RO127750A2 - Sisteme de catalizator pentru producerea de acizi - Google Patents
Sisteme de catalizator pentru producerea de acizi Download PDFInfo
- Publication number
- RO127750A2 RO127750A2 ROA201001150A RO201001150A RO127750A2 RO 127750 A2 RO127750 A2 RO 127750A2 RO A201001150 A ROA201001150 A RO A201001150A RO 201001150 A RO201001150 A RO 201001150A RO 127750 A2 RO127750 A2 RO 127750A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- xylene
- catalyst
- oxidation
- acid
- feed stream
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 123
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims description 23
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 title description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 116
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 99
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 73
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 67
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 55
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 5
- URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N Para-Xylene Chemical group CC1=CC=C(C)C=C1 URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 66
- IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N m-xylene Chemical group CC1=CC=CC(C)=C1 IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 56
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 26
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 4
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000008096 xylene Substances 0.000 abstract description 20
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 abstract description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 48
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 45
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 32
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 23
- KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N Peracetic acid Chemical compound CC(=O)OO KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 22
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000000047 product Substances 0.000 description 21
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 19
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 description 15
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 12
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 10
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 10
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 9
- QAHREYKOYSIQPH-UHFFFAOYSA-L cobalt(II) acetate Chemical compound [Co+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O QAHREYKOYSIQPH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 8
- 150000003738 xylenes Chemical class 0.000 description 8
- 229940011182 cobalt acetate Drugs 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 6
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 5
- -1 butyl phosphonate oxo-ruthenium phosphonate Chemical compound 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 4
- AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N Methanesulfonic acid Chemical compound CS(O)(=O)=O AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001345 alkine derivatives Chemical class 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- JAWGVVJVYSANRY-UHFFFAOYSA-N cobalt(3+) Chemical compound [Co+3] JAWGVVJVYSANRY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 3
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 3
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 3
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- BYJQAPYDPPKJGH-UHFFFAOYSA-N 3-(2-carboxyethyl)-1h-indole-2-carboxylic acid Chemical compound C1=CC=C2C(CCC(=O)O)=C(C(O)=O)NC2=C1 BYJQAPYDPPKJGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DUFCMRCMPHIFTR-UHFFFAOYSA-N 5-(dimethylsulfamoyl)-2-methylfuran-3-carboxylic acid Chemical compound CN(C)S(=O)(=O)C1=CC(C(O)=O)=C(C)O1 DUFCMRCMPHIFTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CHZLVVMDCBCKMC-UHFFFAOYSA-N CCCC(CC)OP(O)=O Chemical compound CCCC(CC)OP(O)=O CHZLVVMDCBCKMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 2
- 150000007824 aliphatic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000007810 chemical reaction solvent Substances 0.000 description 2
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940098779 methanesulfonic acid Drugs 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M potassium bromide Chemical compound [K+].[Br-] IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 2
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100024633 Carbonic anhydrase 2 Human genes 0.000 description 1
- 102100024650 Carbonic anhydrase 3 Human genes 0.000 description 1
- 206010012422 Derealisation Diseases 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 101000760643 Homo sapiens Carbonic anhydrase 2 Proteins 0.000 description 1
- 101000760630 Homo sapiens Carbonic anhydrase 3 Proteins 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 101150074181 PER2 gene Proteins 0.000 description 1
- 101150017365 Per3 gene Proteins 0.000 description 1
- SCKXCAADGDQQCS-UHFFFAOYSA-N Performic acid Chemical compound OOC=O SCKXCAADGDQQCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ROZSPJBPUVWBHW-UHFFFAOYSA-N [Ru]=O Chemical compound [Ru]=O ROZSPJBPUVWBHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000218 acetic acid group Chemical group C(C)(=O)* 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 159000000032 aromatic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000005899 aromatization reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 229910021418 black silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- UOKRBSXOBUKDGE-UHFFFAOYSA-N butylphosphonic acid Chemical compound CCCCP(O)(O)=O UOKRBSXOBUKDGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000007806 chemical reaction intermediate Substances 0.000 description 1
- ZBYYWKJVSFHYJL-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+);diacetate;tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[Co+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O ZBYYWKJVSFHYJL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 210000001520 comb Anatomy 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000006735 epoxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 description 1
- 239000002778 food additive Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000003317 industrial substance Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940071125 manganese acetate Drugs 0.000 description 1
- 150000002697 manganese compounds Chemical class 0.000 description 1
- UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);diacetate Chemical compound [Mn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N mesitylene Substances CC1=CC(C)=CC(C)=C1 AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001827 mesitylenyl group Chemical group [H]C1=C(C(*)=C(C([H])=C1C([H])([H])[H])C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 150000002763 monocarboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 150000004965 peroxy acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000000864 peroxy group Chemical group O(O*)* 0.000 description 1
- 239000006187 pill Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 235000014214 soft drink Nutrition 0.000 description 1
- 235000019614 sour taste Nutrition 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 239000004758 synthetic textile Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000000052 vinegar Substances 0.000 description 1
- 235000021419 vinegar Nutrition 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
- C07C51/21—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
- C07C51/255—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of compounds containing six-membered aromatic rings without ring-splitting
- C07C51/265—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of compounds containing six-membered aromatic rings without ring-splitting having alkyl side chains which are oxidised to carboxyl groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
- C07C51/21—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
- C07C51/43—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C63/00—Compounds having carboxyl groups bound to a carbon atoms of six-membered aromatic rings
- C07C63/14—Monocyclic dicarboxylic acids
- C07C63/15—Monocyclic dicarboxylic acids all carboxyl groups bound to carbon atoms of the six-membered aromatic ring
- C07C63/26—1,4 - Benzenedicarboxylic acid
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/584—Recycling of catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la un procedeu pentru obţinerea acidului izoftalic şi a acidului tereftalic, utilizaţi pentru obţinerea unor răşini. Procedeul conform invenţiei constă din aceea că un flux care cuprinde xilenă şi etilbenzen este supus unor etape de: a. oxidare catalitică, cu un catalizator de oxidare, în prezenţa unei surse de oxigen gazos; b. separarea acidului izoftalic brut şi a acidului tereftalic brut; c. recuperarea şi reîncărcarea cel puţin a unei părţi din catalizatorul de oxidare peste un pat solid de recuperare a catalizatorului.
Description
TITLUL INVENȚIEI
Sisteme de catalizator pentru producerea de acizi
FONDUL INVENȚIEI
Fond. Meta-xilena și Para-xilena sunt intermediari chimici valoroși folosiți în producerea acidului izoftalic acid și a acidului tereftalic (IPA/fA (sau CIPA/CTA)), purificat sau brut, folosiți în producerea de rășini și diverse alte articole. O etapă de oxidare este o etapă obișnuită în producerea de IPA/TA sau CIPA/CTA. După cum este bine cunoscut, procedeele pentru producerea de acizi aromatici monocarboxilici și policarboxilici sunt în mod normal realizate în fază lichidă fie în procedee continue fie în procedee discontinue, și folosesc ca substrate compuși aromatici ce poartă cel puțin o grupă de substituent oxidabil atașată direct la atomul de carbon al nucleului aromatic corespunzător.
REZUMATUL INVENȚIEI în general, diverse modele de realizare ale prezentei invenții cuprind sisteme și procedee pentru oxidarea unui precursor ce cuprinde etapele:
a) oxidarea catalitică a unui precursor în prezența unei surse de oxigen, și
b) reîncărcarea a cel puțin unei porțiuni din respectivul catalizator de oxidare pe un pat de catalizator de reîncărcare solid.
Diverse modele de realizare cuprind sisteme și procedee pentru producerea unui acid, procedeu ce cuprinde etapele:
a) oxidarea catalitică, cu un catalizator de oxidare, a unui precursor de acid arromatic în stare lichidă în prezența unei surse de oxigen gazoase;
b) separarea unui produs finit;
c) purificarea respectivului solvent și respectivului catalizator de oxidare;
d) recuperarea a cel puțin a unei porțiuni din respectivul catalizator de oxidare;
6^'2010-0] 15 92 6 -05- 2009
e) reîncărcarea a cel puțin a unei porțiuni din respectivul catalizator de oxidare pe un catalizator de reîncărcare în pat solid; și,
f) alimentarea unui catalizator de oxidare reactivat la respectivul reactor de oxidare.
în diverse modele de realizare, etapele (a) - (f) sunt realizate într-un ciclu continuu sau repetat de cel puțin odată.
