RU2784808C2 - Catalyst and method for production of ethylene-unsaturated carboxylic acids or composite esters - Google Patents
Catalyst and method for production of ethylene-unsaturated carboxylic acids or composite esters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784808C2 RU2784808C2 RU2020113238A RU2020113238A RU2784808C2 RU 2784808 C2 RU2784808 C2 RU 2784808C2 RU 2020113238 A RU2020113238 A RU 2020113238A RU 2020113238 A RU2020113238 A RU 2020113238A RU 2784808 C2 RU2784808 C2 RU 2784808C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- catalyst
- modifier metal
- modifier
- zirconium
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 253
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 title claims abstract description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 title abstract description 9
- 239000002131 composite material Chemical class 0.000 title abstract 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical class O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 412
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 304
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 304
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims abstract description 141
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 117
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 claims abstract description 69
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 215
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 146
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 124
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 80
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 74
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 69
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 64
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N Hafnium Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 125000004429 atoms Chemical group 0.000 claims description 43
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 125000005372 silanol group Chemical group 0.000 claims description 42
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 claims description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 230000027455 binding Effects 0.000 claims description 30
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 30
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims description 28
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 28
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 27
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 27
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 claims description 27
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 26
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N Cesium Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 150000001733 carboxylic acid esters Chemical class 0.000 claims description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 22
- 229940017219 METHYL PROPIONATE Drugs 0.000 claims description 21
- RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N Methyl propionate Chemical compound CCC(=O)OC RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 20
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 20
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 20
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 19
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 18
- -1 diones Chemical compound 0.000 claims description 18
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 15
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims description 14
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propanol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N Butanol Natural products CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 12
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 claims description 11
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 claims description 11
- 150000004706 metal oxides Chemical group 0.000 claims description 11
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N Acetylacetone Chemical compound CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 10
- JKUYRAMKJLMYLO-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 3-oxobutanoate Chemical compound CC(=O)CC(=O)OC(C)(C)C JKUYRAMKJLMYLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- YRAJNWYBUCUFBD-UHFFFAOYSA-N 2,2,6,6-tetramethylheptane-3,5-dione Chemical compound CC(C)(C)C(=O)CC(=O)C(C)(C)C YRAJNWYBUCUFBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910020175 SiOH Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxyl anion Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 9
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N silanol Chemical compound [SiH3]O SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 1,3-Propanediol Chemical compound OCCCO YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N Hafnium(IV) oxide Chemical compound O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 8
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N iso-propanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 8
- 238000007792 addition Methods 0.000 claims description 7
- 150000002363 hafnium compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- DGCTVLNZTFDPDJ-UHFFFAOYSA-N heptane-3,5-dione Chemical compound CCC(=O)CC(=O)CC DGCTVLNZTFDPDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 125000004433 nitrogen atoms Chemical group N* 0.000 claims description 7
- 125000004430 oxygen atoms Chemical group O* 0.000 claims description 7
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 7
- 150000003755 zirconium compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XYIBRDXRRQCHLP-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetoacetate Chemical compound CCOC(=O)CC(C)=O XYIBRDXRRQCHLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N Isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 6
- BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N 2-Butanol Chemical compound CCC(C)O BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002156 adsorbate Substances 0.000 claims description 4
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 claims description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000166 polytrimethylene carbonate Polymers 0.000 claims description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 4
- DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N (-)-propylene glycol Chemical compound C[C@@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N 0.000 claims description 3
- BMRWNKZVCUKKSR-UHFFFAOYSA-N 1,2-Butanediol Chemical compound CCC(O)CO BMRWNKZVCUKKSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 1,2-ethanediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N 1-Hexanol Chemical class CCCCCCO ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-L 2,3-dihydroxybutanedioate Chemical compound [O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- JYXGIOKAKDAARW-UHFFFAOYSA-N 2-[carboxymethyl(2-hydroxyethyl)amino]acetic acid Chemical compound OCCN(CC(O)=O)CC(O)=O JYXGIOKAKDAARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WDJHALXBUFZDSR-UHFFFAOYSA-N Acetoacetic acid Chemical compound CC(=O)CC(O)=O WDJHALXBUFZDSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FSVCELGFZIQNCK-UHFFFAOYSA-N Bicine Chemical compound OCCN(CCO)CC(O)=O FSVCELGFZIQNCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 241000551547 Dione <red algae> Species 0.000 claims description 3
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229960003330 Pentetic Acid Drugs 0.000 claims description 3
- 229960004063 Propylene glycol Drugs 0.000 claims description 3
- FTWPXBYNGOWCHI-UHFFFAOYSA-L [O-]C(=O)C(O)CC(O)C([O-])=O Chemical compound [O-]C(=O)C(O)CC(O)C([O-])=O FTWPXBYNGOWCHI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 235000019437 butane-1,3-diol Nutrition 0.000 claims description 3
- REIYHFWZISXFKU-UHFFFAOYSA-N butyl 3-oxobutanoate Chemical compound CCCCOC(=O)CC(C)=O REIYHFWZISXFKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N butylene glycol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 3
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N ethanolamine Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 3
- YQYCTTIVNGURDD-UHFFFAOYSA-N heptane-3,5-dione;zirconium Chemical compound [Zr].CCC(=O)CC(=O)CC YQYCTTIVNGURDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N n-pentanol Chemical class CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- IKNCGYCHMGNBCP-UHFFFAOYSA-N propan-1-olate Chemical compound CCC[O-] IKNCGYCHMGNBCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GVIIRWAJDFKJMJ-UHFFFAOYSA-N propan-2-yl 3-oxobutanoate Chemical compound CC(C)OC(=O)CC(C)=O GVIIRWAJDFKJMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DHGFMVMDBNLMKT-UHFFFAOYSA-N propyl 3-oxobutanoate Chemical compound CCCOC(=O)CC(C)=O DHGFMVMDBNLMKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000013772 propylene glycol Nutrition 0.000 claims description 3
- YOBOXHGSEJBUPB-MTOQALJVSA-N (Z)-4-hydroxypent-3-en-2-one;zirconium Chemical compound [Zr].C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O YOBOXHGSEJBUPB-MTOQALJVSA-N 0.000 claims description 2
- KQNPFQTWMSNSAP-UHFFFAOYSA-N Isobutyric acid Chemical compound CC(C)C(O)=O KQNPFQTWMSNSAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UIERETOOQGIECD-ONEGZZNKSA-N Tiglic acid Chemical compound C\C=C(/C)C(O)=O UIERETOOQGIECD-ONEGZZNKSA-N 0.000 claims description 2
- BITAWQMQPSHIPQ-UHFFFAOYSA-J [Zr+4].CCC(C(C)=O)C([O-])=O.CCC(C(C)=O)C([O-])=O.CCC(C(C)=O)C([O-])=O.CCC(C(C)=O)C([O-])=O Chemical compound [Zr+4].CCC(C(C)=O)C([O-])=O.CCC(C(C)=O)C([O-])=O.CCC(C(C)=O)C([O-])=O.CCC(C(C)=O)C([O-])=O BITAWQMQPSHIPQ-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 2
- NPBHVBLVQIZAQI-UHFFFAOYSA-N [Zr+4].CCOC(=O)CC(C)=O Chemical compound [Zr+4].CCOC(=O)CC(C)=O NPBHVBLVQIZAQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- MQGNWZLWQBTZJR-UHFFFAOYSA-J [Zr+4].[O-][Cl](=O)(=O)=O.[O-][Cl](=O)(=O)=O.[O-][Cl](=O)(=O)=O.[O-][Cl](=O)(=O)=O Chemical compound [Zr+4].[O-][Cl](=O)(=O)=O.[O-][Cl](=O)(=O)=O.[O-][Cl](=O)(=O)=O.[O-][Cl](=O)(=O)=O MQGNWZLWQBTZJR-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 2
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims description 2
- HTEAGOMAXMOFFS-UHFFFAOYSA-N methyl 2-methylprop-2-enoate;prop-2-enoic acid Chemical group OC(=O)C=C.COC(=O)C(C)=C HTEAGOMAXMOFFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UJVRJBAUJYZFIX-UHFFFAOYSA-N nitric acid;oxozirconium Chemical compound [Zr]=O.O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O UJVRJBAUJYZFIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000003606 oligomerizing Effects 0.000 claims description 2
- XPGAWFIWCWKDDL-UHFFFAOYSA-N propan-1-olate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CCC[O-].CCC[O-].CCC[O-].CCC[O-] XPGAWFIWCWKDDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N propylene glycol Chemical group CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005829 trimerization reaction Methods 0.000 claims description 2
- IPCAPQRVQMIMAN-UHFFFAOYSA-L zirconyl chloride Chemical compound Cl[Zr](Cl)=O IPCAPQRVQMIMAN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- TZMFJUDUGYTVRY-UHFFFAOYSA-N pentane-2,3-dione Chemical compound CCC(=O)C(C)=O TZMFJUDUGYTVRY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 claims 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 abstract description 9
- 230000005494 condensation Effects 0.000 abstract description 9
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 abstract description 9
- 150000007934 α,β-unsaturated carboxylic acids Chemical class 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- HUCVOHYBFXVBRW-UHFFFAOYSA-M Caesium hydroxide Chemical compound [OH-].[Cs+] HUCVOHYBFXVBRW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 122
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-2-propenoic acid methyl ester Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 31
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 29
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 28
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N propionic acid Chemical compound CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 11
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 10
- 238000002173 high-resolution transmission electron microscopy Methods 0.000 description 10
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 10
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 10
- CUJRVFIICFDLGR-UHFFFAOYSA-N acetylacetonate Chemical compound CC(=O)[CH-]C(C)=O CUJRVFIICFDLGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 7
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 7
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 150000004819 silanols Chemical class 0.000 description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 7
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 6
- 238000000024 high-resolution transmission electron micrograph Methods 0.000 description 6
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 6
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 6
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate dianion Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 5
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 125000004435 hydrogen atoms Chemical class [H]* 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229920002866 paraformaldehyde Polymers 0.000 description 5
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 5
- 125000003107 substituted aryl group Chemical group 0.000 description 5
- ZSDSQXJSNMTJDA-UHFFFAOYSA-N Trifluralin Chemical compound CCCN(CCC)C1=C([N+]([O-])=O)C=C(C(F)(F)F)C=C1[N+]([O-])=O ZSDSQXJSNMTJDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001253 acrylic acids Chemical class 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- NKDDWNXOKDWJAK-UHFFFAOYSA-N Dimethoxymethane Chemical compound COCOC NKDDWNXOKDWJAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 3
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 125000005842 heteroatoms Chemical group 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 3
- 125000000547 substituted alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 3
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 3
- KQBSGRWMSNFIPG-UHFFFAOYSA-N trioxane Chemical compound C1COOOC1 KQBSGRWMSNFIPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ARXKVVRQIIOZGF-UHFFFAOYSA-N 1,2,4-Butanetriol Chemical compound OCCC(O)CO ARXKVVRQIIOZGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940035437 1,3-propanediol Drugs 0.000 description 2
- BJHIKXHVCXFQLS-UYFOZJQFSA-N Fructose Natural products OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C(=O)CO BJHIKXHVCXFQLS-UYFOZJQFSA-N 0.000 description 2
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010724 Wisteria floribunda Nutrition 0.000 description 2
- OERNJTNJEZOPIA-UHFFFAOYSA-N Zirconium nitrate Chemical compound [Zr+4].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O OERNJTNJEZOPIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N acetic acid ethyl ester Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002015 acyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000001476 alcoholic Effects 0.000 description 2
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000003262 carboxylic acid ester group Chemical group [H]C([H])([*:2])OC(=O)C([H])([H])[*:1] 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 2
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M methanoate Chemical compound [O-]C=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N n-heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003947 neutron activation analysis Methods 0.000 description 2
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000918 plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000002459 porosimetry Methods 0.000 description 2
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 2
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N t-BuOH Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000008 (C1-C10) alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006710 (C2-C12) alkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- MGGGFDCMRADCEW-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trioxepane-2,4-dione Chemical compound O=C1OCCOC(=O)O1 MGGGFDCMRADCEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PBKQRJAUDULXHE-UHFFFAOYSA-N 2,2,6,6-tetramethylheptane-3,5-diol Chemical compound CC(C)(C)C(O)CC(O)C(C)(C)C PBKQRJAUDULXHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHPMTXAHBRNUJH-UHFFFAOYSA-N 2,2,6,6-tetramethylheptane-3,5-dione;zirconium Chemical compound [Zr].CC(C)(C)C(=O)CC(=O)C(C)(C)C XHPMTXAHBRNUJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 2,2-bis(hydroxymethyl)propane-1,3-diol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SFRDXVJWXWOTEW-UHFFFAOYSA-N 2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol Chemical compound OCC(CO)CO SFRDXVJWXWOTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YGDKIQZYHCUZIC-UHFFFAOYSA-N 3-methylideneoxan-2-one Chemical compound C=C1CCCOC1=O YGDKIQZYHCUZIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L Caesium carbonate Chemical compound [Cs+].[Cs+].[O-]C([O-])=O FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GZCGUPFRVQAUEE-KCDKBNATSA-N D-(+)-Galactose Natural products OC[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-KCDKBNATSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N D-Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N D-sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N Dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004673 OPr Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N Sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-GDQSFJPYSA-N Sucrose Natural products O([C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](CO)O1)[C@@]1(CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-GDQSFJPYSA-N 0.000 description 1
- 238000010928 TGA analysis Methods 0.000 description 1
- QXJQHYBHAIHNGG-UHFFFAOYSA-N Trimethylolethane Chemical compound OCC(C)(CO)CO QXJQHYBHAIHNGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating Effects 0.000 description 1
- 238000005882 aldol condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 125000002393 azetidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 125000002619 bicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004369 butenyl group Chemical group C(=CCC)* 0.000 description 1
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000536 complexating Effects 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 125000000058 cyclopentadienyl group Chemical group C1(=CC=CC1)* 0.000 description 1
- 238000006298 dechlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- ASBGGHMVAMBCOR-UHFFFAOYSA-N ethanolate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CC[O-].CC[O-].CC[O-].CC[O-] ASBGGHMVAMBCOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HHFAWKCIHAUFRX-UHFFFAOYSA-N ethoxide Chemical compound CC[O-] HHFAWKCIHAUFRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019439 ethyl acetate Nutrition 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000011066 ex-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- REHUGJYJIZPQAV-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;methanol Chemical class OC.O=C REHUGJYJIZPQAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002541 furyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 159000000011 group IA salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000002362 hafnium Chemical class 0.000 description 1
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical group [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003187 heptyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- ZWVMLYRJXORSEP-UHFFFAOYSA-N hexane-1,2,6-triol Chemical compound OCCCCC(O)CO ZWVMLYRJXORSEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006038 hexenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007970 homogeneous dispersion Substances 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 description 1
- 230000000640 hydroxylating Effects 0.000 description 1
- 238000005805 hydroxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 125000001041 indolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002183 isoquinolinyl group Chemical group C1(=NC=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 125000000842 isoxazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002757 morpholinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006384 oligomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001715 oxadiazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002971 oxazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004043 oxo group Chemical group O=* 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 125000002255 pentenyl group Chemical group C(=CCCC)* 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000003386 piperidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003151 propanoic acid esters Chemical class 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 125000003373 pyrazinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003226 pyrazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002098 pyridazinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000714 pyrimidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000719 pyrrolidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002943 quinolinyl group Chemical group N1=C(C=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000012048 reactive intermediate Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002028 silica xerogel Inorganic materials 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 238000004441 surface measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 125000001113 thiadiazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005307 thiatriazolyl group Chemical group S1N=NN=C1* 0.000 description 1
- 125000000335 thiazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 125000001425 triazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004072 triols Chemical class 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- GSLDEZOOOSBFGP-UHFFFAOYSA-N α-methylene γ-butyrolactone Chemical compound C=C1CCOC1=O GSLDEZOOOSBFGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N β-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N γ-lactone 4-hydroxy-butyric acid Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к модифицированному диоксидкремниевому носителю катализатора, к катализатору, включающему модифицированный диоксидкремниевый носитель, и к способу получения этиленненасыщенных карбоновых кислот или сложных эфиров, в частности, α,β-ненасыщенных карбоновых кислот или сложных эфиров, более конкретно, акриловых кислот или сложных эфиров, таких как (алк)акриловые кислоты или алкил(алк)акрилаты, в частности, (мет)акриловые кислоты или алкил(мет)акрилаты, такие как метакриловая кислота (МА) и метилметакрилат (ММА), посредством конденсации карбоновой кислоты или сложных эфиров с формальдегидом или его источником, таким как диметоксиметан, в присутствии таких катализаторов, в частности, конденсацией пропионовой кислоты или ее сложных алкиловых эфиров, таких как метилпропионат, с формальдегидом или его источником в присутствии таких катализаторов с каталитическим металлом на модифицированном диоксидкремниевом носителе. Соответственно, данное изобретение является особенно актуальным для получения метакриловой кислоты (MAA) и метилметакрилата (MMA).The present invention relates to a modified silica catalyst carrier, a catalyst comprising a modified silica carrier, and a process for the production of ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters, in particular α,β-unsaturated carboxylic acids or esters, more particularly acrylic acids or esters. such as (alk)acrylic acids or alkyl(alk)acrylates, in particular (meth)acrylic acids or alkyl(meth)acrylates such as methacrylic acid (MA) and methyl methacrylate (MMA), by condensation of a carboxylic acid or esters with formaldehyde or a source thereof such as dimethoxymethane in the presence of such catalysts, in particular by condensing propionic acid or its alkyl esters such as methyl propionate with formaldehyde or a source thereof in the presence of such catalysts with a catalytic metal on a modified silica support. Accordingly, this invention is particularly relevant for the production of methacrylic acid (MAA) and methyl methacrylate (MMA).
Как указано выше, такие ненасыщенные кислоты или сложные эфиры могут быть получены посредством реакции карбоновой кислоты или сложного эфира, и подходящие карбоновые кислоты или сложные эфиры представляют собой алкановые кислоты (или сложные эфиры) формулы R3-CH2-COOR4, где каждый из R3 и R4 независимо представляет собой подходящий заместитель, известный в области акриловых соединений, такой как водород или алкильная группа, в особенности, низшая алкильная группа, содержащая, например, 1-4 атома углерода. Так, например, метакриловая кислота или ее сложные алкиловые эфиры, особенно метилметакрилат, могут быть получены посредством каталитической реакции пропионовой кислоты или соответствующего сложного алкилового эфира, например, метилпропионата, с формальдегидом в качестве источника метилена в соответствии с последовательностью реакций 1.As indicated above, such unsaturated acids or esters can be obtained by reaction of a carboxylic acid or ester, and suitable carboxylic acids or esters are alkanoic acids (or esters) of the formula R 3 -CH 2 -COOR 4 where each of R 3 and R 4 independently represents a suitable substituent known in the field of acrylic compounds, such as hydrogen or an alkyl group, in particular a lower alkyl group containing, for example, 1-4 carbon atoms. Thus, for example, methacrylic acid or its alkyl esters, especially methyl methacrylate, can be prepared by the catalytic reaction of propionic acid or the corresponding alkyl ester, such as methyl propionate, with formaldehyde as a source of methylene, according to reaction sequence 1.
