RU2644767C2 - Способ получения акролеина из глицерина - Google Patents

Способ получения акролеина из глицерина Download PDF

Info

Publication number
RU2644767C2
RU2644767C2 RU2015120089A RU2015120089A RU2644767C2 RU 2644767 C2 RU2644767 C2 RU 2644767C2 RU 2015120089 A RU2015120089 A RU 2015120089A RU 2015120089 A RU2015120089 A RU 2015120089A RU 2644767 C2 RU2644767 C2 RU 2644767C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
paragraphs
catalyst
glycerol
acrolein
production
Prior art date
Application number
RU2015120089A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015120089A (ru
Inventor
Рая ЗНАЙГУЙА
Жан-Марк МИЙЕ
Стефан ЛОРИДАН
Патрик Рей
Original Assignee
Адиссео Франс С.А.С.
Сентр Насьональ Де Ла Решерш Сьентифик
Юниверсите Клод Бернар
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 Адиссео Франс С.А.С., Сентр Насьональ Де Ла Решерш Сьентифик, Юниверсите Клод Бернар filed Critical Адиссео Франс С.А.С.
Publication of RU2015120089A publication Critical patent/RU2015120089A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2644767C2 publication Critical patent/RU2644767C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/51Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by pyrolysis, rearrangement or decomposition
    • C07C45/52Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by pyrolysis, rearrangement or decomposition by dehydration and rearrangement involving two hydroxy groups in the same molecule
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/06Halogens; Compounds thereof
    • B01J27/132Halogens; Compounds thereof with chromium, molybdenum, tungsten or polonium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/06Halogens; Compounds thereof
    • B01J27/135Halogens; Compounds thereof with titanium, zirconium, hafnium, germanium, tin or lead
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/14Phosphorus; Compounds thereof
    • B01J27/182Phosphorus; Compounds thereof with silicon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/14Phosphorus; Compounds thereof
    • B01J27/186Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J27/188Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with chromium, molybdenum, tungsten or polonium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C319/00Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides
    • C07C319/02Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides of thiols
    • C07C319/12Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides of thiols by reactions not involving the formation of mercapto groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C319/00Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides
    • C07C319/14Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides of sulfides
    • C07C319/18Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides of sulfides by addition of thiols to unsaturated compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения акролеина из глицерина. Способ заключается в дегидрировании глицерина в присутствии катализатора MWOA, где MWO представляет собой смесь простых оксидов и/или смешанных оксидов вольфрама и по меньшей мере одного металла М, выбранного из циркония, кремния, титана, алюминия и иттрия, и А представляет собой одно или несколько оснований Льюиса, причем упомянутое основание Льюиса имеет формулу B(R1)p(R2)q(R3)r, где В представляет собой элемент, выбранный из С, S, Р, О, N и галидов, R1, R2 и R3 независимо друг от друга представляют собой Н, C16-алкильную группу, О, ОН или OR, где R представляет собой C16-алкильную группу и сумма р, q и r составляет от 0 до 4. Кроме того, изобретение относится к способам получения 3-(метилтио)-пропиональдегида, 2-гидрокси-4-метилтиобутиронитрила, метионина, 2-гидрокси-4-метилтиобутановой кислоты, ее сложных эфиров и металлических хелатов, 2-оксо-4-метилтиобутановой кислоты, ее сложных эфиров и металлических хелатов, а также к применению катализатора для превращения глицерина в акролеин. Предлагаемый способ получения акролеина позволяет получить целевой продукт с высокой селективностью при использовании устойчивого и регенерируемого катализатора. 7 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 табл., 9 пр.

Description

Изобретение относится к каталитическому способу производства акролеина посредством дегидрирования глицерина и применениям данного способа.
Глицерин, или глицерол, подразумевает глицерин, очищенный или неочищенный, натурального происхождения, полученный в результате гидролиза растительных масел и/или животных жиров, или глицерин синтетического происхождения, полученный из нефти, более или менее очищенный, рафинированный или неочищенный. Очищенный глицерин обладает степенью чистоты выше или эквивалентной 98%, полученной после дистилляции. Неочищенный или только частично очищенный глицерин может быть в виде раствора в метаноле и/или воде, в случае если он получен при межмолекулярной переэтерификации триглицеридов. Следующее описание в основном будет касаться глицерина, полученного из биомассы, это является предпочтительным вариантом, но разумеется изобретение им не ограничено и его интересы распространяются на все глицерины, независимо от их происхождения и степени чистоты.
