de una o más etapas de purificación en la etapa (a1). Una secuencia preferida de etapas de puesta a punto se describe en el Ejemplo de referencia 2 y en las Figuras 1 y 2 más adelante.According to step (a3), a product stream comprising the propylene oxide and the organic solvent is withdrawn from the reactor. Such a product stream typically undergoes at least one fine-tuning step to isolate the propylene oxide from the product stream. Furthermore, the organic solvent, which normally comprises by-products of the epoxidation reaction, is preferably subjected to one or more fine-tuning steps to allow recirculation of the organic solvent, preferably acetonitrile, preferably after one or more purification steps in step (a1). A preferred sequence of set-up steps is described in Reference Example 2 and Figures 1 and 2 below.
Etapa (b)Stage (b)
Según (b), se detiene la introducción de la corriente de alimentación en el reactor según (a1).According to (b), the introduction of the feed stream into the reactor according to (a1) is stopped.
Preferiblemente, la etapa (b) comprende además separar la mezcla de reacción que comprende óxido de propileno y el disolvente orgánico del catalizador que comprende la zeolita que contiene titanio como material catalíticamente activo. Esta separación de la mezcla de reacción del catalizador gastado que comprende una zeolita que contiene titanio se puede lograr de cualquier manera adecuada, tal como bombeo, drenaje, decantación, filtración y similares. Opcionalmente, (b) comprende además secar el catalizador antes de realizar el lavado en (c), en donde preferiblemente el catalizador no se seca antes de realizar el lavado en (c). Si se lleva a cabo el secado, se prefiere que dicho secado incluya poner el catalizador en contacto con una corriente de gas que comprende nitrógeno, preferiblemente a una temperatura de dicha corriente de gas en el intervalo de 40 a 200 °C, más preferiblemente en el intervalo de 55 a 150 °C, más preferiblemente en el intervalo de 70 a 100 °C. Dicha separación se puede lograr adicionalmente purgando el reactor con el disolvente orgánico, preferiblemente acetonitrilo.Preferably, step (b) further comprises separating the reaction mixture comprising propylene oxide and the organic solvent from the catalyst comprising the titanium-containing zeolite as catalytically active material. This separation of the spent catalyst reaction mixture comprising a titanium-containing zeolite can be accomplished in any suitable way, such as pumping, draining, decanting, filtering, and the like. Optionally, (b) further comprises drying the catalyst prior to performing the wash in (c), wherein preferably the catalyst is not dried prior to performing the wash in (c). If drying is carried out, it is preferred that said drying includes contacting the catalyst with a gas stream comprising nitrogen, preferably at a temperature of said gas stream in the range of 40 to 200 ° C, more preferably in the range of 55 to 150 ° C, more preferably in the range of 70 to 100 ° C. Such separation can be further achieved by purging the reactor with the organic solvent, preferably acetonitrile.
Por lo tanto, en una forma de realización preferida, el reactor se purga para liberarse de peróxido de hidrógeno, propileno y óxido de propileno reemplazando la corriente de alimentación según (a1) por una corriente que consiste esencialmente en el disolvente orgánico, preferiblemente acetonitrilo hasta que el reactor esté esencialmente libre de peróxido de hidrógeno, propileno y óxido de propileno y, opcionalmente, despresurizando y vaciando el reactor. Por ejemplo, una corriente que consiste esencialmente en el disolvente orgánico, preferiblemente acetonitrilo, contiene al menos 60% en peso, preferiblemente al menos 70% en peso, más preferiblemente al menos 75% en peso, más preferiblemente al menos 80% en peso del disolvente orgánico, y opcionalmente contiene al menos otro líquido, que comprende preferiblemente agua. Por lo tanto, se prefiere que al menos el 95% en peso, más preferiblemente al menos el 98% en peso, más preferiblemente al menos el 99% en peso de la corriente que consiste esencialmente en el disolvente orgánico, preferiblemente en acetonitrilo, consista en el disolvente orgánico, preferiblemente acetonitrilo y agua, donde al menos 60% en peso, preferiblemente al menos 70% en peso, más preferiblemente al menos 75% en peso, más preferiblemente al menos 80% en peso de la corriente consista en el disolvente orgánico, preferiblemente acetonitrilo. Dicha purga se lleva a cabo preferiblemente a una temperatura de dicha corriente que consiste esencialmente en el disolvente orgánico, preferiblemente acetonitrilo, en el intervalo de 20 a 90 °C, más preferiblemente en el intervalo de 25 a 80 °C, más preferiblemente en el intervalo de intervalo de 30 a 70 °C.Therefore, in a preferred embodiment, the reactor is purged to rid itself of hydrogen peroxide, propylene and propylene oxide by replacing the feed stream according to (a1) with a stream consisting essentially of the organic solvent, preferably acetonitrile until that the reactor is essentially free of hydrogen peroxide, propylene and propylene oxide and, optionally, depressurizing and emptying the reactor. For example, a stream consisting essentially of the organic solvent, preferably acetonitrile, contains at least 60% by weight, preferably at least 70% by weight, more preferably at least 75% by weight, more preferably at least 80% by weight of the organic solvent, and optionally contains at least one other liquid, preferably comprising water. Therefore, it is preferred that at least 95% by weight, more preferably at least 98% by weight, more preferably at least 99% by weight of the stream consisting essentially of the organic solvent, preferably acetonitrile, consists of in the organic solvent, preferably acetonitrile and water, where at least 60% by weight, preferably at least 70% by weight, more preferably at least 75% by weight, more preferably at least 80% by weight of the stream consists of the solvent organic, preferably acetonitrile. Said purging is preferably carried out at a temperature of said stream consisting essentially of the organic solvent, preferably acetonitrile, in the range of 20 to 90 ° C, more preferably in the range of 25 to 80 ° C, more preferably in the range range 30 to 70 ° C.
En una forma de realización alternativa preferida, el presente procedimiento comprende además preparar la corriente de alimentación en (a1) mezclando una corriente que comprende el propeno, una corriente que comprende el peróxido de hidrógeno o la fuente de peróxido de hidrógeno y una corriente que comprende el disolvente orgánico, en donde la etapa (b) comprendeIn an alternative preferred embodiment, the present method further comprises preparing the feed stream in (a1) by mixing a stream comprising the propene, a stream comprising the hydrogen peroxide or hydrogen peroxide source and a stream comprising the organic solvent, wherein step (b) comprises
(b1) detener la corriente que comprende el peróxido de hidrógeno o la fuente de peróxido de hidrógeno;(b1) stopping the stream comprising the hydrogen peroxide or the hydrogen peroxide source;
(b2) detener la corriente que comprende el propeno y la corriente que comprende el disolvente orgánico;(b2) stopping the stream comprising the propene and the stream comprising the organic solvent;
(b3) opcionalmente despresurizar y vaciar el reactor,(b3) optionally depressurize and empty the reactor,
en donde la etapa (b2) finaliza preferiblemente al menos 30 minutos, más preferiblemente al menos 60 minutos, después de la etapa (b1).wherein step (b2) preferably ends at least 30 minutes, more preferably at least 60 minutes, after step (b1).
Etapa (c)Stage (c)
Según la etapa (c), el catalizador se lava con un sistema líquido acuoso.According to step (c), the catalyst is washed with an aqueous liquid system.
Los posibles componentes del sistema líquido acuoso según (c) y las cantidades respectivas de los mismos, como se describe más adelante, deben entenderse como con respecto al sistema líquido acuoso empleado en (c) antes de la adición al catalizador que comprende una zeolita que contiene titanio.The possible components of the aqueous liquid system according to (c) and the respective amounts thereof, as described below, are to be understood as with respect to the aqueous liquid system employed in (c) before addition to the catalyst comprising a zeolite that contains titanium.
El sistema líquido acuoso según (c) contiene al menos 95% en peso, preferiblemente al menos 99% en peso, más preferiblemente al menos 99.9% en peso, más preferiblemente al menos 99.99% en peso de agua basado en el peso total del sistema líquido acuoso.The aqueous liquid system according to (c) contains at least 95% by weight, preferably at least 99% by weight, more preferably at least 99.9% by weight, more preferably at least 99.99% by weight of water based on the total weight of the system watery liquid.
El agua empleada en (c) puede obtenerse de cualquier fuente adecuada. Preferiblemente, el agua empleada en (c) es agua desmineralizada o condensada.The water used in (c) can be obtained from any suitable source. Preferably, the water used in (c) is demineralized or condensed water.
Preferiblemente, el sistema líquido acuoso según (c) contiene metanol solo en cantidades menores, mientras que preferiblemente está libre o al menos esencialmente libre de metanol. Preferiblemente, el sistema líquido acuoso según (c) contiene como máximo 5% en peso, más preferiblemente 1% en peso, más preferiblemente 0.1% en peso, más preferiblemente 0.01% en peso, más preferiblemente 0.001% en peso, más preferiblemente 0.0001 % en peso de metanol, basado en el peso total del sistema líquido acuoso. Preferably, the aqueous liquid system according to (c) contains methanol only in minor amounts, while preferably it is free or at least essentially free of methanol. Preferably, the aqueous liquid system according to (c) contains at most 5% by weight, more preferably 1% by weight, more preferably 0.1% by weight, more preferably 0.01% by weight, more preferably 0.001% by weight, more preferably 0.0001% by weight of methanol, based on the total weight of the aqueous liquid system.
Preferiblemente, el sistema líquido acuoso según (c) contiene peróxido de hidrógeno solo en cantidades menores, mientras que preferiblemente está libre o al menos esencialmente libre de metanol. Preferiblemente, el sistema líquido acuoso según (c) contiene como máximo 0.1% en peso, preferiblemente 0.01% en peso, más preferiblemente 0.001% en peso, más preferiblemente 0.0001% en peso de peróxido de hidrógeno, basado en el peso total del sistema líquido acuoso.Preferably, the aqueous liquid system according to (c) contains hydrogen peroxide only in minor amounts, while preferably it is free or at least essentially free of methanol. Preferably, the aqueous liquid system according to (c) contains at most 0.1% by weight, preferably 0.01% by weight, more preferably 0.001% by weight, more preferably 0.0001% by weight of hydrogen peroxide, based on the total weight of the liquid system aqueous.
Preferiblemente, el sistema líquido acuoso según (c) tiene un valor de pH de 4 a 10, preferiblemente de 7 a 9, según se determina con un electrodo de pH.Preferably, the aqueous liquid system according to (c) has a pH value of 4 to 10, preferably 7 to 9, as determined with a pH electrode.
De manera particularmente preferida, el sistema líquido acuoso según (c) consiste en agua.In a particularly preferred manner, the aqueous liquid system according to (c) consists of water.
El lavado en (c) se realiza en el reactor que contiene el catalizador.The washing in (c) is carried out in the reactor containing the catalyst.
Así, el lavado en (c) se lleva a cabo en el reactor que contiene el catalizador, en donde el sistema líquido acuoso según (c) contiene al menos 95% en peso, preferiblemente al menos 99% en peso, más preferiblemente al menos 99.9% en peso, más preferiblemente al menos 99.99% en peso de agua, basado en el peso total del sistema líquido acuoso.Thus, the washing in (c) is carried out in the reactor containing the catalyst, wherein the aqueous liquid system according to (c) contains at least 95% by weight, preferably at least 99% by weight, more preferably at least 99.9% by weight, more preferably at least 99.99% by weight of water, based on the total weight of the aqueous liquid system.
El lavado en (c) puede realizarse en modo discontinuo o en modo continuo. En caso de que el lavado se realice en modo discontinuo, el catalizador se pone en contacto una o varias veces con una cantidad específica del sistema líquido acuoso. Por tanto, el lavado se puede realizar sumergiendo el catalizador en el sistema líquido acuoso. Durante el lavado es posible someter el sistema líquido acuoso junto con el catalizador a agitación. Es concebible que cuando el lavado en (c) se realiza en modo discontinuo, el sistema líquido acuoso puede ser reemplazado una o más veces. The washing in (c) can be carried out in batch mode or in continuous mode. In case the washing is carried out in batch mode, the catalyst is contacted one or more times with a specific amount of the aqueous liquid system. Therefore, washing can be performed by immersing the catalyst in the aqueous liquid system. During the wash it is possible to subject the aqueous liquid system together with the catalyst to agitation. It is conceivable that when the washing in (c) is carried out in batch mode, the aqueous liquid system can be replaced one or more times.
En caso de que el lavado se realice en modo continuo, el catalizador se pone en contacto continuamente con una corriente del sistema líquido acuoso. En caso de que el reactor que comprende el catalizador esté dispuesto verticalmente y el lavado se realice en el reactor o que el lavado se lleve a cabo fuera del reactor en cualquier otro recipiente adecuado, dispuesto verticalmente, el lavado se puede realizar en modo de flujo ascendente o descendente, preferiblemente en modo de flujo descendente. Preferiblemente, el lavado en (c) se realiza en modo continuo. Más preferiblemente, el lavado en (c) se lleva a cabo en modo continuo en el reactor que contiene el catalizador.In case the washing is carried out in continuous mode, the catalyst is continuously contacted with a stream of the aqueous liquid system. In case the reactor comprising the catalyst is arranged vertically and the washing is carried out in the reactor or the washing is carried out outside the reactor in any other suitable container, arranged vertically, the washing can be carried out in flow mode up or down, preferably in down flow mode. Preferably, the washing in (c) is carried out in continuous mode. More preferably, the washing in (c) is carried out continuously in the reactor containing the catalyst.
Por tanto, el lavado en (c) se lleva a cabo preferiblemente en modo continuo en el reactor que contiene el catalizador, en donde el sistema líquido acuoso según (c) contiene al menos 95% en peso, preferiblemente al menos 99% en peso, más preferiblemente al menos 99.9% en peso, más preferiblemente al menos 99.99% en peso de agua, basado en el peso total del sistema líquido acuoso.Therefore, the washing in (c) is preferably carried out continuously in the reactor containing the catalyst, wherein the aqueous liquid system according to (c) contains at least 95% by weight, preferably at least 99% by weight , more preferably at least 99.9% by weight, more preferably at least 99.99% by weight of water, based on the total weight of the aqueous liquid system.
Preferiblemente, el lavado en modo continuo se realiza en un reactor de tubo o un reactor de haz de tubos con el sistema líquido acuoso que tiene una velocidad espacial horaria del líquido (LHSV) en el intervalo de 1 a 20 m/h, más preferiblemente de 5 a 15 m/h, más preferiblemente de 5 a 10 m/h. La velocidad espacial horaria del líquido LHSV en (c) se define como el caudal volumétrico del sistema líquido acuoso en metros cúbicos por hora dividido por la sección transversal total en metros cuadrados del tubo vacío del reactor o los tubos vacíos del reactor, en el caso de que se utilice un reactor de haz de tubos, en donde el tubo tiene un diámetro constante en toda su longitud y los tubos tienen diámetros constantes en toda su longitud, respectivamente.Preferably, the continuous mode scrubbing is performed in a tube reactor or tube bundle reactor with the aqueous liquid system having a liquid hourly space velocity (LHSV) in the range of 1 to 20 m / h, more preferably 5 to 15 m / h, more preferably 5 to 10 m / h. The liquid hourly space velocity LHSV in (c) is defined as the volumetric flow rate of the aqueous liquid system in cubic meters per hour divided by the total cross section in square meters of the empty reactor tube or the empty tubes of the reactor, in the case that a tube bundle reactor is used, wherein the tube has a constant diameter throughout its length and the tubes have constant diameters throughout its length, respectively.
Por lo tanto, el lavado en (c) se lleva a cabo preferiblemente en modo continuo en un reactor de tubo o un reactor de haz de tubos que contiene el catalizador, en donde el sistema líquido acuoso contiene al menos 95% en peso, preferiblemente al menos 99% en peso, más preferiblemente al menos 99.9% en peso, más preferiblemente al menos 99.99% en peso de agua, basado en el peso total del sistema líquido acuoso, y se realiza con el sistema líquido acuoso que tiene un LHSV en el intervalo de 1 a 20 m/h, más preferiblemente de 5 a 15 m/h, más preferiblemente de 5 a 10 m/h.Therefore, the washing in (c) is preferably carried out continuously in a tube reactor or a tube bundle reactor containing the catalyst, wherein the aqueous liquid system contains at least 95% by weight, preferably at least 99% by weight, more preferably at least 99.9% by weight, more preferably at least 99.99% by weight of water, based on the total weight of the aqueous liquid system, and is performed with the aqueous liquid system having an LHSV in the range from 1 to 20 m / h, more preferably 5 to 15 m / h, more preferably 5 to 10 m / h.