într-un model de realizare particular, un sistem catalizator de reîncărcare este folosit într-un proces pentru convertirea unui flux de alimentare ce cuprinde cel puțin metaxilenă, para-xilenă, și etilbenzen în cel puțin un flux produs ce cuprinde acid izoftalic și acid tereftalic (IPA/TA), proces ce cuprinde etapele;
a. îndepărtarea etilbenzenului din respectivul flux de alimentare pentru a produce un flux de alimentare sărăcit în etilbenzen;
b. îndepărtarea orto-xilenei din respectivul flux de alimentare sărăcit în etilbenzen pentru a produce un flux de alimentare sărăcit în orto-xilenă;
c. oxidarea fluxului de alimentare sărăcit în etilbenzen și a flux de alimentare sărăcit în orto-xilenă pentru a produce un flux produs, respectivul flux produs ce cuprinde IPA/TA într-o proporție între 0.5% și aproximativ 99.5% IPA și aproximativ 0.5% și aproximativ 99.5% TA; și,
d. reîncărcarea a cel puțin a unei porțiuni din respectivul catalizator de oxidare pe un pat de catalizator de reîncărcare solid.
Diverse alte modele de realizare dezvăluie un sistem pentru producerea unui flux produs ce cuprinde acid izoftalic și acid tereftalic (IPA/TA) dintr-un flux de alimentare ce cuprinde cel puțin meta-xilenă și para-xilenă, sistem ce cuprinde;
a. o zonă de îndepărtare a orto-xilenei;
b. o zonă de co-oxidare;
c. un catalizator pe pat solid, respectivul catalizator pe pat solid capabil să regenereze respectivul catalizator de oxidare; în care respectiva zonă de îndepărtare a orto-xilenei este capabilă să îndepărteze componente mai grele decât meta-xilena și componente mai grele decât para-xilena, și în care respectiva zonă de îndepărtare a orto-xilenei este capabilă să producă un flux sărăcit în orto-xilenă, și în care respectiva zonă de co- oxidare este capabilă atât de oxidarea meta-xilenei cât și a para-xilenei în acid izoftalic brut și acid tereftalic brut (C-IPA/C-TA).
\-2 Ο 1 0 - 0 1 1 5 9 - - 0 Ζ
6 Ό5- 2009
SCURTĂ DESCRIERE A FIGURILOR
Pentru modul în care sunt obținute cele de mai sus și alte avantaje și obiecte ale invenției, va fi făcută o descriere mai particulară a invenției (descrise pe scurt mai sus) cu referire la modelele de realizare specifice acesteia, care sunt ilustrate, în desenele anexate. înțelegând că aceste desene descriu doar modelele tipice de realizare ale invenției și prin urmare nu trebuiesc considerate ca limitându-l scopul, invenția va fi descrisă cu specificări și detalii adiționale folosind desenele acompaniatoare în care:
Figura 1 este o ilustrare a unei scheme a procesului tehnologic prezentând un model de realizare al procesului prezentei invenții.
Figura 2 este o ilustrare a reacției de oxidare a para-xilenei la acid tereftalic în care sunt ilustrați multi intermediari ai reacției.
Figura 3 este o ilustrare a unui model de realizare a unei scheme generalizate a procesului tehnologic reprezentând un proces de preparare aunui catalizator pe suport, prepararea unui catalizator de oxidare, și regenerarea catalizatorului pe suport.
Figura 4 este un grafic ce ilustrează diverși catalizatori heterogeni și conversia unei soluții de acetat de Co(ll) în acetat de Co(lll).
Figura 5 este o ilustrare a modelului de reacție cu Coblat (III).
Figura 6 este o ilustrare a sintezei unui catalizator.
Figura 7 este o ilustrare a acidului dicarboxilic fără legătură S
Figura 8 este o ilustrare a sintezei oxo-ruthenium fosfonat de etil/butil pe suport de siliciu (SiPORu=O).
Figura 9 este o ilustrare a unei oxidări de Ru utilizând acid peracetic /acetaldehidă/O SiPORu=O.
Figura 10 este o ilustrare a unui nou catalizator Co(lll).
Figura 11 este o ilustrare alternativă a SiPOCo(lll).
Figura 12 este o ilustrare a unei oxidări a unei soluții de acetat de cobalt (II) la o soluție de acetat de cobalt (III).
Figura 13 este o ilustrare a SiPOCo(lll) regenerat.
^-2 0 1 O-O] 1 532 6 -05- 2009
DESCRIERE DETALIATĂ A INVENȚIEI
Următoarele definiții și explicații sunt gândite și intenționate a fi de control în orice construcție viitoare afară de cazul când a fost clar și precis modificat în următoarea Descriere sau când aplicarea sensului face ca o construcție să pară fără sens sau în mod esențial fără sens. în cazul în care construcția unui termen ar părea fără sens sau în mod esențial fără sens, definiția ar trebui extrasă din Dicționarul Webster ediția a treia. Definițiile și/sau interprettările nu ar trebui incorporate din alte cereri de brevet, brevete, sau publicații, asociate sau nu, în afară de cazul în care se afirmă în mod specific în această descriere sau dacă incorporarea este necesară pentru menținerea validității.
După cum este folosit aici, termenul acid acetic, de asemenea cunoscut ca acid etnoic, înseamnă și se referă la un compus chimic organic, ce conferă oțetului gustul său acru și miros pătrunzător. Formula sa structurală este reprezentată ca CH3COOH. Acidul acetic pur și fără apă (acid acetic glacial) este un lichid incolor care atrage apa din mediu (higroscopie), și îngheață sub 16.7 °C (62 °F) devenind un solid cristalin incolor. Este un acid slab deoarece la temperatură și presiune standard acidul disociat există în echilibru cu forma nedisociată în soluții apoase, în contrast cu acizii tari, care sunt total disociați. Acidul acetic este un acid carboxilic simplu structural. Este un reactiv chimic și un produs chimic industrial care este folosit în producerea de tereftalat de polietilenă în principal folosit în sticlele de băuturi răcoritoare; acetat de celuloză, în principal pentru film fotografic; și acetat de polivinil pentru adeziv de lemn, ca și pentru fibre și țesături sintetice. în uz casnic acidul acetic diluat este adesea folosit ca agenți de detartare. în industria alimentară acidul acetic este folosit sub codul de aditiv alimentar E260 ca un regulator al acidității.
După cum este folosit aici, termenul aromatic înseamnă și se referă la aromatizare, o proprietate chimică în care un inel conjugat de legături nesaturate, perechi solitare, sau orbite goale prezintă o stabilizare mai puternică decât s-ar aștepta doar prin stabilizarea conjugării. Poate să fie de asemenea considerată o manifestare a derealizării ciclice și a rezonanței. Acest lucru este deobicei ίν 1 Ο 1 Ο - Ο 1 1 5 3 - 2 6 -05- 2009 considerat a se datora faptului că electronii sunt liberi să se învârtă în jurul dispunerilor circulare de atomi, care sunt alternativ legați simplu sau dublu unul de celălalt.
După cum este folosit aici, termenul alifatic înseamnă și se referă la compuși ce cuprind atomi de carbon care sunt capabili să se asocieze împreună în catene normale, catene ramificate, sau inie (caz în care case ei sunt numiți aliciclici). Ei se pot asocia prin legături simple (alcani), legături duble (alchene), sau legături triple (alchine). Un compus alifatic simplu este metanul (CH4). Alifaticele includ alcani cum arfi acizi grași și hidrocarburi parafinice, alchene (cum arfi etilen) și alchine (cum ar fi acetilena).
După cum este folosit aici, un fluid este o substanță continuă amorfă a cărei molecule se mișcă liber una în urma celeilalte și care are tendința de a lua forma vasului care o conține, de exemplu, un lichid sau un gaz.
După cum este folosit aici, termenul xilenă amestecată sau xilene amestecate înseamnă și se referă un flux de hidrocarburi aromatice ce cuprinde aproximativ 20 până la aproximativ 80 % greutate meta-xilenă, aproximativ 10 până la aproximativ 60 % greutate para-xilenă, opțional aproximativ 10 până la aproximativ 60 % greutate orto-xilenă, și opțional aproximativ 0.1 până la proximativ 30 % greutate etilbenzen.
După cum este folosit aici, termenul grupă substituentă oxidabilă înseamnă și se referă la orice substituent în care un atom de carbon este legat direct de nucleii aromatici și care, ca rezultat al oxidării, este convertită într-o grupare carboxilică. Altfel decât în exemplele de operare, sau când este altfel indicat, toate numerele ce exprimă cantități de compuși folosiți aici trebuiesc înțeleși ca modificați în toate cazurile de termenul aproximativ.
