RU2170724C1 - Method of preparing methyl acetate, and catalysts for carrying it through - Google Patents

Method of preparing methyl acetate, and catalysts for carrying it through Download PDF

Info

Publication number
RU2170724C1
RU2170724C1 RU2000105438A RU2000105438A RU2170724C1 RU 2170724 C1 RU2170724 C1 RU 2170724C1 RU 2000105438 A RU2000105438 A RU 2000105438A RU 2000105438 A RU2000105438 A RU 2000105438A RU 2170724 C1 RU2170724 C1 RU 2170724C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
methyl acetate
rhodium
dimethyl ether
carbonylation
Prior art date
Application number
RU2000105438A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.Г. Волкова
Л.С. Егорова
Л.Е. Пиндюрина
Т.М. Юрьева
В.А. Лихолобов
Original Assignee
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
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 Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН filed Critical Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
Priority to RU2000105438A priority Critical patent/RU2170724C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2170724C1 publication Critical patent/RU2170724C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: method comprises carbonylation of dimethyl ether in gas phase at elevated pressure at temperature from 200 to 250 C in the presence of catalyst. Catalyst is acid cesium salt of phosphorus-tungsten heteroacid composed of CsxHyPW12O40, wherein 1,5 ≅ x ≅ 2, y = 3-x, with rhodium additives in amount from 0.1 to 2.5 wt %. EFFECT: increased yield of methyl acetate in reaction of carbonylated dimethyl ether without using halogencontaining promoters. 4 cl, 5 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к способам получения эфира уксусной кислоты (метилацетата) путем карбонилирования диметилового эфира в газовой фазе в присутствии катализатора. The invention relates to methods for producing acetic acid ester (methyl acetate) by carbonylation of dimethyl ether in the gas phase in the presence of a catalyst.

Уксусная кислота и ее эфиры являются многотоннажными продуктами основной органической химии и широко используются в промышленных синтезах и процессах. Мировое производство уксусной кислоты составляет 7,0 млн. т в год. Acetic acid and its esters are large-tonnage products of basic organic chemistry and are widely used in industrial syntheses and processes. World production of acetic acid is 7.0 million tons per year.

До 1995 года более 60% уксусной кислоты в мире получали по известной технологии жидкофазного карбонилирования метанола на родиевых катализаторах в присутствии иодидных промоторов (процесс Monsanto, 1970 г.). [M.J.Howard, M. D. Jones, M.S.Roberts, S.A.Taylor, C1 to Acetyls: Catalysis and Process, Catal. Today, 18 (1993) 325].Until 1995, more than 60% of acetic acid in the world was obtained according to the well-known technology of liquid-phase carbonylation of methanol on rhodium catalysts in the presence of iodide promoters (Monsanto process, 1970). [MJ Howard, MD Jones, MS Roberts, SATaylor, C 1 to Acetyls: Catalysis and Process, Catal. Today, 18 (1993) 325].

Этот процесс осуществляется только в присутствии галогенных промоторов, в основном метилиодида, которые требуют использования специальных сплавов в связи с их высокой коррозионностью. Необходимо также тщательное отделение катализатора и иодида от целевого продукта, который является полупродуктом для многих органических синтезов. This process is carried out only in the presence of halogen promoters, mainly methyl iodide, which require the use of special alloys due to their high corrosivity. A careful separation of the catalyst and iodide from the target product, which is an intermediate for many organic syntheses, is also necessary.

Преимущество газофазного карбонилирования заключается в том, что отделение продуктов от катализатора происходит легко, но основные проблемы, связанные с использованием иодидных промоторов, остаются [M.J. Howard, G. J. Sunley, A.D. Poole, R.J.Watt, B.K. Sharma, New Acetyls Technologies from BP Chemicals, Science and Technology in Catalysis (1998) 61.]. The advantage of gas phase carbonylation is that the separation of products from the catalyst is easy, but the main problems associated with the use of iodide promoters remain [M.J. Howard, G. J. Sunley, A.D. Poole, R.J. Watt, B.K. Sharma, New Acetyls Technologies from BP Chemicals, Science and Technology in Catalysis (1998) 61.].

