PL175348B1

PL175348B1 - Sposób otrzymywania aldehydu octowego

Info

Publication number: PL175348B1
Application number: PL94305005A
Authority: PL
Inventors: Krystyna Nowińska
Original assignee: Univ Adama Mickiewicza
Priority date: 1994-09-10
Filing date: 1994-09-10
Publication date: 1998-12-31
Also published as: PL305005A1

Abstract

1. Sposób otrzymywania aldehydu octowego na drodze katalitycznego utleniania etylenu stosowanego w mieszaninie z tlenem, gazem obojętnym 1 parą wodną, prowadzonego w temperaturze od 293 do 373 K, znamienny tym, że reakcję prowadzi się w fazie gazowej, w obecności układu katalitycznego zawierającego od 0,1 do 0,3% wagowych palladu, a składającego się z chlorku palladu i heteropolizwiązku w postaci soli dwuwartościowego metalu przejściowego, takiego jak żelazo, miedź, mangan lub kobalt, kwasu o ogólnym wzorze H3+xPMoi2.xVxO40, w którym x przyjmuje wartości 1,2 lub 3, osadzonej w ilości 25-40% wagowych na krzemionce lub y-A^O^ przy czym proces prowaidzi się w układzie przeplywowym, stosując pozorny czas kontaktu W/F = 50-150 [mg -min/cm3], gdzie W oznacza masę katalizatora, a F - szybkość objętościową przepły- wającej mieszaniny reagentów.

Description

Przedmiotem wynalazkujest sposób otrzymywania aldehydu octowego na drodze katalitycznego utleniania etylenu.

Aldehyd octowy początkowo produkowany był z etylenu metodą chlorhydrynową, natomiast od wczesnych lat 60-tych wytwarzany jest z bardzo dobrą wydajnością poprzez utlenianie etylenu w fazie ciekłej w obecności chlorku palladu (PdCh) lub chlorku miedzi (CuC^) w roztworze wodnym kwasu solnego, w temperaturze nie przekraczającej 373 K. Proces ten nosi nazwę procesu Wackera. Mankamentem tej technologii jest jej duża korozyjność, która spowodowana jest obecnością lotnego kwasu solnego, co pociąga za sobą duże nakłady inwestycyjne związane z koniecznością stosowania kwasoodpomej stali tytanowej.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego procesu otrzymywania aldehydu octowego, w którym w środowisku reakcji nie będzie występował kwas solny.

Cel ten osiągnięto prowadząc proces utleniania etylenu zawartego w mieszaninie z tlenem, gazem obojętnym i parą wodną, zgodnie z wynalazkiem w fazie gazowej, w obecności układu katalitycznego zawierającego od 0,1 do 0,3% wagowych palladu, a składającego się z chlorku palladu i heteropolizwiązku w postaci soli dwuwartościowego metalu przejściowego, takiego jak żelazo, miedź, mangan lub kobalt, kwasu o ogólnym wzorze Η3₊χΡΜθΐ2.χνχθ4ο, w którym x przyjmuje wartości 1,2 lub 3 osadzonej osadzonej w ilości 25-40% wagowych na krzemionce lub y-AbO·,. Proces prowadzi się w układzie przepływowym, stosując pozorny czas kontaktu W/F = 50-150 [mg -min/cm3], gdzie W oznacza masę katalizatora, a F - szybkość objętościową przepływających reagentów, które stanowi mieszanina etylenu, tlenu i gazu obojętnego.

Korzystnym jest następujący skład mieszaniny reakcyjnej: etylen od 1 do 4% obj., tlen od 11 do 17% obj., gaz obojętny od 5θ do 72% obj. i para wodna od 10 do 36% obj.

Wynalazek pozwala na zrealizowanie postawionego zadania, tj. na usunięcie ze środowiska reakcji kwasu solnego. Przy zastosowaniu w prowadzonej reakcji nowego układu katalitycznego uzyskuje się 100% selektywność do aldehydu octowego, przy konwersji etylenu od 40 do 95%. Wysoka konwersja etylenu, przy praktycznie 100% selektywności do aldehydu octowego, pozwala na rezygnację, ze stosowanego w dotychczas znanym sposobie, zawracania etylenu ponownie do reakcji. Natomiast w przypadku niższej konwersji (-50)%) aldehyd może być usuwany z gazów przez rozpuszczenie w wodzie, a gazy poreakcyjne zawierające nieprzereagowany etylen, po wzbogaceniu w ten ostatni, zawracane do reaktora.

175 348

Wynalazek llustrująponiższe przykłady, w których podano sposób przygotowania układu katalitycznego oraz sposób prowadzenia procesu utleniania etylenu do aldehydu octowego.

Przykład I.

