MXPA00007650A - Un metodo para la oxidacion directa catalitica de hidrocarburos insaturados en fase gaseosa - Google Patents

Un metodo para la oxidacion directa catalitica de hidrocarburos insaturados en fase gaseosa

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MXPA00007650A
MXPA00007650A MXPA/A/2000/007650A MXPA00007650A MXPA00007650A MX PA00007650 A MXPA00007650 A MX PA00007650A MX PA00007650 A MXPA00007650 A MX PA00007650A MX PA00007650 A MXPA00007650 A MX PA00007650A
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MXPA/A/2000/007650A
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Gerhard Wegener
Markus Weisbeck
Ernstulrich Dorf
Christoph Schild
Herbert Dilcher
Bernard Lucke
Ulrich Schulke
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Bayer Ag 51373 Leverkusen De
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Abstract

La presente invención se refiere a:Se describe un procedimiento para la oxidación de hidrocarburos insaturados en fase gaseosa en presencia de una mezcla de hidrógeno-oxígeno sobre un catalizador recubierto con partículas de oro, en el que se utiliza un catalizador preparado y calcinado de hidrato deóxido de titanio, que dado el caso contiene sulfato, recubierto con partículas de oro de escala nanométrica. Preferentemente este procedimiento es adecuado para la epoxidación de eteno, propeno o buteno. Además se describe un catalizador para la oxidación de dichos hidrocarburos insaturados.

Description

UN MÉTODO PARA LA OXIDACIÓN DIRECTA CATALÍTICA DE HIDROCARBUROS INSATURADOS EN FASE GASEOSA CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un procedimiento catalítico en fase gaseosa para la fabricación de epóxidos a partir de hidrocarburos insaturados por oxidación con oxígeno molecular en presencia de hidrógeno molecular así como catalizadores recubiertos de partículas de oro de escala nanométrica para este procedimiento.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En general, las oxidaciones directas de hidrocarburos insaturados con oxígeno molecular transcurren en fase gaseosa - incluso en presencia de catalizadores - no por debajo de 200°C, y es por consiguiente difícil producir selectivamente productos de oxidación sensibles a la oxidación, como por' ejemplo epóxidos, alcoholes o aldehidos, pues las reacciones subsiguientes de estos productos transcurren frecuentemente más rápidas que la oxidación de las propias olefinas utilizadas.
REF: 122272 El óxido de propeno representa uno de los productos químicos básicos más importantes de la industria química. El campo de aplicación se encuentra con una proporción de más del 60% en el sector de los plásticos, especialmente para la fabricación de polioléteres para la síntesis de poliuretanos. Además, los derivados de óxido de propeno cubren también la mayor cuota de mercado en el campo de los glicoles, en especial en los lubricantes y anticongelantes.
Actualmente en todo el mundo aproximadamente el 50% del óxido de propeno se sintetiza por el "procedimiento de la clorhidrina" . El otro 50%, con tendencia a la alza, lo proporcionan los "procedimientos del oxirano".
En el procedimiento de la clorhidrína (F. Andreas y col.; Propylenchemie, Berlín 1969) se forma primeramente por reacción de propeno con H0C1 (agua y cloro) la clorhidrina y a continuación, a partir de esta, se forma el óxido de propeno por disociación de HCl con una base. El procedimiento es muy costoso económicamente, pero presenta con una correspondiente optimización una elevada selectividad (> 90%) con rendimientos elevados. La pérdida de .cloro en el procedimiento de la clorhidrina en forma de soluciones de cloruro calcico o cloruro sódico sin valor y la elevada carga salina en las aguas residuales asociado a ello ha conducido tempranamente a la búsqueda de sistemas de oxidación sin cloro.
