ES2880326T3 - Métodos para fabricar hidrocarburo aromático, paraxileno y ácido tereftálico - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para producir compuestos aromáticos de benceno, tolueno y xileno (BTX), que comprende una etapa de poner en contacto una materia prima que contiene oxígeno con un catalizador de aromatización, en condiciones de reacción de aromatización, para producir compuestos aromáticos, en el que la materia prima que contiene oxígeno tiene la fórmula estructural (I): **(Ver fórmula)** en la fórmula (I), R1 se selecciona del grupo que consiste en alquilo lineal o ramificado C1-8 opcionalmente sustituido, R2 se selecciona del grupo que consiste en hidrógeno y alquilo lineal o ramificado C1-10 opcionalmente sustituido, n es un número entero positivo de 1 a 6 en el que la frase opcionalmente sustituido denota que está opcionalmente sustituido con uno o más sustituyentes seleccionados del grupo que consiste en alquilo lineal o ramificado C1-6 opcionalmente sustituido con uno o más carboxilo o hidroxilo, alquenilo lineal o ramificado C2-6 opcionalmente sustituido con uno o más carboxilo o hidroxilo, alquinilo lineal o ramificado C2-6 opcionalmente sustituido con uno o más carboxilo o hidroxilo, cicloalquilo C3-10 opcionalmente sustituido con uno o más carboxilo o hidroxilo, arilo C6- 10 opcionalmente sustituido con uno o más carboxilo o hidroxilo, carboxilo e hidroxilo, en el que el catalizador de aromatización es uno o más seleccionados del grupo que consiste en tamiz molecular, superácido sólido y óxido metálico compuesto, en el que el tamiz molecular es tamiz molecular de tipo ZSM que es tamiz molecular M/ZSM-5, en el que M se selecciona del grupo que consiste en Zn, Ga, Sn o una combinación de los mismos, y en el que el óxido metálico compuesto es un óxido compuesto de óxido C de un elemento metálico del grupo IVB de la tabla periódica de elementos y uno o más óxidos D seleccionados del grupo que consiste en óxido de un elemento metálico del grupo IIIA, óxido de un elemento metálico del grupo VII, óxido de un elemento metálico del grupo VIB y elemento metálico lantánido de la tabla periódica de elementos.
Description
DESCRIPCIÓN
Métodos para fabricar hidrocarburo aromático, paraxileno y ácido tereftálico
Campo técnico
La presente invención se refiere a un procedimiento para producir compuestos aromáticos, en particular a un procedimiento para producir compuestos aromáticos de BTX con un alto rendimiento de carbono. La presente invención se refiere además a un procedimiento para producir p-xileno y ácido tereftálico basándose en el procedimiento para producir compuestos aromáticos.
Antecedentes
Los compuestos aromáticos son materias primas fundamentales importantes para la industria petroquímica, que se usan ampliamente en los campos de poliéster, fibra química, caucho y similar. Benceno, tolueno, y xileno son los tres compuestos aromáticos más ampliamente usado, que se generalizan como compuestos aromáticos ligeros o compuestos aromáticos de BTX. Actualmente, la producción mundial de compuestos aromáticos depende principalmente de recursos fósiles no renovables, mientras que el coste de producción de compuestos aromáticos aumenta cada vez más debido a la reserva limitada y la no renovabilidad de los recursos fósiles. Además, la creciente explotación y utilización de los recursos fósiles da como resultado una emisión abundante de gases de efecto invernadero, lo que conduce a problemas ambientales cada vez más graves. Por tanto, es importante desarrollar la técnica de producción de compuestos aromáticos (especialmente compuestos aromáticos de BTX) a partir de recursos renovables.
Como recursos renovables, la producción de compuestos aromáticos usando un material de biomasa como materia prima es uno de los proyectos técnicos más interesantes en la actualidad. Hay informes sobre la conversión de material de biomasa en compuestos aromáticos, y también informes sobre compuestos de plataforma útiles de los mismos (véase, por ejemplo, Katherine Bourzac, From biomass to chemicals in one step, MIT Technology Review, 29-03-2010; los documentos CN104230615A; US20090227823 y US20110257416A1).
Sin embargo, el defecto general de la técnica anterior es una disponibilidad de carbono relativamente baja durante la conversión de material de biomasa a compuestos aromáticos, lo que demuestra una escasa eficiencia de utilización de la biomasa, lo que da como resultado un rendimiento relativamente bajo de carbono para los compuestos aromáticos (especialmente compuestos aromáticos de BTX). El documento JP 2010202548 describe un aparato para producir ácido levulínico a partir de biomasa en el que la biomasa, el catalizador de ácido y el agua se hacen reaccionar en un reactor con calentamiento.
Sumario de la invención
Con respecto a la situación presentada anteriormente, los inventores de la presente invención consideran deseable desarrollar un procedimiento para producir compuestos aromáticos, que muestre una eficiencia de utilización de biomasa mejorada y logre, por tanto, un rendimiento mejorado de carbono para compuestos aromáticos (en particular, rendimiento mejorado de carbono para compuestos aromáticos de BTX) cuando se usa, por ejemplo, durante la conversión de material de biomasa a compuestos aromáticos.
Los inventores de la presente invención han descubierto mediante un estudio riguroso que los problemas presentes en la técnica anterior pueden resolverse usando un compuesto que contiene oxígeno específico como compuesto de plataforma en un procedimiento para producir compuestos aromáticos usando material de biomasa como materia prima, y así han logrado la presente invención.
Específicamente, la presente invención implica los siguientes aspectos de contenido.
1. Un procedimiento para producir compuestos aromáticos de BTX, tal como se define en las reivindicaciones.
Efecto técnico
Según una realización, el procedimiento para producir compuestos aromáticos según la presente invención puede, por ejemplo, durante el procedimiento de conversión de biomasa a compuestos aromáticos, aumentar la disponibilidad de carbono, reducir la proporción de carbono en el material de biomasa convertido en carbono gaseoso y deposición de carbono, aumentar el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos (en particular, el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX) y finalmente aumentar la selectividad para compuestos aromáticos de BTX. Por ejemplo, el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX puede ser de hasta el 93% o más, con un mínimo del 30% o más, y la selectividad para compuestos aromáticos de BTX puede ser de hasta el 95% o más, usando el procedimiento para producir compuestos aromáticos según la presente invención.
Realizaciones
Las realizaciones de la presente invención se ilustran a continuación.
A menos que se defina lo contrario, los términos científicos y técnicos usados en la memoria descriptiva tienen los mismos significados que los conocidos convencionalmente por los expertos en la técnica. En caso de que se produzca algún conflicto, incluyendo cualquier definición, los expertos deben comprender en referencia a la presente memoria descriptiva.
Además, los diversos intervalos citados en la memoria descriptiva comprenden cada uno los extremos de los mismos, a menos que se especifique lo contrario. Además, cuando se divulga un intervalo, uno o más intervalos preferibles, o una pluralidad de valores límite superiores preferibles y valores límite inferiores preferibles para una cantidad, una concentración o cualquier otro valor o parámetro, debe considerarse que divulgan todos los intervalos formados con pares arbitrarios de cualquier límite superior o valores preferibles de los intervalos con cualquier límite inferior o valores preferibles de los intervalos, independientemente de que si estos pares de valores se divulgan uno por uno o no. En el contexto de la memoria descriptiva, a menos que se defina lo contrario específicamente o el significado proporcionado exceda los entendimientos convencionales de los expertos, entonces cualquier hidrocarburo o cualquier grupo derivado de un hidrocarburo que tenga 3 o más átomos de carbono (por ejemplo, propilo, propoxilo, butilo, butano, butileno, butenilo, hexano) debe entenderse que significa lo mismo con o sin modificación por un prefijo de “n-” . Por ejemplo, generalmente se entiende que el término propilo representa n-propilo, mientras que butilo se entiende generalmente que representa n-butilo.
En el contexto de la memoria descriptiva, a menos que se defina específicamente lo contrario, conversión, rendimiento y selectividad denotan respectivamente una conversión de un solo paso, un rendimiento de un solo paso y una selectividad de un solo paso.
En el contexto de la memoria descriptiva, la frase “opcionalmente sustituido” denota que está opcionalmente sustituido con uno o más (por ejemplo, 1-3, 1-2 ó 1) sustituyentes seleccionados del grupo que consiste en alquilo lineal o ramificado C i-6 opcionalmente sustituido con uno o más carboxilo o hidroxilo, alquenilo lineal o ramificado C2-6 opcionalmente sustituido con uno o más carboxilo o hidroxilo, alquinilo lineal o ramificado C2-6 opcionalmente sustituido con uno o más carboxilo o hidroxilo, cicloalquilo C-3-10 opcionalmente sustituido con uno o más carboxilo o hidroxilo, arilo C-6-10 opcionalmente sustituido con uno o más carboxilo o hidroxilo, carboxilo e hidroxilo.
En el contexto de la memoria descriptiva, el término “halógeno” indica flúor, cloro, bromo y yodo.
En el contexto de la memoria descriptiva, sin indicación específica, todos los porcentajes, partes y razones se calculan en peso, a menos que el cálculo en peso no se ajuste al entendimiento convencional de los expertos en la técnica. Una realización según la presente invención proporciona un procedimiento para producir compuestos aromáticos, que comprende una etapa de poner en contacto una materia prima que contiene oxígeno con un catalizador de aromatización para producir compuestos aromáticos, en condiciones de reacción de aromatización (a veces denominada etapa de contacto a continuación en el presente documento).
Según una realización de la presente invención, la materia prima que contiene oxígeno tiene la fórmula estructural (I).
Según una realización de la presente invención, en la fórmula (I), R1 se selecciona del grupo que consiste en alquilo lineal o ramificado C1-8 opcionalmente sustituido y alquenilo lineal o ramificado C2-8 opcionalmente sustituido, preferiblemente alquilo lineal o ramificado C1-4 opcionalmente sustituido, más preferiblemente metilo.
Según una realización de la presente invención, en la fórmula (I), R2 se selecciona del grupo que consiste en hidrógeno y alquilo lineal o ramificado C1-10 opcionalmente sustituido, preferiblemente seleccionado del grupo que consiste en hidrógeno y alquilo lineal o ramificado C1-5 opcionalmente sustituido, más preferiblemente hidrógeno.
Según una realización de la presente invención, en la fórmula (I), n es un número entero positivo de 1 a 6, preferiblemente un número entero positivo de 1 a 4, más preferiblemente 2.
Según una realización de la presente invención, la materia prima que contiene oxígeno es ácido levulínico.
Según una realización de la presente invención, en la reacción de aromatización, la temperatura de reacción es generalmente de 100 a 1000°C, en particular de 300 a 800°C, preferiblemente de 300 a 650°C.
Según una realización de la presente invención, en la reacción de aromatización, la presión de reacción es generalmente de 0,1 a 20,0 MPa (presión manométrica), en particular de 0,1 a 10,0 MPa (presión manométrica), preferiblemente de 0,5 a 6,0 MPa (presión manométrica).
Según una realización de la presente invención, en la reacción de aromatización, la presión de hidrógeno es de 0,1 a 5 MPa, preferiblemente de 0,5 a 4 MPa (presión manométrica).
Según una realización de la presente invención, en la reacción de aromatización, la WHSV de la materia prima que contiene oxígeno es generalmente de 0,1 a 20 horas-1, en particular de 0,3 a 10 horas-1, preferiblemente de 0,5 a 5 horas-1.
Según una realización de la presente invención, la materia prima que contiene oxígeno se deriva de un material de biomasa. Los ejemplos del material de biomasa pueden comprender los usados convencionalmente para producir compuestos aromáticos en la técnica, específicamente, por ejemplo, xilitol, glucosa, celobiosa, celulosa, hemicelulosa y lignina. Estos materiales de biomasa pueden usarse solos o pueden usarse como una combinación de dos o más de los mismos.
Según otra realización de la presente invención, los lodos de fabricación de papel, papel de desecho, bagazo, glucosa, madera, mazorca de maíz, rastrojo de maíz y rastrojo de paja, pueden proporcionarse específicamente como ejemplos adicionales del material de biomasa. Estos materiales de biomasa pueden usarse solos o pueden usarse como una combinación de dos o más de los mismos. En este caso, en el material de biomasa, el contenido de celulosa es generalmente del 30-99%, el contenido de hemicelulosa es generalmente del 0-50% y el contenido de lignina es generalmente 0 o del 1-40%, en porcentaje en peso.
Según una realización de la presente invención, el método para derivar la materia prima que contiene oxígeno usando un material de biomasa como materia prima no está restringido específicamente, aunque pueden usarse los conocidos convencionalmente en la técnica. Por ejemplo, el método de derivación puede comprender, por ejemplo, una etapa convertir catalíticamente el material de biomasa (por ejemplo, desoxidación por hidrólisis, hidrólisis catalítica de ácido inorgánico, hidrólisis catalítica de ácido orgánico, hidrólisis catalítica de ácido sólido, hidrólisis catalítica de tamiz molecular, hidrólisis supercrítica, oxidación parcial catalítica o catálisis con cloruro metálico) para producir la materia prima que contiene oxígeno (en particular ácido levulínico) (véase, por ejemplo, Direct conversión of cellulose to levulinic acid and gamma-valerolactone using solid catalysts, Catal. Sci. Technol., 2013, 3, 927-931; Production of levulinic acid and gamma-valerolactone (GVL) from cellulose Using GVL as a solvent in biphasic systems, Energy Environ. Sci., 2012, 5, 8199-8203; Effective Production of Levulinic Acid from Biomass through Pretreatment Using Phosphoric Acid, Hydrochloric Acid, or Ionic Liquid, Ing. Eng. Chem. Res., 2014, 53 (29), págs. 11611-11621).
