RU2077382C1 - Method of preparing catalyst for synthesis of carboxylic acid alkenyl esters - Google Patents

Method of preparing catalyst for synthesis of carboxylic acid alkenyl esters Download PDF

Info

Publication number
RU2077382C1
RU2077382C1 SU5011488A RU2077382C1 RU 2077382 C1 RU2077382 C1 RU 2077382C1 SU 5011488 A SU5011488 A SU 5011488A RU 2077382 C1 RU2077382 C1 RU 2077382C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
potassium
water
sodium
palladium
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дж.Бартли Уильям
Original Assignee
Юнион Карбайд Кемикалз Энд Пластикс Текнолоджи Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юнион Карбайд Кемикалз Энд Пластикс Текнолоджи Корпорейшн filed Critical Юнион Карбайд Кемикалз Энд Пластикс Текнолоджи Корпорейшн
Priority to SU5011488 priority Critical patent/RU2077382C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2077382C1 publication Critical patent/RU2077382C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: catalysts for organic syntheses. SUBSTANCE: invention relates to preparing improved catalysts for synthesis of carboxylic acid alkenyl esters from alkenes, carboxylic acids, and oxygen-containing gas. Catalysts contain palladium, gold, potassium promoter and are characterized by reduced content of sodium. The latter is achieved by (i) preparing catalyst using practically sodium-free reactants, (ii) washing catalyst with water or aqueous solution of potassium promoter after catalyst has been impregnated with the latter, and (iii) washing catalyst at a certain step of its preparation with cation-exchange solution. EFFECT: increased activity of catalyst. 2 cl, 4 dwg, 19 tbl

Description

Настоящее изобретение относится к способу получения катализаторов для синтеза алкенильных эфиров карбоновых кислот, самому катализатору и способу получения алкенильных эфиров карбоновых кислот из алкенов, карбоновых кислот и кислородсодержащего газа. The present invention relates to a method for producing catalysts for the synthesis of alkenyl esters of carboxylic acids, the catalyst itself and a method for producing alkenyl esters of carboxylic acids from alkenes, carboxylic acids and an oxygen-containing gas.

Известны способы получения катализаторов для синтеза алкенильных эфиров карбоновых кислот. Known methods for producing catalysts for the synthesis of alkenyl esters of carboxylic acids.

Например, патент США N4048096 описывает катализатор, имеющий удельную активность, составляющую по крайней мере около 83 г винилацетата на 1 г благородного металла в час, измеренную при 150oС. Этот катализатор для синтеза винилацетата состоит, по существу, из: (1) носителя катализатора, имеющего диаметр частиц от около 3 до около 7 мм и объем пор от около 0,2 до около 7 мм и объем пор от около 0,2 до около 1,5 мл/г, причем 10%-ная (вес.) водная суспензия носителя катализатора имеет pH от около 3,0 до около 9,0; (2) сплава палладий-золото, распределенного в поверхностном слое носителя катализатора, причем поверхностный слой распространяется на глубину менее, чем около 0,5 мм от поверхности носителя, палладий в сплаве присутствует в количестве от около 1,5 до около 5,0 г на литр катализатора, а золото присутствует в количестве от около 0,5 до 2,25 г на литр катализатора, и (3) от около 5 до около 60 г ацетата щелочного металла на литр катализатора. В патенте говорится, что палладий является активным металлом катализатора, а золото является промотором катализатора.For example, U.S. Patent N4048096 describes a catalyst having a specific activity of at least about 83 g vinyl acetate per 1 g of noble metal per hour, measured at 150 ° C. This vinyl acetate synthesis catalyst consists essentially of: (1) a carrier a catalyst having a particle diameter of from about 3 to about 7 mm and a pore volume of from about 0.2 to about 7 mm and a pore volume of from about 0.2 to about 1.5 ml / g, and 10% (wt.) an aqueous suspension of a catalyst carrier has a pH of from about 3.0 to about 9.0; (2) a palladium-gold alloy distributed in the surface layer of the catalyst carrier, the surface layer extending to a depth of less than about 0.5 mm from the surface of the carrier, palladium in the alloy is present in an amount of from about 1.5 to about 5.0 g per liter of catalyst, and gold is present in an amount of from about 0.5 to 2.25 g per liter of catalyst, and (3) from about 5 to about 60 g of alkali metal acetate per liter of catalyst. The patent says that palladium is an active catalyst metal, and gold is a catalyst promoter.

Указанный патент также описывает способ получения катализатора, который включает осаждение солей металлов на носителе катализатора. Способ, в частности, включает: (1) пропитывание носителя катализатора водным раствором водорастворимых соединений палладия и золота, (2) осаждение на носителе нерастворимых в воде соединений палладия и золота посредством контактирования пропитанного носителя катализатора с раствором соединений (предпочтительно, метасиликата натрия), способных взаимодействовать с водорастворимыми соединениями палладия и золота с образованием нерастворимых в воде соединений палладия и золота, (3) превращение нерастворимых в воде соединений палладия и золота в металлический палладий и металлическое золото на носителе посредством обработки восстанавливающим агентом, (4) промывание катализатора водой, (5) высушивание катализатора (см. пример 1 патента), (6) пропитывание катализатора промотором на основе ацетата щелочного металла (например, калиевым промотором) и (7) высушивание катализатора. The said patent also describes a method for producing a catalyst, which involves the deposition of metal salts on a catalyst support. The method, in particular, includes: (1) impregnation of the catalyst support with an aqueous solution of water-soluble palladium and gold compounds, (2) precipitation on the support of water-insoluble palladium and gold compounds by contacting the impregnated catalyst support with a solution of compounds (preferably sodium metasilicate) capable of interact with water-soluble compounds of palladium and gold to form water-insoluble compounds of palladium and gold, (3) the conversion of water-insoluble compounds of palladium and gold lots in metallic palladium and metallic gold on a carrier by treatment with a reducing agent, (4) washing the catalyst with water, (5) drying the catalyst (see patent example 1), (6) impregnating the catalyst with an alkali metal acetate promoter (e.g., potassium promoter ) and (7) drying the catalyst.

Полезность способа, описанного в патенте, включает распределение палладия и золота в виде сплава в поверхностном слое носителя катализатора, причем поверхностный слой распространяется на глубину менее, чем около 0,5 мм от поверхности носителя. Стадию пропитывания осуществляют с применением водного раствора соединений палладия и золота, а общий объем раствора составляет от около 95% до около 100% поглотительной способности носителя катализатора. Стадию осаждения осуществляют посредством выдерживания влажного носителя катализатора в растворе силиката щелочного металла, причем количество силиката щелочного металла является таким, что после того, как раствор силиката щелочного металла находился в контакте с носителем катализатора в течение от около 12 до 24 часов, pH указанного раствора составляет от около 6,5 до около 9,5. The usefulness of the method described in the patent includes the distribution of palladium and gold in the form of an alloy in the surface layer of the catalyst carrier, the surface layer extending to a depth of less than about 0.5 mm from the surface of the carrier. The impregnation step is carried out using an aqueous solution of palladium and gold compounds, and the total volume of the solution is from about 95% to about 100% of the absorption capacity of the catalyst carrier. The precipitation step is carried out by keeping the wet catalyst support in an alkali metal silicate solution, the amount of alkali metal silicate being such that after the alkali metal silicate solution has been in contact with the catalyst carrier for about 12 to 24 hours, the pH of the solution is from about 6.5 to about 9.5.

В патенте не сообщается содержание натрия в катализаторах примеров. В примере 1 указано, что катализатор этого примера обладал активностью 560 г винилацетата на литр катализатора в час. В нижеследующем примере 3 было обнаружено, что два катализатора, полученные в соответствии с описанием примера 1, имеют содержание натрия, составляющее 0,32 и 0,38% (вес.), и активности, составляющие 551 и 535 г винилацетата на литр катализатора в час. The patent does not disclose the sodium content in the catalysts of the examples. Example 1 indicates that the catalyst of this example had an activity of 560 g of vinyl acetate per liter of catalyst per hour. In the following Example 3, it was found that the two catalysts prepared in accordance with the description of Example 1 had a sodium content of 0.32 and 0.38% (wt.) And activities of 551 and 535 g of vinyl acetate per liter of catalyst in hour.

Учитывая способы известного уровня техники, желательным является дальнейшее улучшение активности катализаторов для синтеза алкенильных эфиров карбоновых кислот. Given the methods of the prior art, it is desirable to further improve the activity of the catalysts for the synthesis of alkenyl esters of carboxylic acids.

Настоящее изобретение относится к способу получения усовершенствованных катализаторов для получения алкенильных эфиров карбоновых кислот посредством реакции алкена, карбоновой кислоты и кислородсодержащего газа. Катализаторы содержат палладий, золото и кадиевый промотор и характеризуются пониженным содержанием натрия, что приводит к повышенной активности катализатора. Основное изобретение состоит из трех вариантов осуществления (т. е. вариант осуществления А, вариант осуществления В и вариант осуществления С), подробно описанных ниже. The present invention relates to a method for producing improved catalysts for the production of alkenyl esters of carboxylic acids by reaction of an alkene, a carboxylic acid and an oxygen-containing gas. The catalysts contain palladium, gold and a cadmium promoter and are characterized by a low sodium content, which leads to increased activity of the catalyst. The main invention consists of three embodiments (i.e., embodiment A, embodiment B and embodiment C), described in detail below.

В варианте А осуществления настоящего изобретения пониженное содержание натрия получают, используя в способе для получения катализаторов исходные вещества, по существу, не содержащие натрий. In Embodiment A of the invention, a reduced sodium content is obtained using substantially no sodium starting materials in the process for preparing the catalysts.

В варианте В осуществления настоящего изобретения пониженное содержание натрия получают, промывая катализатор водой или водным раствором калиевого промотора после того, как катализатор был пропитан калиевым промотором. In an embodiment of the present invention, a reduced sodium content is obtained by washing the catalyst with water or an aqueous solution of a potassium promoter after the catalyst has been impregnated with a potassium promoter.

В варианте С осуществления настоящего изобретения пониженное содержание натрия получают, промывая катализатор в конкретный промежуточный момент его получения катионообменным раствором. In Embodiment C of the present invention, a reduced sodium content is obtained by washing the catalyst at a particular intermediate point in time of its preparation with a cation exchange solution.

Вариант А осуществления настоящего изобретения отчасти основан на том открытии, что активность катализаторов для синтеза алкенильных эфиров карбоновых кислот повышается, если при получении катализаторов снижают содержание в них натрия, применяя, по существу, не содержащие натрия исходные вещества. Embodiment A of the present invention is based in part on the discovery that the activity of catalysts for the synthesis of alkenyl esters of carboxylic acids is increased if, when preparing the catalysts, their sodium content is reduced using substantially no sodium-containing starting materials.

Более конкретно, вариант А осуществления настоящего изобретения предоставляет способ получения катализатора, пригодного при катализировании реакции алкена, карбоновой кислоты и кислородсодержащего газа с получением алкенильного эфира карбоновой кислоты и содержащего частицы носителя, способные к обмену катионов, и пропитываемого палладием, золотом и ацетатом калия;
причем указанный способ включает стадии:
(а) пропитывания частиц носителя водными растворами водорастворимых соединений палладия и золота;
(в) осаждения нерастворимых в воде соединений палладия и золота из таких растворов на частицах носителя с использованием осаждающего агента;
(с) превращения осажденных нерастворимых в воде соединений палладия и золота в палладий и золото на частицах носителя с использованием восстанавливающего агента;
(d) промывания частиц носителя водой;
(e) высушивания частиц носителя;
(f) дополнительного пропитывания частиц носителя калиевым промотором; и
(g) высушивания пропитанных частиц с получением катализатора; причем указанный способ осуществляют, используя на стадиях (в) и (с), по существу, не содержащие натрия исходные вещества с тем, чтобы понизить количество натрия в катализаторе и тем самым повысить активность катализатора.
More specifically, Embodiment A of the present invention provides a method for producing a catalyst suitable for catalyzing a reaction of an alkene, a carboxylic acid and an oxygen-containing gas to produce an alkenyl ester of a carboxylic acid and containing carrier particles capable of exchanging cations and impregnated with palladium, gold and potassium acetate;
wherein said method comprises the steps of:
(a) impregnating the carrier particles with aqueous solutions of water-soluble compounds of palladium and gold;
(c) precipitating water-insoluble palladium and gold compounds from such solutions on carrier particles using a precipitating agent;
(c) converting precipitated water-insoluble palladium and gold compounds to palladium and gold on carrier particles using a reducing agent;
(d) washing the carrier particles with water;
(e) drying the carrier particles;
(f) additionally impregnating the carrier particles with a potassium promoter; and
(g) drying the impregnated particles to obtain a catalyst; moreover, the specified method is carried out using, at stages (b) and (c), essentially, not containing sodium starting materials in order to reduce the amount of sodium in the catalyst and thereby increase the activity of the catalyst.

Фиг. 1 демонстрирует влияние натрия на поведение катализаторов, полученных в соответствии с вариантом осуществления А настоящего изобретения в синтезе винилацетата, полученного в соответствии с вариантом осуществления А настоящего изобретения. FIG. 1 shows the effect of sodium on the behavior of the catalysts prepared in accordance with Embodiment A of the present invention in the synthesis of vinyl acetate prepared in accordance with Embodiment A of the present invention.

При применении варианта А осуществления способа настоящего изобретения обычно можно использовать натрийсодержащие водорастворимые соединения палладия и/или золота, поскольку обычно их не используют в количествах, приводящих к катализаторам, содержащим значительные количества натрия. Основными источниками натрия в катализаторах для синтеза алкенильных эфиров карбоновых кислот являются натрийсодержащие осаждающие агенты (например, метасиликат натрия) и/или натрийсодержащие промоторы или активаторы (например, ацетат натрия). В меньшей степени значительные количества натрия могут вносить в катализатор некоторые носители и некоторые восстанавливающие агенты (например, боргидрид натрия). Соответственно, при применении настоящего изобретения используют, по существу, не содержащие натрий осаждающие агенты (например, гидроксид калия), промоторы (например, ацетат калия), восстанавливающие агенты (например, гидразин) и носители. При использовании гидроксида калия в качестве осаждающего агента на стадии осаждения можно также использовать соответствующую калиевую соль (например, ацетат калия) для того, чтобы способствовать вытеснению калием любого количества натрия, связанного с носителем. Предпочтительно, гидроксид калия и калиевую соль используют в водном растворе. Соль используют в количестве, обеспечивающем от 1 до 10% (вес. ) калия, в расчете на общий вес раствора. Следует принять меры, чтобы гарантировать, что получающийся катализатор не содержит такое количество калия, что активность катализатора является меньшей, чем желаемая. When using option A of the method of the present invention, it is usually possible to use sodium-containing water-soluble compounds of palladium and / or gold, since they are usually not used in amounts leading to catalysts containing significant amounts of sodium. The main sources of sodium in catalysts for the synthesis of alkenyl esters of carboxylic acids are sodium-containing precipitating agents (e.g., sodium metasilicate) and / or sodium-containing promoters or activators (e.g., sodium acetate). To a lesser extent, significant amounts of sodium can be added to the catalyst by some carriers and some reducing agents (e.g. sodium borohydride). Accordingly, in the application of the present invention, substantially sodium-free precipitating agents (e.g., potassium hydroxide), promoters (e.g., potassium acetate), reducing agents (e.g., hydrazine) and carriers are used. When potassium hydroxide is used as the precipitating agent in the precipitation step, the corresponding potassium salt (for example, potassium acetate) can also be used in order to help potassium displace any amount of sodium bound to the carrier. Preferably, potassium hydroxide and potassium salt are used in an aqueous solution. Salt is used in an amount providing from 1 to 10% (wt.) Potassium, based on the total weight of the solution. Care should be taken to ensure that the resulting catalyst does not contain such an amount of potassium that the activity of the catalyst is less than desired.

Частицы носителя, используемые в варианте А осуществления способа настоящего изобретения, представляют собой твердые измельченные вещества, способные к обмену катионов (например, благодаря наличию групп SiOH или AlOH), а также способные к тому, чтобы пропитываться соединениями палладия, золота и калиевого промотора, и инертные в условиях, используемых для получения алкенильных эфиров карбоновых кислот. Примерами таких частиц носителя являются измельченные оксид кремния, оксид алюминия и алюмосиликаты. Оксид кремния является предпочтительным носителем. Носитель, предпочтительно, имеет удельную поверхность от 100 до 800 квадратных метров на грамм. The carrier particles used in embodiment A of the method of the present invention are solid particulate materials capable of exchanging cations (for example, due to the presence of SiOH or AlOH groups), as well as being able to be impregnated with palladium, gold and potassium promoter compounds, and inert under the conditions used to obtain alkenyl esters of carboxylic acids. Examples of such carrier particles are ground silica, alumina, and aluminosilicates. Silica is the preferred carrier. The carrier preferably has a specific surface area of 100 to 800 square meters per gram.

Водные растворы водорастворимых соединений палладия и золота, применяемые в варианте осуществления А способа настоящего изобретения, включают водные растворы любого подходящего соединения палладия или золота, например хлорид палладия (П), тетрахлоропалладат (II) натрия (Na2PdCl4, нитрат палладия (II), сульфат палладия (II), хлорид золота (III) или золото (III) - хлористоводородную кислоту (HAuCl4). Объем раствора, предпочтительно, соответствует от 95 до 100% (более предпочтительно, от 98 до 99%) объема пор носителя.Aqueous solutions of water-soluble palladium and gold compounds used in embodiment A of the method of the present invention include aqueous solutions of any suitable palladium or gold compound, for example palladium (P) chloride, sodium tetrachloropalladate (II) (Na 2 PdCl 4 , palladium (II) nitrate palladium (II) sulfate, gold (III) chloride or gold (III) - hydrochloric acid (HAuCl 4 ) The volume of the solution preferably corresponds to from 95 to 100% (more preferably from 98 to 99%) of the pore volume of the carrier.

Осаждающие агенты, используемые в варианте осуществления А способа настоящего изобретения, включают силикаты и гидроксиды лития и калия. Осаждающие агенты, предпочтительно, используют в виде водных растворов, содержащих от 1,6 до 1,8 мольного избытка осаждающего агента. Используемый объем такого раствора, предпочтительно, является как раз достаточным, чтобы покрыть частицы носителя. Для того, чтобы избежать возможного разрушения носителя, весовое соотношение между осаждающим агентом и носителем не должно быть слишком высоким. В качестве иллюстрации весовое соотношение между гидроксидом калия и носителем, составляющее около 0,08:1, не приводило к заметному разрушению носителя. Precipitating agents used in embodiment A of the method of the present invention include silicates and hydroxides of lithium and potassium. Precipitating agents are preferably used in the form of aqueous solutions containing from 1.6 to 1.8 molar excess of precipitating agent. The used volume of such a solution is preferably just sufficient to cover the carrier particles. In order to avoid possible destruction of the carrier, the weight ratio between the precipitating agent and the carrier should not be too high. As an illustration, the weight ratio between potassium hydroxide and the carrier of about 0.08: 1 did not lead to a noticeable destruction of the carrier.

Восстанавливающие агенты, используемые в варианте А осуществления способа настоящего изобретения, включают этилен, гидразин, формальдегид и водород. Восстанавливающие агенты, предпочтительно, используются в виде водных растворов, содержащих 50:1 (или более, предпочтительно 10:1) мольного избытка восстанавливающих агентов. Если используют водород, обычно необходимо нагреть катализатор до 100 300oС для завершения восстановления.Reducing agents used in embodiment A of the method of the present invention include ethylene, hydrazine, formaldehyde and hydrogen. Reducing agents are preferably used in the form of aqueous solutions containing 50: 1 (or more, preferably 10: 1) molar excess of reducing agents. If hydrogen is used, it is usually necessary to heat the catalyst to 100-300 ° C. to complete the reduction.

Калиевые промоторы, используемые в варианте А осуществления способа настоящего изобретения, включают калиевые соли карбоновых кислот и любое соединение калия, которое превращается в калиевую соль карбоновой кислоты во время реакции образования алкенильных эфиров карбоновой кислоты (т. е. реакции этилена, карбоновой кислоты и кислородсодержащего газа в присутствии катализатора с получением алкенильного эфира карбоновой кислоты). Подходящие соединения калия включают ацетат, бикарбонат, нитрат и (когда используют стабильный носитель) гидроксид калия. Промоторы предпочтительно используют в виде водных растворов. The potassium promoters used in embodiment A of the method of the present invention include the potassium salts of carboxylic acids and any potassium compound that is converted to the potassium salt of the carboxylic acid during the formation of alkenyl esters of the carboxylic acid (i.e., the reaction of ethylene, carboxylic acid and an oxygen-containing gas in the presence of a catalyst to give an alkenyl carboxylic acid ester). Suitable potassium compounds include acetate, bicarbonate, nitrate and (when a stable carrier is used) potassium hydroxide. Promoters are preferably used in the form of aqueous solutions.