R3-CH2-COOR4+HCHO -------> R3-CH(CH2OH)-COOR4 R 3 -CH 2 -COOR 4 +HCHO -------> R 3 -CH(CH 2 OH) -COOR 4
иand
R3-CH(CH2OH)-COOR4 ------> R3-C(:CH2)-COOR4+H2OR 3 -CH(CH 2 OH)-COOR 4 ------> R 3 -C(:CH 2 )-COOR 4 +H 2 O
Последовательность 1Sequence 1
Примером последовательности реакций 1 является последовательность реакций 2.An example of reaction sequence 1 is
CH3-CH2-COOR4+HCHO -------> CH3-CH(CH2OH)-COOR4 CH 3 -CH 2 -COOR 4 +HCHO -------> CH 3 -CH(CH 2 OH) -COOR 4
CH3-CH(CH2OH)-COOR4 ------> CH3-C(:CH2)-COOR4+H2OCH 3 -CH (CH 2 OH) -COOR 4 ------> CH 3 -C (: CH 2 ) -COOR 4 +H 2 O
Последовательность 2
Указанные выше последовательности реакций обычно осуществляются при повышенной температуре, обычно в диапазоне 250-400 °C, с использованием кислотного/основного катализатора. Когда целевым продуктом является сложный эфир, реакцию обычно осуществляют в присутствии подходящего спирта для сведения к минимуму образования соответствующей кислоты вследствие гидролиза сложного эфира. Также для удобства часто желательно вводить формальдегид в виде комплекса формальдегида с метанолом. Поэтому при получении метилметакрилата подаваемая на катализатор реакционная смесь обычно будет состоять из метилпропионата, метанола, формальдегида и воды.The above reaction sequences are usually carried out at elevated temperature, typically in the range of 250-400°C, using an acid/base catalyst. When the desired product is an ester, the reaction is usually carried out in the presence of a suitable alcohol to minimize the formation of the corresponding acid due to hydrolysis of the ester. It is also often desirable for convenience to introduce formaldehyde in the form of a formaldehyde-methanol complex. Therefore, in the production of methyl methacrylate, the reaction mixture fed to the catalyst will typically consist of methyl propionate, methanol, formaldehyde and water.
Известный способ получения MMA представляет собой каталитическую конверсию метилпропионата (MEP) в MMA с использованием формальдегида. Известный для этого катализатор представляет собой цезиевый катализатор, включающий носитель, например, диоксид кремния.A known method for producing MMA is the catalytic conversion of methyl propionate (MEP) to MMA using formaldehyde. A known catalyst for this is a cesium catalyst comprising a support such as silica.
В WO 1999/52628 описан катализатор для использования при получении α,β-ненасыщенных карбоновых кислот или сложных эфиров путем конденсации пропионовой кислоты или соответствующего сложного алкилового эфира, причем катализатор содержит диоксид кремния, легированный щелочным металлом, пропитанный по меньшей мере одним элементом-модификатором, при этом элемент-модификатор выбран из группы, состоящей из бора, алюминия, магния, циркония и гафния, предпочтительно циркония и/или алюминия и/или бора, а щелочной металл выбран из калия, рубидия или цезия, предпочтительно цезия.WO 1999/52628 describes a catalyst for use in the preparation of α,β-unsaturated carboxylic acids or esters by condensation of propionic acid or the corresponding alkyl ester, the catalyst comprising alkali metal doped silica impregnated with at least one modifier element, wherein the modifier element is selected from the group consisting of boron, aluminum, magnesium, zirconium and hafnium, preferably zirconium and/or aluminum and/or boron, and the alkali metal is selected from potassium, rubidium or cesium, preferably cesium.
В WO 2003/026795 описан катализатор для использования в реакциях альдольной конденсации, включая получение α,β-ненасыщенных карбоновых кислот путем конденсации пропионовой кислоты или сложного эфира пропионовой кислоты, при полимеризации олефинов, дегидратации, гидроксилировании и изомеризации, где катализатор содержит гидрогель диоксида кремния и металла, пропитанный каталитическим металлом, при этом металл гидрогеля выбран из группы, состоящей из циркония, титана, алюминия и железа, предпочтительно циркония, а каталитический металл выбран из группы, состоящей из щелочных металлов и щелочноземельных металлов, предпочтительно цезия.WO 2003/026795 describes a catalyst for use in aldol condensation reactions, including the preparation of α,β-unsaturated carboxylic acids by propionic acid or propionic acid ester condensation, olefin polymerization, dehydration, hydroxylation and isomerization, wherein the catalyst contains a silica hydrogel and metal impregnated with a catalytic metal, wherein the hydrogel metal is selected from the group consisting of zirconium, titanium, aluminum and iron, preferably zirconium, and the catalytic metal is selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals, preferably cesium.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что катализаторы, содержащие модифицированные определенным металлом диоксидкремниевые носители и содержащие каталитический металл, обеспечивают высокий уровень селективности при конденсации источников метилена, таких как формальдегид, с карбоновой кислотой или сложным алкиловым эфиром, таким как метилпропионат, когда по меньшей мере часть металла-модификатора включена или присутствует в носителе в форме соединений металла, имеющих в общей сложности до двух атомов циркония и/или гафния.The present inventors have found that catalysts containing metal-modified silica supports and containing the catalytic metal provide a high level of selectivity for the condensation of methylene sources such as formaldehyde with a carboxylic acid or alkyl ester such as methyl propionate when at least a portion of the metal the modifier is included or present in the carrier in the form of metal compounds having a total of up to two zirconium and/or hafnium atoms.
Из работы Yung-Jin Hu et al, J. Am. Chem. Soc. Volume 135, 2013, p14240, известно, что цирконий способен образовывать крупные кластеры в растворе. Кластеры Zr-18 являются типичными.From Yung-Jin Hu et al, J. Am. Chem. soc. Volume 135, 2013, p14240, it is known that zirconium is able to form large clusters in solution. Clusters of Zr-18 are typical.
Однако авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что когда модифицированный диоксидкремниевый носитель содержит группы оксида циркония и/или гафния, полученные из источника катиона мономерного и/или димерного металла-модификатора, как, например, их соединения в начале модификации, а не из таких более крупных кластеров, было обнаружено улучшение связывания каталитического металла с модифицированным носителем и вследствие этого более высокая селективность получения ненасыщенной карбоновой кислоты или сложных эфиров путем конденсации соответствующей кислоты или сложного эфира с источником метилена, таким как формальдегид. Кроме того, авторы изобретения обнаружили, что модифицированные диоксидкремниевые носители, обеспечивающие эти высокие селективности, содержат атомы мономерного или димерного металла-модификатора после осаждения/адсорбции на поверхности диоксида кремния.However, the present inventors surprisingly found that when the modified silica support contains zirconium oxide and/or hafnium groups derived from a monomeric and/or dimeric modifier metal cation source, such as their compounds at the beginning of the modification, and not from such larger clusters, it has been found to improve the binding of the catalytic metal to the modified support and therefore a higher selectivity to obtain an unsaturated carboxylic acid or esters by condensing the corresponding acid or ester with a methylene source such as formaldehyde. In addition, the inventors have found that the modified silica supports providing these high selectivities contain monomeric or dimeric modifier metal atoms after being deposited/adsorbed onto the silica surface.
Кроме того, авторы настоящего изобретения обнаружили, что при использовании таких модифицированных диоксидкремниевых носителей скорость спекания поверхности катализатора, как было установлено, уменьшается, и снижается потеря удельной поверхности, на которой происходит каталитическая реакция во время реакции конденсации.In addition, the present inventors have found that by using such modified silica supports, the sintering rate of the catalyst surface has been found to decrease and the loss of the specific surface on which the catalytic reaction occurs during the condensation reaction is reduced.
Поэтому катализаторы, содержащие такие модифицированные диоксидкремниевые носители и содержащие каталитический металл, являются чрезвычайно эффективными катализаторами для получения α,β-этиленненасыщенных карбоновых кислот или сложных эфиров путем конденсации соответствующей кислоты или сложного эфира с источником метилена, таким как формальдегид, обеспечивая ряд преимуществ, таких как высокий уровень селективности и/или снижение спекания поверхности катализатора.Therefore, catalysts containing such modified silica supports and containing a catalytic metal are extremely efficient catalysts for producing α,β-ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters by condensation of the corresponding acid or ester with a source of methylene such as formaldehyde, providing a number of advantages such as a high level of selectivity and/or reduced catalyst surface sintering.
Таким образом, в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, предлагается катализатор, содержащий:Thus, according to the first aspect of the present invention, there is provided a catalyst comprising:
модифицированный диоксидкремниевый носитель,modified silicon dioxide carrier,
причем модифицированный диоксидкремниевый носитель содержит металл-модификатор;moreover, the modified silicon dioxide media contains a metal modifier;
и каталитический металл на модифицированном диоксидкремниевом носителе,and a catalytic metal on a modified silica support,
где металл-модификатор выбран из одного или нескольких компонентов из циркония и/или гафния,where the modifier metal is selected from one or more components of zirconium and/or hafnium,
отличающийся тем, что по меньшей мере часть, обычно по меньшей мере 25% указанного металла-модификатора присутствует в виде групп металла-модификатора,characterized in that at least a portion, typically at least 25%, of said modifier metal is present as modifier metal groups,
имеющих в общей сложности до 2 атомов металла-модификатора.having a total of up to 2 modifier metal atoms.
В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения предлагается катализатор, содержащий:According to a further aspect of the present invention, a catalyst is provided comprising:
модифицированный диоксидкремниевый носитель,modified silicon dioxide carrier,
причем модифицированный диоксидкремниевый носитель содержит металл-модификатор;moreover, the modified silicon dioxide media contains a metal modifier;
и каталитический металл на модифицированном диоксидкремниевом носителе,and a catalytic metal on a modified silica support,
где металл-модификатор выбран из одного или нескольких компонентов из циркония и/или гафния,where the modifier metal is selected from one or more components of zirconium and/or hafnium,
отличающийся тем, что по меньшей мере часть, обычно по меньшей мере 25% указанного металла-модификатора присутствует в виде групп металла-модификатора, полученных из источника катионов мономерного и/или димерного металла-модификатора.characterized in that at least a portion, typically at least 25%, of said modifier metal is present as modifier metal groups derived from a monomeric and/or dimeric modifier metal cation source.
Мономерный и/или димерный металл-модификатор контактирует с диоксидкремниевым носителем в виде источника катионов мономерного и/или димерного металла-модификатора - циркония или гафния, такого как их соединение в растворе, для осуществления адсорбции указанного металла-модификатора на носителе с образованием благодаря этому групп металла-модификатора. Подходящим источником может быть комплекс металла-модификатора, чаще всего лигандный комплекс в растворе.The monomeric and/or dimeric modifier metal is contacted with a silica carrier in the form of a source of cations of the monomeric and/or dimeric modifier metal - zirconium or hafnium, such as their compound in solution, to adsorb said modifier metal on the carrier, thereby forming groups modifier metal. A suitable source may be a modifier metal complex, most commonly a ligand complex in solution.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается модифицированный диоксидкремниевый носитель для катализатора, включающий:According to a second aspect of the present invention, a modified silica catalyst support is provided, comprising:
диоксидкремниевый носитель иsilica carrier and
металл-модификатор,modifier metal,
где металл-модификатор выбран из одного или нескольких компонентов из циркония и/или гафния,where the modifier metal is selected from one or more components of zirconium and/or hafnium,
отличающийся тем, что по меньшей мере часть, обычно по меньшей мере 25% указанного металла-модификатора присутствует в виде групп металла-модификатора,characterized in that at least a portion, typically at least 25%, of said modifier metal is present as modifier metal groups,
имеющих в общей сложности до 2 атомов металла-модификатора.having a total of up to 2 modifier metal atoms.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предлагается модифицированный диоксидкремниевый носитель для катализатора, включающий:According to a third aspect of the present invention, a modified silica catalyst support is provided, comprising:
диоксидкремниевый носитель иsilica carrier and
металл-модификатор,modifier metal,
где металл-модификатор выбран из одного или нескольких компонентов из циркония и/или гафния,where the modifier metal is selected from one or more components of zirconium and/or hafnium,
отличающийся тем, что по меньшей мере часть, обычно по меньшей мере, 25% указанного металла-модификатора присутствует в виде групп металла-модификатора, полученных из источника катионов мономерного и/или димерного металла-модификатора в начале модификации.characterized in that at least a portion, typically at least 25%, of said modifier metal is present as modifier metal groups derived from the monomeric and/or dimeric modifier metal cation source at the start of the modification.
При этом модифицированный диоксидкремниевый носитель модифицирован металлом-модификатором. Как правило, металл-модификатор представляет собой адсорбат, адсорбированный на поверхности диоксидкремниевого носителя. Адсорбат может быть хемосорбированным или физически сорбированным на поверхности диоксидкремниевого носителя, обычно он является хемосорбированным. Группы металла-модификатора обычно представляют собой оксидные группы металла-модификатора.At the same time, the modified silicon dioxide carrier is modified with a modifier metal. As a rule, the modifier metal is an adsorbate adsorbed on the surface of the silicon dioxide carrier. The adsorbate may be chemisorbed or physically sorbed on the surface of the silica support, usually it is chemisorbed. Modifier metal groups are typically oxide groups of the modifier metal.
Диоксидкремниевый носитель обычно имеет форму силикагеля, более типично ксерогеля или гидрогеля.The silica carrier is typically in the form of a silica gel, more typically a xerogel or hydrogel.
Как правило, металл-модификатор адсорбирован на поверхности силикагелевого носителя. Таким образом, обычно указанный металл-модификатор присутствует на поверхности модифицированного силикагелевого носителя в виде групп оксида металла.As a rule, the modifier metal is adsorbed on the surface of the silica gel support. Thus, usually said metal modifier is present on the surface of the modified silica gel support in the form of metal oxide groups.
В качестве альтернативы, металл-модификатор может присутствовать в носителе в виде когеля. В таком случае модифицированный диоксидкремниевый носитель представляет собой гель оксида металла-диоксида кремния, обычно содержащий группы оксида циркония и/или гафния.Alternatively, the modifier metal may be present in the carrier in the form of a cogel. In such a case, the modified silica carrier is a metal oxide-silica gel, typically containing zirconia and/or hafnium oxide groups.
Как правило, металл-модификатор присутствует в модифицированном диоксидкремниевом носителе в эффективном количестве для уменьшения спекания и улучшения селективности катализатора. Как правило, по меньшей мере, 30%, например, по меньшей мере, 35%, более предпочтительно по меньшей мере 40%, например, по меньшей мере, 45%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 50%, например, по меньшей мере 55%, например, по меньшей мере 60% или 65%, и наиболее предпочтительно по меньшей мере, 70%, например, по меньшей мере 75% или 80%, более типично по меньшей мере 85%, наиболее типично по меньшей мере 90%, особенно по меньшей мере 95% металла-модификатора в модифицированном диоксидкремниевом носителе находится в группах, имеющих в общей сложности 1 и/или 2 атома металла, особенно в группах, имеющих всего 1 атом металла или полученных из мономерного и/или димерного соединения металла в начале образования модифицированного диоксида кремния при таких уровнях.Typically, the modifier metal is present in the modified silica support in an effective amount to reduce sintering and improve catalyst selectivity. Typically at least 30%, such as at least 35%, more preferably at least 40%, such as at least 45%, most preferably at least 50%, such as at least 55 %, such as at least 60% or 65%, and most preferably at least 70%, such as at least 75% or 80%, more typically at least 85%, most typically at least 90%, especially at least 95% of the modifier metal in the modified silica support is in groups having a total of 1 and/or 2 metal atoms, especially in groups having only 1 metal atom or derived from a monomeric and/or dimeric metal compound at the beginning formation of modified silica at such levels.
Во избежание неопределенности, группы металла-модификатора, имеющие в общей сложности 1 атом металла, считаются мономерными, и имеющие в общей сложности 2 атома металла считаются димерными. В особенно предпочтительных вариантах осуществления, например, по меньшей мере 35%, более предпочтительно по меньшей мере 40%, например, по меньшей мере 45%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 50%, например, по меньшей мере 55%, например, по меньшей мере 60% или 65%, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 70%, например, по меньшей мере 75% или 80%, более типично по меньшей мере 85%, наиболее типично по меньшей мере 90%, особенно по меньшей мере 95% металла-модификатора присутствует в мономерных группах металла, или в любом случае обычно образуются из соединений циркония и/или гафния в начале модификации, имея такие уровни металла-модификатора, как мономерные соединения. Как правило, группы металла-модификатора на диоксиде кремния представляют собой оксидные группы металла-модификатора.For the avoidance of doubt, modifier metal groups having a total of 1 metal atom are considered monomeric, and those having a total of 2 metal atoms are considered dimeric. In particularly preferred embodiments, such as at least 35%, more preferably at least 40%, such as at least 45%, most preferably at least 50%, such as at least 55%, such as at least at least 60% or 65%, and most preferably at least 70%, such as at least 75% or 80%, more typically at least 85%, most typically at least 90%, especially at least 95% metal -modifier is present in the monomeric metal groups, or in any case usually formed from compounds of zirconium and/or hafnium at the beginning of the modification, having such levels of metal modifier as monomeric compounds. Generally, modifier metal groups on silica are oxide groups of the modifier metal.
Неожиданно было обнаружено, что кластеры циркония и/или гафния, содержащие больше чем 2 атома металла, диспергированные по всему носителю, такому как гидрогелевый носитель, снижают селективность реакции получения α,β-этиленненасыщенных карбоновых кислот или сложных эфиров путем конденсации соответствующей кислоты или сложного эфира с источником метилена, таким как формальдегид. Также неожиданно было обнаружено, что такие крупные кластеры увеличивают спекание частиц модифицированного диоксида кремния по сравнению с кластерами металла-модификатора с 2 атомами или 1 атомом металла, тем самым уменьшая удельную поверхность, что снижает прочность и сокращает срок службы катализатора до того, как активность станет неприемлемо низкой. Кроме того, селективность часто бывает ниже, в зависимости от природы кластера металла-модификатора.Surprisingly, it has been found that zirconium and/or hafnium clusters containing more than 2 metal atoms, dispersed throughout a support such as a hydrogel support, reduce the selectivity of the reaction for producing α,β-ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters by condensation of the corresponding acid or ester with a methylene source such as formaldehyde. It has also surprisingly been found that such large clusters increase the sintering of modified silica particles compared to modifier metal clusters with 2 atoms or 1 metal atom, thereby reducing specific surface area, which reduces strength and shortens catalyst life before activity becomes unacceptably low. In addition, the selectivity is often lower, depending on the nature of the modifier metal cluster.
Как правило, металл-модификатор диспергирован по всему носителю по существу однородным образом.Typically, the modifier metal is dispersed throughout the support in a substantially uniform manner.