Los procedimientos de oxidación utilizan en lugar del oxidante inorgánico HOC1 compuestos orgánicos para la transferencia de oxígeno al propeno. Esta epoxidación indirecta se basa en el hecho de que peróxidos orgánicos cómo los peróxidos de hidrógeno en fase líquida pueden transferir su oxígeno peroxídicó selectivamente a olefinas formándose epóxidos. Los peróxidos de hidrógeno se transforman aquí en alcoholes, los ácidos peroxicarboxí lieos en ácidos. Los peróxidos de hidrógeno se obtienen por auto oxidación con aire u oxígeno molecular del correspondiente hidrocarburo. Un inconveniente que afecta a la oxidación indirecta es la dependencia económica del valor del óxido de propeno del valor de mercado del producto de acoplamiento así como_ el elevado costo económico de la fabricación de los oxidantes.
Con silicalita de titanio (TS 1) como catalizador (Notari y col., documentos US 44 10 501 y US 47 01 428) fue posible por primera vez epoxidar propeno con peróxido de hidrógeno en fase líquida y en condiciones de reacción muy suaves con selectividades > 90% (Clerici y col., documento EP-A 230 949) .
La oxidación de propeno también se consigue con menor rendimiento en fase líquida en presencia de silicalitas de titanio con una mezcla gaseosa compuesta de oxígeno molecular e hidrógeno molecular (documento JP-A 92/352771) .
En el documento US 5 623 090 (Haruta y col.) se describe por primera vez una oxidación directa en fase gaseosa de propeno a óxido de propeno con una selectividad de,.l 100%. Se trata a este respecto de una oxidación catalítica en fase gaseosa con oxigeno molecular en presencia del reductor hidrógeno. Como catalizador se utiliza dióxido de titanio comercial recubierto con partículas de oro de escala nanométrica. Por partículas de oro de escala nanométrica se entiende aquí partículas con un diámetro del orden de magnitud de nm. La transformación del propeno y el rendimiento en óxido de propeno se especifican con un 2.3% como máximo. Los catalizadores de Au/Ti02 consiguen la transformación del propeno de aproximadamente 2% solo durante un tiempo muy corto; por ejemplo los periodos de vida media típicos a temperaturas moderadas (40-50°C) son todavía insatisfactorios (Haruta y col., 3 * rd World Congress on Oxidation Catalysis 1997, págs. 965-970, Fig. 6) . Este procedimiento tiene pues el inconveniente de que en cualquier caso bajo rendimiento en epóxido se reduce aun fuertemente por desactivación rápida.
Para una explotación económica es absolutamente necesario por consiguiente el desarrollo de catalizadores con actividades de inicio claramente mejores con tiempos de permanencia fuertemente incrementados.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Es por consiguiente objeto de la invención un procedimiento para la oxidación de hidrocarburos insaturados en fase gaseosa en presencia de una mezcla de hidrógeno-oxígeno dado el caso añadiendo un gas inerte sobre un catalizador soportado recubierto con partículas de oro, caracterizado porque se utiliza un catalizador preparado y calcinado que contiene hidrato de óxido de titanio, dado el caso dopado, recubierto con partículas de oro de escala nanométrica.
El procedimiento conforme a la invención puede utilizarse con todas las olefinas. Puesto que la oxidación en fase gaseosa tiene lugar, debido, a las mayores selectividades que pueden conseguirse, adecuadamente a bajas temperaturas (< 120°C), pueden oxidarse todos los hidrocarburos insaturados, a partir de los cuales se forman tales productos de oxidación, cuya presión parcial es lo suficientemente baja para retirar el producto de forma constante del catalizador. Preferiblemente son hidrocarburos insaturados de hasta 12 átomos de carbono, en especial eteno, propeno, 1-buteno o 2-buteno.