El lavado en (c) se puede realizar a cualquier temperatura del sistema líquido acuoso. Preferiblemente, el lavado en (c) se realiza a una temperatura del sistema líquido acuoso en el intervalo de 30 a 90 °C, preferiblemente de 40 °C. hasta 80 °C.The washing in (c) can be carried out at any temperature of the aqueous liquid system. Preferably, the washing in (c) is carried out at a temperature of the aqueous liquid system in the range of 30 to 90 ° C, preferably 40 ° C. up to 80 ° C.
El lavado en (c) se realiza durante 2 a 12 horas, preferiblemente de 2,5 a 9 horas, más preferiblemente de 3 a 6 horas. The washing in (c) is carried out for 2 to 12 hours, preferably 2.5 to 9 hours, more preferably 3 to 6 hours.
Por tanto, el lavado en (c) se realiza preferiblemente a una temperatura del sistema líquido acuoso en el intervalo de 30 a 90 °C durante 2,5 a 9 horas, más preferiblemente a una temperatura del sistema líquido acuoso en el intervalo de 40 a 80 °C durante 3 a 6 horas.Therefore, the washing in (c) is preferably carried out at a temperature of the aqueous liquid system in the range of 30 to 90 ° C for 2.5 to 9 hours, more preferably at a temperature of the aqueous liquid system in the range of 40 at 80 ° C for 3 to 6 hours.
Por lo tanto, el lavado en (c) se lleva a cabo preferiblemente en modo continuo en un reactor de tubo o un reactor de haz de tubos que contiene el catalizador, en donde el sistema líquido acuoso contiene al menos 95% en peso, preferiblemente al menos 99% en peso, más preferiblemente al menos 99.9% en peso, más preferiblemente al menos 99.99% en peso de agua, basado en el peso total del sistema líquido acuoso, y se realiza con el sistema líquido acuoso que tiene un LHSV en el intervalo de 5 a 15 m/h a una temperatura del sistema líquido acuoso en el intervalo de 30 a 90 °C durante 2,5 a 9 horas, más preferiblemente de 5 a 10 m/h a una temperatura del sistema líquido acuoso en el intervalo de 40 a 80 °C durante 3 a 6 horas. Therefore, the washing in (c) is preferably carried out continuously in a tube reactor or a tube bundle reactor containing the catalyst, wherein the aqueous liquid system contains at least 95% by weight, preferably at least 99% by weight, more preferably at least 99.9% by weight, more preferably at least 99.99% by weight of water, based on the total weight of the aqueous liquid system, and is performed with the aqueous liquid system having an LHSV in the range of 5 to 15 m / h at a temperature of the aqueous liquid system in the range of 30 to 90 ° C for 2.5 to 9 hours, more preferably 5 to 10 m / h at a temperature of the aqueous liquid system in the range 40 to 80 ° C for 3 to 6 hours.
Según el presente procedimiento, el lavado en (c) se controla típicamente por la concentración de carbono orgánico total del sistema líquido acuoso después de haber sido puesto en contacto con el catalizador, y el lavado en (c) se realiza preferiblemente hasta que se logra una concentración de carbono orgánico total específico en el sistema líquido acuoso después de haber estado en contacto con el catalizador. Como la concentración de carbono orgánico total pasa por un máximo durante el lavado en (c), la concentración específica que se alcanza preferiblemente se refiere al valor alcanzado después de pasar el máximo.According to the present method, the wash in (c) is typically controlled by the total organic carbon concentration of the aqueous liquid system after it has been contacted with the catalyst, and the wash in (c) is preferably performed until achieved a specific total organic carbon concentration in the aqueous liquid system after it has been in contact with the catalyst. Since the total organic carbon concentration passes through a maximum during the wash in (c), the specific concentration that is reached preferably refers to the value reached after passing the maximum.
Preferiblemente, el lavado en (c) se realiza hasta que la concentración de carbono orgánico total del sistema líquido acuoso después de haber estado en contacto con el catalizador es del 25% o menos, preferiblemente del 20% o menos, preferiblemente del 15% o menos, preferiblemente del 10% o menos, más preferiblemente 5% o menos, más preferiblemente 4% o menos, más preferiblemente 3% o menos, más preferiblemente 2% o menos, más preferiblemente 1% o menos de la concentración máxima de carbono orgánico total detectada durante el lavado en (c), en donde el volumen total del sistema líquido acuoso es igual o mayor que el volumen interior del reactor. Se entiende que la concentración de carbono orgánico total es determinada según DIN EN 1484.Preferably, the washing in (c) is carried out until the total organic carbon concentration of the aqueous liquid system after having been in contact with the catalyst is 25% or less, preferably 20% or less, preferably 15% or less, preferably 10% or less, more preferably 5% or less, more preferably 4% or less, more preferably 3% or less, more preferably 2% or less, more preferably 1% or less of the maximum concentration of organic carbon total detected during washing in (c), where the total volume of the aqueous liquid system is equal to or greater than the internal volume of the reactor. It is understood that the total organic carbon concentration is determined according to DIN EN 1484.
El momento en donde se lleva a cabo la etapa (b) y se detiene la introducción de la corriente de alimentación en el reactor para permitir el lavado en (c) se elige preferiblemente en función de la disminución de la selectividad con respecto a la formación de óxido de propileno en (a2) con respecto a la selectividad media de la reacción en (a2) durante las primeras 100 horas de realización de la etapa (a). La selectividad con respecto a la formación de óxido de propileno en (a2) en el contexto del presente procedimiento se entiende como la selectividad con respecto a la formación de óxido de propileno en (a2) basada en peróxido de hidrógeno y se calcula como se muestra en el ejemplo comparativo 1. Así, la etapa (b) se puede llevar a cabo, por ejemplo, cuando la selectividad con respecto a la formación de óxido de propileno en (a2) ha disminuido en un 15% o menos, o en un 10% o menos, o en un 6% o menos con respecto a la selectividad promedio de la reacción en (a2) durante las primeras 100 horas de realización de la etapa (a). Preferiblemente, la etapa (b) se lleva a cabo cuando la selectividad con respecto a la formación de óxido de propileno en (a2) ha disminuido en un 4% o menos, preferiblemente en un 3% o menos, más preferiblemente en un 2% o menos con respecto a la selectividad promedio de la reacción en (a2) durante las primeras 100 h de llevar a cabo la etapa (a).The time at which step (b) is carried out and the introduction of the feed stream into the reactor is stopped to allow washing in (c) is preferably chosen based on the decrease in selectivity with respect to formation of propylene oxide in (a2) with respect to the average selectivity of the reaction in (a2) during the first 100 hours of performance of step (a). The selectivity with respect to the formation of propylene oxide in (a2) in the context of the present process is understood as the selectivity with respect to the formation of propylene oxide in (a2) based on hydrogen peroxide and is calculated as shown in Comparative Example 1. Thus, step (b) can be carried out, for example, when the selectivity with respect to propylene oxide formation in (a2) has decreased by 15% or less, or by 10% or less, or 6% or less with respect to the average selectivity of the reaction in (a2) during the first 100 hours of performance of step (a). Preferably step (b) is carried out when the selectivity with respect to propylene oxide formation in (a2) has decreased by 4% or less, preferably by 3% or less, more preferably by 2% or less with respect to the average selectivity of the reaction in (a2) during the first 100 h of carrying out step (a).
La etapa (i) comprende además repetir la secuencia de las etapas (a) a (c) n veces y n es un número entero en el intervalo de 1 a 10. Por lo tanto, la secuencia de las etapas (a) a (c) se repite al menos una vez antes de que se lleve a cabo la etapa (ii). El número entero n está en el intervalo de 1 a 10 y por lo tanto es 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o 10. Más preferiblemente, n está en el intervalo de 1 a 6 y por lo tanto es 1, 2, 3, 4, 5 o 6. Más preferiblemente, n está en el intervalo de 1 a 4 y, por tanto, 1, 2, 3 o 4.Step (i) further comprises repeating the sequence of steps (a) to (c) n times and n is an integer in the range from 1 to 10. Therefore, the sequence of steps (a) to (c ) is repeated at least once before step (ii) is carried out. The integer n is in the range of 1 to 10 and therefore is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10. More preferably, n is in the range of 1 to 6 and therefore it is 1, 2, 3, 4, 5 or 6. More preferably, n is in the range of 1 to 4 and therefore 1, 2, 3 or 4.
Según el presente procedimiento, el catalizador obtenido de (b) se lava preferiblemente solo con un sistema líquido acuoso que contiene al menos 95% en peso, más preferiblemente al menos 99% en peso, más preferiblemente al menos 99.9% en peso, más preferiblemente al menos 99.99% en peso de agua basado en el peso total del sistema líquido acuoso Este lavado se lleva a cabo preferiblemente en modo continuo. Por lo tanto, se prefiere que el catalizador se trate sin ningún otro sistema líquido entre la etapa (b) y la etapa (ii) excepto el sistema líquido acuoso que contiene al menos 95% en peso, más preferiblemente al menos 99% en peso, más preferiblemente al menos 99.9% en peso, más preferiblemente al menos 99.99% en peso de agua basado en el peso total del sistema líquido acuoso. Por lo tanto, preferiblemente, no se lleva a cabo un tratamiento previo o posterior con un sistema líquido acuoso diferente, preferiblemente con cualquier sistema líquido diferente, en donde la purga del reactor con el disolvente orgánico, preferiblemente acetonitrilo en (b) no está excluida por esta realización preferida.According to the present process, the catalyst obtained from (b) is preferably washed only with an aqueous liquid system containing at least 95% by weight, more preferably at least 99% by weight, more preferably at least 99.9% by weight, more preferably at least 99.99% by weight of water based on the total weight of the aqueous liquid system. This washing is preferably carried out continuously. Therefore, it is preferred that the catalyst is treated without any other liquid system between step (b) and step (ii) except the aqueous liquid system containing at least 95% by weight, more preferably at least 99% by weight. , more preferably at least 99.9% by weight, more preferably at least 99.99% by weight of water based on the total weight of the aqueous liquid system. Therefore, preferably, no pre-treatment or post-treatment is carried out with a different aqueous liquid system, preferably with any different liquid system, wherein purging of the reactor with the organic solvent, preferably acetonitrile in (b) is not excluded. by this preferred embodiment.
Según el presente procedimiento, el catalizador obtenido a partir de (b) preferiblemente no se trata con una corriente de gas que consista en o, preferiblemente, que comprenda ozono.According to the present process, the catalyst obtained from (b) is preferably not treated with a gas stream consisting of or, preferably, comprising ozone.
Opcionalmente, (c) comprende además secar el catalizador lavado. Si se lleva a cabo el secado, se prefiere que dicho secado incluya poner el catalizador en contacto con una corriente de gas que comprende nitrógeno, preferiblemente a una temperatura de dicha corriente de gas en el intervalo de 40 a 200 °C, más preferiblemente en el intervalo de 55 a 150 °C, más preferiblemente en el intervalo de 70 a 100 °C. Según la presente invención, se prefiere que dicho secado no se lleve a cabo después de una etapa de lavado (c) después de la cual no se lleva a cabo una calcinación; es decir, se lleva a cabo después de la misma etapa de lavado (c), después de la cual se lleva a cabo la etapa (ii). Optionally, (c) further comprises drying the washed catalyst. If drying is carried out, it is preferred that said drying includes contacting the catalyst with a gas stream comprising nitrogen, preferably at a temperature of said gas stream in the range of 40 to 200 ° C, more preferably in the range of 55 to 150 ° C, more preferably in the range of 70 to 100 ° C. According to the present invention, it is preferred that said drying is not carried out after a washing step (c) after which no calcination is carried out; that is, it is carried out after the same washing step (c), after which step (ii) is carried out.
Etapa (ii)Stage (ii)
El presente procedimiento para la regeneración comprende, ademásThe present process for regeneration further comprises
(ii) una etapa que comprende calcinar el catalizador obtenido de (c) después de haber repetido la secuencia de las etapas (a) a (c) n veces.(ii) a step that comprises calcining the catalyst obtained from (c) after having repeated the sequence of steps (a) to (c) n times.
La calcinación en (ii) se realiza a una temperatura del lecho de catalizador en el intervalo de 300 a 600 °C, preferiblemente de 350 a 550 °C, más preferiblemente de 400 a 500 °C.Calcination in (ii) is carried out at a catalyst bed temperature in the range of 300 to 600 ° C, preferably 350 to 550 ° C, more preferably 400 to 500 ° C.
La calcinación en (ii) se puede realizar en una atmósfera de gas circundante estática o en una corriente de gas con la que se pone en contacto el catalizador. Preferiblemente, la calcinación en (ii) se realiza en una corriente de gas. Dicha corriente de gas comprende oxígeno, preferiblemente oxígeno y nitrógeno. Generalmente, dicha corriente de gas que comprende oxígeno, preferiblemente oxígeno y nitrógeno no está restringida con respecto a la fuente utilizada para el oxígeno, preferiblemente oxígeno y nitrógeno. Como fuente preferiblemente se usa aire, aire pobre o una mezcla de los mismos, más preferiblemente aire o aire pobre. Por lo tanto, la calcinación en (ii) se realiza preferiblemente en una corriente de gas que comprende oxígeno, preferiblemente oxígeno y nitrógeno, en donde la corriente de gas que comprende oxígeno, preferiblemente oxígeno y nitrógeno, es preferiblemente aire, aire pobre o una mezcla de los mismos, más preferiblemente aire o aire pobre.The calcination in (ii) can be carried out in a static surrounding gas atmosphere or in a gas stream with which the catalyst is contacted. Preferably, the calcination in (ii) is carried out in a gas stream. Bliss The gas stream comprises oxygen, preferably oxygen and nitrogen. Generally, said gas stream comprising oxygen, preferably oxygen and nitrogen is not restricted with respect to the source used for oxygen, preferably oxygen and nitrogen. Preferably air, lean air or a mixture thereof is used as the source, more preferably air or lean air. Therefore, the calcination in (ii) is preferably carried out in a gas stream comprising oxygen, preferably oxygen and nitrogen, wherein the gas stream comprising oxygen, preferably oxygen and nitrogen, is preferably air, lean air or a mixing them, more preferably air or lean air.
Por lo tanto, la calcinación en (ii) se realiza a una temperatura del lecho de catalizador en el intervalo de 300 a 600 °C, preferiblemente de 350 a 550 °C, más preferiblemente de 400 a 500 °C en una corriente de gas que comprende oxígeno, preferiblemente oxígeno y nitrógeno, en donde la corriente de gas que comprende oxígeno, preferiblemente oxígeno y nitrógeno, es preferiblemente aire, aire pobre o una mezcla de los mismos, más preferiblemente aire o aire pobre.Therefore, the calcination in (ii) is carried out at a catalyst bed temperature in the range of 300 to 600 ° C, preferably 350 to 550 ° C, more preferably 400 to 500 ° C in a gas stream. comprising oxygen, preferably oxygen and nitrogen, wherein the gas stream comprising oxygen, preferably oxygen and nitrogen, is preferably air, lean air or a mixture thereof, more preferably air or lean air.
La calcinación en (ii) se puede realizar durante cualquier tiempo necesario para lograr una calcinación suficiente del catalizador en el presente procedimiento para la regeneración de un catalizador. Preferiblemente, la calcinación en (ii) se realiza durante 1 a 15 horas, preferiblemente de 2 a 10 horas, más preferiblemente de 3 a 7 horas.The calcination in (ii) can be carried out for any time necessary to achieve sufficient calcination of the catalyst in the present process for regeneration of a catalyst. Preferably, the calcination in (ii) is carried out for 1 to 15 hours, preferably 2 to 10 hours, more preferably 3 to 7 hours.