Стадию промывания в варианте А осуществления способа настоящего изобретения можно осуществлять периодически или непрерывно. Непрерывное промывание является более эффективным, но может не быть наиболее подходящим для крупномасштабного (например, заводского масштаба) получения катализатора. При непрерывном промывании промывочная вода медленно и непрерывно проходит через катализатор в течение некоторого промежутка времени (например, от 8 до 24 часов). При периодическом промывании катализатор приводят в контакт с промывочной водой, смеси дают постоять (например, в течение от 0,5 до 2,0 часов) и воду и катализатор разделяют. При периодическом промывании для понижения содержания примесей (например, галогенидов) в катализаторе до желаемого уровня часто требуются несколько таких промывок (например, от 2 до 10 или, предпочтительно, от 4 до 6 промывок). Температуры от 20o до 80oС и объемные соотношения между промывочной водой и катализатором, составляющие от 2: 1 до 100:1, можно использовать или в периодическом или в непрерывном промывании. На стадии промывания удаляют некоторые примеси, в частности хлориды, из катализатора.The washing step in embodiment A of the method of the present invention can be carried out periodically or continuously. Continuous washing is more effective, but may not be most suitable for large-scale (for example, factory scale) preparation of the catalyst. With continuous washing, the washing water slowly and continuously passes through the catalyst for a certain period of time (for example, from 8 to 24 hours). During periodic washing, the catalyst is brought into contact with washing water, the mixture is allowed to stand (for example, from 0.5 to 2.0 hours) and the water and the catalyst are separated. During periodic washing, in order to lower the content of impurities (for example, halides) in the catalyst to the desired level, several such washes are often required (for example, from 2 to 10 or, preferably, from 4 to 6 washes). Temperatures from 20 o to 80 o C and volume ratios between the wash water and the catalyst, comprising from 2: 1 to 100: 1, can be used either in batch or continuous washing. In the washing step, some impurities, in particular chlorides, are removed from the catalyst.

Высушивание катализатора на стадии (e) и стадии (g) варианта А осуществления способа настоящего изобретения можно осуществить любым стандартным способом. Например, высушивание можно осуществить при 40oС до 120oС в печи с принудительной циркуляцией воздуха в течение 15 30 часов.The drying of the catalyst in step (e) and step (g) of embodiment A of the method of the present invention can be carried out by any standard method. For example, drying can be carried out at 40 ° C. to 120 ° C. in a furnace with forced air circulation for 15-30 hours.

Вариант В осуществления настоящего изобретения отчасти основан на том факте, что активность катализатора для синтеза алкенильных эфиров карбоновых кислот, описанного в патенте США N 4048096, повышается, если после вышеописанной стадии (7) способа этого патента (сушка после промывки промотором) понизить содержание натрия в катализаторе путем промывки катализатора водой или водным раствором калиевого промотора. Embodiment In the implementation of the present invention, it is partly based on the fact that the activity of the catalyst for the synthesis of alkenyl esters of carboxylic acids described in US Pat. No. 4,048,096 increases if, after the above-described step (7) of the method of this patent (drying after washing with a promoter) decreases the sodium content in catalyst by washing the catalyst with water or an aqueous solution of a potassium promoter.

Более конкретно, вариант В осуществления настоящего изобретения представляет собой получение катализатора, пригодного при катализировании реакции алкена, карбоновой кислоты и кислородсодержащего газа с получением алкенильного эфира карбоновой кислоты, и содержащего частицы носителя, способные обменивать катионы, и пропитываемые палладием, золотом и калиевым промотором, причем указанный способ включает стадии:
(a) пропитывания частиц носителя водными растворами водорастворимых соединений палладия и золота;
(b) осаждения нерастворимых в воде соединений палладия и золота из таких растворов на частицах носителя с использованием осаждающего агента;
(c) превращения осажденных нерастворимых в воде соединений палладия и золота в палладий и золото на частицах носителя с использованием восстанавливающего агента; и
(d) промывания пропитанного носителя водой;
(e) высушивания промытого пропитанного носителя;
(f) дополнительного пропитывания частиц носителя калиевым промотором;
(g) высушивания пропитанного таким образом носителя с получением высушенного катализатора, содержащего натрий, благодаря присутствию натрия в одном или более веществ, используемых на стадиях (a) (f);
(h) промывания высушенного катализатора водой или водным раствором, содержащим калиевый промотор, с тем, чтобы понизить количество натрия в катализаторе и тем самым повысить активность катализатора, и
(i) высушивания катализатора.
More specifically, Embodiment B of the present invention is to provide a catalyst suitable for catalyzing a reaction of an alkene, a carboxylic acid and an oxygen-containing gas to produce an alkenyl ester of a carboxylic acid, and containing carrier particles capable of exchanging cations and impregnated with a palladium, gold and potassium promoter, wherein said method comprises the steps of:
(a) impregnating the carrier particles with aqueous solutions of water-soluble compounds of palladium and gold;
(b) precipitating water-insoluble palladium and gold compounds from such solutions on carrier particles using a precipitating agent;
(c) converting precipitated water-insoluble palladium and gold compounds to palladium and gold on carrier particles using a reducing agent; and
(d) washing the impregnated carrier with water;
(e) drying the washed impregnated carrier;
(f) additionally impregnating the carrier particles with a potassium promoter;
(g) drying the carrier so impregnated to obtain a dried catalyst containing sodium, due to the presence of sodium in one or more of the substances used in steps (a) (f);
(h) washing the dried catalyst with water or an aqueous solution containing a potassium promoter so as to reduce the amount of sodium in the catalyst and thereby increase the activity of the catalyst, and
(i) drying the catalyst.

При применении варианта В осуществления способа настоящего изобретения предпочтительно использовать на стадии (h) водный раствор, содержащий калиевый промотор, для того, чтобы избежать снижения концентрации калиевого промотора (которым носитель пропитывали на стадии (f) ниже желаемого уровня. Такое нежелательное снижение концентрации промотора может происходить, если на стадии (h) используют воду как таковую. Однако, если на стадии (h) используют воду и концентрация промотора тем самым нежелательно понижается, тогда за стадией (i) может следовать стадия (j), которая представляет собой второе пропитывание калиевым промотором, и затем стадия (k), которая представляет собой третье высушивание. В некоторых случаях при начальном пропитывании калиевым промотором (стадия (f)) можно использовать избыточное количество калиевого промотора, чтобы гарантировать, что продукт стадии (i) имеет желаемое содержание калиевого промотора даже после промывания водой (стадия (h). Последняя методика также устраняет надобность в стадиях (j) и (k). When using Embodiment B of the method of the present invention, it is preferable to use an aqueous solution containing a potassium promoter in step (h) in order to avoid lowering the concentration of the potassium promoter (by which the carrier was impregnated in step (f) below the desired level. Such an undesirable decrease in the concentration of the promoter occur if water as such is used in step (h), however, if water is used in step (h) and the promoter concentration is thereby undesirably reduced, then after step (i) stage (j), which is the second impregnation with the potassium promoter, and then stage (k), which is the third drying. In some cases, when the initial impregnation with the potassium promoter (stage (f)), an excess amount of the potassium promoter can be used to ensure that the product of step (i) has the desired potassium promoter content even after washing with water (step (h). The latter procedure also removes the need for steps (j) and (k).

По-видимому, калиевый промотор, используемый в методике получения катализаторов по патенту США, вытесняет по крайней мере часть натрия, связанного с ионообменными центрами носителя катализатора. Источником натрия являются исходные вещества (особенно осаждающий агент), используемые в методике получения катализаторов по патенту США N4048096). Хотя и вытесненный калиевым промотором, такой натрий остается в катализаторе, полученном посредством способа по патенту США в качестве подавляющей активность примеси. В способе настоящего изобретения вытесненный натрий легко удаляется из катализатора просто промыванием катализатора водой или водным раствором, содержащим калиевый промотор (стадия (h)). До своего вытеснения калиевым промотором на стадии (f) натрий нельзя эффективно удалить из катализатора простым промыванием водой (т. е. как на стадии (d)), поскольку натрий слишком прочно связан с носителем. Однако стадия (d) эффективна для удаления несвязанных примесей, особенно хлоридов и избыточных количеств реагентов стадий (a) (c). Apparently, the potassium promoter used in the preparation of the catalysts of the US patent displaces at least a portion of the sodium bound to the ion exchange centers of the catalyst support. The source of sodium is the starting materials (especially the precipitating agent) used in the preparation of the catalysts of US Pat. No. 4,048,096). Although displaced by the potassium promoter, such sodium remains in the catalyst obtained by the method according to US patent as a suppressing activity of impurities. In the method of the present invention, displaced sodium is readily removed from the catalyst by simply washing the catalyst with water or an aqueous solution containing a potassium promoter (step (h)). Prior to being displaced by the potassium promoter in step (f), sodium cannot be effectively removed from the catalyst by simple washing with water (i.e., as in step (d)), since sodium is too tightly bound to the support. However, step (d) is effective for removing unbound impurities, especially chlorides and excess amounts of the reactants of steps (a) (c).

Фиг. 1 показывает предсказанное влияние натрия на поведение катализаторов для синтеза винилацетата, полученных в соответствии с вариантом В осуществления способа настоящего изобретения. FIG. 1 shows the predicted effect of sodium on the behavior of vinyl acetate synthesis catalysts prepared according to Embodiment B of the process of the present invention.

Частицы носителя, используемые в варианте В осуществления способа настоящего изобретения, представляют собой твердые измельченные частицы, способные к катионообмену и пропитке соединениями палладия, золота и калиевым промотором и инертные в условиях, используемых для получения алкенильных эфиров карбоновых кислот. The carrier particles used in the embodiment In the method of the present invention are solid particulate particles capable of cation exchange and impregnation with palladium, gold and potassium promoter compounds and inert under the conditions used to produce alkenyl esters of carboxylic acids.

Примерами таких частиц носителя являются измельченные оксид кремния, оксид алюминия и алюмосиликаты. Оксид кремния является предпочтительным носителем. Носитель предпочтительно имеет удельную поверхность от 100 до 800 квадратных метров на грамм. Examples of such carrier particles are ground silica, alumina, and aluminosilicates. Silica is the preferred carrier. The carrier preferably has a specific surface area of 100 to 800 square meters per gram.

Водные растворы водорастворимых соединений палладия и золота, используемые в варианте В осуществления способа настоящего изобретения, включают водные растворы любого подходящего соединения палладия или золота, например хлорид палладия (II), тетрахлоропалладат (II) натрия (Na2Pd Cl4, нитрат палладия (III), сульфат палладия (III), хлорид золота (III) или золото (III) хлористоводородную кислоту (HAu Cl4. Объем раствора предпочтительно соответствует от 95 до 100 (более предпочтительно от 98 до 99%) объема пор носителя.Aqueous solutions of water-soluble palladium and gold compounds used in the embodiment In an embodiment of the method of the present invention, include aqueous solutions of any suitable palladium or gold compound, for example palladium (II) chloride, sodium tetrachloropalladate (II) (Na 2 Pd Cl 4 , palladium (III) nitrate ), palladium (III) sulfate, gold (III) chloride or gold (III) hydrochloric acid (HAu Cl 4. The solution volume preferably corresponds to 95 to 100 (more preferably 98 to 99%) of the pore volume of the carrier.

Осаждающие агенты, используемые в варианте В осуществления способа получения катализаторов настоящего изобретения, включают силикаты и гидроксиды натрия, лития и калия. Осаждающие агенты предпочтительно используют в виде водных растворов, содержащих от 1,6 до 1,8 мольного избытка осаждающих агентов. Используемый объем таких растворов предпочтительно является как раз достаточным для того, чтобы покрыть частицы носителя. Precipitating agents used in Embodiment In a process for preparing the catalysts of the present invention include silicates and hydroxides of sodium, lithium and potassium. Precipitating agents are preferably used in the form of aqueous solutions containing from 1.6 to 1.8 molar excess of precipitating agents. The used volume of such solutions is preferably just enough to cover the carrier particles.

Восстанавливающие агенты, используемые в варианте В осуществления способа настоящего изобретения, включают гидразин, этилен, формальдегид, водород и борогидрид натрия. Восстанавливающие агенты предпочтительно используют в виде водных растворов, содержащих 50:1 (или более, предпочтительно 10:1) мольных избытков восстанавливающих агентов. Если используют водород, обычно для того, чтобы завершить восстановление, необходимо нагреть катализатор до 100 300oС.Reducing agents used in Embodiment In the method of the present invention include hydrazine, ethylene, formaldehyde, hydrogen and sodium borohydride. Reducing agents are preferably used in the form of aqueous solutions containing 50: 1 (or more, preferably 10: 1) molar excesses of reducing agents. If you use hydrogen, usually in order to complete the recovery, it is necessary to heat the catalyst to 100 300 o C.

Калиевые промоторы, используемые в варианте В осуществления способа настоящего изобретения, включают калиевые соли карбоновых кислот и любое соединение калия, которое превращается в калиевую соль карбоновой кислоты во время реакции получения алкенильных эфиров карбоновых кислот (т. е. реакции этилена, карбоновой кислоты и кислородсодержащего газа в присутствии катализатора с получением алкенильного эфира карбоновой кислоты). Подходящие соединения калия включают ацетат, бикарбонат, нитрат и (когда используют стабильный носитель) гидроксид калия. Промоторы предпочтительно используют в виде водных растворов. Potassium Promoters Used in Embodiment In the method of the present invention, include potassium salts of carboxylic acids and any potassium compound that is converted to a potassium salt of carboxylic acid during the reaction to produce alkenyl esters of carboxylic acids (i.e., the reaction of ethylene, carboxylic acid and oxygen-containing gas) in the presence of a catalyst to give an alkenyl carboxylic acid ester). Suitable potassium compounds include acetate, bicarbonate, nitrate and (when a stable carrier is used) potassium hydroxide. Promoters are preferably used in the form of aqueous solutions.

Стадии промывания (d) и (h) варианта В осуществления способа настоящего изобретения можно осуществлять периодически или непрерывно. Непрерывное промывание является более эффективным, но может не быть наиболее подходящим для крупномасштабного (например, заводского масштаба) получения катализатора. При непрерывном промывании промывная жидкость медленно и непрерывно проходит через катализатор в течение некоторого промежутка времени (например от 8 до 24 часов). При периодическом промывании катализатор приводят в контакт с промывной жидкостью, смеси дают постоять (например, в течение 0,5 2,0 часов) и жидкость и катализатор разделяют. При периодическом промывании часто требуется несколько таких промываний (например, от 2 до 10, или предпочтительно от 4 до 6 промываний). Температуры от 2oС до 80oС и объемные соотношения между промывной жидкостью и катализатором, составляющие от 2:1 до 100:1, можно использовать или при периодическом или при непрерывном промывании.The washing steps (d) and (h) of Embodiment B of the method of the present invention can be carried out periodically or continuously. Continuous washing is more effective, but may not be most suitable for large-scale (for example, factory scale) preparation of the catalyst. With continuous washing, the washing liquid slowly and continuously passes through the catalyst for a certain period of time (for example, from 8 to 24 hours). During periodic washing, the catalyst is brought into contact with the washing liquid, the mixture is allowed to stand (for example, for 0.5 to 2.0 hours), and the liquid and the catalyst are separated. With periodic washing, often several such washes are required (for example, from 2 to 10, or preferably from 4 to 6 washes). Temperatures from 2 ° C. to 80 ° C. and volume ratios between the washing liquid and the catalyst, comprising from 2: 1 to 100: 1, can be used either in batch or continuous washing.

Промывание катализатора водой или водным раствором, содержащим калиевый промотор, на стадии (h) варианта осуществления способа настоящего изобретения отличается от стадий пропитывания калиевым промотором в способе по прототипу. Подобные стадии пропитывания по прототипу осуществляют посредством метода начального увлажнения или метода декантации. В методе начального увлажнения (см. пример 5 патента Великобритании N1215210 (National Distillers)) катализатор приводят в контакт с минимальным количеством водного раствора калиевого промотора, требуемым для заполнения пор носителя и для пропитывания катализатора желаемым количеством калиевого промотора. Затем воду выпаривают. Посредством этого метода натрий нельзя удалить из катализатора. В методе декантации катализатор (предпочтительно сухой) погружают в больший объем водного раствора калиевого промотора, чем используется в методе начального увлажнения. После того, как поры заполняются раствором, избыточный раствор сливают декантацией и катализатор высушивают. Осуществляют только одну операцию погружения и декантации, и время контакта является относительно коротким. Следовательно, лишь минимальное количество натрия можно удалить из катализатора посредством метода декантации. Пример 9 патента США N3743607 Sennewald и другие иллюстрирует метод декантации с использованием влажного катализатора. Washing the catalyst with water or an aqueous solution containing a potassium promoter in step (h) of an embodiment of the method of the present invention differs from the steps of impregnation with a potassium promoter in the prototype method. Similar stages of soaking in the prototype are carried out using the initial wetting method or the decantation method. In the initial wetting method (see Example 5 of U.K. Patent N1215210 (National Distillers)), the catalyst is contacted with the minimum amount of aqueous solution of the potassium promoter required to fill the pores of the support and to impregnate the catalyst with the desired amount of potassium promoter. Then the water is evaporated. Using this method, sodium cannot be removed from the catalyst. In the decantation method, the catalyst (preferably dry) is immersed in a larger volume of an aqueous solution of the potassium promoter than is used in the initial wetting method. After the pores are filled with the solution, the excess solution is decanted and the catalyst is dried. Only one dipping and decanting operation is carried out, and the contact time is relatively short. Therefore, only a minimal amount of sodium can be removed from the catalyst by decantation. Example 9 of US patent N3743607 Sennewald and others illustrates the method of decantation using a wet catalyst.

Высушивание катализатора на стадиях (e), (g), (i) или (k) варианта осуществления способа настоящего изобретения можно осуществлять любым стандартным способом. В качестве иллюстрации высушивание можно осуществлять при 40oС до 120oС в печи с принудительной циркуляцией воздуха в течение 15 30 часов.Drying of the catalyst in steps (e), (g), (i) or (k) of an embodiment of the method of the present invention can be carried out by any standard method. By way of illustration, drying can be carried out at 40 ° C. to 120 ° C. in an oven with forced air circulation for 15-30 hours.

Вариант c осуществления настоящего изобретения основан отчасти на том факте, что активность катализаторов для синтеза алкенильных эфиров карбоновых кислот повышается, если содержание в них натрия понижают посредством промывания катализаторов в конкретный промежуточный момент их получения катионообменным раствором. Embodiment c of the present invention is based in part on the fact that the activity of the catalysts for the synthesis of alkenyl esters of carboxylic acids increases if their sodium content is lowered by washing the catalysts at a particular intermediate point in time to obtain a cation exchange solution.

Более конкретно, вариант с осуществления настоящего изобретения представляет собой способ получения катализатора для катализирования реакции алкена, карбоновой кислоты и кислородсодержащего газа с получением алкенильного эфира карбоновой кислоты, содержащего частицы носителя, способные обменивать катионы и пропитываемые палладием, золотом и ацетатом калия, причем указанный способ состоит из стадий:
(a) пропитывания частиц носителя водными растворами водорастворимых соединений палладия и золота;
(b) осаждения нерастворимых в воде соединений палладия и золота из таких растворов на частицы носителя с использованием осаждающего агента;
(c) превращения осажденных нерастворимых в воде соединений палладия и золота в палладий и золото на частицах носителя с использованием восстанавливающего агента с получением пропитанного носителя, содержащего натрий, благодаря присутствию натрия в одном или более веществах, используемых на стадиях от (a) до (c);
(d) промывания пропитанных частиц носителя катионообменным раствором таким образом, что количество натрия в катализаторе понижается и активность катализатора повышается; и
(e) высушивания промытых и пропитанных частиц носителя с получением катализатора.
More specifically, an embodiment of the present invention is a process for preparing a catalyst for catalyzing a reaction of alkene, carboxylic acid and an oxygen-containing gas to produce an alkenyl carboxylic acid ester containing carrier particles capable of exchanging cations and impregnated with palladium, gold and potassium acetate, said process comprising from the stages:
(a) impregnating the carrier particles with aqueous solutions of water-soluble compounds of palladium and gold;
(b) precipitating water-insoluble palladium and gold compounds from such solutions on carrier particles using a precipitating agent;
(c) the conversion of precipitated water-insoluble compounds of palladium and gold into palladium and gold on carrier particles using a reducing agent to obtain an impregnated carrier containing sodium, due to the presence of sodium in one or more substances used in stages (a) to (c );
(d) washing the impregnated carrier particles with a cation exchange solution so that the amount of sodium in the catalyst decreases and the activity of the catalyst increases; and
(e) drying the washed and impregnated carrier particles to form a catalyst.