-La preparación del catalizador tiene una influencia decisiva sobre la actividad del catalizador. Preferiblemente los catalizadores se obtienen a este respecto por el método de "deposición-precipitación". En este se añade gota a gota a una suspensión acuosa agitada del hidrato de óxido de titanio utilizado como soporte del catalizador una solución acuosa de un compuesto de oro orgánico o inorgánico. Preferiblemente se utiliza un disolvente que contiene agua. Otros disolventes, como por ejemplo alcoholes, pueden utilizarse igualmente. Si esta solución de sal de oro (III) se mezcla con bases (por ejemplo carbonato sódico o lejías alcalinas o alcalinotérreas) hasta un valor del pH de 7-8.5, entonces precipita el oro en forma de complejos de clorohidroxo u oxohidroxo Au(III) o como hidróxido de oro sobre la superficie del hidrato de óxido de titanio. Para conseguir una deposición homogénea de partículas de oro ultrafinas debe controlarse la modificación del valor del pH mediante una adición lenta a gotas de esta solución acuosa alcalina. Puesto que en exceso de lejía alcalina los compuestos de oro depositados se redisuelven al formarse auratos ([Au(OH)4]~ o Au02") , debe ajustarse por este motivo el valor del pH entre 7-8.5. El hidróxido de oro (III) precipitado no puede aislarse como tal, sino que al secarse se transforma en el etahidróxido AuO(OH) o en Au203, que en la calcinación a más de 150°C se descomponen en oro elemental con desprendimiento de oxígeno. Las partículas de oro de escala nanométrica así generadas quedan inmovilizadas sobre la superficie del soporte adheridas sólidamente y presentan diámetros de partícula < 10, preferiblemente < 6 nm. La cantidad de oro que se aplica sobre el soporte depende de distintas variables, como por ejemplo de la superficie, de la estructura de los poros y de la naturaleza química de la superficie del soporte. Las propiedades del soporte juegan por consiguiente un importante papel para la actividad catalítica.
Sorprendentemente se ha encontrado que utilizando hidratos de óxido de titanio hidratados para el recubrimiento con oro las actividades catalíticas en l epoxidación de propeno a óxido de propeno se encuentran drásticamente incrementadas. Estos hidratos de óxido de titanio utilizados tienen contenidos de agua de 5 a 50% en peso y superficies > 50 m2/g. Con un catalizador preparado sobre una base de hidrato de óxido de titanio, que contiene 0.5% en peso de oro, se obtienen por ejemplo rendimientos iniciales de óxido de propeno > 4%.
El contenido de agua de los hidratos de óxido de titanio utilizados se. encuentra habitualmente entre 5 y 50% en peso, preferiblemente entre 7-20% en peso. El oro se aplica en la preparación del catalizador sobre hidrato de óxido de titanio en un paso de precipitación en forma de compuestos de Au(III) . El soporte cargado de este modo presenta sin embargo aún poca actividad catalítica. Solamente una calcinación en corriente de aire entre 350 y 500°C hace a estos precursores un material catalíticamente activo.
Contenidos de sulfato bajos en los_ precursores TiO(OH)n dan lugar sorprendentemente a una drástica mejora de las propiedades catalíticas de los catalizadores fabricados con ellos. Por consiguiente se utilizan preferiblemente catalizadores sobre base de hidrato de óxido de titanio con un contenido de sulfato entre 0.1 y 0.6% en peso preferiblemente de 0.2-1% en peso. El sulfato puede adicionarse en la preparación del hidrato de óxido de titanio o posteriormente por tratamiento de los hidratos de óxido de titanio con reactivos (por ejemp-lo ácido sulfúrico o sulfato sódico) .
La concentración del compuesto de oro soluble en la suspensión agitada tiene una clara influencia sobre la actividad catalítica del catalizador preparado con él. Repitiendo varias veces el proceso de precipitación con pequeñas cantidades de oro (por ejemplo con un correspondiente 0.5% en peso de oro) se obtienen catalizadores con actividades catalíticas claramente incrementadas en comparación con catalizadores con la misma alta carga de oro aplicada en un paso. Por consiguiente se utilizan preferiblemente en el procedimiento conforme a -la invención catalizadores en los que conforme al procedimiento de "deposición-precipitación" descrito tras lavado y secado se aplican de nuevo sobre el soporte 'cantidades de oro entre 0.05 y 10% en peso, preferiblemente entre 0.1 y 1% en peso. El catalizador así preparado conforme a la invención proporciona al utilizarlo en la oxidación directa de propeno con oxígeno molecular en presencia de hidrógeno molecular óxido de propeno con rendimientos de > 4% con selectividades > 97%.
