MX2010012988A - Catalizador y metodo para producir aldehido insaturado y acido carboxilico insaturado. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un catalizador que puede prevenir una disminución en la selectividad para un producto objetivo en una reacción catalítica de fase de gas y tiene una excelente resistencia friccional. Un catalizador que es un catalizador soportado que comprende un soporte inerte que se recubre con un polvo de catalizador, caracterizado en que el soporte inerte está en la forma de anillo y tiene una periferia exterior que se curva en la dirección. Longitudinal del soporte, y el catalizador se produce mediante granulación en un ambiente húmedo. El catalizador descrito en lo anterior es útil en la oxidación de fase de gas de propileno, isobutileno, alcohol butílico terciario o éter metil butílico terciario para de esta manera producir un aldehído insaturado correspondiente del mismo, o en la oxidación de fase de gas de tal aldehído insaturado como es descrito en lo anterior para de esta manera producir un ácido carboxílico insaturado.

Description

CATALIZADOR Y METODO PARA PRODUCIR ALDEHIDO INSA ÁCIDO CARBOXILICO INSATURADO po Técnico La presente invención se relaciona a un vedoso utilizado en una reacción de oxidación cat se de gas para obtener un aldehido insaturado rboxilico insaturado. cnica Antecedente Ha habido hasta ahora un gran número de la composición o forma del ingrediente activo c catalizadores para producir acroleina y ácido a eter propileno a la oxidación catalítica de fa talizadores para producir metacroleina y ácido someter isobutileno, alcohol butilico terciar til butilico terciario a la oxidación catalítica s, o catalizadores para producir ácido acríli rios métodos tales como moldeado en tableta, m trusión y moldeado por recubrimiento.

La reacción de oxidación anterior se li ualmente al pasar un gas de material crudo pr zclar los materiales crudos, 'oxigeno y los si avés de un tubo de reacción empacado con un c n embargo, en este caso, ocurren problemas, tal ando se intenta fluir más y más del gas de mate incremento en la presión ocurre, y la r lectividad para el producto objetivo disminuye; eas de alta temperatura anormales locale lientes) ocurren en la capa del catalizador, sultado una disminución en la vida del cataliz sminución en la relación de selectividad para jetivo debido a la reacción de oxidación excesi so peor, la ocurrencia de una reacción incontrol J Para compensar tales defectos, por e cumento de Patente 1 describe un método para f ujero pasante en el centro o la forma e talizador en una forma elíptica.

Este método se propone para suprimir la el espaciamiento o pulverización del catalizado proporcionar áreas de baja resistencia mecán talizador y al designar el catalizador sintegrado en estas áreas. Sin embargo, la preve lverización que ocurre en el momento del er talizador es insuficiente aunque tal tecnología un aumento de la resistencia friccional del cata anda adicionalmente .