Un proces îmbunătățit a fost descoperit acum în mod surprinzător pentru oxidarea unui compus aromatic sau alifatic cu un sistem de catalizator reîncărcabil pe suport, compusul conținând cel puțin o grupare substituent oxidabilă direct atașată la atomul de carbon al inelului aromatic corespondent în care compusul aromatic reacționează cu oxigenul molecular și/sau cu aerul. în diverse modele de realizare, compusul este alifatic. în diverse alte modele de realizare, compusul este aromatic. în diverse <^-2010-01150-2 6 -05- ZOOS modele de realizare, procesul îmbunătățit este realizat la o presiune absolută mai scăzută de 10 bar și la o temperatură de aproximativ 50° C până la aproximativ
250° C.
în mod corespunzător, în general, diverse modele de realizare ale prezentei invenții cuprind un nou proces de oxidare. Mai particular, diverse modele de realizare ale prezentei invenții în general cuprind etapele: a) oxidarea catalitică, cu un catalizator de oxidare, un precursor aromatic în fază lichidă în prezența unei surse gazoase de oxigen; b) separarea unui produs finit; c) purificarea solventului și catalizatorului de oxidare; d) recircularea opțională a cel puțin unei părți din solvent în reactorul de oxidare; e) recuperarea a cel puțin unei părți din catalizatorul de oxidare; f) reîncărcarea a cel puțin unei părți din catalizatorul de oxidare pe un pat de catalizator de încărcare solid; și alimentarea unui catalizator de oxidare reactivat la reactorul de oxidare. în diverse modele de realizare, etapele (a) - (e) pot fi realizate într-un ciclu închis și'continuu.
Modele de realizare și/sau dezvăluiri exemplare nelimitative de catalizatoare de oxidare sunt dezvăluite în US 6,355,835; US 6,160, 170; US 6,670,502; US 6,521 ,786; US 6,761,860; US 6,565,754; and, US 6,833,472, al căror conținut a fost incorporat aici ca referință, ca și cum ar fi prezentate aici în întregime.
Condițiile procedeului prezentei invenții pot varia semnificativ. în diverse modele de realizare, un procedeu sau sistem nou al prezentei invenții este realizat la o temperatură de la aproximativ 50.0°C la aproximativ 250°C. într-un model de realizare alternativ, un procedeu sau sistem nou al prezentei invenții este realizat la o temperatură de la aproximativ 75.0°C la aproximativ 200°C. într-un model de realizare alternativ, un procedeu sau sistem nou al prezentei invenții este realizat la o temperatură de la aproximativ 100°C la aproximativ 150°C.
Agentul de oxidare este în general oxigen molecular gazos, preferabil diluat cu un gaz inert; pentru motive evidente practice, aerul (opțional îmbogățit cu oxigen molecular) este este amestecul gazos folosit cel mai uzual pentru acest scop. Reacția de oxidare este în mod normal realizată folosind ca solvent an acid organic apos, preferabil acid acetic, în mod normal cu un conținut de apă de la 2 la 15%.
1 - β ' * 5 3
6 -C5- W
în diverse modele model de realizare, un procedeu sau sistem nou al prezentei invenții este realizat la o presiune de la aproximativ 0.5 barla aproximativ 10 bar. într-un model de realizare alternativ, un procedeu sau sistem nou al prezentei invenții este realizat la o presiune de la aproximativ 1 bar la aproximativ 8 bar. într-un model de realizare alternativ, un procedeu sau sistem nou al prezentei invenții este realizat la o presiune de la aproximativ 2 bar la aproximativ 5 bar.
Un solvent al reacției de oxidare din diverse modele de realizare ale prezentei invenții în mod normal cuprinde acizi alifatici C1-C6 sau amestecuri ale acestora. întrun model de realizare, un solvent este cel puțin parțial acid acetic. într-un model de realizare alternativ, solventul de oxidare este cel puțin parțial acid formic. în general orice acid alifatic va funcționa în modelele de realizare ale prezentei invenții. Concentrații tipice de acizi sunt în solventul de oxidare
Precursorii aromatici oxidabili sunt în mod normal selectați dintr-o grupă ce constă din toluen, p-xilenă, m-xilenă, mesitilen și 2,6-dimetil-naltalenă. în general, oricum, orice compus/precursor aromatic poate fi ales.
Diverși catalizatori de oxidares pot fi folosiți în modele de realizare ale prezentei invenții. în diverse modele de realizare, un complex catalitic în general cuprinde unul sau mai multe metale, în mod normal în formă de săruri solubile în solventul de reacție. în mod tipic, un activator adecvat este folosit pentru a crește reacția de oxidare catalizată. Metalul va suferi o reducere a numărului său de oxidare în timpul catalizei și un catalizator pe pat solid după cum este descris aici va fi folosit pentru a crește numărul de valență și pentru a reține efectul catalitic al metalului.
Adăugarea de activatori pentru creșterea valenței este evitată deoarece orice este adăugat la reacție trebuie să fie îndepărtat din reacție.
Diverse modele de realizare a unui catalizator al prezentei invenții sunt în mod normal selectate din metale ce aparțin grupelor VIII, VIIB și IVB. Metale adecvate pentru diverse mode de realizare includ, dar nu sunt limitate la, scandiu, itriu, lantanu, neodimiu, gadoliniu, toriu, zirconiu sau hafniu, cobalt, platină, palladium și/sau ruteniu.
¢2010-01150
6 -05- 2009
Activatori adecvați includ acetili, aldehide, cetone, brom, acetat de zirconiu, și/sau altele asemănătoare.
Un pat de catalizator solid este folosit pentru a regenera catalizatorul consumat, sau catalizatorul care a fost redus în valență. în diverse modele de realizare, un pat de catalizator solid este sprijinit pe un substrat de silice sau alt substrat adecvat.
Prin urmare, diverse modele de realizare ale prezentei invenții în general prevăd sisteme și/sau procedee pentru regenerarea unui catalizator de oxidare. Diverse modele de realizare ale prezentei invenții pot fi folosite cu o varietate de procedee petrochimice. Un model de realizare ale prezentei invenții poate fi folosit cu sisteme și/sau procedee pentru producerea de acizi, cum ar fi un catalizator de oxidare pentru un procedeu pentru producerea unui flux de produs ce cuprinde acid izoftalic și/sau acid tereftalic (1PA/TA).
în general, fluxul de alimentare pentru un procedeu pentru producerea unui flux de produs ce cuprinde IPA/TA cu un procedeu sau sistem pe bază de catalizator de oxidare după cum este aici dezvăluit cuprinde de la aproximativ 1 % greutate to aproximativ 40 % greutate etilbenzen, from aproximativ 20 % greutate la aproximativ 80 % greutate meta-xilenă, de la aproximativ 5 % greutate la aproximativ 30 % greutate orto-xilenă, și de la aproximativ 0.5 % greutate la aproximativ 40 % greutate para-xilenă. într-un model alternativ, fluxul de alimentare cu hidrocarburi cuprinde de la aproximativ 1 % greutate la aproximativ 20 % greutate etilbenzen, de la aproximativ 50 % greutate la aproximativ 65 % greutate meta-xilenă, de la aproximativ 20 % greutate la aproximativ 30 % greutate orto-xilenă, și de la aproximativ 0 5 % greutate la aproximativ 5 % greutate para-xilenă. într-un model alternativ, fluxul de alimentare cu hidrocarburi cuprinde de la aproximativ 0.1 % greutate la aproximativ 50 % greutate etilbenzen, de la aproximativ 0.1 % greutate la aproximativ 99.9 % greutate meta-xilenă, de la aproximativ 0.1 % greutate la aproximativ 99.9 % greutate orto-xilenă, și de la aproximativ 0.1 % greutate la aproximativ 99.9 % greutate para-xilenă. într-un model alternativ de realizare, fluxul de alimentare cu hidrocarburi cuprinde un flux de alimentare cu xilenă amestec ce cuprinde aproximativ 20% etil benzen, aproximativ 20% orto-xilenă, aproximativ 40% meta-xilenă, și aproximativ 20% para-xilenă.
fc2 Ο 1 ο - Ο 1 1 5 a - - λΧ
6 -05- 2G09 Μ
Referindu-ne acum la Figura 1, este dezvăluit un model de realizare a unei scheme de bază a procedeului tehnologic ce reprezintă etapele procedeului generalizat. în general, diverse modele de realizare ale prezentei invenții cuprind etapele de oxidare catalitică într-un reactor de oxidare 20, în prezența unui solvent și un catalizator de oxidare ce cuprinde cel puțin un catalizator reactivat parțial, un precursor aromatic în fază lichidă în prezența unei,surse gazoase de oxigen;
extracția 25 unui oxidat din reactorul de oxidare 20;
separarea 30 a unui produs finit din oxidat în care este produs un oxidat sărăcit de produsul finit;
extracția 35 a unui oxidat sărăcit de produsul finit;
opțional recircularea 37 a cel puțin a unei porțiuni din solvent în the reactorul de oxidare 20;
recuperarea 40 a cel puțin a unei porțiuni din catalizatorul de oxidare din fluxul oxidat sărăcit de produsul finit, și opțional din fluxul sărăcit de solvent, 39;
recircularea 45 a catalizatorului recuperat;
reactivarea 10 a cel puțin unei porțiuni din catalizatorul de oxidare pe un pat de catalizator de reîncărcare solid 10; și, alimentarea 7 a catalizatorului reactivat de oxidare la reactorul de oxidare 20.