В последние годы для безгалогенного газофазного карбонилирования предложены несколько каталитических систем, основными недостатками которых являются очень низкая селективность и невысокая активность. В патенте [US 4612387, C 07 C 1/20, 16.09.86] предложены медь-содержащие цеолитные катализаторы Cu/H-ZSM-5. Производительность по ацетатам для этого катализатора составляла 0.03 г/г кат ч, а селективность менее 30%. In recent years, several catalytic systems have been proposed for halogen-free gas-phase carbonylation, the main disadvantages of which are very low selectivity and low activity. In the patent [US 4612387, C 07 C 1/20, 09.16.86], copper-containing zeolite catalysts Cu / H-ZSM-5 are proposed. The acetate productivity for this catalyst was 0.03 g / g cath and the selectivity was less than 30%.

Более высокие производительности отмечены для кобальт-цеолитного катализатора, но реакция идет при давлении не ниже 700 атм [DE 3606169 A1]. Исследования компании BP Chemical привели к разработке более активного катализатора синтеза ацетатов с селективностью до 70%, но время стабильной работы такого катализатора не превышало 10 часов, после чего менялось направление реакции, основным продуктом был диметиловый эфир [B. Ellis, M.J. Howard, R. W. Joyner, K.N. Reddy, M.B. Padley, W.J. Smith, Heterogeneous Catalysts for the Direct, Halide-free Carbonilation of Methanol, Stud. Sur. Sci. Catal. 101 (1996) 771]. Higher capacities are noted for the cobalt zeolite catalyst, but the reaction proceeds at a pressure not lower than 700 atm [DE 3606169 A1]. Studies by BP Chemical led to the development of a more active catalyst for the synthesis of acetates with selectivity of up to 70%, but the stable operation time of such a catalyst did not exceed 10 hours, after which the reaction direction changed, the main product was dimethyl ether [B. Ellis, M.J. Howard, R. W. Joyner, K.N. Reddy, M.B. Padley, W.J. Smith, Heterogeneous Catalysts for the Direct, Halide-free Carbonilation of Methanol, Stud. Sur. Sci. Catal. 101 (1996) 771].

Достаточно высокую селективность, но низкую активность показали родиевые и иридиевые соли фосфорвольфрамовой гетерополикислоты, нанесенные на оксид кремния [EP 0353722, C 07 C 67/36, 01.08.89]. Производительность катализаторов не превышала 50-60 г/л ч в реакции карбонилирования метанола и 15-20 г/л ч в реакции карбонилирования диметилового эфира (прототип). Rhodium and iridium salts of phosphor tungsten heteropoly acids supported on silicon oxide showed a rather high selectivity, but low activity [EP 0353722, C 07 C 67/36, 08/01/89]. The productivity of the catalysts did not exceed 50-60 g / l h in the reaction of carbonylation of methanol and 15-20 g / l h in the reaction of carbonylation of dimethyl ether (prototype).

Задача, решаемая данным изобретением - увеличение выхода метилацетата в реакции карбонилирования диметилового эфира без использования галогенсодержащих промоторов. The problem solved by this invention is to increase the yield of methyl acetate in the carbonylation reaction of dimethyl ether without the use of halogen-containing promoters.

Задача решается способом получения метилацетата путем карбонилирования диметилового эфира в газовой фазе при температуре 200-250oC в присутствии катализатора, представляющего собой кислую цезиевую соль фосфорвольфрамовой гетерополикислоты состава CsxHyPW12O40, где 1.5 ≅ x ≅ 2, y = 3-x, с добавками родия, содержание родия в катализаторе не ниже 0.1 мас.%. Процесс проводят при давлении не ниже 5 атм.The problem is solved by the method of producing methyl acetate by carbonylation of dimethyl ether in the gas phase at a temperature of 200-250 o C in the presence of a catalyst, which is an acidic cesium salt of phosphor tungsten heteropoly acid composition Cs x H y PW 12 O 40 , where 1.5 ≅ x ≅ 2, y = 3 -x, with the addition of rhodium, the content of rhodium in the catalyst is not lower than 0.1 wt.%. The process is carried out at a pressure of at least 5 atm.

