RU2722302C1 - Гетерогенный катализатор окисления пара-ксилола до терефталевой кислоты - Google Patents

Гетерогенный катализатор окисления пара-ксилола до терефталевой кислоты Download PDF

Info

Publication number
RU2722302C1
RU2722302C1 RU2019136911A RU2019136911A RU2722302C1 RU 2722302 C1 RU2722302 C1 RU 2722302C1 RU 2019136911 A RU2019136911 A RU 2019136911A RU 2019136911 A RU2019136911 A RU 2019136911A RU 2722302 C1 RU2722302 C1 RU 2722302C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
xylene
catalyst
para
terephthalic acid
oxidation
Prior art date
Application number
RU2019136911A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Павлович Глотов
Владимир Арнольдович Винокуров
Павел Александрович Гущин
Евгений Владимирович Иванов
Анна Вячеславовна Ставицкая
Кристина Михайловна Мазурова
Вячеслав Борисович Мельников
Михаил Хаймович Сосна
Эдуард Аветисович Караханов
Антон Львович Максимов
Анна Владимировна Золотухина
Анна Викторовна Вутолкина
Сергей Владимирович Егазарьянц
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина"
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 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина"
Priority to RU2019136911A priority Critical patent/RU2722302C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2722302C1 publication Critical patent/RU2722302C1/ru

Links

Classifications

    • 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
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/03—Catalysts comprising molecular sieves not having base-exchange properties
    • B01J29/035—Microporous crystalline materials not having base exchange properties, such as silica polymorphs, e.g. silicalites
    • 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
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/064—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/068—Noble metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/255—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of compounds containing six-membered aromatic rings without ring-splitting
    • C07C51/265—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of compounds containing six-membered aromatic rings without ring-splitting having alkyl side chains which are oxidised to carboxyl groups
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к гетерогенному катализатору окисления пара-ксилола до терефталевой кислоты, состоящий из носителя, содержащего, % масс.: упорядоченный мезопористый оксид кремния типа МСМ-41 20,0-70,0; алюмосиликатные нанотрубки 30,0-80,0, и оксида металла, выбранного из ряда, включающего Mn, Со, Fe, Cu, Pd или их смесь, нанесенного на носитель в количестве 0,5-15,0% от массы катализатора, причем указанный носитель представляет собой единый структурированный композитный материал. Использование: нефтеперерабатывающая и нефтехимическая отрасли промышленности. Достигаемый технический результат заключается в повышении селективности по целевой терефталевой кислоте за счет сформированной системы пор и каналов наноструктурированного композитного носителя, обеспечивающего при окислении молекулярно-ситовой эффект благодаря бимодальному распределению пор по размерам. Высокая удельная площадь поверхности описываемого катализатора и, как следствие, увеличение площади контакта молекул сырья с каталитически-активными центрами, позволяет увеличить конверсию пара-ксилола и выход целевой терефталевой кислоты. 1 табл., 11 пр.