Según una realización de la presente invención, el catalizador de aromatización es uno o más seleccionados de tamiz molecular, superácido sólido y óxido metálico compuesto. Estos catalizadores de aromatización pueden usarse solos o pueden usarse como una combinación de dos o más de los mismos.
Según una realización de la presente invención, para lograr mejores efectos técnicos mediante la presente invención, los ejemplos del catalizador de aromatización pueden comprender preferiblemente un tamiz molecular.
Según una realización de la presente invención, el tamiz molecular es un tamiz molecular de tipo ZSM, que es M/ZSM-5. Estos tamices moleculares pueden usarse solos o pueden usarse como una combinación de dos o más de los mismos. Estos tamices moleculares pueden usarse directamente como un producto disponible comercialmente o pueden producirse según un método conocido de la técnica anterior.
Según una realización de la presente invención, el tamiz molecular se usa en forma de una composición de tamiz molecular A, que comprende: a1) de 20 a 80 partes en peso del tamiz molecular, b1) de 20 a 80 partes en peso de un aglutinante y c1) de 0 a 10 partes en peso de un agente auxiliar. En particular, la composición de tamiz molecular A comprende: a1) de 30 a 70 partes en peso del tamiz molecular, b1) de 30 a 70 partes en peso de un aglutinante y c1) de 0,01 a 10 partes en peso (o de 0,01 a 6 partes en peso) de un agente auxiliar.
Según otra realización de la presente invención, el tamiz molecular se usa en forma de una composición de tamiz molecular B, que comprende: a2) de 90 a 99,99 partes en peso del tamiz molecular y c2) de 0,01 a 10 partes en peso de un agente auxiliar. En particular, la composición de tamiz molecular B comprende: a2) de 95 a 99,99 partes en peso del tamiz molecular y c2) de 0,01 a 5 partes en peso de un agente auxiliar.
Según una realización de la presente invención, estas composiciones de tamiz molecular pueden usarse directamente como un producto disponible comercialmente o pueden producirse según un método conocido de la técnica anterior. Específicamente, como método para producir la composición de tamiz molecular, puede mencionarse el siguiente método, por ejemplo: mezclar y amasar tamiz molecular, aglutinante y, si es necesario, adyuvante de extrusión, agente de expansión de poros y agua para proporcionar una mezcla, extrudir y conformar, seguido de secar a una temperatura de 100-200°C durante 1-24 h, y calcinar a una temperatura de 400-700°C durante 1-10 h. Los ejemplos del adyuvante de extrusión pueden comprender los usados convencionalmente en la técnica, tales como polvo de Sesbania,
polietilenglicol o carboximetilcelulosa de sodio; mientras que los ejemplos del agente de expansión de poros pueden comprender los usados convencionalmente en la técnica, tales como ácido cítrico, ácido oxálico o ácido etilendiaminotetraacético y similares. En general, el adyuvante de extrusión y el agente de expansión de poros se añaden en una cantidad total no superior al 10% en peso del peso total de la mezcla. Según sea necesario, también puede añadirse ácido durante la conformación. Ejemplos del ácido pueden comprender ácido inorgánico, ácido acético o una disolución acuosa de los mismos, en particular una disolución acuosa de ácido nítrico, ácido sulfúrico o ácido fosfórico. En general, la disolución acuosa de ácido se añade en una cantidad del 50-90% en peso del peso total de la mezcla.
Según una realización de la presente invención, el agente auxiliar puede incorporarse durante la producción de la composición de tamiz molecular o después de la producción de la composición de tamiz molecular; o alternativamente puede incorporarse en primer lugar en el tamiz molecular seguido de la producción de la composición de tamiz molecular usando el tamiz molecular así obtenido, sin restricción específica al mismo. Ejemplos de un método para incorporar el agente auxiliar pueden comprender aquellos métodos usados convencionalmente en la técnica, en particular el método de intercambio iónico o el método de inmersión. En los métodos, el agente auxiliar se usa generalmente en forma de precursor. Por consiguiente, los ejemplos del precursor del agente auxiliar metálico pueden comprender sal de nitrato, sulfato, acetato o cloruro del metal; los ejemplos del precursor del agente auxiliar de boro pueden comprender ácido bórico o bórax; mientras que los ejemplos del precursor del agente auxiliar de fósforo pueden comprender fosfato de diamonio.
Según una realización de la presente invención, los ejemplos del aglutinante pueden comprender aquellos aglutinantes usados convencionalmente en la técnica para producir una composición de tamiz molecular, más específicamente, por ejemplo, sol de sílice, pseudoboehmita, alúmina, arcilla tratada con ácido, caolín, montmorillonita y bentonita, en particular alúmina (en particular y-alúmina), pseudoboehmita y montmorillonita. Estos aglutinantes pueden usarse solos o pueden usarse como una combinación de dos o más de los mismos.
Según una realización de la presente invención, los ejemplos del agente auxiliar pueden comprender Na, Ca, K, Be, Mg, Ba, V, Nb, Cr, Mo, W, Mn, Re, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ru, Pd, Pt, Ag, B, Al, Sn, P, Sb, La y Ce, en particular Ca, K, Mg, Cr, Mo, Fe, Ni, Cu, Zn, Ga, Ru, Pd, Pt, Ag, B, Sn, P, La y Ce. Estos agentes auxiliares pueden usarse solos o pueden usarse como una combinación de dos o más de los mismos. El agente auxiliar es preferiblemente Zn, Ga, Sn o una combinación de los mismos.
Según la presente invención, el tamiz molecular es M/ZSM-5, en el que M se selecciona del grupo que consiste en Zn, Ga, Sn o una combinación de los mismos. El tamiz molecular o una composición de tamiz molecular que comprende el tamiz molecular es especialmente útil como catalizador de aromatización. Los tamices moleculares pueden usarse directamente como un producto disponible comercialmente o pueden producirse según un método conocido en la técnica anterior.
Según una realización de la presente invención, los ejemplos del superácido sólido pueden comprender los usados convencionalmente como catalizador de ácido sólido, más específicamente, por ejemplo, superácido sólido soportado con ácido de Lewis, superácido sólido como material compuesto de sal de metal inorgánico/ácido de Lewis y superácido sólido como óxido metálico sulfatado. Estos superácidos sólidos pueden usarse solos o pueden usarse como una combinación de dos o más de los mismos. Estos superácidos sólidos pueden usarse directamente como un producto disponible comercialmente o pueden producirse según un método conocido de la técnica anterior.
Según una realización de la presente invención, el superácido sólido soportado con ácido de Lewis comprende un soporte y un ácido de Lewis sobre el soporte. Los ejemplos del soporte pueden comprender óxido sólido de un elemento del grupo IIIA y óxido sólido de un elemento del grupo IVA de la tabla periódica de elementos, en particular SiO2, B2O3 y AhOa. Estos soportes pueden usarse solos o pueden usarse como una combinación de dos o más de los mismos. Los ejemplos de ácido de Lewis pueden comprender haluro de un elemento del grupo VB, haluro de un elemento del grupo IIIA y haluro de un elemento del grupo VA de la tabla periódica de elementos, en particular haluro de un elemento del grupo VB y haluro de un elemento del grupo VA de la tabla periódica de elementos, más particularmente PF3, AsF3, SbF3, BiF3, SbFs, TaF3, VFay NbF3. En este caso, el fluoruro se usa preferiblemente como haluro. Estos ácidos de Lewis pueden usarse solos o pueden usarse como una combinación de dos o más de los mismos. Más específicamente, los ejemplos del superácido sólido soportado con ácido de Lewis pueden comprender SbF5/SiO2-AhO3, PF3/Al2O3-B2O3, AsF3/Al2O3-B2O3, SbF3/Al2O3-B2O3, BiF3/Al2O3-B2O3, TaF3/Al2O3-B2O3, VF3/AhO3-B2O3 y NbF3/Al2O3-B2O3. Estos superácidos sólidos soportados con ácido de Lewis pueden usarse solos o pueden usarse como una combinación de dos o más de los mismos.
Según una realización de la presente invención, en el superácido sólido soportado con ácido de Lewis, el ácido de Lewis está soportado en una cantidad del 1 al 30% en peso, preferiblemente del 1 al 15% en peso, en relación con el peso del soporte.
Según una realización de la presente invención, el superácido sólido como material compuesto de sal de metal inorgánico/ácido de Lewis es un material compuesto que consiste en una sal de metal inorgánico y un ácido de Lewis. Los ejemplos de la sal de metal inorgánico pueden comprender sal de ácido inorgánico de un elemento metálico del
grupo IB, sal de ácido inorgánico de un elemento metálico del grupo IIB, sal de ácido inorgánico de un elemento metálico del grupo VII y sal de ácido inorgánico de un elemento metálico del grupo VIII de la tabla periódica de elementos. En este caso, los ejemplos de la sal de ácido inorgánico pueden comprender particularmente sal de ácido haloide, especialmente clorhidrato. Estas sales de metales inorgánicos pueden usarse solas o pueden usarse como una combinación de dos o más de las mismas. Ejemplos del ácido de Lewis pueden comprender haluro de un elemento del grupo VB, haluro de un elemento del grupo IIIA y haluro de un elemento del grupo VA de la tabla periódica de elementos, en particular haluro de un elemento del grupo IIIA de la tabla periódica de elementos. En este caso, el cloruro se usa preferiblemente como haluro. Estos ácidos de Lewis pueden usarse solos o pueden usarse como una combinación de dos o más de los mismos. El superácido sólido como material compuesto de sal de metal inorgánico/ácido de Lewis es preferiblemente AlCh-CuCh. Estos superácidos sólidos como material compuesto de sal de metal inorgánico/ácido de Lewis pueden usarse solos o pueden usarse como una combinación de dos o más de los mismos.
Según una realización de la presente invención, en el superácido sólido como material compuesto de sal de metal inorgánico/ácido de Lewis, la razón en peso entre la sal de metal inorgánico y el ácido de Lewis es 1-30:100, preferiblemente 1-15:100.
Según una realización de la presente invención, en el superácido sólido como óxido metálico sulfatado, los ejemplos del óxido metálico pueden comprender óxido de un elemento metálico del grupo IVB de la tabla periódica de elementos (denominado óxido A a continuación en el presente documento), u óxido obtenido modificando el óxido A con un elemento modificador que comprende un elemento metálico del grupo IIIA, un elemento metálico del grupo VIIB, un elemento metálico noble del grupo VIII, un elemento metálico base del grupo VIII, un elemento metálico del grupo VIB o un elemento metálico lantánido de la tabla periódica de elementos (denominado óxido B a continuación en el presente documento). Estos óxidos metálicos pueden usarse solos o pueden usarse como una combinación de dos o más de los mismos. Estos elementos modificadores pueden usarse solos o pueden usarse como una combinación de dos o más de los mismos. Los ejemplos del óxido A pueden comprender ZrO2, TiO2 o una combinación de los mismos. Los ejemplos del elemento modificador pueden comprender Fe, Pt, Re, Al, W, Cr, Mo, Mn o una combinación de los mismos. En el óxido B, el elemento metálico del grupo IIIA de la tabla periódica de elementos está generalmente presente en forma de óxido, el elemento metálico del grupo VIIB generalmente está presente en forma de óxido, el elemento de metal noble del grupo VIII generalmente está presente en forma de una sustancia elemental metálica, el elemento metálico de base del grupo VIII generalmente está presente en forma de óxido, el elemento de metal del grupo VIB generalmente está presente en forma de óxido y el elemento metálico lantánido generalmente está presente en forma de óxido. Los ejemplos del superácido sólido como óxido metálico sulfatado pueden comprender particularmente SO42/ZrO2, S2Os2VZrO2, SO42VT¡O2, SO42VZrO2-FeaO4, Pt/SO42'/T¡O2, SO42'/T¡O2-ZrO2, SO42VTiO2-AhOa, SO42VTiO2-WO3, SO42YZrO2-Fe2O3-Cr2O3, SO42YZrO2-WO3, SO42YTiO2-MoO3 y SO42VZrO2-Fe2O3-MnO2. Los superácidos sólidos mencionados anteriormente como óxido metálico sulfatado pueden usarse solos o pueden usarse como una combinación de dos o más de los mismos.
Según una realización de la presente invención, en el óxido B, la razón en peso del elemento modificador en forma de óxido (calculada como óxido) con respecto al óxido A es generalmente de 0,1-25:100, preferiblemente de 0,5-10:100, y la razón en peso del elemento modificador en forma de sustancia elemental metálica (calculada como metal) con respecto al óxido A es generalmente de 0,1-15:100, preferiblemente de 0,3-6:100.