Задача также решается катализатором процесса получения метилацетата путем карбонилирования диметилового эфира при температуре 200-250oC, представляющего собой кислую цезиевую соль фосфорвольфрамовой гетерополикислоты состава CsxHyPW12O40, где 1.5 ≅ x ≅ 2, y = 3-x, с добавками родия, содержание родия не ниже 0.1 мас.%.The problem is also solved by the catalyst for the production of methyl acetate by carbonylation of dimethyl ether at a temperature of 200-250 o C, which is an acidic cesium salt of phosphor tungsten heteropoly acid composition Cs x H y PW 12 O 40 , where 1.5 ≅ x ≅ 2, y = 3-x, s additives of rhodium, the content of rhodium is not lower than 0.1 wt.%.

Предлагаемый способ синтеза метилацетата заключается в следующем: диметиловый эфир смешивают с оксидом углерода в требуемом соотношении и пропускают через слои катализатора при давлении не ниже 5 атм и температуре 180-250oC. Продукты реакции охлаждают и разделяют на газообразные и жидкие. Конденсат представляет собой целевой продукт - метилацетат. Газовую смесь (непрореагировавший диметиловый эфир и оксид углерода) вновь подают в реактор.The proposed method for the synthesis of methyl acetate is as follows: dimethyl ether is mixed with carbon monoxide in the required ratio and passed through the catalyst beds at a pressure of at least 5 atm and a temperature of 180-250 o C. The reaction products are cooled and separated into gaseous and liquid. Condensate is the target product - methyl acetate. The gas mixture (unreacted dimethyl ether and carbon monoxide) is again fed to the reactor.

Предлагаемый способ синтеза отличается тем, что катализатор для получения метилацетата представляет собой кислую цезиевую соль фосфорвольфрамовой гетерополикислоты с добавками родия, содержание родия не ниже 0.1 мас.%. The proposed synthesis method is characterized in that the catalyst for producing methyl acetate is an acid cesium salt of a phosphor tungsten heteropoly acid with rhodium additives, the content of rhodium is not lower than 0.1 wt.%.

Состав катализатора CsxHyPW12O40, где 1.5 ≅ x ≅ 2, y = 3-x. Катализатор получают методом осаждения, раствор соли цезия приливают при постоянном перемешивании к смеси растворов фосфорвольфрамовой гетерополикислоты и соли родия, взятых в требуемом соотношении. Полученный осадок выпаривают, таблетируют и измельчают. Фракцию катализатора размером 0.5-1 мм загружают в реактор. Поверхность полученных образцов составляет 57-100 м2/г.The composition of the catalyst is Cs x H y PW 12 O 40 , where 1.5 ≅ x ≅ 2, y = 3-x. The catalyst is prepared by precipitation, a solution of cesium salt is poured with constant stirring to a mixture of solutions of phosphor tungsten heteropoly acid and rhodium salt, taken in the required ratio. The resulting precipitate was evaporated, tabletted and crushed. A catalyst fraction of 0.5-1 mm in size is loaded into the reactor. The surface of the obtained samples is 57-100 m 2 / g.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Процесс карбонилирования диметилового эфира в метилацетат осуществляют путем пропускания смеси диметилового эфира с оксидом углерода через слой катализатора при температуре 200oC и давлении 10 атм, соотношение ДМЭ: CO = 1:10, скорость подачи газа 3000 ч-1, конверсия диметилового эфира составляет 22%.Example 1. The process of carbonylation of dimethyl ether to methyl acetate is carried out by passing a mixture of dimethyl ether with carbon monoxide through a catalyst bed at a temperature of 200 ° C and a pressure of 10 atm, a ratio of DME: CO = 1:10, a gas feed rate of 3000 h -1 , conversion of dimethyl ether is 22%.