Opțional, un catalizator adițional poate fi adăugat în locul unui catalizator pierdut și/sau corupt. Este de așteptat ca anumite cantități de catalizator să se piardă în timpul recuperării catalizatorului.
Diverse alte dispuneri opționale există și ar fi de înțeles de un specialist în domeniu, cum ar fi, dar fără a se limita la, recircularea solventului din unitatea de recuperare a catalizatorului, sau, asigurarea depozitării pentru catalizatorul folosit și/sau asigurarea depozitării pentru catalizatorul reactivat, și/sau altele asemănătoare.
în general, orice solvent va funcționa cu diverse modele de realizare ale prezentei invenții, așa cum ar aprecia un specialist în domeniu. O listă neexclusivă de solvenți pentru utilizare în oxidare include acid acetic, apă, alți acizi, și/sau altele de acest gen. De asemenea, în general, toți catalizatorii utili pentru oxidare sunt capabili să fie
ν 2 Ο 1 ο - Ο 1 1 5 a - 2 6 -05- 2009 folosiți cu diverse modele de realizare ale prezentei invenții. O listă neexclusivă de catalizatori include Cobalt, Mangan, Brom, Fluor, și/sau alții de acest gen.
După un procedeu de oxidare, fluxul rezultant va conține un catalizator și un solvent car ar trebui îndepărtat, cum ar fi printr-un filtru și un uscător. Catalizatorul este separat din fluxul rezultant și poate fi reciclat și reîncărcat sau îndepărtat. Solventul colectat poate fi reciclar sau aruncat ca deșeu. Diverse uscătoare și/sau filtre sunt capabile de realizare a separării și/sau uscării. La acest punct, fluxul rezultant cuprinde un flux produs brut, sau nepurificat ce cuprinde C-TA și C-IPA.
Corespunzător, aici sunt dezvăluite diverse procedee pentru producerea unui acid utilizând un pat de catalizator de reîncărcare al prezentei invenții, procedee ce cuprinde etapele:
a) oxidare catalitică, cu un catalizator de oxidare, un precursor acid aromatic în fază lichidă în prezența unei surse gazoase de oxigen;
b) separarea unui produs finit;
c) purificarea respectivului solvent și respectivului catalizator de oxidare;
d) recuperarea a cel puțin unei porțiuni din respectivul catalizator de oxidare;
e) reîncărcarea respectiv a cel puțin unei porțiuni din respectivul catalizator de oxidare pe un pat de catalizator de reîncărcare solid; și,
f) alimentarea unui catalizator de oxidare reactivat la respectivul reactor de oxidare. Aici se mai dezvăluie procedee pentru convertirea unui flux de alimentare ce cuprinde cel puțin meta-xilenă, para-xilenă, și etilbenzen în cel puțin un flux produs ce cuprinde acid izoftalic și acid tereftalic (IPA/TA), respectivul procedeu ce cuprinde etapele:
a. îndepărtarea etilbenzenului din respectivul flux de alimentare pentru a produce un flux de alimentare sărăcit în etilbenzen;
b. îndepărtarea orto-xilenei din respectivul flux de alimentare sărăcit în etilbenzen pentru a produce un flux de alimentare sărăcit în orto-xilenă;
c. oxidarea fluxului de alimentare sărăcit în etilbenzen și a flux de alimentare sărăcit în orto-xilenă pentru a produce un flux produs, respectivul flux produs ce cuprinde IPA/TA într-o proporție între 0.5% și aproximativ 99.5% IPA și aproximativ 0.5% și aproximativ 99.5% TA; și,
d. reîncărcarea a cel puțin a unei porțiuni din respectivul catalizator de oxidare pe un pat de catalizator de reîncărcare solid.
^2910-01150-2 5 05- 2009 ti în diverse modele de realizare, un amestec acid produs conform procedeului descris aici.
De asemenea aici sunt dezvăluite sisteme ce utilizează un pat de catalizator de reîncărcare al prezentei invenții pentru producerea unui flux produs ce cuprinde acid izoftalic și acid tereftalic (IPA/TA) dintr-un flux de alimentare ce cuprinde cel puțin meta-xilenă și para-xilenă, sistem ce cuprinde:
a. o zonă de îndepărtare a orto-xilenei;
b. o zonă de co-oxidare;
c. un catalizator pe pat solid, respectivul catalizator pe pat solid capabil să regenereze respectivul catalizator de oxidare; în care respectiva zonă de îndepărtare a orto-xilenei este capabilă să îndepărteze componente mai grele decât meta-xilena și componente mai grele decât para-xilena, și în care respectiva zonă de îndepărtare a orto-xilenei este capabilă să producă un flux sărăcit în orto-xilenă, și în care respectiva zonă de co- oxidare este capabilă atât de oxidarea meta-xilenei cât și a para-xilenei în acid izoftalic brut și acid tereftalic brut (C-IPA/C-TA).
Invenția poate fi pusă în aplicare în alte forme specifice fără a se depărta de la esența sa sau de la caracteristicile esențiale. Modele de realizare descrise trebuie > 1 considerate în toate privințele ca fiind ilustrative și nu restrictive. Scopul invenției este, prin urmare, indicat prin revendicările anexate mai degrabă decât prin descrierea de mai sus. Toate schimbările la revendicare care intră în sensul și clasa de echivalențe ale revendicărilor trebuie să fie cuprinse în scopul acestora. Mai departe, toate documentele publicate, brevetele, și cererile menționate aici sunt în prezenta incorporate ca referință, ca și cum ar fi prezentate în întregime.
Materia primă în general, orice amestec aromatic Ce ce conține etilbenzen și o xilenă poate fi folosit ca alimentare la procedeul invenție. în general, fluxul de alimentare cuprinde de la aproximativ 1 % greutate la aproximativ 25 % greutate etilbenzen, de la aproximativ 20 % greutate la aproximativ 80 % greutate rneta- xilenă, de la aproximativ 5 % greutate la aproximativ 30 % greutate orto-xilenă, și de la aproximativ 0.5 % greutate la aproximativ 20 % greutate para-xilenă. într-un model alternativ, fluxul de alimentare cu hidrocarburi cuprinde de la aproximativ 1 %
greutate la aproximativ 20 % greutate etilbenzen, de la aproximativ 50 % greutate la aproximativ 65 % greutate meta-xilenă, de la aproximativ 20 % greutate la aproximativ 30 % greutate orto-xilenă, și de la aproximativ 0 5 % greutate la aproximativ 5 % greutate para- xilenă. într-un model alternativ de realizare, the fluxul de alimentare cuprinde un flux de alimentare cu xilenă amestec ce cuprinde aproximativ 20% etil benzen, aproximativ 20% orto-xilenă, aproximativ 40% metaxilenă, și aproximativ 20% para-xilenă.
Condiții de Procedeu în conformitate cu prezenta invenție, materia primă descrisă mai sus poate intra în contact cu sistemuld e catalizator în condiții de conversie adecvate la acțiunea oxidării. Exemple de astfel de condiții de conversie include o temperatură de la aproximativ 100°C. la aproximativ 200°C, o presiune de la 0 psig la aproximativ 300 psig, O alternativă la aceste may condiții de conversie include o temperatură de la aproximativ 15O°C. la aproximativ 175°C, o presiune de la aproximativ 50 psig la aproximativ 100 psig.