Por tanto, la calcinación en (ii) se realiza preferiblemente a una temperatura del lecho de catalizador en el intervalo de 300 a 600 °C durante 1 a 15 horas, más preferiblemente de 350 a 550 °C durante 2 a 10 horas, más preferiblemente de 400 a 500 °C de 3 a 7 horas en una corriente de gas que comprende oxígeno, preferiblemente oxígeno y nitrógeno, en donde la corriente de gas que comprende oxígeno, preferiblemente oxígeno y nitrógeno, es preferiblemente aire, aire pobre o una mezcla de los mismos, más preferiblemente aire o aire pobre.Therefore, the calcination in (ii) is preferably carried out at a catalyst bed temperature in the range of 300 to 600 ° C for 1 to 15 hours, more preferably 350 to 550 ° C for 2 to 10 hours, more preferably at 400 to 500 ° C for 3 to 7 hours in a gas stream comprising oxygen, preferably oxygen and nitrogen, wherein the gas stream comprising oxygen, preferably oxygen and nitrogen, is preferably air, lean air or a mixture of the same, more preferably air or lean air.
La calcinación en (ii) se lleva a cabo en el reactor que contiene el catalizador.Calcination in (ii) is carried out in the reactor containing the catalyst.
La secuencia de las etapas (i) y (ii) del presente procedimiento para la regeneración de un catalizador puede repetirse m veces antes de que se descarte el catalizador, y m es un número entero y es al menos 1, donde en cada repetición de la secuencia de etapas (i) y (ii), n es igual o diferente. Así, la secuencia de las etapas (i) y (ii) se repite al menos una vez, donde en cada repetición de la secuencia de las etapas (i) y (ii), n es igual o diferente. Preferiblemente, m está en el intervalo de 1 a 10 y por lo tanto es 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o 10. Más preferiblemente, m está en el intervalo de 1 a 6 y por lo tanto es 1, 2, 3, 4, 5 o 6. Más preferiblemente, m está en el intervalo de 1 a 4 y, por tanto, es 1, 2, 3 o 4.The sequence of steps (i) and (ii) of the present process for the regeneration of a catalyst can be repeated m times before the catalyst is discarded, and m is an integer and is at least 1, where in each repetition of the sequence of steps (i) and (ii), n is the same or different. Thus, the sequence of steps (i) and (ii) is repeated at least once, where in each repetition of the sequence of steps (i) and (ii), n is the same or different. Preferably, m is in the range of 1 to 10 and therefore is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10. More preferably, m is in the range of 1 to 6 and therefore therefore it is 1, 2, 3, 4, 5 or 6. More preferably, m is in the range of 1 to 4 and is therefore 1, 2, 3 or 4.
Preferiblemente, m es 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o 10 mientras que n es 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o 10, más preferiblemente 1, 2, 3, 4, 5 o 6, más preferiblemente 1, 2, 3 o 4. Más preferiblemente, m es 1, 2, 3, 4, 5 o 6 mientras que n es 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o 10, más preferiblemente 1, 2, 3, 4, 5 o 6, más preferiblemente 1, 2, 3 o 4. Más preferiblemente, m es 1, 2, 3 o 4 mientras que n es 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o 10, más preferiblemente 1, 2, 3, 4, 5 o 6, más preferiblemente 1, 2, 3 o 4.Preferably m is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 while n is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10, more preferably 1 , 2, 3, 4, 5 or 6, more preferably 1, 2, 3 or 4. More preferably, m is 1, 2, 3, 4, 5 or 6 while n is 1, 2, 3, 4, 5 , 6, 7, 8, 9 or 10, more preferably 1, 2, 3, 4, 5 or 6, more preferably 1, 2, 3 or 4. More preferably, m is 1, 2, 3 or 4 while n is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10, more preferably 1, 2, 3, 4, 5 or 6, more preferably 1, 2, 3 or 4.
Un catalizador regenerado según el procedimiento de la invención.A regenerated catalyst according to the process of the invention.
El producto de la regeneración es un catalizador regenerado que comprende una zeolita que contiene titanio como material catalíticamente activo, obtenible u obtenido mediante un procedimiento según la presente invención y como se describe anteriormente; dicho catalizador regenerado en sí mismo no está cubierto por la presente invención. The regeneration product is a regenerated catalyst comprising a zeolite containing titanium as catalytically active material, obtainable or obtained by a process according to the present invention and as described above; said regenerated catalyst itself is not covered by the present invention.
Se prefiere que el catalizador regenerado según el procedimiento de la presente invención exhiba en un procedimiento para la preparación de óxido de propileno una temperatura de conversión diferencial de como máximo 5 K, preferiblemente como máximo 2 K, más preferiblemente como máximo 1 K, en donde la temperatura de conversión diferencial se define como la diferencia absoluta entreIt is preferred that the catalyst regenerated according to the process of the present invention exhibits in a process for the preparation of propylene oxide a differential conversion temperature of not more than 5 K, preferably not more than 2 K, more preferably not more than 1 K, wherein the differential conversion temperature is defined as the absolute difference between
(A1) la temperatura a la que se logra una conversión predeterminada del peróxido de hidrógeno en dicho procedimiento para la preparación de óxido de propileno en donde el catalizador regenerado se usa como catalizador, y(A1) the temperature at which a predetermined conversion of hydrogen peroxide is achieved in said process for the preparation of propylene oxide wherein the regenerated catalyst is used as a catalyst, and
(B1) la temperatura a la que se logra dicha conversión predeterminada del peróxido de hidrógeno en dicho procedimiento para la preparación de óxido de propileno en donde el catalizador nuevo respectivo se usa como catalizador en condiciones de reacción de epoxidación por lo demás idénticas.(B1) the temperature at which said predetermined conversion of hydrogen peroxide is achieved in said process for the preparation of propylene oxide wherein the respective new catalyst is used as a catalyst under otherwise identical epoxidation reaction conditions.
Después de un cierto tiempo de operación, se observa una disminución en la actividad catalítica de un catalizador que comprende una zeolita que contiene titanio como material catalíticamente activo en una reacción de epoxidación. La actividad catalítica reducida está directamente relacionada con una tasa de conversión reducida para al menos uno de los materiales de partida, es decir, la olefina y/o el agente de epoxidación, en donde la tasa de conversión reducida puede compensarse aumentando la temperatura de reacción general. Esto implica que con el funcionamiento continuo del catalizador se requiere un aumento gradual de la temperatura de reacción con respecto a la temperatura inicial, lo que hace que el procedimiento de epoxidación sea cada vez más ineficaz.After a certain operating time, a decrease in the catalytic activity of a catalyst comprising a zeolite containing titanium as a catalytically active material is observed in an epoxidation reaction. The reduced catalytic activity is directly related to a reduced conversion rate for at least one of the starting materials, i.e. the olefin and / or the epoxidation agent, where the reduced conversion rate can be compensated for by increasing the reaction temperature. general. This implies that with the continuous operation of the catalyst a gradual increase of the reaction temperature with respect to the initial temperature is required, which makes the epoxidation process more and more ineffective.
Sin embargo, sometiendo un catalizador, que comprende una zeolita que contiene titanio gastada en una reacción de epoxidación, al procedimiento de regeneración de la presente invención, se puede restaurar su actividad catalítica inicial. La actividad catalítica inicial se refiere aquí a la actividad catalítica de un catalizador recién preparado. Dado que la actividad catalítica está convenientemente relacionada de manera directa con la temperatura de reacción en condiciones de reacción por lo demás idénticas, la eficiencia de una regeneración de un catalizador gastado puede deducirse de la temperatura de reacción requerida para mantener una tasa de conversión establecida. En el presente caso, el catalizador regenerado según la presente invención presenta favorablemente en el procedimiento de preparación de un óxido de olefina, una temperatura de conversión que se desvía como máximo en 5 K, preferiblemente como máximo en 2 K, más preferiblemente como máximo en 1 K de la temperatura de conversión del catalizador nuevo en condiciones de epoxidación por lo demás idénticas.However, by subjecting a catalyst, comprising a titanium-containing zeolite spent in an epoxidation reaction, to the regeneration process of the present invention, its catalytic activity can be restored. initial. Initial catalytic activity refers here to the catalytic activity of a freshly prepared catalyst. Since catalytic activity is conveniently directly related to reaction temperature under otherwise identical reaction conditions, the efficiency of a regeneration of a spent catalyst can be derived from the reaction temperature required to maintain a set conversion rate. In the present case, the regenerated catalyst according to the present invention favorably exhibits, in the process for the preparation of an olefin oxide, a conversion temperature which deviates by a maximum of 5 K, preferably by a maximum of 2 K, more preferably by a maximum of 1 K of the conversion temperature of the fresh catalyst under otherwise identical epoxidation conditions.
Se prefiere además que un catalizador regenerado según el procedimiento de la presente invención exhiba en un procedimiento para la preparación de óxido de propileno, una selectividad diferencial de como máximo 1, donde la selectividad diferencial se define como la diferencia absoluta en puntos porcentuales entreIt is further preferred that a catalyst regenerated according to the process of the present invention exhibits in a process for the preparation of propylene oxide, a differential selectivity of at most 1, where the differential selectivity is defined as the absolute difference in percentage points between
(A2) la selectividad basada en el peróxido de hidrógeno en dicho procedimiento para la preparación de óxido de propileno en donde el catalizador regenerado se usa como catalizador, y(A2) the selectivity based on hydrogen peroxide in said process for the preparation of propylene oxide wherein the regenerated catalyst is used as the catalyst, and
(B2) la selectividad basada en el peróxido de hidrógeno en dicho procedimiento para la preparación de óxido de propileno en el cual el catalizador nuevo respectivo se usa como catalizador en condiciones de reacción de epoxidación por lo demás idénticas, en donde la selectividad basada en el peróxido de hidrógeno se define como moles de propileno óxido producido, divididos por moles de peróxido de hidrógeno consumidos x 100.(B2) The hydrogen peroxide-based selectivity in said process for the preparation of propylene oxide in which the respective new catalyst is used as a catalyst under otherwise identical epoxidation reaction conditions, wherein the selectivity based on the Hydrogen peroxide is defined as moles of propylene oxide produced, divided by moles of hydrogen peroxide consumed x 100.
La calidad del catalizador que comprende una zeolita que contiene titanio, regenerada según el procedimiento de la presente invención, también puede cuantificarse comparando la selectividad del catalizador regenerado con la selectividad del catalizador nuevo en condiciones de epoxidación por lo demás idénticas. Después de un uso prolongado también se observa típicamente una disminución en la selectividad del catalizador. De manera favorable, en el presente caso, después de haber sido sometido al procedimiento de regeneración de la presente invención, un catalizador que comprende una zeolita que contiene titanio tiene una selectividad que se desvía como máximo en 1 punto porcentual de la selectividad del catalizador nuevo en condiciones de reacción de epoxidación por lo demás idénticas.The quality of the catalyst comprising a titanium-containing zeolite, regenerated according to the process of the present invention, can also be quantified by comparing the selectivity of the regenerated catalyst with the selectivity of the fresh catalyst under otherwise identical epoxidation conditions. After prolonged use a decrease in catalyst selectivity is also typically observed. In the present case, favorably, after having been subjected to the regeneration process of the present invention, a catalyst comprising a zeolite containing titanium has a selectivity that deviates by a maximum of 1 percentage point from the selectivity of the new catalyst. under otherwise identical epoxidation reaction conditions.
El procedimiento continuo para la preparación de óxido de propileno.The continuous process for the preparation of propylene oxide.
Según la presente invención, se prefiere que la reacción de epoxidación se lleve a cabo en más de un reactor, por ejemplo, en al menos dos reactores, tres reactores o cuatro reactores, y que tales reactores operen en paralelo. Según este diseño de procedimiento, se prefiere que durante la regeneración del catalizador en un reactor dado la reacción de epoxidación se lleve a cabo en uno o más de los reactores restantes. Por tanto, se puede preparar óxido de propileno de manera continua y, simultáneamente, se puede llevar a cabo la regeneración de la invención. Se puede preferir que, según este diseño de procedimiento, la reacción de epoxidación en los al menos dos reactores se inicie secuencialmente con un retraso adecuado entre los respectivos arranques.According to the present invention, it is preferred that the epoxidation reaction is carried out in more than one reactor, for example, in at least two reactors, three reactors or four reactors, and that such reactors operate in parallel. According to this process design, it is preferred that during regeneration of the catalyst in a given reactor the epoxidation reaction is carried out in one or more of the remaining reactors. Therefore, propylene oxide can be prepared continuously, and regeneration of the invention can be carried out simultaneously. It may be preferred that, according to this process design, the epoxidation reaction in the at least two reactors is started sequentially with a suitable delay between the respective starts.
La presente invención se refiere además a un procedimiento continuo para la preparación de óxido de propileno, que comprendeThe present invention further relates to a continuous process for the preparation of propylene oxide, comprising
(i') una etapa que comprende(i ') a stage comprising
(a') preparar continuamente óxido de propileno en un primer reactor que comprende(a ') continuously preparing propylene oxide in a first reactor comprising
(a1') introducir una corriente de alimentación que comprende propeno, peróxido de hidrógeno o una fuente de peróxido de hidrógeno y un disolvente orgánico en el primer reactor que contiene un catalizador que comprende una zeolita que contiene titanio de estructura marco MWW como material catalíticamente activo;(a1 ') introducing a feed stream comprising propene, hydrogen peroxide or a source of hydrogen peroxide and an organic solvent into the first reactor containing a catalyst comprising a zeolite containing titanium of MWW framework structure as catalytically active material ;
(a2') someter la corriente de alimentación según (a1') en el primer reactor a condiciones de epoxidación en presencia del catalizador, obteniendo una mezcla de reacción que comprende el óxido de propileno y el disolvente orgánico; (a2 ') subjecting the feed stream according to (a1') in the first reactor to epoxidation conditions in the presence of the catalyst, obtaining a reaction mixture comprising the propylene oxide and the organic solvent;
(a3') retirar una corriente de producto que comprende el óxido de propileno y el disolvente orgánico del primer reactor; (a3 ') withdrawing a product stream comprising propylene oxide and organic solvent from the first reactor;
(b') detener la introducción de la corriente de alimentación al primer reactor;(b ') stopping the introduction of the feed stream to the first reactor;
(c') lavar el catalizador en el reactor que contiene el catalizador con un sistema líquido acuoso que contiene al menos 95% en peso de agua, basado en el peso total del sistema líquido acuoso, en donde el lavado se realiza durante 2 a 12 horas;(c ') washing the catalyst in the reactor containing the catalyst with an aqueous liquid system containing at least 95% by weight of water, based on the total weight of the aqueous liquid system, where the washing is carried out for 2 to 12 hours;
la etapa (i') comprende además repetir la secuencia de las etapas (a') a (c') n' veces, y n' es un número entero en el intervalo de 1 a 10; y el procedimiento comprende la preparación de óxido de propileno que comprende, además step (i ') further comprises repeating the sequence of steps (a') to (c ') n' times, and n 'is an integer in the range of 1 to 10; and the process comprises the preparation of propylene oxide which further comprises
(ii') una etapa que comprende la calcinación del catalizador obtenido de (c') después de haber repetido la secuencia de las etapas (a') a (c') n' veces, en donde la calcinación se realiza a una temperatura del catalizador en el intervalo de 300 a 600 °C usando una corriente de gas que comprende oxígeno en el reactor que contiene el catalizador, en donde la secuencia de las etapas (i') a (ii') se repite opcionalmente m' veces, y m' es un número entero y es al menos 1, donde en cada repetición de la secuencia de las etapas (i') a (ii'), n' es igual o diferente;(ii ') a step that comprises the calcination of the catalyst obtained from (c') after having repeated the sequence of steps (a ') to (c') n 'times, where the calcination is carried out at a temperature of catalyst in the range of 300 to 600 ° C using a gas stream comprising oxygen in the reactor containing the catalyst, where the sequence of steps (i ') to (ii') is optionally repeated m 'times, and m' is an integer and is at least 1, where in each repetition of the sequence of steps (i ') to (ii '), n' is the same or different;
el procedimiento para la preparación de óxido de propileno que comprende, ademásthe process for the preparation of propylene oxide which further comprises
(i") una etapa que comprende(i ") a stage comprising
(a") preparar continuamente óxido de propileno en un segundo reactor que comprende(a ") continuously preparing propylene oxide in a second reactor comprising
(a1") introducir una corriente de alimentación que comprende propeno, peróxido de hidrógeno o una fuente de peróxido de hidrógeno y un disolvente orgánico en el segundo reactor que contiene un catalizador que comprende una zeolita que contiene titanio de estructura marco MWW como material catalíticamente activo;(a1 ") introducing a feed stream comprising propene, hydrogen peroxide or a source of hydrogen peroxide and an organic solvent into the second reactor containing a catalyst comprising a zeolite containing titanium of MWW framework structure as catalytically active material ;
(a2") someter la corriente de alimentación según (a1") en el segundo reactor a condiciones de epoxidación en presencia del catalizador, obteniendo una mezcla de reacción que comprende el óxido de propileno y el disolvente orgánico;(a2 ") subjecting the feed stream according to (a1") in the second reactor to epoxidation conditions in the presence of the catalyst, obtaining a reaction mixture comprising the propylene oxide and the organic solvent;
(a3") retirar una corriente de producto que comprende el óxido de propileno y el disolvente orgánico del segundo reactor;(a3 ") withdrawing a product stream comprising the propylene oxide and the organic solvent from the second reactor;
(b") detener la introducción de la corriente de alimentación al segundo reactor;(b ") stopping the introduction of the feed stream to the second reactor;
(c") lavar el catalizador en el reactor que contiene el catalizador con un sistema líquido acuoso que contiene al menos 95% en peso de agua, basado en el peso total del sistema líquido acuoso, en donde el lavado se realiza durante 2 a 12 horas;(c ") washing the catalyst in the reactor containing the catalyst with an aqueous liquid system containing at least 95% by weight of water, based on the total weight of the aqueous liquid system, wherein the washing is carried out for 2 to 12 hours;
la etapa (i") comprende además repetir la secuencia de las etapas (a") a (c") n" veces y n" es un número entero en el intervalo de 1 a 10; el procedimiento de preparación de óxido de propileno comprende, ademásstep (i ") further comprises repeating the sequence of steps (a") to (c ") n" times and n "is an integer in the range of 1 to 10; the process for preparing propylene oxide comprises, further
(ii") una etapa que comprende la calcinación del catalizador obtenido de (c") después de haber repetido la secuencia de las etapas (a") a (c") n" veces, en donde la calcinación se realiza a una temperatura del catalizador en el intervalo de 300 a 600 °C usando una corriente de gas que comprende oxígeno en el reactor que contiene el catalizador; en donde la secuencia de las etapas (i") a (ii") se repite opcionalmente m" veces, y m" es un número entero y es al menos 1, donde en cada repetición de la secuencia de etapas (i") a (ii"), n" es igual o diferente;(ii ") a step that comprises the calcination of the catalyst obtained from (c") after having repeated the sequence of steps (a ") to (c") n "times, wherein the calcination is carried out at a temperature of catalyst in the range of 300 to 600 ° C using a gas stream comprising oxygen in the reactor containing the catalyst; wherein the sequence of steps (i ") to (ii") is optionally repeated m "times, and m "is an integer and is at least 1, where in each repetition of the sequence of steps (i") to (ii "), n" is the same or different;
en donde durante al menos una secuencia de etapas (b') y (c') o al menos una secuencia de etapas (b'), (c') y (ii'), se prepara óxido de propileno según (a").wherein during at least one sequence of steps (b ') and (c') or at least one sequence of steps (b '), (c') and (ii '), propylene oxide is prepared according to (a ") .