Процесс проводят на катализаторе, представляющем собой кислую цезиевую соль фосфорвольфрамовой гетерополикислоты состава Cs2HPW12O40, содержание родия составляет 0.1 мас%. Катализатор получают методом осаждения, раствор соли нитрата цезия (0.1 М) приливают по каплям при постоянном перемешивании к смеси растворов фосфорвольфрамовой гетерополикислоты (0.1 М) и хлорида родия (0.1 М), взятых в требуемом соотношении. Полученную суспензию перемешивают в течение 24 часов, затем осадок выпаривают, таблетируют и измельчают. Фракцию катализатора размером 0.5-1 мм загружают в реактор. Поверхность, активность и селективность катализатора приведены в таблице.The process is carried out on a catalyst, which is an acid cesium salt of a phosphor tungsten heteropoly acid of the composition Cs 2 HPW 12 O 40 , the rhodium content is 0.1 mass%. The catalyst was prepared by precipitation, a solution of cesium nitrate salt (0.1 M) was added dropwise with constant stirring to a mixture of solutions of phosphor tungsten heteropoly acid (0.1 M) and rhodium chloride (0.1 M) taken in the required ratio. The resulting suspension is stirred for 24 hours, then the precipitate is evaporated, tabletted and crushed. The catalyst fraction 0.5-1 mm in size is loaded into the reactor. The surface, activity and selectivity of the catalyst are shown in the table.

Пример 2. Аналогично примеру 1, но содержание родия составляет 0.5 мас. %. Example 2. Analogously to example 1, but the content of rhodium is 0.5 wt. %

Пример 3. Аналогично примеру 1, но содержание родия составляет 1.0 мас. %. Example 3. Analogously to example 1, but the content of rhodium is 1.0 wt. %

Пример 4. Аналогично примеру 1, но содержание родия составляет 2.5 мас%. Example 4. Analogously to example 1, but the content of rhodium is 2.5 wt.%.

Пример 5. Аналогично примеру 1, но цезиевая соль фосфорвольфрамовой гетерополикислоты имеет состав Cs1.5H1.5PW12O40, содержание родия составляет 1.0 мас.%.Example 5. Analogously to example 1, but the cesium salt of the phosphor tungsten heteropoly acid has a composition of Cs 1.5 H 1.5 PW 12 O 40 , the rhodium content is 1.0 wt.%.

Как видно из таблицы, данный способ обеспечивает выход метилацетата в 6-9 раз выше известного в реакции карбонилирования диметилового эфира без использования иодидного промотора. As can be seen from the table, this method provides a yield of methyl acetate 6-9 times higher than the dimethyl ether known in the carbonylation reaction without the use of an iodide promoter.

Claims (2)