El Documento de Patente 2 describe un deado en una forma cilindrica hueca o una forma milar a anillo, que se caracteriza en que una su pregnar los poros de un soporte con una cantidad a sustancia catalíticamente activa. El Documento no tiene cualquiera de las descripciones en un oducido al recubrir un soporte con un polvo de ca Además, el Documento de Patente 3 d todo para incorporar una fibra inorgánica ponentes constituyentes de un catalizador. De a te método, la resistencia mecánica del cata enta, pero puesto que el componente de cataliz moldea, la distancia del pasaje del gas r arga, y la acumulación de calor en el cata crementa junto con el progreso de la rea umulación de calor en el catalizador puede sminución en la vida del catalizador o un controlable, y por lo tanto, hay una demand talizador que tenga un efecto de remoción de Documentos de la Técnica Previa Documentos de Patente Documento de Patente 1: Solicitud ponesa Abierta al Público (JP-A) No. 6-170232 Documento de Patente 2: JP-A No. 2001-293 Documento de Patente 3: JP-A No. 2002-273 Documento de Patente 4: JP-A No. 61-14193 Documento de Patente 5: JP-A No. 2008-207 scripción de la Invención oblema para ser Resuelto por la Invención Un objetivo de la presente inv oporcionar un catalizador que suprime una dismin lación de selectividad para un producto objet acción catalítica de fase de gas utilizando un portado producido al recubrir un soporte con u talizador, y tiene excelente resistencia fricció Es decir, la presente invención se relaci (1) un catalizador para producir un saturado y un ácido carboxilico insaturado rrespondientemente propileno, isobutileno, alcoh rciario o éter metil butilico terciario a la talitica de fase de gas, el catalizador q talizador soportado que tiene un soporte inerte n un polvo de catalizador, en donde el soporte i forma de anillo y tiene una periferia exter rva en la dirección longitudinal del soporte; (2) un catalizador para producir rboxilico insaturado al someter un aldehido rrespondiente a la oxidación catalítica de fase talizador que es un catalizador soportado que porte inerte recubierto con un polvo de catal nde el soporte inerte está en la forma de anil soporte inerte está en la forma de anillo y rifería exterior que se curva en la dirección l l soporte, y en donde el catalizador se prod mósfera del paso de recubrimiento que se ha re ner una humedad absoluta en peso de 0.01 o más al (4) un método para producir un catali oducir un ácido carboxilico insaturado al dehido insaturado correspondiente a la oxidación fase de gas, el método que incluye el paso de porte inerte con un polvo de catalizador para talizador soportado, en donde el soporte inerte rma de anillo y tiene una periferia exterior qu la dirección longitudinal del soporte, y en talizador se produce en una atmósfera del cubrimiento que se ha regulado para tener u soluta en peso de 0.01 o más alta, rrespondientemente a la oxidación catalítica de utilizar al catalizador de acuerdo con el párra talizador obtenible por el método de acuerdo con ecto de la Invención De acuerdo con la presente invención, oporcionar un catalizador que suprime una dismin lación de selectividad de un producto objeti acción catalítica de fase de gas y tiene sistencia friccional. Además, puesto que el ene un agujero pasante, la temperatura de reacc unto caliente) se puede hacer pequeña, jor Modo para Llevar a Cabo la Invención El catalizador de la presente invenció tener al soportar mediante recubrimiento un talizador en un soporte inerte que tiene eferencia en la presente invención será explicado Ejemplos del polvo de catalizador para p dehído insaturado y un ácido carboxilico ins meter correspondientemente propileno, isobutilen tílico terciario o éter metil butilico terci idación catalítica de fase de gas por medio lecular o un gas que contiene oxigeno molecula lvos de catalizador que tienen una composición r r la siguiente fórmula (1) como es descrita en J 8877: MOaBibNicCodFefYgZh0x ( 1 ) donde Mo, Bi, Ni, Co y Fe representan molibden quel, cobalto y hierro, respectivamente; Y repr menos un elemento seleccionado de estaño, zinc, orno, manganeso, magnesio, antimonio y titanio; Z r lo menos un elemento seleccionado de potasio enen una composición representada por la siguien ) como es descrita en JP-A No. 2001-79408: Mo12VaWbCucSbdXeYfZgOh ( 2 ) donde Mo, V, W, Cu, Sb y O representan molibden gsteno, cobre, antimonio y oxigeno, respecti presenta por lo menos un elemento seleccionado e consiste de metales alcalinos y talio; Y repr menos un elemento seleccionado del grupo que c gnesio, calcio, estroncio, bario y zinc; Z repr menos un elemento seleccionado del grupo que c obio, cerio, estaño, cromo, manganeso, hierro ario, germanio, titanio y arsénico; a, b, c, d, respectivamente representan las relaciones atómi versos elementos, y con respecto a 12 átomos de representa 0 <a <10, b representa 0 <b<10, c re <6, d representa 0 <d<10, e representa 0 la siguiente fórmula (4) como es descrita en J 2734 : MOi2VaPbCucAsdXeOh (4) El material del soporte inerte util tener el catalizador de la presente invención n rticularmente, mientras que el material tenga un 20 o menos cuando la actividad del polvo de ra la reacción aplicable se designa como 100. E terial incluyen a-alúmina, carburo de silici ido de zirconio y óxido de titanio.