La presente invención se ilustra adicionalmente mediante las siguientes figuras, ejemplos de referencia, ejemplos y ejemplos comparativos.The present invention is further illustrated by the following figures, reference examples, examples, and comparative examples.
Descripción de las figurasDescription of the figures
La figura 1 muestra un diagrama de bloques del procedimiento según el ejemplo de referencia 2. En la figura 1, las letras y los números tienen los siguientes significados:Figure 1 shows a block diagram of the procedure according to Reference Example 2. In Figure 1, the letters and numbers have the following meanings:
A unidad de epoxidación AA epoxidation unit A
B unidad de epoxidación BB epoxidation unit B
C unidad de destilaciónC distillation unit
D unidad de destilaciónD distillation unit
E unidad de destilaciónE distillation unit
F unidad de destilación de corriente parcialF part stream distillation unit
G unidad de mezclador-decantadorG mixer-decanter unit
H unidad de recuperación de acetonitriloH acetonitrile recovery unit
I unidad de reciclaje de acetonitriloI acetonitrile recycling unit
(1) -(20) corrientes según un procedimiento específicamente preferido como se describe en los ejemplos(1) - (20) streams according to a specifically preferred procedure as described in the examples
S0, S01, S02, S1, S2, S3, S4, S4b, S5, L1, L2, TL1, TL2, TL2, BL2S0, S01, S02, S1, S2, S3, S4, S4b, S5, L1, L2, TL1, TL2, TL2, BL2
corrientes según un procedimiento preferido como se describe en la descripción general y los ejemplos currents according to a preferred procedure as described in the general description and examples
La figura 2 muestra un diagrama de bloques de la destilación de corriente parcial F de la unidad de la figura 1 en detalle. En la figura 2, las letras y los números tienen los siguientes significados:Figure 2 shows a block diagram of the partial stream distillation F of the unit of Figure 1 in detail. In figure 2, the letters and numbers have the following meanings:
F1 primera unidad de fraccionamiento de la unidad de destilación de corriente parcial F.F1 first fractionation unit of part-stream distillation unit F.
F2 segunda unidad de fraccionamiento de la unidad de destilación de corriente parcial F.F2 second fractionation unit of part-stream distillation unit F.
(13), (13a), (14), (15), (15a), (15b), (15c), (16), (19), (20)(13), (13a), (14), (15), (15a), (15b), (15c), (16), (19), (20)
corrientes según un procedimiento específicamente preferido como se describe en los ejemploscurrents according to a specifically preferred procedure as described in the examples
S1, S2, S3, S4, S4a, S4b, S4c, S5, TL2S1, S2, S3, S4, S4a, S4b, S4c, S5, TL2
corrientes según un procedimiento preferido como se describe en la descripción general y los ejemplos currents according to a preferred procedure as described in the general description and examples
EjemplosExamples
Ejemplo de referencia 1: preparación de una pieza moldeada que contiene polvo de pulverización de ZnTiMWW Reference Example 1: Preparation of a molding containing ZnTiMWW spray powder
El catalizador en forma de pieza moldeada se preparó como se describe en el documento WO 2013/117536 A2, en el Ejemplo 5, en particular en los Ejemplos 5.1 -5.6, en las páginas 83-99. Los procedimientos de caracterización de dicha pieza moldeada a los que se hace referencia en dichos Ejemplos 5.1-5.6 se describen en los Ejemplos de referencia 2-10 en las páginas 66-71 del documento WO 2013/117536 A2. Las propiedades características del catalizador se muestran en las figuras 20-27 del documento WO 2013/117536 A2 y la descripción respectiva de dichas figuras en la página 104 del documento WO 2013/117536 A2.The catalyst in molding form was prepared as described in WO 2013/117536 A2, in Example 5, in particular in Examples 5.1 -5.6, on pages 83-99. The characterization procedures of said molded part referred to in said Examples 5.1-5.6 are described in Reference Examples 2-10 on pages 66-71 of WO 2013/117536 A2. The characteristic properties of the catalyst are shown in figures 20-27 of document WO 2013/117536 A2 and the respective description of said figures on page 104 of document WO 2013/117536 A2.
Ejemplo de referencia 2: Configuración de la reacción de epoxidaciónReference Example 2: Epoxidation Reaction Setup
En cuanto a las abreviaturas, se hace referencia a los esquemas según las Figuras 1 y 2, generalmente descritos en la sección "Descripción de las Figuras". Todas las presiones dadas son presiones absolutas.Regarding abbreviations, reference is made to the schemes according to Figures 1 and 2, generally described in the section "Description of the Figures". All pressures given are absolute pressures.
1.1 Preparación de la corriente SO (etapa (a))1.1 Preparation of the SO stream (step (a))
a) Epoxidación en un reactor principal de epoxidación (unidad de epoxidación A)a) Epoxidation in a main epoxidation reactor (epoxidation unit A)
El reactor principal A era un reactor de haz de tubos montado verticalmente con 5 tubos (longitud de los tubos: 12 m, diámetro interno del tubo: 38 mm), cada tubo estaba equipado con un termopar multipunto colocado axialmente con 10 puntos de medición igualmente espaciados, encerrado en un termopozo adecuado con un diámetro de 18 mm. Cada tubo se cargó con 17.5 kg de las piezas moldeadas de catalizador de ZnTiMWW preparados según el Ejemplo de referencia 1 (piezas moldeadas pos-tratados). El espacio libre que quedó finalmente se llenó con esferas de esteatita (diámetro de 3 mm). El calor de reacción se eliminó haciendo circular un medio de transferencia de calor termostatizado (mezcla de agua/glicol) en el lado de la carcasa en co-corriente con la alimentación. El caudal del medio de portador de calor se ajustó para que la diferencia de temperatura entre la entrada y la salida no superara 1 °C. La temperatura de reacción a la que se hace referencia a continuación se definió como la temperatura del medio de transferencia de calor que entra en la carcasa del reactor. A la salida del reactor, la presión se controló mediante un regulador de presión y se mantuvo constante a 20 bares.Main reactor A was a vertically mounted tube bundle reactor with 5 tubes (tube length: 12m, tube internal diameter: 38mm), each tube was equipped with an axially positioned multipoint thermocouple with 10 measurement points equally spaced, enclosed in a suitable thermowell with a diameter of 18 mm. Each tube was loaded with 17.5 kg of the ZnTiMWW catalyst moldings prepared according to Reference Example 1 (post-treated moldings). The free space that remained was finally filled with soapstone spheres (3 mm diameter). The heat of reaction was removed by circulating a thermostatted heat transfer medium (water / glycol mixture) on the shell side in co-current with the feed. The flow rate of the heat carrier medium was adjusted so that the temperature difference between the inlet and the outlet did not exceed 1 ° C. The reaction temperature referred to below was defined as the temperature of the heat transfer medium entering the reactor shell. At the outlet of the reactor, the pressure was controlled by means of a pressure regulator and was kept constant at 20 bars.
El reactor se alimentó desde abajo con una corriente líquida monofásica (1). La corriente (1) se preparó mezclando cuatro corrientes (2), (3), (3a) y (4). La temperatura de la corriente (1) no se controló activamente, pero por lo general se encontraba en el intervalo de 20 a 40 °C:The reactor was fed from below with a single-phase liquid stream (1). Stream (1) was prepared by mixing four streams (2), (3), (3a) and (4). The temperature of stream (1) was not actively controlled, but was generally in the range of 20 to 40 ° C:
- La corriente (2) con un caudal de 85 kg/h. Al menos el 99.5% en peso de la corriente (2) consistía en acetonitrilo, propeno y agua. Esta corriente (2) procedía del fondo de la unidad de destilación de reciclaje de acetonitrilo (I). - The stream (2) with a flow rate of 85 kg / h. At least 99.5% by weight of stream (2) consisted of acetonitrile, propene, and water. This stream (2) came from the bottom of the acetonitrile recycle distillation unit (I).
- La corriente (3) con un caudal de 15 kg/h era una solución acuosa de peróxido de hidrógeno con una concentración de peróxido de hidrógeno del 40% en peso (grado "crudo/lavado" de Solvay con un TOC (carbono orgánico total) en el intervalo de 100 a 400 mg/kg. La solución acuosa de peróxido de hidrógeno se suministró desde un tanque de almacenamiento, lo que permitió una alimentación continua, y se alimentó mediante una bomba dosificadora adecuada.- Stream (3) with a flow rate of 15 kg / h was an aqueous hydrogen peroxide solution with a hydrogen peroxide concentration of 40% by weight (Solvay "crude / wash" grade with a TOC (total organic carbon ) in the range of 100 to 400 mg / kg The aqueous hydrogen peroxide solution was supplied from a storage tank, which allowed for continuous feeding, and was fed by a suitable metering pump.
- La corriente (3a) era una corriente acuosa que comprendía formiatos de potasio disueltos. La corriente adicional se suministró desde un tanque de almacenamiento, lo que permitió una alimentación continua, y se alimentó utilizando una bomba dosificadora adecuada. La concentración de los formiatos de potasio fue del 2,5% en peso, la velocidad de alimentación de la corriente (S3a) fue de 370 g/h. La corriente (3a) se mezcló completamente con la corriente (3) antes de que la corriente combinada se mezclara con la corriente resultante de mezclar las corrientes (2) y (4). - Stream (3a) was an aqueous stream comprising dissolved potassium formates. The additional stream was supplied from a storage tank, which allowed for continuous feeding, and was fed using a suitable metering pump. The concentration of potassium formates was 2.5% by weight, the feed rate of the stream (S3a) was 370 g / h. Stream (3a) was thoroughly mixed with stream (3) before the combined stream was mixed with the stream resulting from mixing streams (2) and (4).
- La corriente (4) era una corriente de reposición de acetonitrilo puro (grado químico, de Ineos, pureza de aproximadamente 99.9%, que contenía entre 70-180 ppm en peso de propionitrilo, 5-20 ppm en peso de acetamida y menos de 100 ppm en peso de agua como impurezas). Se añadió suficiente acetonitrilo fresco para compensar las pérdidas en el procedimiento. En condiciones regulares, se añadió una media de 100 a 150 g/h de acetonitrilo de reposición.- Stream (4) was a make-up stream of pure acetonitrile (chemical grade, from Ineos, purity approximately 99.9%, containing between 70-180 ppm by weight of propionitrile, 5-20 ppm by weight of acetamide and less than 100 ppm by weight of water as impurities). Enough fresh acetonitrile was added to compensate for the losses in the procedure. Under regular conditions, an average of 100 to 150 g / h of make-up acetonitrile was added.
La corriente de salida (5) que sale de la unidad de epoxidación A se muestreó cada 20 minutos para determinar la concentración de peróxido de hidrógeno usando el procedimiento del sulfato de titanilo y para calcular la conversión de peróxido de hidrógeno. La conversión de peróxido de hidrógeno se definió como 100 x (1-m0ut/min) donde min es el caudal molar de H2O2 en la alimentación del reactor y m0ut es el caudal molar de H2O2 en la salida del reactor. Basándose en los valores de conversión de peróxido de hidrógeno obtenidos respectivamente, se ajustó la temperatura de entrada del medio de transferencia de calor para mantener la conversión de peróxido de hidrógeno esencialmente constante en el intervalo de 90 a 92%. La temperatura de entrada del medio de transferencia de calor se fijó en 30 °C al comienzo de un ciclo dado con un lote nuevo del catalizador de epoxidación y se aumentó, si era necesario, para mantener la conversión de peróxido de hidrógeno en el intervalo mencionado. El aumento de temperatura requerido fue normalmente inferior a 1 K/d.The outlet stream (5) leaving epoxidation unit A was sampled every 20 minutes to determine the hydrogen peroxide concentration using the titanyl sulfate procedure and to calculate the hydrogen peroxide conversion. The hydrogen peroxide conversion was defined as 100 x (1-m0ut / min) where min is the molar flow rate of H 2 O 2 in the reactor feed and m0ut is the molar flow rate of H 2 O 2 at the outlet of the reactor . Based on the respectively obtained hydrogen peroxide conversion values, the inlet temperature of the heat transfer medium was adjusted to keep the hydrogen peroxide conversion essentially constant in the range of 90 to 92%. The inlet temperature of the heat transfer medium was set at 30 ° C at the beginning of a given cycle with a fresh batch of epoxidation catalyst and was increased, if necessary, to maintain the hydrogen peroxide conversion in the mentioned range. . The required temperature rise was typically less than 1 K / d.
La corriente de salida (5) que abandona la unidad de epoxidación A se hizo pasar a través de una unidad de intercambio de calor. La corriente que salía de la unidad de intercambio de calor (corriente (6), S0) se alimentó a la Unidad de epoxidación B.The outlet stream (5) leaving the epoxidation unit A was passed through a heat exchange unit. The stream leaving the heat exchange unit (stream (6), S0) was fed to the Epoxidation Unit B.
b) Epoxidación en un reactor de acabado (Unidad de epoxidación B)b) Epoxidation in a finishing reactor (Epoxidation Unit B)
El reactor de acabado B era un reactor de lecho fijo operado adiabáticamente. En este contexto, el término "adiabático" se refiere a un modo de funcionamiento según el cual no se realiza ningún enfriamiento activo y según el cual el reactor de acabado está adecuadamente aislado para minimizar las pérdidas de calor. El reactor de acabado B tenía una longitud de 4 m y un diámetro de 100 mm. El reactor se llenó con 9 kg del mismo catalizador de epoxidación que se usó en el reactor principal de epoxidación A. El espacio de reserva se llenó con esferas de esteatita (diámetro de 3 mm). La presión de funcionamiento del reactor de acabado B fue de 10 bares, que se mantuvo constante mediante un regulador de presión adecuado a la salida del reactor. La salida del reactor de acabado B se muestreó cada 20 minutos para determinar la concentración de peróxido de hidrógeno usando el procedimiento del sulfato de titanilo.Finishing reactor B was an adiabatically operated fixed bed reactor. In this context, the term "adiabatic" refers to a mode of operation according to which no active cooling is performed and according to which the finishing reactor is adequately insulated to minimize heat losses. Finishing reactor B had a length of 4 m and a diameter of 100 mm. The reactor was filled with 9 kg of the same epoxidation catalyst that was used in the main epoxidation reactor A. The reserve space was filled with steatite spheres (3mm diameter). The operating pressure of the finishing reactor B was 10 bar, which was kept constant by a suitable pressure regulator at the outlet of the reactor. The output from Finish Reactor B was sampled every 20 minutes to determine the hydrogen peroxide concentration using the titanyl sulfate procedure.