1. Способ получения метилацетата путем карбонилирования диметилового эфира в газовой фазе при повышенном давлении, при температуре 200 - 250oC в присутствии катализатора, включающего в свой состав соли гетерополикислот, отличающийся тем, что процесс карбонилирования производят на катализаторе, представляющем собой кислую цезиевую соль фосфорвольфрамовой гетерополикислоты состава CsxHyPW12O40, где 1,5 ≅ x ≅ 2, y = 3 - x, с добавками родия в количестве от 0,1 до 2,5 мас.%
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс проводят при давлении не ниже 5 атм.
1. The method of producing methyl acetate by carbonylation of dimethyl ether in the gas phase at elevated pressure, at a temperature of 200 - 250 o C in the presence of a catalyst comprising heteropolyacid salts, characterized in that the carbonylation process is carried out on a catalyst representing a cesium phosphoric tungsten acid salt heteropoly acids of the composition Cs x H y PW 12 O 40 , where 1.5 ≅ x ≅ 2, y = 3 - x, with rhodium additives in an amount of from 0.1 to 2.5 wt.%
2. The method according to claim 1, characterized in that the process is carried out at a pressure of at least 5 atm.
3. Катализатор процесса получения метилацетата путем карбонилирования диметилового эфира при повышенном давлении, при температуре 200 - 250oC, включающий в свой состав соли гетерополикислот, отличающийся тем, что катализатор представляет собой кислую цезиевую соль фосфорвольфрамовой гетерополикислоты состава CsxHyPW12O40, где 1,5 ≅ x ≅ 2, y = 3 - x, с добавками родия в количестве от 0,1 до 2,5 мас.%.3. The catalyst for the production of methyl acetate by carbonylation of dimethyl ether at elevated pressure, at a temperature of 200 - 250 o C, which includes salts of heteropoly acids, characterized in that the catalyst is an acidic cesium salt of phosphor tungsten heteropoly acid composition Cs x H y PW 12 O 40 where 1.5 ≅ x ≅ 2, y = 3 - x, with rhodium additives in an amount of from 0.1 to 2.5 wt.%.
RU2000105438A 2000-03-03 2000-03-03 Method of preparing methyl acetate, and catalysts for carrying it through RU2170724C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000105438A RU2170724C1 (en) 2000-03-03 2000-03-03 Method of preparing methyl acetate, and catalysts for carrying it through

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000105438A RU2170724C1 (en) 2000-03-03 2000-03-03 Method of preparing methyl acetate, and catalysts for carrying it through

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2170724C1 true RU2170724C1 (en) 2001-07-20

Family

ID=20231439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000105438A RU2170724C1 (en) 2000-03-03 2000-03-03 Method of preparing methyl acetate, and catalysts for carrying it through

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2170724C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457030C2 (en) * 2007-04-26 2012-07-27 Бп Кемикэлз Лимитед Method for carbonylation of dimethyl ether

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КОЖЕВНИКОВ И.В. Катализ гетерополисоединениями. - М.: Знание, 1985, вып. 12, с.19 - 23. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457030C2 (en) * 2007-04-26 2012-07-27 Бп Кемикэлз Лимитед Method for carbonylation of dimethyl ether

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0757027B1 (en) Ester synthesis
RU2213726C2 (en) Carbonylation process
CA2556954C (en) Process for producing carbonylation products
US7642372B2 (en) Process for preparing carboxylic acids and derivatives thereof
JP2867137B2 (en) Method for selectively producing alkene carboxylic acid derivative
TWI401240B (en) Process for the preparation of carboxylic acids and/or derivatives thereof
JP2002501939A (en) Process for producing oxygenates and catalysts thereof
US7432393B2 (en) Silica support, heteropolyacid catalyst produced therefrom and ester synthesis using the silica supported heteropolyacid catalyst
MXPA06013091A (en) Process for the production of ethyl acetate.
EP0033212A2 (en) Process for the production of oxygenated hydrocarbons from synthesis gas
EP0069514A2 (en) Alcohol carbonylation catalysts
RU2170724C1 (en) Method of preparing methyl acetate, and catalysts for carrying it through
RU2422203C1 (en) Catalyst, method of its preparation and method of producing methyl acetate
KR19990063382A (en) Ester synthesis
US4593147A (en) Synthesis of neoalkanes
JP2650100B2 (en) Method for producing ethylidene diacetate
US4588848A (en) Synthesis of neoalkanols
US20010047107A1 (en) Ester synthesis
US6504055B1 (en) Catalysts and processes for the conversion of succinates to citraconates or itaconates
MXPA06002540A (en) Ester synthesis.
KR950005191B1 (en) Improved production of carboxylic acids from carbobylation of alcohol
US4390725A (en) Oxydehydrogenation process for preparing methacrylic acid and its lower alkyl esters
JPH0565248A (en) Production of lower fatty acid ester
JPH07247227A (en) Production of monooleffin by oxidative dehydrogenation of paraffins
JPH06345680A (en) Improved production of carboxylic acid by carbonylation of alcohol

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130304