En la preparación del catalizador la reducción del hidróxido de oro precipitado sobre la superficie se realiza durante la calcinación. Si se añaden reductores escogidos (por ejemplo citrato sódico, citrato magnésico,...) durante la preparación del catalizador, las actividades catalíticas se incrementan muy poco.
La interacción sinérgica específica entre el oro de escala nanométrica y el soporte de TiO(OH)n se consigue también si ambos componentes se aplican sobre otros soportes adicionales (por ejemplo Si02, A1203, ZnO) .
Las cantidades de catalizador utilizado y las cantidades de gas utilizadas no están limitadas. Habitualmente la "velocidad espacial" del flujo de gas a través del 'lecho de catalizador debe alcanzar de 0.5 a 20 1/g cat. x h"1 aproximadamente.
El procedimiento conforme a la invención se lleva a cabo en presencia de los gases oxígeno e hidrógeno, dado el caso añadiendo gas inerte. En presencia de estos gases se encuentran a 150°C además de los productos principales agua, propano y C02 también los productos oxigenados óxido de propeno y acetona. A una temperatura entre 30-60°C se encuentran además del producto principal óxido de propileno (aproximadamente 4% de rendimiento) solamente todavía agua y trazas de otros componentes (aproximadamente 1% referido a OP) .
La composición de la fase gaseosa, compuesta de propeno, oxígeno, hidrógeno y eventualmente un gas inerte no es solamente .importante para el rendimiento espacio-temporal sino también para la seguridad. Teóricamente pueden utilizarse todas las composiciones molares de, los gases propeno/oxígeno/hidrógeno/nitrógeno . Las mezclas de gases de oxígeno e hidrógeno se sabe que en determinadas composiciones son explosivas (gas detonante) . Sorprendentemente se ha encontrado que la reacción de oxidación anteriormente descrita puede llevarse a cabo aproximadamente en "condiciones de hidrogenación" por fuera de los límites de explosión. "Condiciones de hidrogenación" significa que además de un exceso de hidrógeno se utilizan solamente cantidades muy pequeñas de oxígeno. Por consiguiente para la reacción de oxidación se utilizan los siguientes contenidos de gases: H2/hidrocarburo/oxígeno/nitrógeno : 20-80% en vol./lO-50% en vol./l-10% en vol./0-50% en vol. Preferiblemente H2/hidrocarburo/oxígeno/nitrógeno : 30-75%/15-40%/3-8%/0-10% . El oxígeno molecular que se utiliza para la reacción puede ser de múltiples procedencias, por ejemplo oxígeno puro, aire u otras mezclas de oxígeno/gas inerte.
Además del procedimiento conforme a la invención para la oxidación de hidrocarburos insaturados es otro objeto de la invención también el catalizador utilizado en este procedimiento.
Ejemplos Oxidación directa de propano a óxido de propeno Condiciones de reacción estándar: El reactor es un reactor de lecho estacionario (1 cm de diámetro, 20 cm de largo) de vidrio de doble pared, acondicionado térmicamente con un termostato de agua a 46°C. Al reactor está preconectado un trayecto de mezcla y acondicionamiento térmico. El catalizador de soportado por oro se dispone sobre una placa filtrante de vidrio. La carga del catalizador ascendió a 1.8 1/g cat. h. Los gases reactantes se dosificaron al reactor de arriba a abajo mediante un regulador de flujo de masa. Las relaciones de gases reactantes fueron 02/H2/C3H6 : 0.1/1.3/0.4 l/h. La mezcla de gases de reacción se analizó por cromatografía de gases con un detector FID (todos los compuestos orgánicos que contienen oxígeno a excepción del C02) y uno WLD (gases permanentes, CO, C02, H20) . La instalación se controló a través de un sistema central de registro de valores de medición.