Diverse modele de realizare ale prezentei invenții pot fi folosite în producerea de acizi, acizi care pot fi convertiți într-un polimer, cum ar fi un polimer pe bază de poliester. Polimeri pe bază de poliesteri sunt folosit în producerea de diverse articole, incluzând, dar fără a se limita la o sticlă, un film, o fibră, sau un articol turnat prin injecție.
în încă un alt model de realizare, este dezvăluit un sistem de catalizator de reîncărcare al prezentei invenții cepoate fi folosit cu un procedeu pentru convertirea unui flux de alimentare ce cuprinde cel puțin meta-xilenă și para-xilenă în cel puțin un flux de produs ce cuprinde acid izoftalic și acid tereftalic (IPA/TA), procedeu ce cuprinde etapele:
Exemple:
Folosind para-xilena ca un exemplu, reacția de oxidare trece printr-un număr de etape după cum este ilustrat în Figura 2. Pentru a redacta eficacitatea lui Co3+ la Co2+ în oxidarea xilenelor, s-a decis focalizarea pe faza de început a oxidării. HPLC este o metodă analitică ideală pentru monitorizarea oxidării în faza de început.
C^-2010-01150-2 6 -05- 2009
Progresul reacției a fost măsurat privind dispariția para-xilenei și meta-xilenei de start (urme la un timp de retenție de 3.2 minute) și apariția și dispariția noilor picuri în urme HPLC odată cu progresarea reacției. Produsele de oxidare intermediare după cum sunt ilustrate apar la 2.6, 2.4 și 1.9 minute. Este cunoscut ca TA să apară în urme HPLC (1.9 și 1.5 minute).
Metoda de a converti acetatul de Co(ll) la acetatul Co(lll)
a) Oxidarea Cobaltului folosind acid peracetic
O soluție ce cuprinde Co(lll) a fost preparată conform procedurii prezente după cum urmează: tetrahidrat de acetat de Cobalt (II) (1 echivalent) a fost dizolvat în acid acetic pentru a obține o soluție roză. O soluție de acid peracetic (40% în acid acetic/apă, 1 echivalent) a fost adăugată picătură cu picătură în timpul amestecării amestecului. Reacția exotermică rezultată produce Cobalt (III) după cum este evidențiat prin culoarea soluției schimbată în verde. Această soluție poate fi depozitată la temperatura camerei fără a se descompune. Alternativ, solventul poate fi evaporat și solidul verde este stabil când este depozitat la temperatura camerei. Nu au fost observate schimbări remarcabile a catalizatorului acetat de Co(lll) pe durata a 6 săptămâni.
Formarea soluției de acetat de Co(lll) este dovedită printr-o schimbare de culoare și de asemenea prin urme HPLC. Urmele soluției de Co solution la 0.369 minute dispar complet pentru a se obține un nou pic la 0.262 minute din soluția de Co.
HPLC: Agilent Technologies 1 100 Series. Coloană Phenomenex CI 8 (50 x 4.60 mm, 3 mm). Metodă: 90 % H (0.1 % acid formic) - 10% acetonitril (0.1% acid formic) la 10 % H (0.1 % acid formic) - 90% acetonitril (0.1 % acid formic). Flux: 2.6 mL/min. Timp: 5 minute. Volumul injecției: 20 pL. Detector UV la 254 nm.
Este considerat că un număr de alti oxidanti de asemenea ar lucra în locul acidului 1 1 peracetic. în general, orice oxidant poate fi folosit. într-un model de realizare, oxidantul este catalizator heterogen cu o grupare funcțională peroxo. După cum este folosit aici, peroxo sau peroxi indică înlocuirea unui atom de oxigen prin gruparea —O—O—în sufix.
^-2 0 1 0 - 0 1 1 5 0 -2 6 -05- 2009
Oxidarea xilenelor folosind acetat de CO(II) și acetat de CO(III)
Procedura de reacție raportată dezvăluită în US 6,670,502 a fost folosită pentru scopul oxidării xilenelor, al cărei conținut este incorporat aici ca referință în întregime. S-a descoperit că ar trebui să fie o concentrație suficientă de Cobalt (III) prezent pentru a începe rapid oxidarea xilenei.
O reacție de oxidare a amestecului de meta și para xilenă folosind un sistem catalizator acetat de Cobalt (II) și acetat de Zirconiu în acid acetic a fost investigată, cu concentrația de Co în amestecul de reacție pe baza încărcării totale la reactor corespunzătoare la approximativ 7000 ppm. Amestecul de reacție a fost încălzit la 100°C și s-a descoperit că a existat o perioadă lungă de inducție (>6 ore) până ce amestecul de xilene a început să se convertească în alți intermediari de reacție (2.6 și 2.4 minute). S-a observat că reacția începe doar când culoarea amestecului de reacție s-a schimbat de la roz/mov la un verde maroniu. Xilenele inițiale (urme HPLC la 3.2 minute) au fost consumate după perioade de reacție lungi dar reacția nu s-a terminat. [0063] Oxidarea a apărut când acetaldehida ca promotor cu acetat de Cobalt (II). O concentrație de aproximativ 3750 ppm de Co a fost folosită și amestecul de reacție a fost încălzit la 50-60°C. O perioadă de inducție de aproximativ 15 minute a fost necesară pentru a observa o schimbare de culoare a soluției de la roz la verde. După 3 ore, a fost descoperită o conversie de 80% a intermediarului la un timp de retenție de 2.6 minute în urmele HPLC. Oricum, perioade de timp mai lungi au fost solicitate pentru a obține o conversie completă a intermediarului la un timp de retenție de 2.3 minute și TA nu a fost obținut după 48 ore.
Cu un sistem de catalizator ce cuprinde acetat de Cobalt (II), acetat de Mangan și bromură de potasiu a fost observat un timp de inducție mai lung de 5 ore și o oxidare incompletă.
Experimentele realizate la 120°C folosind doar acetat de Cobalt (III) fără orice promotori în aer și folosind acid acetic ca solvent au dus la o oxidare mai rapidă decât acetat de Cobalt (II) cu promotorii după cum este descris mai sus, conducând la o consumare rapidă a xilenelor, după cum este indicat de soluția verde schimbată în roz/mov după aproximativ o oră. în condiții de reacție identice folosind Co(ll) a fost o perioadă de inducție lungă înainte de orice oxidare în fază inițială.
(Μ 2 Ο 1 0 - 0 1 1 5 υ - 2 6 Ό5- 2009
După oxidarea xilenelor, pentru a se putea reutiliza sistemul de catalizator Cobalt (III), s-a descoperit ca fiind necesar ca condițiile și reactivii de reacție să fie suficienți pentru a reoxida Cobaltul (II) din nou în Cobalt (III). Figura 5 ilustrează un model de reacție a Coblatului (III). Câteva proceduri din literatură au fost urmate pentru a experimenta reacția de oxidare a para și meta xilenei la acid tereftalic.
Folosind para xilenei ca un exemplu, reacția de oxidare trece printr-un număr de etape după cum est6e ilustrat în Figura 2.
Oxidarea xilenelor la acidul tereftalic
Folosind para xilenei ca un exemplu, reacția de oxidare trece printr-un număr de etape după cum est6e ilustrat în Figura 2.
Varierea concentrațiilor de acetat de Co (III) și reacției
A fost efectuat un studiu ce implică diferite cantități de acetat de Co(lll) prezent în amestec pentru a se realiza reacția de oxidare. Reacția a fost urmată de HPLC la fiecare oră după 7 ore. Au fost investigate patru concentrații diferite de Co: 16000 ppm, 1 1000 ppm, 6000 ppm și 1800 ppm. Cu cât e mai mare cantitatea de Co (16000 și 1 1000 ppm), cu atât e mai repede obținută conversia (vezi curbe albastru deschis și maro cu aproximativ 70-80% conversie după 1 oră de reacție). Oricum, sa obbservat că conversia a rămas constantă în următoarele 6 ore, în timp ce culoarea amestecului s-a schimbat de la verde la mov închis și în cele din urmă în roz. în ambele cazuri, compusul principal a corespuns la intermediarul 1 cu mai puțin de 10% din intermediarul 2. Pe de altă parte, cu cea mai mică cantitate de Co prezent în amestec (6000 și 1800ppm), reacția de oxidare a fost mai înceată la început dar a crescut conversiile cu perioase de reacție mai lungi (curbe portocalii și albastru închis, de la aproximativ 50% conversie la aproximativ 80-90% conversie). Ambele amestecuri de reacție au rămas verzi pentru câteva ore și după aceea s-a schimbat în maro/mov închis (6000ppm) și albastru închis /maro(1800ppm). Folosind 6000ppm din acetatul de Co(lII), xilenele au fost convertite mai repede în intermediarii 2 și 3, în timp ce cu soluția de 1800ppm, xilenele au fost dinnou convertite în intermediarul 1.