A. Przygotowanie katalizatora.

Na drodze hydrolizy izopropanolu glinu przygotowano tlenek glinu. Otrzymany wodorotlenek glinu po odmyciu i wysuszeniu w temperaturze 373 K prażono przez 6 godzin w temperaturze 873 K. Tak przygotowany preparat miał powierzchnię właściwą 208 m²/g oraz strukturę krystalograficzną zbliżoną do γ - Al2O3. Na 2 g tak przygotowanego nośnika naniesiono drogą impregnacji z roztworu wodnego sól Fe²⁺ kwasu H5PModV₂O₄0, w ilości 1 g w 2 cm^j wody, w temperaturze 333 K. Po zaimpregnowaniu katalizator suszono przez 2 godziny w temperaturze 353 K, a następnie dodano do niego 1 cm³ roztworu wodnego chlorku palladu (PdCl.2) zakwaszonego kwasem solnym, zawierającego 0,15 mg palladu, i ponownie suszono przez 1 godzinę w temperaturze 333 K i przez kolejne 2 godziny w temperaturze 373 K.

B. Otrzymywanie aldehydu octowego.

0,5 g katalizatora przygotowanego jak wyżej umieszczono w reaktorze przepływowym i w temperaturze 373 K wprowadzano reagenty: etylen - 4% obj., powietrze - 60% obj. i parę wodną 36% obj. Obciążenie katalizatora wynosiło 74 mg etylenu/g kat. h. Konwersja w ciągu 2 godzin nie spadała poniżej 55%, a selektywność do aldehydu octowego wynosiła 100%».

Przykład II.

A. Przygotowanie katalizatora.

g krzemionki wyprażonej w temperaturze 873 K w czasie 6 godzin (powierzchnia właściwa 237 m2/g) impregnowano roztworem wodnym zawierającym 1 g soli Mn2+ kwasu H₅PMo₁₀V2O₄₀, w 2 cm3 wody, w temperaturze 333 K. Po zaimpregnowaniu katalizator suszono przez 2 godziny w temperaturze 353 K, a następnie dodano do niego 1 cm3 roztworu wodnego chlorku palladu (PdCk) zakwaszonego kwasem solnym, zawierającego 0,12 mg palladu, i ponownie suszono przez 1 godzinę w temperaturze 333 K i przez kolejne 2 godziny w temperaturze 373 K.

B. Otrzymywanie aldehydu octowego.

0,5 g katalizatora przygotowanego jak wyżej umieszczono w reaktorze przepływowym i w temperaturze 313 K wprowadzano reagenty: etylen-4% obj, powietrze-60% obj. i parę wodną 36% obj. Obciążenie katalizatora wynosiło 74 mg etylenu/g kat. h. Konwersja w ciągu 2 godzin nie spadała poniżej 40%, a selektywność do aldehydu octowego wynosiła 100%.

Przykład III.

A. Przygotowanie katalizatora

Na drodze hydrolizy izopropanolu glinu przygotowano tlenek glinu. Otrzymany wodorotlenek glinu, po odmyciu i wysuszeniu w temperaturze 373 K w ciągu 24 godzin, prażono następnie przez 6 godzin w temperaturze 873 K. Tak przygotowany preparat miał powierzchnię właściwą208 m2/g oraz strukturę krystalograficzną zbliżoną do γ-Α^Ο®. Na 2 g tak przygotowanego nośnika naniesiono drogą impregnacji z roztworu wodnego sól Cm' kwasu H₅PMoi 1 V^o, w ilości 1g w 2 cm3 wody, w temperaturze 333 K. Po zaimpregnowaniu katalizator suszono przez 2 godziny w temperaturze 353 K, a następnie dodano do niego 1 cm3 roztworu wodnego chlorku palladu (PdCy zakwaszonego kwasem solnym, zawierającego 0,15 mg palladu, i ponownie suszono przez 1 godzinę w temperaturze 333 K i przez kolejne 2 godziny w temperaturze 373 K.

B. Otrzymywanie aldehydu octowego.

0,5 g katalizatora przygotowanego jak wyżej umieszczono w reaktorze przepływowym i w temperaturze 343 K wprowadzano reagenty: etylen - 4% obj ., powietrze - 6^0)%> obj. i paręw/odną 36% obj. Obciążenie katalizatora wynosiło 74 mg etylenu/g kat. h. Konwersja w ciągu 2 godzin nie spadała poniżej 90%, a selektywność do aldehydu octowego wynosiła 100%.

175 348

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób otrzymywania aldehydu octowego na drodze katalitycznego utleniania etylenu stosowanego w mieszaninie z tlenem, gazem obojętnym i parą wodną, prowadzonego w temperaturze od 293 do 373 K, znamienny tym, że reakcję prowadzi się w fazie gazowej, w obecności układu katalitycznego zawierającego od 0,1 do 0,3% wagowych palladu, a składającego się z chlorku palladu i heteropolizwiązku w postaci soli dwuwartościowego metalu przejściowego, takiego jak żelazo, miedź, mangan lub kobalt, kwasu o ogólnym wzorze H3_+xPMo₁₂._xV_xO₄₀, w którym x przyjmuje wartości 1, 2 lub 3, osadzonej w ilości 25-40% wagowych na krzemionce lub y-Al₂O₃, przy czym proces prowadzi się w układzie przepływowym, stosując pozorny czas kontaktu W/F = 50-150 [mg -min/cm³], gdzie W oznacza masę katalizatora, a F - szybkość objętościową przepływającej mieszaniny reagentów.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszanina reagentów składa się z etylenu w ilości od 1 do 4% obj., tlenu - od 11 do 17% obj., gazu obojętnego - od 50 do 72% obj. i pary wodnej - od 10 do 36% obj.