Известны способы превращения глицерина в акролеин посредством каталитического дегидрирования, согласно следующей реакции:
НО-СН2-СН(ОН)-СН2-ОН → СН2=СН-СНО+2H2O.
Глицерин (также называемый глицерол) известен на протяжении долгого времени как источник получения акролеина посредством термического превращения, он представляет собой продукт, широко распространенный в природе, в виде сложных эфиров (триглицеридов), в частности, во всех животных или растительных жирах и маслах, делающих его исходным реагентом, доступным в достаточных количествах, и, таким образом, промышленно применимым. Фактически известно, что глицерин разлагается с образованием акролеина в случае нагревания до температур выше 280°С. Данная низкоселективная реакция сопровождается образованием ряда побочных продуктов, включая ацетальдегид, гидроксиацетон, в дополнение к продуктам общего окисления СО, CO2. Таким образом, необходимо контролировать реакцию превращения глицерина в акролеин с целью избежать бесполезной растраты данного источника и перейти к следующим этапам без энергетически дорогого последующего разделения при помощи способа очистки смеси акролеина. Более того, данные примеси, в основном ароматические производные, часто представляют собой источник образования нагара на поверхности катализатора, который портит последний с течением времени; часто необходимо регенерировать катализатор с целью восстановления удовлетворительной каталитической активности.
Согласно WO 2010/076510 А2, дегидрирование глицерина в акролеин проводят в присутствии катализатора, который может состоять из оксида кремния и смешанного оксида циркония и вольфрама или оксида титана и смешанного оксида циркония и вольфрама; согласно WO 2011/157959 A1, известен катализатор, состоящий из оксида циркония, оксида кремния и оксида вольфрама для проведения данного превращения. Данные условия позволяют повысить скорость превращения глицерина, селективность акролеина и стабильность данных свойств с течением времени. Несмотря на это данные свойства не могут быть получены быстро, иногда только после 20 часов реакции, существует потребность в более эффективном катализаторе, особенно учитывая постоянно возрастающее давление положений о рациональной эксплуатации возобновляемых материалов.
Целями изобретения является решение проблем, с которыми сталкиваются известные катализаторы при реакции дегидрирования глицерина в акролеин.
Цель настоящего изобретения заключается в реализации катализтора, который несмотря на улучшение вышеупомянутых ограничений, останется устойчивым и регенерируемым, позволяя получать акролеин непосредственно из глицерина, в частности глицерина, полученного из биомассы.
Таким образом, этот вариант позволяет предложить конкурентный способ синтеза акролеина из других возобновляемых исходных материалов, которые не зависят от источников производных пропиленовых масел.
Данная возможность, в частности, является особым преимуществом для синтеза метионина или его аналогов, таких как его гидроксианалог (НМТВА, DL-2-гидрокси-4-(метилтио)-бутановая кислота), непосредственно из биомассы.
Таким образом, изобретение дополнительно относится к применению данной реакции для синтеза 3-(метилтио)пропиональдегида (МТРА), 2-гидрокси-4-метилтиобутиронитрила (HMTBN), метионина и его аналогов, таких как 2-гидрокси-4-метилтиобутановая кислота (НМТВА) и 2-оксо-4-метилтиобутановая кислота, а также хелатов металлов (Zn, Са, Cr, Cu …) и сложных эфиров данных кислот, таких как изопропиловый сложный эфир НМТВА, из акролеина.
Метионин, НМТВА, их сложные эфиры и хелаты и их аналоги применяют при кормлении животных и в процессе их промышленного синтеза, акролеин обычно получают посредством окисления пропилена и/или пропана. Оксиление пропилена до акролеина за счет воздуха в присутствии воды является частичным, и полученный неочищенный продукт на основании акролеина также содержит пропилен и пропан, которые не реагируют, воду и побочные продукты реакции окисления, в частности кислоты, альдегиды и спирты.
Таким образом, изобретение относится к способу получения акролеина из глицерина, при котором дегидрирование глицерина проводят в присутствии катализатора MWOA, где MWO представляет собой смесь простых оксидов и/или смешанные оксиды вольфрама, и по меньшей мере одного металла М, выбранного из циркония, кремния, титана и иттрия, и А представляет собой одно или несколько оснований по Льюису, одно упомянутое основание по Льюису имеет формулу B(R1)p(R2)q(R3)r, где В представляет собой элемент, выбранный из С, S, Р, О, N и галидов, R1, R2 и R3, представляющих собой независимо друг от друга Н, C16-алкильную группу, О, ОН или OR, где R представляет собой C16-алкильную группу и сумма р, q и r варьирует от 0 до 4. В варианте изобретения М представляет собой по меньшей мере два металла, выбранных из циркония, кремния, титана, алюминия и иттрия. М также может представлять собой по меньшей мере три или четыре из данных металлов или даже все из данных пяти металлов.