Para las reacciones a presión se utilizó un reactor de lecho estacionario análogo de V4A con una válvula de mantenimiento de presión pos tconectada .
Todos los catalizadores se analizaron por TEM (Transmission Electron Microscopy) en lo que respecta al tamaño de las partículas de oro.
En el Ejemplo 20 se utilizó etileno en lugar de propeno.
En el Ejemplo 21 se utilizó 1-buteno en lugar de propeno .
Ejemplo 1 A la suspensión de 10 g de hidrato de óxido de titanio (superficie BET de 380 m2/g, 12% de agua) en 0.3 ml de agua desionizada se añadieron gota a gota a temperatura ambiente y con agitación en el transcurso de 60 minutos 100 mg de H(AuCl4) x H20 disueltos en 100 ml de agua desionizada. Para la precipitación del hidróxido de oro se ajustó con una solución 0.5 molar de Na2C03 el valor del pH a 8; la suspensión débilmente amarilla se decoloró. La suspensión se agitó a temperatura ambiente durante 3 horas, la materia sólida se separó y se lavó 4 veces con sendos 25 ml de agua totalmente desionizada. Para el secado se mantuvo la materia sólida durante 2 horas a 150°C y 1 hora a 200°C, y a continuación el material de contacto seco se calcinó al aire durante 2 horas a 250°C y 5 horas a 400°C.
Se obtuvo un catalizador con 0.5% en peso de oro. La caracterización por TEM dio partículas de oro - de escala nanométrica con diámetros medios de partícula de aproximadamente 1-6 nm.
Los resultados de la reacción catalítica están resumidos análogamente a las condiciones de reacción estándar en la Tabla 1.
Ejemplo 2 Preparación de catalizador análoga a la del Ejemplo 1, pero la suspensión acuosa se calentó antes de la adición de oro a 80°C.
Se obtuvo un catalizador con 0.5% de oro. La caracterización por TEM dio partículas de oro de escala nanométrica con diámetros medios de partícula de aproximadamente 3-8 nm.
Los resultados de la reacción catalítica están resumidos análogamente a las condiciones de reacción estándar en la Tabla 1.
Ejemplo 3 Preparación de catalizador análoga a la del Ejemplo 1, pero se adicionaron 200 mg de H(AuCl4) disueltos en 100 ml de agua totalmente desionizada.
Se obtuvo un catalizador con 1.0% de oro. , La caracterización por TEM dio partículas de oro de escala nanométrica con diámetros medios de partícula de aproximadamente 3-6 n .
Los resultados de la reacción catalítica están resumidos análogamente a las condiciones de reacción estándar en la Tabla 1.
Ejemplo 4 Preparación de catalizador análoga a la del Ejemplo 1, pero 0.5 h después de la precipitación de oro se añadieron 464 mg de citrato monosódico.
Se obtuvo un catalizador con 0.5% de oro. La caracterización por TEM dio partículas de oro de escala nanométrica con diámetros medios de partícula de aproximadamente 1-6 nm.
Los resultados de la reacción catalítica están resumidos análogamente a las condiciones de reacción estándar en la Tabla 1.
Ejemplo 5 Preparación de catalizador análoga a la del Ejemplo 1, pero 0.5 horas después de la precipitación de oro se añadieron 464 mg de citrato magnésico.
Se obtuvo un catalizador con 0.5% de oro. La caracterización por TEM dio partículas de oro de escala nanométrica con diámetros medios de partícula de aproximadamente 1-6 nm.
Los resultados de la reacción catalítica están resumidos análogamente a las condiciones de reacción estándar en la Tabla 1.
Ejemplo 6 Preparación de catalizador análoga a la del Ejemplo 1, pero el material de contacto seco se calcinó solamente durante 1 hora a 250°C, 10 g de este catalizador seco se hicieron reaccionar de nuevo de forma análoga a la del Ejemplo 1 con 100 mg de H(AuCl4), se lavaron, secaron y calcinaron.