Если желательно дополнительно повысить активность катализатора, полученного посредством варианта с осуществления способа настоящего изобретения, за вышеуказанными стадиями могут следовать стадии:
(f) пропитывания высушенных частиц носителя калиевым промотором; и (g) высушивания катализатора (см. нижеследующий опыт 1 2А и фиг.1).
If it is desired to further increase the activity of the catalyst obtained by the process embodiment of the present invention, the above steps may be followed by the steps of:
(f) impregnating the dried carrier particles with a potassium promoter; and (g) drying the catalyst (see the following experiment 1 2A and figure 1).

Однако такое дополнительное повышение активности катализатора предпочтительно достигают по предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, который включает использование для цели конкретных концентраций и количеств конкретных катионообменных растворов (т. е. растворов калиевых промоторов) (см. также нижеследующие примеры VII XII и фиг. 3). However, such an additional increase in catalyst activity is preferably achieved by the preferred embodiment of the present invention, which involves the use of specific concentrations and amounts of specific cation exchange solutions (i.e., potassium promoter solutions) for the purpose (see also the following examples VII XII and FIG. 3).

Вариант c осуществления настоящего изобретения также предоставляет катализаторы для синтеза алкенильных эфиров карбоновых кислот, имеющие пониженное содержание натрия, и способ получения алкенильных эфиров карбоновых кислот с использованием таких катализаторов. Embodiment c of the present invention also provides catalysts for the synthesis of alkenyl esters of carboxylic acids having a reduced sodium content and a method for producing alkenyl esters of carboxylic acids using such catalysts.

По-видимому, натриевые примеси в катализаторах для синтеза алкенильных эфиров карбоновых кислот снижают активность катализаторов и катионы в катионообменных растворах, используемых на стадии (d) варианта с осуществления способа настоящего изобретения, вытесняют натрий (и, возможно, другие подвергаемые ионному обмену примеси) с носителей, так что примеси могут быть отмыты с носителей на стадии (d). В результате снижения содержания натрия активность катализаторов повышается. Apparently, the sodium impurities in the catalysts for the synthesis of alkenyl esters of carboxylic acids reduce the activity of the catalysts and cations in the cation exchange solutions used in step (d) of the embodiment of the method of the present invention, displace sodium (and, possibly, other impurities subjected to ion exchange) with carriers, so that impurities can be washed from the carriers in step (d). As a result of a decrease in sodium, the activity of the catalysts increases.

Фиг. 1 показывает влияние натрия на поведение катализаторов для синтеза винилацетата, полученных в соответствии с настоящим изобретением. FIG. 1 shows the effect of sodium on the behavior of vinyl acetate synthesis catalysts prepared in accordance with the present invention.

Фиг. 2 показывает различные эксперименты с периодическим промыванием в соответствии с вариантом c осуществления настоящего изобретения. FIG. 2 shows various batch washing experiments in accordance with Embodiment c of the present invention.

Фиг. 3 показывает методику получения катализаторов для синтеза винилацетата по патенту США N4048096 и методику получения катализаторов предпочтительного варианта с осуществления настоящего изобретения. FIG. 3 shows a procedure for preparing catalysts for the synthesis of vinyl acetate according to US Pat. No. 4,048,096 and a method for preparing catalysts of a preferred embodiment of the present invention.

Фиг. 4 показывает влияние методики промывания на активность катализатора в соответствии с вариантом c осуществления настоящего изобретения. FIG. 4 shows the effect of the washing procedure on the activity of the catalyst according to Embodiment c of the present invention.

Описание предпочтительного осуществления варианта c
Способ получения катализаторов
Катионообменные растворы, используемые в варианте с осуществления способа настоящего изобретения для получения катализаторов для синтеза алкенильных эфиров карбоновых кислот, представляют собой растворы, содержащие катион, который обменивается с натрием на носителе и который не ухудшает, а предпочтительно промотирует активность катализатора. Подходящие катионообменные растворы включают растворы калиевых промоторов, но не ограничиваются ими. Предпочтительные катионообменные растворы представляют собой водные растворы, содержащие от 0,01 до 20% (вес.) соединения, содержащего подходящий катион. Такие соединения включают ацетат калия, ацетат лития, нитрат калия, карбонат калия, карбонат аммония, ацетат аммония и ацетат магния, но не ограничиваются ими. Более предпочтительны растворы, содержащие от 0,1 до 10% (вес.) (и наиболее предпочтительны от 0,5 до 7% (вес.)) соединения, содержащего подходящий катион.
Description of the preferred implementation of option c
The method of producing catalysts
The cation exchange solutions used in the embodiment of the method of the present invention for preparing catalysts for the synthesis of alkenyl esters of carboxylic acids are solutions containing a cation which is exchanged with sodium on a carrier and which does not impair, but preferably promotes, the activity of the catalyst. Suitable cation exchange solutions include, but are not limited to, potassium promoter solutions. Preferred cation exchange solutions are aqueous solutions containing from 0.01 to 20% (wt.) Of a compound containing a suitable cation. Such compounds include, but are not limited to, potassium acetate, lithium acetate, potassium nitrate, potassium carbonate, ammonium carbonate, ammonium acetate, and magnesium acetate. More preferred are solutions containing from 0.1 to 10% (wt.) (And most preferably from 0.5 to 7% (wt.)) Of a compound containing a suitable cation.

Для того, чтобы сэкономить количество соединения, содержащего катион, в катионообменных растворах, используемых в варианте c осуществления способа настоящего изобретения, промыванию катионообменным раствором может предшествовать одно или более промываний водой для удаления примесей, которые не прочно связаны с носителем (например, хлорида и несвязанного натрия). In order to save the amount of the cation-containing compound in the cation exchange solutions used in embodiment c of the method of the present invention, washing with a cation exchange solution may be preceded by one or more washes with water to remove impurities that are not firmly bound to the carrier (e.g., chloride and unbound sodium).

Оптимальная концентрация ионообменного раствора, используемого в варианте c осуществления способа настоящего изобретения, будет зависеть от ряда факторов, например от содержания натрия в катализаторе, от используемого объема промывочного раствора, от суммарного времени промывания и т. д. и лучше всего определяется экспериментально. Концентрации соединения, содержащего подходящий катион, составляющие около 10% или выше, являются менее предпочтительными, поскольку они расходуют много соединений и иногда дают катализаторы, имеющие более низкие активности. The optimal concentration of the ion exchange solution used in embodiment c of the method of the present invention will depend on a number of factors, for example, the sodium content of the catalyst, the volume of the washing solution used, the total washing time, etc., and is best determined experimentally. Concentrations of a compound containing a suitable cation of about 10% or higher are less preferred since they consume many compounds and sometimes give catalysts having lower activities.

Калиевые промоторы, используемые на стадии (d) или стадии (f) варианта c осуществления способа настоящего изобретения, включают калиевые соли карбоновых кислот и любое соединение калия, которое превращается в калиевую соль карбоновой кислоты во время реакции образования алкенильного эфира каpбоновой кислоты (т. е. реакции алкена, карбоновой кислоты и кислородсодержащего газа в присутствии катализатора с получением алкенильного эфира карбоновой кислоты). Подходящие калиевые соединения включают ацетат, бикарбонат, нитрат и (когда используют стабильный носитель) гидроксид калия. Промоторы предпочтительно используют в виде водных растворов. The potassium promoters used in step (d) or step (f) of embodiment c of the method of the present invention include the potassium salts of carboxylic acids and any potassium compound that is converted to the potassium salt of the carboxylic acid during the formation of the alkenyl ester of the carboxylic acid (i.e. reaction of alkene, carboxylic acid and oxygen-containing gas in the presence of a catalyst to produce an alkenyl carboxylic acid ester). Suitable potassium compounds include acetate, bicarbonate, nitrate and (when a stable carrier is used) potassium hydroxide. Promoters are preferably used in the form of aqueous solutions.

Когда катион в катионообменном растворе, используемом на стадии (d) варианта c осуществления способа настоящего изобретения, представляет собой калий, его тем самым вводят в катализатор. В таких случаях катализатор следует высушить и проанализировать на содержание калия, чтобы определить, сколько еще калия следует добавить на стадии (f). Эта процедура необходима для того, чтобы избежать получения катализатора, имеющего избыток или недостаток калия, каждый из которых может вызвать снижение активности катализатора. When the cation in the cation exchange solution used in step (d) of embodiment c of the method of the present invention is potassium, it is thereby introduced into the catalyst. In such cases, the catalyst should be dried and analyzed for potassium to determine how much more potassium should be added in step (f). This procedure is necessary in order to avoid obtaining a catalyst having an excess or deficiency of potassium, each of which can cause a decrease in the activity of the catalyst.

Предпочтительный вариант осуществления варианта c осуществления способа настоящего изобретения включает использование раствора калиевого промотора в качестве катионообменного раствора на стадии (d) и применение достаточной концентрации и количества раствора калиевого промотора на этой стадии, так что стадия пропитывания ацетатом калия (стадия (f) и стадия второго высушивания (стадия (g)) не требуются. Этот вариант осуществления иллюстрируется фиг. 3. A preferred embodiment of embodiment c of the method of the present invention includes using a potassium promoter solution as a cation exchange solution in step (d) and using a sufficient concentration and amount of a potassium promoter solution in this step, so that the step is impregnated with potassium acetate (step (f) and step two drying (step (g)) is not required. This embodiment is illustrated in Fig. 3.

Более конкретно, предпочтительный вариант осуществления варианта c осуществления способа настоящего изобретения для получения катализаторов для синтеза алкенильных эфиров карбоновых кислот включает стадии:
(a) пропитывания частиц носителя водными растворами водорастворимых соединений палладия и золота;
(b) осаждения нерастворимых в воде соединений палладия и золота из таких растворов на частицы носителя с использованием осаждающего агента;
(c) превращения осажденных нерастворимых в воде соединений палладия и золота в палладий и золото на частицах носителя с использованием восстанавливающего агента, причем пропитанный носитель содержит натрий благодаря присутствию натрия в одном или более веществ, используемых на стадиях (a) (c);
(d) промывания частиц носителя раствором калиевого промотора с концентрацией и в количестве, достаточных как для того, чтобы (I) снизить количество натрия в катализаторе с тем, чтобы повысить активность катализатора, так и для того, чтобы (II) дополнительно пропитать катализатор количеством калия, необходимым для дополнительного промотирования активности катализатора; и
(e) высушивания промытых и дополнительно пропитанных частиц носителя с получением катализатора.
More specifically, a preferred embodiment of embodiment c of the method of the present invention for preparing catalysts for the synthesis of alkenyl esters of carboxylic acids includes the steps of:
(a) impregnating the carrier particles with aqueous solutions of water-soluble compounds of palladium and gold;
(b) precipitating water-insoluble palladium and gold compounds from such solutions on carrier particles using a precipitating agent;
(c) converting precipitated water-insoluble palladium and gold compounds to palladium and gold on carrier particles using a reducing agent, wherein the impregnated carrier contains sodium due to the presence of sodium in one or more of the substances used in steps (a) (c);
(d) washing the carrier particles with a solution of a potassium promoter with a concentration and in an amount sufficient both to (I) reduce the amount of sodium in the catalyst in order to increase the activity of the catalyst, and in order to (II) additionally impregnate the catalyst with an amount potassium, necessary for additional promotion of catalyst activity; and
(e) drying the washed and further impregnated carrier particles to form a catalyst.

Предпочтительно, чтобы соответствующая концентрация калиевого промотора в катионообразном растворе, используемом на стадии промывания (d) варианта c осуществления настоящего изобретения, была в зависимости от таких факторов, как ионообменные свойства вещества носителя и объем его пор, и желательная активность катализатора. По этой причине оптимальную концентрацию лучше всего определяют экспериментально. Было обнаружено, что пятипроцентный водный раствор ацетата калия дает хорошие результаты. Preferably, the appropriate concentration of the potassium promoter in the cationic solution used in the washing step (d) of embodiment c of the present invention depends on factors such as the ion-exchange properties of the support material and its pore volume, and the desired catalyst activity. For this reason, the optimal concentration is best determined experimentally. It was found that a five percent aqueous solution of potassium acetate gives good results.

При использовании способа получения катализатора, описанного в патенте США N4048096, некоторое количество коллоидного палладия и золота смывают с носителя катализатора во время стадии промывания. Еще одна выгода от применения настоящего изобретения состоит в более эффективном использовании металлов во время получения катализатора, когда в качестве катионообменного раствора используют раствор ацетата калия. Заметное количество палладия или золота не удаляется с носителя катализатора, когда в качестве катионообменного раствора при применении настоящего изобретения используют раствор ацетата калия. Нижеследующие примеры 9 1А и 9 2А показывают, что один весовой процент палладия и золота вымывался из катализатора при использовании способа по патенту США, но заметные количества этих металлов не вымывались в способе настоящего изобретения. Эта выгода не только приводит к улучшенной эффективности отложения металла, но также служит для понижения стоимости выделения благородных металлов из промывок. When using the catalyst preparation method described in US Pat. No. 4,048,096, a certain amount of colloidal palladium and gold is washed off the catalyst carrier during the washing step. Another benefit of the application of the present invention is the more efficient use of metals during the preparation of the catalyst when a potassium acetate solution is used as the cation exchange solution. A noticeable amount of palladium or gold is not removed from the catalyst support when a potassium acetate solution is used as the cation exchange solution when using the present invention. The following Examples 9 1A and 9 2A show that one weight percent of palladium and gold was washed out of the catalyst using the method of US Patent, but notable amounts of these metals were not washed out in the method of the present invention. This benefit not only leads to improved metal deposition efficiency, but also serves to lower the cost of precious metal recovery from washes.

Частицы носителя, используемые в варианте с осуществления способа настоящего изобретения, представляют собой твердые измельченные вещества, способные обменивать катионы, способные пропитываться палладием, золотом и калиевым промотором и инертные в условиях, используемых для получения алкенильных эфиров карбоновых кислот. Примерами таких частиц носителя являются измельченные оксид кремния, оксид алюминия и алюмосиликаты. Оксид кремния является предпочтительным носителем. Носитель предпочтительно имеет удельную поверхность от 100 до 800 квадратных метров на грамм. The carrier particles used in the embodiment of the method of the present invention are solid particulate matter capable of exchanging cations, capable of being impregnated with palladium, gold and a potassium promoter and inert under the conditions used to produce alkenyl esters of carboxylic acids. Examples of such carrier particles are ground silica, alumina, and aluminosilicates. Silica is the preferred carrier. The carrier preferably has a specific surface area of 100 to 800 square meters per gram.

Водные растворы водорастворимых соединений палладия и золота, используемые в варианте c осуществления способа настоящего изобретения для получения катализаторов для синтеза алкенильных эфиров карбоновых кислот, включают водные растворы любого подходящего соединения палладия или золота, например хлорида палладия (П), тетрахлоропалладата (П) натрия (Na2PdCl4, нитрата палладия (П), сульфата палладия (П), сульфата палладия (П), хлорида золота (III) или золото (III) хлористоводородной кислоты (HAuCl4. Объем раствора предпочтительно соответствует от 95 до 100 (более предпочтительно от 98 до 99%) объема пор носителя.Aqueous solutions of water-soluble compounds of palladium and gold used in embodiment c of the method of the present invention for preparing catalysts for the synthesis of alkenyl esters of carboxylic acids include aqueous solutions of any suitable compound of palladium or gold, for example, palladium (P) chloride, sodium tetrachloropalladate (P) (Na) 2 PdCl 4, palladium nitrate (II) sulfate, palladium (II) sulfate, palladium (II) chloride, gold (III) or gold (III) with hydrochloric acid (HAuCl 4. The volume of the solution preferably corresponds to from 95 about 100 (more preferably from 98 to 99%) volume of the support pores.

Осаждающие агенты, используемые в варианте c осуществления способа настоящего изобретения, включают силикаты и гидроксиды натрия, лития и калия. Осаждающие агенты предпочтительно используют в виде водных растворов, содержащих 1,6 1,8 мольного избытка осаждающих агентов. Используемый объем таких растворов предпочтительно как раз достаточен для того, чтобы покрыть частицы носителя. Precipitating agents used in embodiment c of the method of the present invention include silicates and hydroxides of sodium, lithium and potassium. Precipitating agents are preferably used in the form of aqueous solutions containing 1.6 to 1.8 molar excess of precipitating agents. The volume of such solutions used is preferably just sufficient to cover the carrier particles.

Восстанавливающие агенты, используемые в варианте c осуществления способа настоящего изобретения, включают гидразин, этилен, формальдегид, водород и борогидрид натрия. Восстанавливающие агенты предпочтительно используют в виде водных растворов, содержащих 50:1 (или более предпочтительно 10: 1) мольных избытков восстанавливающих агентов. Если используют водород, обычно для завершения восстановления необходимо нагреть катализатор до 100 300oС.Reducing agents used in embodiment c of the method of the present invention include hydrazine, ethylene, formaldehyde, hydrogen and sodium borohydride. Reducing agents are preferably used in the form of aqueous solutions containing 50: 1 (or more preferably 10: 1) molar excesses of reducing agents. If hydrogen is used, it is usually necessary to heat the catalyst to 100 300 o C. to complete the reduction.

Стадию промывания (стадия (d)), используемую в варианте осуществления способа настоящего изобретения, можно осуществлять периодически или непрерывно. Непрерывное промывание является более эффективным, но может не быть наиболее подходящим для крупномасштабного (например, заводского масштаба) получения катализатора. При непрерывном промывании катионообменный раствор медленно и непрерывно проходит через катализатор в течение некоторого промежутка времени (например, в течение 8 24 часов). При периодическом промывании катализатор приводят в контакт с катионообменным раствором, смеси дают постоять (например, в течение 0,5 2,0 часов) и раствор и катализатор разделяют. При периодическом промывании для того, чтобы понизить содержание натрия в катализаторе до желаемого уровня, часто требуется несколько промывок (например, от 2 до 10 или предпочтительно от 4 до 6 промывок). Температуры от 20oС до 80oС и соотношения между катионообменным раствором и катализатором, составляющие от 2:1 до 100:1, можно использовать или в периодическом или в непрерывном промывании.The washing step (step (d)) used in the embodiment of the method of the present invention can be carried out periodically or continuously. Continuous washing is more effective, but may not be most suitable for large-scale (for example, factory scale) preparation of the catalyst. With continuous washing, the cation exchange solution passes slowly and continuously through the catalyst over a period of time (for example, for 8 to 24 hours). During periodic washing, the catalyst is brought into contact with a cation exchange solution, the mixture is allowed to stand (for example, for 0.5 to 2.0 hours), and the solution and the catalyst are separated. With periodic washing, in order to lower the sodium content of the catalyst to the desired level, it is often necessary to have several washes (for example, from 2 to 10, or preferably from 4 to 6 washes). Temperatures from 20 o C to 80 o C and the ratio between the cation exchange solution and the catalyst, comprising from 2: 1 to 100: 1, can be used either in batch or continuous washing.

Промывание катализатора катионообменным раствором в соответствии со стадией (d) варианта c осуществления способа настоящего изобретения отличается от стадий пропитывания калиевым промотором в известных способах получения катализаторов для синтеза алкенильных эфиров карбоновых кислот. Подобные стадии пропитывания по известному уровню техники осуществляют посредством методики начального увлажнения или методики декантации. В методике начального увлажнения (см. пример 5 патента Великобритании N1215210) катализатор приводят в контакт с минимальным количеством водного раствора калиевого промотора, требуемым для того, чтобы заполнить поры носителя и пропитать катализатор желаемым количеством калиевого промотора. Затем воду выпаривают. Посредством этой методики натрий нельзя удалить из катализатора. В методике декантации (предпочтительно сухой) катализатор погружают в больший объем водного раствора калиевого промотора, чем используется в методике начального увлажнения. После того, как поры заполняются раствором, избыточный раствор сливают декантацией и катализатор сушат. Осуществляют только одну операцию погружения и декантации, и время контакта является относительно коротким. Следовательно, лишь минимальное количество натрия можно удалить из катализатора посредством методики декантации. Пример 9 патента США N3743607 иллюстрирует методику декантации с использованием влажного катализатора. The washing of the catalyst with a cation exchange solution in accordance with step (d) of embodiment c of the method of the present invention differs from the steps of impregnation with a potassium promoter in known methods for preparing catalysts for the synthesis of alkenyl esters of carboxylic acids. Such impregnation steps of the prior art are carried out by means of an initial wetting technique or a decantation technique. In an initial wetting technique (see Example 5 of U.K. Patent No. 1,215,210), the catalyst is contacted with the minimum amount of potassium promoter aqueous solution required to fill the pores of the support and impregnate the catalyst with the desired amount of potassium promoter. Then the water is evaporated. Using this technique, sodium cannot be removed from the catalyst. In the decantation technique (preferably dry), the catalyst is immersed in a larger volume of an aqueous solution of the potassium promoter than is used in the initial wetting technique. After the pores are filled with the solution, the excess solution is decanted and the catalyst is dried. Only one dipping and decanting operation is carried out, and the contact time is relatively short. Therefore, only a minimal amount of sodium can be removed from the catalyst by decantation technique. Example 9 of US patent N3743607 illustrates the method of decantation using a wet catalyst.

