RU2290994C1 - Катализатор, способ его приготовления и способ получения дигидроксиалканов - Google Patents
Катализатор, способ его приготовления и способ получения дигидроксиалканов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2290994C1 RU2290994C1 RU2005141791/04A RU2005141791A RU2290994C1 RU 2290994 C1 RU2290994 C1 RU 2290994C1 RU 2005141791/04 A RU2005141791/04 A RU 2005141791/04A RU 2005141791 A RU2005141791 A RU 2005141791A RU 2290994 C1 RU2290994 C1 RU 2290994C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- copper
- lactic acid
- dihydroxyalkanes
- catalytic hydrogenation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/132—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group
- C07C29/136—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH
- C07C29/147—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH of carboxylic acids or derivatives thereof
- C07C29/149—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH of carboxylic acids or derivatives thereof with hydrogen or hydrogen-containing gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/72—Copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/16—Reducing
- B01J37/18—Reducing with gases containing free hydrogen
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области получения дигидроксиалканов каталитическим гидрированием, в частности каталитическим гидрированием карбоксильных групп гидроксикарбоновых кислот. Описан катализатор на основе меди и оксида кремния, содержащий 22.5-53.0 мас.% меди. Катализатор готовят восстановительным терморазложением силиката меди в токе водорода при температуре 380-450°С и применяют в процессах получения дигидроксиалканов при температуре 180-200°С. Технический результат - повышение активности и селективности катализатора. 3 н.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к области получения дигидроксиалканов каталитическим гидрированием, в частности каталитическим гидрированием карбоксильных групп гидроксикарбоновых кислот.
Дигидроксиалканы, такие как этиленгликоль и пропиленгликоль, находят применение в производстве полиэфирных смол, в составе антиобледеняющих растворов, в производстве пищевых, косметических и лекарственных продуктов. Пропиленгликоль в отличие от этиленгликоля менее токсичен.
Традиционно производство пропиленгликоля базируется на органических соединениях, содержащихся в нефти. Пропиленгликоль получают путем гидратации пропиленоксида, стадия гидролиза которого требует высокого давления и высокой температуры. Производство пропиленоксида представляет собой сложный многостадийный процесс, отличающийся образованием большого количества побочных продуктов и низким выходом целевого продукта, что приводит к возникновению экологических проблем. [Shmant H.H. Organic Building Blocs of the Chemical industry, Wiley, New York, pp.281-283 (1989)].
В связи с необходимостью разработки более дешевого и экологически безопасного способа получения пропиленгликоля особый интерес представляет его производство из возобновляемых источников сырья, таких как растения. Хорошо известно, что растения в процессе переработки атмосферного диоксида углерода производят глюкозу, ферментация которой приводит к образованию молочной кислоты.
Количество природных ресурсов далеко не безгранично, цена продуктов переработки природных ресурсов несомненно будет возрастать. С другой стороны, очевиден прогресс в технологиях ферментации и сепарации, поэтому цена продуктов ферментации будет снижаться. Более того, тогда как производство глюкозы и молочной кислоты будет увеличиваться, цена молочной кислоты должна упасть из-за растущей конкуренции и снижения средних затрат по мере увеличения объема выпуска.
Конверсия карбоксильной группы молочной кислоты в гидроксильную группу приводит к 1,2-пропандиолу. Таким образом, если найти экономически оправданный метод восстановления карбоксильной группы гидроксикарбоновой кислоты до гидроксильной группы, был бы найден путь производства 1,2-пропандиола из возобновляемого ресурса.
Хорошо известно, что каталитическое гидрирование карбоновых кислот - это трудноосуществимый процесс, поэтому на практике его осуществляют в две стадии, когда карбоновую кислоту сначала превращают в производное, например эфир или ангидрид. Методы прямого восстановления карбоновых кислот также описаны в литературе [US 4613707, С 07 С 29/136, С 07 С 29/14, 23.09.76], но требуют высокого давления водорода и обычно ведутся в жидкой фазе. Процесс прямого восстановления гидроксикарбоновых кислот до дигидроксиалканов, в частности процесс, проходящий при низких давлениях водорода мог бы снизить затраты, связанные с превращением карбоксильной группы в ее производное и затраты на закупку и использование дорогостоящего оборудования для создания и поддержания высокого давления.