Se obtuvo un catalizador con 1.0% de oro. La caracterización por TEM dio partículas de oro de escala nanométrica con diámetros medios de partícula de aproximadamente 1-6 nm.
Los resultados de la reacción catalítica están resumidos análogamente a las condiciones de reacción estándar en la Tabla 1.
Ejemplo 7 Preparación de catalizador análoga a la del Ejemplo 1, pero el hidrato de óxido de titanio contenía 0.1% de sulfato y 12% de agua.
Se obtuvo un catalizador con 0.5% de oro. La caracterización por TEM dio partículas de oro de escala nanométrica con diámetros medios de partícula de aproximadamente 3-8 nm.
Los resultados de la reacción catalítica están resumidos análogamente a las condiciones de reacción estándar en la Tabla 1.
Ej mplo 8 Preparación de catalizador análoga a la del Ejemplo 1, pero el hidrato de óxido de titanio contenía 4% de sulfato y 12% de agua.
Se obtuvo un catalizador con 0.5% de oro. La caracterización por TEM dio partículas de oro de escala nanométrica con diámetros medios de partícula de aproximadamente 3-8 nm.
Los resultados de la reacción catalítica están resumidos análogamente a las condiciones de reacción estándar en la Tabla 1.
Ejemplo 9 Preparación de catalizador análoga a la del Ejemplo 1, pero la calcinación se realizó durante 5 horas a 500°C.
Se obtuvo un catalizador con 0.5% de oro. La caracterización por TEM dio partículas de oro de escala nanométrica con diámetros medios de partícula de aproximadamente 3-8 nm.
Los resultados de la reacción catalítica están resumidos análogamente a las condiciones de reacción estándar en la Tabla 1.
Ejemplo 10 Preparación de catalizador análoga a la del Ejemplo 1, pero el valor del pH se ajustó a 7.0.
Se obtuvo un catalizador con 0.5% de oro. La caracterización por TEM dio partículas de oro de escala nanometrica con diámetros medios de partícula de aproximadamente 3-8 nm.
Los resultados de la reacción catalítica están resumidos análogamente a las condiciones de reacción estándar en la Tabla 1.
Ejemplo 11 Preparación de catalizador análoga a la del Ejemplo 1, pero el valor del pH se ajustó a 7.5.
Se obtuvo un catalizador con 0.5% de oro. La caracterización por TEM dio partículas de oro de escala nanométrica con diámetros medios de partícula de aproximadamente 3-8 nm.
Los resultados de la reacción catalítica están resumidos análogamente a las condiciones de reacción estándar en la Tabla 1.
Ejemplo 12 Preparación de catalizador análoga a la del Ejemplo 1, pero se utilizó ZnO en lugar de hidrato de óxido de titanio.
Se obtuvo un catalizador de oro-óxido de zinc con 0.5% de oro. La caracterización por TEM dio partículas de oro de escala nanométrica con diámetros medios de partícula de aproximadamente 3-10 nm.
Los resultados de la reacción catalítica están resumidos análogamente a las condiciones # de reacción estándar en la Tabla 1 Ejemplo 13 Preparación de catalizador análoga a la del Ejemplo 1, pero se utilizo ZnO/3% de TiO? (anatasia) en lugar de hidrato de óxido de titanio.
Se obtuvo un catalizador de oro-óxido de zinc/dióxido de titanio con 0.5% de oro. La caracterización por TEM dio partículas de oro de escala nanométrica con diámetros medios de partícula de aproximadamente 3-10 nm.
Los resultados de la reacción catalítica están resumidos análogamente a las condiciones de reacción estándar en la Tabla 1.