Как правило, модифицированный диоксидкремниевый носитель представляет собой ксерогель. Гель также может быть гидрогелем или аэрогелем.Typically, the modified silica carrier is a xerogel. The gel may also be a hydrogel or an airgel.
Гель также может представлять собой когель диоксида кремния-диоксида циркония и/или диоксида кремния-оксида гафния. Силикагель может быть образован любым из различных способов, известных специалистам в области гелеобразования, таких как здесь упомянуты. Как правило, модифицированные силикагели получают подходящей реакцией адсорбции. Адсорбция соответствующих соединений металлов, таких как соединения циркония и/или гафния, на силикагеле, таком как ксерогель диоксида кремния, с образованием модифицированного силикагеля, имеющего группы соответствующего металла-модификатора, является подходящим способом.The gel may also be a silica-zirconia and/or silica-hafnium oxide cogel. Silica gel can be formed by any of the various methods known to those skilled in the art of gelling, such as those mentioned herein. Generally, modified silica gels are prepared by a suitable adsorption reaction. Adsorption of appropriate metal compounds, such as zirconium and/or hafnium compounds, on silica gel, such as a silica xerogel, to form a modified silica gel having the appropriate modifier metal groups is a suitable method.
Способы получения силикагелей хорошо известны в данной области техники, и некоторые такие способы описаны в The Chemistry of Silica: Solubility, Polymerisation, Colloid and Surface Properties and Biochemistry of Silica, by Ralph K Iler, 1979, John Wiley and Sons Inc., ISBN 0-471-02404-X и в приведенных там ссылках.Methods for preparing silica gels are well known in the art, and some such methods are described in The Chemistry of Silica: Solubility, Polymerisation, Colloid and Surface Properties and Biochemistry of Silica, by Ralph K Iler, 1979, John Wiley and Sons Inc., ISBN 0 -471-02404-X and in the links provided there.
Способы получения когелей диоксида кремния-диоксида циркония хорошо известны в данной области техники, и некоторые такие способы описаны в US 5069816; в работе Bosman et al, J. Catalysis Vol. 148 (1994) p.660, и в работе Monros et al, J. Materials Science Vol. 28,(1993), p.5832.Methods for preparing silica-zirconia cogels are well known in the art, and some such methods are described in US 5,069,816; in Bosman et al, J. Catalysis Vol. 148 (1994) p.660, and Monros et al, J. Materials Science Vol. 28, (1993), p.5832.
В предпочтительных вариантах осуществления модифицированный диоксидкремниевый носитель не образуется в результате совместного гелеобразования, т.е. не представляет собой диоксид кремния-диоксид циркония, диоксид кремния-оксид гафния или диоксид кремния-диоксид циркония/оксид гафния, образованный в результате совместного гелеобразования, такого как смешивание раствора силиката натрия с комплексами металлов-модификаторов в растворе серной кислоты. В таких вариантах осуществления цирконий и/или гафний обычно включены в виде адсорбата на поверхности диоксидкремниевого носителя.In preferred embodiments, the modified silica carrier is not co-gelled, i.e. is not silica-zirconia, silica-hafnium oxide, or silica-zirconia/hafnium oxide formed by co-gelling, such as mixing sodium silicate solution with modifier metal complexes in sulfuric acid solution. In such embodiments, the implementation of zirconium and/or hafnium is usually included as an adsorbate on the surface of the silica carrier.
Предпочтительно, катализатор на основе модифицированного диоксидкремниевого носителя и модифицированный диоксидкремниевый носитель в соответствии с любым аспектом настоящего изобретения может по существу не содержать, практически не содержать или полностью не содержать фторида. Фторид может присутствовать в следовых количествах из-за неизбежного загрязнения окружающей среды. Под выражением «по существу не содержит» авторы изобретения подразумевают катализаторы и носители, содержащие менее чем примерно 1000 частей на миллион (ч/млн) фторида. Под выражением «практически не содержит» авторы изобретения подразумевают катализаторы и носители, содержащие менее чем примерно 100 ч/млн фторида, и под выражением «полностью не содержит» авторы изобретения подразумевают катализаторы, содержащие менее чем примерно 200 частей на миллиард (ч/млрд) фторида.Preferably, the modified silica support catalyst and the modified silica support according to any aspect of the present invention may be substantially free, substantially free, or completely free of fluoride. Fluoride may be present in trace amounts due to inevitable environmental pollution. By "substantially free" we mean catalysts and supports containing less than about 1000 parts per million (ppm) of fluoride. By "substantially free" we mean catalysts and supports containing less than about 100 ppm fluoride, and by "completely free" we mean catalysts containing less than about 200 parts per billion (ppb) fluoride.
Предпочтительно, когда по меньшей мере часть металла-модификатора, включенного в модифицированный диоксид кремния указанных выше аспектов настоящего изобретения, получают из источника катионов мономерного и/или димерного металла-модификатора в начале образования модифицированного диоксида кремния, обнаружено, что улучшается селективность реакции и/или снижается скорость спекания поверхности катализатора при получении α,β-этиленненасыщенных карбоновых кислот или сложных эфиров.Preferably, when at least a portion of the modifier metal included in the modified silica of the above aspects of the present invention is obtained from a source of cations of the monomeric and/or dimeric modifier metal at the beginning of the formation of the modified silica, it is found that the reaction selectivity and/or the rate of sintering of the catalyst surface decreases in the production of α,β-ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters.
Группы металла и оксида металла в модифицированном диоксидкремниевом носителе по настоящему изобретению относятся к цирконию и/или гафнию и диоксиду циркония и/или оксиду гафния, а не к диоксиду кремния.The metal and metal oxide groups in the modified silica support of the present invention refer to zirconium and/or hafnium and zirconia and/or hafnium oxide, and not to silicon dioxide.
Предпочтительно уровень металла-модификатора, присутствующего в модифицированном диоксиде кремния или катализаторе, может составлять до 7,6×10-2 моль/моль диоксида кремния, более предпочтительно до 5,9×10-2 моль/моль диоксида кремния, наиболее предпочтительно до 3,5×10-2 моль/моль диоксида кремния. Обычно уровень такого металла составляет от 0,067×10-2 до 7,3×10-2 моль/моль диоксида кремния, более предпочтительно от 0,13×10-2 до 5,7×10-2 моль/моль диоксида кремния и наиболее предпочтительно от 0,2×10-2 до 3,5×10-2 моль/моль диоксида кремния. Обычно уровень присутствующего металла-модификатора составляет по меньшей мере 0,1×10-2 моль/моль диоксида кремния, более предпочтительно, по меньшей мере, 0,15×10-2 моль/моль диоксида кремния и наиболее предпочтительно по меньшей мере 0,25×10-2 моль/моль диоксида кремния.Preferably, the level of modifier metal present in the modified silica or catalyst may be up to 7.6×10 -2 mol/mol silica, more preferably up to 5.9×10 -2 mol/mol silica, most preferably up to 3 .5×10 -2 mol/mol silicon dioxide. Usually the level of such a metal is from 0.067×10 -2 to 7.3×10 -2 mol/mol silica, more preferably from 0.13×10 -2 to 5.7×10 -2 mol/mol silica and most preferably from 0.2×10 -2 to 3.5×10 -2 mol/mol silicon dioxide. Typically, the level of modifier metal present is at least 0.1×10 -2 mol/mol silica, more preferably at least 0.15×10 -2 mol/mol silica, and most preferably at least 0, 25×10 -2 mol/mol silicon dioxide.
Предпочтительно, когда цирконий является металлом-модификатором, уровень металлического циркония может составлять до 10% масс./масс. модифицированного диоксидкремниевого носителя, более предпочтительно до 8% масс./масс., наиболее предпочтительно до 5,5% масс./масс. Как правило, уровень металлического циркония составляет 0,1-10% масс./масс. модифицированного диоксидкремниевого носителя, более предпочтительно 0,2-8% масс./масс. и наиболее предпочтительно 0,3-5% масс./масс. Как правило, уровень металлического циркония составляет по меньшей мере 0,5% масс./масс. модифицированного диоксидкремниевого носителя, например, 0,8% масс./масс., более типично по меньшей мере 1,0% масс./масс., наиболее типично по меньшей мере 1,5% масс./масс.Preferably, when zirconium is a modifier metal, the level of zirconium metal can be up to 10% wt./mass. modified silica carrier, more preferably up to 8% wt./mass., most preferably up to 5.5% wt./mass. Typically, the level of metallic zirconium is 0.1-10% wt./mass. modified silica carrier, more preferably 0.2-8% wt./mass. and most preferably 0.3-5% wt./mass. Typically, the level of metallic zirconium is at least 0.5% wt./mass. modified silica carrier, for example, 0.8% wt./mass., more typically at least 1.0% wt./mass., most typically at least 1.5% wt./mass.
Предпочтительно, уровень металлического гафния может составлять до 20% масс./масс. модифицированного диоксидкремниевого носителя, более предпочтительно до 16% масс./масс., наиболее предпочтительно до 10% масс./масс. Как правило, уровень металлического гафния составляет 0,2-20% масс./масс. модифицированного диоксидкремниевого носителя, более предпочтительно 0,4-16% масс./масс. и наиболее предпочтительно 0,6-10% масс./масс. Как правило, уровень металлического гафния составляет по меньшей мере 1,0% масс./масс. модифицированного диоксидкремниевого носителя, более типично по меньшей мере 2,0% масс./масс., наиболее типично по меньшей мере 3,0% масс./масс.Preferably, the level of metallic hafnium can be up to 20% wt./mass. modified silica carrier, more preferably up to 16% wt./mass., most preferably up to 10% wt./mass. Typically, the level of metallic hafnium is 0.2-20% wt./mass. modified silica carrier, more preferably 0.4-16% wt./mass. and most preferably 0.6-10% wt./mass. Typically, the level of metallic hafnium is at least 1.0% wt./mass. modified silica carrier, more typically at least 2.0% wt./mass., most typically at least 3.0% wt./mass.
Компонент диоксида кремния носителя из диоксида кремния-оксида циркония может обычно составлять 86,5-99,9% масс. модифицированного носителя, более типично 89,2-99,7% масс., наиболее типично 93,2-99,6% масс. модифицированного носителя.The silica component of the silica-zirconium oxide carrier may typically be 86.5-99.9% by weight. modified carrier, more typically 89.2-99.7% wt., most typically 93.2-99.6% wt. modified carrier.
Компонент диоксида кремния носителя из диоксида кремния-оксида гафния обычно составляет 76,4-99,8% масс. модифицированного носителя, более типично 81,1-99,5% масс., наиболее типично 88,2-99,3% масс. модифицированного носителя.The silica component of the silica-hafnium oxide carrier is typically 76.4-99.8% by weight. modified carrier, more typically 81.1-99.5% wt., most typically 88.2-99.3% wt. modified carrier.
Используемый здесь термин «до 2 атомов металла» или тому подобное означает 1 и/или 2 атома металла. Предпочтительно модифицированный диоксидкремниевый носитель и катализатор в соответствии с любыми аспектами настоящего изобретения содержат группы металла, обычно оксидные группы металла, имеющие до 2 атомов металла, и наиболее предпочтительно 1 атом металла. Соответственно, следует понимать, что такие группы являются мономерными или димерными группами металла.As used herein, the term "up to 2 metal atoms" or the like means 1 and/or 2 metal atoms. Preferably, the modified silica support and catalyst according to any aspects of the present invention contain metal groups, typically metal oxide groups having up to 2 metal atoms, and most preferably 1 metal atom. Accordingly, such groups are to be understood as monomeric or dimeric metal groups.
Предпочтительно, каталитический металл может представлять собой один или более щелочных металлов. Каталитический металл представляет собой металл, отличный от циркония или гафния. Подходящие щелочные металлы могут быть выбраны из калия, рубидия и цезия, в подходящем случае из рубидия и цезия. Цезий является наиболее предпочтительным каталитическим металлом.Preferably, the catalytic metal may be one or more alkali metals. The catalytic metal is a metal other than zirconium or hafnium. Suitable alkali metals may be selected from potassium, rubidium and cesium, suitably rubidium and cesium. Cesium is the most preferred catalytic metal.
В подходящем случае каталитические металлы, такие как цезий, могут присутствовать в катализаторе на уровне по меньшей мере 1 моль/100 моль (кремния+металла (циркония и/или гафния)), более предпочтительно по меньшей мере 1,5 моль/100 моль (кремния+металла), наиболее предпочтительно, по меньшей мере 2 моль/100 моль (кремния+металла). Уровень каталитического металла может составлять до 10 моль/100 моль (кремния+металла) в катализаторе, более предпочтительно до 7,5 моль/100 моль (кремния+металла), наиболее предпочтительно до 5 моль/100 моль (кремния+металла) в катализаторе.Suitably, catalytic metals such as cesium may be present in the catalyst at a level of at least 1 mol/100 mol (silicon+metal (zirconium and/or hafnium)), more preferably at least 1.5 mol/100 mol ( silicon+metal), most preferably at least 2 mol/100 mol (silicon+metal). The level of catalytic metal can be up to 10 mol/100 mol (silicon+metal) in the catalyst, more preferably up to 7.5 mol/100 mol (silicon+metal), most preferably up to 5 mol/100 mol (silicon+metal) in the catalyst .
Предпочтительно уровень каталитического металла в катализаторе может находится в диапазоне 1-10 моль/100 моль (кремния+металла), более предпочтительно 2-8 моль/100 моль (кремния+металла), наиболее предпочтительно 2,5-6 моль/100 моль (кремния+металла) в катализаторе.Preferably, the level of catalytic metal in the catalyst may be in the range of 1-10 mol/100 mol (silicon+metal), more preferably 2-8 mol/100 mol (silicon+metal), most preferably 2.5-6 mol/100 mol ( silicon + metal) in the catalyst.
Если не указано иное, количество щелочного металла или щелочного металла в катализаторе относится к иону щелочного металла, а не к соли.Unless otherwise indicated, the amount of alkali metal or alkali metal in the catalyst refers to the alkali metal ion and not to the salt.
В качестве альтернативы, катализатор может содержать каталитический металл в диапазоне 1-22% масс. в катализаторе, более предпочтительно 4-18% масс., наиболее предпочтительно 5-13% масс. Эти количества применимы ко всем щелочным металлам, но особенно к цезию.Alternatively, the catalyst may contain a catalytic metal in the range of 1-22 wt%. in the catalyst, more preferably 4-18% wt., most preferably 5-13% wt. These quantities apply to all alkali metals, but especially to cesium.
Катализатор может иметь любое подходящее массовое отношение каталитического щелочного металла к металлическому цирконию и/или гафнию. Однако обычно массовые отношения цезий:цирконий находятся в диапазоне от 2:1 до 10:1, более предпочтительно от 2,5:1 до 9:1, наиболее предпочтительно от 3:1 до 8:1 в катализаторе, отношения цезий:гафний находятся в диапазоне от 1:1 до 5:1, более предпочтительно от 1,25:1 до 4,5:1, наиболее предпочтительно от 1,5:1 до 4:1 в катализаторе, отношения рубидий:цирконий находятся в диапазоне от 1,2:1 до 8:1, более предпочтительно от 1,5:1 до 6:1, наиболее предпочтительно от 2:1 до 5:1 в катализаторе, отношения рубидий:гафний находятся в диапазоне от 0,6:1 до 4:1, более предпочтительно от 0,75:1 до 3:1, наиболее предпочтительно от 1:1 до 2,5:1 в катализаторе. Соответственно, молярное отношение каталитический металл:металл-модификатор в катализаторе обычно составляет по меньшей мере 1,4 или 1,5:1, предпочтительно оно находится в диапазоне 1,4-2,7:1, например, 1,5-2,1:1, особенно 1,5-2,0:1, обычно при этом металл-модификатор представляет собой цирконий, а каталитический металл - цезий. Как правило, в данном случае каталитический металл находится в избытке относительно количества, которое может потребоваться для нейтрализации металла-модификатора.The catalyst may have any suitable weight ratio of catalytic alkali metal to zirconium and/or hafnium metal. However, typically the weight ratios of cesium:zirconium are in the range of 2:1 to 10:1, more preferably 2.5:1 to 9:1, most preferably 3:1 to 8:1 in the catalyst, the cesium:hafnium ratios are in the range from 1:1 to 5:1, more preferably from 1.25:1 to 4.5:1, most preferably from 1.5:1 to 4:1 in the catalyst, rubidium:zirconium ratios are in the range from 1 2:1 to 8:1, more preferably 1.5:1 to 6:1, most preferably 2:1 to 5:1 in the catalyst, rubidium:hafnium ratios range from 0.6:1 to 4 :1, more preferably 0.75:1 to 3:1, most preferably 1:1 to 2.5:1 in the catalyst. Accordingly, the molar ratio of catalytic metal:modifier metal in the catalyst is usually at least 1.4 or 1.5:1, preferably in the range of 1.4-2.7:1, for example 1.5-2, 1:1, especially 1.5-2.0:1, usually the modifier metal is zirconium and the catalytic metal is cesium. As a rule, in this case, the catalytic metal is in excess relative to the amount that may be required to neutralize the modifier metal.
Предпочтительно, каталитический металл присутствует в диапазоне 0,5-7,0 моль/моль металла-модификатора, более предпочтительно 1,0-6,0 моль/моль, наиболее предпочтительно 1,5-5,0 моль/моль металла-модификатора.Preferably, the catalytic metal is present in the range of 0.5-7.0 mol/mol modifier metal, more preferably 1.0-6.0 mol/mol, most preferably 1.5-5.0 mol/mol modifier metal.
В подходящем случае, каталитический металл может быть включен в модифицированный диоксидкремниевый носитель любым способом, известным в данной области техники, таким как пропитка, совместное гелеобразование или осаждение из паровой фазы с каталитическим металлом.Suitably, the catalytic metal may be incorporated into the modified silica support by any method known in the art, such as impregnation, co-gelling, or vapor deposition with the catalytic metal.
Используемый здесь термин «пропитанный» включает добавление каталитического металла, растворенного в растворителе, с получением раствора, который добавляют к ксерогелю или аэрогелю, благодаря чему раствор попадает в пустоты внутри указанного ксерогеля или аэрогеля.As used herein, the term "impregnated" includes the addition of a catalytic metal dissolved in a solvent to form a solution that is added to the xerogel or airgel, whereby the solution enters the voids within said xerogel or airgel.
Обычно катализатор по изобретению может быть в любой подходящей форме. Типичные варианты осуществления представлены в форме дискретных частиц. Обычно в процессе использования катализатор находится в виде неподвижного слоя катализатора. В качестве альтернативы, катализатор может быть в виде псевдоожиженного слоя катализатора. Еще одной альтернативой является монолитный реактор.Typically, the catalyst of the invention may be in any suitable form. Exemplary embodiments are presented in the form of discrete particles. Typically, during use, the catalyst is in the form of a fixed catalyst bed. Alternatively, the catalyst may be in the form of a fluidized bed of catalyst. Another alternative is a monolithic reactor.