2010-01150-2 6 -05- 2009
Prepararea catalizatorilor heterogerii
S-a determinat că acidul peracetic este un oxidant adecvat pentru a sintetiza o soluție verde de acetat de Co(lll). Astfel, o varietate de catalizatori heterogeni cu o funcționalitate peroxo1 ar fi capabili de oxidarea unei soluții de acetat de Co(ll) la acetat de Co(lll) prin imitarea acidului peracetic.
Prepararea acidului peroxicarboxilic pe suport de siliciu este conoscut în stadiul tehnicii. în general, un acid carboxilic pe suport de siliciu poate fi tratat cu acid metansulfonic și peroxid de hidrogen pentru a forma — COOH pe suport de siliciu care este capabil să fie utilizat pentru epoxidarea alchenelor.
S-a raportat de asemenea că peracizii pe suport pot fi preparați folosind acid metansulfonic și peroxid de hidrogen.
în acest exemplu, șase catalizatori heterogeni (Cari, Suci, Car2, Suc2, Car3, Suc3) sunt preparați din două silice de bază diferite (acid succinic și acid carboxilic) urmând 3 metodologii diferite. Toți acești catalizatori heterogeni sunt incolori.
După cum este reprezentat în Figura 6, acești catalizatori heterogeni sunt sintetizați din acizii mono sau dicarboxilici existenți legați la siliciu prin funcționalitatea sulfului. Un catalizator heterogen alternativ ce constă dintr-un acid dicarboxilic fără legătura S a fost de asemenea sintetizat (Figura 7). Trei noi catalizatori heterogeni au fost obținuți (Pen, Per2 și Per3).
Catalizatorii de Oxo-rutenium sunt oxidanți bine cunoscuți și astfel doi noi catalizatori heterogeni Ru=O au fost preparați urmând două metodologii diferite. Catalizatorii heterogeni Ru(V) vor fi folosiți pentru a oxida o soluție de acetat de Co(ll) fiind reduși la un catalizator heterogen Ru(lll). Prin urmare, oxo-ruthenium fosfonat de etil/butil pe suport de siliciu (SiPORu=O) a fost sintetizat după cum este prezentat în Figura 8 pentru a se obține un siliciu negru.
Alternativ, oxidarea lui Ru este de asemenea raportată folosind acid peracetic/acetaldehidă/O SiPORu=O a fost preparat după cum este prezentat mai jos urmând aceste condiții de reacție generale pentru a se obține un siliciu maro închis (Figura 9).
în ambele cazuri se presupune că ar fi posibil să se dezoxidize Ru heterogen la Ru heterogen.
«-2010-01153-2 6 -05- 200S
Un nou catalizator Co(lll) a fost de asemenea preparat (Figura 10, SiPOCo(lll)). Acest catalizator heterogen ar trebui să aibă capacitatea de schimbare a Co(lll) cu Co(ll) în soluție.
Acetatul de Co(lll) a fost preparar prin reacția acetatului de Co(ll) cu acidul peracetic. Solidul verde a fost apoi imobilizat pe sarea de sulfonat de sodiu pe suport de siliciu. Un siliciu verde care s-a transformat în șiliciu verde-albastru închis a fost obținut după uscare.
[0079] Alternativ, SiPOCo(lll) este capabil să fie preparat prin imobilizarea acetatului de Co(ll) pe siliciu pentru a se obține SiPOCo(ll) mov pe suport de siliciu care a fost oxidat la SiPOCo(lll) pe reacția cu acid peracetic (Figura 11).
Reacție test de oxidare
Acești noi catalizatori heterogeni sintetizați și alți doi catalizatori heterogeni SiPOVO și SiPOMn (ambi disponibili de la PhosphonicS Ltd., 1 14 Milton park, Abingdon, OXON, 0X14 4SA, U.K.) au fost testați în oxidarea soluției de acetat de cobalt (II) la o soluție de acetat de cobalt (III). Această reacție poate fi urmărită vizual (schimbare de la roz la verde) ca de altfel și prin HPLC, după cum este ilustrat în Figura 12.
Condițiile reacției test de oxidare au urmat: la o soluție 12 ml de Co(OAc) în apă cu 1 % acid acetic (soluție roz, 1 mL) va fi adăugat un exces din catalizatorii heterogeni preparați anterior (aproximativ 10 echivalente). Această reacție test a fost mai întâi realizată la temperatura camerei. [0082] HPLC: Agilent Technologies 1 100 Series. Phenomenex coloană C18 (50 x 4.60 mm, 3j Metodă: 90 % H (0.1% acid formic) 10% acetonitril (0.1% acid formic) la 10% H (0.1% acid formic) - 90% acetonitril (0.1% acid formic). Flux: 2.6 mL/min. Timp: 5 minute. Volum injecție: 20 pL. Detector UV la nm.
1) Cobalt UH) fosfonat de etil/butil pe suport de siliciu
SiPOCO(lll) verde preformat convertește imediat la temperatura camerei o soluție roză de Co(OAc) într-o soluție de aproximativ 66% Co3+ 34% Co2+. Culoarea soluției se schimbă în verde și siliciul devine maroniu. Aceasta se datorează transmetalării Co(ll) în soluție cu Co(lll) imobilizat, astfel producând un amestec de ^-2010-01153-2 6 -05- 2009
Co imobilizat și Co imobilizat (culoare maronie). Metoda de a regenera SiPOCo(lll) este prin adăugarea de acid peracetic (după cum este realizat anterior) după cum este ilustrat în Figura 13.
Există diverse metodologii pentru a oxida catalizatorul, cum ar fi ) Oxidarea Co(OAc) cu acid peracetic pentru a obține un Co(OAc) solid verde care este apoi imobilizat folosind fosfonatul de etilbutil al sării de sodiu pe suport de siliciu pentru a se obține SiPOCo(lll) ca un siliciu verde.
2) Imobilizarea Co(OAc) pe fosfonatul de etilbutil al sării de sodiu pe suport de siliciu (SiPOCO(ll), siliciu mov) și oxidarea acestui siliciu la SiPOCo(lll), siliciu verde.
S-a decis să se folosească a doua procedură prin care un reactor poate fi ambalat cu SiPOCo(ll) și o soluție de acid peracetic apoi va oxida patul solid la SiPOCO(lll), producând catalizatorul heterogen activ pentru conversia soluției de acetat de Co(ll) la acetat de Co(lll) (Figura 3).
Studii inițiale cu un amestec de peroxid de hidrogen 50% și acid acetic cu cantități catalitice de acid sulfuric a fost adăugat la catalizatorul Co(ll) mov imobilizat și un siliciu verde apl a fost obținut. Catalizatorul heterogen rezultant a fost utilizat pentru a converti o soluție de Co(ll) la Co(lll). Acest rezultat a fost pozitiv deși optimizarea fiecăreia din aceste etape va fi cerută în fiecare din stagiile următoare.
2) Test pentru the restul catalizatorilor heterogeni
Catalizatorii heterogeni rămași sintetizați după cum s-a descris anterior au fost de asemenea testați în conversia unei soluții de acetat de Co(ll) la acetat de Co(lll). în toate cazurile, culoarea directă se schimbă și câteva bule au fost observate adăugând soluția roză de acetat de Co(ll) la siliciu. Aceste schimbări de culoare sunt rezumate în Figura 4. S-a observat că schimbarea instanță a culorii siliciului când se adaugă soluția nu a fost permanentă și în anumite cazuri s-a schimbat după câteva minute.
(^-2010-01150-2 6 -05~ 2009
Catalizatorul
Forma catalizatorului și dimensiunea particulei sale nu sunt critice la prezenta invenție și pot varia în funcție, de exemplu, de tipul sistemului de reacție utilizat. Exemple nelimitative de forme de catalizator al prezentei invenții include bile, pietricele, sfere, extrudate, monoliți cu canale, monoliți fagure, microsfere, granule, sau forme structurale, cum ar fi lobi, trilobi, quadralobi, pilule, bulgări, faguri, pulberui, granule, și altele asemănătoare, formate folosind metodele convenționale, cum ar fi extrudare sau uscare prin pulverizare.