Ejemplo 14 Se disolvieron 100 mg de H(AuCl4) en 50 ml de agua totalmente desmineralizada y se añadieron con agitación 10 g de hidrato de óxido de titanio y la suspensión se ajusto a pH 8 con solución 0.5 molar de Na2C03. A continuación se añadieron 464 mg de citrato magnésico. Tras 2 horas de agitación se separó la materia sólida y se lavó 5 veces con sendos 100 ml de agua, se secó durante 2 horas a 150°C y se calcinó durante 5 horas a 400°C.
La caracterización por TEM dio partículas de oro de escala nanométrica con diámetros medios de partícula de aproximadamente 1-6 nm.
Los resultados de la reacción catalítica están resumidos análogamente a las condiciones de reacción estándar en la Tabla 1.
Ejemplo 15 Preparación de catalizador análoga a la del Ejemplo 14, pero la reacción de oxidación se realizó a 40°C.
Ejemplo 16 Preparación de catalizador análoga a la del Ejemplo 14, pero la reacción de oxidación se realizó a 30°C.
Ejemplo 17 Preparación de catalizador análoga a la del Ejemplo 16, pero el material de contacto seco se calcinó solamente durante 1 hora a 250°C. 10 g de este catalizador seco se hicieron reaccionar de nuevo análogamente como en el Ejemplo 16 con 100 mg de H(AuCl4)/ se lavó,' se secó y se calcinó.
Se obtuvo un catalizador con 1.0% de oro. La caracterización por TEM dio partículas de oro de escala nanométrica con diámetros medios de partícula de aproximadamente 1-6 nm.
Los resultados de la reacción catalítica están resumidos análogamente a las condiciones de reacción estándar en la Tabla 1.
Ejemplo 18 Preparación de catalizador análoga a la del Ejemplo 1, pero la reacción se llevó a cabo de forma análoga a la de condiciones estándar a 3 bar de sobrepresión .
Los resultados de la reacción catalítica están resumidos análogamente a las condiciones de reacción estándar en la Tabla 1.
E emplo 19 Preparación de catalizador análoga a la del Ejemplo 1, pero la reacción se llevó a cabo de forma análoga a la de condiciones estándar a 10 bar de sobrepresión .
Los resultados de la reacción catalítica están resumidos análogamente a las condiciones de reacción estándar en la Tabla 1.
Ejemplo 20 Preparación de catalizador análoga a la del Ejemplo 14, pero en las condiciones estándar se utilizó etileno en lugar de propeno.
Los resultados de la reacción catalítica están resumidos análogamente a las condiciones de reacción estándar en la Tabla 1.
Ejemplo 21 Preparación de catalizador análoga a la del Ejemplo 14, pero en las condiciones estándar se utilizó 1-buteno.
Experimento de Comparación 1 : Se calentó a 70°C una solución de 0.104 g de HAuCl4 x 4 H20 en 400 ml de agua destilada, se llevó a pH 7.5 con una solución acuosa 0.1 N de NaOH y se añadieron de una vez con agitación intensa 5 g de dióxido de titanio (óxido mixto anatasa-rutilo; P 25 de la Firma Degussa) y se siguió agitando durante 1 hora. La materia sólida se lavó cinco veces con sendos 3 litros de agua destilada, se secó a temperatura ambiente a vacío durante 12 horas y se calcinó durante 4 horas a 400°C. Se obtuvo un catalizador de oro-dióxido de titanio con 1.0% de oro .
Los resultados de la reacción catalítica están resumidos análogamente a las condiciones de reacción estándar en la Tabla 1.
Experimento de Comparación 2 : A 200 ml de una solución acuosa que contenía disueltos en ella 22.3 g (0.21 mol) de carbonato sódico se le añadieron gota a gota 300 ml de una solución acuosa que contenía disuelta en ella 50 g (0.05 mol) de una solución acuosa al 24% en peso de Ti(S04)2 (calculado como sulfato de titanilo: Ti(S04)2 + H20 = TiOS04 + H2S04) y 1.08 g de HAuCl4 durante un periodo de 30 minutos. Después de 5 minutos de finalizar la adición por goteo se agitaron de forma continuada durante 1 hora para el envejecimiento la suspensión acuosa obtenida del precipitado mixto y 400 ml de una solución acuosa saturada de citrato magnésico (6 g/1) . El valor del pH fue de 8.3. Tras el lavado del precipitado la materia sólida se secó a vacío y se calcinó durante 5 horas a 400°C.