Когда катализаторы используются в виде неподвижного слоя, желательно, чтобы нанесенный на носитель катализатор был сформован в гранулы, агрегаты или формованные элементы, например сферы, цилиндры, кольца, седла, звезды, многолепестковые формы, полученные гранулированием или экструзией, обычно имеющие максимальные и минимальные размеры в диапазоне от 1 мм до 10 мм, более предпочтительно со средним размером более 2 мм, например, более 2,5 мм или 3 мм. Катализаторы также эффективны и в других формах, например, в порошках или маленьких шариках с такими же размерами, как указано выше. Когда катализаторы используются в виде псевдоожиженного слоя, желательно, чтобы частицы катализатора имели максимальный и минимальный размер в диапазоне 10-500 мкм, предпочтительно 20-200 мкм, наиболее предпочтительно 20-100 мкм.When the catalysts are used in the form of a fixed bed, it is desirable that the supported catalyst be formed into pellets, aggregates or shaped elements, for example spheres, cylinders, rings, saddles, stars, multilobed forms, obtained by granulation or extrusion, usually having maximum and minimum dimensions. in the range from 1 mm to 10 mm, more preferably with an average size of more than 2 mm, for example, more than 2.5 mm or 3 mm. Catalysts are also effective in other forms, such as powders or small beads with the same dimensions as above. When the catalysts are used in the form of a fluidized bed, it is desirable that the catalyst particles have a maximum and minimum size in the range of 10-500 µm, preferably 20-200 µm, most preferably 20-100 µm.
Уровни каталитического металла в катализаторе, будь то атомы/100 атомов (кремний+цирконий и/или гафний) или % масс., могут быть определены путем соответствующего отбора образцов и взятия среднего значения из таких образцов. Обычно отбирают 5-10 образцов из определенной партии катализатора и определяют и усредняют уровни щелочных металлов, например, с помощью XRF, атомно-абсорбционной спектроскопии, нейтронно-активационного анализа, масс-спектрометрии с ионно-связанной плазмой (ICPMS) или с помощью атомно-эмиссионного спектроскопа с ионно-связанной плазмой (ICPAES).The levels of catalytic metal in the catalyst, whether atom/100 atom (silicon+zirconium and/or hafnium) or wt %, can be determined by appropriate sampling and taking an average from such samples. Typically, 5-10 samples are taken from a given batch of catalyst and alkali metal levels are determined and averaged, for example, by XRF, atomic absorption spectroscopy, neutron activation analysis, ion coupled plasma mass spectrometry (ICPMS) or by atomic ion-coupled plasma emission spectroscope (ICPAES).
Уровни оксида металла определенных типов в катализаторе/носителе определяют с помощью XRF, атомно-абсорбционной спектроскопии, нейтронно-активационного анализа или масс-спектрометрии с ионно-связанной плазмой (ICPMS).Levels of certain types of metal oxide in the catalyst/support are determined by XRF, atomic absorption spectroscopy, neutron activation analysis, or ion coupled plasma mass spectrometry (ICPMS).
Типичная средняя удельная поверхность модифицированного диоксидкремниевого носителя в соответствии с любым аспектом изобретения находится в диапазоне 20-600 м2/г, более предпочтительно, 30-450 м2/г, наиболее предпочтительно, 35-350 м2/г, как измерено с помощью многоточечного метода БЭТ с использованием анализатора площади поверхности и пористости Micromeritics TriStar 3000. Эталонным материалом, используемым для проверки характеристик прибора, может быть порошок сажи, поставляемый Micromeritics, с удельной поверхностью 30,6 м2/г (+/- 0,75 м2/г), каталожный номер 004-16833-00.A typical average specific surface area of the modified silica carrier according to any aspect of the invention is in the range of 20-600 m 2 /g, more preferably 30-450 m 2 /g, most preferably 35-350 m 2 /g, as measured by multi-point BET method using a Micromeritics TriStar 3000 Surface Area and Porosity Analyzer . /g), catalog number 004-16833-00.
Если материал катализатора является пористым, он обычно представляет собой комбинацию мезопористого и макропористого материала со средним размером пор от 2 до 1000 нм, более предпочтительно от 3 до 500 нм, наиболее предпочтительно от 5 до 250 нм. Размер макропор (свыше 50 нм) может быть определен ртутной интрузионной порометрией с использованием стандартов NIST, тогда как метод Барретта-Джойнера-Халенда (BJH) с использованием жидкого азота при 77К используется для определения размера мезопор (2-50 нм). Средний размер пор представляет собой средневзвешенное значение объема пор в зависимости от объема пор в зависимости от распределения пор по размерам.If the catalyst material is porous, it is usually a combination of mesoporous and macroporous material with an average pore size of 2 to 1000 nm, more preferably 3 to 500 nm, most preferably 5 to 250 nm. Macropore size (above 50 nm) can be determined by mercury intrusion porosimetry using NIST standards, while the Barrett-Joyner-Halend (BJH) method using liquid nitrogen at 77K is used to determine mesopore size (2-50 nm). Average pore size is a weighted average of pore volume versus pore volume versus pore size distribution.
Средний объем пор частиц катализатора может быть меньше чем 0,1 см3/г, но как правило он находится в диапазоне 0,1-5 см3/г, измеряемом по поглощению жидкости, такой как вода. Однако микропористые катализаторы с очень низкой пористостью не являются наиболее предпочтительными, поскольку они могут замедлять перемещение реагентов через катализатор, и более предпочтительный средний объем пор находится в диапазоне 0,2-2,0 см3/г. В качестве альтернативы, объем пор можно измерить с помощью комбинации способа адсорбции азота при 77К и ртутной порометрии. Анализатор удельной поверхности и пористости TriStar Micromeritics используют для определения объема пор, как и в случае измерений удельной поверхности, и используют те же самые стандарты.The average pore volume of the catalyst particles may be less than 0.1 cm 3 /g, but is typically in the range of 0.1-5 cm 3 /g, as measured by absorption of a liquid such as water. However, very low porosity microporous catalysts are not the most preferred as they can slow down the movement of reactants through the catalyst, and a more preferred average pore volume is in the range of 0.2-2.0 cc/g. Alternatively, pore volume can be measured using a combination of nitrogen adsorption at 77K and mercury porosimetry. The Micromeritics TriStar Surface and Porosity Analyzer is used for pore volume determinations as for surface measurements and the same standards are used.
В настоящем изобретении было обнаружено, что регулирование размера групп металла-модификатора дает неожиданные преимущества. Однако для получения наибольшего преимущества необходимо регулировать близость соседних групп металла-модификатора, поскольку группы металла-модификатора могут в противном случае объединиться друг с другом и, таким образом, увеличить размер группы металла-модификатора.In the present invention, it has been found that adjusting the size of modifier metal groups provides unexpected benefits. However, to obtain the greatest benefit, it is necessary to control the proximity of adjacent modifier metal groups, since the modifier metal groups may otherwise combine with each other and thus increase the size of the modifier metal group.
Таким образом, в соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения предлагается способ получения модифицированного диоксидкремниевого носителя, включающий стадии:Thus, according to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a modified silica carrier, comprising the steps of:
обеспечения диоксидкремниевого носителя, содержащего силанольные группы;providing a silica carrier containing silanol groups;
контактирования диоксидкремниевого носителя с соединением мономерного и/или димерного металла-модификатора, в результате чего металл-модификатор адсорбируется на поверхности диоксидкремниевого носителя посредством реакции с указанными силанольными группами.contacting the silica carrier with a compound of a monomeric and/or dimeric modifier metal, whereby the modifier metal is adsorbed on the surface of the silica carrier by reaction with said silanol groups.
Как правило, металлы-модификаторы выбирают из циркония или гафния.As a rule, modifier metals are selected from zirconium or hafnium.
Предпочтительно, чтобы адсорбированные катионы металла-модификатора находились на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы по существу предотвратить их олигомеризацию, более предпочтительно их тримеризацию с соседними катионами металла-модификатора.Preferably, the adsorbed modifier metal cations are sufficiently spaced apart to substantially prevent them from oligomerizing, more preferably trimerizing with adjacent modifier metal cations.
Как правило, по меньшей мере 25%, более типично по меньшей мере 30%, например, по меньшей мере, 35%, более предпочтительно по меньшей мере 40%, например, по меньшей мере 45%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 50%, например, по меньшей мере 55%, например, по меньшей мере 60% или 65%, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 70%, например, по меньшей мере 75% или 80%, более типично по меньшей мере 85%, наиболее типично, по меньшей мере 90%, особенно по меньшей мере 95% указанных металлов-модификаторов, контактирующих с диоксидкремниевым носителем на стадии контактирования, представляют собой мономерные или димерные металлы-модификаторы. Соответственно, по меньшей мере 25%, более типично по меньшей мере 30%, например, по меньшей мере, 35%, более предпочтительно по меньшей мере 40%, например, по меньшей мере 45%, в наиболее подходящем случае по меньшей мере 50%, например, по меньшей мере 55%, например, по меньшей мере 60% или 65%, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 70%, например, по меньшей мере 75% или 80%, более типично по меньшей мере 85%, наиболее типично по меньшей мере 90%, особенно по меньшей мере 95% металлов-модификаторов, адсорбированных на диоксидкремниевом носителе, присутствует в виде групп металла-модификатора, имеющих в общей сложности до 2 атомов металла-модификатора.Typically at least 25%, more typically at least 30%, such as at least 35%, more preferably at least 40%, such as at least 45%, most preferably at least 50%, e.g. at least 55%, e.g. at least 60% or 65%, and most preferably at least 70%, e.g. at least 75% or 80%, more typically at least 85%, most typically, at least 90%, especially at least 95% of said modifier metals contacting the silica support in the contacting step are monomeric or dimeric modifier metals. Suitably at least 25%, more typically at least 30%, such as at least 35%, more preferably at least 40%, such as at least 45%, most suitably at least 50% e.g. at least 55%, e.g. at least 60% or 65%, and most preferably at least 70%, e.g. at least 75% or 80%, more typically at least 85%, most typically at least 90%, especially at least 95% of the modifier metals adsorbed on the silica support is present as modifier metal groups having up to 2 modifier metal atoms in total.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается способ получения модифицированного диоксидкремниевого носителя в соответствии с любым из аспектов изобретения, включающий стадии:In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method for producing a modified silica carrier in accordance with any of the aspects of the invention, comprising the steps of:
обеспечения диоксидкремниевого носителя, содержащего силанольные группы;providing a silica carrier containing silanol groups;
обработки диоксидкремниевого носителя соединениями мономерного и/или димерного металла-модификатора, в результате чего металл-модификатор адсорбируется на поверхности диоксидкремниевого носителя посредством реакции с силанольными группами, причем адсорбированные атомы металла-модификатора находятся на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы по существу предотвратить их олигомеризацию с соседними атомами металла-модификатора, более предпочтительно, находятся на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы по существу предотвратить тримеризацию с соседними атомами металла-модификатора.treating the silica carrier with compounds of a monomeric and/or dimeric modifier metal, whereby the modifier metal is adsorbed on the surface of the silica carrier by reaction with silanol groups, the adsorbed modifier metal atoms being at a sufficient distance from each other to substantially prevent their oligomerization with adjacent modifier metal atoms are more preferably sufficiently spaced apart to substantially prevent trimerization with adjacent modifier metal atoms.
Предпочтительно, чтобы расстояние между атомами металла-модификатора было обеспечено путемPreferably, the distance between modifier metal atoms is provided by
a) снижения концентрации силанольных групп на диоксидкремниевом носителе и/илиa) reducing the concentration of silanol groups on the silica support and/or
b) прикрепления нелабильного лиганда достаточного размера к металлу-модификатору до обработки диоксидкремниевого носителя.b) attaching a non-labile ligand of sufficient size to the modifier metal prior to treatment of the silica support.
В соответствии с еще одним аспектом предлагается способ получения катализатора, включающийIn accordance with another aspect, a method for preparing a catalyst is provided, comprising
стадии:stages:
i. обеспечения диоксидкремниевого носителя изолированными силанольными группами и, необязательно, обработку указанного носителя для получения изолированных силанольных групп (-SiOH) на уровне <2,5 группы на 1 нм2;i. providing the silica carrier with isolated silanol groups and optionally treating said carrier to produce isolated silanol groups (-SiOH) at a level of <2.5 groups per 1 nm 2 ;
ii. контактирования необязательно обработанного диоксидкремниевого носителя с соединением металла-модификатора - мономерного циркония или гафния для осуществления адсорбции указанного металла-модификатора на носитель, обычно до по меньшей мере 25% от указанных изолированных силанольных групп;ii. contacting the optionally treated silica carrier with a modifier metal compound of monomeric zirconium or hafnium to adsorb said modifier metal onto the carrier, typically up to at least 25% of said isolated silanol groups;
iii. необязательно удаления любого растворителя или жидкого носителя для соединений металлов-модификаторов;iii. optionally removing any solvent or liquid carrier for modifier metal compounds;
iv. прокаливания модифицированного диоксида кремния в течение периода времени и при температуре, достаточных для превращения соединения мономерного циркония или гафния, адсорбированного на поверхности, в оксид или гидроксид циркония или гафния;iv. calcining the modified silica for a period of time and at a temperature sufficient to convert the monomeric zirconium or hafnium compound adsorbed on the surface into zirconium or hafnium oxide or hydroxide;
v. обработки указанного прокаленного модифицированного диоксида кремния каталитическим щелочным металлом для пропитки модифицированного диоксида кремния каталитическим металлом с образованием катализатора и, необязательно, прокаливания катализатора.v. treating said calcined modified silica with a catalytic alkali metal to impregnate the modified silica with the catalytic metal to form a catalyst, and optionally calcining the catalyst.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предлагается способ получения модифицированного диоксидкремниевого носителя для катализатора, включающийIn accordance with yet another aspect of the present invention, there is provided a process for preparing a modified silica catalyst support, comprising
стадии:stages:
i. обеспечения диоксидкремниевого носителя изолированными силанольными группами и, необязательно, обработку указанного носителя для получения изолированных силанольных групп (-SiOH) на уровне <2,5 группы на 1 нм2;i. providing the silica carrier with isolated silanol groups and optionally treating said carrier to produce isolated silanol groups (-SiOH) at a level of <2.5 groups per 1 nm 2 ;
ii. контактирования необязательно обработанного диоксидкремниевого носителя с соединением металла-модификатора - мономерного циркония или гафния для осуществления адсорбции указанного металла-модификатора на носитель, обычно до по меньшей мере 25% от указанных изолированных силанольных групп;ii. contacting the optionally treated silica carrier with a modifier metal compound of monomeric zirconium or hafnium to adsorb said modifier metal onto the carrier, typically up to at least 25% of said isolated silanol groups;
iii. необязательно удаления любого растворителя или жидкого носителя для соединений металлов-модификаторов;iii. optionally removing any solvent or liquid carrier for modifier metal compounds;
iv. необязательно прокаливания модифицированного носителя в течение периода времени и при температуре, достаточных для превращения соединения мономерного циркония или гафния, адсорбированного на поверхности, в оксид или гидроксид циркония или гафния при получении для пропитки катализатора.iv. optionally calcining the modified carrier for a period of time and at a temperature sufficient to convert the monomeric zirconium or hafnium compound adsorbed on the surface to zirconium or hafnium oxide or hydroxide upon preparation to impregnate the catalyst.
Предпочтительно, концентрацию силанольной группы уменьшают до обработки соединениями металлов-модификаторов путем прокаливания, химической дегидратации или другими подходящими способами.Preferably, the concentration of the silanol group is reduced prior to treatment with modifier metal compounds by calcination, chemical dehydration, or other suitable means.
Предпочтительно, источником катионов металлов-модификаторов здесь является раствор соединений указанных металлов-модификаторов, благодаря чему соединения находятся в растворе при контакте с носителем для осуществления адсорбции на носителе.Preferably, the source of the modifier metal cations here is a solution of compounds of said modifier metals, whereby the compounds are in solution when contacted with the support to be adsorbed onto the support.
Обычно растворитель для указанного раствора отличается от воды.Usually the solvent for said solution is different from water.
Как правило, растворителем является алифатический спирт, обычно выбранный из С1-С6 алканолов, таких как метанол, этанол, пропанол, изопропанол, бутанолы, пентанолы и гексанолы, более типично, метанол, этанол или пропанолы.Typically, the solvent is an aliphatic alcohol, usually selected from C1-C6 alkanols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanols, pentanols and hexanols, more typically methanol, ethanol or propanols.
Предпочтительно, близость адсорбированного металла-модификатора к катионам соседнего металла-модификатора может регулироваться концентрацией указанного металла-модификатора на стадии контактирования, а также:Preferably, the proximity of the adsorbed modifier metal to the cations of the adjacent modifier metal can be controlled by the concentration of said modifier metal during the contacting step, as well as:
a) концентрацией силанольных групп на диоксидкремниевом носителе и/илиa) the concentration of silanol groups on the silica support and/or
b) размером любого нелабильного лиганда, присоединенного к катиону металла-модификатора.b) the size of any non-labile ligand attached to the modifier metal cation.
Концентрацию силанольных групп на диоксидкремниевом носителе до адсорбции предпочтительно регулируют прокаливанием или другими подходящими способами, известными специалистам в данной области. Способы идентификации включают, например, описанные в работе L. T. Zhuravlev «Colloids and Surfaces: Physicochemical and Engineering Aspects, vol. 173, pp. 1-38, 2000», в которой описаны четыре различные формы силанолов: изолированные силанолы, геминальные силанолы, вицинальные силанолы и внутренние силанолы, которые могут сосуществовать на поверхностях диоксида кремния. Изолированные силанольные группы являются наиболее предпочтительными. Они могут быть идентифицированы с помощью инфракрасной спектроскопии в виде узкого пика поглощения при 3730-3750 см-1, в то время как другие силанолы демонстрируют широкие пики в диапазоне 3460-3715 см-1 (см. «The Surface Properties of Silicas», Edited by Andre P Legrand, john Wiley and Sons, 1998 (ISBN 0-471-95332-6) pp. 147-234).The concentration of silanol groups on the silica support prior to adsorption is preferably controlled by calcination or other suitable methods known to those skilled in the art. Identification methods include, for example, those described in LT Zhuravlev "Colloids and Surfaces: Physicochemical and Engineering Aspects, vol. 173, pp. 1-38, 2000" which describes four different forms of silanols: isolated silanols, geminal silanols, vicinal silanols, and internal silanols that can coexist on silica surfaces. Isolated silanol groups are most preferred. They can be identified by infrared spectroscopy as a narrow absorption peak at 3730-3750 cm -1 , while other silanols show broad peaks in the range of 3460-3715 cm -1 (see "The Surface Properties of Silicas", Edited by Andre P Legrand, john Wiley and Sons, 1998 (ISBN 0-471-95332-6) pp. 147-234).
Под нелабильным лигандом подразумевается лиганд, который координирован с металлом-модификатором и не удаляется путем адсорбции металла на поверхности диоксида кремния. Соответственно, нелабильный лиганд обычно координируется с металлом-модификатором в растворе до обработки поверхности диоксида кремния металлом-модификатором. Во избежание неопределенности, нелабильный лиганд обычно удаляется с помощью обработки поверхности диоксида кремния после адсорбции металла-модификатора.By non-labile ligand is meant a ligand that is coordinated to a modifier metal and is not removed by adsorption of the metal on the silica surface. Accordingly, the non-labile ligand is typically coordinated to the modifier metal in solution prior to treatment of the silica surface with the modifier metal. For the avoidance of doubt, the non-labile ligand is usually removed by surface treatment of silica after adsorption of the modifier metal.