El soporte de acuerdo con la presente tá en la forma de anillo, es decir, tiene lindrica hueca o una forma cilindrica que tiene sante, y se hace uso de un soporte en el cual l terior, -es decir, los dos extremos en la ngitudinal de un cilindro hueco, se curva en l ' rma de anillo, subsecuentemente la periferia ex oducto de extrusión obtenido se puede redonde anulador revolvedor o los similares, y luego -se c Con respecto al tamaño del soporte, se porte. en el cual el diámetro exterior de ansversal en el centro de la dirección longi almente de 3 a 30 mm, y de preferencia de 4 a 2 gitud es usualmente de aproximadamente 0.5 a ámetro exterior de la sección transversal en mbién, se utiliza un soporte en el cual el di ujero pasante es usualmente de 0.1 a 0.8 veces e terior de la sección transversal en el centro.

El radio de abertura del soporte que riferia exterior redondeada es el radio interior no se puede decir que sea equivalente al radi tenible cuando el material crudo similar a mtro. En lo siguiente, el radio circunferencial curvatura / el diámetro exterior en el centro ede referir como la curvatura de la periferia ex El radio circunferencial exterior de l refiere al radio de la porción redondeada en la esquina de un cilindro hueco, y esta es el r dondez elíptica o circular que se puede anificar la periferia exterior del soporte d udo con un granulador revolvedor o un molino emás, el diámetro exterior en el centro se ámetro exterior de un cilindro hueco.

El contenido vacío, la relación de a ua y la porosidad del soporte también afectan el contenido vacío del soporte es de preferencia % o menos, y más de preferencia 25% o más, y 5 relación de absorción de agua del sopo Wl : Peso seco <120°Cx60 minutos) W2 : Peso en agua W3 : Peso saturado en agua El método para soportar mediante recubr lvo de catalizador sobre un soporte inerte no rticularmente, pero un ejemplo puede ser, como , PJ-A No. 10-028877, un método de granulado re polvo de catalizador junto con un aglutinante cohol, o los similares. Después de que el talizador se soporta como tal, este catalizado seca y si es necesario, se calcina a 440 a 6 ta manera se obtiene el catalizador de l vención. Para el catalizador de la presente in lación de soporte del polvo de catalizador es us a 80% en peso, y de preferencia de 30 a 70% en catalizador/catalizador) . rbono y whiskers. La cantidad de uso del a mento de resistencia es usualmente 30% en peso b lvo de catalizador. El auxiliar de moldeado y/o mento de resistencia se pueden mezclar de antema portar el polvo de catalizador, o se pueden multáneamente con o antes y después de la adició catalizador y los similares en una máquina >mo será descrita posteriormente.

Además, para soportar el polvo de catali soporte, es preferible usar un aglutinante. L pecificos del aglutinante que se pueden utiliz ua, un aglutinante de polímero tal com Üvinílico; un aglutinante inorgánico tal como s úmina sol; y un aglutinante orgánico tal como lihidrico tal como etilenglicol o glicerina, o los mismos. medad en la cámara de granulación a un ci ilizando un aparato apropiado. Además, si la at midifica bajo las condiciones descritas an ando el catalizador moldeado se seca y/o se e ado de desgaste permanece igual o ligeramente se cual es preferible.

El diámetro de abertura del sopor talizador es el diámetro interior aparente, y n cir que sea un diámetro de abertura uniforme. E ede variar en la entrada y en la salida, o la lado o ambos lados se puede cerrar.

El método para calcular el diámetro de mo sigue.