Según una realización de la presente invención, en el superácido sólido como óxido metálico sulfatado, el óxido metálico generalmente tiene una tasa de sulfatación del 0,5-25% en peso, preferiblemente del 1-8% en peso.
Según una realización de la presente invención, el método de producción del superácido sólido como óxido metálico sulfatado no está restringido específicamente, para lo cual pueden usarse los convencionalmente conocidos en la técnica, específicamente, por ejemplo, el método de precipitación-inmersión (véase, por ejemplo, el documento “Progress in SO42-/MxOy solid superacid catalysts, Applied Chemical Industry, 2014, vol. 43, 1879-1883”).
Según una realización de la presente invención, el óxido metálico compuesto es un óxido compuesto de óxido de un elemento metálico del grupo IVB de la tabla periódica de elementos con otro óxido (denominado óxido D a continuación en el presente documento). Los ejemplos del óxido C pueden comprender ZrO2, TO 2 o una combinación de los mismos, en particular ZrO2. Los ejemplos del óxido D comprenden óxido de un elemento metálico del grupo IIIA, óxido de un elemento metálico del grupo VII, óxido de un elemento metálico del grupo VIB, de la tabla periódica de elementos y óxido de un elemento metálico lantánido, más específicamente B2O3, AhO3, MnO2, C 2O3, CrO3, MoO3, WO3, La2O3 y CeO2, en particular MnO2, MoO3, WO3, La2O3 y CeO2. Estos óxidos D pueden usarse solos o pueden usarse como una combinación de dos o más de los mismos. Los ejemplos del óxido metálico compuesto pueden comprender un óxido compuesto de ZrO2 con uno o más óxidos D seleccionados del grupo que consiste en MnO2, Mo2O3, WO3, La2O3 y CeO2.
Según una realización de la presente invención, en el óxido metálico compuesto, la razón de óxido C con respecto a óxido D es generalmente de 60-99,9:0,1-40, preferiblemente de 60-99:1-40, calculada en partes en peso.
Según una realización de la presente invención, el óxido metálico compuesto puede usarse directamente como un
producto disponible comercialmente o puede producirse según un método conocido de la técnica anterior. Los ejemplos del método para producir el óxido metálico compuesto pueden comprender el método de inmersión o el método de precipitación. Más específicamente, por ejemplo, un método de inmersión comprende sumergir tungsteno, molibdeno, cerio, lantano o manganeso como solución salina en zirconia, desechar el líquido sobrante después de 12 a 48 horas de inmersión, secar a una temperatura de 100 a 200°C, evaporar el agua para dejar los componentes activos, seguido de un tratamiento mediante procedimientos de calcinación y activación para proporcionar el óxido metálico compuesto; o alternativamente, un método de precipitación comprende añadir simultáneamente una disolución acuosa de sal metálica de tungsteno, molibdeno, cerio, lantano o manganeso, una disolución acuosa de una sal metálica de circonio y un amoníaco acuoso como precipitante para generar una precipitación sólida, lavar, filtrar y secar la precipitación generada y calcinar a una temperatura de 400 a 600°C para proporcionar el óxido metálico compuesto.
Según una realización de la presente invención, la etapa de contacto puede llevarse a cabo en uno o más reactores. Los ejemplos del reactor pueden comprender un reactor de lecho, en particular un reactor de lecho fijo, un reactor de lecho fluidizado, un reactor de lecho ebullido o una combinación de los mismos. En este punto, el reactor puede funcionar de forma continua o discontinua, sin restricciones específicas.
Según una realización de la presente invención, la etapa de contacto puede llevarse a cabo bajo una atmósfera de gas inerte o una atmósfera de gas reductor. Los ejemplos de atmósfera de gas inerte pueden comprender N2, CO2, He, Ar o una combinación de los mismos. Los ejemplos de atmósfera de gas reductor pueden comprender CO, H2 o una combinación de los mismos.
Según una realización de la presente invención, los compuestos aromáticos se producen como un producto según el procedimiento mencionado anteriormente para producir compuestos aromáticos. En general, en el producto de compuestos aromáticos, el contenido de compuestos aromáticos de BTX es del 60% o más en peso del peso total, en particular, el contenido de benceno es del 5,0-10,0%, el contenido de tolueno es del 30,0-40,0%, el contenido de xileno es del 28,0-40,0%, mientras que el resto son hidrocarburos no aromáticos y compuestos aromáticos pesados. Los compuestos aromáticos pesados denotan compuestos aromáticos C9 y superiores.
Después de producir los compuestos aromáticos como un producto según el procedimiento para producir compuestos aromáticos de la presente invención, p-xileno puede separarse del producto aromático. Por tanto, la presente invención se refiere además a un procedimiento para producir p-xileno, que comprende una etapa de producción de compuestos aromáticos según el procedimiento para producir compuestos aromáticos de la presente invención; y una etapa de separación del p-xileno de los compuestos aromáticos.
Según una realización de la presente invención, el método de separación de p-xileno de los compuestos aromáticos no está restringido específicamente, aunque pueden usarse directamente los conocidos convencionalmente en la técnica.
Según una realización de la presente invención, puede producirse ácido tereftálico usando p-xileno producido según la presente invención introducido anteriormente como materia prima. Por tanto, la presente invención se refiere además a un procedimiento para producir ácido tereftálico, que comprende una etapa de producción de p-xileno según el procedimiento mencionado anteriormente para producir p-xileno de la presente invención; y una etapa de conversión del p-xileno en ácido tereftálico.
Según una realización de la presente invención, el método de conversión de p-xileno en ácido tereftálico no está restringido específicamente, aunque pueden usarse directamente los conocidos convencionalmente en la técnica.
Ejemplos
La presente invención se ilustrará adicionalmente con más detalle usando los ejemplos a continuación, aunque la presente invención no se limita a estos ejemplos.
Con el fin de ilustrar el resultado de la presente invención, en el contexto de la memoria descriptiva, el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX se usan para ilustrar el resultado de las pruebas, en el que el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX es el principal indicador comparativo. El rendimiento de carbono como compuestos aromáticos y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX se calculan según las fórmulas a continuación.
El rendimiento de carbono como compuestos aromáticos (%) = peso de compuestos aromáticos como producto de reacción (g)/peso de carbono de la materia prima que contiene oxígeno como materia prima de reacción * 100%
El rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX (%) = peso de compuestos aromáticos de BTX como producto de reacción (g)/peso de carbono de la materia prima que contiene oxígeno como materia prima de reacción * 100%
U n ejemplo para el cálculo es tal como sigue:
Se usan 100 g de ácido levulínico como materia prima que contiene oxígeno, que comprende 51,7 g de carbono; entonces, si se obtienen 38,8 g de compuestos aromáticos después de la reacción, el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos es del 75%. Los 38,8 g de compuestos aromáticos comprenden 19,4 g de compuestos aromáticos de BTX, entonces el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX es del 50%.
Ejemplo comparativo I-1
La materia prima era 1 kg de bagazo que comprende el 52% de celulosa sobre base seca y el 27% de hemicelulosa. Se mezcló el bagazo suficientemente con 0,19 kg de ZSM-5 (SiO2/AhO3 = 60) y se hizo reaccionar en un lecho fluidizado rápido a una temperatura de 600°C durante 240 s para proporcionar 138 g de compuestos aromáticos totales que tienen una composición mostrada en la Tabla I-1, en la que benceno, tolueno y xileno comprendían el 48,4% en peso del producto de compuestos aromáticos.
Tabla I-1 composición del producto de aromatización
Ejemplo comparativo I-2
La materia prima era 1 kg de polvo de aserrada de pino que comprende el 41,9% de celulosa sobre base seca y el 22,8% de hemicelulosa. Se mezcló el polvo de aserrada de pino suficientemente con 0,19 kg de ZSM-5 (SiO2/AhO3 = 60) y se hizo reaccionar en un lecho fluidizado rápido a una temperatura de 600°C durante 240 s para proporcionar 129 g de compuestos aromáticos totales que tienen una composición mostrada en la Tabla I-2, en la que benceno, tolueno y xileno comprendían el 49,1% en peso del producto de compuestos aromáticos.
Tabla I-2 composición del producto de aromatización
Ejemplo I-1 (referencia)
La materia prima era 11 de lodos de fabricación de papel que tiene un contenido de celulosa sobre base seca del 61%. Se mezclaron los lodos de fabricación de papel con suficiente agitación con 3 ,51 de disolución acuosa al 3% de ácido sulfúrico, se agitaron y se hicieron reaccionar a 3,0 MPa a una temperatura de 205°C durante 25 min para completar el procedimiento de acidólisis. Se separó el producto de fase líquida para proporcionar 275 kg de ácido levulínico y 104,5 kg de ácido fórmico. Se descompusieron 104,5 kg de ácido fórmico para proporcionar 4,5 kg de hidrógeno.
Se convirtió adicionalmente el producto de ácido levulínico obtenido en un catalizador de aromatización. El catalizador contenía el 60% de zeolita de tipo L con una razón molar de Si:Al de 35 y el resto de soporte de alúmina. Se llevó a cabo la reacción a una temperatura de 450°C a una presión de reacción de 0,8 MPa y una velocidad espacial de 0,5 h-1. La conversión de ácido levulínico fue del 100%. Se obtuvo el producto hidrocarbonado en una cantidad total de 136,7 kg, con una composición mostrada en I-3. El contenido de compuestos aromáticos era de 125,5 kg, y benceno, tolueno y xileno comprendían el 87,9% en peso del producto. La cantidad total de hidrógeno creado era de 1,3 kg, el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos era del 88,2% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 73,9%.
Tabla I-3 composición del producto de aromatización
Ejemplo I-2 (referencia)
La materia prima era 1 t de bagazo que tiene un contenido de celulosa sobre base seca del 52% y un contenido de hemicelulosa del 27%. Se trituró el bagazo suficientemente, se mezcló con agitación con 3,5 t de disolución acuosa al 1,5% de ácido clorhídrico, luego se le añadieron 1,2 kg de tricloruro de hierro, y se hizo reaccionar la disolución mixta a 1,0 MPa a una temperatura de 180°C mediante calentamiento por microondas durante 10 min para completar el procedimiento de acidólisis. Se separó el producto de fase líquida para proporcionar 248 kg de ácido levulínico, 95 kg de ácido fórmico y 135 kg de furfural. Se descompusieron 95 kg de ácido fórmico para proporcionar 4,1 kg de hidrógeno.
En un catalizador de Ru al 0,5%/C, con una presión de reacción de 1,2 MPa, una temperatura de reacción de 130°C, una razón molar de hidrógeno/ácido levulínico de 10 y una velocidad espacial de ácido levulínico de 0,3 h-1, la conversión de ácido levulínico era del 89%, la selectividad molar para y-valerolactona era del 4,5%, y la selectividad molar para tetrahidrofurano de metilo era del 94,3%. A través de la reacción de hidrogenación, 248 kg de ácido levulínico generaron 8,5 kg de y-valerolactona y 154,1 kg de tetrahidrofurano de metilo. En un catalizador de Ni al 10%-Pd al 0,2%/AhO3, con una presión de reacción de 2,0 MPa, una temperatura de reacción de 190°C, una razón molar de hidrógeno/furfural de 30 y una velocidad espacial de furfural de 0,5 h-1, la conversión de furfural era del 94%, y la selectividad para tetrahidrofurano de 2-metilo era del 90,3%. A través de la reacción de hidrogenación, 135 kg de furfural generaron 102 kg de tetrahidrofurano de metilo. El hidrógeno usado para hidrogenaciones de ácido levulínico y furfural se obtuvo de la descomposición de ácido fórmico.
El producto de hidrogenación de ácido levulínico que contiene predominantemente tetrahidrofurano de metilo y el producto de hidrogenación de furfural que contiene predominantemente tetrahidrofurano de metilo se convirtieron adicionalmente en un catalizador de aromatización. El catalizador contenía el 80% de zeolita de tipo MCM-22 (con una razón molar de Si:Al de 32), el 3% de SiO2 y el 17% de AhO3. Se llevó a cabo la reacción a una temperatura de 450°C a una presión de reacción de 0,8 MPa y una velocidad espacial de 0,5 h-1. La conversión de tetrahidrofurano de metilo era del 100%. Se obtuvo el producto hidrocarbonado en una cantidad total de 166,2 kg, con una composición mostrada en I-4. El contenido de compuestos aromáticos era de 157,1 kg, y benceno, tolueno y xileno comprendían el 80,2% en peso del producto. La cantidad total de hidrógeno creado era de 2,6 kg, el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos era del 85,6% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 66,1%.
Tabla I-4 composición del producto de aromatización
Ejemplo I-3 (referencia)
La materia prima era 1 t de papel de desecho urbano que tiene un contenido de celulosa sobre base seca del 92,1%. Se trituró papel de desecho urbano suficientemente, se mezcló con agitación con 3,5 t de disolución acuosa al 3,5% de ácido sulfúrico, luego se le añadieron 13 kg de sulfito de sodio, y se hizo reaccionar la disolución mixta con agitación a 3,0 MPa a una temperatura de 205°C durante 30 min para completar el procedimiento de acidólisis. Se separó el producto de fase líquida para proporcionar 464,4 kg de ácido levulínico y 197,6 kg de ácido fórmico. Se descompusieron 197,6 kg de ácido fórmico para proporcionar 8,5 kg de hidrógeno.