Как будет видно из примеров, добавление данного или данных оснований по Льюису к вышеупомянутым смесям оксидов позволяет существенно уменьшить продолжительность системы, в то же время поддерживая скорость превращения глицерина, селективность и выход акролеина, который является высоким в течение длинных периодов времени.
А представляет собой одно или несколько оснований по Льюису, значение индексов р, q и r, сумма которых варьирует от 0 до 4 и которые, таким образом, могут быть эквивалентны 0, 1, 2, 3 или 4, будет селективно зависеть от природы элемента В.
Соответствующие основания по Льюису выбраны из фосфат-анионов, карбоксилатов, сульфатов, боратов, алькоголятов, спиртов и галидов, а также их смесей. Предпочтительные основания представляют собой таковые, выбранные из фосфат-ионов HxPO4 (x-3), где х варьирует от 0 до 2, Н3РО4, борат-ионов и галидов F-, Cl-, Br-, I-, а также их смесей.
Предпочтительно поверхностное молярное отношение А/М варьирует от 0,005 до 0,5, еще предпочтительнее оно варьирует от 0,015 до 0,09; А соответствует общему количеству оснований по Льюису.
Поверхность оксидов катализатора дополнена основанием по Льюису. Оно также может быть добавлено в любое время в течение синтеза катализатора или как только катализатор будет получен. Если добавляют несколько оснований по Льюису, они могут быть включены соответственно на различных этапах или нет в течение синтеза катализатора. В качестве дополнения и с целью сохранения каталитических свойств полученного таким образом катализатора эти одинаковые дополнительные компоненты могут быть добавлены при добавлении реагентов в течение эксплуатации реактора.
В отношении присутствия оксидов в катализаторе, их определяют посредством молярного отношения W/сумма элементов М, отличная от W; данное отношение варьирует предпочтительно от 0,005 до 0,4, и еще предпочтительнее от 0,01 до 0,1.
Реакция по изобретению может быть проведена в газовой фазе или в жидкой фазе, предпочтительно в газовой фазе. В случае проведения реакции в газовой фазе различные технологии процесса могут быть применены для добавления реагентов, а именно процесс в неподвижном слое, процесс в псевдоожиженном слое или процесс в циркулирующем псевдоожиженном слое. Добавление различных реагентов, применяемых в вышеупомянутых реакторах, может быть проведено отдельно или уже в виде примесей. Мы проводили реакцию при давлении в диапазоне атмосферного давления и предпочтительно при существенно более высоком давлении. В двух первых способах, в способе с неподвижным слоем и в способе с псевдоожиженным слоем, регенерация катализатора может быть отделена от каталитической реакции. Это может быть выполнено, например, ex situ за счет обычных способов регенерации, таких как горение на воздухе, или при помощи газовой смеси, содержащей молекулярный кислород. Согласно способу по изобретению, регенерация может быть проведена in situ, поскольку температура и давление, при которых проводят регенерацию близки к условиям реакции способа.
В отношении способа в жидкой фазе, реакция может быть проведена в обычном реакторе для реакции в жидкой фазе на твердом катализаторе, а также в каталитическом дистилляционном реакторе, принимая во внимание существенную разницу между температурами кипения глицерина (290°С) и акролеина (53°С). Также может быть уместно рассмотрен способ в жидкой фазе при относительно низкой температуре, которая делает возможной непрерывную дистилляцию полученного акролеина, таки образом ограничивая последовательные реакции деградации акролеина.
Экспериментальные условия реакции в газовой фазе включают предпочтительно температуру от 250 до 400°С при давлении от 1 до 10 бар. В жидкой фазе реакцию проводят при температуре от 150 до 350°С и при давлении, варьирующем от 3 до 70 бар.