Diámetro de abertura (mm) =( Diámetro de a entrada (mm) +diámetro de abertura en la salida ( El catalizador de la presente invenció acción de oxidación catalítica de fase de ga ltitubular, y se puede llevar a cabo por un saje de corriente individual convencional o un ciclaje. La reacción se puede llevar a cabo ndiciones generalmente utilizadas. Por nsiderando una reacción de oxidación de pro acción se lleva a cabo al introducir, ya sea terial crudo, un gas mezclado formado de 1 lumen, y de preferencia de 4 a 9% en volumen, de a 20% en volumen, y de preferencia de 4 a 18% oxígeno molecular; 0 a 60% en volumen, y de pre a 50% en volumen, de vapor de agua, y 20 a 80% de preferencia de 30 a 60% en volumen, de un itrógeno, dióxido de carbono, o los similares) 0°C y a una presión de presión normal a presión , a una velocidad de espacio (= gasto de flujo dición o definiciones.

(Grado de desgaste) 50 g de un catalizador se pesa precísam so se designa como 6) y se introduce en un ástico, que tiene un diámetro de 40 cm, de un p rasión de tableta manufacturado por Hayashi Rik d. El catalizador se gira a 25 rpm durante 1 spués de la terminación de la prueba, el cata iza con un tamiz que tiene un tamaño de malla d la muestra en el tamiz se pesa precisamente (es signa como W7 ) .

Grado de desgaste = (Peso del catalizado prueba (W6)- peso del catalizador después de 7) /peso del catalizador antes de la prueba ( 6)xl (Gravedad especifica de volumen/método d aduado) 2.50 mi de agua pura se adiciona al esión se reduce con un aspirador de agua, y sgasifica hasta que casi no salen bur gasificación se lleva cabo durante un sgasificación de 1 minuto a 2 minutos. 3. Se mide el nivel del agua desp sgasificación (VI).

Porosidad (%) = (Vl-50) /50) xlOO Velocidad de conversión (%) = (Número opileno reaccionado) / (número de moles de ministrado) xlOO Relación de selectividad (%) = (Número roleina producida o ácido acrilico) (número d opileno reaccionado) xlOO Rendimiento (%) = (Número de moles d oducida o ácido acrilico) (número de moles de agua destilada, y una solución acuosa se prep solver 164.9 partes de nitrato de bismuto en 200 ua destilada que se ha acidificado al adicionar ácido nítrico concentrado. Las soluciones acu ) se mezclaron, y el líquido mezclado se adici ta a la solución acuosa (A) bajo agitación vi quido de suspensión de esta manera producid ilizando un secador de rocío y se calcinó prelim 0°C durante 3 horas, y de esta manera se obtu rtes de un polvo preliminarmente calcinado. E stantáneo se diseñó como polvo de cataliza posición que excluye oxígeno del polvo de cat e Mo = 12, Bi = 1.7, Ni = 2.8, Fe = 1.8 , Co = 1, en términos de relación atómica.

Soporte 1 El método para producir un soporte ertura de 2.8 mm. Además, el soporte tuvo un cio de 35%, una relación de absorción de agua d avedad específica de volumen de 1.01 y una po % o · Soporte 2 Las propiedades de un soporte 2 se midi tuvieron los valores mostrados enseguida.

Un soporte en forma de anillo que tien rcunferencial exterior de curvatura de 1.5 mm, u terior de 5.8 mm, una longitud de 6.4 mm, y un ertura de 1.3 mm, tuvo un contenido vacío de lación de absorción de agua de 14%, una gravedad volumen de .1.01 y una porosidad de 67%.

Soporte 3 El método para producir un soporte opiedades del soporte son como siguen. diámetro de abertura de 2.0 mm, Además, el sopo ntenido vacío de 46%, una relación de absorción %, una gravedad específica de volumen de 0 rosidad de 75%.

Soporte 4 Las propiedades de un soporte 4 se midi tuvieron los valores mostrados enseguida.

El soporte tuvo un radio circunferencia curvatura de 1.0 mm, un diámetro exterior de 5 gitud de 6.5 mm, y un diámetro de abertura emás, el soporte tuvo un contenido vacío de lación de absorción de agua de 25%, una gravedad volumen de 0.81 y una porosidad de 78%.