Высушивание катализатора в соответствии со стадией (e) варианта c осуществления способа настоящего изобретения можно осуществлять любым стандартным образом. В качестве иллюстрации высушивание можно осуществлять при 40 120oС в печи с принудительной циркуляцией воздуха в течение 15 30 часов.Drying of the catalyst according to step (e) of embodiment c of the method of the present invention can be carried out in any standard manner. By way of illustration, drying can be carried out at 40-120 ° C. in an oven with forced air circulation for 15-30 hours.

Катализаторы настоящего изобретения, полученные посредством любого из вышеприведенных вариантов осуществления (т. е. вариантов осуществления А, В и С), катализирующие реакции алкена, карбоновой кислоты и кислородсодержащего газа с получением алкенильного эфира карбоновой кислоты, включают частицы носителя, способные обменивать катионы, на которые нанесены и восстановленные палладий и золото, а также калиевый промотор, причем натрий в катализаторе присутствует в количестве, не превышающем 0,3% (вес.), в расчете на суммарный вес катализатора. The catalysts of the present invention obtained by any of the above embodiments (i.e., embodiments A, B and C) catalyzing the reaction of an alkene, a carboxylic acid and an oxygen-containing gas to produce an alkenyl ester of a carboxylic acid include carrier particles capable of exchanging cations for which are deposited and reduced palladium and gold, as well as the potassium promoter, and the sodium in the catalyst is present in an amount not exceeding 0.3% (wt.), calculated on the total weight of the catalyst a.

Катализаторы настоящего изобретения, полученные посредством любого из вышеприведенных вариантов осуществления, предпочтительно имеют содержание палладия более 0,25% (вес.) в расчете на суммарный вес катализатора, более предпочтительно, более 0,5% (вес.) в расчете на суммарный вес катализатора и наиболее предпочтительно, от 0,5 до 1,7% (вес.) в расчете на суммарный вес катализатора. Предпочтительно, чтобы весовое соотношение между золотом и палладием катализатора составляло от 0,2 до 1,5 и, наиболее предпочтительно, от 0,4 до 1,2. The catalysts of the present invention obtained by any of the above embodiments preferably have a palladium content of more than 0.25% (weight) based on the total weight of the catalyst, more preferably more than 0.5% (weight) based on the total weight of the catalyst and most preferably, from 0.5 to 1.7% (wt.) based on the total weight of the catalyst. Preferably, the weight ratio between gold and palladium catalyst is from 0.2 to 1.5, and most preferably from 0.4 to 1.2.

Предпочтительно, чтобы катализаторы настоящего изобретения, полученные посредством любого из вышеприведенных вариантов осуществления, представляли собой пропитанные в наружном слое катализаторы, в которых носитель катализатора имеет диаметр частицы от около 3 до около 7 мм и объем пор, равный 0,2 1,5 мм на грамм. Палладий и золото, предпочтительно, распределяются в слое с толщиной, составляющей самое большее 1,0 мм частиц носителя катализатора. Катализаторы предпочтительно содержат от около 1,4 до около 3,8 вес. (более предпочтительно, от 2 до 3,6 вес.) калия, образованного из калиевого промотора. Preferably, the catalysts of the present invention, obtained by any of the above embodiments, are impregnated in the outer layer of the catalysts in which the catalyst carrier has a particle diameter of from about 3 to about 7 mm and a pore volume of 0.2 to 1.5 mm per gram. Palladium and gold are preferably distributed in a layer with a thickness of at most 1.0 mm of the catalyst support particles. The catalysts preferably contain from about 1.4 to about 3.8 weight. (more preferably 2 to 3.6 wt.) potassium formed from the potassium promoter.

Катализаторы настоящего изобретения, полученные посредством любого из вышеприведенных вариантов осуществления, имеют пониженное содержание натрия. Предпочтительно, катализаторы содержат не более 0,3 вес. натрия в расчете на вес катализатора. Более предпочтительно, катализаторы содержат не более 0,2 вес. натрия и, наиболее предпочтительно, катализаторы содержат не более около 0,1 вес. натрия в расчете на вес катализатора. Количество натрия в катализаторах настоящего изобретения будет зависеть от таких факторов, как используемые исходные вещества, количество промываний, суммарное время промывания, объем промывочных растворов и концентрация катиона в катионообменном растворе. The catalysts of the present invention obtained by any of the above embodiments have a reduced sodium content. Preferably, the catalysts contain no more than 0.3 weight. sodium based on the weight of the catalyst. More preferably, the catalysts contain no more than 0.2 weight. sodium and, most preferably, the catalysts contain not more than about 0.1 weight. sodium based on the weight of the catalyst. The amount of sodium in the catalysts of the present invention will depend on such factors as the starting materials used, the number of washes, the total washing time, the volume of washing solutions and the concentration of cation in the cation exchange solution.

Катализаторы настоящего изобретения, полученные посредством любого из вышеприведенных вариантов осуществления, можно получать при помощи вышеописанного способа настоящего изобретения. The catalysts of the present invention, obtained by any of the above embodiments, can be obtained using the above method of the present invention.

Способ настоящего изобретения для получения алкенильных эфиров карбоновых кислот включает взаимодействие алкена, карбоновой кислоты и кислородсодержащего газа в присутствии каталитического количества катализатора настоящего изобретения в соответствии с вышеописанным. Способ предпочтительно осуществляют при температуре от 100 до 250oC (и наиболее предпочтительно, при температуре от 140 до 200oС) и при давлении от 15 до 300 psi (от 1,05 до 21 атм) (наиболее предпочтительно при давлении от 90 фунтов на квадратный дюйм до 150 фунтов на квадратный дюйм) (от 6,3 до 10,5 атм). Способ предпочтительно осуществляют непрерывно в паровой фазе.The method of the present invention for producing alkenyl esters of carboxylic acids involves reacting an alkene, a carboxylic acid and an oxygen-containing gas in the presence of a catalytic amount of a catalyst of the present invention as described above. The method is preferably carried out at a temperature of from 100 to 250 o C (and most preferably at a temperature of from 140 to 200 o C) and at a pressure of from 15 to 300 psi (from 1.05 to 21 atm) (most preferably at a pressure of from 90 pounds per square inch to 150 pounds per square inch) (6.3 to 10.5 atm). The method is preferably carried out continuously in the vapor phase.

Способ настоящего изобретения для получения алкенильных эфиров карбоновых кислот характеризуется более высокой активностью катализатора. Обычно активность катализаторов на 5 25% выше (в значениях количества алкенильных эфиров карбоновых кислот на единицу катализатора в единицу времени) по сравнению с идентичными в других отношениях катализаторами, содержащими от выше 0,3 до около 1,0 вес. натрия. Хотя селективность катализатора (т. е. тенденция производить алкенильные эфиры карбоновых кислот, а не побочные продукты, например диоксид углерода) отчасти понижается с понижением содержания натрия, этот недостаток более чем компенсируется повышенной активностью катализатора, особенно в области содержания натрия, обнаруживаемого в промышленных катализаторах для синтеза алкенильных эфиров карбоновых кислот (например, вплоть до 1,0 вес. натрия). The method of the present invention for producing alkenyl esters of carboxylic acids is characterized by a higher activity of the catalyst. Typically, the activity of the catalysts is 5 25% higher (in terms of the number of alkenyl esters of carboxylic acids per unit of catalyst per unit time) compared with other identical catalysts containing from above 0.3 to about 1.0 weight. sodium. Although the selectivity of the catalyst (i.e., the tendency to produce alkenyl esters of carboxylic acids rather than by-products such as carbon dioxide) partially decreases with decreasing sodium content, this disadvantage is more than offset by the increased activity of the catalyst, especially in the range of sodium found in industrial catalysts for the synthesis of alkenyl esters of carboxylic acids (for example, up to 1.0 wt. sodium).

Предпочтительно используемые в способе настоящего изобретения для получения алкенильных эфиров карбоновых кислот исходные вещества, представляющие собой карбоновые кислоты, содержат от двух до четырех атомов углерода (например, уксусная, пропионовая и масляная кислота). Предпочтительные исходные вещества, представляющие собой алкеины, содержат от двух до четырех атомов углерода (например, этилен, пропилен и н-бутен), четырех атомов углерода (например, этилен, пропилен и н-бутан). Предпочтительными продуктами способа являются винилацетат, винилпропионат, винилбутират и аллилацетат. Preferably used in the method of the present invention for producing alkenyl esters of carboxylic acids, carboxylic acid starting materials contain from two to four carbon atoms (for example, acetic, propionic and butyric acid). Preferred alkaline starting materials contain from two to four carbon atoms (e.g., ethylene, propylene and n-butene), four carbon atoms (e.g., ethylene, propylene and n-butane). Preferred products of the process are vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate and allyl acetate.

Одним из аспектов способа настоящего изобретения для получения алкенильных эфиров карбоновых кислот является использование моделей, представленных в представленной ниже таблице 3, для предсказания превращения кислорода в винилацетат, активности катализатора, селективности катализатора по отношению к винилацетату, получения побочного продукта этилацетата и/или получения тяжелых побочных продуктов. One aspect of the method of the present invention for the production of alkenyl esters of carboxylic acids is the use of the models shown in Table 3 below to predict the conversion of oxygen to vinyl acetate, catalyst activity, catalyst selectivity with respect to vinyl acetate, production of ethyl acetate by-product and / or severe by-products products.

Алкенильные эфиры карбоновых кислот, получаемые посредством способа настоящего изобретения, представляют собой известные соединения, имеющие известные применения (например, винилацетат полезен в получении поливинилацетата). Alkenyl esters of carboxylic acids obtained by the method of the present invention are known compounds having known uses (for example, vinyl acetate is useful in the production of polyvinyl acetate).

Ниже изобретение иллюстрируется примерами его выполнения. Below the invention is illustrated by examples of its implementation.

Примеры варианта осуществления А
В следующих примерах используются следующие сокращения.
Examples of Embodiment A
The following abbreviations are used in the following examples.

Сокращение. Abbreviation.

Носитель 1. Media 1.

Значение. Value.

Шарики из оксида кремния, имеющие средний диаметр, равный 5 6 мм и содержащие около 0,1% (вес.) натрия. Шарики имеют удельную поверхность от 150 до 200 квадратных метров на грамм и объем пор от 0,6 до 0,7 мм на грамм. Носитель 1 содержит группы SiOH, способные обменивать катионы. Носитель 1 продается фирмой Sud Chemic AG под маркой "КА 160". Silicon oxide balls having an average diameter of 5-6 mm and containing about 0.1% (wt.) Sodium. Balls have a specific surface area of 150 to 200 square meters per gram and a pore volume of 0.6 to 0.7 mm per gram. Carrier 1 contains SiOH groups capable of exchanging cations. Carrier 1 is sold by Sud Chemic AG under the brand name "KA 160".

ОПx
Объемная производительность (мера активности катализатора), выраженная в граммах винилацетата на литр катализатора в час.
OD x
Volumetric productivity (a measure of catalyst activity), expressed in grams of vinyl acetate per liter of catalyst per hour.

Селективностьx
Селективность рассчитывали следующим образом. Селективность 100 х (количество молей винилацетата)/(количество молей винилацетата + 1/2 х количество молей CO2).
X selectivity
Selectivity was calculated as follows. Selectivity 100 x (number of moles of vinyl acetate) / (number of moles of vinyl acetate + 1/2 x number of moles of CO 2 ).

АА Анализ. AA analysis.

Атомно-адсорбционная спектроскопия. Atomic absorption spectroscopy.

ИСП. COI.

Индуктивно связанная плазменная оптическая эмиссионная спектрометрия. Inductively coupled plasma optical emission spectrometry.

г ВА/л кат./час
Количество граммов винилацетата, полученное на литр катализатора в час.
g VA / l cat./h
The number of grams of vinyl acetate obtained per liter of catalyst per hour.

x Все значения активностей и селективностей, приведенные в нижеследующих примерах, основаны на активностях и селективностях, измеренных через 26 часов после того, как была достигнута полная подача кислородного сырья в нижеописанном способе испытания катализатора. x All activities and selectivities given in the following examples are based on activities and selectivities measured 26 hours after the complete supply of oxygen feed was achieved in the catalyst test method described below.

ВА Винилацетат
КОАс Ацетат калия
EtОАс Этилацетат
NaCAc Ацетат натрия
Процент весовой
г грамм
мл миллилитр
мм миллиметр
час час
мин минута
В следующих примерах использовали следующие методики.
VA Vinyl Acetate
KOAs Potassium Acetate
EtOAc Ethyl Acetate
NaCAc Sodium Acetate
Weight percentage
g gram
ml milliliter
mm millimeter
hour hour
min minute
In the following examples, the following methods were used.

Методика получения катализатора. The method of obtaining the catalyst.

Носитель 1 (15 г) добавляли к раствору Na2PdCl4 (35,86% Pd 0,258 г) и HAuCl4 (48,95 Au, 0,094 г), растворенных в 9,0 мл деионизированной воды. Образованную таким образом смесь осторожно перемешивали до тех пор, пока вся влага не адсорбировалась на носители, а затем оставляли стоять в закрытой колбе в течение около одного часа при комнатной температуре с тем, чтобы пропитать носитель солями палладия и золота. Влажный катализатор покрывали раствором гидроксида калия (0,371 г в 28 мл воды) в качестве осаждающего агента. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения на стадии осаждения вместе с гидроксидом калия использовали ацетат калия. После смешивания в течение нескольких секунд смесь оставляли стоять покрытой жидкостью и не перемешиваемой в течение 23 часов при комнатной температуре, чтобы осадить на носителе соединения палладия и золота. Палладий и золото затем восстанавливали посредством добавления 1,0 85% гидразингидрата к вышеуказанной смеси. Смесь перемешивали в течение нескольких секунд и оставляли стоять покрытой жидкостью и не перемешиваемой при комнатной температуре в течение еще 23 часов. Находящуюся сверху жидкость сливали с катализатора декантацией, и катализатор четыре раза промывали водой для удаления незначительного количества имеющихся загрязнений металла. Катализатор тщательно промывали посредством нижеописанной методики промывания на колонке для удаления хлоридов и остаточных реагентов. Катализатор сушили на решетке из нержавеющей стали в печи с принудительным циркулированием воздуха при 60oС в течение 20 24 часов. Катализатор анализировали на содержание калия, используя АА Анализ. Затем катализатор пропитывали желаемым количеством ацетата калия в воде, используя метод пропитывания, описанный выше для солей палладия и золота. Затем пропитанный катализатор сушили при 60oС в течение 20 24 часов. Содержание палладия, золота, натрия и калия в конечных катализаторах определяли посредством ИСП анализа, а содержание натрия и калия для большей точности определяли также посредством АА анализа. Полученные таким образом катализаторы были пропитаны в наружном слое (т. е. по существу, весь палладий и все золото присутствовали в наружном слое в пределах 0,5 мм от поверхности шариков носителя 1).Carrier 1 (15 g) was added to a solution of Na 2 PdCl 4 (35.86% Pd 0.258 g) and HAuCl 4 (48.95 Au, 0.094 g) dissolved in 9.0 ml of deionized water. The mixture thus formed was carefully mixed until all moisture was adsorbed onto the carriers, and then left to stand in a closed flask for about one hour at room temperature in order to impregnate the carrier with palladium and gold salts. The wet catalyst was coated with a solution of potassium hydroxide (0.371 g in 28 ml of water) as a precipitating agent. In a preferred embodiment of the present invention, potassium acetate was used together with potassium hydroxide in the precipitation step. After mixing for several seconds, the mixture was left to stand covered with liquid and not stirred for 23 hours at room temperature in order to precipitate palladium and gold compounds on the support. Palladium and gold were then reduced by adding 1.0 to 85% hydrazine hydrate to the above mixture. The mixture was stirred for several seconds and left to stand covered with liquid and not stirred at room temperature for another 23 hours. The liquid above was discharged from the catalyst by decantation, and the catalyst was washed four times with water to remove a small amount of metal contamination. The catalyst was thoroughly washed using the column washing procedure described below to remove chlorides and residual reagents. The catalyst was dried on a stainless steel grate in an oven with forced air circulation at 60 o C for 20 24 hours. The catalyst was analyzed for potassium using an AA analysis. The catalyst was then impregnated with the desired amount of potassium acetate in water using the impregnation method described above for the palladium and gold salts. Then, the impregnated catalyst was dried at 60 ° C. for 20 to 24 hours. The content of palladium, gold, sodium and potassium in the final catalysts was determined by ICP analysis, and the content of sodium and potassium for greater accuracy was also determined by AA analysis. The catalysts thus obtained were impregnated in the outer layer (i.e., essentially all palladium and all gold were present in the outer layer within 0.5 mm of the surface of the carrier beads 1).

Методика промывания на колонке
Катализаторы промывали или повторно промывали в стеклянной хроматографической колонке с наружным диаметром 1,24 дюйма (31,5 мм) и высотой 24 дюйма (650 мм), снабженной запорным краном из тефлона. Обычно в колонку загружали 15 г катализатора и колонку затем заполняли водой. Запорный кран регулировали, чтобы позволить жидкости течь из колонки таким образом, чтобы при комнатной температуре за промежуток времени около 24 часов через катализатор проходило около 1 литра. По истечении этого промежутка времени избыточную жидкость удаляли из колонки, а катализатор выгружали и сушили в соответствии с вышеописанным в методике получения катализатора.
Column Wash Procedure
The catalysts were washed or re-washed in a glass chromatographic column with an outer diameter of 1.24 inches (31.5 mm) and a height of 24 inches (650 mm) equipped with a Teflon stopcock. Typically, 15 g of catalyst was loaded into the column and the column was then filled with water. The stopcock was adjusted to allow fluid to flow out of the column so that at room temperature for about 24 hours, about 1 liter passed through the catalyst. After this period of time, excess liquid was removed from the column, and the catalyst was discharged and dried in accordance with the procedure described above for the preparation of the catalyst.

Способ испытания катализатора
Катализатор (2,5-граммовые образцы шариков катализатора, диаметром 5 6 мм) разбавляли 10,5 мл стеклянных шариков, диаметром 0,5 мм и смесь однородным образом распределяли в обоих коленах реактора, имеющего вид U-образной трубки, выполненного из нержавеющей стали 316. Реактор имел наружный диаметр 3/8 дюйма (9,6 мм) и общую высоту около 6 дюймов (152,4 мм). Поток этилена, составляющий 151 мл/мин, начинали пропускать через реактор, после чего катализатор нагревали в печи, поддерживаемой при 150oС, давая одновременно возможность повысить давление в системе до 115 psid (10,5 ати). После выдерживания в этих условиях в течение 1,5 часов к этилену добавляли пары уксусной кислоты и смесь пропускали через катализатор в течение 45 минут. К сырьевому газу добавляли воздух с медленно возрастающей скоростью в течение 45-минутного промежутка времени до тех пор, пока не достигался суммарный поток, составляющий 105 мл/мин. Катализатору давали застабилизироваться в течение двух часов до начала сбора данных. Конечный состав газа представлял собой этилен: уксусная кислота: кислород: азот 52,9:10,7:7,7:28,7, суммарная часовая объемная скорость газа составляла около 3800 час-1, а часовая объемная скорость уксуснокислотной жидкости составляла около 1 час-1. Продукт анализировали посредством газовой хроматографии. Воспроизводимость от опыта к опыту микрореакторов, используемых в этих экспериментах, составляет около ±10 единиц ОП.
Catalyst Test Method
The catalyst (2.5 gram samples of catalyst balls with a diameter of 5 to 6 mm) was diluted with 10.5 ml glass beads with a diameter of 0.5 mm and the mixture was uniformly distributed in both elbows of the reactor in the form of a U-shaped tube made of stainless steel 316. The reactor had an outer diameter of 3/8 inch (9.6 mm) and a total height of about 6 inches (152.4 mm). An ethylene stream of 151 ml / min was started to flow through the reactor, after which the catalyst was heated in an oven maintained at 150 ° C, while simultaneously increasing the pressure in the system to 115 psid (10.5 ati). After keeping under these conditions for 1.5 hours, acetic acid vapors were added to ethylene and the mixture was passed through the catalyst for 45 minutes. Air was added to the feed gas at a slowly increasing rate over a 45-minute period until a total flow of 105 ml / min was reached. The catalyst was allowed to stabilize for two hours before data collection began. The final gas composition was ethylene: acetic acid: oxygen: nitrogen 52.9: 10.7: 7.7: 28.7, the total hourly space velocity of the gas was about 3800 h -1 , and the hourly space velocity of the acetic acid liquid was about 1 hour -1 . The product was analyzed by gas chromatography. The reproducibility from experience to experience of the microreactors used in these experiments is about ± 10 OD units.