în general, catalizatorul poate fi solubil în mediul de reacție ce cuprinde solventul și precursorii acidului carboxilic aromatic sau, alternativ, poate fi folosit un catalizator heterogen. Catalizatorul, fie omogen fie heterogen, tipic cuprinde unul sau mai mulți compuși de metal greu, de exemplu compuși de cobalt și/sau mangan, și pot opțional include un promotor de hidrogenare. într-un model de realizare, catalizatorul este paladiu.
Când catalizatorul este în formă heterogenă, poate fi adecvat localizat în zona de reacție astfel încât să securizeze contactul dintre mediul de reacție cu curgere continuă și catalizator. în acest caz, catalizatorul poate fi adecvat sprijinit și/sau forțat în zona de reacție pentru a asigura astfel un contact fără a ștrangula nejustificat secțiunea transversală a curgerii. De exemplu, catalizatorul heterogen poate fi pus pe sau altfel aplicat la, sau cuprins în, elemente statice (de exemplu elemente ce formează o structură deschisă) poziționate în zona de reacție astfel încât mediul de reacție să curgă pe acestea. Astfel de elemente statice pot adițional servi la creșterea amestecării reactanților odată ce ei trec prin zona de reacție. Alternativ catalizatorul poate fi în formă de granule mobile, particlule, formă sfărâmițată fin, formă de burete metalic sau asemănătoare fiind prevăzute cu mijloace necesare pentru a le închide în zona de reacție astfel încât, în operare, granulele de catalizator etc să devină suspendate sau imersate în mediul de reacție ce curge prin zona de reacție. Folosirea unui catalizator heterogen în oricare din aceste moduri conferă avantajul de a fi capabil să limiteze efectul catalizator la o zonă bine-definită astfel încât, o dată ce medii de reacție a traversat respectiva zonă, alte hidrogenări să aibă loc la o rată redusă sau pot fi eliminate semnificativ.
Un suport pentru catalizatorul de hidrogenare poate fi ami puțin activ catalitic sau chiar inert la reacția de hidrogenare. Suportul poate fi poros și în mod tipic are o arie ^2010-01150-2 6 -05- 2009 de suprafață, incluzând aria porilor de pe suprafață, de cel puțin 15 m2/gm la 500 m2/gm, de exemplu de la 50 m2/gm la 200 m2/gm, fiind preferată o arie a suprafeței de aproximativ 80 m2/gm la aproximativ 150 m2/gm. Materialele suport ale catalizatorului ar trebui să fie în mod substanțial rezistente la coroziune și substanțial rezistente la oxidare în condițiile curente. Componenta suport a catalizatorului de oxidare poate fi pur sau un compozit de materiale, ultimul fiind utilizat de exemplu la pentru a conferii caracteristicile chimice sau fizice dorite la catalizator. într-un model de realizare, materialul suportului catalizatorului cuprinde dioxid de zirconiu. într-un model de realizare alternativ, suportul este carbon. în general, orice catalizator va funcționa cu diverse modele de realizare ale prezentei invenții
Process
Acum referindu-ne la Figura 6, un model de realizare a unui sistem pentru realizarea unui procedeu al prezentei invenții este dezvăluit ca fiind capabil de folosire cu un procedeu pentru producerea unui acid. în general, un flux de alimentare 201 ce cuprinde o alimentare cu meta-xilenă și para-xilenă este alimentat într-un oxidator 200. în acest exemplu de model de realizare, este prezentat faptul că etilbenzenul plus toluenul, și componentele mai grele cum ar fi orto-xilena au fost deja îndepărtate și/sau minimizate. Oxidatorul 200 conține cel puțin un solvent și un catalyst cu un gaz oxigenat sau aer fiind alimentat într-un flux 202. Fluxul rămâne în oxidator 200 o perioadă de timp suficientă pentru a efectua oxidarea xilenela la respectiva formă acidă, adică para-xilena la TA și meta-xilena la IPA.
Un gaz consumat sau rezilient de o porțiune superioară a oxidatorului 200 este capabil să fie îndepărtat ca fluxul 202 în care gazul rezilient poate fi tratat cum ar fi printr-un condensator 208 și/sau altă unitate cum ar fi eliberarea gazelor reziliente, alta decât printr-o manieră controlată de mediu, este redusă sau eliminată.
După oxidare, un flux 205 ce cuprinde fluxul de alimentare oxidat 201, catalizatorul, și solventul este îndepărtat ca fluxul 205. Un aparat de separare, cum ar fi filtru 210, este folosit pentru îndepărtarea catalizatorului și/sau solventului din fluxul 205 rezultând în fluxul 215. Catalizatorul recuperat este colectat într-o unitate de recuperare 220 și reprocesat în fluxul 221 în oxidator 200.
«-2010-01150-2 6 05- 2009
Fluxul 215 este apoi uscat în uscătorul 230 pentru a elimina umezeala reziduală și/sau solventul rezidual. TA și IPA brut uscat (produs brut) este apoi scos ca fluxul
235 și trecut în rezervorul de depozitare 240.
Când se dorește un TA și IPA purificat, Produsul Brut este scos ca fluxul 245 și alimentat la dizolvatorul 250 care poate folosi diverși solvenți, încălzire și/sau presiune pentru a efectua disoluția Produsului Brut, cum este obișnuit în stadiul tehnicii.
Acidul brut este alimentat ca fluxul 255 la un reactor de hidrogenare 260, când impuritățile reacționează cu hidrogenul și produsele formate pot fi separate din acid. Fluxul rezultant 265 este apoi cristalizat într-o serie de cristalizatoare 270 și apoi alimentat ca fluxul 275 la un dispozitiv de separare 280. Un flux 285 este apoi uscat în uscătorul 290 în un amestec de acid Tereftalic și Izoftalic Pur este scos ca un flux 295.
Claims (13)
1. Un procedeu pentru producerea unui acid, procedeu ce cuprinde etapele:
a) oxidarea catalitică, cu un catalizator de oxidare, a unui precursor de acid arromatic în stare lichidă în prezența unei surse de oxigen gazoase;
b) separarea unui produs finit;
c) purificarea respectivului solvent și respectivului catalizator de oxidare;
d) recuperarea a cel puțin a unei porțiuni din respectivul catalizator de oxidare;
e) reîncărcarea a cel puțin a unei porțiuni din respectivul catalizator de oxidare pe un catalizator de reîncărcare în pat solid; și,
f) alimentarea unui catalizator de oxidare reactivat la respectivul reactor de oxidare.
2. Procedeu conform Revendicăriil , în care etapele (a) - (f) sunt repetate de cel puțin o dată.
3. Procedeu conform Revendicăriil sau 2, în care etapele (a) - (f) sunt realizate întrun ciclu continuu.
4. Procedeu conform oricăreia dintre Revendicările 1-3, ce mai cuprinde etapa de recirculare a cel puțin unei porțiuni din respectivul solvent în respectivul reactor de oxidare.
5. Procedeu conform oricăreia dintre Revendicările 1 -4, în care respectivul pat de catalizator de încărcare solid cuprinde un catalizator ce cuprinde cel puțin un metal ce aparține grupelor VIII, VIIB și IVB.
6. Un procedeu pentru convertirea unui flux de alimentare ce cuprinde cel puțin meta-xilenă, para-xilenă, și etilbenzen în cel puțin un flux de produs ce cuprinde acid izoftalic și acid tereftalîc (IPA/TA), respectivul procedeu ce cuprinde etapele:
2 Ο ί C - Ο 1 1 5 3 - ί! 6 U5- 7009 /
a. îndepărtarea etilbenzenului din respectivul flux de alimentare pentru a produce un flux de alimentare sărăcit în etilbenzen;
b. îndepărtarea orto-xilenei din respectivul flux de alimentare sărăcit în etilbenzen pentru a produce un flux de alimentare sărăcit în orto-xilenă;
c. oxidarea respectivului flux de alimentare sărăcit în etilbenzen și respectivului flux de alimentare sărăcit în orto-xilenă pentru a produce un flux de produs, flux de produs ce cuprinde IPA/TA într-o proporție între 0.5% și aproximativ 99.5% IPA și aproximativ 0.5% și aproximativ 99.5% TA; și,
d. reîncărcarea a cel puțin unei porțiuni din catalizatorul de oxidare pe un pat de catalizator de reîncărcare solid.