Soporte 5 (Ejemplo Comparativo) Las propiedades del soporte de anillo ino el material crudo del soporte 1 se midie lución de glicerina acuosa. Subsecuentemente, un 0 g del polvo de catalizador 1 y 15 g d istalina se adicionó a la misma alternativamen lución de glicerina acuosa, y de esta manera se s partículas soportadas del polvo de catalizado tas partículas se secaron a temperatura ambiente ras, y luego se calcinaron a 530°C durante 5 hor rríente de aire, y de esta manera un cataliz esente invención se obtuvo. El catalizador de tenido tuvo un diámetro exterior de 7.4 mm, una 7 mm, y un diámetro de abertura de 1.8 mm. talizador tuvo un grado de desgaste de 4.0%, u pecífica de volumen de 1.03 y una porosidad de 6 Ejemplo 1-2 Preparación del catalizador 1-2 La cámara de granulación se reguló por i calcinaron a 530°C durante 5 horas bajo una c re, y de esta manera se obtuvo un cataliza esente invención. El catalizador de esta mane vo un diámetro exterior de 7.5 mm, una longitud un diámetro de abertura de 0.5 mm. Además, el vo un grado de desgaste de 1.2%, y una gravedad volumen de 1.03, y un porosidad de 66%.

Ejemplo 2 Preparación del catalizador 2 Un catalizador de la presente invención la misma manera como en el Ejemplo 1, exce porte 2 en forma de anillo se utilizó como el talizador asi obtenido tuvo un diámetro exterior a longitud de 7.7 mm, y un diámetro de abertura emás, el catalizador tuvo un grado de desgaste d avedad especifica de volumen de 1.06 y una p ngitud de 7.6 mm, y un diámetro de abertura emás, el catalizador tuvo un grado de desgaste d avedad especifica de volumen de 1.06 y una po Ejemplo 3 Preparación del catalizador 3 Un catalizador de la presente invención la misma manera como en el Ejemplo 1, exce porte 3 en forma de anillo se utilizó como el s talizador obtenido tuvo un diámetro exterior de ngitud de 6.9 mm, y un diámetro de abertura emás, el catalizador tuvo un grado de desgaste d avedad especifica de volumen de 1.04 y una po %.

Ejemplo 3-2 Preparación del catalizador 3-2 una porosidad de 71%.

Ejemplo 4 Preparación del catalizador 4 Un catalizador de la presente invención la misma manera como en el Ejemplo 1, exce porte 4 en forma de anillo se utilizó como el s talizador de esta manera obtenido tuvo un diámet 7.4 mm, una longitud de 7.6 mm, y un diámetro 1.5 mm. Además, el catalizador tuvo un grado 4.0%, una gravedad especifica de volumen de rosidad de 76%.

Ejemplo 4-2 Preparación del catalizador 4-2 Un catalizador de la presente invención la misma manera como en el Ejemplo 1, exce mará de granulación se reguló por tener u ' Un catalizador de la presente invención la misma manera como en el Ejemplo 1, exce mara de granulación, el proceso de secado y el lcinación se humidificaron a una humedad absolu 0.015 (temperatura de la cámara 27 °C) , y el so rma de anillo se utilizó como el soporte. El cat ta manera obtenido tuvo un diámetro exterior de gitud de 7.5 mm, y un diámetro de abertura emas, el catalizador tuvo un grado de desgaste d avedad especifica de volumen de 0.92 y una po o "o .

Ejemplo Comparativo 1 (Preparación del catalizador 5) Un catalizador se obtuvo de la misma man Ejemplo 1, excepto que el soporte 5 en forma de ilizó como el soporte. El catalizador de e i tubo de reacción. El catalizador 1 se empacó reacción a una altura de 15 cm, y luego la rámica que fueron inertes a la reacción se empac i catalizador y a la parte superior del tubo de La temperatura del baño de reacción se O°C, y un gas mezclado formado de 8.3% en opileno (gasto de flujo de propileno 4.82 L/hr) lumen de oxigeno, 24.8% en volumen de vapor de a volumen de nitrógeno, se pasó sobre el catali accionar.