Пример 1. Example 1

Носитель 1 содержит около 0,1 (вес.) натрия в том виде, как он получен от производителя. Дополнительные 0,4 0,8% (вес.) натрия вводят во время стадии осаждения, когда в качестве осаждающего агента используют гидроксид натрия или метасиликат натрия. Три катализатора готовили, используя в качестве осаждающего агента гидроксид калия, чтобы понизить содержание натрия в конечном катализаторе. Для того, чтобы дополнительно сдвинуть ионообменное равновесие в сторону калия, к осаждающемуся раствору добавляли изменяющиеся концентрации ацетата калия. Катализаторы получали из одного и того же маточного раствора, имеющего номинальное палладиевое содержание, равное 0,5% (вес. ), и соотношение Au/Pd, равное 0,46. После восстановления гидразином и промывания с использованием методики промывания на колонке, катализаторы анализировали на содержание натрия и калия. Затем добавляли дополнительный ацетат калия, поскольку требовалось получить конечное содержание ацетата калия, равное около 5,3% (вес.). Результаты, приведенные в таблице 1, показывают, что содержание натрия в катализаторах понижалось. Содержание натрия в катализаторах падало равномерно, а каталитическая активность улучшалась, поскольку концентрация калия в осаждающемся растворе возрастала. Carrier 1 contains about 0.1 (wt.) Sodium as received from the manufacturer. An additional 0.4 to 0.8% (w / w) sodium is added during the precipitation step when sodium hydroxide or sodium metasilicate is used as the precipitating agent. Three catalysts were prepared using potassium hydroxide as a precipitating agent to lower the sodium content in the final catalyst. In order to further shift the ion-exchange equilibrium towards potassium, varying concentrations of potassium acetate were added to the precipitated solution. Catalysts were prepared from the same mother liquor having a nominal palladium content of 0.5% (wt.) And an Au / Pd ratio of 0.46. After reduction with hydrazine and washing using a column washing procedure, the catalysts were analyzed for sodium and potassium. Then added additional potassium acetate, since it was required to obtain a final potassium acetate content of about 5.3% (wt.). The results shown in table 1 show that the sodium content in the catalysts decreased. The sodium content in the catalysts decreased uniformly, and the catalytic activity improved as the concentration of potassium in the precipitated solution increased.

Аналогичный катализатор, полученный с использованием метасиликата натрия в качестве осаждающего агента (вместо гидроксида калия), имел ОН, равный 544, селективность 93,6 и содержание натрия 0,44% (вес.). На стадии осаждения ацетат калия не добавляли. A similar catalyst obtained using sodium metasilicate as a precipitating agent (instead of potassium hydroxide) had an OH of 544, a selectivity of 93.6, and a sodium content of 0.44% (wt.). No potassium acetate was added in the precipitation step.

Пример 2. Example 2

Влияние натрия на поведение катализаторов для синтеза винилацетата изучали, используя статистически спланированные эксперименты. Были получены модели, полезные в прогнозировании поведения катализаторов для синтеза винилацетата, полученных посредством любого из вариантов осуществления способа настоящего изобретения (т. е. вариантов осуществления А, В и С), а также катализаторов для синтеза винилацетата, полученных посредством способов обоих вышеупомянутых патентов США. Модели предсказывают активность и селективность катализатора как функцию содержания натрия, содержания палладия, весового соотношения между золотом и палладием, содержания калия и веса катализатора. Эти модели и полученные результаты представлены в табл. 2 и 3 соответственно. The effect of sodium on the behavior of the catalysts for the synthesis of vinyl acetate was studied using statistically designed experiments. Models were obtained that are useful in predicting the behavior of vinyl acetate synthesis catalysts obtained by any of the process embodiments of the present invention (i.e., embodiments A, B and C), as well as vinyl acetate synthesis catalysts obtained by the methods of both of the aforementioned US patents . Models predict the activity and selectivity of the catalyst as a function of sodium, palladium, weight ratio between gold and palladium, potassium and catalyst weight. These models and the results are presented in table. 2 and 3, respectively.

Поскольку степень превращения оказывает основное влияние как на производительность, так и на селективность катализатора, разумные сравнения свойств катализатора можно сделать лишь при постоянной степени превращения. Для того, чтобы предсказать влияния состава катализатора при постоянном превращении, модель превращения кислорода в табл. 2 преобразовывали, чтобы выразить вес катализатора в виде функции от содержания палладия, соотношения золото/палладий, содержания калия, содержания натрия и превращения. Это выражение веса катализатора в моделях ОН и селективности. Предсказанные влияния повышения содержания натрия на активность и селективность катализатора для синтеза винилацетата нанесены на график на фиг. 1. Сокращения, использованные в табл. 2 и 3, имеют следующие значения:
Pd весовой процент палладия в катализаторе.
Since the degree of conversion has a major influence on both productivity and selectivity of the catalyst, reasonable comparisons of the properties of the catalyst can only be made with a constant degree of conversion. In order to predict the effects of catalyst composition on continuous conversion, the oxygen conversion model in Table. 2 were converted to express the weight of the catalyst as a function of palladium content, gold / palladium ratio, potassium content, sodium content and conversion. This is an expression of the weight of the catalyst in OH models and selectivity. The predicted effects of increasing sodium on the activity and selectivity of the catalyst for the synthesis of vinyl acetate are plotted in FIG. 1. The abbreviations used in the table. 2 and 3 have the following meanings:
Pd is the weight percent of palladium in the catalyst.

Au/Pd весовое соотношение между золотом и палладием в катализаторе. Au / Pd weight ratio between gold and palladium in the catalyst.

Кат. вес. вес катализатора в граммах. Cat. weight. catalyst weight in grams.

К весовой процент калия в катализаторе. To the weight percent of potassium in the catalyst.

Na весовой процент натрия в катализаторе. Na weight percent of sodium in the catalyst.

ОП объемная производительность в граммах винилацетата на литр катализатора в час. OD volumetric productivity in grams of vinyl acetate per liter of catalyst per hour.

R2 коэффициенты корреляции, указывающие качество соответствия данным моделям.R 2 correlation coefficients indicating the quality of compliance with these models.

ОСО относительное стандартное отклонение. CCA relative standard deviation.

Скорость образования побочного продукта EtOAc получение этилацетата в молях/килограмм катализатора/час. EtOAc by-product formation rate ethyl acetate production in moles / kilogram of catalyst / hour.

тяжелых побочных продуктов в ВА тяжелые побочные продукты, выраженные в виде весового процента от полученного винилацетата. Тяжелые побочные продукты определяют, как все продукты, выходящие после уксусной кислоты при газохроматографической аналитической процедуре. heavy by-products in VA heavy by-products, expressed as a weight percent of vinyl acetate obtained. Severe by-products are defined as all products coming out after acetic acid in a gas chromatographic analytical procedure.

Табл. 4 показывает влияние изменяющегося содержания натрия на активность катализатора в соответствии с предсказанным посредством моделей в табл. 2. Tab. 4 shows the effect of varying sodium content on catalyst activity as predicted by the models in the table. 2.

Пример 3. Example 3

Повторяли методику примера 1 патента США N4048096 следующим образом: получили два образца (образцы 1 и 2), каждый с применением 15 г носителя 1, 0,315 г Na2PdCl4, 0,085 г HAuCl4, 0,0585 г Na2SiO3•9H2O, 0,59 г 85% гидразингидрата и 0,823 г ацетата калия. Поскольку точная методика промывания не описывается в примере 1 патента США, образец 1 промывали, используя методику промывания на колонке в течение 16 часов с применением 23 мл H2O на грамм катализатора, тогда как образец 2 промывали аналогичным образом, но с применением 31 мл воды на грамм катализатора. Образцы катализатора 1 и 2 анализировали посредством ИСП на содержание палладия и золота и посредством АА анализа на содержание калия и натрия. Установлено, что экспериментальная ошибка определения натрия составляет около +0,01 относительного процента. Катализатор-образец 1 анализировали дважды. Результаты представлены в табл. 5.The procedure of example 1 of US patent N4048096 was repeated as follows: two samples were obtained (samples 1 and 2), each using 15 g of support 1, 0.315 g of Na 2 PdCl 4 , 0.085 g of HAuCl 4 , 0.0585 g of Na 2 SiO 3 • 9H 2 O, 0.59 g of 85% hydrazine hydrate and 0.823 g of potassium acetate. Since the exact washing procedure is not described in Example 1 of the US patent, sample 1 was washed using a column washing procedure for 16 hours using 23 ml of H 2 O per gram of catalyst, while sample 2 was washed in a similar manner, but using 31 ml of water per gram of catalyst. Samples of catalyst 1 and 2 were analyzed by ICP for the content of palladium and gold and by AA analysis for the content of potassium and sodium. It was found that the experimental error in the determination of sodium is about +0.01 relative percent. The catalyst sample 1 was analyzed twice. The results are presented in table. 5.

Пример 4. Example 4

Измеренные активности трех промышленных катализаторов (катализаторы X, Y и Z) представлены в табл. 6. В табл. 6 активности катализаторов X и Y сравнивают с предсказанными активностями катализаторов любого варианта осуществления настоящего изобретения, имеющих тот же состав (модельные катализаторы). Предсказанные активности определяли из моделей табл. 2, предполагая 0,15% -ное содержание натрия. Модельные катализаторы имели значительно более высокие предсказанные активности. Подобное сравнение нельзя сделать для катализатора Z, поскольку его состав находится за пределами моделей табл. 2. The measured activities of three industrial catalysts (catalysts X, Y and Z) are presented in table. 6. In the table. 6, the activities of the catalysts X and Y are compared with the predicted activities of the catalysts of any embodiment of the present invention having the same composition (model catalysts). Predicted activities were determined from the models of the table. 2, suggesting 0.15% sodium. Model catalysts had significantly higher predicted activities. A similar comparison cannot be made for catalyst Z, since its composition is outside the models of the table. 2.

Катализатор Х получали, используя методику получения катализатора. Получение катализатора Х отличалось от получения катализатора У тем, что при получении катализатора У: (1) катализатор сушили перед осаждением и (2) используемый осаждающий агент представлял собой гидроксид натрия, а не метасиликат натрия. Стадии восстановления, промывания, высушивания и пропитывания ацетатом калия были одинаковыми для обоих получений катализаторов. Catalyst X was prepared using a catalyst preparation procedure. The preparation of catalyst X was different from the preparation of catalyst U in that, upon preparation of catalyst U: (1) the catalyst was dried before precipitation and (2) the precipitating agent used was sodium hydroxide rather than sodium metasilicate. The stages of reduction, washing, drying and impregnation with potassium acetate were the same for both catalyst preparations.

Что касается катализатора Y, индексы A, B и C в табл. 6 обозначают различные образцы (партии) номинально одного и того же катализатора и, что касается катализаторов Y и Z, индексы 1 и 2 обозначают двойные анализы различных образцов из одной и той же партии катализаторов. As for the catalyst Y, the indices A, B and C in the table. 6 indicate different samples (batches) of nominally the same catalyst and, as for catalysts Y and Z, indices 1 and 2 indicate double analyzes of different samples from the same batch of catalysts.

Катализатор Z имеет высокое содержание палладия и содержит кадмий, а не золото в качестве сокатализатора. Кадмий является значительно более токсичным, чем золото. Кроме того, катализатор Z получают посредством способа, существенно отличающегося от способа настоящего изобретения, то есть катализатор Z получают, пропитывая носитель раствором палладия, кадмия и ацетата калия и высушивания. В способе, используемом для получения катализатора Z, нет стадий осаждения, восстановления или промывания. Catalyst Z has a high palladium content and contains cadmium rather than gold as a cocatalyst. Cadmium is significantly more toxic than gold. In addition, the catalyst Z is obtained by a method significantly different from the method of the present invention, that is, catalyst Z is obtained by impregnating the support with a solution of palladium, cadmium and potassium acetate and drying. In the method used to prepare catalyst Z, there are no precipitation, reduction, or washing steps.

Примеры, иллюстрирующие вариант осуществления В
В следующих примерах, иллюстрирующих вариант осуществления В, сокращения имеют то же самое значение, что и вышеопределенные сокращения, использованные в примерах, иллюстрирующих вариант осуществления А.
Examples illustrating embodiment B
In the following examples illustrating embodiment B, the abbreviations have the same meaning as the above abbreviations used in the examples illustrating embodiment A.

В следующих примерах, иллюстрирующих вариант B осуществления, использовали следующие методики. In the following examples illustrating Embodiment B, the following procedures were used.

Методика получения катализатора
А. Носитель 1 (15 г) добавляли к раствору Na2PdCl4 (35,86% Pd 0,258 г) и HAuCl4 48,95% Au, 0,094 г), растворенных в 9,0 мл деионизированной воды. Образованную таким образом смесь осторожно перемешивали до тех пор, пока вся влага не адсорбировалась на носитель, и затем оставляли стоять в закрытой колбе в течение около одного часа при комнатной температуре с тем, чтобы пропитать носитель солями палладия и золота. Влажный катализатор покрывали раствором или гидроксида натрия (0,236 г в 28 мл воды) или метасиликата натрия Na2SiO3 (0,837 г в 28 мл воды) в качестве осаждающего агента. После перемешивания в течение нескольких секунд смеси давали постоять покрытой жидкостью и не перемешиваемой в течение 23 часов, чтобы осадить на носителе нерастворимые в воде соединения палладия и золота. Палладий и золото затем восстанавливали посредством добавления 1,0 г 85% гидразингидрата к вышеуказанной смеси. Смесь перемешивали в течение нескольких секунд и оставляли постоять покрытой жидкостью и не перемешиваемой при комнатной температуре в течение еще 23 часов. Находящуюся сверху жидкость сливали с катализатора декантацией и катализатор промывали четыре раза водой для удаления незначительного количества имеющихся загрязнений металла. Катализатор тщательно промывали посредством или методики промывания на колонке или методики периодического промывания, описанных ниже. Катализатор сушили на решетке из нержавеющей стали при 60oС в печи с принудительной циркуляцией воздуха в течение 20 24 часов. Катализатор анализировали на содержание калия, используя АА анализатор. Затем катализатор пропитывали желаемым количеством ацетата калия в воде, используя метод пропитывания, описанный выше для солей палладия и золота. Затем пропитанный катализатор сушили при 60oС в течение 20 24 часов. Способ по прототипу патенту США N4048096 (т. е. вышеописанные стадии (а) (g)) завершается на данном этапе. Способ варианта В осуществления настоящего изобретения содержит дополнительные стадии (h) и (i), за которыми, при необходимости, следуют стадии (j) и (k) в соответствии с проиллюстрированным ниже.
Catalyst Preparation Procedure
A. Carrier 1 (15 g) was added to a solution of Na 2 PdCl 4 (35.86% Pd 0.258 g) and HAuCl 4 48.95% Au, 0.094 g) dissolved in 9.0 ml of deionized water. The mixture thus formed was carefully mixed until all moisture was adsorbed onto the carrier, and then left to stand in a closed flask for about one hour at room temperature in order to impregnate the carrier with palladium and gold salts. The wet catalyst was coated with a solution of either sodium hydroxide (0.236 g in 28 ml of water) or sodium metasilicate Na 2 SiO 3 (0.837 g in 28 ml of water) as a precipitating agent. After stirring for several seconds, the mixture was allowed to stand coated with a liquid and not stirred for 23 hours to precipitate water-insoluble compounds of palladium and gold on the support. Palladium and gold were then reduced by adding 1.0 g of 85% hydrazine hydrate to the above mixture. The mixture was stirred for several seconds and allowed to stand covered with liquid and not stirred at room temperature for another 23 hours. The liquid above was discharged from the catalyst by decantation and the catalyst was washed four times with water to remove a small amount of metal contamination. The catalyst was thoroughly washed using either a column washing procedure or a batch washing procedure described below. The catalyst was dried on a stainless steel grate at 60 ° C. in an oven with forced air circulation for 20 to 24 hours. The catalyst was analyzed for potassium using an AA analyzer. The catalyst was then impregnated with the desired amount of potassium acetate in water using the impregnation method described above for the palladium and gold salts. Then, the impregnated catalyst was dried at 60 ° C. for 20 to 24 hours. The method of the prototype of US patent N4048096 (i.e., the above steps (a) (g)) is completed at this stage. The method of Embodiment In the implementation of the present invention comprises additional steps (h) and (i), followed by steps (j) and (k) as necessary, as illustrated below.

В. Содержание палладия, золота, натрия и калия в конечных катализаторах определяли посредством анализов ИСП. В большинстве случаев натрий и калий определяли также посредством АА анализа для большей точности. B. The content of palladium, gold, sodium and potassium in the final catalysts was determined by analysis of ICP. In most cases, sodium and potassium were also determined by AA analysis for greater accuracy.

С. Если не отмечено особо, вышеприведенную методику использовали для получения всех катализаторов, упоминаемых в следующих примерах. Когда использовали различные количества носителя 1, количества других используемых исходных веществ изменяли соответственно. C. Unless otherwise noted, the above procedure was used to prepare all of the catalysts mentioned in the following examples. When various amounts of carrier 1 were used, the amounts of other starting materials used were changed accordingly.

D. Все катализаторы, полученные в соответствии с описанным в нижеприведенных примерах, были пропитаны в наружном слое (т. е. по существу, весь палладий и все золото присутствовали в наружном слое в пределах 0,5 мм от поверхности шариков носителя 1). D. All catalysts prepared as described in the examples below were impregnated in the outer layer (i.e., essentially all palladium and all gold was present in the outer layer within 0.5 mm of the surface of the carrier beads 1).

Методики промывания катализатора (те же самые, что и для вышеприведенных примеров, иллюстрирующих вариант осуществления А). The catalyst washing procedures (the same as for the above examples illustrating embodiment A).

Способ испытания катализатора (тот же самый, что и для вышеприведенных примеров, иллюстрирующих вариант осуществления А). The catalyst test method (the same as for the above examples illustrating embodiment A).

Пример 5. Example 5

А. Сравнительный. A. Comparative.

Важной стадией в получении катализаторов для синтеза алкенильных эфиров карбоновых кислот является стадия промывания водой, которая, как известно, удаляет выделенный хлорид и остаточные исходные вещества. В лаборатории катализаторы традиционно промывают на колонке в течение 20 24-часового промежутка времени, используя около 60 80 мл воды на грамм катализатора. По практическим и экономическим причинам крупномасштабные (например, на полузаводской установке) катализаторы промывают периодическим способом в течение более короткого времени, используя значительно меньшие объемы воды на объем промываемого катализатора. Было обнаружено, что катализаторы, полученные на крупномасштабном оборудовании, являются менее активными, чем катализаторы, полученные на оборудовании лабораторного масштаба. Предполагали, что различия в активности обуславливались менее эффективным промыванием на крупномасштабном оборудовании. An important step in the preparation of catalysts for the synthesis of alkenyl esters of carboxylic acids is the washing step with water, which is known to remove the separated chloride and residual starting materials. In the laboratory, catalysts are traditionally washed on a column for a 20 24-hour period using about 60 to 80 ml of water per gram of catalyst. For practical and economic reasons, large-scale (for example, semi-plant) catalysts are washed periodically for a shorter time, using significantly smaller volumes of water per volume of the washed catalyst. It was found that the catalysts obtained on large-scale equipment are less active than the catalysts obtained on laboratory-scale equipment. It was suggested that differences in activity were caused by less efficient flushing on large-scale equipment.

В табл. 7 сравнивают типичные результаты поведения катализаторов, полученных в лаборатории, с катализаторами, полученными на крупномасштабном оборудовании в соответствии со способом патента США N4048096. В частности, все катализаторы получали, используя методику получения катализаторов с применением метасиликата натрия в качестве осаждающего агента, за исключением того, что в крупномасштабных получениях количества исходного вещества пропорционально увеличивали, и за исключением различий в методиках промывания. В лабораторных образцах использовали методику промывания на колонке, а в крупномасштабных образцах использовали методику периодического промывания. Катализаторы, полученные при использовании крупномасштабного оборудования, включают образцы с 80-литровых полузаводских установок, а также образцы с 260-литрового оборудования, типичного для оборудования, предназначенного для промышленного производства. Катализаторы, полученные при использовании крупномасштабного оборудования, обычно содержали на около 5 10% (вес.) больше палладия, чем катализаторы, полученные в лаборатории, тем не менее ОП катализаторов, полученных на крупномасштабном оборудовании, составляют на около 5 10% меньше. In the table. 7 compare typical behavior results of catalysts obtained in a laboratory with catalysts obtained on large-scale equipment in accordance with the method of US Pat. No. 4,048,096. In particular, all catalysts were prepared using a catalyst preparation procedure using sodium metasilicate as a precipitating agent, except that in large-scale preparations, the amounts of the starting material were proportionally increased, and with the exception of differences in washing procedures. Column washing was used in laboratory samples, and batch washing was used in large-scale samples. Catalysts obtained using large-scale equipment include samples from 80-liter semi-refineries, as well as samples from 260-liter equipment, typical of equipment intended for industrial production. The catalysts obtained using large-scale equipment usually contained about 5 10% (wt.) More palladium than the catalysts obtained in the laboratory, however, the OP of the catalysts obtained on large-scale equipment was about 5 10% less.