Известен катализатор для процесса прямого восстановления гидроксикарбоновых кислот до дигидроксиалканов, состоящий из меди, нанесенной в количестве от 9 до 22 мас.% на диоксид кремния, поверхностные гидроксильные группы которого могут быть закрыты силанольными и/или алкильными группами. Катализатор готовят методом пропитки по влагоемкости следующим образом: силикагель (Cab-O-Sil® BH-5, Cabot® Corporation) высушивают при температуре 120°С, пропитывают этанольным раствором гидрата нитрата меди, затем проводят восстановление катализатора в токе водорода при температуре 300°С в течение 8 ч.
Гидрирование карбоксильной группы гидроксикарбоновой кислоты проводят в паровой фазе при давлении водорода от менее чем 0,9 атм до 27,5 атм и температуре от 112,5 до 275°С. При давлении водорода 1 атм в оптимальных условиях конверсия молочной кислоты достигает 7,3% с селективностью 75% [Пат. США 6455742, С 07 С 29/141, 24.09.2002].
Недостатком известного катализатора является невысокая производительность по целевому продукту.
Изобретение решает задачу увеличения производительности процесса.
Технический результат - повышение активности и селективности катализатора.
Задача решается составом катализатора получения дигидроксиалканов каталитическим гидрированием карбоксильных групп гидроксикарбоновых кислот на основе меди и оксида кремния, который содержит 22.5-53.1 мас.% меди.
Задача решается также способом приготовления катализатора получения дигидроксиалканов каталитическим гидрированием, который готовят восстановительным терморазложением силиката меди, при этом получают катализатор, который содержит 22.5-53.0 мас.% меди.
Катализатор готовят восстановительным терморазложением в токе водорода при температуре 380-450°С в течение времени не менее 2 ч. В качестве силиката меди можно использовать природные и синтетические силикаты с заданным содержанием меди.
Задача решается также способом получения дигидроксиалканов каталитическим гидрированием карбоксильных групп гидроксикарбоновых кислот при температуре 180-200°С в присутствие медно-кремниевого катализатора, где в качестве катализатора используют катализатор, описанный выше.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Катализатор, содержащий 22,5 мас.% меди, готовят методом терморазложения силиката меди в токе водорода при температуре 400°С в течение 2 ч.
Катализатор применяют в реакции гидрирования молочной кислоты. В стеклянный/кварцевый трубчатый U-образный термостатируемый реактор помещают 0,5 г катализатора фракции 0.25-0.5 мм, смешанного с кварцевым стеклом фракции от 0,63 до 1,6 мм. Устанавливают рабочую температуру 200°С в реакторе, поток водорода 10 л/ч и дозируют водный раствор молочной кислоты (16 мас.%) со скоростью 0,3 мл/ч. На выходе из реактора жидкие продукты собирают в ловушку и анализируют газохроматографически.
Состав продуктов реакции: 36,8% пропионовая кислота, 43,7% пропиленгликоль, 16,3% молочная кислота.
Пример 2.
Аналогичен примеру 1, с тем отличием, что используют катализаторы с содержанием меди 45,5 мас.%.
Состав продуктов реакции: 29,1% пропионовая кислота, 66,3% пропиленгликоль, 3,4% молочная кислота.
Пример 3.
Аналогичен примеру 1, с тем отличием, что используют катализатор с содержанием меди 53,1 мас.%, процесс ведут при температуре 180°С, скоростью подачи раствора молочной кислоты 0,3 мл/ч с концентрацией 16 мас.%.
Состав продуктов реакции: 23,8% пропанол, 54,2% пропионовая кислота, 2,4% пропиленгликоль, 0,8% молочная кислота.
Пример 4.
Аналогичен примеру 2, с тем отличием, что процесс ведут при температуре 180°С со скоростью подачи раствора молочной кислоты 0,2 мл/ч.