El efluente del reactor de acabado B, corriente (6), se despresurizó en un tambor flash (de expansión súbita), y tanto el líquido como el gas de este tambor se alimentaron a una columna de separación de compuestos de bajo punto de ebullición (unidad de destilación C).The effluent from finishing reactor B, stream (6), was depressurized in a flash drum (flash drum), and both liquid and gas from this drum were fed to a low-boiling compound separation column ( distillation unit C).
La corriente (6) (corriente S0) tenía en promedio un contenido de acetonitrilo de 69 a 70% en peso, un contenido de óxido de propileno de 9-11% en peso tal como 9.8% en peso, un contenido de agua de 17% en peso , un contenido de propeno de aproximadamente 3% en peso, un contenido de propano de aproximadamente 0.05% en peso, un contenido de peróxido de hidrógeno de aproximadamente 250 ppm en peso, un contenido de propeno glicol de aproximadamente 0.1% en peso y un contenido de oxígeno de aproximadamente 150 ppm en peso.Stream (6) (stream S0) averaged an acetonitrile content of 69 to 70% by weight, a propylene oxide content of 9-11% by weight such as 9.8% by weight, a water content of 17 % by weight, a propene content of about 3% by weight, a propane content of about 0.05% by weight, a hydrogen peroxide content of about 250 ppm by weight, a propene glycol content of about 0.1% by weight and an oxygen content of about 150 ppm by weight.
1.2 Separación de óxido de propileno de la corriente S0 para obtener la corriente S1 (etapa (b))1.2 Separation of propylene oxide from stream S0 to obtain stream S1 (step (b))
a) Separación de compuestos de bajo punto de ebullición de la corriente (6) (corriente S0) para obtener una corriente (8) (corriente S01)a) Separation of low-boiling point compounds from stream (6) (stream S0) to obtain stream (8) (stream S01)
La corriente (6) se envió a una columna de separación de caldera ligera (unidad de destilación C) operada a 1.1 bares. La columna de destilación tenía una longitud de 8,5 m, un diámetro de 170 mm y estaba equipada con 40 bandejas de burbujas, un evaporador en la parte inferior y un condensador en la parte superior. La columna se hizo funcionar como una torre mixta de lavado/destilación. Como agente de lavado, se extrajo parte de la corriente de colas de la unidad de destilación D (corriente 11, aproximadamente 20-30 kg/h), se enfrió a 10 °C y se introdujo en la parte superior de la columna. Se introdujeron corrientes de entrada líquidas y gaseosas en la columna en diferentes puntos. El punto de alimentación de la porción líquida de la corriente (6) estaba por encima de la bandeja de burbujas 37; la porción gaseosa de la corriente (6) se introdujo en la columna por encima de la bandeja de burbujas 28 (contada desde arriba). La corriente gaseosa (7) que dejaba los medios de enfriamiento en la parte superior de la columna contenía principalmente propeno, propano (que estaba contenido como impureza en el propeno de calidad polimérica utilizado), oxígeno formado como subproducto y pequeñas cantidades de otras calderas ligeras (acetonitrilo (1-2% en volumen), propionaldehído (alrededor de 200 ppm en volumen), acetona (alrededor de 100 ppm en volumen, H2 (alrededor de 400 ppm en volumen), CO2 (alrededor de 400 ppm en volumen) y acetaldehído (alrededor de 100 ppm en volumen)) y estaba esencialmente libre de óxido de propileno (menos de 300 ppm en volumen). Esta corriente superior se envió a la antorcha para su retiración. La corriente de colas de la columna de separación de la caldera ligera (corriente (8), es decir corriente S01,) que tenía una temperatura de 70 °C, tenía un contenido de propeno de 100 a 200 ppm en peso.Stream (6) was sent to a light kettle separation column (distillation unit C) operated at 1.1 bar. The distillation column had a length of 8.5 m, a diameter of 170 mm and was equipped with 40 bubble trays, an evaporator at the bottom and a condenser at the top. The column was operated as a mixed wash / distillation tower. As a scrubbing agent, part of the bottoms stream from distillation unit D (stream 11, about 20-30 kg / h) was removed, cooled to 10 ° C, and fed to the top of the column. Liquid and gaseous inlet streams were introduced into the column at different points. The feed point of the liquid portion of stream (6) was above bubble tray 37; the gaseous portion of stream (6) was introduced into the column above bubble tray 28 (counted from above). The gaseous stream (7) leaving the cooling media at the top of the column contained mainly propene, propane (which was contained as an impurity in the polymer grade propene used), oxygen formed as a by-product, and small amounts from other light boilers. (acetonitrile (1-2% by volume), propionaldehyde (around 200 ppm by volume), acetone (around 100 ppm by volume, H 2 (around 400 ppm by volume), CO 2 (around 400 ppm by volume) ) and acetaldehyde (about 100 ppm by volume)) and was essentially free of propylene oxide (less than 300 ppm by volume) .This overhead stream was sent to the torch for removal. from the light boiler (stream (8), ie stream S01,) having a temperature of 70 ° C, had a propene content of 100 to 200 ppm by weight.
b) Separación de óxido de propileno de la corriente (8) (corriente S01) para obtener una corriente S02b) Separation of propylene oxide from stream (8) (stream S01) to obtain stream S02
La corriente S01 obtenida según el apartado 1.2 a) anterior se introdujo en una columna de destilación (unidad de destilación D) para separar el óxido de propileno de la corriente S01. La columna tenía una altura de 50 m y un diámetro de 220 mm y estaba equipada con una empaquetadura (Sulzer BX64) con una longitud total de empaquetadura de 27.5 m dividida en 8 lechos con una longitud de 3060 mm cada uno y dos lechos con una longitud de 1530 mm cada uno. Entre cada lecho se instalaron distribuidores de flujo intermedio. La columna se hizo funcionar a una presión máxima de 750 mbares. El punto de alimentación de la corriente S01 se ubicó debajo del cuarto lecho de empaquetadura, contado desde arriba. La corriente de la parte superior de la columna se condensó y se devolvió parcialmente a la columna como reflujo (relación de reflujo aproximadamente 5:1). El resto (corriente (9)), que tenía un caudal de 10.1 kg/h, se tomó como producto de la parte superior y consistió esencialmente en óxido de propileno con una pureza de más del 99.9% en peso. El evaporador de colas se hizo funcionar de tal manera que la concentración de óxido de propileno en la corriente de colas estaba por debajo de 100 ppm en peso. La temperatura resultante de la corriente de colas fue de aproximadamente 69 °C. A continuación, la corriente S02 se dividió en dos. La mayor parte de esta (corriente (10), con un caudal de aproximadamente 85 kg/h) se envió a la siguiente columna de destilación (unidad de destilación E). El resto (corriente (11), 20-30 kg/h) se enfrió y se recirculó a la parte superior de la columna de separación de la caldera ligera (unidad de destilación C) como agente de lavado como se describió anteriormente en la sección 1.2 a). Esta corriente S02 tenía un contenido de acetonitrilo de aproximadamente 80% en peso, un contenido de óxido de propileno de menos de 100 ppm en peso, un contenido de agua de aproximadamente 20% en peso, un contenido de propeno glicol de aproximadamente 0.1% en peso y un contenido de hidroxipropanol de aproximadamente 0.1% en peso.Stream S01 obtained according to section 1.2 a) above was introduced into a distillation column (distillation unit D) to separate propylene oxide from stream S01. The column had a height of 50 m and a diameter of 220 mm and was equipped with a packing (Sulzer BX64) with a total packing length of 27.5 m divided into 8 beds with a length of 3060 mm each and two beds with a length of 1530 mm each one. Intermediate flow distributors were installed between each bed. The column was operated at a maximum pressure of 750 mbar. The feed point for stream S01 was located below the fourth packing bed, counted from above. The stream from the top of the column was condensed and partially returned to the column as reflux (reflux ratio approximately 5: 1). The remainder (stream (9)), which had a flow rate of 10.1 kg / hr, was taken as the top product and consisted essentially of propylene oxide with a purity of more than 99.9% by weight. The bottoms evaporator was operated such that the propylene oxide concentration in the bottoms stream was below 100 ppm by weight. The resulting bottoms stream temperature was approximately 69 ° C. The current S02 was then divided in two. Most of this (stream (10), with a flow rate of about 85 kg / h) was sent to the next distillation column (distillation unit E). The remainder (stream (11), 20-30 kg / h) was cooled and recirculated to the top of the light kettle separation column (distillation unit C) as a scrubbing agent as described above in section 1.2 a). This S02 stream had an acetonitrile content of approximately 80% by weight, a propylene oxide content of less than 100 ppm by weight, a water content of approximately 20% by weight, a propene glycol content of approximately 0.1% in weight and a hydroxypropanol content of about 0.1% by weight.
c) Separación de compuestos de bajo punto de ebullición de la corriente (10) (corriente S02) para obtener una corriente (13) (corriente S1)c) Separation of low-boiling point compounds from stream (10) (stream S02) to obtain stream (13) (stream S1)
La corriente de S02 obtenida según la sección 1.2 b) anterior se introdujo en una columna de separación de compuestos de bajo punto de ebullición (unidad de destilación E). Esta columna de separación de compuestos de bajo punto de ebullición tenía una altura de 8 m y un diámetro nominal de 150 mm y estaba equipada con 35 bandejas de burbujas. La columna se hizo funcionar a una presión superior de 2 bares y la corriente S02 se introdujo por encima de la bandeja de burbujas número 7 (contada desde abajo). La corriente de la parte superior obtenida (corriente (12), caudal de aproximadamente 1 kg/h) salió de la columna con una temperatura de 40 a 45 °C y no se condensó ya que la columna se hizo funcionar sin corriente de reflujo interno. Además de acetonitrilo (6500 ppm en volumen), esta corriente de la parte superior contenía principalmente nitrógeno que se empleó para mantener la presión de funcionamiento de la columna en un valor de 2 bares) y pequeñas cantidades de calderas de compuestos de bajo punto de ebullición (acetaldehído (900 ppm en volumen), oxígeno (300 ppm en volumen) y propionaldehído (320 ppm en volumen). Esta corriente superior se envió a la antorcha para su retiración. El evaporador del sumidero se hizo funcionar alimentándolo con una cantidad constante (5 kg/h) de vapor saturado a una presión de 16 bares. La temperatura del fondo de la columna era de 100 °C. La corriente de colas, la corriente S1, consistía principalmente en acetonitrilo y agua, y el resto son compuestos de alto punto de ebullición. Esta corriente S1 tenía un contenido de acetonitrilo de aproximadamente 80% en peso y un contenido de agua de aproximadamente el 20% en peso.The S02 stream obtained according to section 1.2 b) above was introduced into a low-boiling compound separation column (distillation unit E). This low-boiling compound separation column had a height of 8 m and a nominal diameter of 150 mm and was equipped with 35 bubble trays. The column was operated at a pressure greater than 2 bar and the S02 stream was introduced above bubble tray number 7 (counted from the bottom). The top stream obtained (stream (12), flow rate about 1 kg / h) exited the column at a temperature of 40 to 45 ° C and did not condense as the column was operated without internal reflux current. . In addition to acetonitrile (6500 ppm by volume), this overhead stream contained mainly nitrogen which was used to maintain the column operating pressure at 2 bar) and small amounts from kettles of low-boiling compounds (acetaldehyde (900 ppm by volume), oxygen (300 ppm by volume) and propionaldehyde (320 ppm by volume). This overhead stream was sent to the torch for removal. The sump evaporator was operated by feeding it a constant amount ( 5 kg / h) of saturated steam at a pressure of 16 bar. The bottom temperature of the column was 100 ° C. The bottoms stream, stream S1, consisted mainly of acetonitrile and water, and the rest are compounds of high boiling point This S1 stream had an acetonitrile content of about 80% by weight and a water content of about 20% by weight.
1.3 División de la corriente S1 en las corrientes S2 y S3 (etapa (c))1.3 Division of the current S1 into the currents S2 and S3 (step (c))
Etapa (c), la corriente S1, caudal 86 kg/h, obtenida según la sección 1.2 c) anterior, se dividió en dos corrientes, corrientes S2 (corriente (13a según la Figura 1) y S3 (corriente 14 según la Figura 1). La corriente S2 tenía un caudal de 84 kg/h y la corriente S3 tenía un caudal de 2 kg/h. La corriente S3, 2.3% de la corriente S1, se sometió a una unidad de destilación de corriente parcial F (corriente parcial columnas de destilación).Stage (c), the current S1, flow rate 86 kg / h, obtained according to section 1.2 c) above, was divided into two streams, streams S2 (current (13a according to Figure 1) and S3 (current 14 according to Figure 1) Stream S2 had a flow rate of 84 kg / h and stream S3 had a flow rate of 2 kg / h. Stream S3, 2.3% of stream S1, was subjected to a partial stream F distillation unit (partial stream distillation columns).
1.4 Destilación de flujo parcial del flujo S1 (etapa (d))1.4 Partial flow distillation of flow S1 (step (d))
La primera unidad de fraccionamiento, es decir la primera columna de destilación, F1, tenía una altura de 9.5 m y un diámetro de 85 mm y estaba equipada con 6.5 metros de empaquetadura Rombopak 9M de estructura metálica instalada en tres lechos idénticos. Por encima del primer lecho de la empaquetadura estructurada, contada desde arriba, se introdujo la corriente S3 ((corriente 14)) en la primera columna de destilación. La temperatura de la corriente S3 fue de 60 ± 3 °C. La primera columna de destilación se hizo funcionar a una presión superior de aproximadamente 1.4 bares y una temperatura de las colas de 92 ± 5 °C. No se aplicó reflujo. La cantidad de vapor alimentado al evaporador de colas de la primera unidad de fraccionamiento se controló de tal manera que la concentración de acetonitrilo en las colas estaba en el intervalo de 10 a 25% en peso. Se eliminó la corriente de colas S4b (corriente (15b), aproximadamente el 3% de la corriente S3). Esta corriente estaba constituida principalmente por agua (72-85% en peso) y acetonitrilo (10-24% en peso). La suma de todos los componentes de alto punto de ebullición analizados (27 componentes) varió en el intervalo de 2-10% en peso. La corriente superior, corriente de fracción de vapor S4a (corriente 15a), que tenía una temperatura de 85 ± 3 °C, no se condensó y pasó al fondo de la segunda unidad de fraccionamiento, es decir, la segunda columna de destilación, F2. S4a ingresó a F2 debajo del último lecho de la empaquetadura estructurada, contada desde arriba. F2 tenía una altura de 9.5 m y un diámetro de 85 mm y estaba equipado con 6.5 m de empaquetadura Rombopak 9M con estructura metálica, instalada en 3 lechos idénticos. La segunda columna de destilación se hizo funcionar a una presión superior de aproximadamente 1.25 bares y una temperatura de colas de 85 ± 5 °C. La corriente superior, la corriente de fracción de vapor S4c (corriente (15c), como máximo el 1% de la corriente S4a), se condensó completamente mediante un condensador superior externo (no se muestra en la Figura 2) y se aplicó esencialmente por completo para utilizar la corriente líquida condensada como reflujo a la segunda columna de destilación. La corriente líquida de colas S4 (corriente 15) se eliminó y se pasó a la siguiente etapa (reciclado de la corriente S4). La corriente S4 tenía un contenido de acetonitrilo de aproximadamente 80% en peso y un contenido de agua de aproximadamente 20% en peso. The first fractionation unit, that is, the first distillation column, F1, had a height of 9.5 m and a diameter of 85 mm and was equipped with 6.5 meters of Rombopak 9M packing with a metallic structure installed in three identical beds. Above the first bed of the structured packing, counted from above, stream S3 ((stream 14)) was introduced into the first distillation column. The temperature of the S3 stream was 60 ± 3 ° C. The first distillation column was operated at a higher pressure of approximately 1.4 bar and a bottom temperature of 92 ± 5 ° C. Reflux was not applied. The amount of steam fed to the bottom evaporator of the first fractionating unit was controlled in such a way that the acetonitrile concentration in the bottoms was in the range of 10 to 25% by weight. The tail stream S4b (stream (15b), approximately 3% of stream S3) was removed. This stream consisted mainly of water (72-85% by weight) and acetonitrile (10-24% by weight). The sum of all analyzed high-boiling components (27 components) ranged from 2-10% by weight. The upper stream, vapor fraction stream S4a (stream 15a), which had a temperature of 85 ± 3 ° C, did not condense and passed to the bottom of the second fractionating unit, that is, the second distillation column, F2 . S4a entered F2 below the last bed of the structured packing, counted from above. F2 had a height of 9.5 m and a diameter of 85 mm and was equipped with 6.5 m of Rombopak 9M packing with metal frame, installed in 3 identical beds. The second distillation column was operated at a higher pressure of about 1.25 bar and a bottom temperature of 85 ± 5 ° C. The upper stream, the vapor fraction stream S4c (stream (15c), maximum 1% of stream S4a), was completely condensed by an external upper condenser (not shown in Figure 2) and applied essentially by complete to use the condensed liquid stream as reflux to the second distillation column. The liquid bottoms stream S4 (stream 15) was removed and proceeded to the next stage (recycle of stream S4). Stream S4 had an acetonitrile content of about 80% by weight and a water content of about 20% by weight.