Description

Данное изобретение относится к гетерогенным катализаторам окисления ксилолов и может быть использовано в таких отраслях промышленности, как нефтехимия и нефтепереработка.
Процесс окисления ароматических соединений С-8 традиционно используют в получении терефталевой кислоты, которая является мономером для производства полиэтилентерефталата и полиэфирных волокон.
В качестве катализаторов окисления ксилолов и ароматического сырья используют, в основном, гомогенные каталитические системы. Процесс проводят при повышенных температурах и давлении в среде уксусной кислоты в присутствии солей марганца или кобальта, активированных бромом или его солями. Окислителями являются такие соединения, как пероксид водорода, кислород, воздух. Впервые жидкофазное окисление алкилароматических углеводородов было описано в патенте US 2245528 (А). В патентах US 2833816 (A), RU 2128641 (CI), RU 2171798 (С2), US 656299 (А) описаны различные способы использования метода жидкофазного окисления алкилароматических углеводородов. Исследования в этой области продолжаются и в настоящее время (CN 106187750 (В), US 7348452 (В2), RU 2362762 (С2) RU 2524947 (С2)).
Перспективным способом получения ароматических кислот является процесс гетерогенного каталитического окисления, характеризующийся легкостью отделения катализатора от продуктов реакции и возможностью его повторного использования, что особенно важно в промышленности.
При этом в патентной литературе практически отсутствуют сведения об использовании гетерогенных катализаторов в окислении ароматических углеводородов С-8 до терефталевой кислоты.
В патенте CN 109096090 (А) окисление п-ксилола проводят на гетерогенных каталитических системах, представляющих собой неметаллический углеродный материал. Сырье, растворитель и катализатор равномерно смешивают и пропускают через окислитель, содержащий молекулярный кислород, массовое соотношение катализатора и п-ксилола составляет (0,001-0,12):1. В патенте SU 789505 (А1) каталитической системой является оксид ванадия в количестве 0,4-1,6%. Процесс проводят при атмосферном давлении в реакторе, в который загружается необходимое соотношение алкилароматического углеводорода, катализатора и воздуха. В данных работах окислению подвергается лишь одна из двух метальных групп в молекуле п-ксилола, а образование терефталевой кислоты является побочной реакцией.
В научной литературе есть сведения о возможности использования некоторых твердых носителей в процессе получения терефталевой кислоты окислением п-ксилола. Среди них Al2O3, бентонит, цеолиты различной серии, в том числе ZSM-5, и упорядоченный мезопористый оксид кремния типа МСМ-41.
Так, предложено иммобилизировать соли Mn и Со на бентоните, модифицированном полиамидоаминными дендримерами (Ghiaci М., Mostajeran М., Gil А. // Ind. Eng. Chem. Res. 2012, 51, 15821-15831). Синтезированный таким образом катализатор при соотношении Со:Mn~10:1 показывает хороший выход целевого продукта в присутствии ледяной уксусной кислоты и KBr (в качестве промотора).
Возможность селективного получения терефталевой кислоты с выходом 99% в присутствии гетерогенных каталитических систем была продемонстрирована на примере мостиковых μ3-оксосвязанных полиядерных комплексов Со и Mn, инкапсулированных в полости цеолита Y (Chavan S. А., Srinivas D., Ratnasamy P. // J. Catal. 2001, 204, 409-419). Однако для достижения высоких скоростей реакции и количественных выходов целевого продукта требуется давление воздуха более 6 МПа.
На данный момент перспективными считаются системы на основе цеолита ZSM-5 (Khan N.A., Kennedy Е.М., Dlugogorski В.Z., Adesina А.А., Stockenhuber М. // Catal. Commun. 2014, 53, 42-46) и упорядоченного мезопористого оксида кремния типа MCM-41 (Li Yi., Duan D., Wu M., Li J., Yan Zh., Wang W., Zi G., Wang J. // Chem. Eng. J. 2016, 306, 777-783). В сравнении с ZSM-5 упорядоченный мезопористый оксид кремния типа МСМ-41 обладает мезопористой структурой, облегчающей диффузию углеводородного сырья к активным центрам катализатора и приводящей к увеличению конверсии ксилолов.