Состав продуктов реакции: 17,1% пропионовая кислота, 71,6% пропиленгликоль, 12,3% молочная кислота.
Пример 5.
Аналогичен примеру 4, с тем отличием, что процесс ведут со скоростью подачи раствора молочной кислоты 0,3 мл/ч.
Состав продуктов реакции: 13,5% пропионовая кислота, 36,4% пропиленгликоль, 51,1% молочная кислота.
Пример 6.
Аналогичен примеру 4, с тем отличием, что процесс ведут со скоростью подачи раствора молочной кислоты 0,4 мл/ч.
Состав продуктов реакции: 9,4% пропионовая кислота, 32,2% пропиленгликоль, 59,4% молочная кислота.
Пример 7.
Аналогичен примеру 4, с тем отличием, что процесс ведут со скоростью подачи раствора молочной кислоты 0,9 мл/ч.
Состав продуктов реакции: 5,1% пропионовая кислота, 11,3% пропиленгликоль, 84,6% молочная кислота.
Результаты тестирования катализаторов сведены в таблицу.
Таблица | |||||
Содержание меди, мас.% | Температура реакции, °С | Скорость подачи, мл/ч | Степень превращения, % | Селективность в пропиленгликоль, % | Селективность в пропионовую кислоту, % |
22,5 | 200 | 0,3 | 84 | 53 | 43 |
45,5 | 180 | 0,2 | 88 | 81 | 19 |
45,5 | 180 | 0,3 | 48 | 73 | 27 |
45,5 | 180 | 0,4 | 40 | 77 | 23 |
45,5 | 180 | 0,9 | 15 | 69 | 31 |
45,5 | 200 | 0,3 | 97 | 69 | 29 |
53,1 | 200 | 0,3 | 99 | 2 | 54 |
Пример 8.
Аналогичен примеру 1, с тем отличием, что используют катализатор с содержанием меди 45,5 мас.%, и процесс ведут при температуре 200°С, в качестве субстрата используют гликолевую кислоту с концентрацией 19 мас.%. Состав продуктов реакции: 2,1% уксусная кислота, 46,2% этиленгликоль, 6,4% 2-метил-1,3-диоксалан, 45,2% гликолевая кислота.
Как видно из приведенных примеров и таблицы, использование предлагаемого катализатора в процессе каталитического гидрирования карбоксильных групп гидроксикарбоновых кислот позволяет увеличить производительность по целевому продукту за счет повышения активности и селективности катализатора.
Claims (3)
1. Катализатор получения дигидроксиалканов каталитическим гидрированием карбоксильных групп гидроксикарбоновых кислот на основе меди и оксида кремния, отличающийся тем, что катализатор содержит 22,5-53,0 мас.% меди.
2. Способ приготовления катализатора получения дигидроксиалканов каталитическим гидрированием карбоксильных групп гидроксикарбоновых кислот на основе меди и оксида кремния, отличающийся тем, что его готовят восстановительным терморазложением силиката меди, при этом получают катализатор, содержащий 22,5-53,0 мас.% меди.