1.5 Reciclaje de la corriente S4 (etapa (4))1.5 Recycling of current S4 (stage (4))
a) Preparación de una corriente líquida S5a) Preparation of a liquid stream S5
La corriente S4 (corriente 15 según la Figura 1 y la Figura 2) se mezcló con la corriente S2 (corriente (13a) según la Figura 1 y la Figura 2). Por tanto, la corriente s 4 se bombeó de nuevo a la corriente de disolvente de acetonitrilo del procedimiento a granel. La mezcla tuvo lugar en un punto en dirección descendente de donde la corriente S3 se desvió de la corriente S1. Esta corriente combinada que tenía un caudal de 86 kg/h se mezcló con una corriente líquida P (denominada corriente (20) en la Figura 1 y la Figura 2) para obtener una corriente S5. La corriente P era una corriente de propeno fresca que contenía propano (grado polimérico, pureza > 96% en peso, licuado a presión, velocidad de alimentación: 10.9 kg/h). Para obtener la corriente S5, la corriente combinada de S2 y S4 se mezcló adicionalmente con otras dos corrientes: la primera de estas corrientes es la corriente (16) según la Figura 1, y dicha corriente se obtiene de la parte superior de la unidad de destilación H. La segunda de estas corrientes es la corriente (19) según la Figura 1, y dicha corriente se obtiene de la unidad de recuperación de acetonitrilo I. Ambas corrientes (16) y (19) se describen en detalle más adelante.Stream S4 (stream 15 according to FIG. 1 and FIG. 2) was mixed with stream S2 (stream (13a) according to FIG. 1 and FIG. 2). Thus, stream s 4 was pumped back into the acetonitrile solvent stream from the bulk process. Mixing took place at a point downstream from where stream S3 deviated from stream S1. This combined stream having a flow rate of 86 kg / h was mixed with a liquid stream P (called stream (20) in Figure 1 and Figure 2) to obtain a stream S5. Stream P was a fresh propene stream containing propane (polymer grade, purity> 96% by weight, liquefied under pressure, feed rate: 10.9 kg / hr). To obtain the current S5, the combined current of S2 and S4 was additionally mixed with two other currents: the first of these currents is the current (16) according to Figure 1, and said current is obtained from the upper part of the unit. distillation H. The second of these streams is stream (19) according to Figure 1, and said stream is obtained from the acetonitrile recovery unit I. Both streams (16) and (19) are described in detail below.
b) Ajuste de la temperatura de la corriente S5 y separación de las fases líquidas L1 y L2b) Adjustment of the temperature of the current S5 and separation of the liquid phases L1 and L2
La corriente S5 que tiene un caudal de 130 kg/h ± 10 kg/h se alimentó luego a una unidad mezcladora-decantadora operada a 18 bares y una temperatura en el intervalo de 15 ± 5 °C. El tanque de sedimentación tenía un volumen de 5.3 litros. Se obtuvieron dos fases líquidas L1 y L2, una fase acuosa L2 y una fase orgánica L1. La fase orgánica superior L1 se eliminó del tanque de sedimentación como corriente (17), la fase acuosa inferior L2 se eliminó del tanque de sedimentación como corriente (18). La corriente (17) tenía un caudal en el intervalo de 110 kg/h ± 11 kg/h. La corriente (17) se pasó luego a la unidad de reciclado de acetonitrilo I, la corriente (18) se pasó a la unidad de recuperación de acetonitrilo H de la que se obtuvo la corriente (16) mencionada anteriormente. La corriente (17) así obtenida tenía un contenido de acetonitrilo de aproximadamente 45-51% en peso, un contenido de propeno de aproximadamente 49-55% en peso y un contenido de agua de aproximadamente 2 a 5% en peso.Stream S5 having a flow rate of 130 kg / h ± 10 kg / h was then fed to a mixer-decanter unit operated at 18 bar and a temperature in the range of 15 ± 5 ° C. The sedimentation tank had a volume of 5.3 liters. Two liquid phases L1 and L2 were obtained, an aqueous phase L2 and an organic phase L1. The upper organic phase L1 was removed from the settling tank as stream (17), the lower aqueous phase L2 was removed from the settling tank as stream (18). Stream (17) had a flow rate in the range of 110 kg / h ± 11 kg / h. Stream (17) was then passed to acetonitrile recycle unit I, stream (18) was passed to acetonitrile recovery unit H from which the above-mentioned stream (16) was obtained. The stream (17) thus obtained had an acetonitrile content of approximately 45-51% by weight, a propene content of approximately 49-55% by weight and a water content of approximately 2 to 5% by weight.
La corriente (18) así obtenida tenía un contenido de acetonitrilo de aproximadamente 19-21% en peso, un contenido de agua de aproximadamente 79-81% en peso y un contenido de propeno de menos de 0.5% en peso.The stream (18) thus obtained had an acetonitrile content of approximately 19-21% by weight, a water content of approximately 79-81% by weight and a propene content of less than 0.5% by weight.
c) Recuperación de acetonitrilo (unidad de recuperación de acetonitrilo H)c) Recovery of acetonitrile (recovery unit of acetonitrile H)
Para reciclar la mayor cantidad de disolvente posible y para minimizar las pérdidas de acetonitrilo, se introdujo la corriente (18) en una columna de destilación de la que se obtuvo la corriente (16), también denominada corriente TL2, como corriente superior que, a su vez, se recicló en la corriente de disolvente como se describió anteriormente. Para este propósito se utilizó una columna de destilación con una altura de 9.5 m y un diámetro de 100 mm, equipada con 50 bandejas de burbujas. La columna se hizo funcionar a una presión superior de 1.5 bares con una relación de reflujo de 1:4. La corriente (18) se alimentó a la columna por encima de la bandeja de burbujas 26 (contada desde la parte inferior). La temperatura de colas fue de aproximadamente 113 °C, y el producto de las colas consiste principalmente en agua que contiene subproductos de alto punto de ebullición. Una composición típica de la corriente de colas era la siguiente (% en peso entre paréntesis): agua (> 99.0), propenoglicol (0.5), acetonitrilo (como máximo 0.001), dipropilenglicol (0.06), acetamida (0.01), ácido acético (0.03), TOC (2.4)). Después de dosificar y analizar opcionalmente, esta corriente se descartó. El producto de cabeza (corriente (16) = corriente TL2) tenía los siguientes intervalos de composición típicos (% en peso entre paréntesis): acetonitrilo (75-80), agua (15-20), compuestos de bajo punto de ebullición (por ejemplo, propeno, 1). Como se describió anteriormente, la corriente (16) se recicla a la corriente de alimentación que se pasa a la unidad mezcladora-decantadora.To recycle as much solvent as possible and to minimize acetonitrile losses, stream (18) was introduced into a distillation column from which stream (16), also called stream TL2, was obtained as an overhead stream which, at in turn, it was recycled into the solvent stream as described above. For this purpose, a distillation column with a height of 9.5 m and a diameter of 100 mm, equipped with 50 bubble trays, was used. The column was operated at a higher pressure of 1.5 bar with a reflux ratio of 1: 4. Stream (18) was fed to column above bubble tray 26 (counted from the bottom). The bottoms temperature was approximately 113 ° C, and the bottoms product consists mainly of water containing high-boiling by-products. A typical composition of the bottoms stream was as follows (wt% in parentheses): water (> 99.0), propeneglycol (0.5), acetonitrile (0.001 maximum), dipropylene glycol (0.06), acetamide (0.01), acetic acid ( 0.03), TOC (2.4)). After optionally dosing and analyzing, this stream was discarded. The overhead product (stream (16) = stream TL2) had the following typical composition ranges (wt% in parentheses): acetonitrile (75-80), water (15-20), low-boiling compounds (for example, propene, 1). As described above, stream (16) is recycled to the feed stream which is passed to the mixer-decanter unit.
d) Reciclaje de acetonitrilo (unidad de reciclaje de acetonitrilo I)d) Recycling of acetonitrile (recycling unit of acetonitrile I)
Para el reciclado de acetonitrilo, la corriente (17) obtenida de la unidad mezcladora-decantadora G se introdujo en una columna de destilación con una altura de 10 m y un diámetro nominal de 200 mm, equipada con 40 bandejas de burbujas. La columna se hizo funcionar a una presión superior de 18 bares con una relación de reflujo de 1:4. La corriente (17) se alimentó a la columna por encima de la bandeja de burbujas 26 (contada desde arriba). El producto superior (flujo (19)), también denominado flujo TL1, que contiene principalmente propeno (aproximadamente 97% en volumen) con pequeñas cantidades de propano (aproximadamente 1-3% en volumen) se devolvió a la alimentación de la unidad mezcladora-decantadora G como se describió anteriormente. Por tanto, el exceso de propeno se eliminó del vapor (17) y se recicló. La corriente de colas (corriente (2), también denominada corriente BL1), tenía una temperatura en el intervalo de 106 a 110 °C. Los parámetros precisos de funcionamiento de la columna, como la entrada de energía en el sumidero, se ajustan de tal manera que la cantidad de propeno devuelto al reactor con la corriente (2) esté en un intervalo tal que la relación molar de propeno a peróxido de hidrógeno en corriente (1) sea de aproximadamente 1:1.43. Para la velocidad de alimentación antes mencionada de 15 kg/h de peróxido de hidrógeno acuoso, esto significa que las condiciones debían ajustarse de modo que el caudal de propeno en la corriente (2) fuera de aproximadamente 9.7 kg/h. Antes de alimentar la corriente (2) al reactor principal de epoxidación A, acetonitrilo (corriente (4), grado químico, de Ineos, pureza de aproximadamente 99.9%, que contiene entre 70-180 ppm en peso de propionitrilo, 5-20 ppm en peso de acetamida y < 100 ppm en peso de agua como impurezas) se añadió opcionalmente para compensar las posibles pérdidas de disolvente. For the recycling of acetonitrile, the stream (17) obtained from the mixer-decanter unit G was introduced into a distillation column with a height of 10 m and a nominal diameter of 200 mm, equipped with 40 bubble trays. The column was operated at a higher pressure of 18 bar with a reflux ratio of 1: 4. Stream (17) was fed to the column above bubble tray 26 (counted from the top). The top product (stream (19)), also called TL1 stream, containing mainly propene (about 97% by volume) with small amounts of propane (about 1-3% by volume) was returned to the feed of the mixing unit- decanter G as described above. Therefore, the excess propene was removed from the vapor (17) and recycled. The bottoms stream (stream (2), also called stream BL1), had a temperature in the range of 106 to 110 ° C. The precise operating parameters of the column, such as the energy input into the sump, are adjusted in such a way that the amount of propene returned to the reactor with stream (2) is in a range such that the molar ratio of propene to peroxide hydrogen in stream (1) is about 1: 1.43. For the above-mentioned feed rate of 15 kg / h of aqueous hydrogen peroxide, this means that the conditions had to be adjusted so that the flow rate of propene in stream (2) was about 9.7 kg / h. Before feeding stream (2) to main epoxidation reactor A, acetonitrile (stream (4), chemical grade, from Ineos, purity about 99.9%, containing between 70-180 ppm by weight of propionitrile, 5-20 ppm by weight of acetamide and <100 ppm by weight of water as impurities) was optionally added to compensate for possible solvent losses.
La cantidad exacta adicionalmente añadida, requerida, de acetonitrilo dependía de las pérdidas en las corrientes de salida y en los subproductos, pero también del número de muestras tomadas para análisis. Una cantidad típica de acetonitrilo añadido adicionalmente para el diseño del procedimiento descrito anteriormente puede estar en el intervalo de 100 a 150 g/h.The exact amount of acetonitrile further added required depended on losses in the outlet streams and by-products, but also on the number of samples taken for analysis. A typical amount of acetonitrile added further for the process design described above may be in the range of 100 to 150 g / hr.
Ejemplo comparativo 1a: Regeneración de catalizador de ZnTiMWW una sola vezComparative Example 1a: One-time ZnTiMWW Catalyst Regeneration
La regeneración parcial del catalizador de ZnTiMWW se realizó basándose en la configuración de la reacción de epoxidación como se describe en el Ejemplo de referencia 2 anterior. El reactor se cargó con el catalizador ZnTiMWW según el Ejemplo de referencia 1. La reacción de epoxidación se operó continuamente hasta que la selectividad con respecto a la formación de óxido de propileno en (a2) basada en peróxido de hidrógeno disminuyó en un 2% con respecto a la selectividad media con respecto a la formación de óxido de propileno en (a2) basado en peróxido de hidrógeno durante las primeras 1000 h de realización de la etapa (a). Luego se detuvo la reacción y el reactor se purgó hasta liberarlo de H2O2 , propileno y óxido de propileno. Después de la descompresión y el vaciado, el reactor se lavó a 70 °C con agua desmineralizada de arriba a abajo con una LHSV (velocidad espacial horaria líquida) de aproximadamente 7 m/h (la LHSV se basa en la sección transversal de los tubos vacíos) durante al menos 3 horas. Transcurrido este tiempo, el sistema líquido acuoso que salía del reactor presentaba una concentración de carbono orgánico total inferior al 0.1% del valor máximo detectado y el volumen total del sistema líquido acuoso obtenido del reactor en procedimiento de lavado era mayor que el volumen del reactor. Luego, el reactor se vació y se reinició. Se reanudó el funcionamiento continuo según el ejemplo de referencia 2 y se llevó a cabo durante aproximadamente 1500 h hasta que la temperatura de reacción alcanzó de nuevo el valor que tenía antes de la regeneración.Partial regeneration of the ZnTiMWW catalyst was performed based on the epoxidation reaction setup as described in Reference Example 2 above. The reactor was charged with the ZnTiMWW catalyst according to Reference Example 1. The epoxidation reaction was operated continuously until the selectivity with respect to the formation of propylene oxide in (a2) based on hydrogen peroxide decreased by 2% with with respect to the average selectivity with respect to the formation of propylene oxide in (a2) based on hydrogen peroxide during the first 1000 h of performance of step (a). The reaction was then stopped and the reactor purged free of H 2 O 2 , propylene, and propylene oxide. After decompression and emptying, the reactor was washed at 70 ° C with demineralized water from top to bottom with an LHSV (liquid hourly space velocity) of approximately 7 m / h (the LHSV is based on the cross section of the tubes empty) for at least 3 hours. After this time, the aqueous liquid system exiting the reactor had a total organic carbon concentration lower than 0.1% of the maximum value detected and the total volume of the aqueous liquid system obtained from the reactor in the washing procedure was greater than the volume of the reactor. The reactor was then emptied and restarted. Continuous operation according to Reference Example 2 was resumed and was carried out for about 1500 h until the reaction temperature again reached the value it had before regeneration.