Размер нелабильного лиганда является эффективным для отделения металлов-модификаторов друг от друга для предотвращения их комбинирования.The size of the non-labile ligand is effective in separating modifier metals from each other to prevent their combination.
В соответствии с дополнительными аспектами настоящего изобретения предлагаются способы получения катализатора или модифицированных диоксидкремниевых носителей для катализатора или катализаторов согласно пунктам формулы изобретения.In accordance with additional aspects of the present invention, methods are provided for the preparation of a catalyst or modified silica carriers for the catalyst or catalysts according to the claims.
Изобретение распространяется на модифицированный диоксидкремниевый носитель в соответствии с любым из приведенных здесь аспектов, где носитель содержит изолированные силанольные группы (-SiOH) на уровне <2,5 группы на 1 нм2. Как правило, носитель содержит изолированные силанольные группы (-SiOH) на уровне > 0,1 и <2,5 групп на 1 нм2, более предпочтительно на уровне от 0,2 до 2,2, наиболее предпочтительно на уровне от 0,4 до 2,0 групп на 1 нм2.The invention extends to a modified silica carrier in accordance with any of the aspects described here, where the carrier contains isolated silanol groups (-SiOH) at a level of <2.5 groups per 1 nm 2 . Typically, the carrier contains isolated silanol groups (-SiOH) at a level of > 0.1 and <2.5 groups per 1 nm 2 , more preferably at a level of 0.2 to 2.2, most preferably at a level of 0.4 up to 2.0 groups per 1 nm 2 .
Кроме того, изобретение распространяется на катализатор или модифицированный диоксидкремниевый носитель в соответствии с любым из аспектов настоящего изобретения, где носитель содержит указанные группы металла-модификатора циркония или гафния, имеющие в общей сложности до 2 атомов металла-модификатора, и/или полученные из источника катионов мономерного и/или димерного металла-модификатора, присутствующего на носителе и присутствующего на уровне <2,5 групп на 1 нм2.In addition, the invention extends to a catalyst or modified silica carrier according to any of the aspects of the present invention, wherein the carrier comprises said zirconium or hafnium modifier metal groups having a total of up to 2 modifier metal atoms and/or derived from a source of cations. monomeric and/or dimeric modifier metal present on the carrier and present at a level of <2.5 groups per 1 nm 2 .
Как правило, носитель содержит указанные группы металла-модификатора циркония или гафния на уровне >0,025 и <2,5 групп на 1 нм2, более предпочтительно на уровне от 0,05 до 1,5, наиболее предпочтительно на уровне от 0,1 до 1,0 групп на 1 нм2.As a rule, the carrier contains the specified groups of the zirconium or hafnium modifier metal at a level of >0.025 and <2.5 groups per 1 nm 2 , more preferably at a level of from 0.05 to 1.5, most preferably at a level of from 0.1 to 1.0 groups per 1 nm 2 .
Подходящими лигандами здесь могут быть нелабильные лиганды, необязательно выбранные из молекул с содержащими неподеленную пару атомами кислорода или азота, способными образовывать 5- или 6-членные кольца с атомом циркония или гафния. Примеры включают дионы, диимины, диамины, диолы, дикарбоновые кислоты или их производные, такие как сложные эфиры, или молекулы, имеющие две различные такие функциональные группы и, в любом случае, с соответствующими атомами N или O и атомами N или O, разделенными 2 или 3 атомами, с образованием при этом 5- или 6-членного кольца. Примеры включают пентан-2,4-дион, сложные эфиры 3-оксобутановой кислоты с алифатическими спиртами, содержащими 1-4 атома углерода, такие как этил-3-оксобутаноат, пропил-3-оксобутаноат, изопропил-3-оксобутаноат, н-бутил-3-оксобутаноат, трет-бутил-3-оксобутаноат, гептан-3,5-дион, 2,2,6,6-тетраметил-3,5-гептандион, 1,2-этандиол, 1,2-пропандиол, 1,3-пропандиол, 1,3-бутандиол, 1,2-бутандиол, 1,2-диаминоэтан, этаноламин, 1,2-диамино-1,1,2,2-тетракарбоксилат, 2,3-дигидрокси-1,4-бутандиoат, 2,4-дигидрокси-1,5-пентандиоат, соли 1,2-дигидроксилбензол-3-5-дисульфоната, диэтилентриаминпентауксусной кислоты, нитролотриуксусной кислоты, N-гидроксиэтилэтилендиаминтриуксусной кислоты, N-гидроксиэтилиминодиуксусной кислоты, N, N-дигидроксиэтилглицина, щавелевая кислота и ее соли. Пентaн-2,4-дион, гептан-3,5-дион, 2,2,6,6-тетраметил-3,5-гептандион, этил-3-оксобутаноат и трет-бутил-3-оксобутаноат являются наиболее предпочтительными. Более мелкие бидентатные лиганды, имеющие в общей сложности, например, менее 10 атомов углерода и/или гетероатомов, дают возможность формироваться небольшим комплексам, которые могут давать возможность осаждения более высоких концентраций на поверхности диоксида кремния по сравнению с более крупными лигандами. Соответственно, источник катионов металлов-модификаторов здесь может быть в форме комплексов циркония и/или гафния с такими более мелкими лигандами, предпочтительно, по меньшей мере, с одним таким лигандом. Такие соединения могут включать лабильные лиганды, такие как лиганды растворителя, например, в спиртовом растворителе, алкоксидные лиганды, такие как этоксид или пропоксид и т.д.Suitable ligands here may be non-labile ligands, optionally selected from lone-pair oxygen or nitrogen molecules capable of forming 5- or 6-membered rings with a zirconium or hafnium atom. Examples include diones, diimines, diamines, diols, dicarboxylic acids or their derivatives such as esters, or molecules having two different such functional groups and, in any case, with the corresponding N or O atoms and N or O atoms separated by 2 or 3 atoms, with the formation of a 5 - or 6-membered ring. Examples include pentane-2,4-dione, esters of 3-oxobutanoic acid with aliphatic alcohols containing 1-4 carbon atoms, such as ethyl 3-oxobutanoate, propyl 3-oxobutanoate, isopropyl 3-oxobutanoate, n-butyl -3-oxobutanoate, tert-butyl-3-oxobutanoate, heptane-3,5-dione, 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanediol, 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, 1 ,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,2-butanediol, 1,2-diaminoethane, ethanolamine, 1,2-diamino-1,1,2,2-tetracarboxylate, 2,3-dihydroxy-1,4 -butanedioate, 2,4-dihydroxy-1,5-pentanedioate, salts of 1,2-dihydroxylbenzene-3-5-disulfonate, diethylenetriaminepentaacetic acid, nitrolotriacetic acid, N-hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid, N-hydroxyethyliminodiacetic acid, N,N-dihydroxyethylglycine, oxalic acid and its salts. Pentan-2,4-dione, heptane-3,5-dione, 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedione, ethyl 3-oxobutanoate and tert-butyl-3-oxobutanoate are most preferred. Smaller bidentate ligands, having a total of, for example, less than 10 carbon atoms and/or heteroatoms, allow the formation of small complexes, which can allow higher concentrations to be deposited on the silica surface compared to larger ligands. Accordingly, the source of modifier metal cations here may be in the form of complexes of zirconium and/or hafnium with such smaller ligands, preferably at least one such ligand. Such compounds may include labile ligands such as solvent ligands, for example in an alcoholic solvent, alkoxide ligands such as ethoxide or propoxide, and the like.
Концентрация предпочтительно изолированных силанольных групп определяет максимальное количество центров адсорбции металла-модификатора. Путем регулирования этой концентрации можно эффективно определять близость адсорбированного металла-модификатора, поскольку распределение силанольных центров в целом будет однородным. Концентрация силанола для получения модифицированного диоксидкремниевого носителя в соответствии с настоящим изобретением может составлять менее 2,5 групп на 1 нм2, более типично менее 1,5 групп на 1 нм2, наиболее типично менее 0,8 групп на 1 нм2. Подходящие диапазоны концентрации силанола для получения модифицированных диоксидкремниевых носителей могут составлять 0,1-2,5 силанольных групп на 1 нм2, более предпочтительно 0,15-1,0 силанольных групп на 1 нм2, наиболее предпочтительно 0,2-0,7 силанольных групп на 1 нм2.The concentration of the preferably isolated silanol groups determines the maximum number of modifier metal adsorption sites. By adjusting this concentration, the proximity of the adsorbed modifier metal can be effectively determined, since the distribution of silanol centers will generally be uniform. The concentration of silanol to obtain a modified silica carrier in accordance with the present invention may be less than 2.5 groups per 1 nm2, more typically less than 1.5 groups per nm2, most typically less than 0.8 groups per nm2. Suitable silanol concentration ranges for preparing modified silica supports may be 0.1-2.5 silanol groups per 1 nm2, more preferably 0.15-1.0 silanol groups per nm2, most preferably 0.2-0.7 silanol groups per nm2.
Концентрация металла-модификатора, как правило, в форме катиона, должна быть установлена на уровне, который предотвращает значительное образование бислоев и т.п. на поверхности носителя, что может привести к взаимодействию металла-модификатора с металлом. Кроме того, следует также избегать заполнения промежутков в исходном монослое, которое может привести к слабой адсорбции металла-модификатора вдали от силанольных центров, чтобы предотвратить взаимодействие с соседними сильно адсорбированными металлами-модификаторами. Типичные интервалы концентраций для металлов-модификаторов по изобретению могут быть такими, как изложено в настоящем документе.The concentration of the modifier metal, typically in the form of a cation, must be set at a level that prevents significant bilayer formation and the like. on the surface of the support, which can lead to the interaction of the modifier metal with the metal. In addition, gap filling in the initial monolayer, which can lead to weak adsorption of the modifier metal away from the silanol centers, should also be avoided in order to prevent interaction with neighboring strongly adsorbed modifier metals. Typical concentration ranges for modifier metals of the invention may be as set forth herein.
Как правило, по меньшей мере 30%, например, по меньшей мере 35%, более предпочтительно по меньшей мере 40%, например, по меньшей мере 45%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 50%, например, по меньшей мере 55%, например, по меньшей мере 60% или 65%, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 70%, например, по меньшей мере 75% или 80%, более типично по меньшей мере 85%, наиболее типично по меньшей мере 90%, особенно по меньшей мере 95% металла-модификатора в соединениях металла-модификатора являются соединениями димерного и/или мономерного металла-модификатора, когда их источник контактирует с носителем для осуществления адсорбции указанных соединений на носитель, более типично - мономерного.Typically at least 30%, such as at least 35%, more preferably at least 40%, such as at least 45%, most preferably at least 50%, such as at least 55%, such as , at least 60% or 65%, and most preferably at least 70%, such as at least 75% or 80%, more typically at least 85%, most typically at least 90%, especially at least 95% of the modifier metal in modifier metal compounds are dimeric and/or monomeric modifier metal compounds when their source is contacted with a support to adsorb said compounds onto the support, more typically monomeric.
В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения предлагается способ получения катализатора, содержащего:In accordance with a further aspect of the present invention, there is provided a process for preparing a catalyst comprising:
модифицированный диоксидкремниевый носитель,modified silicon dioxide carrier,
причем модифицированный диоксидкремниевый носитель содержит металл-модификатор;moreover, the modified silicon dioxide media contains a metal modifier;
и каталитический металл на модифицированном диоксидкремниевом носителе,and a catalytic metal on a modified silica support,
где металл-модификатор выбран из одного или более циркония и/или гафния,where the modifier metal is selected from one or more zirconium and/or hafnium,
отличающийся тем, что, по меньшей мере часть, обычно по меньшей мере, 25% указанного металла-модификатора присутствует в виде групп мономерного металла-модификатора,characterized in that at least a portion, usually at least 25%, of said modifier metal is present as monomeric modifier metal groups,
причем указанный способ включает стадии:moreover, this method includes the steps:
обработки диоксидкремниевого носителя для получения изолированных силанольных групп (-SiOH) на уровне <2,5 группы на 1 нм2;treating the silica carrier to obtain isolated silanol groups (-SiOH) at a level of <2.5 groups per 1 nm 2 ;
реакции обработанного носителя с мономерными соединениями металлов-модификаторов циркония или гафния для осуществления их связывания с по меньшей мере 25% указанных изолированных силанольных групп;reacting the treated carrier with monomeric compounds of zirconium or hafnium modifier metals to effect their binding to at least 25% of said isolated silanol groups;
необязательно удаления любого растворителя или жидкого носителя;optionally removing any solvent or liquid carrier;
прокаливания модифицированного диоксида кремния в течение периода времени и при температуре, достаточных для превращения соединения мономерного циркония или гафния, адсорбированного на поверхности, в оксид или гидроксид циркония или гафния;calcining the modified silica for a period of time and at a temperature sufficient to convert the monomeric zirconium or hafnium compound adsorbed on the surface into zirconium or hafnium oxide or hydroxide;
обработки указанного прокаленного модифицированного диоксида кремния каталитическим щелочным металлом для пропитки модифицированного диоксида кремния каталитическим металлом.treating said calcined modified silica with a catalytic alkali metal to impregnate the modified silica with the catalytic metal.
Предпочтительно, путем обеспечения меньшего числа изолированных силанольных центров и связывания мономерных соединений циркония или гафния с этими центрами обеспечивается носитель катализатора, что приводит к улучшению селективности катализатора, снижению скорости спекания и лучшему сопротивлению старению катализатора.Preferably, by providing fewer isolated silanol sites and linking monomeric zirconium or hafnium compounds to these sites, a catalyst support is provided resulting in improved catalyst selectivity, reduced sintering rate, and better catalyst aging resistance.
Подходящим способом обработки диоксида кремния для получения изолированных силанольных групп на указанном уровне является прокаливание. Однако возможны также и другие способы, такие как гидротермическая обработка или химическая дегидратация. В US 5583085 описана химическая дегидратация диоксида кремния с помощью диметилкарбоната или этилендикарбоната в присутствии аминного основания. В US 4357451 И US 4308172 описана химическая дегидратация путем хлорирования с SOCl2 с последующим дехлорированием с помощью H2 или ROH с последующим добавлением кислорода в сухой атмосфере. Химическая дегидратация может обеспечить удаление силанолов до 100% при минимуме 0,7/нм2 за счет термической обработки. Таким образом, в некоторых случаях химическая дегидратация может предоставить больше возможностей для регулирования содержания силанольных групп.A suitable process for treating silica to obtain isolated silanol groups at this level is calcination. However, other methods are also possible, such as hydrothermal treatment or chemical dehydration. US 5,583,085 describes the chemical dehydration of silica with dimethyl carbonate or ethylene dicarbonate in the presence of an amine base. US 4,357,451 and US 4,308,172 describe chemical dehydration by chlorination with SOCl 2 followed by dechlorination with H 2 or ROH followed by the addition of oxygen in a dry atmosphere. Chemical dehydration can achieve up to 100% removal of silanols at a minimum of 0.7/Nm 2 through heat treatment. Thus, in some cases, chemical dehydration may provide more control over the content of silanol groups.
Термин «изолированный силанол» (также известный как одиночный силанол) хорошо известен в данной области техники и отличает эти группы от вицинальных, геминальных или внутренних силанолов. Подходящие методы для определения частоты встречаемости изолированных силанолов включают поверхностно-чувствительную инфракрасную спектроскопию и 1Н ЯМР или 31Si ЯМР.The term "isolated silanol" (also known as single silanol) is well known in the art and distinguishes these groups from vicinal, geminal, or internal silanols. Suitable methods for determining the frequency of occurrence of isolated silanols include surface sensitive infrared spectroscopy and 1 H NMR or 31 Si NMR.
В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения предлагается способ получения катализатора согласно любым из предыдущих аспектов настоящего изобретения, включающий следующие стадии: образования модифицированного диоксида кремния в соответствии с любым предыдущим аспектом и контактирования модифицированного диоксидкремниевого носителя с раствором, содержащим каталитический металл, для пропитки модифицированного диоксида кремния каталитическим металлом.According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a process for preparing a catalyst according to any of the previous aspects of the present invention, comprising the steps of: forming a modified silica according to any previous aspect and contacting the modified silica support with a solution containing a catalytic metal to impregnate the modified silica catalytic metal.
Предпочтительно диоксидкремниевый носитель сушат или прокаливают перед обработкой источником катионов металла-модификатора. Полученный модифицированный диоксид кремния, независимо от того, был ли он предварительно высушен или прокален, может быть высушен или прокален перед добавлением каталитического металла.Preferably, the silica support is dried or calcined prior to treatment with a modifier metal cation source. The resulting modified silica, whether previously dried or calcined, may be dried or calcined prior to the addition of the catalytic metal.
Диоксид кремния может находиться в форме геля перед обработкой металлом-модификатором. Гель может быть в форме гидрогеля, ксерогеля или аэрогеля в начале модификации.The silica may be in the form of a gel prior to treatment with the modifier metal. The gel may be in the form of a hydrogel, xerogel or airgel at the start of the modification.
Диоксидкремниевый носитель может представлять собой ксерогель, гидрогель или аэрогель. Предпочтительно диоксидкремниевый носитель представляет собой ксерогель.The silica carrier may be a xerogel, hydrogel or airgel. Preferably, the silica carrier is a xerogel.
Диоксидкремниевый носитель может быть обработан источником катионов металла любым из различных способов, известных специалистам в области образования носителя. Диоксидкремниевый носитель может приводиться в контакт с источником катионов металла таким образом, чтобы диспергировать металл-модификатор по всему диоксидкремниевому носителю. Как правило, цирконий и/или гафний могут быть гомогенно диспергированы по всему диоксидкремниевому носителю. Предпочтительно металл-модификатор диспергируют по всему диоксидкремниевому носителю с помощью адсорбции.The silica support may be treated with the metal cation source in any of a variety of ways known to those skilled in the art of forming the support. The silica support may be brought into contact with a source of metal cations in such a way as to disperse the modifier metal throughout the silica support. Typically, zirconium and/or hafnium can be homogeneously dispersed throughout the silica support. Preferably, the modifier metal is dispersed throughout the silica support by adsorption.
Под термином «адсорбция» или тому подобным по отношению к используемому здесь металлу-модификатору подразумевается включение металла-модификатора на поверхность диоксидкремниевого носителя путем взаимодействия источника катионов металла с диоксидкремниевым носителем, как правило, путем хемосорбции. Как правило, добавление модификатора к диоксидкремниевому носителю включает следующие стадии: адсорбцию источника катионов металла на диоксидкремниевый носитель с образованием органического металлокомплекса и прокаливание комплекса для превращения органических металлокомплексов в группы оксида металла. Поэтому, как правило, существует гомогенная дисперсия металла-модификатора по всему диоксидкремниевому носителю. Как правило, цирконий и/или гафний диспергированы по всему диоксидкремниевому носителю.By "adsorption" or the like, with respect to the modifier metal as used herein, is meant the incorporation of the modifier metal onto the surface of the silica support by reacting the metal cation source with the silica support, typically by chemisorption. Typically, adding a modifier to the silica support includes the following steps: adsorbing the metal cation source onto the silica support to form an organic metal complex, and calcining the complex to convert the organic metal complexes to metal oxide groups. Therefore, there is generally a homogeneous dispersion of the modifier metal throughout the silica support. Typically, zirconium and/or hafnium are dispersed throughout the silica support.
Примеры подходящих источников катионов металлов здесь включают органические комплексы, такие как цирконий(пентaн-2,4-дион)4, цирконий(этил-3-оксобутаноат)4, цирконий(гептан-3,5-дион)4, цирконий(2,2,6,6-тетраметилгептан-3,5-дион)4, цирконий(пропоксид)(пентaн-2-3-дион)3, цирконий(пропоксид)3(2,2,6,6-тетраметил-3,5-гептандион) (цирконий(Отрет-бутил)3(трет-бутил-3-оксобутаноат), цирконий(Oтрет-бутил)2(трет-бутил-3-оксобутаноат)2 и соли металлов, такие как перхлорат циркония, оксинитрат циркония и оксихлорид циркония. Как правило, источник катионов металлов представлен в виде органического комплекса.Examples of suitable sources of metal cations herein include organic complexes such as zirconium(pentane-2,4-dione)four, zirconium (ethyl-3-oxobutanoate)four, zirconium (heptane-3,5-dione)four, zirconium(2,2,6,6-tetramethylheptan-3,5-dione)four, zirconium(propoxide)(pentan-2-3-dione)3, zirconium (propoxide)3(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedione) (zirconium (Ot-butyl)3(tert-butyl-3-oxobutanoate), zirconium(Otret-butyl)2(tert-butyl-3-oxobutanoate)2 and metal salts such as zirconium perchlorate, zirconium oxynitrate and zirconium oxychloride. As a rule, the source of metal cations is presented in the form of an organic complex.
Как правило, металл-модификатор приводится в контакт с диоксидкремниевым носителем в растворе.Typically, the modifier metal is brought into contact with the silica support in solution.
Предпочтительно источник катионов металлов присутствует в любом растворителе, в котором источник катионов металлов растворим. Примеры подходящего растворителя включают воду или спирты. Предпочтительными растворителями являются спирты, такие как метанол, этанол, пропанол, изопропанол, бутанолы, пентанолы и гексанолы.Preferably, the metal cation source is present in any solvent in which the metal cation source is soluble. Examples of a suitable solvent include water or alcohols. Preferred solvents are alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanols, pentanols and hexanols.
Предпочтительно источник катиона металла добавляют к диоксиду кремния в виде соли металла в таком спиртовом растворе.Preferably, the metal cation source is added to the silica in the form of a metal salt in such an alcoholic solution.
В одном варианте осуществления источник катионов металла представлен в виде раствора одного или более из следующего: цирконий(IV)ацетилацетонат (цирконий, тетракис(2,4-пентaндиoнато-O, O’)), цирконий(гептан-3,5-дион)4, цирконий(2,2,6,6-тетраметил-3,5-гептандион)4, цирконий(IV) этил-3-оксобутаноат, цирконий(IV) трет-бутил-3-оксобутаноат или цирконий(IV) изопропил-3-оксобутаноат, в одном из метанола, этанола, изопропанола, пропанола, бутанола, изобутанола или 2-бутанола.In one embodiment, the metal cation source is provided as a solution of one or more of the following: zirconium(IV) acetylacetonate (zirconium, tetrakis(2,4-pentanedionato-O, O')), zirconium (heptane-3,5-dione) 4 , zirconium (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedione) 4 , zirconium(IV) ethyl 3-oxobutanoate, zirconium(IV) tert-butyl-3-oxobutanoate or zirconium(IV) isopropyl- 3-oxobutanoate, in one of methanol, ethanol, isopropanol, propanol, butanol, isobutanol, or 2-butanol.
Предпочтительно после адсорбции металла-модификатора на диоксидкремниевом носителе растворитель удаляют выпариванием.Preferably, after adsorption of the modifier metal on the silica support, the solvent is removed by evaporation.
Необязательно модифицированный диоксидкремниевый носитель прокаливают для удаления любых лигандов или других органических соединений из модифицированного носителя.Optionally, the modified silica support is calcined to remove any ligands or other organic compounds from the modified support.
Специалисту будет понятно, что каталитический металл может быть добавлен в модифицированный диоксид кремния любым подходящим способом. Обычно, чтобы получить катализатор с модифицированным диоксидом кремния, модифицированный диоксид кремния приводят в контакт с каталитическим металлом.The person skilled in the art will appreciate that the catalytic metal may be added to the modified silica by any suitable method. Typically, to prepare a modified silica catalyst, the modified silica is contacted with a catalyst metal.
Обычно для получения катализатора модифицированный диоксидкремниевый носитель приводят в контакт с кислотным, нейтральным или щелочным водным раствором, содержащим каталитический металл, такой как цезий, в виде соли каталитического металла и основания. В качестве альтернативы, носитель может быть приведен в контакт со смешиваемым с водой раствором соли каталитического металла в органическом растворителе. Предпочтительными растворителями являются спирты, такие как метанол, этанол, пропанол и изопропанол, предпочтительно метанол. Наиболее предпочтительным растворителем является метанол. Наиболее предпочтительно каталитический металл добавляют в виде солевого раствора в метаноле. Низкое содержание воды, обычно до 20 об.%, может содержаться в растворах.Typically, the modified silica support is contacted with an acidic, neutral, or alkaline aqueous solution containing a catalytic metal, such as cesium, in the form of a salt of the catalytic metal and a base, to form a catalyst. Alternatively, the support may be brought into contact with a water-miscible solution of the catalytic metal salt in an organic solvent. Preferred solvents are alcohols such as methanol, ethanol, propanol and isopropanol, preferably methanol. The most preferred solvent is methanol. Most preferably, the catalytic metal is added as a saline solution in methanol. Low water content, typically up to 20 vol.%, can be contained in solutions.
Обычно условия температуры, времени контакта и pH во время этой стадии процесса получения катализатора таковы, что позволяют пропитывать модифицированный диоксидкремниевый носитель каталитическим металлом с образованием катализатора на модифицированном диоксидкремниевом носителе.Typically, temperature, contact time, and pH conditions during this step of the catalyst preparation process are such that the modified silica support is allowed to be impregnated with the catalytic metal to form the modified silica support catalyst.
Типичные условия температуры для данной стадии составляют 5-95 °C, более типично 10-80 °C и наиболее типично 20-70 °C. Температура для данной стадии может составлять по меньшей мере 5°C, более типично по меньшей мере 10°C, наиболее типично по меньшей мере 20°C.Typical temperature conditions for this step are 5-95°C, more typically 10-80°C and most typically 20-70°C. The temperature for this stage may be at least 5°C, more typically at least 10°C, most typically at least 20°C.
Типичное время контакта между модифицированным носителем и раствором, содержащим каталитический металл, для этой стадии может составлять 0,05-48 ч, более типично 0,1-24 ч, наиболее типично 0,5-18 ч. Время контакта может составлять по меньшей мере 0,05 ч, более типично по меньшей мере 0,1 ч, наиболее типично по меньшей мере 0,5 ч.Typical contact time between the modified support and the catalytic metal containing solution for this step may be 0.05-48 hours, more typically 0.1-24 hours, most typically 0.5-18 hours. The contact time may be at least 0.05 h, more typically at least 0.1 h, most typically at least 0.5 h.
Концентрация раствора соли каталитического металла на этой стадии зависит от большого числа факторов, включающих предел растворимости соединения каталитического металла, пористость модифицированного диоксидкремниевого носителя, желательное содержание каталитического металла на носителе и способ добавления, включая количество жидкости, используемой для пропитки носителя, рН и выбор соединения каталитического металла. Концентрацию в растворе лучше всего определять экспериментально.The concentration of the catalytic metal salt solution in this step depends on a large number of factors including the solubility limit of the catalytic metal compound, the porosity of the modified silica support, the desired content of the catalytic metal on the support, and the method of addition, including the amount of liquid used to impregnate the support, pH, and the choice of catalytic metal compound. metal. The concentration in a solution is best determined experimentally.
Подходящие соли каталитических металлов для введения каталитического металла обычно могут быть выбраны из одной или более групп, состоящих из формиата, ацетата, пропионата, гидрокарбоната, хлорида, нитрата, гидроксида и карбоната, более типично гидроксида, ацетата или карбоната, и наиболее типично гидроксида и/или карбоната. Значение рН можно регулировать во время пропитки путем добавления аммиака с соединением металла или используя соответствующее соединение каталитического металла, такое как формиат, карбонат, ацетат или гидроксид, более предпочтительно гидроксид или карбонат, во всех случаях отдельно, в комбинации или вместе с соответствующей карбоновой кислотой. Регулирование pH в предпочтительных диапазонах наиболее важно в конце пропитки для обеспечения удовлетворительной адсорбции. Наиболее типично, эти соли могут быть включены при использовании щелочного раствора соли. Если соль сама по себе не является щелочной, то можно добавить подходящее основание, такое как гидроксид аммония. Поскольку соли гидроксидов являются основными по своей природе, можно удобно приготовить смеси одной или более из указанных выше солей с гидроксидной солью конкретного каталитического металла, такого как цезий.Suitable catalytic metal salts for introducing the catalytic metal can generally be selected from one or more of the groups consisting of formate, acetate, propionate, hydrogen carbonate, chloride, nitrate, hydroxide and carbonate, more typically hydroxide, acetate or carbonate, and most typically hydroxide and/or or carbonate. The pH can be adjusted during impregnation by adding ammonia with a metal compound or by using an appropriate catalytic metal compound such as formate, carbonate, acetate or hydroxide, more preferably hydroxide or carbonate, in all cases alone, in combination or together with the appropriate carboxylic acid. Adjusting the pH within the preferred ranges is most important at the end of the impregnation to ensure satisfactory adsorption. Most typically, these salts may be incorporated using an alkaline salt solution. If the salt itself is not alkaline, then a suitable base such as ammonium hydroxide may be added. Because the hydroxide salts are basic in nature, mixtures of one or more of the above salts can be conveniently prepared with the hydroxide salt of a particular catalytic metal, such as cesium.
Специалисту в данной области будет понятно, что каталитический металл настоящего изобретения может быть добавлен в модифицированный диоксидкремниевый носитель любым подходящим способом. Катализатор может быть закреплен, обычно с помощью прокаливания, на носителе после осаждения соединения на носитель необязательно с использованием подходящего водного раствора соли и последующей сушки носителя с поверхностным покрытием.One skilled in the art will appreciate that the catalytic metal of the present invention may be added to the modified silica support by any suitable method. The catalyst may be fixed, usually by calcination, to the support after the compound has been deposited on the support, optionally using a suitable aqueous salt solution, and then dried on the surface-coated support.
Как правило, сушка модифицированного диоксидкремниевого носителя осуществляется соответствующими способами, известными специалисту, такими как сушка в сушильной установке или печи.As a rule, drying of the modified silica carrier is carried out by appropriate methods known to the person skilled in the art, such as drying in a dryer or oven.
Как правило, катализатор содержит 0,01-25% масс./масс. воды, более типично 0,1-15% масс./масс. воды и наиболее типично 0,5-5,0% масс./масс. воды.Typically, the catalyst contains 0.01-25% wt./mass. water, more typically 0.1-15% wt./mass. water and most typically 0.5-5.0% wt./mass. water.
Необязательно катализатор на основе модифицированного диоксидкремниевого носителя, содержащего каталитический металл, может быть высушен или прокален, причем процесс прокаливания хорошо известен специалистам в данной области.Optionally, the catalyst based on the modified silica carrier containing the catalytic metal may be dried or calcined, the calcination process being well known to those skilled in the art.
В некоторых случаях может потребоваться прокаливание носителя, образованного на стадии модификации, при 200-1000 °C, более типично 300-800 °C, наиболее типично 350-600 °C, перед добавлением каталитического металла. При предпочтительном прокаливании носителя, полученного на стадии модификации, температура составляет, по меньшей мере, 375°C, например, 400°C или 450°C. Атмосфера прокаливания обычно должна содержать некоторое количество кислорода, в подходящем случае 1-30% кислорода, и наиболее предпочтительно 2-20% кислорода для осуществления удаления органических остатков в виде углекислого газа и воды. Время прокаливания обычно может составлять 0,01-100 ч, в подходящем случае 0,5-40 ч, наиболее предпочтительно 1-24 ч. Прокаленный носитель, такой как ксерогель, должен быть охлажден до подходящей температуры для пропитки. Добавление каталитически активного металла может быть осуществлено способами, описанными для непрокаленного материала, или может быть осуществлено любым другим обычным способом, используемым для пропитки носителей катализатора, таких как ксерогелевые носители, таким как использование растворителя, отличного от воды, такого как спирт, в подходящем случае метанол, этанол, пропанол или изопропанол, или используя способ начальной влажности, при котором к ксерогелевым носителям добавляется только достаточное количество раствора для заполнения пор ксерогелевого носителя. В этом случае концентрация каталитически активного металла может быть вычислена для введения целевого количества каталитически активного металла в материал ксерогелевого носителя вместо обеспечения избытка раствора более низкой концентрации способом, описанным ранее. При добавлении каталитически активного металла можно использовать любую предпочтительную методику, известную в данной области техники. Метод прокаливания особенно предпочтителен, когда органический комплекс используется в качестве источника циркония и/или гафния, поскольку может потребоваться модифицировать последующую процедуру приготовления катализатора, чтобы удалить по меньшей мере часть органической комплексообразующей соли перед пропиткой цезием. Как преимущество, было установлено, что соотношение каталитический металл:металл-модификатор и, следовательно, требуемый каталитический металл, снижаются при прокаливании модифицированного носителя. Это было неожиданным и обеспечивает дополнительное улучшение изобретения.In some cases it may be necessary to calcinate the support formed in the modification step at 200-1000°C, more typically 300-800°C, most typically 350-600°C, before adding the catalytic metal. With the preferred calcination of the support obtained in the stage of modification, the temperature is at least 375°C, for example, 400°C or 450°C. The calcination atmosphere will typically contain some oxygen, suitably 1-30% oxygen, and most preferably 2-20% oxygen to effect removal of organic residues in the form of carbon dioxide and water. The calcination time can typically be 0.01-100 hours, suitably 0.5-40 hours, most preferably 1-24 hours. The addition of the catalytically active metal may be carried out by the methods described for the uncalcined material, or may be carried out by any other conventional method used for impregnating catalyst supports such as xerogel supports, such as using a solvent other than water, such as alcohol, if appropriate. methanol, ethanol, propanol, or isopropanol, or using an initial wetness method in which only enough solution is added to the xerogel carriers to fill the pores of the xerogel carrier. In this case, the concentration of the catalytically active metal can be calculated to introduce the target amount of the catalytically active metal into the xerogel carrier material, instead of providing an excess solution of a lower concentration in the manner previously described. When adding a catalytically active metal, you can use any preferred technique known in the art. The calcination method is particularly preferred when an organic complex is used as a source of zirconium and/or hafnium, as it may be necessary to modify the subsequent catalyst preparation procedure to remove at least a portion of the organic complexing salt prior to cesium impregnation. Advantageously, it has been found that the ratio of catalytic metal:modifier metal, and hence the required catalytic metal, decreases as the modified support is calcined. This was unexpected and provides a further improvement of the invention.
В соответствии с шестым аспектом настоящего изобретения предлагается способ получения этиленненасыщенной карбоновой кислоты или сложного эфира, обычно α, β этиленненасыщенной карбоновой кислоты или сложного эфира, включающий стадии контактирования формальдегида или его подходящего источника с карбоновой кислотой или сложным эфиром в присутствии катализатора и, необязательно, в присутствии спирта, где катализатор соответствует первому или любому из других аспектов настоящего изобретения, определенных в настоящем документе.According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a process for producing an ethylenically unsaturated carboxylic acid or ester, typically an α, β ethylenically unsaturated carboxylic acid or ester, comprising the steps of contacting formaldehyde or a suitable source thereof with a carboxylic acid or ester in the presence of a catalyst and optionally the presence of an alcohol, where the catalyst corresponds to the first or any of the other aspects of the present invention defined herein.
Как преимущество, также было обнаружено, что катализаторы, содержащие модифицированные диоксидкремниевые носители в соответствии с определением в настоящем документе и содержащие каталитический металл, являются чрезвычайно эффективными катализаторами для получения α, β этиленненасыщенной карбоновой кислоты или сложных эфиров путем конденсации соответствующей кислоты или сложного эфира с источником метилена, таким как формальдегид, обеспечивая снижение спекания поверхности катализатора, повышенную селективность и высокую удельную поверхность катализатора. В частности, улучшенные свойства обнаруживаются при использовании групп мономерного и/или димерного металла-модификатора, и/или когда модифицированный диоксидкремниевый носитель прокаливают перед обработкой каталитическим металлом. Кроме того, использование определенных комплексов металлов для введения металла-модификатора на носитель путем адсорбции обеспечивает удобный источник мономерных и/или димерных групп металла-модификатора. Такой источник также позволяет контролировать природу металла-модификатора и обеспечивает более равномерное распределение групп металла-модификатора.Advantageously, catalysts containing modified silica supports as defined herein and containing a catalytic metal have also been found to be extremely effective catalysts for producing α, β ethylenically unsaturated carboxylic acid or esters by condensing the corresponding acid or ester with a source methylene, such as formaldehyde, providing reduced catalyst surface sintering, increased selectivity and a high specific surface area of the catalyst. In particular, improved properties are found when monomeric and/or dimeric modifier metal groups are used and/or when the modified silica support is calcined prior to treatment with the catalytic metal. In addition, the use of certain metal complexes to introduce the modifier metal onto the support by adsorption provides a convenient source of modifier metal monomeric and/or dimeric groups. Such a source also allows control over the nature of the modifier metal and provides a more uniform distribution of modifier metal groups.
Под выражением «его подходящие источники» по отношению к формальдегиду в четвертом аспекте настоящего изобретения подразумевается, либо что свободный формальдегид может образовываться in situ из источника в условиях реакции, либо что этот источник может действовать как эквивалент свободного формальдегида в условиях реакции, например, он может образовывать такое же химически активное промежуточное соединение как формальдегид, так что имеет место эквивалентная реакция.By "its suitable sources" in relation to formaldehyde in the fourth aspect of the present invention is meant either that free formaldehyde can be generated in situ from a source under the reaction conditions, or that this source can act as an equivalent of free formaldehyde under the reaction conditions, for example, it can form the same reactive intermediate as formaldehyde, so that an equivalent reaction takes place.
Подходящий источник формальдегида может представлять собой соединение формулы (I):A suitable formaldehyde source may be a compound of formula (I):
(I) (I)
где R5 и R6 независимо выбирают из C1-C12 углеводородов или H, X представляет собой O, n представляет собой целое число от 1 до 100, и m равно 1.where R 5 and R 6 are independently selected from C 1 -C 12 hydrocarbons or H, X is O, n is an integer from 1 to 100, and m is 1.
Как правило, R5 и R6 независимо выбирают из C1-C12 алкила, алкенила или арила, как определено в настоящем документе, или H, в более подходящем случае из C1-C10 алкила или H, в наиболее подходящем случае из C1-C6 алкила или H, особенно метила или H. Как правило, n представляет собой целое число от 1 до 10, более предпочтительно от 1 до 5, особенно 1-3.Generally, R 5 and R 6 are independently selected from C 1 -C 12 alkyl, alkenyl, or aryl as defined herein, or H, more suitably C 1 -C 10 alkyl, or H, most suitably from C 1 -C 6 alkyl or H, especially methyl or H. Typically, n is an integer from 1 to 10, more preferably from 1 to 5, especially 1-3.
Однако могут использоваться и другие источники формальдегида, включая триоксан.However, other sources of formaldehyde can be used, including trioxane.
По этой причине, подходящий источник формальдегида включает любую равновесную композицию, которая может обеспечить источник формальдегида. Его примеры включают, без ограничения, диметоксиметан, триоксан, полиоксиметилены R1-O-(CH2-O)i-R2, где R1 и/или R2 представляют собой алкильные группы или водород, i=1-100, параформальдегид, формалин (формальдегид, метанол, вода) и другие равновесные композиции, такие как смесь формальдегида, метанола и метилпропионата.For this reason, a suitable source of formaldehyde includes any equilibrium composition that can provide a source of formaldehyde. Examples thereof include, without limitation, dimethoxymethane, trioxane, polyoxymethylenes R 1 -O-(CH 2 -O)iR 2 where R 1 and/or R 2 are alkyl groups or hydrogen, i=1-100, paraformaldehyde, formalin (formaldehyde, methanol, water) and other equilibrium compositions such as a mixture of formaldehyde, methanol and methyl propionate.
Полиоксиметилены представляют собой высшие формали или полуформали формальдегида и метанола CH3-O-(CH2-O)i-CH3 («формаль-i») или CH3-O-(CH2-O)i-H («полуформаль-i»), где i=1-100, в подходящем случае 1-5, особенно 1-3, или другие полиоксиметилены с по меньшей мере одной неметильной концевой группой. Таким образом, источник формальдегида может также представлять собой полиоксиметилен формулы R31-O-(CH2-O-)iR32, где R31 и R32 могут представлять собой одинаковые или различные группы, и по меньшей мере одна группа выбирается из C1-C10 алкильной группы, например, R31=изобутил и R32=метил.Polyoxymethylenes are higher formals or semiformals of formaldehyde and methanol CH 3 -O-(CH 2 -O) i -CH 3 (“formal-i”) or CH 3 -O-(CH 2 -O) i -H (“semi-formal -i"), where i=1-100, suitably 1-5, especially 1-3, or other polyoxymethylenes with at least one non-methyl end group. Thus, the formaldehyde source may also be a polyoxymethylene of the formula R 31 -O-(CH 2 -O-) i R 32 where R 31 and R 32 may be the same or different groups and at least one group is selected from C 1 -C 10 alkyl group, for example, R 31= isobutyl and R 32= methyl.
Как правило, подходящий источник формальдегида выбирают из диметоксиметана, низших полуформалей формальдегида и метанола, CH3-O-(CH2-O)i-H, где i=1-3, из формалина или из смеси, содержащей формальдегид, метанол и метилпропионат.As a rule, a suitable source of formaldehyde is selected from dimethoxymethane, the lower semi-formaldehydes of formaldehyde and methanol, CH 3 -O-(CH 2 -O) i -H, where i=1-3, from formalin or from a mixture containing formaldehyde, methanol and methyl propionate .
Как правило, под термином «формалин» подразумевается смесь формальдегид : метанол : вода в соотношении 25-65% : 0,01-25% : 25-70% по массе. В более типичном случае, под термином «формалин» подразумевается смесь формальдегид : метанол : вода в соотношении 30-60% : 0,03-20% : 35-60% по массе. В наиболее типичном случае, под термином «формалин» подразумевается смесь формальдегид : метанол : вода в соотношении 35-55% : 0,05-18% : 42-53% по массе.As a rule, the term "formalin" means a mixture of formaldehyde: methanol: water in the ratio 25-65%: 0.01-25%: 25-70% by weight. More typically, the term "formalin" refers to a mixture of formaldehyde:methanol:water in a ratio of 30-60%:0.03-20%:35-60% by weight. In the most typical case, the term "formalin" means a mixture of formaldehyde: methanol: water in the ratio 35-55%: 0.05-18%: 42-53% by weight.
Как правило, смесь, содержащая формальдегид, метанол и метилпропионат, содержит менее 5% масс. воды. Более предпочтительно, смесь, содержащая формальдегид, метанол и метилпропионат, содержит менее 1% масс. воды. Наиболее предпочтительно, смесь, содержащая формальдегид, метанол и метилпропионат, содержит 0,1-0,5% масс. воды.As a rule, a mixture containing formaldehyde, methanol and methyl propionate contains less than 5% of the mass. water. More preferably, the mixture containing formaldehyde, methanol and methyl propionate contains less than 1% of the mass. water. Most preferably, a mixture containing formaldehyde, methanol and methyl propionate contains 0.1-0.5% of the mass. water.
В соответствии с седьмым аспектом настоящего изобретения предлагается способ получения этиленненасыщенной кислоты или сложного эфира, включающий контактирование алкановой кислоты или сложного эфира формулы R1-CH2-COOR3 с формальдегидом или подходящим источником формальдегида формулы (I), как определено ниже:According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a process for producing an ethylenically unsaturated acid or ester comprising contacting an alkanoic acid or ester of formula R 1 -CH 2 -COOR 3 with formaldehyde or a suitable formaldehyde source of formula (I) as defined below:
(I) (I)
где R5 представляет собой метил и R6 представляет собой H;where R 5 is methyl and R 6 is H;
X является O;X is O;
m равно 1;m is 1;
и n представляет собой любое значение от 1 до 20 или любое их сочетание;and n is any value from 1 to 20, or any combination thereof;
в присутствии катализатора в соответствии с любым аспектом настоящего изобретения и необязательно в присутствии алканола; где R1 представляет собой водород или алкильную группу с 1-12, в более подходящем случае 1-8, в наиболее подходящем случае 1-4 атомами углерода, и R3 также может быть независимо водородом или алкильной группой с 1-12, в более подходящем случае 1-8, в наиболее подходящем случае 1-4 атомами углерода.in the presence of a catalyst in accordance with any aspect of the present invention, and optionally in the presence of an alkanol; where R1 is hydrogen or an alkyl group of 1-12, more suitably 1-8, most suitably 1-4 carbon atoms, and R3 can also independently be hydrogen or an alkyl group of 1-12, more suitably 1-8, most suitably 1-4 carbon atoms.
Таким образом, авторы настоящего изобретения обнаружили, что наличие циркония и/или гафния в форме групп оксида металла согласно настоящему изобретению позволяет удивительным образом улучшить селективность конденсации источников метилена, таких как формальдегид, с карбоновой кислотой или сложным алкиловым эфиром, таким как метилпропионат, с образованием этиленненасыщенных карбоновых кислот. В дополнение к этому, скорость спекания поверхности катализатора во время реакции конденсации значительно и неожиданно снижается.Thus, the present inventors have found that the presence of zirconium and/or hafnium in the form of metal oxide groups according to the present invention can surprisingly improve the selectivity of the condensation of methylene sources, such as formaldehyde, with a carboxylic acid or alkyl ester, such as methyl propionate, to form ethylenically unsaturated carboxylic acids. In addition, the sintering rate of the catalyst surface during the condensation reaction is significantly and unexpectedly reduced.
Соответственно, одним из конкретных процессов, для которого катализаторы настоящего изобретения оказываются особенно выгодными, является конденсация формальдегида с метилпропионатом в присутствии метанола для получения ММА.Accordingly, one particular process for which the catalysts of the present invention are particularly advantageous is the condensation of formaldehyde with methyl propionate in the presence of methanol to produce MMA.
В случае получения ММА катализатор обычно контактирует со смесью, содержащей формальдегид, метанол и метилпропионат.In the case of obtaining MMA, the catalyst is usually contacted with a mixture containing formaldehyde, methanol and methyl propionate.
Способ шестого или седьмого аспекта изобретения является особенно подходящим для получения акриловой и алкакриловой кислот и их сложных алкиловых эфиров, а также метилензамещенных лактонов. Соответствующие метилензамещенные лактоны включают 2-метиленвалеролактон и 2-метиленбутиролактон из валеролактона и бутиролактона, соответственно. Соответственно, (алк)акриловые кислоты и их сложные эфиры представляют собой (C0-8алк)акриловую кислоту или алкил(C0-8алк)акрилаты, как правило, в результате реакции соответствующей алкановой кислоты или ее сложного эфира с источником метилена, таким как формальдегид, в присутствии катализатора, предпочтительно, для получения метакриловой кислоты, акриловой кислоты, метилметакрилата, этилакрилата или бутилакрилата, в более подходящем случае метакриловой кислоты или особенно метилметакрилата (MMA) из пропионовой кислоты или метилпропионата, соответственно. Соответственно, при получении метилметакрилата или метакриловой кислоты предпочтительным сложным эфиром или кислотой формулы R1-CH2-COOR3 является метилпропионат или пропионовая кислота соответственно, и поэтому предпочтительным алканолом является метанол. Однако следует иметь в виду, что при получении других этиленненасыщенных кислот или сложных эфиров предпочтительными алканолами или кислотами будут другие.The process of the sixth or seventh aspect of the invention is particularly suitable for the preparation of acrylic and alkacrylic acids and their alkyl esters, as well as methylene-substituted lactones. Suitable methylene-substituted lactones include 2-methylenevalerolactone and 2-methylenebutyrolactone from valerolactone and butyrolactone, respectively. Accordingly, (alk)acrylic acids and their esters are ( C0-8alk )acrylic acid or alkyl( C0-8alk )acrylates, typically by reacting the corresponding alkanoic acid or ester thereof with a source of methylene, such as formaldehyde in the presence of a catalyst, preferably to produce methacrylic acid, acrylic acid, methyl methacrylate, ethyl acrylate or butyl acrylate, more suitably methacrylic acid or especially methyl methacrylate (MMA) from propionic acid or methyl propionate, respectively. Accordingly, when preparing methyl methacrylate or methacrylic acid, the preferred ester or acid of the formula R 1 -CH 2 -COOR 3 is methyl propionate or propionic acid, respectively, and therefore the preferred alkanol is methanol. However, it should be borne in mind that in the preparation of other ethylenically unsaturated acids or esters, the preferred alkanols or acids will be others.
Реакция настоящего изобретения может быть периодической или непрерывной.The reaction of the present invention may be batch or continuous.
Типичные условия температуры и манометрического давления в способе шестого или седьмого аспекта изобретения находятся в диапазоне от 100°C до 400°C, более предпочтительно в диапазоне от 200°C до 375°C, наиболее предпочтительно в диапазоне от 275°C до 360°C; и/или от 0,001 МПа до 1 МПа, более предпочтительно от 0,03 МПа до 0,5 МПа, наиболее предпочтительно от 0,03 МПа до 0,3 МПа. Типичное время контакта реагентов в присутствии катализатора находится в диапазоне от 0,1 с до 300 с, более предпочтительно составляют 1-100 с, наиболее предпочтительно 2-50 с, особенно, 3-30 с.Typical temperature and pressure conditions in the process of the sixth or seventh aspect of the invention are in the range of 100°C to 400°C, more preferably in the range of 200°C to 375°C, most preferably in the range of 275°C to 360°C ; and/or 0.001 MPa to 1 MPa, more preferably 0.03 MPa to 0.5 MPa, most preferably 0.03 MPa to 0.3 MPa. Typical contact times for the reactants in the presence of a catalyst range from 0.1 s to 300 s, more preferably 1-100 s, most preferably 2-50 s, especially 3-30 s.
Количество катализатора, используемое в способе получения продукта в настоящем изобретении, не обязательно является критичным и будет определяться практическими аспектами способа, в котором его используют. Однако количество катализатора обычно выбирают таким образом, чтобы обеспечить оптимальную селективность и выход продукта, а также приемлемую температуру эксплуатации. Тем не менее, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что минимальное количество катализатора должно быть достаточным для того, чтобы вызвать эффективный контакт реагентов с поверхностью катализатора. Кроме того, специалисту в данной области техники будет понятно, что на самом деле не существует верхнего предела количества катализатора по отношению к реагентам, но на практике это может регулироваться требуемым временем контакта и/или экономическими соображениями.The amount of catalyst used in the process for producing the product of the present invention is not necessarily critical and will be determined by the practical aspects of the process in which it is used. However, the amount of catalyst is usually chosen to provide optimum selectivity and product yield, as well as an acceptable operating temperature. However, one of ordinary skill in the art will appreciate that the minimum amount of catalyst should be sufficient to bring the reactants into effective contact with the catalyst surface. In addition, one skilled in the art will appreciate that there is not really an upper limit on the amount of catalyst relative to reactants, but in practice this may be controlled by required contact time and/or economic considerations.
Относительное количество реагентов в способе шестого или седьмого аспекта настоящего изобретения может варьировать в широких пределах, но, как правило, молярное отношение формальдегида или его подходящего источника к карбоновой кислоте или сложному эфиру находится в диапазоне 20:1-1:20, более предпочтительно 5:1-1:15. Наиболее предпочтительное отношение будет зависеть от формы формальдегида и от способности катализатора высвобождать формальдегид из формальдегидных соединений. Таким образом, в высшей степени химически активные формальдегидные вещества, где один или оба из R31 и R32 в R31O-(CH2-O)iR32 представляют собой H, требуют относительно низких соотношений, как правило, в этом случае, молярное отношение формальдегида или его подходящего источника к карбоновой кислоте или сложному эфиру находится в диапазоне от 1:1 до 1:9. Когда ни R31, ни R32 не представляют собой H, как например, в CH3O-CH2-OCH3 или в триоксане, наиболее предпочтительными являются более высокие отношения, как правило, от 6:1 до 1:3.The relative amount of reactants in the method of the sixth or seventh aspect of the present invention may vary widely, but, as a rule, the molar ratio of formaldehyde or its suitable source to carboxylic acid or ester is in the range of 20:1-1:20, more preferably 5: 1-1:15. The most preferred ratio will depend on the form of the formaldehyde and on the ability of the catalyst to release formaldehyde from formaldehyde compounds. Thus, highly reactive formaldehyde substances, where one or both of R 31 and R 32 in R 31 O-(CH 2 -O) and R 32 are H, require relatively low ratios, as a rule, in this case , the molar ratio of formaldehyde or its suitable source to carboxylic acid or complex ester is in the range from 1:1 to 1:9. When neither R 31 nor R 32 is H, such as in CH 3 O-CH 2 -OCH 3 or trioxane, higher ratios, typically 6:1 to 1:3, are most preferred.
Как указано выше, из-за источника формальдегида вода также может присутствовать в реакционной смеси. В зависимости от источника формальдегида может быть необходимо удалить из него некоторую часть или всю воду перед катализом. Поддержание более низкого содержания воды, чем в источнике формальдегида может быть предпочтительно для каталитической эффективности и/или последующей очистки продуктов. Содержание воды менее 10 мол.% в реакторе является предпочтительным, в более подходящем случае менее 5 мол.%, в наиболее подходящем случае менее 2 мол.%.As stated above, due to the source of formaldehyde, water may also be present in the reaction mixture. Depending on the formaldehyde source, it may be necessary to remove some or all of the water from it before catalysis. Maintaining a lower water content than the formaldehyde source may be advantageous for catalytic efficiency and/or subsequent purification of products. A water content of less than 10 mol% in the reactor is preferred, more suitably less than 5 mol%, most suitably less than 2 mol%.
Молярное отношение спирта к кислоте или сложному эфиру обычно находится в диапазоне от 20:1 до 1:20, предпочтительно от 10:1 до 1:10, наиболее предпочтительно от 5:1 до 1:5, например 1:1,5. Однако наиболее предпочтительное отношение будет зависеть от количества воды, вводимой в катализатор в реагентах, плюс количество, образующееся в реакции, так что предпочтительное молярное отношение спирта к воде в целом в реакции будет составлять по меньшей мере 1:1, и более предпочтительно по меньшей мере 2:1.The molar ratio of alcohol to acid or ester is usually in the range of 20:1 to 1:20, preferably 10:1 to 1:10, most preferably 5:1 to 1:5, eg 1:1.5. However, the most preferred ratio will depend on the amount of water introduced into the catalyst in the reactants plus the amount formed in the reaction, so that the preferred molar ratio of alcohol to water in the overall reaction will be at least 1:1, and more preferably at least 2:1.
Реагенты по шестому или седьмому аспекту могут подаваться в реактор независимо или после предварительного смешивания, и процесс реакции может быть непрерывным или периодическим. Однако обычно используется непрерывный процесс.The reactants of the sixth or seventh aspect may be fed into the reactor independently or after premixing, and the reaction process may be continuous or batchwise. However, a continuous process is usually used.
Как правило, способ шестого или седьмого аспекта настоящего изобретения осуществляют, когда реагенты находятся в газовой фазе.Typically, the method of the sixth or seventh aspect of the present invention is carried out when the reactants are in the gas phase.
В еще одном дополнительном аспекте изобретение распространяется на способ получения этиленненасыщенной карбоновой кислоты или сложного эфира в соответствии с любым из соответствующих аспектов в настоящем документе, включающий стадии первоначального получения катализатора в соответствии с любым из соответствующих аспектов настоящего изобретения.In another additional aspect, the invention extends to a process for producing an ethylenically unsaturated carboxylic acid or ester in accordance with any of the relevant aspects herein, comprising the steps of initially preparing a catalyst in accordance with any of the relevant aspects of the present invention.