3. Способ получения дигидроксиалканов каталитическим гидрированием карбоксильных групп гидроксикарбоновых кислот в присутствие медно-кремниевого катализатора при температуре 180-200°С, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют катализатор по п.1 или катализатор, полученный по способу по п.2.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005141791/04A RU2290994C1 (ru) | 2005-12-21 | 2005-12-21 | Катализатор, способ его приготовления и способ получения дигидроксиалканов |
PCT/RU2006/000602 WO2007073240A1 (fr) | 2005-12-21 | 2006-11-15 | Catalyseur, procede de preparation et procede de fabrication de dihydroxy-alcanes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005141791/04A RU2290994C1 (ru) | 2005-12-21 | 2005-12-21 | Катализатор, способ его приготовления и способ получения дигидроксиалканов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2290994C1 true RU2290994C1 (ru) | 2007-01-10 |
Family
ID=37761132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005141791/04A RU2290994C1 (ru) | 2005-12-21 | 2005-12-21 | Катализатор, способ его приготовления и способ получения дигидроксиалканов |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2290994C1 (ru) |
WO (1) | WO2007073240A1 (ru) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EE200900073A (et) * | 2009-09-22 | 2011-06-15 | Nordbiochem O� | Katalsaator ja meetod hdrokskarbokslhapete estrite kataltiliseks hdrogeenimiseks glkoolideks |
TWI665180B (zh) * | 2018-07-12 | 2019-07-11 | 長春石油化學股份有限公司 | 將酸氫化成醇之製法 |
CN114345339B (zh) * | 2021-12-30 | 2023-02-21 | 厦门大学 | 一种负载型二元金属催化剂、制备方法及其应用 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU442822A1 (ru) * | 1973-01-26 | 1974-09-15 | Казанский химический комбинат им.Вахитова | Способ приготовлени катализатора дл гидрировани жидких кислот |
DE3503587A1 (de) * | 1985-02-02 | 1986-08-07 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur herstellung eines kupfer und siliciumoxid enthaltenden katalysators |
US6455742B1 (en) * | 1999-09-02 | 2002-09-24 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Method for catalytically reducing carboxylic acid groups to hydroxyl groups in hydroxycarboxylic acids |
-
2005
- 2005-12-21 RU RU2005141791/04A patent/RU2290994C1/ru not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-11-15 WO PCT/RU2006/000602 patent/WO2007073240A1/ru active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2007073240A1 (fr) | 2007-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107721821B (zh) | 一种制备1,3-丙二醇的方法 | |
CN102126953A (zh) | 一种壬醛及壬醛酸甲酯的制备方法 | |
EP3045444A1 (en) | Method of preparing vanillin | |
RU2290994C1 (ru) | Катализатор, способ его приготовления и способ получения дигидроксиалканов | |
CN114522737B (zh) | 一种高选择性制备3-乙酰氧基丙醇的方法 | |
CN107176901A (zh) | 一种二氟亚甲基化合物的合成方法 | |
WO2014129248A1 (ja) | エタノールから1,3-ブタジエンを選択的に製造する方法 | |
CN107903146B (zh) | 一种催化氧化1-己烯制备1,2-己二醇的方法 | |
KR101622236B1 (ko) | 알릴 알콜로부터 아크릴산 제조용 불균일계 촉매, 이를 이용한 알릴 알콜로부터 아크릴산을 제조하는 방법 | |
CN115896188B (zh) | 一种高纯(s)-5-氯-2-甲氧羰基-2-羟基-1-茚酮的制备方法 | |
CN105732363A (zh) | 一种以葡萄糖为原料不同工况条件下制备葡萄糖酸的方法 | |
CN111187146B (zh) | 2-甲基-3-丁烯-2-醇的生产方法 | |
CN102910642B (zh) | 一种zsm-48分子筛的制备方法 | |
CN112322676B (zh) | 一种酶催化制备氟伐二醇的方法 | |
CN111499497B (zh) | 一种麝香草酚的制备方法 | |
CN110835296B (zh) | 2,2,4-三甲基-3-羟基戊酸的制备工艺 | |
CN101209965A (zh) | 由脱氢芳樟醇制备乙酸脱氢芳樟酯的方法 | |
CN102126918B (zh) | 一种1-氯代异戊烯的制备方法 | |
CN105777507A (zh) | 一种合成甲氧基丙酮的方法 | |
CN107119086B (zh) | 一种基于黑曲霉细胞催化芦丁水解制备异槲皮苷的方法 | |
CN103694091B (zh) | 一种柠檬醛制备和精制的方法 | |
CN114345401B (zh) | 一种对羟基苯氧乙醇的制备方法 | |
CN107032971B (zh) | 一种3,7-二甲基-6-羰基-2-辛烯醛的制备方法 | |
CN109384641B (zh) | 1,2-邻二醇类化合物的合成方法 | |
CN114656352B (zh) | 半导体光催化活化二氧化碳制备苯丙酸类衍生物的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131222 |