Наиболее близким аналогом к настоящему изобретению является работа по окислению п-ксилола на катализаторах М-МСМ-41, где M=Fe (Li Yi., Duan D., Wu M., Li J., Yan Zh., Wang W., Zi G., Wang J. // Chem. Eng. J. 2016, 306, 777-783). Каталитическую систему получают пропиткой носителя раствором соли металла с последующей сушкой и прокалкой на воздухе при 550°C в течение 24 часов. В качестве предшественника каталитически активного металла используют нитрат железа (II). Готовый катализатор содержит от 1 до 2% масс. переходного металла в пересчете на общую массу каталитической системы. Окисление проводят в реакторе периодического действия, в который последовательно загружают п-ксилол, катализатор, смешанный растворитель, содержащий уксусную кислоту, ацетонитрил в соотношении 2:8 и воду, при температуре 80°C, атмосферном давлении, времени реакции 5 ч. В указанных условиях конверсия субстрата составляет 10,1%, а селективность по терефталевой кислоте достигает 3,1%. Известный катализатор обладает низкой эффективностью, связанной с морфологическими особенностями, в том числе с мономодальным распределением пор по размерам, а также недостаточно высокой площадью поверхности катализатора.
Проблема, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании гетерогенного катализатора окисления пара-ксилола до терефталевой кислоты, обладающего повышенной эффективностью, в частности, более высокой активностью, приводящей к увеличению конверсии сырья и выхода целевой терефталевой кислоты.
Указанная проблема решается созданием гетерогенного катализатора окисления пара-ксилола до терефталевой кислоты, состоящего из носителя, содержащего, % масс.:
- упорядоченный мезопористый
оксид кремния типа МСМ-41 20,0-70,0
- алюмосиликатные нанотрубки 30,0-80,0
и оксида металла, выбранного из ряда, включающего Mn, Со, Fe, Cu, Pd или их смесь, нанесенного на носитель в количестве 0,5-15,0% от массы катализатора, причем указанный носитель представляет собой единый структурированный композитный материал.
Достигаемый технический результат заключается в повышении селективности по целевой терефталевой кислоте, минимизации выходов побочных продуктов (4-карбоксибензальдегид, терефталевый альдегид, пара-толуиловая кислота, пара-толуиловый альдегид) за счет сформированной системы пор и каналов структурированного композитного носителя, обеспечивающего при окислении молекулярно-ситовой эффект благодаря бимодальному распределению пор по размерам. Высокая удельная площадь поверхности описываемого катализатора и, как следствие, увеличение площади контакта молекул сырья с каталитически-активными центрами, позволяет увеличить конверсию пара-ксилола и выход целевой терефталевой кислоты.
Описываемый катализатор получают следующим образом.
К водной дисперсии природных или синтетических алюмосиликатных нанотрубок с общей формулой Al2Si2(OH)4*nH20, где n равно 0-2, добавляют галогенид цетилтриметиламмония и кремниевый прекурсор, в качестве которого используют, например, пирогенный оксид кремния, силикат натрия или тетраэтилортосиликат. Полученную смесь доводят до щелочной среды в присутствии неорганического основания, водного аммиака. Образовавшийся гель выдерживают при температуре 80-140°C в течение 12-72 часов в закрытой емкости, после чего осадок отфильтровывают, промывают до отсутствия галогенид-ионов в маточном растворе, сушат при 60-120°C в течение 6-48 часов и прокаливают на воздухе при температуре 450-650°C. В результате получают носитель представляющий собой единый структурированный композитный материал - композит, состоящий из упорядоченного мезопористого оксида кремния, армированного алюмосиликатными нанотрубками. На полученный носитель наносят оксиды металлов Mn, Со, Fe, Cu, Pd или их смесь в количестве 0,5-15,0% от массы катализатора, более предпочтительны оксиды Со и Mn.
Окисление пара-ксилола проводят в среде уксусной кислоты в реакторе периодического действия в диапазоне температур 150-250°C, диапазоне давлений окислителя (кислород или воздух) 0,5-10,0 МПа, массовом соотношении субстрат/катализатор, равном 1-10:1, мольном соотношении пара-ксилол/бромид калия, равном 50-150:1, объемном соотношении окислитель/пара-ксилол, равном 50-250:1 (н.у.), в течение 1-5 часов.
Ниже представлены примеры, иллюстрирующие изобретение, но не ограничивающие его.
Пример 1
Используют катализатор, содержащий, % масс.: носитель, состоящий из упорядоченного мезопористого оксида кремния типа МСМ-41 - 70,0, алюмосиликатных нанотрубок - 30,0 и оксид кобальта, нанесенный на носитель в количестве 15,0% от массы катализатора. При этом указанный носитель представляет собой единый структурированный композитный материал.