El ácido levulínico se convirtió adicionalmente en un catalizador de aromatización. El catalizador contenía el 60% de ZSM-5 (una razón molar de Si:Al de 38), el 10% de zeolita de tipo ZSM-23 (una razón molar de Si:Al de 25) y el 30% de SO 2. Se llevó a cabo la reacción a una temperatura de 450°C a una presión de reacción de 0,8 MPa y una velocidad espacial de 0,5 h-1. La conversión de ácido levulínico fue del 100%. Se obtuvo el producto hidrocarbonado en una cantidad total de 213,0 kg, con una composición mostrada en I-5. El contenido de compuestos aromáticos era de 187,5 kg, y benceno, tolueno y xileno comprendían el 86,3% en peso del producto. La cantidad total de hidrógeno creado era de 3,4 kg, el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos era del 78,1% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 64,3%.
Tabla I-5 composición del producto de aromatización
Ejemplo I-4 (referencia)
La materia prima era 1 t de polvo de aserrada de pino que tiene un contenido de celulosa sobre base seca del 41,9% y un contenido de hemicelulosa del 22,8%. Se trituró el polvo de aserrada de pino suficientemente, se mezcló con agitación con 3,5 t de disolución acuosa al 2,8% de ácido sulfúrico, y se hizo reaccionar la disolución mixta con agitación a 3,0 MPa a una temperatura de 205°C durante 40 min para completar el procedimiento de acidólisis. Se separó el producto de fase líquida para proporcionar 184 kg de ácido levulínico, 75,6 kg de ácido fórmico y 102 kg de furfural. Se descompusieron 75,6 kg de ácido fórmico para proporcionar 3,3 kg de hidrógeno.
Se hidrogenó el furfural en un catalizador de tipo precipitación de CuO al 30%-Cr2O3 al 20%-SiO2 al 50%, con una presión de reacción de 2,0 MPa, una temperatura de reacción de 180°C, una razón molar de hidrógeno/furfural de 10 y una velocidad espacial de furfural de 0,5 h-1, lo que da como resultado una conversión de furfural del 99%, y una selectividad para tetrahidrofurano de 2-metilo del 92,1%. A través de la reacción de hidrogenación, 102 kg de furfural generaron 79 kg de tetrahidrofurano de metilo. El hidrógeno usado para hidrogenaciones de ácido levulínico y furfural se obtuvo de la descomposición de ácido fórmico.
Se convirtieron adicionalmente el producto que contiene predominantemente ácido levulínico y el producto de hidrogenación de furfural que contiene predominantemente tetrahidrofurano de metilo en un catalizador de aromatización. El catalizador contenía el 60% de zeolita de tipo ZSM-23 (con una razón molar de Si:Al de 25), el 2,5% de CeO2 y el 37,5% de AhO3. Se llevó a cabo la reacción a una temperatura de 480°C a una presión de reacción de 0,8 MPa y una velocidad espacial de 0,5 h-1. La conversión de ácido levulínico y tetrahidrofurano de metilo era cada una del 100%. Se obtuvo el producto hidrocarbonado en una cantidad total de 124 kg, con una composición mostrada en I-6. El contenido de compuestos aromáticos era de 124 kg, y benceno, tolueno y xileno comprendían el 90,0% en peso del producto. La cantidad total de hidrógeno creado era de 2,4 kg, el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos era del 73,9% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 62,5%.
Tabla I-6 composición del producto de aromatización
Ejemplo I-5 (referencia)
La materia prima era 1 t de celulosa que tiene un contenido de celulosa sobre base seca del 98,3%. Se mezcló la celulosa con agitación con 3 ,51 de disolución acuosa al 3,7% de ácido sulfúrico. Se agitó la disolución mixta a 3,0 MPa a una temperatura de 205°C durante 30 min para completar el procedimiento de acidólisis. Se separó el producto de fase líquida para proporcionar 511 kg de ácido levulínico y 194 kg de ácido fórmico. Se descompusieron 194 kg de ácido fórmico para proporcionar 8,3 kg de hidrógeno.
Se convirtió adicionalmente el producto de ácido levulínico obtenido en un catalizador de aromatización. El catalizador contenía el 60% de zeolita de tipo ZSM-5 (con una razón molar de Si:Al de 25), el 10% de zeolita de tipo p (con una razón molar de Si:Al de 60), el 8% de ZrO2 y el 22% de AhO3. Se llevó a cabo la reacción a una temperatura de 430°C a una presión de reacción de 0,8 MPa y una velocidad espacial de 1,0 h-1. La conversión de ácido levulínico fue del 100%. Se obtuvo el producto hidrocarbonado en una cantidad total de 233 kg, con una composición mostrada en I-7. El contenido de compuestos aromáticos era de 216,7 kg, y benceno, tolueno y xileno comprendían el 85,8% en peso del producto. La cantidad total de hidrógeno creado era de 3,0 kg, el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos era del 87,9% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 70,7%.
Tabla I-7 composición del producto de aromatización
Ejemplo I-6 (referencia)
La materia prima era 11 de paja de arroz que tiene un contenido de celulosa sobre base seca del 42,5% y un contenido de hemicelulosa sobre base seca del 18,7%. Se trituró la paja suficientemente, se añadieron 2,8 kg de tetracloruro de estaño, se mezcló con agitación con 5 t de disolución acuosa al 3,2% de ácido sulfúrico, y se hizo reaccionar la disolución mixta con agitación a 2,0 MPa a una temperatura de 205°C durante 30 min para completar el procedimiento de acidólisis. Se separó el producto de fase líquida para proporcionar 169 kg de ácido levulínico, 70,3 kg de ácido fórmico y 83,1 kg de furfural. Se descompusieron 70,3 kg de ácido fórmico para proporcionar 3 kg de hidrógeno.
En un catalizador de tipo precipitación de CuO al 30%-ZnO al 10%-ZrO2 al 60%, con una presión de reacción de 4,0 MPa, una temperatura de reacción de 196°C, una razón molar de hidrógeno/furfural de 60 y una velocidad espacial de furfural de 0,5 h-1, la conversión de furfural era del 99%, y la selectividad para tetrahidrofurano de 2-metilo era del 92,1%. A través de la reacción de hidrogenación, 83,1 kg de furfural generaron 36,7 kg de tetrahidrofurano de metilo. El hidrógeno usado para hidrogenaciones de ácido levulínico y furfural se obtuvo de la descomposición de ácido fórmico.
Se convirtió adicionalmente el producto que comprende predominantemente tetrahidrofurano de metilo y ácido levulínico en un catalizador de aromatización. El catalizador contenía el 40% de zeolita de tipo ZSM-5 (con una razón molar de Si:Al de 25), el 20% de zeolita de tipo ZSM-11 (con una razón molar de Si:Al de 30) y el 40% de AhO3. Se llevó a cabo la reacción a una temperatura de 460°C a una presión de reacción de 1,0 MPa y una velocidad espacial de 3,0 h-1. La conversión de ácido levulínico fue del 100% y la conversión de tetrahidrofurano de metilo era del 100%. Se obtuvo el producto hidrocarbonado en una cantidad total de 101,9 kg, con una composición mostrada en I-8. El contenido de compuestos aromáticos era de 96,0 kg, y benceno, tolueno y xileno comprendían el 89,2% en peso del producto. La cantidad total de hidrógeno creado era de 1,5 kg, el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos era del 79,1% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 66,5%.
Tabla I-8 composición del producto de aromatización
Ejemplo I-7 (referencia)
La materia prima era 1 t de papel ondulado que tiene un contenido de celulosa sobre base seca del 83,5%. Se trituró el papel ondulado, se mezcló con agitación con 5 t de disolución acuosa al 3,0% de ácido sulfúrico, luego se le añadieron 13 kg de cloruro de sodio, y se hizo reaccionar la disolución mixta con agitación a 1,5 MPa a una temperatura de 205°C durante 60 min para completar el procedimiento de acidólisis. Se separó el producto de fase líquida para proporcionar 387,1 kg de ácido levulínico y 197,6 kg de ácido fórmico. Se descompusieron 197,6 kg de ácido fórmico para proporcionar 6,6 kg de hidrógeno.
Se convirtió adicionalmente el ácido levulínico en un catalizador de aromatización. El catalizador contenía el 60% de ZSM-5 (una razón molar de Si:Al de 38), el 20% de zeolita de tipo ZSM-5 (una razón molar de Si:Al de 150) y el 20% de AhO3. Se llevó a cabo la reacción a una temperatura de 450°C a una presión de reacción de 0,8 MPa y una velocidad espacial de 0,5 h-1. La conversión de ácido levulínico fue del 100%. Se obtuvo el producto hidrocarbonado en una cantidad total de 176,2 kg, con una composición mostrada en I-9. El contenido de compuestos aromáticos era de 172,7 kg, y benceno, tolueno y xileno comprendían el 65,5% en peso del producto. La cantidad total de hidrógeno creado era de 1,3 kg y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos era del 86,3%.
Tabla I-9 composición del producto de aromatización
Ejemplo II-1 (referencia)
La materia prima era 11 de bagazo que tiene un contenido de celulosa sobre base seca del 52%. Se trituró el bagazo suficientemente, se mezcló con agitación con 3,5 t de disolución acuosa al 1,5% de ácido clorhídrico, luego se le añadieron 1,2 kg de tricloruro de hierro, y se hizo reaccionar la disolución mixta a 1,0 MPa a una temperatura de 180°C mediante calentamiento por microondas durante 10 min para completar el procedimiento de acidólisis. Se separó el producto de fase líquida para proporcionar 210 kg de ácido levulínico y 96,6 kg de ácido fórmico.
Producción de catalizador de aromatización: se mezclaron 80 g de ZSM-5 que tenía una razón de Si:Al de 50 con 20 g de pseudoboehmita, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 45 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular.
Se convirtió adicionalmente la corriente que contiene ácido levulínico en un catalizador de aromatización. Se llevó a cabo la reacción a una temperatura de 450°C a una presión de reacción de 1,0 MPa y una velocidad espacial de 1,5 h-1. La conversión de ácido levulínico fue del 100%. Se obtuvo el producto hidrocarbonado en una cantidad total de 102 kg, con una composición mostrada en 11-1. El contenido de compuestos aromáticos era de 88,3 kg, benceno, tolueno y xileno comprendían el 85,6% en peso del producto y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos era del 81,3%.
Tabla II-1 composición del producto de aromatización
Ejemplo II-2 (referencia)
La materia prima era 11 de polvo de aserrada de pino que tiene un contenido de celulosa sobre base seca del 41,9%. Se trituró el polvo de aserrada de pino suficientemente, se mezcló con agitación con 3,5 t de disolución acuosa al 2,8% de ácido sulfúrico, y se hizo reaccionar la disolución mixta con agitación a 3,0 MPa a una temperatura de 205°C durante 40 min para completar el procedimiento de acidólisis. Se separó el producto de fase líquida para proporcionar 184 kg de ácido levulínico y 84,0 kg de ácido fórmico.
Preparación de catalizador de aromatización: se mezclaron 60 g de ZSM-11 que tenía una razón de Si:Al de 150 con 140 g de caolín, se añadieron 7,5 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 92 g de una disolución acuosa de ácido nítrico al 5,5% en peso, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular.
Se convirtió adicionalmente la corriente que contiene ácido levulínico en un catalizador de aromatización. Se llevó a cabo la reacción a una temperatura de 420°C a una presión de reacción de 1,5 MPa y una velocidad espacial de 1,0 h-1. La conversión de ácido levulínico fue del 100%. Se obtuvo el producto hidrocarbonado en una cantidad total de 76,2 kg, con una composición mostrada en II-2. El contenido de compuestos aromáticos era de 66,4 kg, benceno, tolueno y xileno comprendían el 84,6% en peso del producto y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos era del 69,8%.
Tabla II-2 composición del producto de aromatización
Ejemplo II-3 (referencia)
La materia prima era 1 t de papel de desecho urbano que tiene un contenido de celulosa sobre base seca del 92,1%. Se trituró el papel de desecho urbano suficientemente, se mezcló con agitación con 3,5 t de disolución acuosa al 3,5% de ácido sulfúrico, luego se le añadieron 13 kg de sulfito de sodio, y se hizo reaccionar la disolución mixta con agitación a 3,0 MPa a una temperatura de 205°C durante 30 min para completar el procedimiento de acidólisis. Se separó el producto de fase líquida para proporcionar 435,5 kg de ácido levulínico y 199,4 kg de ácido fórmico.
Producción de catalizador de aromatización: se mezclaron 300 g de MCM-22 que tenía una razón de Si:Al de 50 con 300 g de pseudoboehmita, se añadieron 23 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 280 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 550°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular.
Se convirtió adicionalmente la corriente que contiene ácido levulínico en un catalizador de aromatización. Se llevó a cabo la reacción a una temperatura de 480°C a una presión de reacción de 1,0 MPa y una velocidad espacial de 2,0 h-1. La conversión de ácido levulínico fue del 100%. Se obtuvo el producto hidrocarbonado en una cantidad total de 192,6 kg, con una composición mostrada en II-3. El contenido de compuestos aromáticos era de 162,2 kg, benceno, tolueno y xileno comprendían el 82,7% en peso del producto y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos era del 72,3%.
Tabla II-3 composición del producto de aromatización
Ejemplo II-4 (referencia)
La materia prima era 1 t de celulosa que tiene un contenido de celulosa sobre base seca del 98,3%. Se mezcló la celulosa con agitación con 3 ,51 de disolución acuosa al 3,7% de ácido sulfúrico. Se agitó la disolución mixta a 3,0 MPa a una temperatura de 205°C durante 30 min para completar el procedimiento de acidólisis. Se separó el producto de fase líquida para proporcionar 511 kg de ácido levulínico y 235 kg de ácido fórmico.
Producción de catalizador de aromatización: se mezclaron 30 g de zeolita de tipo L que tenía una razón de Si:Al de 50 con 20 g de zeolita ZSM-23 que tenía una razón de Si:Al de 35 y 30 g de pseudoboehmita, se añadieron 23 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 36 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 550°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular aromatización.
Se convirtió adicionalmente la corriente que contiene ácido levulínico en el catalizador de aromatización. Se llevó a cabo la reacción a una temperatura de 450°C a una presión de reacción de 1,5 MPa y una velocidad espacial de 1,5 h-1. La conversión de ácido levulínico fue del 100%. Se obtuvo el producto hidrocarbonado en una cantidad total de 210 kg, con una composición mostrada en II-4. El contenido de compuestos aromáticos era de 182,5 kg, benceno, tolueno y xileno comprendían el 83,5% en peso del producto y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos era del 69,1%.
Tabla II-4 composición del producto de aromatización
Hidrocarburos Benceno Tolueno Etilbenceno P- M- O- Compuestos Compuestos
Ejemplo III-1 (referencia)
Se pesaron 500 g de bagazo y se colocaron en un reactor presurizado, se añadieron 5000 g de agua, y se añadió adicionalmente una disolución de ácido clorhídrico 5 mol/l que tiene el 5% en peso de agua. Se aumentó la temperatura hasta 180°C para la reacción durante 1 h, se enfrió y se filtró el licor de reacción enfriado para proporcionar una torta de filtro y un filtrado, filtrado que era un hidrolizado de celulosa. Después de la reacción, se analizó el resultante de reacción usando un espectro de masas, que mostró que el producto principal era ácido levulínico a una salida de 160 g.
Se colocaron en un reactor de lecho fijo 5 g de catalizador de ZSM-5, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, con una composición de 50 partes de tamiz molecular ZSM-5 que tenía una razón de Si:Al de 25 y 50 partes de aglutinante de alúmina, y se activaron a una temperatura de 450°C durante 1 h. El
sustrato de reacción era ácido levulínico con una WHSV de 6,0 hora1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min-1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 96%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 82% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 78,7%.
Ejemplo III-2 (referencia)
Se pesaron 600 g de rastrojo de maíz y se colocaron en un reactor presurizado, se añadieron 7000 g de agua y se añadió adicionalmente una disolución de ácido sulfúrico 5 mol/l que tiene el 7% en peso de agua. Se aumentó la temperatura hasta 180°C para la reacción durante 45 minutos, se enfrió y se filtró el licor de reacción enfriado para proporcionar una torta de filtro y un filtrado, filtrado que era un hidrolizado de celulosa. Después de la reacción, se analizó el resultante de reacción usando un espectro de masas, que mostró que el producto principal era ácido levulínico a una salida de 180 g.
Se colocaron en un reactor de lecho fijo 5 g de catalizador de ZSM-5, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, con una composición de 55 partes de tamiz molecular ZSM-5 que tenía una razón de Si:Al de 150 y 45 partes de aglutinante de alúmina, y se activaron a una temperatura de 450°C durante 1 h. El sustrato de reacción era ácido levulínico con una WHSV de 0,8 hora'1, una presión de hidrógeno de 2,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min-1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 94%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 93% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 87,4%.
Ejemplo 111-3
Se pesaron 500 g de glucosa y se colocaron en un reactor presurizado, se añadieron 6000 g de agua, y se añadió adicionalmente una disolución de ácido sulfúrico 5 mol/l que tiene el 3% en peso de agua. Se aumentó la temperatura hasta 180°C para la reacción durante 0,5 h, se enfrió y se filtró el licor de reacción enfriado, a partir del cual se analizó el filtrado obtenido para determinar el resultado de la reacción usando un espectro de masas, que mostró que el producto principal era ácido levulínico a una salida de 140 g.
Se colocaron en un reactor de lecho fijo 5 g de catalizador de ZSM-5, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, con una composición de 60 partes de tamiz molecular ZSM-5 que tenía una razón de Si:Al de 500 y 40 partes de aglutinante de alúmina, y se activaron a una temperatura de 450°C durante 1 h.
El sustrato de reacción era ácido levulínico con una WHSV de 1,0 hora1, una presión de hidrógeno de 3,0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 91%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del
86% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 78,3%.
Ejemplo III-4 (referencia)
Se colocaron en un reactor de lecho fijo 5 g de catalizador beta, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, con una composición de 50 partes de tamiz molecular beta que tenía una razón de Si:Al de 30 y 50 partes de aglutinante de alúmina, y se activaron a una temperatura de 450°C durante 1 h. El sustrato
de reacción era ácido levulínico ~ con una WHSV de 1,0 hora1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min-1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 89%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 78% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 69,4%.
Ejemplo III-5 (referencia)
Se colocaron en un reactor de lecho fijo 5 g de catalizador beta, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, con una composición de 40 partes de tamiz molecular beta que tenía una razón de Si:Al de 100 y 60 partes de aglutinante de alúmina, y se activaron a una temperatura de 450°C durante 1 h. El sustrato
de reacción era ácido levulínico > con una WHSV de 2,0 hora1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 85%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 71% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 60,4%.
Ejemplo 111-6 (referencia)
Se pesaron 600 g de rastrojo de paja y se colocaron en un reactor presurizado, se añadieron 7000 g de agua, y se añadió adicionalmente una disolución de ácido sulfúrico 5 mol/l que tiene el 7% en peso de agua. Se aumentó la temperatura hasta 210°C para la reacción durante 30 minutos, se enfrió y se filtró el licor de reacción enfriado para proporcionar una torta de filtro y un filtrado, filtrado que era un hidrolizado de celulosa. Después de la reacción, se analizó el resultante de reacción usando un espectro de masas, que mostró que el producto principal era ácido levulínico a una salida de 228 g.
Se colocaron en un reactor de lecho fijo 5 g de catalizador MCM-41, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, con una composición de 50 partes de tamiz molecular MCM-41 que tenía una razón de Si:Al de 50 y 50 partes de aglutinante de alúmina, y se activaron a una temperatura de 450°C durante 1 h. El sustrato
de reacción era ácido levulínico “ con una WHSV de 1,0 hora1, una presión de hidrógeno de 3,0 MPa, una velocidad de flujo de 30 ml min-1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 89%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 76% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 67,6%.
Ejemplo III-7 (referencia)
Se colocaron en un reactor de lecho fijo 5 g de catalizador MCM-22, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, con una composición de 50 partes de tamiz molecular MCM-22 que tenía una razón de Si:Al de 70 y 50 partes de aglutinante de alúmina, y se activaron a una temperatura de 450°C durante 1 h. El sustrato
de reacción era ácido levulínico con una WHSV de 1,0 hora1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min'1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 91%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 83% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 75,5%.
Ejemplo 111-8 (referencia)
Se pesaron 300 g de madera y se colocaron en un reactor presurizado, se añadieron 4000 g de agua, y se añadió adicionalmente una disolución de ácido sulfúrico 5 mol/l que tiene el 7% en peso de agua. Se aumentó la temperatura hasta 200°C para la reacción durante 30 minutos, se enfrió y se filtró el licor de reacción enfriado para proporcionar una torta de filtro y un filtrado, filtrado que era un hidrolizado de celulosa. Después de la reacción, se analizó el resultante de reacción usando un espectro de masas, que mostró que el producto principal era ácido levulínico a una salida de 105 g.
Se colocaron en un reactor de lecho fijo 5 g de catalizador MCM-41, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, con una composición de 50 partes de tamiz molecular MCM-41 que tenía una razón de Si:Al de 150 y 50 partes de aglutinante de alúmina, y se activaron a una temperatura de 450°C durante 1 h. El sustrato
de reacción era ácido levulínico con una WHSV de 1,0 hora1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml mim1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 86%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 76% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 65,4%.
Tabla III-1
Ejemplo IV-1
Se pesaron 600 g de rastrojo de paja y se colocaron en un reactor presurizado, se añadieron 7000 g de agua, y se añadió adicionalmente una disolución de ácido sulfúrico 5 mol/l que tiene el 7% en peso de agua. Se aumentó la temperatura hasta 210°C para la reacción durante 30 minutos, se enfrió y se filtró el licor de reacción enfriado para proporcionar una torta de filtro y un filtrado, filtrado que era un hidrolizado de celulosa. Después de la reacción, se analizó el resultante de reacción usando un espectro de masas, que mostró que el producto principal era ácido levulínico a una salida de 228 g.
Se pesaron 5 g de catalizador S042VZrC>2, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar
agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era ácido levulínico con una WHSV de 0,3 hora'1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml mim1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 83%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 87% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 72,2%.
Ejemplo IV-2
Se pesaron 5 g de catalizador S2O82'/ZrO2, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era ácido levulínico con una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min-1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de
manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 98%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 93% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 91,1%.
Ejemplo IV-3
Se pesaron 5 g de catalizador SO42"/T¡O2, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era ácido levulínico con una WHSV de 3,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min-1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 88%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 81% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 71,3%.
Ejemplo IV-4
Se pesaron 300 g de madera y se colocaron en un reactor presurizado, se añadieron 4000 g de agua, y se añadió adicionalmente una disolución de ácido sulfúrico 5 mol/l que tiene el 7% en peso de agua. Se aumentó la temperatura hasta 200°C para la reacción durante 30 minutos, se enfrió y se filtró el licor de reacción enfriado para proporcionar una torta de filtro y un filtrado, filtrado que era un hidrolizado de celulosa. Después de la reacción, se analizó el resultante de reacción usando un espectro de masas, que mostró que el producto principal era ácido levulínico a una salida de 105 g.
Se pesaron 5 g de catalizador SO42-/ZrO2-Fe3O4, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era ácido levulínico con una WHSV de 5.0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min-1 y una temperatura de 500°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 82%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 78% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 64,0%.
Ejemplo IV-5
Se pesaron 5 g de catalizador Pt/SO42-/TiO2, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era ácido levulínico con una WHSV de 2.0 hora-1, una presión de hidrógeno de 3,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min-1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 89%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 81% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 72,1%.
Ejemplo IV-6
Se pesaron 5 g de catalizador SO42-/TiO2-ZrO2, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era ácido levulínico con una WHSV de 0,8 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 40 ml min-1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 87%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 81% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 70,5%.
Ejemplo IV-7
Se pesaron 5 g de catalizador SO42'/ZrO2-WO3, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era ácido levulínico con una WHSV de 1.0 hora'1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min'1 y una temperatura de 380°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 92%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 90% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 82,8%.
Ejemplo IV-8
Se pesaron 5 g de catalizador SO42-/ZrO2-Fe2O3-Cr2O3, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era ácido levulínico con una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min-1 y una temperatura de 380°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 94%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 87% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 81,8%.
Tabla IV-1
Ejemplo V-1
Se pesaron 600 g de rastrojo de maíz y se colocaron en un reactor presurizado, se añadieron 7000 g de agua, y se añadió adicionalmente una disolución de ácido sulfúrico 5 mol/l que tiene el 7% en peso de agua. Se aumentó la temperatura hasta 180°C para la reacción durante 45 minutos, se enfrió y se filtró el licor de reacción enfriado para proporcionar una torta de filtro y un filtrado, filtrado que era un hidrolizado de celulosa. Después de la reacción, se analizó el resultante de reacción usando un espectro de masas, que mostró que el producto principal era ácido levulínico a una salida de 180 g.
Se pesaron 5 g de catalizador WO3/ZrO2, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, que tiene una proporción de óxido metálico de 5/95 y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de
reacción era ácido levulínico con una WHSV de 1,0 hora1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 93%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 84% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 78,1%.
Ejemplo V-2
Se pesaron 600 g de rastrojo de paja y se colocaron en un reactor presurizado, se añadieron 5000 g de agua, y se añadió adicionalmente una disolución de ácido sulfúrico 5 mol/l que tiene el 7% en peso de agua. Se aumentó la temperatura hasta 210°C para la reacción durante 30 minutos, se enfrió y se filtró el licor de reacción enfriado para proporcionar una torta de filtro y un filtrado, filtrado que era un hidrolizado de celulosa. Después de la reacción, se analizó el resultante de reacción usando un espectro de masas, que mostró que el producto principal era ácido levulínico a una salida de 228 g.
Se pesaron 5 g de catalizador WO3/ZrO2, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, que tiene una proporción de óxido metálico de 20/80 y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de
reacción era ácido levulínico con una WHSV de 2,5 hora1, una presión de hidrógeno de 2,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min-1 y una temperatura de 380°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 97%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 86% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 83,4%.
Ejemplo V-3
Se pesaron 5 g de catalizador MoO3/ZrO2, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, que tiene una proporción de óxido metálico de 10/90 y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de
reacción era ácido levulínico con una WHSV de 3,0 hora1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min-1 y una temperatura de 480°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de
la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 91%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 81% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 73,7%.
Ejemplo V-4
Se pesaron 300 g de madera y se colocaron en un reactor presurizado, se añadieron 4000 g de agua, y se añadió adicionalmente una disolución de ácido sulfúrico 5 mol/l que tiene el 7% en peso de agua. Se aumentó la temperatura hasta 200°C para la reacción durante 30 minutos, se enfrió y se filtró el licor de reacción enfriado para proporcionar una torta de filtro y un filtrado, filtrado que era un hidrolizado de celulosa. Después de la reacción, se analizó el resultante de reacción usando un espectro de masas, que mostró que el producto principal era ácido levulínico a una salida de 105 g.
Se pesaron 5 g de catalizador CeO2/ZrO2, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, que tiene una proporción de óxido metálico de 10/90 y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de
reacción era ácido levulínico con una WHSV de 3,0 hora1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min-1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 86%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 80% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 68,8%.
Tabla V-1
Ejemplo VI-1 (referencia)
Se pesaron 600 g de rastrojo de maíz y se colocaron en un reactor presurizado, se añadieron 6000 g de agua, y se añadió adicionalmente una disolución de ácido sulfúrico 5 mol/l que tiene el 7% en peso de agua. Se aumentó la temperatura hasta 180°C para la reacción durante 45 minutos, se enfrió y se filtró el licor de reacción enfriado para proporcionar una torta de filtro y un filtrado, filtrado que era un hidrolizado de celulosa. Después de la reacción, se analizó el resultante de reacción usando un espectro de masas, que mostró que el producto principal era ácido levulínico a una salida de 180 g.
Se mezclaron 35 g de ZSM-5 que tenía una razón de Si:Al de 25 con 35 g de un agente auxiliar de y-alúmina, se añadieron 2,7 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 48 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C1.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción ácido levulínico, una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 95%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 87% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 83%.
Ejemplo VI-2 (referencia)
Se mezclaron 35 g de ZSM-5 que tenía una razón de Si:Al de 50 con 35 g de pseudoboehmita, se añadieron 2,7 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 48 g de una disolución acuosa de ácido
nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C2.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción ácido levulínico, una WHSV de 3,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 96%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 86% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 83%.
Ejemplo VI-3 (referencia)
Se mezclaron 35 g de ZSM-5 que tenía una razón de Si:Al de 150 con 35 g de pseudoboehmita, se añadieron 2,7 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 48 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C3.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción ácido levulínico, una WHSV de 2,5 hora-1, una presión de hidrógeno de 4,0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 550°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 99%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 89% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 88%.
Ejemplo VI-4 (referencia)
Se mezclaron 80 g de ZSM-5 que tenía una razón de Si:Al de 500 con 20 g de pseudoboehmita, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C4.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción ácido levulínico, una WHSV de 5,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 30 ml min-1 y una temperatura de 380°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 96%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 83% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 80%.
Ejemplo VI-5 (referencia)
Se mezclaron 80 g de ZSM-38 que tenía una razón de Si:Al de 150 con 20 g de sol de sílice, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C5.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de metilo, una WHSV de 0,3 hora-1, una presión de hidrógeno de 3.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 99%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 94% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 93%.
Ejemplo VI-6 (referencia)
Se mezclaron 80 g de ZSM-11 que tenía una razón de Si:Al de 150 con 20 g de caolín, se añadieron 3,9 g de carboximetilcelulosa de sodio y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C6.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de metilo, una WHSV de 4,0 hora'1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 480°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 96%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 86% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 83%.
Ejemplo VI-7 (referencia)
Se mezclaron 70 g de ZSM-11 que tenía una razón de Si:Al de 100 con 30 g de caolín, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido fosfórico que comprende el 5,5% en peso de ácido fosfórico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C6.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de etilo, una WHSV de 2,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 92%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 83% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 76%.
Ejemplo VI-8 (referencia)
Se mezclaron 50 g de ZSM-23 que tenía una razón de Si:Al de 100 con 50 g de alúmina, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C6.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de etilo, una WHSV de 4,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 99%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 81% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 80%.
Ejemplo VI-9 (referencia)
Se mezclaron 35 g de ZSM-5 que tenía una razón de Si:Al de 100 con 35 g de un agente auxiliar de y-alúmina, se añadieron 2,7 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 48 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C9.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de butilo, una WHSV de 5,0 hora'1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 350°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 89%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 83% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 74%.
Ejemplo VI-10 (referencia)
Se mezclaron 35 g de Y que tenía una razón de Si:Al de 6 con 35 g de un agente auxiliar de y-alúmina, se añadieron 2,7 g de carboximetilcelulosa de sodio y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 48 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C10.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de butilo, una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 430°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 81%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 87% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 70%.
Ejemplo VI-11 (referencia)
Se mezclaron 60 g de Y que tenía una razón de Si:Al de 8 con 40 g de un agente auxiliar de y-alúmina, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido fosfórico que comprende el 5,5% en peso de ácido fosfórico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C11.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de metilo, una WHSV de 0,3 hora-1, una presión de hidrógeno de 2.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 93%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 78% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 73%.
Ejemplo VI-12 (referencia)
Se mezclaron 70 g de Y que tenía una razón de Si:Al de 8 con 30 g de pseudoboehmita, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C12.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de metilo, una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 94%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 79% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 74%.
Ejemplo VI-13 (referencia)
Se mezclaron 80 g de Y que tenía una razón de Si:Al de 8 con 20 g de pseudoboehmita, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C13.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de metilo, una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 470°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 86%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 87% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 75%.
Ejemplo VI-14 (referencia)
Se mezclaron 50 g de beta que tenía una razón de Si:Al de 30 con 50 g de pseudoboehmita, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C15.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de metilo, una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 430°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 91%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 82% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 75%.
Ejemplo VI-15 (referencia)
Se mezclaron 60 g de beta que tenía una razón de Si:Al de 50 con 40 g de pseudoboehmita, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido acético, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C15.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de butilo, una WHSV de 1,0 hora'1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 88%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 77% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 68%.
Ejemplo VI-16 (referencia)
Se mezclaron 70 g de beta que tenía una razón de Si:Al de 100 con 30 g de pseudoboehmita, se añadieron 3,9 g de
polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido acético, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C16.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de butilo, una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 84%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 88% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 74%.
Ejemplo VI-17 (referencia)
Se mezclaron 50 g de MCM-41 que tenía una razón de Si:Al de 20 con 50 g de pseudoboehmita, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido acético que comprende el 5,5% en peso de ácido acético, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C17.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de butilo, una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 81%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 82% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 66%.
Ejemplo VI-18 (referencia)
Se mezclaron 50 g de MCM-22 que tenía una razón de Si:Al de 50 con 50 g de pseudoboehmita, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido acético que comprende el 5,5% en peso de ácido acético, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C18.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de butilo, una WHSV de 0,3 hora-1, una presión de hidrógeno de 0,3 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 480°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 83%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 89% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 74%.
Ejemplo comparativo VI-1
Se puso en práctica el ejemplo comparativo VI-1 para ilustrar la síntesis de un catalizador que comprende el tipo 5A como componente activo principal, la preparación de catalizador y las propiedades del mismo para la aromatización de ácido levúlico. La formulación de reactivos específicos y el método experimental se proporcionaron tal como sigue:
Se mezclaron 35 g de tamiz molecular 5A que tenía una razón de Si:Al de 2 con 35 g de un agente auxiliar de yalúmina, se añadieron 2,7 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 48 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C5A.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción ácido levulínico, una WHSV de 1,0 hora'1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1, una temperatura de 400°C. Después de la reacción, el cálculo del resultado de la reacción mostró que la conversión del sustrato de reacción era del 35%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 17% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 6%.
Tabla VI-1
Ejemplo VII-1
Se pesaron 500 g de bagazo y se colocaron en un reactor presurizado, se añadieron 5000 g de agua, y se añadió adicionalmente una disolución de ácido clorhídrico 5 mol/l que tiene el 5% en peso de agua. Se aumentó la temperatura hasta 180°C para la reacción durante 1 h, se enfrió y se filtró el licor de reacción enfriado para proporcionar una torta de filtro y un filtrado, filtrado que era un hidrolizado de celulosa. Después de la reacción, se analizó el resultante de reacción usando un espectro de masas, que mostró que el producto principal era ácido levulínico a una salida de 160 g.
Se pesaron 5 g de catalizador S042VZrC>2, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar
agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era ácido levulínico con una WHSV de 0,3 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 99%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 93% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 92%.
Ejemplo VII-2
Se pesaron 5 g de catalizador S20s2'/Zr02, que se había secado a una tempe
agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad d
de 450°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 90%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 93% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 84%.
Ejemplo VII-3
Se pesaron 5 g de catalizador S042VT¡C>2, que se había secado a una tempera
agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era WHSV de 3,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de
de 400°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 89%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 87% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 77%.
Ejemplo VII-4
Se pesaron 5 g de catalizador SO42"/ZrO2-Fe3O4, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era acetoacetato de etilo
con una WHSV de 5,0 hora1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml mim1 y una temperatura de 500°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 86%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 83% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 71%.
Ejemplo VII-5
Se pesaron 5 g de catalizador Pt/S042'/T¡C>2, que se había secado a una temperatura de 120°C dura
retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era levulinato de metilo con una WHSV de 2,0 hora’1, una presión de hidrógeno de 3,0 MPa, una velocidad de flujo de 20
temperatura de 450°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 85%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 82% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 70%.
Ejemplo VII-6
Se pesaron 5 g de catalizador SO42-/TiO2-ZrO2, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era acetobutirato de metilo
con una WHSV de 0,8 hora1, una presión de hidrógeno de 4,0 MPa, una velocidad de flujo de 40 ml mim1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 89%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 87% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de bTx era del 77%.
Ejemplo VII-7
Se pesaron 5 g de catalizador SO42-/TiO2-AhO3, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era levulinato de octilo
con una WHSV de 3,0 hora1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min-1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 87%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 85% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 74%.
Ejemplo VII-8
Se pesaron 5 g de catalizador SO42-/ZrO2-Fe2O3-Cr2O3, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era levulinato de etilo
1 con una WHSV de 2,0 hora1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 91%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 85% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 77%.
Ejemplo VII-9
Se pesaron 5 g de catalizador SbF5/SiO2-AhO3, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era levulinato de butilo o
ml min-1 y una temperatura de 470°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 98%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 89% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de bTx era del 87%.
Ejemplo VII-10
Se pesaron 600 g de rastrojo de maíz y se colocaron en un reactor presurizado, se añadieron 3400 g de etanol, y se añadió adicionalmente una disolución de ácido sulfúrico 5 mol/l que tiene el 7% en peso de agua. Se aumentó la temperatura hasta 180°C para la reacción durante 45 minutos, se enfrió y se filtró el licor de reacción enfriado para proporcionar una torta de filtro y un filtrado, filtrado que era un hidrolizado de celulosa. Después de la reacción, se analizó el resultante de reacción usando un espectro de masas, que mostró que el producto principal era levulinato de etilo en el que la cantidad del grupo levulinato generada en el producto era de 180 g.
Se pesaron 5 g de catalizador S042VT¡02-WC>3, que se había secado a una
retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacci con una WHSV de 1,0 hora'1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una
temperatura de 500°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 89%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 86% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 77%.
Ejemplo VII-11
Se pesaron 5 g de catalizador SO42-/TiO2-WO3, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era levulinato de decilo
con una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad
de flujo de 20 ml min-1 y una temperatura de 380°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 91%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 84% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 76%.
Ejemplo VII-12
Se pesaron 5 g de catalizador S042'/T¡02-MoC>3, que se había secado a una temperatura de 120°C du
retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era levulinato de metilo con una WHSV de 2,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 20
temperatura de 380°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 86%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 83% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 71%.
Ejemplo VII-13
Se pesaron 5 g de catalizador BiF3/AhO3-B2O3, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era levulinato de metilo con una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min-1 y una temperatura de 420°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 96%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 86% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 83%.
Ejemplo VII-14
Se pesaron 5 g de catalizador NbF3/AhO3-B2O3, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era acetohexanoato de metilo
de 20 ml min-1 y una temperatura de 360°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 88%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 94% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de bTx era del 83%.
Ejemplo VII-15
Se pesaron 5 g de catalizador SO42-/ZrO2-Fe2O3-MnO2, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era levulinato de butilo
con una WHSV de 2,0 hora1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min-1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 89%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 87% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de bTx era del 77%.
Ejemplo VII-16
Se pesaron 5 g de catalizador SO42-/ZrO2-Fe2O3-Cr2O3, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era levulinato de butilo con una WHSV de 1,0 hora'1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min'1 y una temperatura de 380°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 92%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 86% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 79%.
Ejemplo VII-17
Se pesaron 5 g de catalizador AlCh-CuCh, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar
agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era levulinato de butilo con una WHSV de 3,5 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min-1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 87%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 82% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 71%.
Tabla VII-1
Ejemplo VIII-1
Se mezclaron 35 g de ZSM-5 que tenía una razón de Si:Al de 25 con 35 g de un agente auxiliar de y-alúmina, se añadieron 2,7 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 48 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, luego se sumergió con un volumen igual de Zn(NO3)2 en una cantidad de adición de Zn del 1%, y se secó y se calcinó para proporcionar un catalizador de tamiz molecular.
Se pesaron 600 g de rastrojo de maíz y se colocaron en un reactor presurizado, se añadieron 7000 g de agua, y se añadió adicionalmente una disolución de ácido sulfúrico 5 mol/l que tiene el 7% en peso de agua. Se aumentó la temperatura hasta 200°C para la reacción durante 45 minutos, se enfrió y se filtró el licor de reacción enfriado para proporcionar una torta de filtro y un filtrado, filtrado que era un hidrolizado de celulosa. Después de la reacción, se analizó el resultante de reacción usando un espectro de masas, que mostró que el producto principal era ácido levulínico a una salida de 240 g.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción ácido levulínico, una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 99%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 93% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 92%.
Ejemplo VIII-2 (referencia)
Se mezclaron 35 g de ZSM-5 que tenía una razón de Si:Al de 50 con 35 g de pseudoboehmita, se añadieron 2,7 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 48 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, luego se sumergió con un volumen igual de Cu(NO3)2 en una cantidad de adición de Cu del 2%, y se secó y se calcinó para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C2.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción ácido levulínico, una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 420°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 92%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 95% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 87%.
Ejemplo VIII-3
Se pesaron 300 g de madera y se colocaron en un reactor presurizado, se añadieron 3000 g de etanol, y se añadió adicionalmente una disolución de ácido sulfúrico 5 mol/l que tiene el 7% en peso de etanol. Se aumentó la temperatura hasta 200°C para la reacción durante 30 minutos, se enfrió y se filtró el licor de reacción enfriado para proporcionar una torta de filtro y un filtrado, filtrado que era un hidrolizado de celulosa. Después de la reacción, se analizó el resultante de reacción usando un espectro de masas, que mostró que el producto principal era ácido levulínico a una salida de 105 g.
Se mezclaron 35 g de ZSM-5 que tenía una razón de Si:Al de 150 con 35 g de pseudoboehmita, se añadieron 2,7 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 48 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación, durante tal amasado se añadió Ga(NO3)2 en una cantidad de adición de Ga del 1% basándose en el peso del tamiz molecular y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C3.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción ácido levulínico, una WHSV de 1,5 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 50ml min-1 y una temperatura de 420°C.
Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 96%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 91% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 87%.
Ejemplo VIII-4 (referencia)
Se mezclaron 80 g de ZSM-5 que tenía una razón de Si:Al de 500 con 20 g de pseudoboehmita, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, luego se sumergió con un volumen igual de ácido bórico en una cantidad de adición de B del 1%, y se secó y se calcinó para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C4.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción ácido levulínico, una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 4,0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min'1 y una temperatura de 470°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 98%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 87% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 85%.
Ejemplo VIII-5
Se mezclaron 80 g de ZSM-38 que tenía una razón de Si:Al de 150 con 20 g de sol de sílice, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, luego se sumergió con un volumen igual de molibdato de amonio en una cantidad de adición de Mo del 4%, y se secó y se calcinó para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C5.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de metilo, una WHSV de 1,0 hora’1, una presión de hidrógeno de 3,0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min_1 y una temperatura de 380°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 91%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 74% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 90%.
Ejemplo VIII-6 (referencia)
Se mezclaron 80 g de ZSM-11 que tenía una razón de Si:Al de 150 con 20 g de sol de sílice, se añadieron 3,9 g de carboximetilcelulosa de sodio y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de l2o°C durante 8 h, se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, luego se sumergió con un volumen igual de nitrato de lantano en una cantidad de adición de La del 1%, y se secó y se calcinó para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C6.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de metilo, una WHSV de 5,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 480°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 96%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 89% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 85%.
Ejemplo VIII-7 (referencia)
Se mezclaron 70 g de ZSM-11 que tenía una razón de Si:Al de 100 con 30 g de caolín, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido fosfórico que comprende el 5,5% en peso de ácido fosfórico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, luego se sumergió con un volumen igual de nitrato ceroso en una cantidad de adición de Ce del 1%, y se secó y se calcinó para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C6.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de etilo, una WHSV de 3,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 550°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 99%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 83% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 82%.
Ejemplo VIII-8 (referencia)
Se mezclaron 50 g de ZSM-23 que tenía una razón de Si:Al de 100 con 50 g de alúmina, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, luego se sumergió con un volumen igual de cloruro de estaño en una cantidad de adición de Sn del 1%, y se secó y se calcinó para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C6.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de etilo, una WHSV de 1,0 hora'1, una presión de hidrógeno de 5.0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min-1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 99%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 91% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 90%.
Ejemplo VIII-9 (referencia)
Se pesaron 60 g de polvo de ZSM-5 que tenía una razón de Si:Al de 50 y se sometieron a intercambio iónico en 180 ml de disolución acuosa que comprende nitrato de lantano y nitrato ceroso a una temperatura de 90°C durante 2 h. El contenido de metales de La y Ce en la disolución es respectivamente del 1% en peso del polvo de tamiz molecular sólido. Se llevó a cabo secado después del intercambio, y se mezclaron 35 g de ZSM-5 que tenía una razón de Si:Al de 50 con 35 g de un agente auxiliar de y-alúmina, se añadieron 2,7 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 48 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C9.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de butilo, una WHSV de 2,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 96%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 89% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 85%.
Ejemplo VIII-IO
Se mezclaron 35 g de tamiz molecular Y que tenía una razón de Si:Al de 6 con 35 g de un agente auxiliar de y-alúmina, se añadieron 2,7 g de carboximetilcelulosa de sodio y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 48 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación, durante tal amasado se añadieron nitrato de cobre y nitrato de zinc en una cantidad de adición de cobre y zinc del 1% y el 1% en peso, respectivamente, basándose en el peso del sólido de tamiz molecular y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C10.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de butilo, una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 91%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 81% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 74%.
Ejemplo VIII-11 (referencia)
Se mezclaron 60 g de tamiz molecular Y que tenía una razón de Si:Al de 8 con 40 g de un agente auxiliar de y-alúmina, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido fosfórico que comprende el 5,5% en peso de ácido fosfórico, se mezclaron y se amasaron para conformación, durante tal amasado se añadió nitrato de plata en una cantidad de adición de Ag del 1% basándose en el peso del sólido de tamiz molecular y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C11.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de metilo, una WHSV de 3,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 93%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 88% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 82%.
Ejemplo VIII-12 (referencia)
Se pesaron 60 g tamiz molecular Y que tenía una razón de Si:Al de 8 y se sometieron a intercambio iónico en 180 ml de disolución acuosa que comprende nitrato de níquel a una temperatura de 90°C durante 2 h. El contenido de metal de Ni en la disolución es del 5% en peso del tamiz molecular sólido. Se realizó secado después del intercambio, se mezclaron 70 g de tamiz molecular Y que tenía una razón de Si:Al de 8 con 30 g de pseudoboehmita, se añadieron 3.9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C12.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de metilo, una WHSV de 1,0 hora'1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 94%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 89% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 84%.
Ejemplo VIII-13 (referencia)
Se pesaron 180 g de tamiz molecular Y que tenía una razón de Si:Al de 8 y se sometieron a intercambio iónico en 180 ml de disolución acuosa que comprende nitrato de galio a una temperatura de 90°C durante 2 h. El contenido de metal de Ga en la disolución es del 2% en peso del tamiz molecular sólido. Se realizó secado después del intercambio, se mezclaron 80 g de tamiz molecular Y que tenía una razón de Si:Al de 8 con 20 g de pseudoboehmita, se añadieron 3.9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C13.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de metilo, una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 4.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 86%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 87% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 75%.
Ejemplo VIII-14 (referencia)
Se mezclaron 50 g de beta que tenía una razón de Si:Al de 30 con 50 g de pseudoboehmita, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación, durante tal amasado se añadió cloruro de magnesio y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C15.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de metilo, una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 91%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 82% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 75%.
Ejemplo VIII-15 (referencia)
Se mezclaron 60 g de beta que tenía una razón de Si:Al de 50 con 40 g de pseudoboehmita, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido acético que comprende el 5,5% en peso de ácido acético, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, luego se sumergió con un volumen igual de molibdato de amonio en una cantidad de adición de Mo del 6%, y se secó y se calcinó para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C15.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de butilo, una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 460°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 98%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 87% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 85%.
Ejemplo VIII-16 (referencia)
Se mezclaron 70 g de beta que tenía una razón de Si:Al de 100 con 30 g de pseudoboehmita, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido acético que comprende el 5,5% en peso de ácido acético, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, luego se sumergió con un volumen igual de nitrato de niobio en una cantidad de adición de Nb del 1%, y se secó y se calcinó para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C16.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de butilo, una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 94%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 88% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 83%.
Ejemplo VIII-17 (referencia)
Se mezclaron 50 g de MCM-41 que tenía una razón de Si:Al de 20 con 50 g de pseudoboehmita, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido acético que comprende el 5,5% en peso de ácido acético, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, luego se sumergió con un volumen igual de tungstato de amonio en una cantidad de adición de W del 1%, y se secó y se calcinó para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C17.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de butilo, una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1.0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min'1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 91%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 82% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 75%.
Ejemplo VIII-18 (referencia)
Se mezclaron 50 g de MCM-22 que tenía una razón de Si:Al de 50 con 50 g de pseudoboehmita, se añadieron 3,9 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 68,6 g de una disolución acuosa de ácido acético que comprende el 5,5% en peso de ácido acético, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, luego se sumergió con un volumen igual de nitrato manganoso en
una cantidad de adición de Mn del 3%, y se secó y se calcinó para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C18.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción levulinato de butilo, una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, la conversión del sustrato de reacción era del 93%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 89% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 83%.
Ejemplo comparativo VIII-1
Se puso en práctica el ejemplo comparativo VIII-1 para ilustrar la síntesis de un catalizador que comprende tipo 5A como componente activo principal, la preparación de catalizador y las propiedades del mismo para la aromatización de ácido levulínico. La formulación de reactivos específicos y el método experimental se proporcionaron tal como sigue:
Se mezclaron 35 g de tamiz molecular 5A que tenía una razón de Si:Al de 2 con 35 g de un agente auxiliar de yalúmina, se añadieron 2,7 g de polvo de Sesbania y se mezclaron homogéneamente. Entonces, se añadieron 48 g de una disolución acuosa de ácido nítrico que comprende el 5,5% en peso de ácido nítrico, se mezclaron y se amasaron para conformación y se extruyeron como una tira. Se secó el precursor de catalizador obtenido a una temperatura de 120°C durante 8 h, y se calcinó a una temperatura de 500°C durante 2 h, para proporcionar un catalizador de tamiz molecular C5A.
Se evaluó el catalizador para determinar la actividad sobre un lecho fijo en condiciones de reacción de: 3 g de catalizador, siendo el sustrato de reacción ácido levulínico, una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1, una temperatura de 400°C. Después de la reacción, el cálculo del resultado de la reacción mostró que la conversión del sustrato de reacción era del 35%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 17% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 6%.
Tabla VIII-1
* Referencia
Ejemplo IX-1
Se pesaron 50 g de bagazo y se colocaron en un reactor presurizado, se añadieron 500 g de agua y se añadió adicionalmente una disolución de ácido clorhídrico 5 mol/l que tiene el 5% en peso de agua. Se aumentó la temperatura hasta 180°C para la reacción durante 1 h, se enfrió y se filtró el licor de reacción enfriado para proporcionar una torta de filtro y un filtrado, filtrado que era un hidrolizado de celulosa. Después de la reacción, se analizó el resultante de reacción usando un espectro de masas, que mostró que el producto principal era ácido levulínico a una salida de 16 g.
Se pesaron 5 g de catalizador WO3/Z1O 2, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar
agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era ácido levulínico con una WHSV de 0,3 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 50 ml min-1 y una temperatura de 450°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 97%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 93% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 90%.
Ejemplo IX-2
Se pesaron 5 g de catalizador WO3/Z1O 2, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar
agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era ácido acetoacético con una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 2,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min-1 y una temperatura de 420°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 91%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 92% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 84%.
Ejemplo IX-3
Se pesaron 5 g de catalizador WCVZrCb, que se había secado a una temperatura de 120°C d ra retirar
agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era ácido levulínico con una WHSV de 3,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml m peratura de 400°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 86%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 86% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 74%.
Ejemplo IX-4
Se pesaron 5 g de catalizador Mo03/ZrC>2, que se había secado a una
agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacció una WHSV de 5,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una ve
de 500°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 99%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 89% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 88%.
Ejemplo IX-5
Se pesaron 5 g de catalizador CeCVZrC^, que se había secado a una temp
agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era WHSV de 2,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 3,0 MPa, una velocidad
de 450°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 82%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 94% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 77%.
Ejemplo IX-6
Se pesaron 5 g de catalizador WOVZrC^, que se había secado a una temperatura de 120°C durante
agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era acetobutirato de metilo con una WHSV de 0,8 hora-1, una presión de hidrógeno de 4,0 MPa, una velocidad de flujo de 4
temperatura de 400°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 93%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 83% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 77%.
Ejemplo IX-7
Se pesaron 5 g de catalizador MoO3/ZrO2, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era levulinato de octilo o
de 20 ml min-1 y una temperatura de 400°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 95%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 85% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de bTx era del 81%.
Ejemplo IX-8
Se pesaron 5 g de catalizador La203/ZrC>2, que se había secado a una
agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacc una WHSV de 2,0 hora'1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una ve
de 450°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 93%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 85% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 79%.
Ejemplo IX-9
Se pesaron 5 g de catalizador WO3/ZrO2, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar
agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era levulinato de butilo con una WHSV de 3,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo
temperatura de 470°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 93%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 87% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 81%.
Ejemplo IX-10
Se pesaron 60 g de rastrojo de maíz y se colocaron en un reactor presurizado, se añadieron 340 g de etanol, y se añadió adicionalmente una disolución de ácido sulfúrico 5 mol/l que tiene el 7% en peso de agua. Se aumentó la temperatura hasta 180°C para la reacción durante 45 minutos, se enfrió y se filtró el licor de reacción enfriado para proporcionar una torta de filtro y un filtrado, filtrado que era un hidrolizado de celulosa. Después de la reacción, se analizó el resultante de reacción usando un espectro de masas, que mostró que el producto principal era levulinato de etilo en el que la cantidad del grupo levulinato generada en el producto era de 18 g completamente del rastrojo, que comprende el 30% en peso del rastrojo.
Se pesaron 5 g de catalizador WOa/ZrC>2, que se había secado a una temperatu
agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era levu una WHSV de 1,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de
de 500°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 99%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 83% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 82%.
Ejemplo IX-11
Se pesaron 5 g de catalizador MoO3/ZrO2, que se había secado a una temperatura de 120°C durante 12 h para retirar agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción era levulinato de decilo
con una WHSV de 1,0 hora1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocidad de flujo de 20 ml min-1 y una temperatura de 380°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 96%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 84% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 81%.
Ejemplo IX-12
Se pesaron 5 g de catalizador MnCVZrC^, que se había secado a una tem
agua, y se colocaron en un reactor de lecho fijo. El sustrato de reacción e una WHSV de 2,0 hora-1, una presión de hidrógeno de 1,0 MPa, una velocid
de 380°C. Después de la reacción, se analizó el resultado de la reacción de manera cualitativa usando espectros de masas y de manera cuantitativa usando un cromatograma. La conversión de sustrato era del 87%, la selectividad para compuestos aromáticos de BTX era del 83% y el rendimiento de carbono como compuestos aromáticos de BTX era del 72%.
Tabla IX-1
Claims (14)
1. Procedimiento para producir compuestos aromáticos de benceno, tolueno y xileno (BTX), que comprende una etapa de poner en contacto una materia prima que contiene oxígeno con un catalizador de aromatización, en condiciones de reacción de aromatización, para producir compuestos aromáticos, en el que la materia prima que contiene oxígeno tiene la fórmula estructural (I):
en la fórmula (I), R1 se selecciona del grupo que consiste en alquilo lineal o ramificado C1-8 opcionalmente sustituido, R2 se selecciona del grupo que consiste en hidrógeno y alquilo lineal o ramificado C1-10 opcionalmente sustituido, n es un número entero positivo de 1 a 6
en el que la frase opcionalmente sustituido denota que está opcionalmente sustituido con uno o más sustituyentes seleccionados del grupo que consiste en alquilo lineal o ramificado C1-6 opcionalmente sustituido con uno o más carboxilo o hidroxilo, alquenilo lineal o ramificado C2-6 opcionalmente sustituido con uno o más carboxilo o hidroxilo, alquinilo lineal o ramificado C2-6 opcionalmente sustituido con uno o más carboxilo o hidroxilo, cicloalquilo C3-10 opcionalmente sustituido con uno o más carboxilo o hidroxilo, arilo C6-10 opcionalmente sustituido con uno o más carboxilo o hidroxilo, carboxilo e hidroxilo,
en el que el catalizador de aromatización es uno o más seleccionados del grupo que consiste en tamiz molecular, superácido sólido y óxido metálico compuesto, en el que el tamiz molecular es tamiz molecular de tipo ZSM que es tamiz molecular M/ZSM-5, en el que M se selecciona del grupo que consiste en Zn, Ga, Sn o una combinación de los mismos, y en el que el óxido metálico compuesto es un óxido compuesto de óxido C de un elemento metálico del grupo IVB de la tabla periódica de elementos y uno o más óxidos D seleccionados del grupo que consiste en óxido de un elemento metálico del grupo IIIA, óxido de un elemento metálico del grupo VII, óxido de un elemento metálico del grupo VIB y elemento metálico lantánido de la tabla periódica de elementos.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que las condiciones de reacción de aromatización comprenden:
una temperatura de reacción de 300 a 800°C, una presión de reacción de 0,1 a 10,0 MPa, una presión de hidrógeno de 0,1 a 5 MPa, en presión manométrica, preferiblemente de 0,5 a 4 MPa, y una WHSV de materia prima que contiene oxígeno de 0,3 a 10 hora-1.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la materia prima que contiene oxígeno se deriva de un material de biomasa.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el tamiz molecular es una composición de tamiz molecular, que comprende los componentes de:
a) de 20 a 80 partes en peso del tamiz molecular,
b) de 20 a 80 partes en peso de un aglutinante,
c) de 0 a 10 partes en peso de un agente auxiliar, en el que el agente auxiliar es uno o más seleccionados del grupo que consiste en Na, Ca, K, Be, Mg, Ba, V, Nb, Cr, Mo, W, Mn, Re, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ru, Pd, Pt, Ag, B, Al, Sn, P, Sb, La y Ce.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el tamiz molecular de tipo ZSM tiene una razón molar de Si con respecto a Al, calculada como SiO2/AhO3=de 10 a 500.
6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el superácido sólido es uno o más seleccionados del grupo que consiste en superácido sólido soportado con ácido de Lewis, superácido sólido como material compuesto de sal de metal inorgánico/ácido de Lewis y superácido sólido como óxido metálico sulfatado.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que el soporte del superácido sólido soportado con ácido de Lewis es uno o más de seleccionados del grupo que consiste en óxido sólido de un elemento del grupo IIIA de la tabla periódica de elementos y óxido sólido de un elemento del grupo IVA de la tabla periódica, el ácido de Lewis del superácido sólido soportado con ácido de Lewis es uno o más seleccionados del grupo que consiste en haluro de un elemento del grupo VB, haluro de un elemento del grupo IIIA y haluro de un elemento del grupo VA de la tabla periódica de elementos,
el superácido sólido soportado con ácido de Lewis es uno o más seleccionados del grupo que consiste en SbF5/SiO2-AhO3, PF3/AhO3-B2O3, AsF3/AhO3-B2O3, SbF3/AhO3-B2O3, BiF3/AhO3-B2O3, TaF3/AhO3-B2O3, VF3/Al2O3-B2O3 y NbF3/AlO3-B2O3,
la sal de metal inorgánico del superácido sólido como material compuesto de sal de metal inorgánico/ácido de Lewis es uno o más seleccionados del grupo que consiste en sal de ácido inorgánico de un elemento metálico del grupo IB, sal de ácido inorgánico de un elemento metálico del grupo IIB, sal de ácido inorgánico de un elemento metálico del grupo VII y sal de ácido inorgánico de un elemento metálico del grupo VIII de la tabla periódica de elementos, preferiblemente CuCh,
el ácido de Lewis del superácido sólido como material compuesto de sal de metal inorgánico/ácido de Lewis es uno o más seleccionados del grupo que consiste en haluro de un elemento del grupo VB, haluro de un elemento del grupo IIIA y haluro de un elemento del grupo VA de la tabla periódica de elementos, el óxido metálico del superácido sólido como óxido metálico sulfatado es óxido A de un elemento metálico del grupo IVB de la tabla periódica de elementos r es óxido B obtenido modificando el óxido A con uno o más elementos modificadores seleccionados del grupo que consiste en elemento metálico del grupo IIIA en forma de óxido, elemento metálico del grupo VIIB en forma de óxido, elemento metálico noble del grupo VIII en forma de sustancia elemental metálica, elemento metálico de base del grupo VIII en forma de óxido, elemento metálico del grupo VIB en forma de óxido y elemento metálico lantánido en forma de óxido de la tabla periódica de elementos, siendo el elemento modificador preferiblemente uno o más seleccionados del grupo que consiste en Fe, Pt, Re, Al, W, Cr, Mo y Mn,
el superácido sólido como óxido metálico sulfatado es uno o más seleccionados del grupo que consiste en SO42-/ZrO2, S2Oa2VZrO2, SO42VT¡O2, SO427ZrO2-Fe3O4, Pt/SO42"/TiO2, SO42"/TiO2-ZrO2, SO427T¡O2-Al2O3, SO42-/T¡O2-WO3, SO42VZrO2-Fe2O3-Cr2O3, SO42VZrO2-WO3, SO427TiO2-MoO3 y SO42VZrO2-Fe2O3-MnO2.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que en el superácido sólido soportado con ácido de Lewis, el ácido de Lewis está soportado en una cantidad del 1 al 30% en peso, en relación con el peso del soporte, en el superácido sólido como material compuesto de sal de metal inorgánico/ácido de Lewis, la razón en peso entre la sal de metal inorgánico y el ácido de Lewis es de 1-30:100,
en el superácido sólido como óxido metálico sulfatado, el óxido metálico tiene una tasa de sulfatación del 0,5-25% en peso,
en el óxido B, la razón en peso del elemento modificador en forma de óxido (calculada como óxido) con respecto al óxido A es de 0,1-25:100, y la razón en peso del elemento modificador en forma de sustancia elemental metálica calculada como metal con respecto al óxido A es de 0,1-15:100.
9. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el óxido metálico compuesto es un óxido metálico compuesto uno o más seleccionados del grupo que consiste en ZrO2 y TiO2, y uno o más seleccionados del grupo que consiste en B2O3, AhO3, MnO2, Cr2O3, CrO3, MoO3, WO3, La2O3 y CeO2.
10. Procedimiento según la reivindicación 9, en el que la razón de óxido C con respecto a óxido D es de 60-99,9:0,1-40, calculada en partes en peso.
11. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además una etapa de convertir catalíticamente el material de biomasa, para proporcionar la materia prima que contiene oxígeno.
12. Procedimiento para producir p-xileno, que comprende las etapas de:
una etapa de producir compuestos aromáticos según una cualquiera de las reivindicaciones 1-11; y una etapa de separar p-xileno de los compuestos aromáticos.
13. Procedimiento para producir ácido tereftálico, que comprende las etapas de:
una etapa de producir p-xileno según la reivindicación 12; y
una etapa de convertir p-xileno en ácido tereftálico.
14. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que R1 es metilo, R2 se selecciona del grupo que consiste en hidrógeno y alquilo lineal o ramificado C1-5 opcionalmente sustituido sustituido, y n es 2.
Procedimiento según la reivindicación 2, en el que la temperatura de reacción oscila desde 300 hasta 650°C, la presión de reacción oscila desde 0,5 hasta 6,0 MPa, la presión de hidrógeno oscila desde 0,5 hasta 4 MPa, y la WHSV de materia prima que contiene oxígeno oscila desde 0,3 hasta 5 horas-1.
Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la composición de tamiz molecular comprende:
a) de 30 a 70 partes en peso del tamiz molecular,
b) de 30 a 70 partes en peso del aglutinante, que es uno o más seleccionados del grupo que consiste en sol de sílice, pseudoboehmita, alúmina, arcilla tratada con ácido, caolín, montmorillonita y bentonita, y/o en el que el agente auxiliar es uno o más seleccionados del grupo que consiste en Zn, Ga, y Sn, y
c) de 0,01 a 6 partes en peso del agente auxiliar, en el que el agente auxiliar es uno o más seleccionados del grupo que consiste en Na, Ca, K, Be, Mg, Ba, V, Nb, Cr, Mo, W, Mn, Re, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ru, Pd, Pt, Ag, B, Al, Sn, P, Sb, La y Ce.
Procedimiento según la reivindicación 8, en el que en el superácido sólido soportado con ácido de Lewis, el ácido de Lewis está soportado en una cantidad del 1 al 15% en peso, en relación con el peso del soporte, en el material compuesto de sal de metal inorgánico/ácido de Lewis, la razón en peso entre la sal de metal inorgánico y el ácido de Lewis es de 1-15:100,
en el óxido metálico sulfatado, el óxido metálico tiene una tasa de sulfatación del 1-8% en peso, en el óxido B la razón en peso del elemento modificador en forma de óxido (calculada como óxido) con respecto al óxido A es de 0,5-10:100, y la razón en peso del elemento modificador en forma de sustancia elemental metálica (calculada como metal) con respecto al óxido A es de 0,3-6:100.
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