En este momento, la temperatura máxima i catalizador fue 397°C, la proporción de con opileno fue 97.2%, el rendimiento total de a ido acrilico fue 91.6% y la relación de selecti ra la acroleina y el ácido acrilico fue 94.2%.

Ejemplo de Reacción 1-2 Ejemplo de Reacción 2 La reacción se llevó a cabo de la misma el Ejemplo de Reacción 1, excepto que el ilizado en el Ejemplo de Reacción 1 se talizador 2.

En este momento, la temperatura máxima l catalizador fue 395°C, la proporción de con opileno fue 97.1%, el rendimiento total de a ido acrílico fue 91.4% y la relación de selecti ra la acroleina y el ácido acrílico fue 94.1%.

Ejemplo de Reacción 2-2 La reacción se llevó a cabo de la misma el Ejemplo de Reacción 1, excepto que el ilizado en el Ejemplo de Reacción 1 se talizador 2-2.

En este momento, la temperatura máxima ° En este momento, la temperatura máxima i catalizador fue 392°C, ¦ la proporción de opileno fue 95.9%, el rendimiento total de a ido acrilico fue 89.0% y la relación de selecti ra la acroleina y el ácido acrilico fue 92.8%.

Ejemplo de Reacción 3-2 La reacción se llevó a cabo de la misma el Ejemplo de Reacción 1, excepto que el ilizado en el Ejemplo de Reacción 1 se talizador 3-2.

En este momento, la temperatura máxima i catalizador fue 392°C, la proporción de co opileno fue 95.9%, el rendimiento total de a ido acrilico fue 89.0% y la relación de selecti ra la acroleina y el ácido acrilico fue 92.8%.

Ejemplo de Reacción 4 Ejemplo de Reacción 4-2 La reacción se llevó a cabo de la misma el Ejemplo de Reacción- 1, excepto que el ilizado en el Ejemplo de Reacción 1 se talizador 4-2.

En este momento, la temperatura máxima l catalizador fue 391°C, la proporción de con opileno fue 96.5%, el rendimiento to.tal de a ido acrilico fue 91.1% y la relación de selecti ra la acroleina y el ácido acrilico fue 94.4%.

Ejemplo de Reacción 4-3 La reacción se llevó a cabo de la misma el Ejemplo de Reacción 1, excepto que el ilizado- en el Ejemplo de Reacción 1 se talizador 4-3.

En este momento, la temperatura máxima ° En este momento, la temperatura máxima i catalizador fue 390°C, la proporción de co opileno fue 93.8%, el rendimiento total de a ido acrilico fue 88.3% y la relación de selecti ra la acroleina y el ácido acrilico fue 94.1%.

Como tal, el catalizador de la presente un catalizador que exhibe alta activida ndimiento y tiene un excelente grado de desgaste.

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1. Un método para producir un catali oducir un aldehido insaturado y un ácido saturado al someter correspondientemente obutileno, alcohol butilico terciario, éter metí rciario a la oxidación catalítica de fase de gas, racterizado porque comprende un paso de recubrir erte con un polvo de catalizador para pr talizador soportado, , en donde el soporte inerte rma de anillo y tiene una periferia exterior qu la dirección longitudinal del soporte, y en talizador se produce en una atmósfera de la anulación en el paso de recubrimiento que se h r tener una humedad absoluta en peso de 0.01 o má

2. Un método para producir un catali oducir un ácido carboxílico insaturado al dehído insaturado correspondiente a la oxidación soluta en peso de 0.01 o más alta.

3. Un método para producir un aldehido i ácido carboxilico insaturado, caracteriza opileno, isobutileno, alcohol butilico terciar til butilico terciario se someten correspondient idación catalítica de fase de gas al ut talizador obtenible por el método de conformi ivindicación 1.

4. Un método para producir un ácido saturado, caracterizado porque un aldehido ins mete correspondientemente a la oxidación catalít gas al utilizar el catalizador obtenible por el formidad con la reivindicación 2.