Окисление проводят при температуре 200°C, давлении воздуха 1,0 МПа, массовом соотношении субстрат/катализатор 1:1, мольном соотношении пара-ксилол/бромид калия 50:1, объемном соотношении окислитель/пара-ксилол 250:1 (н.у.). Время реакции 3 часа. При этом получают следующие результаты: конверсия пара-ксилола составляет 78,5%, селективность по терефталевой кислоте - 5,6%. Результаты приведенного опыта и опытов, описанных в последующих примерах, приведены в таблице.
Пример 2
Используют катализатор, содержащий, % масс.: носитель, состоящий из упорядоченного мезопористого оксида кремния типа МСМ-41 - 60,0, алюмосиликатных нанотрубок - 40,0 и оксид марганца, нанесенный на носитель в количестве 0,5% от массы катализатора. При этом указанный носитель представляет собой единый структурированный композитный материал.
Окисление проводят при температуре 150°C, давлении воздуха 5,0 МПа, массовом соотношении субстрат/катализатор 6:1, мольном соотношении пара-ксилол/бромид калия 120:1, объемном соотношении окислитель/пара-ксилол 180:1 (н.у.). Время реакции 4 часа. При этом получают следующие результаты: конверсия пара-ксилола составляет 61,3%, селективность по терефталевой кислоте - 4,6%.
Пример 3
Используют катализатор, содержащий, % масс.: носитель, состоящий из упорядоченного мезопористого оксида кремния типа МСМ-41 - 30,0, алюмосиликатных нанотрубок - 70,0 и оксиды железа и марганца, нанесенные на носитель в количестве 2,6 и 1,3%, соответственно, от массы катализатора. При этом указанный носитель представляет собой единый структурированный композитный материал.
Окисление проводят при температуре 150°C, давлении кислорода 0,5 МПа, массовом соотношении субстрат/катализатор 10:1, мольном соотношении пара-ксилол/бромид калия 150:1, объемном соотношении окислитель/пара-ксилол 50:1 (н.у.). Время реакции 1 час. При этом получают следующие результаты: конверсия пара-ксилола составляет 81,4%, селективность по терефталевой кислоте - 15,8%.
Пример 4
Используют катализатор, содержащий, % масс.: носитель, состоящий из упорядоченного мезопористого оксида кремния типа МСМ-41 - 60,0, алюмосиликатных нанотрубок - 40,0 и оксиды меди и палладия, нанесенные на носитель в количестве 8,7 и 6,1%, соответственно, от массы катализатора. При этом указанный носитель представляет собой единый структурированный композитный материал.
Окисление проводят при температуре 180°C, давлении кислорода 1,0 МПа, массовом соотношении субстрат/катализатор 2:1, мольном соотношении пара-ксилол/бромид калия 60:1, объемном соотношении окислитель/пара-ксилол 70:1 (н.у.). Время реакции 2 часа. При этом получают следующие результаты: конверсия пара-ксилола составляет 54,2%, селективность по терефталевой кислоте - 19,1%.
Пример 5
Используют катализатор, содержащий, % масс.: носитель, состоящий из упорядоченного мезопористого оксида кремния типа МСМ-41 - 20,0, алюмосиликатных нанотрубок - 80,0 и оксиды кобальта и марганца, нанесенные на носитель в количестве 14,5 и 0,5%, соответственно, от массы катализатора. При этом указанный носитель представляет собой единый структурированный композитный материал.
Окисление проводят при температуре 180°C, давлении кислорода 2,0 МПа, массовом соотношении субстрат/катализатор 4:1, мольном соотношении пара-ксилол/бромид калия 130:1, объемном соотношении окислитель/пара-ксилол 190:1 (н.у.). Время реакции 3 часа. При этом получают следующие результаты: конверсия пара-ксилола составляет 87,2%, селективность по терефталевой кислоте - 82,9%.
Пример 6
Используют катализатор, содержащий, % масс.: носитель, состоящий из упорядоченного мезопористого оксида кремния типа МСМ-41 - 60,0, алюмосиликатных нанотрубок - 40,0 и оксиды кобальта и марганца, нанесенные на носитель в количестве 8,8 и 0,8%, соответственно, от массы катализатора. При этом указанный носитель представляет собой единый структурированный композитный материал.
Окисление проводят при температуре 200°C, давлении кислорода 2,0 МПа, массовом соотношении субстрат/катализатор 3:1, мольном соотношении пара-ксилол/бромид калия 100:1, объемном соотношении окислитель/пара-ксилол 200:1 (н.у.). Время реакции 3 часа. При этом получают следующие результаты: конверсия пара-ксилола составляет 98,7%, селективность по терефталевой кислоте - 86,2%.
Пример 7