В. Выполнение варианта В настоящего изобретения
Данные табл. 7 показывают, что катализаторы, полученные в крупном масштабе, имели более низкие активности, чем катализаторы, полученные в лабораторном масштабе. Для того, чтобы определить, объясняет ли недостаточное промывание более низкую активность катализаторов, полученных в крупном масштабе, четыре из катализаторов, полученных на крупномасштабном оборудовании (т. е. 1-7, 1-9, 1-12 и 1 17 табл. 7) повторно промывали (стадия (h) способа настоящего изобретения) водой, используя методику промывания на колонке, и затем сушили (стадия (i) варианта осуществления В способа настоящего изобретения). Пятый катализатор получали в лабораторном масштабе, используя методику получения катализаторов и методику периодического промывания, а часть этого катализатора повторно промывали водой (стадия (h) варианта осуществления В способа настоящего изобретения), используя методику промывания на колонке, и затем сушили (стадия (i) варианта осуществления В способа настоящего изобретения). Каждый из пяти повторно промытых и повторно высушенных катализаторов повторно пропитывали (стадия (j) варианта осуществления В способа настоящего изобретения) 5%-ным ацетатом калия, чтобы заменить ацетат калия, предположительно удаленный во время повторного промывания, и снова сушили (стадия (k) варианта осуществления В способа настоящего изобретения). Результаты представлены в табл. 8 и указывают, что в каждом случае повторное промывание улучшало активность на 5 10%
Пример 6.
B. The implementation of option In the present invention
The data table. 7 show that catalysts prepared on a large scale had lower activities than catalysts prepared on a laboratory scale. In order to determine whether insufficient washing explains the lower activity of the catalysts obtained on a large scale, four of the catalysts obtained on large-scale equipment (i.e., 1-7, 1-9, 1-12, and 1 17 of Table 7 ) repeatedly washed (step (h) of the method of the present invention) with water using a column washing technique, and then dried (step (i) of Embodiment B of the method of the present invention). A fifth catalyst was obtained on a laboratory scale using a catalyst preparation method and a periodic washing method, and a portion of this catalyst was repeatedly washed with water (step (h) of embodiment B of the method of the present invention) using a column washing method, and then dried (step (i) an implementation option In the method of the present invention). Each of the five re-washed and re-dried catalysts was re-impregnated (step (j) of embodiment B of the method of the present invention) with 5% potassium acetate to replace the potassium acetate supposedly removed during the re-washing and dried again (step (k) an implementation option In the method of the present invention). The results are presented in table. 8 and indicate that in each case, repeated washing improved activity by 5-10%
Example 6

В экспериментах, описанных в примере 5, предположили, что при повторном промывании (стадия (h)) способа настоящего изобретения) удаляли также весь ацетат калия. Следовательно, в этих экспериментах ацетат калия использовали повторно (стадия (i) способа настоящего изобретения) после повторного промывания в количестве, равном количеству, использованному при исходном пропитывании катализаторов. Предположение, сделанное в связи с примером 5, проверяли при помощи еще одной серии из восьми катализаторов, имеющих изменяющиеся содержания палладия. Результаты анализа для этих восьми катализаторов (катализаторы П-1 П-8), полученные до и после повторного промывания, представлены в табл. 9. Эти результаты анализа показывают, что повторное промывание, в соответствии с описанным в вышеприведенном примере 1, в действительности не удаляло весь ацетат калия. Результаты, представленные в табл. 9, показывают, что около 0,9% (вес) калия постоянно оставалось в катализаторе после повторного промывания. Полагают, что калий связан с носителем по ионообменному механизму. In the experiments described in Example 5, it was suggested that by repeated washing (step (h)) of the method of the present invention) all potassium acetate was also removed. Therefore, in these experiments, potassium acetate was reused (step (i) of the method of the present invention) after repeated washing in an amount equal to the amount used in the initial impregnation of the catalysts. The assumption made in connection with Example 5 was verified using yet another series of eight catalysts having varying palladium contents. The analysis results for these eight catalysts (P-1 P-8 catalysts), obtained before and after repeated washing, are presented in table. 9. These analysis results show that re-washing, as described in Example 1 above, did not actually remove all potassium acetate. The results presented in table. 9 show that about 0.9% (weight) of potassium remained continuously in the catalyst after repeated washing. It is believed that potassium is bound to the carrier via an ion-exchange mechanism.

Пример 7. Example 7

С учетом результатов, представленных в табл. 9, два из повторно промытых катализаторов, представленных в табл. 8, анализировали перед повторным применением ацетата калия. Результаты, представленные ниже, в основном согласовывались с данными в табл. 9. Based on the results presented in table. 9, two of the re-washed catalysts shown in table. 8 were analyzed before reapplying potassium acetate. The results presented below were mainly consistent with the data in table. 9.

Повторно промытый катализатор удержанного К
1 12 0,88
1 17 1,19
В результате содержание калия во всех повторно промытых катализаторах, упомянутых в табл. 8, возможно составляло на около 0,8 1,2% выше, чем предполагалось. Можно было ожидать, что более высокое, чем требуемое, содержание калия понизит активность катализатора. Эти данные наводят на мысль, что улучшения активности, даже большие, чем наблюдаемые 5 10% представленные в табл. 8, были бы возможны с соответствующим (более низким) конечным содержанием калия. Это подтверждалось, когда количество калия, добавленное после повторного промывания, составляло только количество, требуемое для достижения исходного содержания, в соответствии с показанным посредством нижеследующих опытов от 7-1 до 7-7.
Re-washed retained K catalyst
1 12 0.88
1 17 1.19
As a result, the potassium content in all re-washed catalysts mentioned in the table. 8 may have been about 0.8 1.2% higher than expected. It could be expected that a higher than required potassium content would lower the activity of the catalyst. These data suggest that improvements in activity, even greater than the observed 5 10% are presented in table. 8 would be possible with an appropriate (lower) final potassium content. This was confirmed when the amount of potassium added after repeated washing was only the amount required to reach the initial content, as shown by the following experiments from 7-1 to 7-7.

Сравнительный опыт 7-1. Comparative experience 7-1.

2,5 г катализатора П оценивали для получения винилацетата, получая результат, представленный в табл. 10. Части этого катализатора повторно промывали в соответствии с описанным в нижеследующих опытах 7-2 и 7-3. 2.5 g of catalyst P was evaluated to obtain vinyl acetate, obtaining the result shown in table. 10. Parts of this catalyst were re-washed as described in the following experiments 7-2 and 7-3.

Опыт 7-2. Experience 7-2.

Три порции по 50 г катализатора из опыта 7-1 промывали, используя методику промывания на колонке, и затем анализировали на содержание калия, что давало содержание калия, равное 0,92% (вес.). 15-граммовый образец катализатора повторно пропитывали 0,469 г ацетата калия в 9,0 мл воды, затем сушили 18 часов при 60oС. Результаты анализа и испытания катализатора представлены в табл. 10.Three portions of 50 g of the catalyst from experiment 7-1 were washed using a column washing method, and then analyzed for potassium content, which gave a potassium content of 0.92% (wt.). A 15-gram sample of the catalyst was re-impregnated with 0.469 g of potassium acetate in 9.0 ml of water, then dried for 18 hours at 60 o C. The results of the analysis and testing of the catalyst are presented in table. 10.

Опыт 7-3. Experience 7-3.

Использовали методику вышеприведенного опыта 7-2, за исключением того, что использовали четыре образца катализатора П, и каждую часть (200 г) промывали 2 галлонами (7,57 л) в течение 48-часового промежутка времени, используя методику промывания на колонке. Было определено, что содержание калия составляет 0,86% после смешивания промытого вещества. Образец весом 15 г пропитывали раствором 0,556 г ацетата калия в 9,0 мл воды, затем сушили в течение 24 часов при 60oС. Результаты анализа и испытания катализатора представлены в табл. 10.The procedure of the above experiment 7-2 was used, except that four samples of catalyst P were used, and each part (200 g) was washed with 2 gallons (7.57 L) for a 48-hour period using the column washing method. It was determined that the potassium content is 0.86% after mixing the washed substance. A sample weighing 15 g was impregnated with a solution of 0.556 g of potassium acetate in 9.0 ml of water, then dried for 24 hours at 60 o C. The results of the analysis and testing of the catalyst are presented in table. 10.

Сравнительный опыт 7-4. Comparative experience 7-4.

Этот катализатор готовили, используя методику получения катализаторов, за исключением того, что концентрации солей палладия и золота в растворе для пропитывания и других исходных веществ уточняли, получая содержания, представленные в табл. 10. Оценку проводили, используя описанный выше способ испытания катализаторов, причем использовали всего 0,75 г катализатора. Результаты анализа и испытания представлены в табл. 10. This catalyst was prepared using the catalyst preparation procedure, except that the concentrations of palladium and gold salts in the impregnation solution and other starting materials were refined to obtain the contents shown in Table 1. 10. Evaluation was carried out using the catalyst test method described above, with a total of 0.75 g of catalyst used. The results of the analysis and testing are presented in table. ten.

Опыт 7-5. Experience 7-5.

2,75 г катализатора из опыта 7-4 промывали, используя методику промывания на колонке с применением 500 мл воды в течение 24 часов. После высушивания катализатор пропитывали достаточным количеством ацетата калия, получая около 3% калия в конечном катализаторе. Оценку проводили, используя способ испытания катализатора, причем использовали всего 0,75 г катализатора. Результаты анализа и испытания представлены в табл. 10. 2.75 g of the catalyst from experiment 7-4 was washed using a column washing method using 500 ml of water for 24 hours. After drying, the catalyst was impregnated with a sufficient amount of potassium acetate, obtaining about 3% potassium in the final catalyst. Evaluation was carried out using a catalyst test method, with a total of 0.75 g of catalyst being used. The results of the analysis and testing are presented in table. ten.

Сравнительный опыт 7-6. Comparative experience 7-6.

Этот катализатор получали, как и в вышеприведенном опыте 7- 4, за исключением того, что концентрации солей палладия и золота в растворе для пропитывания и других исходных веществ уточняли, получая содержания, представленные в табл. 10. Оценку проводили, используя способ испытания катализаторов, причем использовали всего 0,75 г катализатора. Результаты анализа и испытания катализатора представлены в табл. 10. This catalyst was obtained, as in the above experiment 7-4, except that the concentrations of palladium and gold salts in the solution for impregnation and other starting materials were refined to obtain the contents shown in table. 10. Evaluation was carried out using a catalyst testing method, wherein only 0.75 g of catalyst was used. The results of the analysis and testing of the catalyst are presented in table. ten.

Опыт 7-7. Experience 7-7.

Образец катализатора из опыта 7-6 повторно промывали водой, используя методику промывания на колонке. Оценку проводили, используя способ испытания катализаторов, описанный выше, за исключением того, что использовали всего 0,75 г катализатора. Результаты анализа и испытания катализатора представлены в табл. 10. The catalyst sample from Experiment 7-6 was repeatedly washed with water using a column washing procedure. Evaluation was performed using the catalyst test method described above, except that only 0.75 g of catalyst was used. The results of the analysis and testing of the catalyst are presented in table. ten.

На основе вышеописанных результатов проводили исследования для того, чтобы определить, могут ли другие примеси объяснять описанные эффекты. Сравнение данных анализа ИСП исходных катализаторов и их повторно промытых аналогов обнаружило существенные различия в содержании натрия, но существенные различия в содержании других примесей не наблюдались. Based on the above results, studies were conducted to determine if other impurities can explain the described effects. A comparison of the ICP analysis data of the initial catalysts and their re-washed analogs revealed significant differences in the sodium content, but no significant differences in the content of other impurities were observed.

Пример 8. Example 8

Чтобы проверить влияние натрия на активность катализатора, осуществляли серию экспериментов (опытов), где содержание натрия изменяли, а содержание калия поддерживали постоянным. В другой серии экспериментов (опытов) изменяли соотношение между натрием и калием, поддерживая постоянным общее число молей щелочных металлов. Результаты обеих серий экспериментов представлены в табл. 11, и эти результаты подтверждают, что возрастающее содержание натрия в действительности приводит к пониженной активности. To check the effect of sodium on the activity of the catalyst, a series of experiments was carried out, where the sodium content was changed and the potassium content was kept constant. In another series of experiments, the ratio between sodium and potassium was changed, keeping the total number of moles of alkali metals constant. The results of both series of experiments are presented in table. 11, and these results confirm that increasing sodium levels actually result in decreased activity.

В опыте 2 табл. 11 повторно промытый катализатор, который пропитывали раствором с содержанием натрия, аналогичным содержанию натрия в исходном непромытом аналоге (опыт 4 табл. 11), проявлял заметно более высокую активность. Это наводит на мысль, что другая нежелательная примесь может также удаляться посредством повторного промывания. In the experiment, 2 tablets. 11 re-washed catalyst, which was impregnated with a solution with a sodium content similar to the sodium content in the original non-washed analogue (experiment 4 of Table 11), showed a significantly higher activity. This suggests that other undesirable impurities may also be removed by repeated washing.

Примеры, иллюстрирующие вариант осуществления c
В следующих примерах, иллюстрирующих вариант c осуществления, использованные сокращения имеют то же самое значение, что и использованные для примеров, иллюстрирующих вариант осуществления А.
Examples illustrating embodiment c
In the following examples illustrating embodiment c, the abbreviations used have the same meaning as those used for examples illustrating embodiment A.

В следующих примерах использовали следующие методики. In the following examples, the following methods were used.

Методика получения катализатора
А. Носитель 1 (15 г) добавляли к раствору Na2PdCl4 (35,86% Pd, 0,258 г) и HAuCl4 (48,95% Au 0,094 г), растворенных в 9,0 мл деионизированной воды. Образованную таким образом смесь осторожно перемешивали до тех пор, пока вся влага не адсорбировалась на носитель, и затем оставляли стоять в закрытой колбе в течение около одного часа при комнатной температуре с тем, чтобы пропитать носитель солями палладия и золота. Влажный катализатор покрывали раствором или гидроксида натрия (0,236 г в 28 мл воды) или метасиликата натрия Na2SiO3 (0,837 г в 28 мл воды) в качестве осаждающего агента. После перемешивания в течение нескольких секунд смеси давали постоять покрытой жидкостью и не перемешиваемой в течение 23 часов при комнатной температуре, чтобы осадить на носителе нерастворимые в воде соединения палладия и золота. Палладий и золото восстанавливали затем посредством добавления к вышеуказанной смеси 1,0 г 85% гидразингидрата. Смесь перемешивали в течение нескольких секунд и оставляли стоять покрытой жидкостью и не перемешиваемой при комнатной температуре в течение еще 23 часов. Находящуюся сверху жидкость сливали с катализатора декантацией и катализатор четыре раза промывали водой для удаления небольшого количества имеющихся загрязнений металла. Катализатор тщательно промывали посредством или методики промывания на колонке или методики периодического промывания, описанных ниже. Катализатор сушили на стальной решетке из нержавеющей стали в печи с принудительной циркуляцией воздуха при 60oС в течение 20 24 часов. При применении предпочтительного варианта осуществления варианта c настоящего изобретения методика получения катализатора завершалась на данном этапе.
Catalyst Preparation Procedure
A. Carrier 1 (15 g) was added to a solution of Na 2 PdCl 4 (35.86% Pd, 0.258 g) and HAuCl 4 (48.95% Au 0.094 g) dissolved in 9.0 ml of deionized water. The mixture thus formed was carefully mixed until all moisture was adsorbed onto the carrier, and then left to stand in a closed flask for about one hour at room temperature in order to impregnate the carrier with palladium and gold salts. The wet catalyst was coated with a solution of either sodium hydroxide (0.236 g in 28 ml of water) or sodium metasilicate Na 2 SiO 3 (0.837 g in 28 ml of water) as a precipitating agent. After stirring for several seconds, the mixture was allowed to stand coated with a liquid and not stirred for 23 hours at room temperature in order to precipitate water-insoluble compounds of palladium and gold on the support. Palladium and gold were then reduced by adding 1.0 g of 85% hydrazine hydrate to the above mixture. The mixture was stirred for several seconds and left to stand covered with liquid and not stirred at room temperature for another 23 hours. The liquid on top was discharged from the catalyst by decantation and the catalyst was washed four times with water to remove a small amount of metal contamination. The catalyst was thoroughly washed using either a column washing procedure or a batch washing procedure described below. The catalyst was dried on a stainless steel steel grate in an oven with forced air circulation at 60 o C for 20 24 hours. Using the preferred embodiment of embodiment c of the present invention, the catalyst preparation procedure was completed at this stage.

B. При применении других вариантов осуществления варианта c настоящего изобретения и при применении известных методик и описанных ниже сравнительных примеров методика получения катализатора включала также следующие дополнительные стадии: катализатор анализировали на содержание калия, используя АА анализ. Затем катализатор пропитывали требуемым количеством ацетата калия в воде, используя методику пропитывания, описанную выше для солей палладия и золота. Пропитанный катализатор затем сушили при 60oС в течение 20 24 часов.B. When applying other embodiments of embodiment c of the present invention and using known methods and the comparative examples described below, the catalyst preparation procedure also included the following additional steps: the catalyst was analyzed for potassium using an AA analysis. The catalyst was then impregnated with the required amount of potassium acetate in water using the impregnation procedure described above for the palladium and gold salts. The impregnated catalyst was then dried at 60 ° C. for 20 to 24 hours.

C. Содержание палладия, золота, натрия и калия в конечном катализаторе определяли ИСП анализом. В большинстве случаев натрий и калий для большей точности определяли также посредством АА анализов. C. The content of palladium, gold, sodium and potassium in the final catalyst was determined by ICP analysis. In most cases, sodium and potassium were also determined for greater accuracy by AA analysis.

D. Если не указано особо, вышеописанную методику использовали для получения всех катализаторов, упоминаемых в следующих примерах. Когда использовали различные количества носителя, количества других исходных веществ изменяли соответственно. D. Unless otherwise indicated, the above procedure was used to prepare all of the catalysts mentioned in the following examples. When various amounts of carrier were used, the amounts of other starting materials were changed accordingly.

E. Все катализаторы, полученные в соответствии с приведенными ниже примерами, были пропитаны в наружном слое (т. е. по существу, весь палладий и все золото присутствовали в наружном слое в пределах 0,5 мм от поверхности шариков носителя 1). E. All catalysts prepared in accordance with the examples below were impregnated in the outer layer (that is, essentially all palladium and all gold were present in the outer layer within 0.5 mm of the surface of the carrier beads 1).

Методики промывания катализатора и способ испытания катализатора были такие же, как и использованные в вышеописанных примерах, иллюстрирующих вариант осуществления А. The catalyst washing procedures and the catalyst test method were the same as those used in the above examples illustrating embodiment A.

Пример 9. Example 9

Сравнительный опыт 9-1А. Comparative experience 9-1A.

Образец носителя 1 весом 90 г пропитывали в соответствии с описанным в методике получения катализатора, используя метасиликат натрия в качестве осаждающего агента. После стадии восстановления находящуюся сверху жидкость сливали декантацией, мокрые шарики делили на три равные части, обозначенные как образцы A, B и C. Образцы B и C сохраняли для дальнейшего использования. Образец A переносили без высушивания в аппарат для промывания и промывали водой, используя методику промывания на колонке. Черные непрозрачные промывные воды, отобранные из колонки, анализировали на содержание палладия и золота посредством ИСП. Результаты показывали, что около 1% каждого металла терялось с катализатора во время промывания. Катализатор сушили при 60oС в печи с принудительной циркуляцией воздуха в течение 4,5 часов, затем анализировали на содержание калия (0,31% ). Катализатор (30,4 г) пропитывали раствором 1,62 г ацетата калия в 18,3 мл воды, используя методику, описанную выше в методике получения катализатора. После высушивания при 60oС в течение 24 часов катализатор испытывали на активность. Результаты представлены на фиг. 1.A sample of carrier 1 weighing 90 g was impregnated as described in the catalyst preparation procedure using sodium metasilicate as a precipitating agent. After the reduction step, the liquid on top was decanted, the wet balls were divided into three equal parts, designated as samples A, B and C. Samples B and C were stored for future use. Sample A was transferred without drying to a washing apparatus and washed with water using a column washing technique. The black opaque washings taken from the column were analyzed for palladium and gold using COI. The results showed that about 1% of each metal was lost from the catalyst during washing. The catalyst was dried at 60 ° C. in an oven with forced air circulation for 4.5 hours, then analyzed for potassium content (0.31%). The catalyst (30.4 g) was impregnated with a solution of 1.62 g of potassium acetate in 18.3 ml of water, using the procedure described above in the catalyst preparation procedure. After drying at 60 ° C. for 24 hours, the catalyst was tested for activity. The results are shown in FIG. one.

Опыт 9-1В. Experience 9-1B.