Другим преимуществом способа по изобретению является исходный глицерин, который может быть в чистой форме или частично очищенной или в растворе, в частности в водном растворе. Предпочтительно применяют водный раствор глицерина. В водном растворе концентрация глицерина предпочтительно составляет по меньшей мере 1 масс. %, более предпочтительно она варьирует от 10 до 50 масс. % и предпочтительно от 15 до 30 масс. % в реакторе. Концентрация глицерина не должна быть слишком высокой, чтобы избежать побочных реакций, мешающих выходу акролеина, таких как образование эфиров глицерина или реакций ацеталирования между полученным акролеином и непревращенным глицерином. Более того, раствор глицерина не должен быть слишком разбавлен из-за неприемлемых энергетических затрат, обусловленных выпариванием глицерина. Во всех случаях легко подвести концентрацию раствора глицерина за счет частичной или полной рециклизации воды, полученной в результате рассматриваемой реакции. Оптимизация энергии при синтезе на выходе реакции дает восстановленное тепло для выпаривания потока глицерина, поставляемого в реактор.
Другой объект изобретения представляет собой способ производства 3-(метилтио)пропиональдегида (МТРА), 2-гидрокси-4-метилтиобутиронитрила (HMTBN), метионина, 2-гидрокси-4-метилтиобутановой кислоты (НМТВА), ее металлических хелатов (Zn, Са, Cr, Cu …) и ее сложных эфиров, в частности изопропилового сложного эфира, и 2-оксо-4-метилтиобутановой кислоты (KMB), ее металлических хелатов (Zn, Са, Cr, Cu …) и ее сложных эфиров из акролеина, способ, содержащий этап дегидрирования глицерина в акролеин по изобретению. По сравнению с обычным способом производства акролеина посредством окисления пропилена акролеин, получаемый согласно вышеупомянутому способу, может содержать примеси, отличные от таковых, полученных обычным способом, в количественном и качественном отношении. В зависимости от рассматриваемого применения, будь то синтез акриловой кислоты или метионина или его гидрокси-аналога, может быть рассмотрен этап очистки акролеина способами известными специалистам в области техники.
Таким образом, как только акролеин непосредственно получают по изобретению, или после этапа очистки, он реагирует с метилмеркаптаном (MeSH) с образованием 3-(метилтио)пропиональдегида (или МТРА). На следующем этапе МТРА приводят в контакт с цианистоводородной кислотой с образованием 2-гидрокси-4-(метилтио)бутиронитрила (HMTBN). После синтеза HMTBN различные этапы реакции приводят к метионину, его гидрокси-аналогу (НМТВА), его металлическим хелатам (Zn, Са, Cr, Cu …) и его сложным эфирам или его оксо-аналогу (KMB), его металлическим хелатам (Zn, Са, Cr, Cu …) и его сложным эфирам. Все данные этапы начиная с синтеза акролеина хорошо известны специалистам в области техники, например, из WO 2011/157959 A1.
Другой целью изобретения является применение катализатора, как определено выше, для превращения глицерина в акролеин.
Характеристики и преимущества изобретения будут очевидны из примеров, приведенных ниже, иллюстрирующих катализаторы по изобретению, способ их получения, а также их свойства при реакции превращения глицерина в акролеин в сравнении с катализаторами предшествующего уровня техники.
Катализаторы предшествующего уровня техники А, С, D и F рассмотрены в примерах 1, 3, 4 и 7 соответственно. Катализаторы по изобретению, В, Е и G рассмотрены в примерах 2, 5 и 8 соответственно. Сравнение свойств катализаторов А, С и D, с одной стороны, и катализаторов В и D, с другой стороны, проиллюстрировано в примере 6, и сравнение катализатора F и катализатора G проиллюстрировано в примере 9.
Каждый из катализаторов A-G охарактеризован посредством следующих параметров:
- его удельная площадь поверхности, выраженная в м2/г и измеряемая посредством БЭТ способа (способ Брюннера-Эммета-Теллера),
- содержания в нем вольфрама и металла М, выраженные в виде молярного отношения W/сумма элементов М, отличная от W, и измеряемые посредством ИСП-ОЭС (оптической эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой).
Катализаторы В, Е и G в дальнейшем охарактеризованы посредством поверхностного атомного отношения А/М, измеренного посредством РФЭС (рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии); А соответствует общему количеству оснований по Льюису.
