RU2030208C1

RU2030208C1 - Catalyst for condensation of acetaldehyde

Info

Publication number: RU2030208C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Владимирович Савицкий; Н.П. Ерновский; О.Р. Василенко; Ф.С. Кибин; В.В. Винс
Original assignee: Юрий Владимирович Савицкий; Ерновский Николай Петрович; Василенко Ольга Рейнгольдовна; Кибин Феликс Степанович; Винс Виктор Вильгельмович
Priority date: 1991-04-08
Filing date: 1991-04-08
Publication date: 1995-03-10

Abstract

FIELD: catalytic chemistry. SUBSTANCE: catalyst contains(%): aluminium ethylate 12.39-20.09, aluminium chloride 1.94-3.85, aluminium oxide 2.30-3.0, zinc oxide 0.55-0.78, ethanol 16.82-30.15, ethylacetate the rest. Mass ratio of aluminium chloride and aluminium oxide to aluminium ethylate is 1: (1.8-4.7). Aluminium dust, 25% solution of aluminium ethylate in ethylacetate and absolute ethanol are placed into reactor. Mixture is heated to boiling. Ethylate fraction is added by mixing within 6 h. Then mixing within 1 h followed by cooling to 40 C takes place. Zinc oxide is added and mixing within 20 h at 40-45 C is carried out. Absolute ethanol is added to thus prepared mixture. Then mixing within 10 h at 40-45 C takes place. EFFECT: improves quality of desired product. 1 tbl

Description

Изобретение относится к получению катализаторов на основе этилата алюминия, используемых в производстве этилацетата из ацетальдегида. The invention relates to the production of aluminum ethylate catalysts used in the production of ethyl acetate from acetaldehyde.

Известны катализаторы для конденсации ацетальдегида в этилацетат, представляющие собой раствор или суспензию в этилацетате этилата алюминия, промотированного хлоридами алюминия и железа (III), оксидами алюминия и цинка [1-2]. Удельная селективность наиболее эффективных известных катализаторов не превышает 568 моль этилацетата на 1 моль этилата алюминия. Catalysts for the condensation of acetaldehyde into ethyl acetate are known, which are a solution or suspension of aluminum ethylate in ethyl acetate, promoted with aluminum and iron (III) chlorides, aluminum and zinc oxides [1-2]. The specific selectivity of the most effective known catalysts does not exceed 568 mol of ethyl acetate per 1 mol of aluminum ethylate.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является катализатор для конденсации ацетальдегида в этилацетат, включающий этилат алюминия, хлорид алюминия, оксид алюминия, хлорид железа (III), этанол, триэтаноламин и этилацетат при следующем содержании компонентов, мас.%: Этилат алюминия 10,99 Хлорид алюминия 1,58 Оксид алюминия 1,05 Хлорид железа (III) 0,79 Этанол 0,08 Триэтаноламин 0,016 Этилацетат Осталь-
ное. [3]
Этот состав обеспечивает удельную селективность катализатора до 596 моль этилацетата на 1 моль этилата алюминия. Селективность катализатора 99% при конверсии ацетальдегида 90%.The closest in technical essence to the claimed is a catalyst for the condensation of acetaldehyde in ethyl acetate, including aluminum ethylate, aluminum chloride, aluminum oxide, iron (III) chloride, ethanol, triethanolamine and ethyl acetate in the following components, wt.%: Aluminum ethylate 10,99 Aluminum chloride 1.58 Aluminum oxide 1.05 Iron (III) chloride 0.79 Ethanol 0.08 Triethanolamine 0.016 Ethyl acetate The rest
new. [3]
This composition provides a specific selectivity of the catalyst up to 596 mol of ethyl acetate per 1 mol of aluminum ethylate. The selectivity of the catalyst is 99% when the conversion of acetaldehyde is 90%.

Недостатком известного состава катализатора является его недостаточно высокая удельная селективность, обусловленная его составом и количественным соотношением компонентов. A disadvantage of the known composition of the catalyst is its insufficiently high specific selectivity due to its composition and the quantitative ratio of the components.

Целью изобретения является повышение удельной селективности катализатора. The aim of the invention is to increase the specific selectivity of the catalyst.

Для достижения поставленной цели катализатор для конденсации ацетальдегида в этилацетат, содержащий этилат алюминия, хлорид алюминия, оксид алюминия, этанол и этилацетат, согласно изобретению, дополнительно содержит оксид цинка при следующем содержании компонентов, мас.%: Этилат аммония 12,39-20,09 Хлорид алюминия 1,94-3,85 Оксид алюминия 2,30-3,00 Оксид цинка 0,55-0,78 Этанол 16,82-30,15 Этилацетат Остальное
При этом соотношение суммы хлорид и оксид алюминия к этилату алюминия находится в пределах 1:(1,80-4,70).To achieve this goal, the catalyst for the condensation of acetaldehyde in ethyl acetate containing aluminum ethylate, aluminum chloride, aluminum oxide, ethanol and ethyl acetate, according to the invention, additionally contains zinc oxide in the following components, wt.%: Ammonium ethylate 12.39-20.09 Aluminum chloride 1.94-3.85 Alumina 2.30-3.00 Zinc oxide 0.55-0.78 Ethanol 16.82-30.15 Ethyl acetate Else
The ratio of the sum of chloride and aluminum oxide to aluminum ethylate is in the range 1: (1.80-4.70).

Отличительным от прототипа признаком предложенного состава катализатора является введение оксида цинка, а также количественное соотношение всех компонентов, что подтверждает соответствие технического решения критерию "новизна". A distinctive feature of the prototype of the proposed composition of the catalyst is the introduction of zinc oxide, as well as the quantitative ratio of all components, which confirms the compliance of the technical solution with the criterion of "novelty."

Только при таком соотношении компонентов эффективно массовое отношение суммы хлорид и оксид алюминия к его этилату в пределах 1:(1,8-4,70) в отличие от прототипа, в котором последнее отношение компонентов находится в заявленных пределах (1:4,18), однако не дает эффекта, поскольку в составе катализатора отсутствует оксид цинка и необходимое количественное соотношение других ингредиентов. Only with this ratio of components is the mass ratio of the sum of chloride and alumina to its ethylate effective in the range of 1: (1.8-4.70) in contrast to the prototype, in which the last ratio of the components is within the stated limits (1: 4.18) However, it does not give an effect, since zinc oxide and the required quantitative ratio of other ingredients are absent in the catalyst composition.

Предлагаемый состав катализатора позволяет получать этилацетат с более высокой удельной селективностью - 1238-1595 моль этилацетата на моль этилата алюминия. The proposed composition of the catalyst allows to obtain ethyl acetate with a higher specific selectivity of 1238-1595 mol of ethyl acetate per mole of aluminum ethylate.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критериям "существенные отличия" и "положительный эффект" и иллюстрируются следующими примерами. Thus, the proposed technical solution meets the criteria of "significant differences" and "positive effect" and is illustrated by the following examples.

Количества и составы примененных компонентов для приготовления катализатора, составы полученных катализаторов, количества компонентов, использованных при испытаниях катализаторов, составы полученных реакционных смесей, а также показатели эффективности составов катализатора для каждого из примеров 1-7 приведены в таблице. The amounts and compositions of the components used for the preparation of the catalyst, the compositions of the obtained catalysts, the amounts of components used in the testing of the catalysts, the compositions of the obtained reaction mixtures, as well as the performance indicators of the catalyst compositions for each of examples 1-7 are shown in the table.

П р и м е р 1. В реактор, снабженный механической мешалкой с герметичным затвором, капельной воронкой, обратным холодильником, газоподводящей трубкой, загружают алюминий в виде опилок, 7,00 г 25%-ного раствора этилата алюминия в этилацетате, абсолютный этанол, нагревают смесь до кипения и при перемешивании приливают в течение 6 ч этилацетатную фракцию. Смесь перемешивают 1 ч, затем в течение 6 ч этилацетатную фракцию. Смесь перемешивают 1 ч, затем в течение 6 ч пропускают хлор. Смесь перемешивают 10 ч, постепенно охлаждая до 40^оС, после чего добавляют оксид цинка и перемешивают при 40-45^оС еще 20 ч. К образовавшейся смеси добавляют абсолютный этанол и после 10 ч перемешивания при 40-45^оС по- лучают катализатор.PRI me R 1. In a reactor equipped with a mechanical stirrer with a sealed shutter, a dropping funnel, a reflux condenser, a gas supply tube, load aluminum in the form of sawdust, 7.00 g of a 25% solution of aluminum ethylate in ethyl acetate, absolute ethanol, the mixture is heated to boiling and the ethyl acetate fraction is poured in for 6 hours with stirring. The mixture was stirred for 1 hour, then for 6 hours the ethyl acetate fraction. The mixture is stirred for 1 hour, then chlorine is passed through for 6 hours. The mixture was stirred for 10 hours, gradually cooling ^to 40 ° C, followed by the addition of zinc oxide and stirred at 40-45 ^{° C} for another 20 hours. To the resulting mixture of absolute ethanol was added and after 10 hours stirring at 40-45 ^{° C} po- catalyst Luciano .

В реактор с теплообменной рубашкой, снабженный термометром, датчиком для контроля концентрации ацетальдегида, капельной воронкой для дозирования катализатора, охлаждаемой бюреткой для подачи ацетальдегида и магнитным перемешивателем, после продувки сухим азотом вливают 30 мл альдегида, включают охлаждение и перемешенивание и вливают в реактор ацетальдегид и катализатор одновременно и с такой скоростью, чтобы температура реакционной смеси находилась в пределах 10-17^оС. После ввода всего количества альдегида добавляют катализатор до достижения концентрации ацетальдегида в реакционной массе 11-12 мас.%. Весь ацетальдегид и катализатор сливают в реактор за 30 мин. Реакционную смесь перемешивают еще 30 мин и затем анализируют.In a reactor with a heat-exchange jacket, equipped with a thermometer, a sensor for monitoring the concentration of acetaldehyde, a dropping funnel for dispensing the catalyst, a cooled burette for feeding acetaldehyde and a magnetic stirrer, 30 ml of aldehyde are poured into the reactor after purging with dry nitrogen, cooling and stirring are added, and acetaldehyde and catalyst are poured into the reactor simultaneously and at such a rate that the reaction temperature is in the range 10-17 ° ^C. Once the entire amount of the aldehyde is added to the catalyst before reducing the concentration of acetaldehyde in the reaction mass of 11-12 wt.%. All acetaldehyde and catalyst are poured into the reactor in 30 minutes. The reaction mixture was stirred for another 30 minutes and then analyzed.

П р и м е р ы 2-7 (из них 6, 7 - для сравнения). Составы катализатора готовят и испытывают как в примере 1. PRI me R s 2-7 (of which 6, 7 - for comparison). The catalyst compositions are prepared and tested as in example 1.

Claims

A CATALYST FOR CONDENSATION OF ACETALDEHYDE in ethyl acetate, including aluminum ethylate, aluminum chloride, aluminum oxide, ethanol and ethyl acetate, characterized in that, in order to increase the specific selectivity of the catalyst, it additionally contains zinc oxide in the following components, wt.%:
Aluminum Ethylate - 12.39 - 20.09
Aluminum chloride - 1.94 - 3.85
Alumina - 2.30 - 3.00
Zinc oxide - 0.55 - 0.78
Ethanol - 16.82 - 30.15
Ethyl Acetate - Else
moreover, the mass ratio of the sum of chloride and aluminum oxide and aluminum ethylate 1: 1.80 - 4.70.