7. Un amestec acid produs conform Procedeului conform Revendicării 6.
8. Procedeu conform oricăreia dintre Revendicările 1-6, ce mai cuprinde adăugarea fie a para-xilenei fie a meta-xilenei la respectivul flux de alimentare sărăcit în etilbenzen și la respectivul flux de alimentare sărăcit în orto-xilenă.
9. Procedeu conform Revendicării 6, în care respectiva etapă (d) este realizată întrun ciclu continuu.
10. Un sistem pentru producerea unui flux de produs ce cuprinde acid izoftalic și acid tereftalic (IPA/TA) de la un flux de alimentare ce cuprinde cel puțin meta-xilenă și para- xilenă, sistem ce cuprinde:
a. o zonă de îndepărtare a orto-xilenei;
b. o zonă de co-oxidare;
c. un catalizator pe pat solid, respectivul catalizator pe pat solid capabil să regenereze respectivul catalizator de oxidare; în care respectiva zonă de îndepărtare a orto-xilenei este capabilă să îndepărteze componente mai grele decât meta-xilenă și componente mai grele decât para-xilenă, și în care respectiva zonă de îndepărtare a orto-xilenei este capabilă să producă un flux sărăcit în orto-xilenă, și în care respectiva zonă de co- oxidare este capabilă atât de oxidarea meta-xilenei cât și a para-xilenei în acid izoftalic brut și acid tereftalic brut (C-IPA/C-TA).
-2010-01150-- ,
2 6 -05- Ζ009
1 1. Un procedeu pentru producerea unui acid, procedeu ce cuprinde etapele:
a) oxidarea catalitică a unui precursor în prezența unei surse de oxigen, și
b) reîncărcarea a cel puțin unei porțiuni din respectivul catalizator de oxidare pe un pat de catalizator de reîncărcare solid.
12. Procedeu conform oricăreia dintre Revendicările 1 -6 sau 8, în care etapele (a) - (b) sunt repetate de cel puțin o dată.
13. Procedeu conform oricăreia dintre Revendicările 1 -6 sau 8, în care respectivul pat de catalizator de reîncărcare solid cuprinde un catalizator ce cuprinde cel puțin un metal ce aparține grupelor VIII, VIIB și IVB.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US5589008P | 2008-05-23 | 2008-05-23 | |
| PCT/US2009/045199 WO2009143531A2 (en) | 2008-05-23 | 2009-05-26 | Catalyst systems for the production of acids |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO127750A2 true RO127750A2 (ro) | 2012-08-30 |
Family
ID=41340961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA201001150A RO127750A2 (ro) | 2008-05-23 | 2009-05-26 | Sisteme de catalizator pentru producerea de acizi |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8658820B2 (ro) |
| JP (1) | JP2011521010A (ro) |
| KR (2) | KR20160093085A (ro) |
| CN (1) | CN102036944A (ro) |
| BR (1) | BRPI0911921A2 (ro) |
| PT (1) | PT2009143531W (ro) |
| RO (1) | RO127750A2 (ro) |
| RU (1) | RU2010152022A (ro) |
| WO (1) | WO2009143531A2 (ro) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113354533B (zh) * | 2021-06-01 | 2024-03-29 | 中国科学技术大学 | 一种利用木质纤维素生物质制取对苯二甲酸的方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53104590A (en) * | 1977-02-24 | 1978-09-11 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Recovery method for liquid-phase oxidation catalyst and solvent |
| US4808751A (en) | 1988-03-29 | 1989-02-28 | Amoco Corporation | Method for reactivating a group VIII noble metal catalyst for use in the purification of crude terephthalic acid |
| JPH0720916B2 (ja) * | 1988-06-14 | 1995-03-08 | 株式会社日本触媒 | ３−ニトロフタル酸の製造方法 |
| US5068406A (en) * | 1989-09-06 | 1991-11-26 | Amoco Corporation | Compartmented oxidation method |
| JPH08157415A (ja) | 1994-12-05 | 1996-06-18 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 高純度テレフタル酸の製造方法 |
| KR19990031350A (ko) | 1997-10-10 | 1999-05-06 | 장용균 | 열접착성 폴리에스테르 필름 및 그 제조방법 |
| KR20010033086A (ko) * | 1997-12-15 | 2001-04-25 | 오노 알버어스 | 방향족 카복실산의 제조방법 |
| FR2782714B1 (fr) * | 1998-08-26 | 2000-09-29 | Inst Francais Du Petrole | Procede de coproduction de metaxylene et de paraxylene |
| KR100549107B1 (ko) | 1999-04-28 | 2006-02-06 | 삼성토탈 주식회사 | 아로마틱 폴리카본산의 제조방법 |
| JP5345266B2 (ja) * | 2000-08-18 | 2013-11-20 | 株式会社ダイセル | カルボン酸の製造方法 |
| ITMI20021423A1 (it) * | 2002-06-27 | 2003-12-29 | Eurotecnica Dev & Licensing S | Processo per la separazione dell'acqua prodotta nella ossidazione catalitica di idrocarburi aromatici ad acidi aromatici policarbossilici |
| JP2004321889A (ja) * | 2003-04-23 | 2004-11-18 | Toray Ind Inc | スラリからの触媒回収方法および芳香族カルボン酸の製造方法 |
| US7314954B1 (en) * | 2006-11-09 | 2008-01-01 | Mechema Chemicals International Corp. | System and method for recovering PTA mother liquid and purifying and regenerating of catalyst |
| CN1962598A (zh) * | 2006-11-23 | 2007-05-16 | 浙江大学 | 混合二甲苯共氧化生产苯二羧酸的方法 |
| RU2496764C2 (ru) * | 2008-03-18 | 2013-10-27 | ДжиТиСи ТЕКНОЛОДЖИ, ЭлПи | Способ (варианты) и системы получения изофталевой и терефталевой кислот |
-
2009
- 2009-05-26 JP JP2011511759A patent/JP2011521010A/ja not_active Ceased
- 2009-05-26 KR KR1020167020264A patent/KR20160093085A/ko not_active Ceased
- 2009-05-26 BR BRPI0911921A patent/BRPI0911921A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2009-05-26 US US12/993,806 patent/US8658820B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-05-26 KR KR1020107026582A patent/KR101730657B1/ko active Active
- 2009-05-26 RO ROA201001150A patent/RO127750A2/ro unknown
- 2009-05-26 WO PCT/US2009/045199 patent/WO2009143531A2/en not_active Ceased
- 2009-05-26 CN CN2009801183524A patent/CN102036944A/zh active Pending
- 2009-05-26 RU RU2010152022/04A patent/RU2010152022A/ru not_active Application Discontinuation
- 2009-05-26 PT PT2009045199A patent/PT2009143531W/pt unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2011521010A (ja) | 2011-07-21 |
| US8658820B2 (en) | 2014-02-25 |
| KR20110013424A (ko) | 2011-02-09 |
| BRPI0911921A2 (pt) | 2015-10-06 |
| PT2009143531W (pt) | 2011-11-04 |
| US20110108763A1 (en) | 2011-05-12 |
| WO2009143531A2 (en) | 2009-11-26 |
| KR20160093085A (ko) | 2016-08-05 |
| RU2010152022A (ru) | 2012-06-27 |
| CN102036944A (zh) | 2011-04-27 |
| KR101730657B1 (ko) | 2017-04-27 |
| WO2009143531A3 (en) | 2010-03-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2871849T3 (es) | Métodos y aparatos para producir una torta húmeda de ácido carboxílico de baja humedad | |
| EP2276720B1 (en) | Improved systems and processes for the production of isophthalic acid and terephthalic acid | |
| KR900006441B1 (ko) | 테레프탈산의 정제방법 | |
| JP2005145947A (ja) | 段階的向流酸化 | |
| KR100995792B1 (ko) | 알켄 분리 방법 | |
| KR101309476B1 (ko) | 방향족 카르복실산의 정제 방법 | |
| UA73174C2 (en) | Integrated process for the production of vinyl acetate | |
| CN1894191B (zh) | 在芳烃氧化中作为活化剂的蒽和其它多环芳烃 | |
| RO127750A2 (ro) | Sisteme de catalizator pentru producerea de acizi | |
| TWI327562B (en) | Process for the production of an alkenyl carboxylate or an alkyl carboxylate | |
| US20120178964A1 (en) | Catalyst, Use Thereof and Process of Hydrogenating Aryl Aldehydes | |
| US6565754B1 (en) | Process for the production and purification of aromatic acids | |
| CN102649568A (zh) | Co混合气体选择催化氧化除氢气的方法 | |
| CN111689848A (zh) | 一种含马来酸的废水资源化及净化方法 |