Реакцию дегидрирования глицерина проводят на указанных катализаторах при атмосферном давлении или при существенно более высоком давлении в линейном реакторе с неподвижным слоем. Реактор помещают в печь, которая позволяет поддерживать катализатор при температуре реакции 300°С. В реактор поступает водный раствор 20 масс. % глицерина. Водный раствор глицерина выпаривают с помощью испарителя Bronkhorst® С.Е.М. (Controlled Evaporator Mixer) в потоке азота. Относительное молярное соотношение глицерин/вода/азот составляет 2,3/ 46,3/ 51,4. GHSV (часовая объемная скорость) определяют следующим образом:
GHSV = (общий молярный расход × температура × R) / (объем катализатора × Ратм),
где Ратм = 101325 Па, температура = 25°С и общий молярный расход = молярный расход глицерина + молярный расход воды + молярный расход инертного газа.
Пример 1
Получение и характеристика катализатора А (предшествующий уровень)
Катализатор А представляет собой тип вольфрамированного циркония, дополненный кремнием, а именно катализатор, состоящий из смеси оксида циркония, оксида вольфрама и оксида кремния.
Получение данного твердого вещества включает следующие три этапа.
Первый этап представляет собой синтез гидратированного гидроксида циркония посредством совместного осаждения раствора оксинитрата циркония ZrO(NO3)2.xH2O (Aldrich, >99%) и раствора аммиака при 28% и при рН=8,8.
Второй этап заключается в стабилизации гидратированного гидроксида циркония посредством видов кремния за счет добавления раствора тетра-этил-орто-силиката, TEOS, Si(OC2H5)4 (Aldrich, 99,999%). Гидратированный гидроксд циркония помещают в тефлоновый флакон, содержащий аммонийный раствор, рН которого подводят до 12 (молярное отношение Si/Zr=0,01). Смесь перемешивают в течение 24 ч, затем фильтруют и промывают деионизированной водой.
Последний этап представляет собой обмен при помощи вольфрамовой кислоты H2WO4 (Aldrich, 99%), растворенной в 35% перекиси водорода при 50°С. Концентрация раствора вольфрамовой кислоты составляет 0,1 М. Раствор вольфрамовой кислоты охлаждают до температуры окружающей среды и медленно добавляют гидроксид циркония, дополненный кремнием. Полученное твердое вещество фильтруют, затем кальцинируют на воздухе при 750°С.
Его удельная поверхность составляет приблизительно 55 м2/г. Мольный состав W/M данного катализатора составляет 3,5/96,5.
Пример 2
Получение и характеристика катализатора В (изобретение)
Катализатор типа вольфрамированного циркония, дополненного кремнием и фосфором, а именно катализатор, состоящий из смеси оксида циркония, оксида вольфрама и оксида кремния и основания по Льюису на основе фосфата, получают согласно изобретению. Его синтезируют согласно тому же протоколу, что и для катализатора А, но после кальцинации твердого вещества, фосфор добавляют посредством импрегнации в избытке из раствора Н3РО4 (Aldrich, >99%) при 0,2 М (молярное отношение P/Zr=0,04). Смесь перемешивают в течение 24 часов, затем фильтруют, промывают деионизированной водой и высушивают.
Его удельная поверхность составляет приблизительно 55 м2/г. Его мольный состав W/M идентичен таковому катализатора А.
Поверхностное атомное отношение А/М составляет 0,09 (с А представляющим основание по Льюису на основе фосфатов).
Пример 3
Получение и характеристика катализатора С (предшествующий уровень)
Катализатор С представляет собой вольфрамированный цирконий, а именно смесь оксида циркония и оксида вольфрама, синтезированную Daiichi Kigenso (ссылка поставщика: Z-1104).
Удельная поверхность данного катализатора составляет 77 м2/г, и его мольный состав W/M составляет 3,3/96,7.
Пример 4
Получение и характеристика катализатора D (предшествующий уровень)
Катализатор D представляет собой тип вольфрамированного циркония, дополненного кремнием, а именно, он состоит из смеси оксида циркония, оксида вольфрама и оксида кремния. Получение данного твердого вещества включает те же этапы, что и для катализатора А, за исключением содержания вольфрама.
Его удельная поверхность составляет 63 м2/г. Его мольный состав W/M составляет 4,1/95,9.
Пример 5
Получение и характеристика катализатора Е (изобретение)
Катализатор типа вольфрамированного циркония, дополненный кремнием и фосфором, а именно катализатор, состоящий из смеси оксида циркония, оксида вольфрама и оксида кремния и основания по Льюису, получают по изобретению. Его синтезируют согласно тому же протоколу, что и для катализатора D, но после кальцинации, фосфор добавляют посредством импрегнации в избытке из раствора Н3РО4 (Aldrich, >99%) при 0,2М (P/Zr=0,04). Смесь перемешивают в течение 24 часов, затем фильтруют, промывают деионизированной водой и высушивают.