Ejemplo comparativo 1b: funcionamiento continuo según el ejemplo de referencia 2 sin regeneración Comparative example 1b: continuous operation according to reference example 2 without regeneration
Como ejemplo comparativo, el procedimiento según el ejemplo de referencia 2 se llevó a cabo durante 2500 h sin regenerar el catalizador.As a comparative example, the procedure according to reference example 2 was carried out for 2500 h without regenerating the catalyst.
Resultados del ejemplo 1a y del ejemplo comparativo 1bResults of example 1a and comparative example 1b
Los resultados del Ejemplo comparativo 1a y del Ejemplo comparativo 1b se discuten a continuación y se muestran en la Tabla 1. La temperatura de entrada del medio de transferencia de calor de la unidad de epoxidación A tanto en el Ejemplo comparativo 1b como en el Ejemplo comparativo 1b se ajustó durante la operación continua según el Ejemplo de referencia 2 para mantener la conversión de peróxido de hidrógeno esencialmente constante en el intervalo de 90 a 92% (véase el ejemplo de referencia 2, sección 1.1 a). La temperatura resultante del medio de transferencia de calor (agua de refrigeración) de la unidad de epoxidación A después de un tiempo de funcionamiento total de 2500 h se muestra en la tabla 1 tanto para el Ejemplo Comparativo 1b como para el Ejemplo Comparativo 1a. Además, la tasa de desactivación se da como la relación entre la diferencia de temperatura del medio de transferencia de calor en la entrada al final del experimento y el comienzo del experimento dividido por el tiempo de operación total de 2500 h, expresado en °C /día. Además, la selectividad S de la reacción de epoxidación basada en peróxido de hidrógeno después del tiempo total de operación de 2500 h se proporciona en la Tabla 1. La selectividad S/% = (n(PO)/n(H2O2)) x 100 donde n(PO) es la cantidad molar de óxido de propileno detectado directamente aguas abajo de la unidad B y n (H2O2) es la cantidad molar de peróxido de hidrógeno convertido en la reacción de epoxidación.The results of Comparative Example 1a and Comparative Example 1b are discussed below and shown in Table 1. The inlet temperature of the heat transfer medium of epoxidation unit A in both Comparative Example 1b and Comparative Example 1b was adjusted during continuous operation according to Reference Example 2 to keep the hydrogen peroxide conversion essentially constant in the range of 90 to 92% (see Reference Example 2, section 1.1 a). The resulting temperature of the heat transfer medium (cooling water) of the epoxidation unit A after a total operating time of 2500 h is shown in Table 1 for both Comparative Example 1b and Comparative Example 1a. Furthermore, the deactivation rate is given as the ratio between the temperature difference of the heat transfer medium at the inlet at the end of the experiment and the beginning of the experiment divided by the total operating time of 2500 h, expressed in ° C / day. Furthermore, the S selectivity of the hydrogen peroxide based epoxidation reaction after the total run time of 2500 h is given in Table 1. The S /% selectivity = (n (PO) / n (H 2 O 2 ) ) x 100 where n (PO) is the molar amount of propylene oxide detected directly downstream of unit B and n (H 2 O 2 ) is the molar amount of hydrogen peroxide converted in the epoxidation reaction.
Tabla 1Table 1
Como se muestra claramente en la Tabla 1, el procedimiento según el Ejemplo Comparativo 1a permite hacer funcionar la unidad de epoxidación A después de un tiempo de operación total de 2500 h a una temperatura significativamente más baja del agua de enfriamiento; es decir que el catalizador exhibe un rendimiento significativamente mejor que en el Ejemplo Comparativo 1. Además, también la velocidad de desactivación (delta (T)/delta (t)) difiere para los dos experimentos y es significativamente menor con respecto al Ejemplo Comparativo 1a. Además, el procedimiento según la presente invención proporciona, después de un tiempo de operación total de 2500 h, una selectividad significativamente mayor que la del Ejemplo comparativo 1b.As clearly shown in Table 1, the procedure according to Comparative Example 1a allows the epoxidation unit A to be operated after a total operating time of 2500 h at a significantly lower temperature of the cooling water; that is, the catalyst exhibits a significantly better performance than in Comparative Example 1. Furthermore, also the deactivation rate (delta (T) / delta (t)) differs for the two experiments and is significantly lower with respect to Comparative Example 1a . Furthermore, the process according to the present invention provides, after a total operating time of 2500 h, a selectivity significantly higher than that of Comparative Example 1b.
El catalizador regenerado del Ejemplo comparativo 1a exhibió una temperatura de conversión diferencial de 1 K, en donde la temperatura de conversión diferencial se define como la diferencia absoluta entre (A1) la temperatura a la que se logró la conversión del peróxido de hidrógeno al 90-92% cuando el catalizador regenerado se usa como catalizador, y (B1) la temperatura a la que se logró dicha conversión determinada del peróxido de hidrógeno cuando se usó el catalizador nuevo respectivo en condiciones de reacción de epoxidación por lo demás idénticas. Además, el catalizador regenerado del Ejemplo comparativo 1a exhibió una selectividad diferencial de 0.3 puntos porcentuales en donde la selectividad diferencial se define como la diferencia absoluta en puntos porcentuales entre (A2) la selectividad basada en el peróxido de hidrógeno en el procedimiento de epoxidación en el cual el catalizador regenerado se usa como catalizador, y (B2) la selectividad basada en el peróxido de hidrógeno en dicho procedimiento de epoxidación en donde el catalizador nuevo respectivo se usa como catalizador en condiciones de reacción de epoxidación por lo demás idénticas.The regenerated catalyst of Comparative Example 1a exhibited a differential conversion temperature of 1 K, where the differential conversion temperature is defined as the absolute difference between (A1) the temperature at which the 90-degree hydrogen peroxide conversion was achieved. 92% when regenerated catalyst is used as catalyst, and (B1) the temperature at which said determined hydrogen peroxide conversion was achieved when the respective fresh catalyst was used under otherwise identical epoxidation reaction conditions. Furthermore, the regenerated catalyst of Comparative Example 1a exhibited a differential selectivity of 0.3 percentage points where the differential selectivity is defined as the absolute difference in percentage points between (A2) the selectivity based on hydrogen peroxide in the epoxidation process in the which the regenerated catalyst is used as the catalyst, and (B2) the hydrogen peroxide-based selectivity in said epoxidation process wherein the respective new catalyst is used as the catalyst under otherwise identical epoxidation reaction conditions.
Ejemplo 2.1: Regeneración del catalizador ZnTiMWW según la invención que incluye tres etapas de lavado Example 2.1: Regeneration of the ZnTiMWW catalyst according to the invention including three washing stages
La regeneración parcial del catalizador de ZnTiMWW se realizó basándose en la configuración de la reacción de epoxidación como se describe en el Ejemplo de referencia 2 anterior.Partial regeneration of the ZnTiMWW catalyst was performed based on the epoxidation reaction setup as described in Reference Example 2 above.
EpoxidaciónEpoxidation
La regeneración parcial del catalizador de ZnTiMWW se realizó basándose en la configuración de la reacción de epoxidación como se describe en el Ejemplo de referencia 2 anterior. El reactor principal se cargó con el catalizador ZnTiMWW según el Ejemplo de referencia 1. La reacción de epoxidación se operó continuamente durante aproximadamente 1300 horas hasta la "temperatura de reacción de epoxidación", definida como la temperatura del medio de transferencia de calor a la entrada de la camisa del reactor principal cuyo valor de partida al inicio de la reacción de epoxidación era de 30 °C, hubo alcanzado un valor de 50 °C. En ese momento, la reacción de epoxidación se detuvo deteniendo el flujo de peróxido de hidrógeno; se continuaron los flujos de acetonitrilo y propeno hasta que se completó la epoxidación en los tubos. Luego, el reactor se purgó para liberarse de H2O2 , propileno y óxido de propileno pasando una mezcla de acetonitrilo y agua a través del reactor (80% en peso de acetonitrilo, 20% en peso de agua) en donde la temperatura de esta mezcla era de 50 °C, seguido de un drenado de la mayor parte de la mezcla de acetonitrilo y agua del reactor.Partial regeneration of the ZnTiMWW catalyst was performed based on the epoxidation reaction setup as described in Reference Example 2 above. The main reactor was charged with the ZnTiMWW catalyst according to Reference Example 1. The epoxidation reaction was run continuously for approximately 1300 hours up to the "epoxidation reaction temperature", defined as the temperature of the heat transfer medium at the inlet. of the jacket of the main reactor whose starting value at the beginning of the epoxidation reaction was 30 ° C, had reached a value of 50 ° C. At that time, the epoxidation reaction was stopped by stopping the flow of hydrogen peroxide; Acetonitrile and propene flows were continued until epoxidation in the tubes was complete. The reactor was then purged to free H 2 O 2 , propylene, and propylene oxide by passing a mixture of acetonitrile and water through the reactor (80% by weight acetonitrile, 20% by weight water) where the temperature of this mixture was 50 ° C, followed by draining most of the acetonitrile and water mixture from the reactor.
Primera etapa de lavadoFirst stage of washing
Posteriormente, los tubos de reacción se llenaron desde abajo con agua a una temperatura de 70 °C, y luego se pasó agua a una temperatura de 70 °C desde la parte superior hacia abajo a través de los tubos durante aproximadamente 6 h. El lavado con agua se detuvo una vez que la conductividad del agua que fluía estaba por debajo de 200 microSiemens. A continuación, se drenó el agua del reactor.Subsequently, the reaction tubes were filled from below with water at a temperature of 70 ° C, and then water at a temperature of 70 ° C was passed from the top down through the tubes for about 6 h. The water wash was stopped once the conductivity of the flowing water was below 200 microSiemens. The water was then drained from the reactor.
EpoxidaciónEpoxidation
Se reanudó el funcionamiento continuo según el ejemplo de referencia 2 y se llevó a cabo durante aproximadamente 1400 h hasta que la temperatura de reacción alcanzó de nuevo el valor de 50 °C. En ese momento, la reacción de epoxidación se detuvo deteniendo el flujo de peróxido de hidrógeno; se continuaron los flujos de acetonitrilo y propeno hasta que se completó la epoxidación en los tubos. Luego, el reactor se purgó para liberarse de H2O2 , propileno y óxido de propileno pasando una mezcla de acetonitrilo y agua a través del reactor (80% en peso de acetonitrilo, 20% en peso de agua) en donde la temperatura de esta mezcla era de 50 °C, seguido de drenado de la mayor parte de la mezcla de acetonitrilo y agua del reactor.Continuous operation according to Reference Example 2 was resumed and was carried out for about 1400 h until the reaction temperature reached 50 ° C again. At that time, the epoxidation reaction was stopped by stopping the flow of hydrogen peroxide; Acetonitrile and propene flows were continued until epoxidation in the tubes was complete. The reactor was then purged to free H 2 O 2 , propylene, and propylene oxide by passing a mixture of acetonitrile and water through the reactor (80% by weight acetonitrile, 20% by weight water) where the temperature of this mixture was 50 ° C, followed by draining most of the acetonitrile and water mixture from the reactor.
Segunda etapa de lavadoSecond stage of washing
Posteriormente, los tubos de reacción se llenaron desde abajo con agua a una temperatura de 70 °C, y luego se pasó agua a una temperatura de 70 °C desde la parte superior hacia abajo a través de los tubos durante aproximadamente 6 h. El lavado con agua se detuvo una vez que la conductividad del agua que fluía estaba por debajo de 200 microSiemens. A continuación, se drenó el agua del reactor.Subsequently, the reaction tubes were filled from below with water at a temperature of 70 ° C, and then water at a temperature of 70 ° C was passed from the top down through the tubes for about 6 h. The water wash was stopped once the conductivity of the flowing water was below 200 microSiemens. The water was then drained from the reactor.
EpoxidaciónEpoxidation
Se reanudó el funcionamiento continuo según el ejemplo de referencia 2 y se llevó a cabo durante aproximadamente 1200 h hasta que la temperatura de reacción alcanzó de nuevo el valor de 50 °C. En ese momento, la reacción de epoxidación se detuvo deteniendo el flujo de peróxido de hidrógeno; se continuaron los flujos de acetonitrilo y propeno hasta que se completó la epoxidación en los tubos. Luego, el reactor se purgó para liberarse de H2O2 , propileno y óxido de propileno pasando una mezcla de acetonitrilo y agua a través del reactor (80% en peso de acetonitrilo, 20% en peso de agua) en donde la temperatura de esta mezcla era de 50 °C, seguido del drenado de la mayor parte de la mezcla de acetonitrilo y agua del reactor.Continuous operation according to Reference Example 2 was resumed and was carried out for about 1200 h until the reaction temperature again reached the value of 50 ° C. At that time, the epoxidation reaction was stopped by stopping the flow of hydrogen peroxide; Acetonitrile and propene flows were continued until epoxidation in the tubes was complete. The reactor was then purged to free H 2 O 2 , propylene, and propylene oxide by passing a mixture of acetonitrile and water through the reactor (80% by weight acetonitrile, 20% by weight water) where the temperature of this mixture was 50 ° C, followed by draining most of the acetonitrile and water mixture from the reactor.
Las cantidades residuales de acetonitrilo y agua se retiraron del reactor pasando nitrógeno a través del lecho de catalizador a una temperatura del nitrógeno de 70 °C.The residual amounts of acetonitrile and water were removed from the reactor by passing nitrogen through the catalyst bed at a nitrogen temperature of 70 ° C.
Tercera etapa de lavadoThird washing stage
Posteriormente, los tubos de reacción se llenaron desde abajo con agua a una temperatura de 70 °C, y luego se pasó agua a una temperatura de 70 °C desde la parte superior hacia abajo a través de los tubos durante aproximadamente 6 h. El lavado con agua se detuvo una vez que la conductividad del agua que fluía estuvo por debajo de 200 microSiemens. A continuación, se drenó el agua del reactor.Subsequently, the reaction tubes were filled from below with water at a temperature of 70 ° C, and then water at a temperature of 70 ° C was passed from the top down through the tubes for about 6 h. The water wash was stopped once the conductivity of the flowing water was below 200 microSiemens. The water was then drained from the reactor.
Etapa de calcinaciónCalcination stage
Luego, se pasó nitrógeno a través del lecho de catalizador durante aproximadamente 60 horas a una temperatura inicial del nitrógeno de 70 °C, en donde esta temperatura se elevó a un valor de 100 °C a 10 K/h. Posteriormente, el catalizador se calcinó pasando una mezcla gaseosa de aire y nitrógeno a través del lecho de catalizador a un caudal de 0.58 kg/s. La temperatura de dicha mezcla se elevó adicionalmente de manera continua a 10 K/h desde su valor inicial de 100 °C hasta un valor final de 450 °C y luego se mantuvo esencialmente constante a un valor de 450 °C durante 6 horas. Al comienzo de la calcinación, la mezcla de gases pasada al reactor tenía un contenido de oxígeno del 4% en volumen. Una vez alcanzados los 450 °C, dicho contenido de oxígeno se ajustó a un valor de 21% en volumen. Después de la calcinación a 450 °C, el reactor se enfrió a una temperatura de aproximadamente 30 °C. Then, nitrogen was passed through the catalyst bed for about 60 hours at an initial nitrogen temperature of 70 ° C, where this temperature was raised to a value of 100 ° C at 10 K / h. Subsequently, the catalyst was calcined by passing a gaseous mixture of air and nitrogen through the catalyst bed at a flow rate of 0.58 kg / s. The temperature of said mixture was further raised continuously at 10 K / h from its initial value of 100 ° C to a final value of 450 ° C and then was kept essentially constant at a value of 450 ° C for 6 hours. At the beginning of the calcination, the gas mixture passed to the reactor had an oxygen content of 4% by volume. Once 450 ° C was reached, said oxygen content was adjusted to a value of 21% by volume. After calcination at 450 ° C, the reactor was cooled to a temperature of about 30 ° C.
EpoxidaciónEpoxidation
Se reanudó el funcionamiento continuo según el Ejemplo de referencia 2 y se llevó a cabo durante aproximadamente 1000 h.Continuous operation was resumed according to Reference Example 2 and was carried out for about 1000 h.
Ejemplo 2.2: Regeneración del catalizador ZnTiMWW según la invención que incluye dos etapas de lavadoExample 2.2: Regeneration of the ZnTiMWW catalyst according to the invention including two washing stages
La regeneración parcial del catalizador de ZnTiMWW se realizó basándose en la configuración de la reacción de epoxidación como se describe en el Ejemplo de referencia 2 anterior.Partial regeneration of the ZnTiMWW catalyst was performed based on the epoxidation reaction setup as described in Reference Example 2 above.
EpoxidaciónEpoxidation
El reactor principal se cargó con el catalizador ZnTiMWW según el Ejemplo de referencia 1. La reacción de epoxidación se operó continuamente durante aproximadamente 1200 horas hasta la "temperatura de reacción de epoxidación", definida como la temperatura del medio de transferencia de calor a la entrada de la camisa del reactor principal cuyo valor de partida al inicio de la reacción de epoxidación era de 30 °C, hubo alcanzado un valor de 50 °C. En ese momento, la reacción de epoxidación se detuvo deteniendo el flujo de peróxido de hidrógeno; se continuaron los flujos de acetonitrilo y propeno hasta que se completó la epoxidación en los tubos. Luego, el reactor se purgó para liberarse de H2O2 , propileno y óxido de propileno pasando una mezcla de acetonitrilo y agua a través del reactor (80% en peso de acetonitrilo, 20% en peso de agua) en donde la temperatura de esta mezcla era de 50 °C, seguido del drenado de la mayor parte de la mezcla de acetonitrilo y agua del reactor.The main reactor was charged with the ZnTiMWW catalyst according to Reference Example 1. The epoxidation reaction was run continuously for approximately 1200 hours until the "epoxidation reaction temperature", defined as the temperature of the heat transfer medium at the inlet. of the jacket of the main reactor whose starting value at the beginning of the epoxidation reaction was 30 ° C, had reached a value of 50 ° C. At that time, the epoxidation reaction was stopped by stopping the flow of hydrogen peroxide; Acetonitrile and propene flows were continued until epoxidation in the tubes was complete. The reactor was then purged to free H 2 O 2 , propylene, and propylene oxide by passing a mixture of acetonitrile and water through the reactor (80% by weight acetonitrile, 20% by weight water) where the temperature of this mixture was 50 ° C, followed by draining most of the acetonitrile and water mixture from the reactor.
Primera etapa de lavadoFirst stage of washing
Posteriormente, los tubos de reacción se llenaron desde abajo con agua que tenía una temperatura de 70 °C, y luego se pasó agua a una temperatura de 70 °C desde la parte superior hacia abajo a través de los tubos durante aproximadamente 6 h. El lavado con agua se detuvo una vez que la conductividad del agua que fluía estaba por debajo de 200 microSiemens. A continuación, se drenó el agua del reactor.Subsequently, the reaction tubes were filled from below with water having a temperature of 70 ° C, and then water at a temperature of 70 ° C was passed from the top down through the tubes for about 6 h. The water wash was stopped once the conductivity of the flowing water was below 200 microSiemens. The water was then drained from the reactor.
EpoxidaciónEpoxidation
Se reanudó el funcionamiento continuo según el ejemplo de referencia 2 y se llevó a cabo durante aproximadamente 1300 h hasta que la temperatura de reacción alcanzó de nuevo el valor de 50 °C. En ese momento, la reacción de epoxidación se detuvo deteniendo el flujo de peróxido de hidrógeno; se continuaron los flujos de acetonitrilo y propeno hasta que se completó la epoxidación en los tubos. Luego, el reactor se purgó para liberarse de H2O2 , propileno y óxido de propileno pasando una mezcla de acetonitrilo y agua a través del reactor (80% en peso de acetonitrilo, 20% en peso de agua) en donde la temperatura de esta mezcla era de 50 °C, seguido del drenado de la mayor parte de la mezcla de acetonitrilo y agua del reactor.Continuous operation according to Reference Example 2 was resumed and was carried out for about 1300 h until the reaction temperature again reached the value of 50 ° C. At that time, the epoxidation reaction was stopped by stopping the flow of hydrogen peroxide; Acetonitrile and propene flows were continued until epoxidation in the tubes was complete. The reactor was then purged to free H 2 O 2 , propylene, and propylene oxide by passing a mixture of acetonitrile and water through the reactor (80% by weight acetonitrile, 20% by weight water) where the temperature of this mixture was 50 ° C, followed by draining most of the acetonitrile and water mixture from the reactor.
Las cantidades residuales de acetonitrilo y agua se retiraron del reactor pasando nitrógeno a través del lecho de catalizador a una temperatura del nitrógeno de 70 °C.The residual amounts of acetonitrile and water were removed from the reactor by passing nitrogen through the catalyst bed at a nitrogen temperature of 70 ° C.
Segunda etapa de lavadoSecond stage of washing
Posteriormente, los tubos de reacción se llenaron desde abajo con agua que tenía una temperatura de 70 °C, y luego se pasó agua a una temperatura de 70 °C desde la parte superior hacia abajo a través de los tubos durante aproximadamente 6 h. El lavado con agua se detuvo una vez que la conductividad del agua que fluía estaba por debajo de 200 microSiemens. A continuación, se drenó el agua del reactor.Subsequently, the reaction tubes were filled from below with water having a temperature of 70 ° C, and then water at a temperature of 70 ° C was passed from the top down through the tubes for about 6 h. The water wash was stopped once the conductivity of the flowing water was below 200 microSiemens. The water was then drained from the reactor.
Etapa de calcinaciónCalcination stage
Luego, se pasó nitrógeno a través del lecho de catalizador durante aproximadamente 60 horas a una temperatura inicial del nitrógeno de 70 °C, en donde esta temperatura se elevó a un valor de 100 °C a 10 K/h. Posteriormente, el catalizador se calcinó pasando una mezcla gaseosa de aire y nitrógeno a través del lecho de catalizador a un caudal de 0.58 kg/s. La temperatura de dicha mezcla se elevó adicionalmente de manera continua a 10 K/h desde su valor inicial de 100 °C hasta un valor final de 450 °C y luego se mantuvo esencialmente constante a un valor de 450 °C durante 6 horas. Al comienzo de la calcinación, la mezcla de gases pasada al reactor tenía un contenido de oxígeno del 4% en volumen. Una vez alcanzados los 450 °C, dicho contenido de oxígeno se ajustó a un valor de 21% en volumen. Después de la calcinación a 450 °C, el reactor se enfrió a una temperatura de aproximadamente 30 °C. Then, nitrogen was passed through the catalyst bed for about 60 hours at an initial nitrogen temperature of 70 ° C, where this temperature was raised to a value of 100 ° C at 10 K / h. Subsequently, the catalyst was calcined by passing a gaseous mixture of air and nitrogen through the catalyst bed at a flow rate of 0.58 kg / s. The temperature of said mixture was further continuously raised to 10 K / h from its value initial 100 ° C to a final value of 450 ° C and then held essentially constant at 450 ° C for 6 hours. At the beginning of the calcination, the gas mixture passed to the reactor had an oxygen content of 4% by volume. Once 450 ° C was reached, said oxygen content was adjusted to a value of 21% by volume. After calcination at 450 ° C, the reactor was cooled to a temperature of about 30 ° C.
EpoxidaciónEpoxidation
Se reanudó el funcionamiento continuo según el Ejemplo de referencia 2 y se llevó a cabo durante aproximadamente 1000 h.Continuous operation was resumed according to Reference Example 2 and was carried out for about 1000 h.
Ejemplo comparativo 2: Regeneración del catalizador ZnTiMWW que incluye una etapa de lavado Comparative Example 2: Regeneration of the ZnTiMWW catalyst including a washing step
EpoxidaciónEpoxidation
La regeneración del catalizador de ZnTiMWW se realizó basándose en la configuración de la reacción de epoxidación como se describe en el Ejemplo de referencia 2 anterior. El reactor principal se cargó con el catalizador ZnTiMWW según el Ejemplo de referencia 1. La reacción de epoxidación se operó continuamente durante aproximadamente 2200 horas hasta la "temperatura de reacción de epoxidación", definida como la temperatura del medio de transferencia de calor a la entrada de la camisa del reactor principal cuyo valor de partida al inicio de la reacción de epoxidación era de 30 °C, hubo alcanzado un valor de 50 °C. En ese momento, la reacción de epoxidación se detuvo deteniendo el flujo de peróxido de hidrógeno; se continuaron los flujos de acetonitrilo y propeno hasta que se completó la epoxidación en los tubos. Luego, el reactor se purgó para liberarse de H2O2 , propileno y óxido de propileno pasando una mezcla de acetonitrilo y agua a través del reactor (80% en peso de acetonitrilo, 20% en peso de agua) en donde la temperatura de esta mezcla era de 50 °C, seguido del drenado de la mayor parte de la mezcla de acetonitrilo y agua del reactor. Regeneration of the ZnTiMWW catalyst was performed based on the epoxidation reaction setup as described in Reference Example 2 above. The main reactor was charged with the ZnTiMWW catalyst according to Reference Example 1. The epoxidation reaction was operated continuously for approximately 2200 hours up to the "epoxidation reaction temperature", defined as the temperature of the heat transfer medium at the inlet. of the jacket of the main reactor whose starting value at the beginning of the epoxidation reaction was 30 ° C, had reached a value of 50 ° C. At that time, the epoxidation reaction was stopped by stopping the flow of hydrogen peroxide; Acetonitrile and propene flows were continued until epoxidation in the tubes was complete. The reactor was then purged to free H 2 O 2 , propylene, and propylene oxide by passing a mixture of acetonitrile and water through the reactor (80% by weight acetonitrile, 20% by weight water) where the temperature of this mixture was 50 ° C, followed by draining most of the acetonitrile and water mixture from the reactor.
Las cantidades residuales de acetonitrilo y agua se retiraron del reactor pasando nitrógeno a través del lecho de catalizador a una temperatura del nitrógeno de 70 °C.The residual amounts of acetonitrile and water were removed from the reactor by passing nitrogen through the catalyst bed at a nitrogen temperature of 70 ° C.
Etapa de lavadoWashing stage
Posteriormente, los tubos de reacción se llenaron desde abajo con agua a una temperatura de 70 °C, y luego se pasó agua a una temperatura de 70 °C desde la parte superior hacia abajo a través de los tubos durante aproximadamente 6 h. El lavado con agua se detuvo una vez que la conductividad del agua que fluía estaba por debajo de 200 microSiemens. A continuación, se drenó el agua del reactor.Subsequently, the reaction tubes were filled from the bottom with water at a temperature of 70 ° C, and then water at a temperature of 70 ° C was passed from the top down through the tubes for about 6 h. The water wash was stopped once the conductivity of the flowing water was below 200 microSiemens. The water was then drained from the reactor.
Etapa de calcinaciónCalcination stage
Luego, se pasó nitrógeno a través del lecho de catalizador durante aproximadamente 60 horas a una temperatura inicial del nitrógeno de 70 °C, en donde esta temperatura se elevó a un valor de 100 °C a 10 K/h. Posteriormente, el catalizador se calcinó pasando una mezcla gaseosa de aire y nitrógeno a través del lecho de catalizador a un caudal de 0.58 kg/s. La temperatura de dicha mezcla se elevó adicionalmente de manera continua a 10 K/h desde su valor inicial de 100 °C hasta un valor final de 450 °C y luego se mantuvo esencialmente constante a un valor de 450 °C durante 6 horas. Al comienzo de la calcinación, la mezcla de gases pasada al reactor tenía un contenido de oxígeno del 4% en volumen. Una vez alcanzados los 450 °C, dicho contenido de oxígeno se ajustó a un valor de 21% en volumen. Después de la calcinación a 450 °C, el reactor se enfrió a una temperatura de aproximadamente 30 °C. Then, nitrogen was passed through the catalyst bed for about 60 hours at an initial nitrogen temperature of 70 ° C, where this temperature was raised to a value of 100 ° C at 10 K / h. Subsequently, the catalyst was calcined by passing a gaseous mixture of air and nitrogen through the catalyst bed at a flow rate of 0.58 kg / s. The temperature of said mixture was further raised continuously at 10 K / h from its initial value of 100 ° C to a final value of 450 ° C and then was kept essentially constant at a value of 450 ° C for 6 hours. At the beginning of the calcination, the gas mixture passed to the reactor had an oxygen content of 4% by volume. Once 450 ° C was reached, said oxygen content was adjusted to a value of 21% by volume. After calcination at 450 ° C, the reactor was cooled to a temperature of about 30 ° C.
EpoxidaciónEpoxidation
Se reanudó el funcionamiento continuo según el Ejemplo de referencia 2 y se llevó a cabo durante aproximadamente 1000 h.Continuous operation was resumed according to Reference Example 2 and was carried out for about 1000 h.
Resultados de los ejemplos 2.1 y 2.2 y del ejemplo comparativo 2Results of Examples 2.1 and 2.2 and Comparative Example 2
Los resultados de los ejemplos 2.1 y 2.2 y el ejemplo comparativo 2 se discuten más adelante y se muestran en la Tabla 2 a continuación. La temperatura de entrada del medio de transferencia de calor de la unidad de epoxidación A tanto en los Ejemplos 2.1 y 2.2 como en el Ejemplo Comparativo 2 se ajustó durante la operación continua según el Ejemplo de Referencia 2 para mantener la conversión de peróxido de hidrógeno esencialmente constante en aproximadamente 96%. La selectividad S de la reacción de epoxidación basada en peróxido de hidrógeno como se proporciona en la Tabla 2 se define como (n(PO)/n(H2O2)) x 100 donde n(PO) es la cantidad molar de óxido de propileno detectado directamente en dirección descendente de la unidad B y n(H2O2) es la cantidad molar de peróxido de hidrógeno convertido en la reacción de epoxidación.The results of Examples 2.1 and 2.2 and Comparative Example 2 are discussed below and shown in Table 2 below. The inlet temperature of the heat transfer medium from epoxidation unit A in both Examples 2.1 and 2.2 and Comparative Example 2 was adjusted during continuous operation according to Reference Example 2 to maintain the hydrogen peroxide conversion essentially constant at about 96%. The selectivity S of the hydrogen peroxide based epoxidation reaction as given in Table 2 is defined as (n (PO) / n (H 2 O 2 )) x 100 where n (PO) is the molar amount of oxide of propylene detected directly downstream of unit B and n (H 2 O 2 ) is the molar amount of hydrogen peroxide converted in the epoxidation reaction.
Tabla 2Table 2
Como se muestra claramente en la Tabla 2, un procedimiento según la invención en donde una etapa de lavado (ejemplo 2.2) y dos etapas de lavado (ejemplo 2.1) se llevan a cabo sin una etapa de calcinación posterior conduce a una mejora leve, aunque no obstante existente, en la selectividad (1000 horas después de la calcinación) en comparación con un procedimiento común (ejemplo comparativo 2) según el cual se lleva a cabo una calcinación directamente después de la (única) etapa de lavado. Este notable resultado se consigue, aunque el tiempo total de epoxidación hasta la etapa de calcinación es mayor (más 300 horas con respecto al ejemplo 2.2) o incluso significativamente mayor (más 1700 horas con respecto al ejemplo 2.1). Por tanto, se muestra de manera convincente que el concepto inventivo de una regeneración parcial según la etapa (i) que evita una etapa de calcinación después de cada etapa de lavado y, por lo tanto, representa un procedimiento significativamente menos complejo, conduce inesperadamente a resultados incluso mejorados con respecto al parámetro más importante de un procedimiento, en particular a escala industrial, es decir la selectividad con respecto al producto valioso.As clearly shown in Table 2, a process according to the invention where one washing step (example 2.2) and two washing steps (example 2.1) are carried out without a subsequent calcination step leads to a slight improvement, although however existing, in the selectivity (1000 hours after calcination) compared to a common procedure (comparative example 2) according to which a calcination is carried out directly after the (only) washing step. This remarkable result is achieved, although the total epoxidation time up to the calcination stage is longer (more than 300 hours compared to example 2.2) or even significantly longer (more than 1700 hours compared to example 2.1). Therefore, it is convincingly shown that the inventive concept of a partial regeneration according to step (i) which avoids a calcination step after each washing step and therefore represents a significantly less complex procedure, unexpectedly leads to even improved results with respect to the most important parameter of a process, in particular on an industrial scale, that is the selectivity with respect to the valuable product.
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