Используют катализатор, содержащий, % масс.: носитель, состоящий из упорядоченного мезопористого оксида кремния типа МСМ-41 - 60,0, алюмосиликатных нанотрубок - 40,0 и оксиды кобальта и марганца, нанесенные на носитель в количестве 6,9 и 0,8%, соответственно, от массы катализатора. При этом указанный носитель представляет собой единый структурированный композитный материал.
Окисление проводят при температуре 250°C, давлении воздуха 10,0 МПа, массовом соотношении субстрат/катализатор 3:1, мольном соотношении пара-ксилол/бромид калия 100:1, объемном соотношении окислитель/пара-ксилол 200:1 (н.у.). Время реакции 3 часа. При этом получают следующие результаты: конверсия пара-ксилола составляет 100%, селективность по терефталевой кислоте - 97,6%.
Пример 8
Используют катализатор, содержащий, % масс.: носитель, состоящий из упорядоченного мезопористого оксида кремния типа МСМ-41 - 60,0, алюмосиликатных нанотрубок - 40,0 и оксиды кобальта и марганца, нанесенные на носитель в количестве 8,4 и 1,5%, соответственно, от массы катализатора. При этом указанный носитель представляет собой единый структурированный композитный материал.
Окисление проводят при температуре 200°C, давлении кислорода 2,0 МПа, массовом соотношении субстрат/катализатор 3:1, мольном соотношении пара-ксилол/бромид калия 100:1, объемном соотношении окислитель/пара-ксилол 200:1 (н.у.). Время реакции 5 часов. При этом получают следующие результаты: конверсия пара-ксилола составляет 99,9%, селективность по терефталевой кислоте - 88,2%.
Пример 9
Используют катализатор, содержащий, % масс.: носитель, состоящий из упорядоченного мезопористого оксида кремния типа МСМ-41 - 60,0, алюмосиликатных нанотрубок - 40,0 и оксиды кобальта и марганца, нанесенные на носитель в количестве 8,0 и 1,8%, соответственно, от массы катализатора. При этом указанный носитель представляет собой единый структурированный композитный материал.
Окисление проводят при температуре 200°C, давлении воздуха 8,0 МПа, массовом соотношении субстрат/катализатор 3:1, мольном соотношении пара-ксилол/бромид калия 100:1, объемном соотношении окислитель/пара-ксилол 200:1 (н.у.). Время реакции 1 час. При этом получают следующие результаты: конверсия пара-ксилола составляет 99,0%, селективность по терефталевой кислоте - 94,7%.
Пример 10
Используют катализатор, содержащий, % масс.: носитель, состоящий из упорядоченного мезопористого оксида кремния типа МСМ-41 - 50,0, алюмосиликатных нанотрубок - 50,0 и оксиды кобальта и марганца, нанесенные на носитель в количестве 10,3 и 0,6%, соответственно, от массы катализатора. При этом указанный носитель представляет собой единый структурированный композитный материал.
Окисление проводят при температуре 230°C, давлении воздух 9,0 МПа, массовом соотношении субстрат/катализатор 4:1, мольном соотношении пара-ксилол/бромид калия 110:1, объемном соотношении окислитель/пара-ксилол 210:1 (н.у.). Время реакции 5 часов. При этом получают следующие результаты: конверсия пара-ксилола составляет 98,6%, селективность по терефталевой кислоте - 82,3%.
Пример 11
Используют катализатор, содержащий, % масс.: носитель, состоящий из упорядоченного мезопористого оксида кремния типа МСМ-41 - 30,0, алюмосиликатных нанотрубок - 70,0 и оксиды кобальта и марганца, нанесенные на носитель в количестве 11,4 и 0,5%, соответственно, от массы катализатора. При этом указанный носитель представляет собой единый структурированный композитный материал.
Окисление проводят при температуре 250°C, давлении кислорода 3,0 МПа, массовом соотношении субстрат/катализатор 3:1, мольном соотношении пара-ксилол/бромид калия 90:1, объемном соотношении окислитель/пара-ксилол 220:1 (н.у.). Время реакции 3 часа. При этом получают следующие результаты: конверсия пара-ксилола составляет 99,8%, селективность по терефталевой кислоте - 87,4%.
Figure 00000001
Из представленных данных следует, что используемый в приведенных примерах катализатор проявляет высокую активность в реакции окисления пара-ксилола до терефталевой кислоты.
Так, конверсия пара-ксилола составляет 54,2-100%, что примерно на 44-90% выше, чем при использовании известного катализатора; содержание в продукте окисления терефталевой кислоты - 4,6-97,6%, что на 1,5-94,5% выше, чем при использовании известного катализатора.
Использование описываемого катализатора, содержащего компоненты в иных концентрациях, входящих в заявленный интервал, приводит к аналогичным результатам. Использование компонентов в количествах, выходящих за данный интервал, не приводит к желаемым результатам.

Claims (3)

  1. Гетерогенный катализатор окисления пара-ксилола до терефталевой кислоты, состоящий из носителя, содержащего, % масс.:
  2. упорядоченный мезопористый оксид кремния типа МСМ-41 20,0-70,0 алюмосиликатные нанотрубки 30,0-80,0
  3. и оксида металла, выбранного из ряда, включающего Mn, Со, Fe, Cu, Pd или их смесь, нанесенного на носитель в количестве 0,5-15,0% от массы катализатора, причем указанный носитель представляет собой единый структурированный композитный материал.
RU2019136911A 2019-11-18 2019-11-18 Гетерогенный катализатор окисления пара-ксилола до терефталевой кислоты RU2722302C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019136911A RU2722302C1 (ru) 2019-11-18 2019-11-18 Гетерогенный катализатор окисления пара-ксилола до терефталевой кислоты

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019136911A RU2722302C1 (ru) 2019-11-18 2019-11-18 Гетерогенный катализатор окисления пара-ксилола до терефталевой кислоты

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2722302C1 true RU2722302C1 (ru) 2020-05-28

Family

ID=71067884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019136911A RU2722302C1 (ru) 2019-11-18 2019-11-18 Гетерогенный катализатор окисления пара-ксилола до терефталевой кислоты

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2722302C1 (ru)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676704C1 (ru) * 2018-06-28 2019-01-10 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" Катализатор для изомеризации ароматических углеводородов с-8

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676704C1 (ru) * 2018-06-28 2019-01-10 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" Катализатор для изомеризации ароматических углеводородов с-8

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ying Li et al. "One-step synthesis of 2,5-dihydroxyterephthalic acid by the oxidation of p-xylene over M-MCM-41 (M=Fe, Fe/Cu, Cu) catalysts" Chemical Engineering Journal, 2016, p. 1-37. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hoelderich Environmentally benign manufacturing of fine and intermediate chemicals
Zhao et al. A highly efficient oxidation of cyclohexane over Au/ZSM-5 molecular sieve catalyst with oxygen as oxidant
JP4810037B2 (ja) 芳香族化合物のアルキル化
JP5979140B2 (ja) ３，３’，４，４’−テトラアルキルシクロヘキシルベンゼン及びその製造方法
JP6021905B2 (ja) Ｃ１〜ｃ８アルコールを用いた芳香族炭化水素のアルキル化のための方法
JP3755955B2 (ja) 低級炭化水素の芳香族化触媒及び該触媒を用いた芳香族化合物の製造方法
JP3745885B2 (ja) メタンを原料とする芳香族化合物の製造方法
Zheng et al. Conversion of 2, 3-butanediol to butenes over bifunctional catalysts in a single reactor
US20090234145A1 (en) Method and catalysts for the epoxidation of olefinic compounds in the presence of oxygen
JP2772046B2 (ja) 化学プロセスおよび触媒
US5756802A (en) Ammoxidation process for producing acetonitrile
KR20070004700A (ko) 선택적 제올라이트 촉매 변형
US5959124A (en) Method of preparing maleic anhydride by vapor phase oxidation of hydrocarbon
US4316856A (en) Molybdenum-promoted antimony phosphate oxide complex catalysts also containing at least one of bismuth and tellurium
JP4861190B2 (ja) 芳香族炭化水素類の酸化における活性剤としてのアントラセン及び他の多環式芳香族化合物
RU2722302C1 (ru) Гетерогенный катализатор окисления пара-ксилола до терефталевой кислоты
JP2002537085A (ja) エタンから酢酸への酸化用触媒
WO2019200778A1 (zh) 一种用于合成气制吡啶碱的催化剂及制备方法和应用
JP3961834B2 (ja) 低級オレフィンの不飽和アルデヒドへの酸化のための触媒、その製造方法および使用方法
JP5296549B2 (ja) アルキル化芳香族化合物の製造方法およびフェノールの製造方法
US4208352A (en) Oxidation process for alkylaromatics
US5306858A (en) Oxidizing paraffin hydrocarbons
JP2003531722A (ja) 不飽和アルデヒドを酸化してカルボン酸を生成するための触媒、その製造方法および使用方法
EP0105591B1 (en) Catalytic conversion of methanol into light olefins
JP5063702B2 (ja) アルキル化芳香族化合物の製造方法およびフェノールの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20201005

Effective date: 20201005