Его удельная поверхность составляет 63 м2/г. Его мольный состав W/M идентичен таковому катализатора D.
Поверхностное атомное отношение А/М составляет 0,09 (с А представляющим основание по Льюису на основе фосфата).
Пример 6
Оценка катализаторов А, В, С, D и Е при каталитическом дегидрировании глицерина в акролеин
В таблице 1 приведены свойства полученных катализаторов А, В, С, D и Е в различные периоды времени. Катализаторы А, В, D и Е оценивают GHSV (часовая объемная скорость газа) 2900 ч-1 по сравнению с 1930 ч-1 для катализатора С.
Figure 00000001
Катализаторы А, В, D и Е делают возможным полное (или почти полное) превращение глицерина в течение 5 ч и в значительной мере более стабильны, чем катализатор С, несмотря на его применение при большей GHSV. Катализаторы В и Е (по изобретению) позволяют получать лучшие селективности акролеина при 24 ч. Кроме того, они быстро становятся селективными (за 5 ч) и остаются такими до 48-54 ч.
Пример 7
Получение и характеристика катализатора F (предшествующий уровень)
Катализатор F представляет собой тип вольфрамированного циркония, дополненного кремнием, а именно катализатор, содержащий смесь оксида циркония, оксида вольфрама и оксида кремния. Получение данного твердого вещества включает такие же этапы, как для катализатора А, за исключением температуры кальцинации. Более того, твердое вещество, полученное после добавления вольфрама, фильтрования и высушивания, кальцинируют на воздухе при 650°С вместо 750°С.
Его удельная поверхность составляет 153 м2/г. Его мольный состав W/M составляет 11,8/88,2.
Пример 8
Получение и характеристика катализатора G (изобретение)
Катализатор типа вольфрамированного циркония, дополненный кремнием, фосфором и фтором, а именно катализатор, содержащий смесь оксида циркония, оксида вольфрама и оксида кремния и два основания по Льюису, одно на основе фосфата и другое на основе фтора, получают по изобретению. Его получают при помощи протокола, такого же, как для катализатора F. Одно отличие для данного катализатора заключается в том, что его обрабатывают в тефлоновом флаконе, содержащем аммонийный раствор, рН которого подводят до 11,9. Смесь перемешивают в течение 24 часов без добавления TEOS (тетраэтилортосиликат), затем фильтруют и промывают деионизированной водой. Примененное оборудование и данная обработка обеспечивают дополнение твердого вещества ионами фосфата и фтора.
Его удельная поверхность составляет 91 м2/г. Его мольный состав W/M составляет 4,5/95,5.
Поверхностное атомное отношение Р/М составляет 0,02. Поверхностное атомное отношение F/M составляет 0,004, что дает поверхностное атомное отношение А/М 0,06, где М представляет собой Zr и Si.
Пример 9
Каталитическое дегидрирование глицерина в акролеин: оценка катализаторов F и G
В таблице 2 приведены свойства, полученные для катализаторов F и G при различных температурах.
Figure 00000002
Катализаторы F и G делают возможным достижение сходных стабильностей. Для сравнения, катализатор G, дополненный ионами фосфата и фтора (по изобретению), делает возможным достижение лучших селективностей (до 79%) даже всего лишь после 4 ч теста.

Claims (19)

1. Способ получения акролеина из глицерина, где дегидрирование глицерина проводят в присутствии катализатора MWOA, где MWO представляет собой смесь простых оксидов и/или смешанных оксидов вольфрама и по меньшей мере одного металла М, выбранного из циркония, кремния, титана, алюминия и иттрия, и А представляет собой одно или несколько оснований Льюиса, причем упомянутое основание Льюиса имеет формулу B(R1)p(R2)q(R3)r, где В представляет собой элемент, выбранный из С, S, Р, О, N и галидов, R1, R2 и R3 независимо друг от друга представляют собой Н, C16-алкильную группу, О, ОН или OR, где R представляет собой C16-алкильную группу и сумма р, q и r составляет от 0 до 4.
2. Способ по п. 1, где М представляет собой по меньшей мере два или три металла, выбранных из циркония, кремния, титана, алюминия и иттрия.
3. Способ по п. 1, где А выбрано из ионов фосфата HxPO4 (х-3), х составляет от 0 до 2, Н3РО4, F-, Cl-, Br-, I-, NH3, CN-, ионов сульфата, ионов карбоната, ионов карбоксилата, спиртов, алкоголят-ионов, а также их смесей.
4. Способ по любому из пп. 1-3, где поверхностное молярное отношение А/М составляет от 0,005 до 0,5.
5. Способ по п. 4, где упомянутое поверхностное молярное отношение составляет от 0,015 до 0,09.
6. Способ по любому из пп. 1-3, где молярное отношение W/сумма элементов М, отличная от W, составляет от 0,005 до 0,4.
7. Способ по п. 6, где упомянутое молярное отношение составляет от 0,01 до 0,1.
8. Способ по любому из пп. 1-3, где глицерин находится в водном растворе с концентрацией по меньшей мере 1 масс. %.
9. Способ по п. 8, где концентрация глицерина в водном растворе составляет от 10 масс. % до 50 масс. %.
10. Способ по любому из пп. 1-3, где катализатор восстанавливают in situ.
11. Способ по любому из пп. 1-3, где реакцию дегидрирования проводят в газовой фазе.
12. Способ по п. 11, где реакцию дегидрирования проводят в реакторе с неподвижным слоем, псевдоожиженным слоем или циркулирующим псевдоожиженным слоем.
13. Способ по любому из пп. 1-3, где реакцию дегидрирования проводят в жидкой фазе.
14. Способ производства 3-(метилтио)-пропиональдегида МТРА, отличающийся тем, что в нем используется способ по любому из пп. 1-10.
15. Способ производства 2-гидрокси-4-метилтиобутиронитрила HMTBN, отличающийся тем, что в нем используется способ по любому из пп. 1-10.
16. Способ производства метионина, отличающийся тем, что в нем используется способ по любому из пп. 1-10.
17. Способ производства 2-гидрокси-4-метилтиобутановой кислоты НМТВА, ее сложных эфиров и металлических хелатов, отличающийся тем, что в нем используется способ по любому из пп. 1-10.
18. Способ производства 2-оксо-4-метилтиобутановой кислоты KMB, ее сложных эфиров и металлических хелатов, отличающийся тем, что в нем используется способ по любому из пп. 1-10.
19. Применение катализатора, описанного в любом из пп. 1-13, для превращения глицерина в акролеин.
RU2015120089A 2012-10-30 2013-10-29 Способ получения акролеина из глицерина RU2644767C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1260358A FR2997398B1 (fr) 2012-10-30 2012-10-30 Procede de preparation de l’acroleine a partir de glycerol
FR12/60358 2012-10-30
PCT/FR2013/052582 WO2014068241A1 (fr) 2012-10-30 2013-10-29 Procédé de préparation de l'acroléine à partir de glycérol

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015120089A RU2015120089A (ru) 2016-12-20
RU2644767C2 true RU2644767C2 (ru) 2018-02-14

Family

ID=47666283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015120089A RU2644767C2 (ru) 2012-10-30 2013-10-29 Способ получения акролеина из глицерина

Country Status (13)

Country Link
US (1) US9187395B2 (ru)
EP (1) EP2914569B1 (ru)
JP (1) JP6189965B2 (ru)
KR (1) KR102118501B1 (ru)
CN (1) CN104918908B (ru)
AR (1) AR093255A1 (ru)
BR (1) BR112015009711B1 (ru)
ES (1) ES2644604T3 (ru)
FR (1) FR2997398B1 (ru)
IN (1) IN2015DN03774A (ru)
MY (1) MY169928A (ru)
RU (1) RU2644767C2 (ru)
WO (1) WO2014068241A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102210508B1 (ko) * 2015-12-23 2021-02-01 주식회사 엘지화학 글리세린 탈수 반응용 촉매의 제조 방법 및 아크롤레인의 제조 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080214384A1 (en) * 2007-01-29 2008-09-04 Hubert Redlingshofer Process for regenerating a catalyst
WO2010076510A2 (fr) * 2008-12-16 2010-07-08 Adisseo France S.A.S. Procede de preparation d'acroleine a partir de glycerol ou de glycerine
RU2399609C2 (ru) * 2006-02-07 2010-09-20 Аркема Франс Способ получения акролеина
US20110028760A1 (en) * 2007-09-06 2011-02-03 Arkema France Method for the reactive vaporization of glycerol
WO2011157959A1 (fr) * 2010-06-17 2011-12-22 Adisseo France S.A.S. Procede de preparation d'acroleine a partir de glycerol ou de glycerine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007137785A (ja) * 2005-11-15 2007-06-07 Nippon Shokubai Co Ltd 多価アルコールの脱水方法
WO2009127889A1 (en) * 2008-04-16 2009-10-22 Arkema France Process for manufacturing acrolein from glycerol
CN102655931A (zh) * 2009-09-18 2012-09-05 日本化药株式会社 用于通过甘油脱水反应制备丙烯醛和/或丙烯酸的催化剂和方法
CN101879456A (zh) * 2010-06-29 2010-11-10 江苏大学 甘油选择性脱水制备丙烯醛的工艺及其催化剂的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2399609C2 (ru) * 2006-02-07 2010-09-20 Аркема Франс Способ получения акролеина
US20080214384A1 (en) * 2007-01-29 2008-09-04 Hubert Redlingshofer Process for regenerating a catalyst
US20110028760A1 (en) * 2007-09-06 2011-02-03 Arkema France Method for the reactive vaporization of glycerol
WO2010076510A2 (fr) * 2008-12-16 2010-07-08 Adisseo France S.A.S. Procede de preparation d'acroleine a partir de glycerol ou de glycerine
WO2011157959A1 (fr) * 2010-06-17 2011-12-22 Adisseo France S.A.S. Procede de preparation d'acroleine a partir de glycerol ou de glycerine

Also Published As

Publication number Publication date
ES2644604T3 (es) 2017-11-29
RU2015120089A (ru) 2016-12-20
AR093255A1 (es) 2015-05-27
US20150239815A1 (en) 2015-08-27
KR102118501B1 (ko) 2020-06-03
CN104918908B (zh) 2017-09-01
WO2014068241A1 (fr) 2014-05-08
CN104918908A (zh) 2015-09-16
IN2015DN03774A (ru) 2015-10-02
FR2997398A1 (fr) 2014-05-02
EP2914569B1 (fr) 2017-08-30
MY169928A (en) 2019-06-17
EP2914569A1 (fr) 2015-09-09
US9187395B2 (en) 2015-11-17
JP6189965B2 (ja) 2017-08-30
JP2016500695A (ja) 2016-01-14
FR2997398B1 (fr) 2014-11-21
KR20150092128A (ko) 2015-08-12
BR112015009711B1 (pt) 2021-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2531277C2 (ru) Способ получения акролеина из глицерола или глицерина
JP5554835B2 (ja) 高級アルコール合成用の改良コバルトモリブデン−硫化物触媒の作成方法。
US9079841B2 (en) Process for preparing acrolein from glycerol or glycerin
EP3476834A1 (en) Method for producing aromatic nitrile compound and method for producing ester carbonate
JP2016150331A (ja) 触媒、アルデヒド類及び/又はアルコール類の製造方法
Borowiec et al. An acrolein production route from ethanol and methanol mixtures over FeMo-based catalysts
RU2644767C2 (ru) Способ получения акролеина из глицерина
RU2471538C2 (ru) Обработка хвостовых газов установки клауса с использованием оптимизированной последовательности катализаторов
EP3878831A1 (en) Improved nickel-copper-manganese-catalyst for the preparation of alcohols by hydrogenation of the corresponding aldehydes and ketones
EP3560912B1 (en) Method for producing aromatic nitrile compound and method for producing carbonic acid ester
US3654354A (en) Process for the oxidation of unsaturated hydrocarbons
CN108137316A (zh) 包括氟化金属氧化物的催化剂,生产方法和氢化方法
JP6384664B2 (ja) イソブタノールの製造方法
JP6384731B2 (ja) イソブチルアルデヒドの製造方法
JP7160721B2 (ja) 酸化鉄触媒の製造方法、並びにアルデヒド及び/又はアルコールの製造方法
JP5153462B2 (ja) アクロレインの製造方法及びアクリル酸の製造方法
JP7441474B2 (ja) 触媒、イソブチルアルデヒドおよびメタクロレインの製造方法、メタクリル酸の製造方法、及びメタクリル酸エステルの製造方法
JP2017218404A (ja) 3,4−ジヒドロ−2h−ピランの製造方法
US20200156050A1 (en) Dehydrogenation catalysts for converting alkyl aromatic compounds such as ethylbenzene
WO2012035540A1 (en) Process for the production of acrolein and reusable catalyst thereof
JP2017225915A (ja) 触媒、触媒の製造方法、及びアルデヒド類の製造方法
JP2000246099A (ja) イソブチレン製造用触媒およびイソブチレンの製造方法