ОпределенияDefinitions
Термин «алкил», когда используется в настоящем документе, означает, если не указано иное, C1-C12 алкил и включает метильные, этильные, этенильные, пропильные, пропенилбутильные, бутенильные, пентильные, пентенильные, гексильные, гексенильные и гептильные группы, обычно алкильные группы выбирают из метила, этила, пропила, бутила, пентила и гексила, в более типичном случае из метила. Если не указано иное, алкильные группы могут, когда имеется достаточное количество атомов углерода, быть линейными или разветвленными, быть циклическими, ациклическими или частично циклическими/ациклическими, быть незамещенными, замещенными или иметь на концах один или более заместителей, выбранных из галогена, циано, нитро, -OR19, -OC(O)R20, -C(O)R21, -C(O)OR22, -NR23R24, -C(O)NR25R26, -SR29, -C(O)SR30, -C(S)NR27R28, незамещенного или замещенного арила или незамещенного или замещенного Het, где R19 - R30 здесь и в целом в настоящем документе, каждый, независимо представляют собой водород, галоген, незамещенный или замещенный арил или незамещенный или замещенный алкил, или, в случае R21, галоген, нитро, циано и амино, и/или прерываться одним или более (предпочтительно, в количестве менее 4) атомами кислорода, серы, кремния или посредством силано или диалкилкремниевых групп или их смесей. Как правило, алкильные группы являются незамещенными, как правило, линейными и обычно насыщенными.The term "alkyl" when used herein means, unless otherwise indicated, C 1 -C 12 alkyl and includes methyl, ethyl, ethenyl, propyl, propenylbutyl, butenyl, pentyl, pentenyl, hexyl, hexenyl and heptyl groups, usually alkyl groups are selected from methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl and hexyl, more typically methyl. Unless otherwise indicated, alkyl groups may, when sufficient carbon atoms are present, be linear or branched, be cyclic, acyclic or partially cyclic/acyclic, unsubstituted, substituted or terminated with one or more substituents selected from halogen, cyano, nitro, -OR 19 , -OC(O)R 20 , -C(O)R 21 , -C(O)OR 22 , -NR 23 R 24 , -C(O)NR 25 R 26 , -SR 29 , -C(O)SR 30 , -C(S)NR 27 R 28 , unsubstituted or substituted aryl or unsubstituted or substituted Het, where R 19 - R 30 herein and generally herein, each independently represents hydrogen, halogen , unsubstituted or substituted aryl or unsubstituted or substituted alkyl, or, in the case of R 21 , halogen, nitro, cyano and amino, and/or interrupted by one or more (preferably less than 4) oxygen, sulfur, silicon, or by means of a silano or dialkyl silicon groups or mixtures thereof. As a rule, alkyl groups are unsubstituted, usually linear and usually saturated.
Термин «алкенил» должен пониматься как приведенный выше «алкил», за исключением того, что по меньшей мере одна углерод-углеродная связь в нем является ненасыщенной и, соответственно, данный термин относится к C2-C12 алкенильным группам.The term "alkenyl" is to be understood as "alkyl" above, except that at least one carbon-carbon bond therein is unsaturated and, accordingly, the term refers to C 2 -C 12 alkenyl groups.
Термин «алк» или что-либо подобное должен, в отсутствие информации о чем-либо противоположном, восприниматься в соответствии с указанным выше определением «алкила», за исключением того, что «С0 алк» означает незамещенный алкилом.The term "alk" or the like is, in the absence of information to the contrary, to be understood in accordance with the above definition of "alkyl", except that "C 0 alk" means unsubstituted by alkyl.
Термин «арил», когда используется в настоящем документе, включает пяти - десятичленные, предпочтительно, пяти - восьмичленные, карбоциклические ароматические или псевдоароматические группы, такие как фенильный, циклопентадиенильный и инденильный анионы и нафтил, эти группы могут быть незамещенными или замещенными одним или более заместителями, выбранными из незамещенного или замещенного арила, алкила (эта группа сама по себе может быть незамещенной или замещенной или иметь окончания, как определено в настоящем документе), Het (эта группа сама по себе может быть незамещенной или замещенной или иметь окончания, как определено в настоящем документе), галогена, циано, нитро, OR19, OC(O)R20, C(O)R21, C(O)OR22, NR23R24, C(O)NR25R26, SR29, C(O)SR30 или C(S)NR27R28, где каждый R19 - R30 независимо представляет собой водород, незамещенный или замещенный арил или алкил (эта алкильная группа сама по себе может быть незамещенной или замещенной или иметь окончания, как определено в настоящем документе), или, в случае R21, - галоген, нитро, циано или амино.The term "aryl" as used herein includes five to ten membered, preferably five to eight membered, carbocyclic aromatic or pseudoaromatic groups such as phenyl, cyclopentadienyl and indenyl anions and naphthyl, these groups may be unsubstituted or substituted with one or more substituents. , selected from unsubstituted or substituted aryl, alkyl (this group may itself be unsubstituted or substituted or terminated as defined herein), Het (this group may itself be unsubstituted or substituted or terminated as defined in this document), halogen, cyano, nitro, OR 19 , OC(O)R 20 , C(O)R 21 , C(O)OR 22 , NR 23 R 24 , C(O)NR 25 R 26 , SR 29 , C(O)SR 30 or C(S)NR 27 R 28 , where each R 19 - R 30 is independently hydrogen, unsubstituted or substituted aryl, or alkyl (this alkyl group itself may be unsubstituted or substituted or terminated like oprah divided herein), or, in the case of R 21 , halogen, nitro, cyano or amino.
Термин «галоген», когда используется в настоящем документе, означает группу хлора, брома, йода или фтора, как правило, хлора или фтора.The term "halogen" as used herein means a chlorine, bromine, iodine or fluorine group, typically chlorine or fluorine.
Термин «Het», когда используется в настоящем документе, включает четырех - двенадцатичленные, обычно четырех - десятичленные кольцевые системы, причем кольца содержат один или более гетероатомов, выбранных из азота, кислорода, серы и их смесей, и данные кольца не содержат двойных связей, содержат одну или более двойных связей или могут быть неароматическими, частично ароматическими или полностью ароматическими по характеру. Кольцевые системы могут быть моноциклическими, бициклическими или конденсированными. Каждая группа «Het», идентифицируемая в настоящем документе, может быть незамещенной или замещенной одним или более заместителями, выбранными из галогена, циано, нитро, оксо, алкила (эта алкильная группа сама по себе может быть незамещенной или замещенной или иметь окончания, как определено в настоящем документе) -OR19, -OC(O)R20, -C(O)R21, -C(O)OR22, -N(R23)R24, -C(O)N(R25)R26, -SR29, -C(O)SR30 or -C(S)N(R27)R28, где каждый R19-R30 независимо представляет собой водород, незамещенный или замещенный арил или алкил (эта алкильная группа сама по себе может быть незамещенной или замещенной или иметь окончания, как определено в настоящем документе) или, в случае R21, - галоген, нитро, амино или циано. Таким образом, термин «Het» включает такие группы как необязательно замещенный азетидинил, пирролидинил, имидазолил, индолил, фуранил, оксазолил, изоксазолил, оксадиазолил, тиазолил, тиадиазолил, триазолил, оксатриазолил, тиатриазолил, пиридазинил, морфолинил, пиримидинил, пиразинил, хинолинил, изохинолинил, пиперидинил, пиразолил и пиперазинил. Заместители при Het могут находиться на атоме углерода кольца Het или, где это возможно, на одном или более гетероатомах.The term "Het" as used herein includes four to twelve, typically four to ten, ring systems, wherein the rings contain one or more heteroatoms selected from nitrogen, oxygen, sulfur, and mixtures thereof, and these rings contain no double bonds, contain one or more double bonds or may be non-aromatic, partially aromatic or fully aromatic in character. Ring systems can be monocyclic, bicyclic or fused. Each "Het" group identified herein may be unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from halo, cyano, nitro, oxo, alkyl (this alkyl group itself may be unsubstituted or substituted or terminated as defined herein) -OR 19 , -OC(O)R 20 , -C(O)R 21 , -C(O)OR 22 , -N(R 23 )R 24 , -C(O)N(R 25 )R 26 , -SR 29 , -C(O)SR 30 or -C(S)N(R 27 )R 28 , where each R 19 -R 30 is independently hydrogen, unsubstituted or substituted aryl or alkyl (this alkyl the group itself may be unsubstituted or substituted or terminated as defined herein) or, in the case of R 21 , halo, nitro, amino or cyano. Thus, the term "Het" includes groups such as optionally substituted azetidinyl, pyrrolidinyl, imidazolyl, indolyl, furanyl, oxazolyl, isoxazolyl, oxadiazolyl, thiazolyl, thiadiazolyl, triazolyl, oxatriazolyl, thiatriazolyl, pyridazinyl, morpholinyl, pyrimidinyl, pyrazinyl, quinolinyl, isoquinolinyl , piperidinyl, pyrazolyl and piperazinil. Substituents at Het may be on the carbon atom of the Het ring or, where possible, on one or more heteroatoms.
Группы «Het» также могут быть в виде оксида N.The "Het" groups can also be in the form of N oxide.
Подходящие необязательные спирты для использования в катализируемой реакции четвертого или пятого аспектов настоящего изобретения могут быть выбраны из: C1-C30 алканола, включая арильные спирты, которые могут быть необязательно замещенными одним или более заместителями, выбранными из алкила, арила, Het, галогена, циано, нитро, OR19, OC(O)R20, C(O)R21, C(O)OR22, NR23R24, C(O)NR25R26, C(S)NR27R28, SR29 или C(O)SR30, как определено в настоящем документе. Особенно предпочтительные алканолы представляют собой C1-C8 алканолы, такие как метанол, этанол, пропанол, изопропанол, изобутанол, трет-бутиловый спирт, фенол, н-бутанол и хлоркаприловый спирт, в особенности, метанол. Хотя моноалканолы являются наиболее предпочтительными, полиалканолы, обычно выбранные из таких ди-октаолов, как диолы, триолы, тетраолы и сахара, также могут использоваться. Как правило, такие полиалканолы выбирают из 1,2-этандиола, 1,3-пропандиола, глицерина, 1,2,4-бутантриола, 2-(гидроксиметил)-1,3-пропандиола, 1,2,6-тригидроксигексана, пентаэритритола, 1,1,1-три(гидроксиметил)этана, наннозы, сорбазы, галактозы и других сахаров. Предпочтительные сахара включают сахарозу, фруктозу и глюкозу. Особенно предпочтительные алканолы представляют собой метанол и этанол. Наиболее предпочтительным алканолом является метанол. Количество спирта не является критичным. Обычно количества используются в избытке по отношению к количеству этерифицируемого субстрата. Таким образом, спирт может также служить в качестве растворителя для реакции, хотя при необходимости можно также использовать отдельные или дополнительные растворители.Suitable optional alcohols for use in the catalyzed reaction of the fourth or fifth aspects of the present invention may be selected from: C 1 -C 30 alkanol, including aryl alcohols, which may be optionally substituted with one or more substituents selected from alkyl, aryl, Het, halogen, cyano, nitro, OR 19 , OC(O)R 20 , C(O)R 21 , C(O)OR 22 , NR 23 R 24 , C(O)NR 25 R 26 , C(S)NR 27 R 28 , SR 29 or C(O)SR 30 as defined herein. Particularly preferred alkanols are C 1 -C 8 alkanols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, isobutanol, tert-butyl alcohol, phenol, n-butanol and chlorocaprylic alcohol, in particular methanol. Although monoalkanols are most preferred, polyalkanols, usually selected from di-octaols such as diols, triols, tetraols and sugars, can also be used. Typically, such polyalkanols are selected from 1,2-ethanediol, 1,3-propanediol, glycerol, 1,2,4-butanetriol, 2-(hydroxymethyl)-1,3-propanediol, 1,2,6-trihydroxyhexane, pentaerythritol , 1,1,1-tri(hydroxymethyl)ethane, nannose, sorbase, galactose and other sugars. Preferred sugars include sucrose, fructose and glucose. Particularly preferred alkanols are methanol and ethanol. The most preferred alkanol is methanol. The amount of alcohol is not critical. Generally, the amounts are used in excess of the amount of the esterified substrate. Thus, the alcohol may also serve as a solvent for the reaction, although separate or additional solvents may also be used if desired.
Термин «старение» описан, например, в патентной заявке WO 2009/003722. Общие принципы старения описаны в The Chemistry of Silica: Solubility, Polymerisation, Colloid and Surface Properties and Biochemistry of Silica: Ralph K. Iler, 1979, John Wiley and Sons Inc., ISBN 0-471-02404-X, p. 358-364. Если данная стадия проводится, гидрогель затем снова промывают для удаления любых веществ, используемых в процессе старения, и для доведения раствора до нужного значения рН для добавления каталитически активного металла, что зависит от выбора соли для каталитически активного металла.The term "aging" is described, for example, in patent application WO 2009/003722. The general principles of aging are described in The Chemistry of Silica: Solubility, Polymerisation, Colloid and Surface Properties and Biochemistry of Silica: Ralph K. Iler, 1979, John Wiley and Sons Inc., ISBN 0-471-02404-X, p. 358-364. If this step is carried out, the hydrogel is then washed again to remove any substances used in the aging process and to bring the solution to the correct pH for the addition of the catalytically active metal, depending on the choice of salt for the catalytically active metal.
Хотя металл, оксид металла и группы оксида металла любого аспекта настоящего изобретения или любого их предпочтительного или необязательного признака могут представлять собой цирконий или гафний и диоксид циркония или оксид гафния, соответственно, они обычно представляют собой цирконий и диоксид циркония и группы диоксида циркония.While the metal, metal oxide, and metal oxide groups of any aspect of the present invention, or any preferred or optional feature thereof, may be zirconium or hafnium and zirconia or hafnium oxide, respectively, they are typically zirconium and zirconia and zirconia groups.
Используемый здесь термин «гель» также известен специалисту в данной области, но в случае сомнений его можно рассматривать как твердую сетку, в которой диспергирована жидкость. Обычно гель представляет собой полимерную сетку, в которой диспергирована жидкость. Когель - это термин, используемый для указания на то, что в полимерную сетку включено более одного исходного химического соединения/группы, обычно диоксид кремния и оксид или соль металла, как, например, диоксид циркония. Соответственно, совместное гелеобразование в настоящем документе означает образование когеля.The term "gel" as used herein is also known to the person skilled in the art, but in case of doubt, it can be considered as a solid network in which a liquid is dispersed. Typically, a gel is a polymer network in which a liquid is dispersed. Cogel is a term used to indicate that more than one parent chemical compound/group is included in the polymer network, typically silica and a metal oxide or salt such as zirconia. Accordingly, co-gelling, as used herein, means cogel formation.
Таким образом, гель представляет собой золь, который отвержден. Так, гидрогель представляет собой гель, как это определено в настоящем документе, где жидкостью является вода. Ксерогель представляет собой гель, который был высушен для удаления жидкости. Аэрогель представляет собой гель, в котором жидкость заменена газом и, поэтому не подвергается такой же усадке, как ксерогель.Thus, a gel is a sol that has been cured. Thus, a hydrogel is a gel, as defined herein, wherein the liquid is water. A xerogel is a gel that has been dried to remove liquid. An airgel is a gel in which the liquid has been replaced by a gas and therefore does not shrink to the same extent as a xerogel.
Термин «начало» в данном документе означает начало образования модифицированного диоксида кремния.The term "start" in this document means the beginning of the formation of modified silicon dioxide.
Термин «группы», используемый здесь по отношению к металлу, используется для обозначения формы металла-модификатора на модифицированном носителе. Хотя металл-модификатор обычно образует часть сетки, металл-модификатор будет иметь форму дискретных остатков на диоксидкремниевом носителе. Ссылка на в общей сложности до двух атомов металла или тому подобное должна пониматься как относящаяся к мономерной и/или димерной форме его остатка. В подходящем случае, в приведенных здесь аспектах настоящего изобретения было обнаружено, что предпочтительно иметь группы в форме мономерного остатка. Соответственно, термин «в общей сложности до 2 атомов металла-модификатора» или тому подобное здесь означает в общей сложности 1 и/или 2 атома металла-модификатора. При этом, 1 предпочтительнее, чем 2 атома металла-модификатора, особенно предпочтительным является в общей сложности 1 и/или 2 атома циркония в указанных группах, в особенности 1 атом циркония в группах.The term "groups" as used herein in relation to a metal is used to denote the form of the modifier metal on the modified support. Although the modifier metal usually forms part of the network, the modifier metal will be in the form of discrete residues on the silica support. Reference to a total of up to two metal atoms or the like is to be understood as referring to the monomeric and/or dimeric form of its residue. As appropriate, in the aspects of the present invention described herein, it has been found to be preferable to have the groups in the form of a monomeric residue. Accordingly, the term "a total of up to 2 modifier metal atoms" or the like here means a total of 1 and/or 2 modifier metal atoms. Here, 1 is more preferable than 2 modifier metal atoms, particularly preferred is a total of 1 and/or 2 zirconium atoms in said groups, in particular 1 zirconium atom in groups.
Термин «мономерный или димерный» означает наличие мономероподобной или димероподобной формы или, в случае остатков на диоксиде кремния, означает «имеющий форму мономерного или димерного остатка».The term "monomeric or dimeric" means having a monomeric or dimeric form or, in the case of residues on silica, means "having the form of a monomeric or dimeric residue".
Процент металла-модификатора не имеет здесь единиц измерения, поскольку он относится к числу атомов металла на общее число таких атомов. Следует иметь в виду, что группы могут принимать форму немономерных или недимерных кластеров, но эти кластеры по-прежнему состоят из атомов металла-модификатора.The percentage of modifier metal has no units here because it refers to the number of metal atoms per total number of such atoms. It should be borne in mind that the groups may take the form of non-monomeric or non-dimeric clusters, but these clusters still consist of modifier metal atoms.
Варианты осуществления изобретения далее будут описаны со ссылкой на сопроводительные примеры и чертежи, на которых:Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying examples and drawings, in which:
на фиг.1 показано HRTEM-изображение для модифицированного Zr диоксида кремния, пример 5;Figure 1 shows an HRTEM image for Zr-modified silica, example 5;
на фиг.2 показано HRTEM-изображение для модифицированного Zr диоксида кремния, пример 7;Figure 2 shows an HRTEM image for Zr-modified silica, Example 7;
на фиг.3 показано HRTEM-изображение для модифицированного Zr диоксида кремния, пример 14;Figure 3 shows an HRTEM image for Zr-modified silica, Example 14;
на фиг.4 показано HRTEM-изображение для модифицированного Zr диоксида кремния, пример 15;Figure 4 shows an HRTEM image for Zr-modified silica, Example 15;
на фиг.5 показано HRTEM-изображение для модифицированного Zr диоксида кремния, пример 17; иFig. 5 shows an HRTEM image for Zr-modified silica, Example 17; and
на фиг.6 показано HRTEM-изображение для модифицированного Zr диоксида кремния, пример 18;Fig. 6 shows an HRTEM image for Zr-modified silica, Example 18;
на фиг.7 показана селективность ММА+МАА (%) в зависимости от активности катализатора для катализаторов, полученных в примерах с 20 по 74;figure 7 shows the selectivity of MMA+MAA (%) depending on the activity of the catalyst for the catalysts obtained in examples 20 to 74;
на фиг.8 показана селективность катализатора для катализаторов со смешанным мономером/тримером, полученных в примерах с 75 по 79; и8 shows the catalyst selectivity for the mixed monomer/trimer catalysts prepared in Examples 75 to 79; and
на фиг.9 показаны константы спекания катализатора, определенные с помощью испытания на ускоренное старение, описанное в примере 81.9 shows the catalyst sintering constants determined using the accelerated aging test described in Example 81.
Экспериментальная частьexperimental part
Описание диоксидкремниевого носителяDescription of silica carrier
Пример 1Example 1
Диоксид кремния Fuji Silysia CARiACT Q10 (Q10) сушили в лабораторной печи при 160°С в течение 16 ч, после чего его извлекали из печи и охлаждали до комнатной температуры в закрытой колбе, хранившейся в десикаторе. