FR2732678A1 - Procede d'oxydation d'hydrocarbures, d'alcools ou de cetones par catalyse heterogene - Google Patents

Procede d'oxydation d'hydrocarbures, d'alcools ou de cetones par catalyse heterogene Download PDF

Info

Publication number
FR2732678A1
FR2732678A1 FR9504428A FR9504428A FR2732678A1 FR 2732678 A1 FR2732678 A1 FR 2732678A1 FR 9504428 A FR9504428 A FR 9504428A FR 9504428 A FR9504428 A FR 9504428A FR 2732678 A1 FR2732678 A1 FR 2732678A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
hydrocarbons
weight
manganese
catalyst
alcohols
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9504428A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2732678B1 (fr
Inventor
Michel Costantini
Eric Fache
Laurent Gilbert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rhodia Chimie SAS
Original Assignee
Rhone Poulenc Chimie SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhone Poulenc Chimie SA filed Critical Rhone Poulenc Chimie SA
Priority to FR9504428A priority Critical patent/FR2732678B1/fr
Priority to AR33602496A priority patent/AR001504A1/es
Priority to KR1019970707103A priority patent/KR19980703703A/ko
Priority to SK1340-97A priority patent/SK134097A3/sk
Priority to JP8530042A priority patent/JPH10505867A/ja
Priority to CN96193786A priority patent/CN1183760A/zh
Priority to MX9707721A priority patent/MX9707721A/es
Priority to CA002215472A priority patent/CA2215472A1/fr
Priority to PL96322658A priority patent/PL322658A1/xx
Priority to EP96912067A priority patent/EP0819110A1/fr
Priority to PCT/FR1996/000515 priority patent/WO1996031455A1/fr
Priority to CZ973137A priority patent/CZ313797A3/cs
Priority to BR9604863A priority patent/BR9604863A/pt
Priority to TW085104533A priority patent/TW338034B/zh
Publication of FR2732678A1 publication Critical patent/FR2732678A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2732678B1 publication Critical patent/FR2732678B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/31Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation of cyclic compounds with ring-splitting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/31Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation of cyclic compounds with ring-splitting
    • C07C51/313Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation of cyclic compounds with ring-splitting with molecular oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/215Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of saturated hydrocarbyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/23Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of oxygen-containing groups to carboxyl groups
    • C07C51/235Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of oxygen-containing groups to carboxyl groups of —CHO groups or primary alcohol groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/23Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of oxygen-containing groups to carboxyl groups
    • C07C51/245Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of oxygen-containing groups to carboxyl groups of keto groups or secondary alcohol groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C55/00Saturated compounds having more than one carboxyl group bound to acyclic carbon atoms
    • C07C55/02Dicarboxylic acids
    • C07C55/14Adipic acid

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

La présente invention concerne l'oxydation d'hydrocarbures, d'alcools ou de cétones, en phase liquide et en présence d'un catalyseur hétérogène. Il s'agit plus précisément de l'oxydation en acide carboxylique, par l'oxygène moléculaire ou un gaz en contenant, d'un hydrocarbure, d'un alcool ou d'une cétone, en phase liquide, dans un solvant au moins partiel de l'acide carboxylique visé, en présence d'un catalyseur hétérogène comportant au moins des atomes de manganèse incorporés dans la matrice cristalline d'un tamis moléculaire. La phase liquide comporte un solvant généralement choisi parmi les solvants protiques polaires et les solvants aprotiques polaires, plus particulièrement parmi les acides carboxyliques et leurs esters.

Description

PROCEDE D'OXYDATION D'HYDROCARBURES, D'ALCOOLS OU DE CETONES
PAR CATALYSE HETEROGENE
La présente invention conceme l'oxydation d'hydrocarbures, d'alcools ou de cétones, en phase liquide et en présence d'un catalyseur hétérogène.
Elle conceme plus particulièrement un procédé d'oxydation conduisant à l'obtention au moins partielle d'acides à partir d'hydrocarbures saturés ou insaturés, d'alcools ou de cétones.
L'oxydation des hydrocarbures en acides correspondants en présence d'un catalyseur homogène, c'est-à-dire dissous dans le milieu réactionnel, est bien connue.
Ainsi le brevet américain US-A-2 223 493, publié en décembre 1940, décrit l'oxydation d'hydrocarbures cycliques en diacides correspondants, en phase liquide comportant généralement de l'acide acétique, à une température d'au moins 60"C, à l'aide d'un gaz contenant de l'oxygène et en présence d'un catalyseur d'oxydation homogène tel qu'un composé du cobalt.
Cependant les procédés mettant en oeuvre des catalyseurs en phase homogène présentent l'inconvénient, en fin de réaction, de nécessiter la séparation du catalyseur dissous, généralement à recycler, des produits de la réaction qui doivent être purifiés.
Le brevet EP-A-0 519 569 décrit l'oxydation catalytique d'hydrocarbures, tels que les alcanes ou cycloalcanes, avec de l'oxygène moléculaire, en phase liquide et en présence d'un catalyseur hétérogène consistant en un tamis moléculaire comportant du cobalt implanté dans le réseau cristallin comme métal actif. Le catalyseur peut être séparé, par exemple par filtration ou centrifugation, et le cas échéant être recyclé.
L'exemple de ce brevet, réalisé avec le cyclohexane en présence d'acide acétique montre que l'on obtient essentiellement de l'acétate de cyclohexyle et de la cyclohexanone.
La demande internationale WO 94/17021 décrit un procédé d'autoxydation catalytique de divers hydrocarbures ou des alcools dérivant de ces hydrocarbures, par réaction de l'oxygène, en phase liquide, à température élevée et en présence d'un tamis moléculaire contenant des oxydes d'aluminium, de silicium et/ou de phosphore et un métal incorporé dans le réseau cristallin, choisi parmi les métaux des groupes 4, 5, 6, 7 et 8 de la classification périodique et les terres rares. Les exemples réalisés avec ces catalyseurs hétérogènes contenant du chrome ou du manganèse montrent que l'on obtient l'alcool et la cétone correspondant à l'hydrocarbure engagé ou la cétone correspondant à l'alcool engagé.
Les procédés décrits dans les deux demandes de brevets précédentes montrent la possibilité d'une catalyse hétérogène de l'oxydation d'hydrocarbures en alcools et cétones. Cependant un intérêt essentiel de l'oxydation des hydrocarbures est l'obtention directe d'acides ou de diacides correspondants, comme notamment l'obtention d'acide adipique par oxydation du cyclohexane.
La présente invention a précisément pour objet un procédé d'oxydation d'hydrocarbures, d'alcools ou de cétones par l'oxygène moléculaire, mettant en oeuvre une catalyse hétérogène et conduisant au moins en partie aux acides ou diacides correspondants.
Plus précisément, elle consiste en un procédé d'oxydation en acide carboxylique, par l'oxygène moléculaire ou un gaz en contenant, d'un hydrocarbure, d'un alcool ou d'une cétone, en phase liquide, dans un solvant au moins partiel de l'acide carboxylique visé, en présence d'un catalyseur hétérogène comportant au moins des atomes de manganèse incorporés dans la matrice cristalline d'un tamis moléculaire.
Les hydrocarbures qui sont utilisés comme substrats de départ dans le procédé de l'invention sont plus particulièrement les alcanes, les cycloalcanes, les hydrocarbures alkyl-aromatiques, les alcènes et les cycloalcènes ayant de 3 à 20 atomes de carbone.
Les alcools ou cétones qui sont également utilisés comme substrats sont ceux qui correspondent aux hydrocarbures définis précédemment.
Parmi ces hydrocarbures, l'un des plus intéressants est très certainement le cyclohexane dont l'oxydation conduit à l'acide adipique, l'un des composés de base du polyamide 6-6.
De la même façon et pour la même raison, le cyclohexanol et la cyclohexanone sont parmi les plus intéressants alcools et cétones qui peuvent être mis en oeuvre dans le présent procédé d'oxydation.
Les tamis moléculaires dans le réseau cristallin desquels est incorporé le manganèse sont notamment les métallosilicates (appelés aussi zéolithes) tels que les aluminosilicates, les borosilicates, les ferrosilicates et les gallosilicates, les silicoaluminophosphates (SAPO), les aluminophosphates (APO) et les silicalites.
Les métallosilicates sont des tectosilicates cristallisés d'origine naturelle ou synthétique dont les cristaux résultent de l'assemblage tridimensionnel d'unités tétraédriques de SiO4 et TO4, T représentant un élément trivalent tel que aluminium, gallium, bore et fer, de préférence l'aluminium. Les métallosilicates de type aluminosilicate sont les plus communs.
Les métallosilicates présentent au sein du réseau cristallin, un système de cavités reliées entre elles par des canaux d'un diamètre bien défini que l'on appelle les pores.
Les métallosilicates peuvent présenter un réseau monodimensionnel, bidimensionnel ou tridimensionnel.
Parmi les métallosilicates, on peut utiliser des zéolithes naturelles comme par exemple l'offrétite, la dinoptilotite, I'érionite, la chabazite, la philipsite.
Conviennent aussi tout à fait les métallosilicates synthétiques.
Comme exemples de métallosilicates synthétiques à réseau monodimensionnel, on peut citer entre autres la zéolithe ZSM-4, la zéolithe L, la zéolithe ZSM-12, la zéolithe
ZSM-22, la zéolithe ZSM-23, la zéolithe ZSM-48.
A titre d'exemples de métallosilicates à réseau bidimensionnel que l'on utilise préférentiellement, on peut citer la zéolithe béta, la mordénite, la ferrierite.
En ce qui conceme les métallosilicates à réseau tridimensionnel, on peut mentionner plus particulièrement la zéolithe Y, la zéolithe X, la zéolithe ZSM-5, la zéolithe ZSM-11, I'offrétite.
On fait appel de préférence aux métallosilicates synthétiques et plus particulièrement à ceux qui sont sous les formes suivantes:
- la mazzite de rapport molaire Si/AI de 3,4
- la zéolithe L de rapport molaire Si/AI de 1,5 à 3,5
- la mordénite de rapport molaire Si/AI de 5 à 15
- la ferrierite de rapport molaire Si/AI de 3 à 10
- I'offrétite de rapport molaire Si/AI de 4 à 8,5
- les zéolithes béta de rapport molaire Si/AI de 15 à 25
- les zéolithes Y en particulier les zéolithes obtenues après traitement de
désalumination, plus particulièrement les zéolithes US-Y de rapport molaire Si/AI
supérieur à 3, de préférence compris entre 6 et 60
- la zéolithe X de type faujasite de rapport molaire Si/AI de 0,7 à 1,5