Часть катализатора, полученную из образца А, описанного в вышеприведенном опыте 9-1А, повторно промывали водой, используя методику промывания на колонке, и сушили. Затем добавляли количество ацетата калия, нужное для повышения содержания ацетата калия до его исходного уровня. Результаты представлены на фиг. 1. A portion of the catalyst obtained from sample A described in the above test 9-1A was re-washed with water using a column washing procedure and dried. Then, the amount of potassium acetate necessary to increase the content of potassium acetate to its initial level was added. The results are shown in FIG. one.

Опыт 9-2А. Experience 9-2A.

Образец В от все еще влажного катализатора, полученного в вышеприведенном опыте 9-1А, промывали, используя методику промывания на колонке в соответствии с вышеописанным, за исключением того, что использовали 1%-ный раствор ацетата калия (катионообменный раствор), а не воду. Промывки были бесцветными и не показывали заметного количества палладия или золота при ИСП анализе. Промытый катализатор сушили в соответствии с вышеописанным и анализировали на содержание калия (1,41%). Катализатор пропитывали раствором 0,608 г ацетата калия в 17,8 мл воды, затем сушили при 60oС в течение 24 часов. Результаты испытания представлены на фиг. 1.Sample B from the still wet catalyst obtained in the above test 9-1A was washed using a column washing procedure as described above, except that a 1% potassium acetate solution (cation exchange solution) was used, and not water. The washings were colorless and did not show a noticeable amount of palladium or gold in the ICP analysis. The washed catalyst was dried as described above and analyzed for potassium content (1.41%). The catalyst was impregnated with a solution of 0.608 g of potassium acetate in 17.8 ml of water, then dried at 60 ° C. for 24 hours. The test results are shown in FIG. one.

Опыт 9-2В. Experience 9-2V.

Часть катализатора из вышеописанного опыта 9-2А повторно промывали водой, используя методику промывания на колонке, и сушили. Затем добавляли количество ацетата калия, нужное для того, чтобы повысить содержание ацетата калия обратно до его начального уровня. Результаты представлены на фиг. 1. A portion of the catalyst from the above Test 9-2A was repeatedly washed with water using a column washing technique and dried. Then the amount of potassium acetate needed was added in order to increase the potassium acetate content back to its initial level. The results are shown in FIG. one.

Опыт 9-3. Experience 9-3.

Образец С из вышеописанного опыта 9-1А обрабатывали аналогично образцу В из вышеописанного опыта 9-2А, за исключением того, что на стадии промывания заменяли 1% -ный раствор ацетата калия на 1%-ный раствор гидроксида калия. Было обнаружено, что после стояния в течение около 12 часов кремнийоксидный носитель очень сильно разрушился и катализатор пришлось отбросить. Этот эксперимент показывает, что при используемых условиях гидроксид калия не подходит для использования в качестве катионообменного раствора в настоящем изобретении, когда используют носители, чувствительные к сильному основанию. Sample C from the above test 9-1A was treated similarly to sample B from the above test 9-2A, except that in the washing step, a 1% potassium acetate solution was replaced with a 1% potassium hydroxide solution. It was found that after standing for about 12 hours, the silica support was very destroyed and the catalyst had to be discarded. This experiment shows that under the conditions used, potassium hydroxide is not suitable for use as a cation exchange solution in the present invention when carriers are used that are sensitive to a strong base.

Результаты на фиг. 1 показывают, что одинаковое улучшение активности получают, сразу используя промывание ацетатом калия или используя первоначальное водное промывание и затем повторное промывание водой после пропитывания ацетатом калия. Эти результаты показывают наличие вредной примеси на катализаторе и подтверждают теорию о том, что добавление калия способствует удалению этой примеси. The results in FIG. 1 show that the same improvement in activity is obtained by immediately using a rinse with potassium acetate or using an initial water rinse and then rinsing with water after soaking in potassium acetate. These results show the presence of a harmful impurity on the catalyst and confirm the theory that the addition of potassium helps to remove this impurity.

Пример 1. Example 1

Предполагалось, что хлорид представляет собой, по крайней мере отчасти, примесь, удаляемую посредством экспериментов, описанных в вышеприведенном примере 9. Однако последующие анализы на хлорид, проведенные на катализаторах, полученных в примере 9 (см. фиг. 4), показывали лишь незначительные различия в содержании хлора до и после промывания. Дополнительные эксперименты, в которых изменяющиеся количества хлорида калия добавляли к катализаторам, также показали минимальное влияние на активность (см. табл. 12). Chloride was supposed to be, at least in part, an impurity removed by the experiments described in Example 9 above. However, subsequent chloride analyzes performed on the catalysts obtained in Example 9 (see FIG. 4) showed only slight differences in the chlorine content before and after washing. Additional experiments in which varying amounts of potassium chloride were added to the catalysts also showed a minimal effect on activity (see table 12).

Катализаторы, использованные для получения результатов, представленных в табл. 12, получали, используя методику получения катализатора из одного и того же маточного раствора, имеющего номинальное содержание палладия, составляющее 0,58% соотношение Au/Pd, равное 0,5, содержание КОAс, равное 5,3% и установленное начальное содержание хлорида, равное около 200 ppm. Хлорид добавляли в виде KCl в раствор КОАс для пропитывания. The catalysts used to obtain the results presented in table. 12, was obtained using the method of obtaining a catalyst from the same mother liquor having a nominal palladium content of 0.58% Au / Pd ratio of 0.5, KOAc content of 5.3% and the established initial chloride content, equal to about 200 ppm. Chloride was added as KCl to the KOAc solution for soaking.

На основе описанных выше результатов осуществляли исследования для того, чтобы определить, могут ли другие примеси объяснить описанные эффекты. Сравнение данных анализа ИСП исходных катализаторов и их повторно промытых аналогов показало существенные различия в содержании натрия, но существенных различий в содержании других примесей не наблюдали. Based on the results described above, studies were carried out to determine whether other impurities can explain the effects described. A comparison of the ICP analysis data of the initial catalysts and their re-washed analogues showed significant differences in the sodium content, but no significant differences in the content of other impurities were observed.

Пример 11. Example 11

Для того, чтобы проверить влияние натрия на активность катализатора, осуществляли серию экспериментов (опытов), в которых изменяли содержание натрия, а содержание калия поддерживали постоянным. В другой серии экспериментов (опытов) изменяли соотношение между натрием и калием, поддерживая постоянным суммарное число молей щелочных металлов. Результаты обеих серий экспериментов представлены в табл. 13, и результаты подтверждают, что увеличивающиеся количества натрия действительно приводят к пониженной активности. In order to check the effect of sodium on the activity of the catalyst, a series of experiments was carried out in which the sodium content was changed and the potassium content was kept constant. In another series of experiments, the ratio between sodium and potassium was changed, keeping the total number of moles of alkali metals constant. The results of both series of experiments are presented in table. 13, and the results confirm that increasing amounts of sodium do lead to decreased activity.

В опыте 2 табл. 13 повторно промытый катализатор, который пропитывали количеством натрия, аналогичным количеству в исходном непромытом аналоге (опыт 4 табл. 13), показывал заметно более высокую активность. Это наводит на мысль, что другая вредная примесь может также удаляться посредством повторного промывания. In the experiment, 2 tablets. 13 re-washed catalyst, which was impregnated with an amount of sodium similar to the amount in the original non-washed analogue (experiment 4 of Table 13), showed a significantly higher activity. This suggests that other harmful impurities may also be removed by repeated washing.

Пример 12. Example 12

Серию экспериментов (нижеследующие опыты от 12-1 до 12-4) осуществляли для того, чтобы дополнительно проиллюстрировать эффекты, показанные в вышеприведенном примере 9. Дополнительная цель состояла в том, чтобы продемонстрировать, что выгоды настоящего изобретения можно также получить, используя методику периодического промывания, которая является более доступной для крупномасштабного получения катализаторов, чем методика промывания на колонке, использованная в примере 9. A series of experiments (the following experiments 12-1 to 12-4) were carried out in order to further illustrate the effects shown in the above example 9. An additional goal was to demonstrate that the benefits of the present invention can also be obtained using a periodic washing technique , which is more affordable for large-scale preparation of catalysts than the column washing method used in Example 9.

Сравнительный опыт 12-1. Comparative experience 12-1.

Катализатор готовили с 80 г носителя 1, используя методику получения катализатора. В качестве осаждающего агента использовали гидроксид натрия. Вслед за стадией восстановления жидкость сливали с шариков катализатора, и затем шарики быстро промывали объемом воды, приблизительно равным объему катализатора. Катализатор делили на четыре равные части, помеченные образцы A, B, C и D. Образцы B, C и D сохраняли для использования в следующих примерах. Образец A промывали, используя методику периодического промывания, которая включала покрывание катализатора 23 мл деионизированной воды и отстаивание его в течение 36 минут. Воду сливали декантацией и катализатор покрывали еще 23 мл свежей воды. Промывание продолжали таким образом в течение 5 промываний, выполненных в течение 3 часов. После последнего промывания шарики снова промывали водой, затем сушили в течение ночи при 60oС. Катализатор анализировали на содержание калия (0,30% ) и затем пропитывали раствором 0,955 г ацетата калия в 11,7 мл воды. После высушивания при 60oС в течение ночи оценка катализатора давала результаты, представленные в табл. 1.The catalyst was prepared with 80 g of support 1 using a catalyst preparation procedure. Sodium hydroxide was used as the precipitating agent. Following the reduction step, the liquid was discharged from the catalyst beads, and then the beads were quickly washed with a volume of water approximately equal to the volume of the catalyst. The catalyst was divided into four equal parts, labeled samples A, B, C and D. Samples B, C and D were stored for use in the following examples. Sample A was washed using a batch washing technique that included coating the catalyst with 23 ml of deionized water and settling for 36 minutes. The water was decanted and the catalyst was covered with another 23 ml of fresh water. Washing was continued in this way for 5 washes performed over 3 hours. After the last washing, the balls were washed again with water, then dried overnight at 60 ° C. The catalyst was analyzed for potassium (0.30%) and then soaked in a solution of 0.955 g of potassium acetate in 11.7 ml of water. After drying at 60 ° C. overnight, the evaluation of the catalyst gave the results shown in the table. one.

Опыт 12-2. Experience 12-2.

Образец B из вышеприведенного опыта 12-1 промывали периодическим способом 5 раз в течение трех часов в 23 мл 5%-ного водного раствора ацетата калия, используя методику, указанную в опыте 12-1. После промывания шариков водой катализатор сушили в течение ночи при 60oС, затем анализировали на содержание калия (1,42% ). Катализатор затем пропитывали раствором 0,359 г ацетата калия в 11,7 мл воды. После высушивания при 60oС в течение ночи оценка катализатора давала результаты, представленные в табл. 14.Sample B from the above experiment 12-1 was washed in a batch process 5 times for three hours in 23 ml of a 5% aqueous potassium acetate solution using the procedure specified in experiment 12-1. After washing the balls with water, the catalyst was dried overnight at 60 ° C, then analyzed for potassium content (1.42%). The catalyst was then impregnated with a solution of 0.359 g of potassium acetate in 11.7 ml of water. After drying at 60 ° C. overnight, the evaluation of the catalyst gave the results shown in the table. 14.

Сравнительный опыт 12-3. Comparative experience 12-3.

Образец C из вышеприведенного опыта 12-1 промывали пять раз водой способом, аналогичным способу вышеприведенного опыта 12-1, за исключением того, что продолжительность каждого промывания составляла 96 минут для суммарного времени промывания, равного 8 часам. Анализ на содержание калия показывал 0,33% после промывания. Образец пропитывали раствором 0,934 г ацетата калия в 11,7 мл воды, затем сушили в течение ночи при 60oС. Результаты испытания представлены в табл. 14.Sample C from the above experiment 12-1 was washed five times with water in a manner similar to the method of the above experiment 12-1, except that the duration of each washing was 96 minutes for a total washing time of 8 hours. Analysis for potassium showed 0.33% after washing. The sample was impregnated with a solution of 0.934 g of potassium acetate in 11.7 ml of water, then dried overnight at 60 o C. The test results are presented in table. 14.

Опыт 12-4. Experience 12-4.

Образец D из вышеприведенного опыта 12-1 промывали пять раз 5%-ным раствором ацетата калия, используя методику вышеприведенного опыта 12-3. Анализ на содержание калия показывал 1,69% после промывания. Образец пропитывали раствором 0,216 г ацетата калия в 11,7 мл воды, затем сушили в течение ночи при 60oС. Результаты испытания представлены в табл. 14.Sample D from test 12-1 above was washed five times with a 5% potassium acetate solution using the procedure of test 12-3 above. Analysis for potassium showed 1.69% after washing. The sample was impregnated with a solution of 0.216 g of potassium acetate in 11.7 ml of water, then dried overnight at 60 o C. The test results are presented in table. 14.

Пример 13. Example 13

Дополнительную серию экспериментов осуществляли для того, чтобы определить наиболее эффективное по затратам количество ацетата калия, требуемое для того, чтобы дать значительное улучшение активности. В этих экспериментах большую партию катализатора делили непосредственно перед стадией промывания (т. е. стадией (d) способа настоящего изобретения) на шесть равных частей в соответствии с показанным на фиг. 2. Все катализаторы промывали периодическим образом пять раз, используя методику периодического промывания. Составы промывочных растворов изменяли в соответствии с указанным на фиг. 2. Например, первую часть катализатора промывали периодическим образом пять раз водой, вторую часть промывали три раза водой, а затем два раза 5%-ным раствором ацетата калия и т. д. Катализаторы сушили и анализировали на содержание калия и натрия посредством атомно-адсорбционной спектроскопии. Каждый катализатор снова делили на части А и В. Каждую часть обрабатывали затем ацетатом калия в количестве, достаточном для того, чтобы довести содержание калия в конечном катализаторе до около 2,9% Фракции катализатора, помеченные А, также получали достаточно ацетата натрия, чтобы вернуть конечное содержание в них натрия приблизительно к тому же уровню, что и обнаруживаемый в промытом водой катализаторе (например, к уровню в промытом водой катализаторе нижеследующего опыта 13- 1). An additional series of experiments was carried out in order to determine the most cost-effective amount of potassium acetate required in order to give a significant improvement in activity. In these experiments, a large batch of catalyst was divided immediately before the washing step (i.e., step (d) of the method of the present invention) into six equal parts as shown in FIG. 2. All catalysts were washed periodically five times using a periodic washing technique. The composition of the wash solutions was changed in accordance with that indicated in FIG. 2. For example, the first part of the catalyst was washed periodically five times with water, the second part was washed three times with water, and then twice with a 5% potassium acetate solution, etc. The catalysts were dried and analyzed for potassium and sodium by atomic adsorption spectroscopy. Each catalyst was again divided into parts A and B. Each part was then treated with potassium acetate in an amount sufficient to bring the potassium content in the final catalyst to about 2.9%. The catalyst fractions labeled A also received enough sodium acetate to return the final sodium content in them is approximately the same as that found in the water-washed catalyst (for example, the level in the water-washed catalyst of the following experiment 13-1).

Таким образом получали две серии катализаторов; одна серия (серия А) показывает влияние промывания ацетатом калия на поведение катализатора, а вторая серия (серия В) показывает, что удаление натрия адекватно объясняет это влияние. Эти результаты суммированы в табл. 15. Thus, two series of catalysts were obtained; one series (series A) shows the effect of washing with potassium acetate on the behavior of the catalyst, and the second series (series B) shows that the removal of sodium adequately explains this effect. These results are summarized in table. 15.

Сравнительный опыт 13-1. Comparative experience 13-1.

Катализатор получали, используя методику получения катализатора, со 100 г носителя 1 и метасиликатом натрия. После стадии восстановления раствор сливали декантацией и катализатор промывали четыре раза водой. Растворы осаждающего агента и восстанавливающего агента сливали и все еще влажный катализатор делили на шесть равных частей, помеченные образцы A, B, C, D, E и F. Образцы B-F сохраняли для использования в следующих примерах. Образец А промывали периодическим способом пять раз около 20 мл воды в течение 8 часов. После высушивания в течение ночи при 60oС катализатор пропитывали раствором 1,098 г ацетата калия в 9,6 мл воды и сушили при 60oС. Конечный катализатор, который имел рассчитанное количество калия и натрия, представленное в табл. 15, оценивали на активность в синтезе винилацетата. Результаты представлены в табл. 15.The catalyst was prepared using a catalyst preparation procedure with 100 g of support 1 and sodium metasilicate. After the reduction step, the solution was decanted and the catalyst was washed four times with water. The precipitating agent and reducing agent solutions were poured and the still wet catalyst was divided into six equal parts, labeled samples A, B, C, D, E and F. BF samples were stored for use in the following examples. Sample A was washed periodically five times with about 20 ml of water for 8 hours. After drying overnight at 60 ° C., the catalyst was impregnated with a solution of 1.098 g of potassium acetate in 9.6 ml of water and dried at 60 ° C. The final catalyst, which had the calculated amount of potassium and sodium, is shown in the table. 15, was evaluated for activity in the synthesis of vinyl acetate. The results are presented in table. 15.

Опыт 13-2. Experience 13-2.

Образец B из вышеприведенного опыта 13-1 промывали периодическим способом, аналогичным способу опыта 13-1, за исключением того, что первые три промывания проводили водой, а последние два 5%-ным раствором ацетата калия. После высушивания в течение ночи при 60oС катализатор делили на равные части. Первую часть пропитывали 0,26 г ацетата калия и 4,6 мл воды. После высушивания при 60oС катализатор, который имел рассчитанный состав, представленный в табл. 15 (опыт 13-2А), давал результаты, представленные в той же самой таблице. Вторую половину образца пропитывали раствором 0,26 г ацетата калия и 0,090 г ацетата натрия в 4,6 мл воды. Рассчитанный состав и результаты представлены в табл. 15 (опыт 13-2В).Sample B from the above experiment 13-1 was washed in a batch manner similar to the method of experiment 13-1, except that the first three washes were carried out with water and the last two with a 5% potassium acetate solution. After drying overnight at 60 ° C., the catalyst was divided into equal parts. The first part was impregnated with 0.26 g of potassium acetate and 4.6 ml of water. After drying at 60 o With the catalyst, which had the calculated composition shown in table. 15 (experiment 13-2A), gave the results presented in the same table. The second half of the sample was impregnated with a solution of 0.26 g of potassium acetate and 0.090 g of sodium acetate in 4.6 ml of water. The calculated composition and results are presented in table. 15 (experiment 13-2V).

Опыт 13-3. Experience 13-3.

Образец C из вышеприведенного опыта 13-1 промывали периодически способом, аналогичным способу опыта 13-1, за исключением того, что первые два промывания проводили водой, а последние три 5%-ным раствором ацетата калия. После высушивания в течение ночи при 60oС катализатор делили на равные части. Первую часть пропитывали 0,20 г ацетата калия в 4,6 мл воды. После высушивания катализатор, который имел рассчитанный состав, представленный в табл. 15 (опыт 13-3А), давал результаты, представленные в той же самой таблице. Вторую половину образца пропитывали раствором 0,20 г ацетата калия и 0,097 г ацетата натрия в 4,6 мл воды. Рассчитанный состав и результаты испытания приведены в табл. 15 (опыт 13-3В).Sample C from the above experiment 13-1 was washed periodically in a manner analogous to the method of experiment 13-1, except that the first two washes were carried out with water and the last three were washed with 5% potassium acetate solution. After drying overnight at 60 ° C., the catalyst was divided into equal parts. The first part was soaked in 0.20 g of potassium acetate in 4.6 ml of water. After drying, the catalyst, which had the calculated composition shown in table. 15 (experiment 13-3A), gave the results presented in the same table. The second half of the sample was impregnated with a solution of 0.20 g of potassium acetate and 0.097 g of sodium acetate in 4.6 ml of water. The calculated composition and test results are given in table. 15 (experiment 13-3V).

Опыт 13-4. Experience 13-4.

Образец D из вышеприведенного опыта 13-1 промывали периодически способом, аналогичным вышеприведенному опыту 13-1, за исключением того, что первую промывку проводили водой, а последние четыре 5%-ным раствором ацетата калия. После высушивания в течение ночи при 60oС катализатор делили на равные части. Первую часть пропитывали 0,155 г ацетата калия в 4,6 мл воды. После высушивания катализатор, который имел рассчитанный состав, представленный в табл. 15 (опыт 13-4А), давал результаты, представленные в той же самой таблице. Вторую половину образца пропитывали раствором 0,155 г ацетата калия и 0,094 г ацетата натрия в 4,6 мл воды. Рассчитанный состав после высушивания и результаты испытания представлены в табл. 15 (опыт 13-4В).Sample D from the above experiment 13-1 was washed periodically in a manner analogous to the above experiment 13-1, except that the first washing was carried out with water and the last four with a 5% potassium acetate solution. After drying overnight at 60 ° C., the catalyst was divided into equal parts. The first part was soaked in 0.155 g of potassium acetate in 4.6 ml of water. After drying, the catalyst, which had the calculated composition shown in table. 15 (experiment 13-4A), gave the results presented in the same table. The second half of the sample was impregnated with a solution of 0.155 g of potassium acetate and 0.094 g of sodium acetate in 4.6 ml of water. The calculated composition after drying and the test results are presented in table. 15 (experiment 13-4V).

Опыт 13-5. Experience 13-5.

Образец E из вышеприведенного опыта 13-1 промывали периодическим способом, аналогичным вышеприведенному опыту 13-7, за исключением того, что первые три промывания проводили водой, а последние два 10%-ным раствором ацетата калия. После высушивания при 60oС в течение ночи катализатор делили на равные части. Первую часть пропитывали 0,32 г ацетата калия в 4,6 мл воды. После высушивания катализатор, который имел рассчитанный состав, представленный в табл. 15 (опыт 13-5А), давал результаты, представленные в той же самой таблице. Вторую половину образца пропитывали раствором 0,032 г ацетата калия и 0,098 г ацетата натрия в 4,6 мл воды. Рассчитанный состав после высушивания и результаты испытания представлены в табл. 15 (опыт 13-5В).Sample E from the above experiment 13-1 was washed in a batch manner similar to the above experiment 13-7, except that the first three washes were carried out with water and the last two were washed with 10% potassium acetate solution. After drying at 60 ° C. overnight, the catalyst was divided into equal parts. The first part was soaked in 0.32 g of potassium acetate in 4.6 ml of water. After drying, the catalyst, which had the calculated composition shown in table. 15 (experiment 13-5A), gave the results presented in the same table. The second half of the sample was impregnated with a solution of 0.032 g of potassium acetate and 0.098 g of sodium acetate in 4.6 ml of water. The calculated composition after drying and the test results are presented in table. 15 (experiment 13-5V).

Опыт 13-6. Experience 13-6.

Образец из вышеприведенного опыта 13-1 промывали периодическим способом, аналогичным вышеприведенному 13-1, за исключением того, что первые два промывания проводили водой, а последние три 10%-ным раствором ацетата калия. После высушивания при 60oС в течение ночи катализатор делили на равные части. Первую часть сушили и делили без дополнительного пропитывания ацетатом калия. Катализатор, который имел рассчитанный состав, представленный в таблице (опыт 13-6А), давал результаты, представленные в той же самой таблице. Вторую половину образца пропитывали раствором 0,12 г ацетата натрия в 4,6 мл воды. Рассчитанный состав после высушивания и результаты испытания представлены в табл. 15 (опыт 13-6B).The sample from the above experiment 13-1 was washed in a batch manner similar to the above 13-1, except that the first two washes were carried out with water and the last three were washed with a 10% potassium acetate solution. After drying at 60 ° C. overnight, the catalyst was divided into equal parts. The first part was dried and divided without additional impregnation with potassium acetate. The catalyst, which had the calculated composition shown in the table (experiment 13-6A), gave the results presented in the same table. The second half of the sample was impregnated with a solution of 0.12 g of sodium acetate in 4.6 ml of water. The calculated composition after drying and the test results are presented in table. 15 (experiment 13-6B).

Значительные улучшения активности видны в табл. 15 в серии А катализаторов (сравните опыт 13-1 с опытами 13-2А 13-6А), и эти улучшения в основном соответствуют более низким содержаниям натрия этих катализаторов. Катализаторы серии В показывают, что повторное добавление натрия к катализаторам серии А снижает активность катализатора до уровня исходного промытого водой катализатора (сравните опыт 13-1 с опытами 13-2В 13-6В). Эти результаты снова подтверждают теорию, что удаление натрия отвечает за наблюдаемые увеличения активности. Significant improvements in activity are visible in table. 15 in series A catalysts (compare experiment 13-1 with experiments 13-2A 13-6A), and these improvements mainly correspond to lower sodium contents of these catalysts. Catalysts of series B show that the repeated addition of sodium to the catalysts of series A reduces the activity of the catalyst to the level of the initial water-washed catalyst (compare experiment 13-1 with experiments 13-2V to 13-6V). These results again confirm the theory that sodium removal is responsible for the observed increases in activity.

Пример 14. Example 14

Ионную хроматографию использовали для того, чтобы проанализировать сточные воды от методики промывания на колонке и методики периодического промывания из нескольких приготовлений катализатора. Эксперименты включали использование как воды, так и растворов ацетата калия в качестве промывных жидкостей, и осуществлялись с целью обнаружения любой примеси, которая могла пройти незамеченной при ИСП анализах. Сульфат, по-видимому, является основной примесью, однако оценивали, что в исходном катализаторе он составляет менее 100 млн. дол. Также обнаруживали меньшие количества фосфата и хлорида. Для того, чтобы определить, может ли сульфат оказывать вредное влияние на активность, к двум катализаторам добавляли сульфат калия в количествах, составляющих 500 и 1000 млн. дол. Влияние на активность было незначительным, в соответствии с представленным в табл. 16. Ion chromatography was used to analyze the wastewater from the column washing procedure and the periodic washing method from several catalyst preparations. The experiments included the use of both water and potassium acetate solutions as washing liquids, and were carried out in order to detect any impurity that could pass unnoticed by ICP analyzes. Sulfate, apparently, is the main impurity, however, it was estimated that in the initial catalyst it is less than 100 million dollars. Less phosphate and chloride were also found. In order to determine whether sulfate could have a detrimental effect on activity, potassium sulfate was added to the two catalysts in amounts of $ 500 and $ 1,000 million. The effect on activity was negligible, in accordance with the table. sixteen.

Нижеследующие примеры 15 20 иллюстрируют предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, показанный на фиг. 3. The following Examples 15 to 20 illustrate the preferred embodiment of the present invention shown in FIG. 3.

Пример 15. Example 15

Используя методику получения катализатора, получали катализатор на 50 г носителя 1 при использовании гидроксида натрия в качестве осаждающего агента. После стадии восстановления жидкость сливали с катализатора и шарики промывали четыре раза водой, чтобы удалить загрязнения металла. Влажный катализатор делили на три равные части, помещенные образцы A, B и C. Образцы B и C сохраняли для использования в следующих примерах. Образец A промывали пять раз в 23 мл 5%-ного раствора ацетата калия в течение 8 часов, используя методику периодического промывания опыта 12-4. Каждое промывание имело продолжительность 96 минут. Катализатор сушили при 60oС без промывания водой и оценивали на активность в синтезе винилацетата без дополнительного добавления ацетата калия. Результаты анализа и испытания представлены в табл. 17.Using a catalyst preparation technique, a catalyst was prepared per 50 g of support 1 using sodium hydroxide as a precipitating agent. After the reduction step, the liquid was discharged from the catalyst and the balls were washed four times with water to remove metal contaminants. The wet catalyst was divided into three equal parts, placed samples A, B and C. Samples B and C were stored for use in the following examples. Sample A was washed five times in 23 ml of a 5% potassium acetate solution for 8 hours using the periodic washing procedure of Test 12-4. Each wash had a duration of 96 minutes. The catalyst was dried at 60 ° C. without washing with water and evaluated for activity in the synthesis of vinyl acetate without additional addition of potassium acetate. The results of the analysis and testing are presented in table. 17.

Пример 16. Example 16

Образец B, полученный в вышеприведенном примере 15, промывали в соответствии с описанным в примере 15, за исключением того, что первые четыре промывания 5%-ным ацетатом калия имели продолжительность 1 час каждое, а последнее промывание имело продолжительность 4 часа. Катализатор сушили при 60oС без промывания водой. Результаты анализа и испытания представлены в табл. 17.Sample B obtained in Example 15 above was washed as described in Example 15, except that the first four washes with 5% potassium acetate had a duration of 1 hour each and the last washing had a duration of 4 hours. The catalyst was dried at 60 ° C. without washing with water. The results of the analysis and testing are presented in table. 17.

Пример 17. Example 17

Образец C, полученный в примере 15, промывали в соответствии с описанным в примере VII, за исключением того, что использовали 7%-ный раствор ацетата калия. Катализатор сушили при 60oС без промывания водой. Результаты анализа и испытания представлены в табл. 17.Sample C obtained in Example 15 was washed as described in Example VII, except that a 7% potassium acetate solution was used. The catalyst was dried at 60 ° C. without washing with water. The results of the analysis and testing are presented in table. 17.

Сравнительный пример 18. Comparative example 18.

20 л катализатора получали на полузаводской установке, используя методику получения катализатора, и промывали водой, используя методику периодического промывания. Результаты анализа и испытания представлены в табл. 17. 20 L of the catalyst was prepared in a semi-refinery using the catalyst preparation procedure and washed with water using the periodic washing procedure. The results of the analysis and testing are presented in table. 17.

Пример 19. Example 19

20 л катализатора получали, используя способ, описанный в примере 15. Результаты анализа и испытания представлены в табл. 17. 20 l of catalyst was prepared using the method described in example 15. The results of the analysis and testing are presented in table. 17.

Пример 20. Example 20

520 л катализатора получали на заводской установке, используя способ, описанный в примере 15. Результаты анализа и испытания представлены в табл. 17. 520 L of the catalyst was obtained at the factory using the method described in example 15. The results of the analysis and testing are presented in table. 17.

Данные в табл. 17 показывают улучшения, достигаемые при использовании настоящего изобретения. The data in the table. 17 show the improvements achieved by using the present invention.

Пример 21. Example 21

Образец катализатора из вышеприведенного примера 20 пропитывали раствором ацетата калия при концентрации, рассчитанной для того, чтобы увеличить содержание калия на около 0,8% Получающийся катализатор содержал 0,56 Pd, 0,25% Au, 3,7% K и 0,17% Na и имел ОП 550. The catalyst sample from Example 20 above was impregnated with a potassium acetate solution at a concentration calculated in order to increase the potassium content by about 0.8%. The resulting catalyst contained 0.56 Pd, 0.25% Au, 3.7% K and 0.17 % Na and had an OD of 550.

Цель нижеследующих примеров 22 32 состояла в том, чтобы продемонстрировать пригодность различных катионообменных растворов в варианте C осуществления настоящего изобретения. The purpose of the following Examples 22 to 32 was to demonstrate the suitability of various cation exchange solutions in Embodiment C of the present invention.

Сравнительный пример 22. Comparative example 22.

Катализатор получали, используя методику получения катализатора с 90 г носителя и гидроксидом натрия в качестве осаждающего агента. Вслед за стадией восстановления катализатор осушали и шарики четыре раза промывали водой. Влажный катализатор делили на шесть равных частей, помеченных как образцы A, B, C, D, E и F. Образцы B-F сохраняли для использования в следующих примерах. Образец А промывали пятью 20-мл порциями воды, используя методику периодического промывания, в соответствии с описанным в вышеприведенном опыте 12-3. Оценка конечного катализатора давала результаты, представленные в табл. 18. The catalyst was prepared using a catalyst preparation technique with 90 g of support and sodium hydroxide as the precipitating agent. Following the reduction step, the catalyst was dried and the balls washed four times with water. The wet catalyst was divided into six equal parts, labeled Samples A, B, C, D, E, and F. Samples B-F were stored for use in the following examples. Sample A was washed with five 20 ml portions of water using a batch washing procedure as described in Test 12-3 above. Evaluation of the final catalyst gave the results presented in table. 18.

Пример 23. Example 23

Образец B из вышеприведенного примера 22 промывали 20-мл порциями 2%-ного каpбоната аммония в воде, используя методику, описанную в примере 22. Оценка конечного катализатора давала результаты, представленные в табл. 18. Sample B from Example 22 above was washed with 20 ml portions of 2% ammonium carbonate in water using the procedure described in Example 22. Evaluation of the final catalyst gave the results shown in Table 1. 18.

Пример 24. Example 24

Образец C из вышеприведенного примера 22 промывали 20-мл порциями 2%-ного ацетата лития в воде, используя методику, описанную в примере 22. Оценка катализатора давала результаты, представленные в табл. 18. Посредством AA анализа было обнаружено, что содержание лития в конечном катализаторе составляет 0,18. Sample C from Example 22 above was washed with 20 ml portions of 2% lithium acetate in water using the procedure described in Example 22. Evaluation of the catalyst gave the results shown in Table 1. 18. Through AA analysis, it was found that the lithium content in the final catalyst is 0.18.

Сравнительный пример 25. Comparative example 25.

Образец D из вышеприведенного примера 22 промывали 20-мл порциями 2%-ного ацетата натрия в воде, используя методику, описанную в примере 22. Оценка катализатора давала результаты, представленные в табл. 18. Sample D from Example 22 above was washed with 20 ml portions of 2% sodium acetate in water using the procedure described in Example 22. Evaluation of the catalyst gave the results shown in Table 1. 18.

Пример 26. Example 26

Образец E из вышеприведенного примера 22 промывали 20-мл порциями 2%-ного нитрата калия в воде, используя методику, описанную в примере 2. Оценка катализатора давала результаты, представленные в табл. 18. Sample E from Example 22 above was washed with 20 ml portions of 2% potassium nitrate in water using the procedure described in Example 2. Evaluation of the catalyst gave the results shown in table. 18.

Пример 27. Example 27

Образец F из вышеприведенного примера 22 промывали 20-мл порциями 2%-ного карбоната калия в воде, используя методику, описанную в примере 22. Результаты оценки катализатора представлены в табл. 18. Sample F from Example 22 above was washed with 20 ml portions of 2% potassium carbonate in water, using the procedure described in Example 22. The results of the evaluation of the catalyst are presented in table. 18.

Сравнительный пример 28. Comparative example 28.

Катализаторы получали в соответствии с методикой вышеприведенного примера 23. Вслед за восстановлением влажный катализатор делили на шесть равных частей, помеченных как образцы A, B, C, D, E и F. Образцы B-F сохраняли для использования в последующих примерах. Образец А промывали пятью 20-мл порциями воды в соответствии с описанным в вышеприведенном примере 23. Оценка катализатора давала результаты, представленные в табл. 19. Catalysts were prepared according to the procedure of Example 23 above. Following the reduction, the wet catalyst was divided into six equal parts, labeled Samples A, B, C, D, E, and F. Samples B-F were stored for use in the following examples. Sample A was washed with five 20 ml portions of water as described in Example 23 above. Evaluation of the catalyst gave the results shown in Table 1. 19.

Пример 29. Example 29

Образец B из вышеприведенного примера 28 промывали 20-мл порциями 2%-ного ацетата аммония в воде в соответствии с описанным в вышеприведенном примере 23. Оценка катализатора давала результаты, представленные в табл. 19. Sample B from Example 28 above was washed with 20 ml portions of 2% ammonium acetate in water as described in Example 23 above. Evaluation of the catalyst gave the results shown in Table 1. 19.

Пример 30. Example 30

Образец C из вышеприведенного примера 28 промывали 20-мл порциями 2%-ного ацетата калия в воде в соответствии с описанным в вышеприведенном примере 23. Оценка катализатора давала результаты, представленные в табл. 19. Sample C from the above example 28 was washed with 20 ml portions of 2% potassium acetate in water as described in the above example 23. The evaluation of the catalyst gave the results shown in table. 19.

Пример 31. Example 31

Образец D из вышеприведенного примера 28 промывали 20-мл порциями 2%-ного сульфата калия в воде в соответствии с описанным в вышеприведенном примере 23. Оценка катализатора давала результаты, представленные в табл. 19. Раствор сульфата калия является менее подходящим катионообменным раствором, поскольку он, по-видимому, превращается в эффективные разновидности (ацетат калия) относительно медленно. Sample D from Example 28 was washed with 20 ml portions of 2% potassium sulfate in water as described in Example 23 above. Evaluation of the catalyst gave the results shown in Table 1. 19. The potassium sulfate solution is a less suitable cation exchange solution because it appears to be converted into effective species (potassium acetate) relatively slowly.

Пример 32. Example 32

Образец F из вышеприведенного примера 28 промывали 20-мл порциями 2%-ного ацетата магния в воде, используя методику, описанную в примере 23. Оценка катализатора давала результаты, представленные в табл. 19. Sample F from Example 28 above was washed with 20 ml portions of 2% magnesium acetate in water using the procedure described in Example 23. Evaluation of the catalyst gave the results shown in Table 1. 19.

Claims (1)

1 1. Способ получения катализатора для синтеза алкенильных эфиров карбоновых кислот, содержащего палладий, золото и щелочной промотор на носителе, способном к катионообмену, путем пропитки носителя раствором водорастворимых соединений палладия и золота, взятых в количестве, обеспечивающем содержание в готовом катализаторе палладия 0,5 1,7 мас. и золота 0,1 2,55 мас. обработки пропитанного носителя раствором соединения, переводящего водорастворимые соединения палладия и золота в водонерастворимые, восстановления водорастворимых соединений палладия и золота в металлические палладий и золото, сушки, нанесения соединения калиевого промотора и сушки, отличающийся тем, что катализатор после сушки дополнительно промывают водой с последующей пропиткой калиевым промотором или катализатор после сушки дополнительно промывают водным раствором калиевого промотора до содержания в готовом катализаторе калия 1,4 3,8 мас. и натрия не более 0,3 мас. с последующей сушкой катализатора.2 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после обработки пропитанного носителя раствором соединения, переводящего водорастворимые соединения палладия и золота в водорастворимые, его промывают раствором катионообменника с последующей сушкой.1 1. A method of producing a catalyst for the synthesis of alkenyl ethers of carboxylic acids containing palladium, gold and an alkaline promoter on a cation exchangeable carrier by impregnating the carrier with a solution of water-soluble palladium and gold compounds taken in an amount that provides 0.5 palladium in the finished catalyst 1.7 wt. and gold 0.1 to 2.55 wt. treating the impregnated carrier with a solution of the compound converting the water-soluble compounds of palladium and gold to water-insoluble, reducing the water-soluble compounds of palladium and gold to metallic palladium and gold, drying, applying the potassium promoter compound and drying, characterized in that the catalyst is further washed with water, followed by impregnation with potassium, after drying after drying, the promoter or catalyst is further washed with an aqueous solution of the potassium promoter until the content of lia 1.4 3.8 wt. and sodium not more than 0.3 wt. followed by drying of the catalyst. 2 2. The method according to claim 1, characterized in that after processing the impregnated carrier with a solution of a compound converting water-soluble compounds of palladium and gold into water-soluble, it is washed with a solution of a cation exchanger, followed by drying.
SU5011488 1992-03-30 1992-03-30 Method of preparing catalyst for synthesis of carboxylic acid alkenyl esters RU2077382C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5011488 RU2077382C1 (en) 1992-03-30 1992-03-30 Method of preparing catalyst for synthesis of carboxylic acid alkenyl esters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5011488 RU2077382C1 (en) 1992-03-30 1992-03-30 Method of preparing catalyst for synthesis of carboxylic acid alkenyl esters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2077382C1 true RU2077382C1 (en) 1997-04-20

Family

ID=21589250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5011488 RU2077382C1 (en) 1992-03-30 1992-03-30 Method of preparing catalyst for synthesis of carboxylic acid alkenyl esters

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2077382C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент США N 4048096, кл. B 01 J 31/04, 1977. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5179056A (en) Production of alkenyl alkanoate catalysts
US5179057A (en) Catalysts for alkenyl alkanoate production
US5189004A (en) Alkenyl alkanoate catalyst process
RU2132230C1 (en) Method of preparing catalyst for synthesis or vinyl acetate and method of preparing vinyl acetate
RU2216401C2 (en) Method of production of catalyst (versions) and method of production of vinyl acetate using the produced catalyst
RU2184609C2 (en) Method of obtaining palladium-golden catalyst for production of vinyl acetate and catalytic composition
CA2064444C (en) Catalysts and processes for the manufacture of vinyl acetate
JP5363175B2 (en) Highly selective shell impregnated catalyst with improved space-time yield for vinyl acetate production
CN1090534C (en) Catalyst and process for the preparation of vinyl acetate
RU2214307C2 (en) Vinyl acetate synthesis catalyst containing palladium metal, copper, and gold, and preparation thereof
KR100515271B1 (en) Hydrogenation catalysts
UA56162C2 (en) Method for two-step addition of gold to prepare catalyst of vinyl-acetate synthesis
JPH08510685A (en) Catalyst and process for its use in the production of unsaturated carboxylic acid esters
MXPA98003931A (en) Catalysts for hidrogenac
US5342987A (en) Alkenyl alkanoate production
CZ299073B6 (en) Process for preparing a catalyst
EP0563414B1 (en) Process for producing a catalyst for the production of Alkenyl alkanoates
RU2204548C2 (en) Method of preparing vinyl acetate production catalyst (options) and vinyl acetate production process
CZ291511B6 (en) Process for preparing a catalyst for synthesizing unsaturated esters
RU2077382C1 (en) Method of preparing catalyst for synthesis of carboxylic acid alkenyl esters
CZ315998A3 (en) Process for preparing a catalyst
KR970005544B1 (en) Production of alkenyl alkanoate catalysts
JP2619765B2 (en) Method for producing alkenyl alkanoate catalyst
CA2081942C (en) Production of alkenyl alkanoate catalysts
CA2081937C (en) Catalysts for alkenyl alkanoate production