Se obtuvo un catalizador de oro-dióxido de titanio con 11.0% de oro.
Los resultados de la reacción catalítica están resumidos análogamente a las condiciones de reacción estándar en la Tabla 1.
Tabl a 1 Catalizador Selectividad en Rendimiento en óxido dei propeno (%) óxido de propeno (% ) Ejemplo 1 > 97 5.1 Ejemplo 2 > 97 4,7 Ejemplo 3 > 97 3,4 Ejemplo 4 > 97 5,6 Ejemplo 5 > 97 5,6 Ejemplo 6 > 97 5,8 Ejemplo 7 > 97 4,0 Ejemplo 8 > 97 3,7 Ejemplo 9 > 97 5,4 Ejemplo 10 > 97 3,5 Ejemplo 11 > 97 4,4 Ejemplo 12 > 97 0,4 Ejemplo 13 > 97 0,9 Ejemplo 14 *•_ 97 5,7 E emplo 15 > 97 5,1 Ejemplo 16 > 97 4,6 Ejemplo 17 > 97 5,7 Ejemplo 18 > 97 5,7 Ejemplo 19 > 97 4,9 Ejemplo 20 > 97 5,0 Ejemplo 21 > 97 . 5,5 Ejemplo comparat. Lvo 1 > 97 1, Ejemplo comparat. Lvo 2 > 97 0,5 Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante, para llevar a la práctica la citada invención es el que resulta claro a partir de la manufactura de los objetos a los que la misma se refiera.
Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un proceso para la oxidación de hidrocarburos insaturados en fase gaseosa en presencia de una mezcla de hidrógeno-oxígeno sobre un catalizador recubierto con partículas de oro, caracterizado porque se utiliza un catalizador preparado y calcinado de hidrato de óxido de titanio, dado el caso dopado, recubierto con partículas de oro de escala nanométrica.
2. Un proceso conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque el catalizador se prepara por el método de "deposición-precipitación" .
3. Un proceso conforme a una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque se utiliza un catalizador preparado y calcinado de hidrato de óxido de titanio dopado con sulfato en una cantidad de entre 0.05 y 10% en peso.
4. Un proceso conforme a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se utiliza un catalizador recubierto con partículas de oro de escala nanométrica en el intervalo entre 1 y 10 nm.
5. Un proceso conforme a una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la oxidación del hidrocarburo insaturado, dado el caso en presencia de un gas inerte, se lleva a cabo con una relación molar de la mezcla de gases utilizada hidrógeno/hidrocarburo insaturado/oxígeno/gas inerte de 20 a 80%/10 a 50%/l a 10%/0 a 50%.
6. Un proceso conforme a una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque como hidrocarburo insaturado se utiliza eteno, propeno, 1-buteno o 2-buteno.
7. Catalizador soportado recubierto de partículas de oro para la oxidación de hidrocarburos insaturados obtenido por recubrimiento de un hidrato de óxido de titanio que dado el caso contiene sulfato por el método de "deposición-precipitación" con partículas de oro de escala nanométrica en una cantidad de 0.05 a 10% en peso, referida a la substancia soporte, y subsiguiente lavado, secado y calcinado.
8. Catalizador conforme a la reivindicación 7, caracterizado porque el catalizador se recubre antes de la calcinación varias veces con partículas de oro de escala nanométrica por el método de "deposición-precipitación".
MXPA/A/2000/007650A 1998-02-06 2000-08-04 Un metodo para la oxidacion directa catalitica de hidrocarburos insaturados en fase gaseosa MXPA00007650A (es)

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