- les zéolithes ZSM-5 ou silicalite d'aluminium de rapport molaire Si/AI de 10 à
2000
- la zéolithe ZSM-11 de rapport molaire de 5 à 30.
Les métallosilicates mis en oeuvre dans le présent procédé sont des produits connus décrits dans la littérature [cf. Atlas of zeolites structure types by W. M. Meier and
D. H. Olson, published by the Structure Commission of the Intemational Zeolite
Association (1978)]. On peut faire appel aux zéolithes disponibles dans le commerce ou les synthétiser selon les procédés décrits dans la littérature.
Parmi les silicalites, on utilise plus particulièrement la silicalite de type 1 de structure analogue à ZSM-5, la silicalite de type 2 de structure analogue à ZSM-11 et la silicalite béta.
La quantité de manganèse incorporée dans les tamis moléculaires peut varier largement et sera déterminée lors de la préparation des catalyseurs hétérogènes.
On peut indiquer que généralement le manganèse représente en poids de 0,1 % à 10 % du poids total du tamis moléculaire, sans que ces valeurs limites soient absolues.
Cependant des teneurs trop faibles diluent inutilement la partie active du catalyseur tandis que des teneurs trop importantes risquent de provoquer une dissolution partielle du manganèse, lors de la mise en oeuvre du catalyseur.
La quantité de catalyseur hétérogène engagée peut être extrêmement variable, notamment en fonction des conditions de réalisation du procédé: procédé en marche continue, discontinue ou semi-continue. De manière générale, la quantité de catalyseur exprimée en pourcentage pondéral de manganèse métal par rapport au substrat à oxyder représente de 0,001 % à 5 %.
Dans le cadre d'une marche en continu du procédé, il est bien évident que la quantité de catalyseur par rapport au substrat n'a pas de signification et que les rapports indiqués précédemment peuvent alors être beaucoup plus importants.
Outre le manganèse, les catalyseurs hétérogènes mis en oeuvre peuvent également contenir un ou plusieurs autres éléments pouvant jouer un rôle catalytique.
Ces éléments seront choisis notamment parmi les éléments des groupes 4a, 5a, 6a, 7a 8 et 4b de la classification périodique des éléments telle que publiée dans le Bulletin de la Société Chimique, n" 1 de janvier 1966, ainsi que du groupe de l'yttrium et des terres rares.
A titre illustratif de tels éléments pouvant être présents avec le manganèse, on peut citer le titane, le zirconium, l'hafnium, le vanadium, le niobium, le tantale, le chrome, le tungstène, le molybdène, le rhénium, le cobalt, le nickel, le fer, le ruthénium, le germanium, l'étain, le cérium. La teneur en ces éléments, exprimée en poids par rapport au poids du substrat à oxyder se situe généralement entre 0,001 % et 5 %.
La température à laquelle est réalisée la réaction d'oxydation est variable, notamment selon le substrat mis en oeuvre. Elle est généralement comprise entre 50"C et 200"C et de préférence entre 80 "C et 140"C.
La pression n'est pas un paramètre critique du procédé. Elle peut être inférieure, égale ou supérieure à la pression atmosphérique. Généralement elle se situera entre 0,1 MPa (1 bar) et 20 MPa (200 bar), sans que ces valeurs soient impératives.
On peut utiliser de l'oxygène pur, de l'air, de l'air enrichi ou appauvri en oxygène ou encore de l'oxygène dilué par un gaz inerte.
Le milieu réactionnel liquide contient un solvant au moins partiel de l'acide carboxylique dont la préparation est visée par la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Ce solvant peut être de nature très variée dans la mesure où il n'est pas sensiblement oxydable dans les conditions réactionnelles. Il peut être notamment choisi parmi les solvants protiques polaires et les solvants aprotiques polaires. Comme solvants protiques polaires, on peut citer par exemple les acides carboxyliques ne possédant que des atomes d'hydrogène primaires ou secondaires, en particulier les acides aliphatiques ayant de 1 à 9 atomes de carbone, les acides perfluoroalkylcarboxyliques tel que l'acide trifluoroacétique, l'eau, les alcools lorsque le catalyseur utilisé dérive d'une zéolithe ou d'une silicalite.Comme solvants aprotiques polaires, on peut citer par exemple les esters d'alkyle inférieur (= radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone) d'acides carboxyliques, en particulier des acides carboxyliques aliphatiques ayant de 1 à 9 atomes de carbone ou des acides perfluoroalkylcarboxyliques, la tétraméthylènesulfone (ou sulfolane).
L'acide acétique est généralement préféré, en particulier lorsque le substrat à oxyder est le cyclohexane.
Le solvant, tel que défini précédemment, représente de 1 % à 99 % en poids du milieu réactionnel, de préférence de 10 % à 90 % et encore plus préférentiellement de 20%à80%.
Le milieu réactionnel liquide est constitué du substrat à oxyder, du solvant, du catalyseur hétérogène ; il peut également comporter le cas échéant d'autres composés, tels que notamment des intitiateurs. Les initiateurs sont souvent des hydroperoxydes, comme par exemple l'hydroperoxyde de cyclohexyle ou l'hydroperoxyde de tertiobutyle.
Ce sont également des cétones ou des aldéhydes, comme par exemple la cyclohexanone qui est l'un des composés formés lors de l'oxydation du cyclohexane ou l'acétaldéhyde. L'initiateur représente de préférence de 0 % à 20 % en poids du poids du mélange réactionnel mis en oeuvre, sans que ces proportions aient une valeur critique, notamment lorsque le procédé est réalisé en mode continu. L'initiateur est surtout utile lors du démarrage de l'oxydation et en particulier quand la réaction est réalisée à une température inférieure à 1200C. II peut être introduit dès le début de la réaction.
On peut en outre ajouter au mélange réactionnel tel que défini précédemment un acide fort, c'est-à-dire dans la présente invention un acide minéral ou organique, dont le pKa est inférieur ou égal à 3. A titre d'exemples non limitatifs de tels acides, on peut citer l'acide nitrique, l'acide trifluoroacétique. L'ajout d'un tel acide fort a un effet d'amélioration de la cinétique de la réaction et généralement aussi de sa sélectivité en acide carboxylique. L'acide fort représente de 0 % à 20 % en poids par rapport au poids du mélange réactionnel.
Le catalyseur hétérogène est préparé selon des techniques connues, que l'homme du métier est à même d'adapter, en fonction de la quantité de manganèse ainsi que de la nature et des quantités des autres éléments à incorporer dans la matrice cristalline du tamis moléculaire. On peut par exemple se référer au procédé décrit dans les brevets US 4 759919, US 4 567 029 et US 4 310 440 pour la préparation des aluminophosphates, dans le brevet US 4 410 501 pour la préparation des silicalites de manganèse.
D'une manière générale, les composés des différents éléments entrant dans le réseau cristallin, c'est-à-dire une source de silicium, de phosphore, d'aluminium ou de bore ou de gallium ou de fer, de manganèse et des éventuels autres éléments à incorporer dans le réseau cristallin du tamis moléculaire, sont mélangés dans les proportions souhaitées, ainsi qu'un agent structurant et un agent mobilisateur, et l'on soumet le mélange obtenu à un traitement hydrothermal, afin d'obtenir la zéolithe, le silicalite, l'aluminophosphate ou le silicoaluminophosphate. L'agent structurant est à titre d'exemple une amine comme la diéthanolamine, la méthylamine, l'hexaméthylènediamine ou un sel d'ammonium quaternaire. L'agent mobilisateur peut notamment être un hydroxyde, un fluorure ou une amine.La température du traitement hydrothermal du mélange est comprise entre environ 100"C et environ 200"C, de préférence entre 1200C et 1700C et encore plus préférentiellement entre 125"C et 1500C. En fin de traitement hydrothermal, on sépare le matériau obtenu selon les techniques classiques de séparation solide/liquide, de préférence par filtration. Il peut être avantageux d'effectuer une opération de lavage, de préférence à l'eau.
On soumet le matériau obtenu à un séchage à une température choisie préférentiellement entre 50"C et 1200C, sous pression atmosphérique ou sous pression réduite choisie entre 133 Pa et la pression atmosphérique.
Enfin, on le calcine à l'air, à une température comprise entre 300"C et 500"C,
de préférence entre 400"C et 500"C.
Le catalyseur final peut être utilisé en poudre ou etre mis par exemple sous forme de billes, pastilles, extrudés, particules concassées, selon différentes techniques connues.
On peut également mettre en forme le catalyseur en utilisant de manière classique un liant de type silice, alumine ou argile.
Comme indiqué précédemment, le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre en discontinu, en semi-continu ou en continu. La catalyse hétérogène se prête particulièrement bien à une marche continue ou semi-continue du procédé.
Les exemples qui suivent illustrent l'invention.
EXEMPLE 1 1) - Préparation du catalyseur.
(mode opératoire similaire à celui de l'exemple 88 de US 4 567 029)
Une solution de 8,2 g d'acétate de manganèse [Mn (CH3 CO2)2, 4H2O] dans 107,4 g d'eau est ajoutée à 46,9 g d'isopropoxyde d'aluminium. Au gel ainsi formé est additionnée une solution composée de 46,2 g d'acide phosphorique à 85 %, 46,3 g d'eau et 46,9 g de diéthanolamine.
Le mélange réactionnel est chauffé sous pression autogène pendant 24 h à 200"C. Le solide est récupéré par filtration, lavé à l'eau, puis séché sous air à température ambiante et enfin calciné jusqu'à une température de 550"C.
On obtient ainsi un aluminophosphate de Mn ayant une teneur de 5,7 % en poids de Mn.
2) - Oxydation du cyclohexane.
On charge dans une ampoule en verre Pyrex de 30 ml:
- 60 mmol de cyclohexane
- 5,8 g d'acide acétique
- 0,03 g d'acétaldéhyde
- 0,1 g (0,1 mmol de Mn) de l'aluminophosphate de Mn préparé en 1).
L'ampoule est placée dans un autoclave de 125 ml muni de moyens de chauffage, d'introduction de gaz, de régulation de pression et d'agitation.
On chauffe sous agitation et sous une pression statique d'air de 100 bar, à 105"C et on maintient à cette température pendant 3 h.
Après refroidissement, on sépare le catalyseur par filtration. On obtient un mélange liquide biphasique que l'on sépare par décantation en une couche cyclohexanique et une couche acétique.
Les deux couches sont dosées par chromatographie en phase gazeuse.
On obtient les résultats suivants:
- taux de transformation (TT) du cyclohexane: 6,1 %
- rendement (RT) en cyclohexanol + cyclohexanone + acide adipique par
rapport au cyclohexane transformé: 90,2 %
- RT en acide adipique par rapport au cyclohexane transformé: 57,4 %
- rapport molaire acide adipique/total des diacides formés: 90,9 %
- Mn passé en solution : < 1 % du Mn total engagé.
EXEMPLE 2 1) - Préparation du catalvseur.
Deux solutions A et B sont préparées de la manière suivante.
Solution A : 0,716 g de Mn(NO3)2, 4H2O sont dissous dans 40 g d'eau.
Solution B: 9,53 g de bromure de tétrapropylammonium sont dissous dans 43 g d'eau, qui ont été préalablement mélangés avec 22,14 g d'une solution aqueuse (à 40 % en poids) de méthylamine.
La solution A est additionnée à la solution B sous agitation à température ambiante en 15 min.
7,89 g de silice (vendue sous la dénomination commerciale Aerosil 50) sont ensuite additionnés lentement, sous vigoureuse agitation, au mélange obtenu précédemment. Le gel résutant est placé dans un autoclave chemisé en téflon et est traité pendant 1h 30 à 60"C, puis à 185"C pendant 120 h sans agitation. La silicalite de
Mn obtenue est séparée du gel par centrifugation, lavée à l'eau déminéralisée jusqu'à obtention d'un pH neutre, séchée, puis calcinée dans l'air jusqu'à une température de 550"C.
On obtient ainsi une silicalite de Mn ayant une teneur de 2 % en poids de Mn.
2) - Oxvdation du cyclohexane.
On répète l'exemple 1 (mêmes conditions opératoires et même appareillage), avec les charges suivantes:
- 60 mmol de cyclohexane
- 5,8 g d'acide acétique
- 0,03 g d'acétaldéhyde
- 0,54 g (0,2 mmol de Mn) de catalyseur au Mn préparé en 1).
Par dosage en chromatographie en phase gazeuse des deux couches, on obtient les résultats suivants
- taux de transformation (TT) du cyclohexane: 7 %
- rendement (RT) en cyclohexanol + cyclohexanone + acide adipique par
rapport au cyclohexane transformé: 81 %
- RT en acide adipique par rapport au cyclohexane transformé: 39 %
- Mn passé en solution: < 1 % du Mn total engagé.
ESSAI COMPARATIF 1)- PréDaration du catalyseur.
Catalyseur: zéolite au manganèse synthétisée selon l'exemple 1 du brevet
US 4,491,637 en substituant le nitrate de cobalt par le nitrate de manganèse.
140 g de Mn(NO3)2, 4H2O sont dissous dans 100 g d'eau et cette solution est additionnée à 500 g de zéolite HY. La phase aqueuse est évaporée avec un évaporateur rotatif sous pression réduite (10 mbar) et à une température de 80"C 90"C. Cette procédure est mise en oeuvre jusqu'à ce que le catalyseur soit sec. II est ensuite calciné 3 heures à 550"C.
Le catalyseur contient 5,3 % de manganèse.
2) - Oxvdation du cyclohexane.
On répète l'exemple 1 (mêmes conditions opératoires et même appareillage), avec les charges suivantes:
- 60 mmol de cyclohexane
- 5,8 g d'acide acétique
- 0,03 g d'acétaldéhyde
- 0,1 g (0,097 mmol de Mn) de catalyseur au Mn préparé en 1).
Par dosage en chromatographie en phase gazeuse des deux couches, on obtient les résultats suivants:
- taux de transformation (TT) du cyclohexane: 1,5 %
- rendement (RT) en cyclohexanol + cyclohexanone par
rapport au cyclohexane transformé: 100 %
- RT en acide adipique par rapport au cyclohexane transformé: 0 %
- Mn passé en solution:13 % du Mn total engagé.

Claims (13)

REVENDICATIONS
1) - Procédé d'oxydation en acide carboxylique, par l'oxygène moléculaire ou un gaz en contenant, d'un hydrocarbure, d'un alcool ou d'une cétone, en phase liquide, dans un solvant au moins partiel de l'acide carboxylique visé, en présence d'un catalyseur hétérogène comportant au moins des atomes de manganèse incorporés dans la matrice cristalline d'un tamis moléculaire.
2) - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les hydrocarbures utilisés comme substrats de départ sont les alcanes, les cycloalcanes, les hydrocarbures alkyl-aromatiques, les alcènes et les cycloalcènes ayant de 3 à 20 atomes de carbone et les alcools ou cétones sont ceux qui correspondent à ces hydrocarbures.
3) - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'hydrocarbure utilisé est le cyclohexane.
4) - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alcool utilisé est le cyclohexanol et la cétone utilisée est la cyclohexanone.
5) - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les tamis moléculaires dans le réseau cristallin desquels est incorporé le manganèse sont choisis parmi les métallosilicates (zéolithes) tels que les aluminosilicates, les borosilicates, les ferrosilicates et les gallosilicates, les silicoaluminophosphates (SAPO), les aluminophosphates (APO) et les silicalites.
6) - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le manganèse représente en poids de 0,1 % à 10 % du poids total du tamis moléculaire.
7) - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la quantité de catalyseur exprimée en pourcentage pondéral de manganèse métal par rapport au substrat à oxyder représente de 0,001 % à 5 %.
8) - Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les catalyseurs hétérogènes mis en oeuvre contiennent un ou plusieurs autres éléments choisis parmi les éléments des groupes 4a, 5a, 6a, 7a 8 et 4b de la classification périodique des éléments, telle que publiée dans le Bulletin de la Société Chimique, n"4 de janvier 1966, ainsi que du groupe de l'yttrium et des terres rares.
9) - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les catalyseurs hétérogènes mis en oeuvre contiennent un ou plusieurs autres éléments choisis parmi le titane, le zirconium, l'hafnium, le vanadium, le niobium, le tantale, le chrome, le tungstène, le molybdène, le rhénium, le cobalt, le nickel, le fer, le ruthénium, le germanium, l'étain, le cérium, à raison d'une teneur, exprimée en poids par rapport au poids du substrat à oxyder, située entre 0,001 % et 5 %.
10) - Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le solvant est choisi parmi les solvants protiques polaires tels que les acides carboxyliques ne possédant que des atomes d'hydrogène primaires ou secondaires, en particulier les acides aliphatiques ayant de 1 à 9 atomes de carbone, les acides perfluoroalkylcarboxyliques, l'eau, les alcools lorsque le catalyseur utilisé dérive d'une zéolithe ou d'une silicalite et les solvants aprotiques polaires tels que les esters d'alkyle inférieur d'acides carboxyliques, en particulier des acides carboxyliques aliphatiques ayant de 1 à 9 atomes de carbone ou des acides perfluoroalkylcarboxyliques, la tétraméthyléne- sulfone (ou sulfolane).
11) - Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la température à laquelle est réalisée la réaction d'oxydation est comprise entre 50"C et 200"C et de préférence entre 80 "C et 140"C et la pression entre 0,1 MPa (1 bar) et 20 MPa (200 bar).
12) - Procédé seion l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le solvant mis en oeuvre contient de l'acide acétique.
13) - Procédé seion l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le solvant représente de 1 % à 99 % en poids du milieu réactionnel, de préférence de 10 % à 90 % et plus préférentiellement de 20 % à 80 %.
FR9504428A 1995-04-07 1995-04-07 Procede d'oxydation d'hydrocarbures, d'alcools ou de cetones par catalyse heterogene Expired - Fee Related FR2732678B1 (fr)

Priority Applications (14)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9504428A FR2732678B1 (fr) 1995-04-07 1995-04-07 Procede d'oxydation d'hydrocarbures, d'alcools ou de cetones par catalyse heterogene
AR33602496A AR001504A1 (es) 1995-04-07 1996-04-03 Procedimiento para preparar acido carboxilico mediante la oxidación de un hidrocarburo, un alcohol ouna cetona, en fase líquida, por medio de oxigeno molecular y en presencia de un catalizador hetero geneo.
CZ973137A CZ313797A3 (cs) 1995-04-07 1996-04-04 Způsob oxidace uhlovodíků, alkoholů nebo ketonů pomocí heterogenního katalysátoru
JP8530042A JPH10505867A (ja) 1995-04-07 1996-04-04 不均質触媒による炭化水素、アルコール又はケトンの酸化方法
CN96193786A CN1183760A (zh) 1995-04-07 1996-04-04 采用多相催化剂氧化烃、醇或酮的方法
MX9707721A MX9707721A (es) 1995-04-07 1996-04-04 Proceso de oxidacion de hidrocarburos, de alcoholes o de cetonas mediante catalisis heterogenea.
CA002215472A CA2215472A1 (fr) 1995-04-07 1996-04-04 Procede d'oxydation d'hydrocarbures, d'alcools ou de cetones par catalyse heterogene
PL96322658A PL322658A1 (en) 1995-04-07 1996-04-04 Method of oxidating hydrocarbons, alcohols or ketones using heterogenous catalysis
KR1019970707103A KR19980703703A (ko) 1995-04-07 1996-04-04 불균질 촉매화를 이용한 탄화수소, 알콜 또는 케톤의 산화방법
PCT/FR1996/000515 WO1996031455A1 (fr) 1995-04-07 1996-04-04 Procede d'oxydation d'hydrocarbures, d'alcools ou de cetones par catalyse heterogene
SK1340-97A SK134097A3 (en) 1995-04-07 1996-04-04 Method for oxidising hydrocarbons, alcohols or ketones using heterogeneous catalysis
BR9604863A BR9604863A (pt) 1995-04-07 1996-04-04 Processo de oxidação em ácido carboxílico
EP96912067A EP0819110A1 (fr) 1995-04-07 1996-04-04 Procede d'oxydation d'hydrocarbures, d'alcools ou de cetones par catalyse heterogene
TW085104533A TW338034B (en) 1995-04-07 1996-04-16 Process for the oxidation of hydrocarbons, alcohols of ketones by heterogeneous catalysis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9504428A FR2732678B1 (fr) 1995-04-07 1995-04-07 Procede d'oxydation d'hydrocarbures, d'alcools ou de cetones par catalyse heterogene

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2732678A1 true FR2732678A1 (fr) 1996-10-11
FR2732678B1 FR2732678B1 (fr) 1997-05-23

Family

ID=9478065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9504428A Expired - Fee Related FR2732678B1 (fr) 1995-04-07 1995-04-07 Procede d'oxydation d'hydrocarbures, d'alcools ou de cetones par catalyse heterogene

Country Status (14)

Country Link
EP (1) EP0819110A1 (fr)
JP (1) JPH10505867A (fr)
KR (1) KR19980703703A (fr)
CN (1) CN1183760A (fr)
AR (1) AR001504A1 (fr)
BR (1) BR9604863A (fr)
CA (1) CA2215472A1 (fr)
CZ (1) CZ313797A3 (fr)
FR (1) FR2732678B1 (fr)
MX (1) MX9707721A (fr)
PL (1) PL322658A1 (fr)
SK (1) SK134097A3 (fr)
TW (1) TW338034B (fr)
WO (1) WO1996031455A1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001066506A1 (fr) * 2000-03-08 2001-09-13 Rhodia Polyamide Intermediates Procede d'oxydation d'hydrocarbures en acides
WO2001066502A1 (fr) * 2000-03-08 2001-09-13 Rhodia Polyamide Intermediates Procede d'oxydation d'hydrocarbures en acides

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1142858B1 (fr) * 1998-12-22 2005-03-09 Mitsubishi Chemical Corporation Procede permettant de produire un acide aldehydique aliphatique et/ou de l'acide dicarboxylique aliphatique
JP2002536350A (ja) * 1999-02-04 2002-10-29 アールピーシー インコーポレイテッド フルオロ化合物の存在下で炭化水素を酸へ酸化する方法
FR2791667B1 (fr) * 1999-03-30 2002-05-24 Rhone Poulenc Fibres Procede d'oxydation d'hydrocarbures, d'alcools et/ou de cetones
FR2828194B1 (fr) * 2001-08-03 2004-03-19 Rhodia Polyamide Intermediates Procede d'oxydation d'hydrocarbures en acides
US7358401B2 (en) 2005-03-31 2008-04-15 Sumitomo Chemical Company, Limited Method for manufacturing cycloalkanol and/or cycloalkanone
JP5136017B2 (ja) 2007-11-21 2013-02-06 住友化学株式会社 シクロアルカノール及び/又はシクロアルカノンの製造方法
US8212099B2 (en) * 2009-11-05 2012-07-03 Chevron U.S.A. Inc. N-paraffin selective hydroconversion process using borosilicate ZSM-48 molecular sieves
CN102452872B (zh) * 2010-10-29 2014-08-20 中国石油化工股份有限公司 一种全硅分子筛催化环酮的反应方法
DE102013204119A1 (de) 2013-03-11 2014-09-11 Ke-Min Lin Fenster-Jalousien-Anordnung sowie dazugehörige Schnur-Führungseinrichtung
CN105646223B (zh) * 2014-12-04 2017-12-26 中国科学院大连化学物理研究所 一种乙酰丙酸催化氧化酯化制备丁二酸二酯的方法
CN108863758B (zh) * 2018-08-06 2021-10-22 杭州紫乘生物科技有限公司 一种制备5-己烯酸的方法
CN112961048B (zh) * 2021-02-08 2022-10-18 中国石油大学(华东) 一种一步法联产k.a.油和己二酸的工艺方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3529020A (en) * 1965-08-16 1970-09-15 Mobil Oil Corp Oxidation processes employing aluminosilicate catalysts and an initiator

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3529020A (en) * 1965-08-16 1970-09-15 Mobil Oil Corp Oxidation processes employing aluminosilicate catalysts and an initiator

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001066506A1 (fr) * 2000-03-08 2001-09-13 Rhodia Polyamide Intermediates Procede d'oxydation d'hydrocarbures en acides
WO2001066502A1 (fr) * 2000-03-08 2001-09-13 Rhodia Polyamide Intermediates Procede d'oxydation d'hydrocarbures en acides
FR2806078A1 (fr) * 2000-03-08 2001-09-14 Rhodia Polyamide Intermediates Procede d'oxydation d'hydrocarbures en acides
US7041848B2 (en) 2000-03-08 2006-05-09 Rhodia Polymide Intermediates Method for oxidizing hydrocarbons into acids

Also Published As

Publication number Publication date
EP0819110A1 (fr) 1998-01-21
CN1183760A (zh) 1998-06-03
KR19980703703A (ko) 1998-12-05
CZ313797A3 (cs) 1998-03-18
AR001504A1 (es) 1997-10-22
TW338034B (en) 1998-08-11
BR9604863A (pt) 1998-05-26
FR2732678B1 (fr) 1997-05-23
WO1996031455A1 (fr) 1996-10-10
CA2215472A1 (fr) 1996-10-10
PL322658A1 (en) 1998-02-16
SK134097A3 (en) 1998-02-04
MX9707721A (es) 1997-12-31
JPH10505867A (ja) 1998-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2732678A1 (fr) Procede d&#39;oxydation d&#39;hydrocarbures, d&#39;alcools ou de cetones par catalyse heterogene
EP1890990B1 (fr) Procede de fabrication d&#39;acides carboxyliques
EP0341165B1 (fr) Procédé de préparation du phénol
EP0457665B1 (fr) Procédé de condensation catalytique d&#39;acides carboxyliques et/ou de leurs dérivés et son application à la préparation de cétones, alcools, amines et amides
EP0770051B1 (fr) Procede d&#39;acylation d&#39;ethers aromatiques
CA2394259A1 (fr) Procede de preparation de melanges alcools/cetones
EP0084286B1 (fr) Procédé perfectionné de fabrication de l&#39;epsilon-caprolactone
FR2761984A1 (fr) Procede d&#39;oxydation d&#39;hydrocarbures, d&#39;alcools et/ou de cetones
EP1165481A1 (fr) Procede d&#39;oxydation d&#39;hydrocarbures, d&#39;alcools et/ou de cetones
DK155880B (da) Omega-formylalkansyre og fremgangsmaade til fremstilling deraf
CA1082738A (fr) Procede de preparation de trimelhyl -3,5,5 cyclohexene-2 dione-1,4
FR2744719A1 (fr) Procede de decomposition catalytique des hydroperoxydes organiques
FR2570073A1 (fr) Procede de preparation d&#39;acide 2,6-naphtalene-dicarboxylique
FR3104580A1 (fr) Procede d’esterification par adsorbsion
EP3838883B1 (fr) Procédé d&#39;oxydation d&#39;un 1,1-bis-(3,4-diméthylphényle)-alcane à l&#39;acide 3,3&#39;,4,4&#39;-benzophénone tétracarboxylique
US5786507A (en) Process for the preparation of 3-phenylpropionic acid
CA2413848A1 (fr) Procede d&#39;oxydation d&#39;hydrocarbures, d&#39;alcools et/ou de cetones
EP1492754B1 (fr) Procede de fabrication d&#39;acides carboxyliques
JPS5935907B2 (ja) 芳香族ポリカルボン酸の製造法
WO2000015598A1 (fr) Procede de separation et de purification de l&#39;acide carboxylique issu de l&#39;oxydation directe d&#39;un hydrocarbure
CN1430593A (zh) 烃氧化成酸的方法
BE634676A (fr)
CH417562A (fr) Procédé de préparation d&#39;un acide dibasique
BE562047A (fr)
BE491627A (fr)

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse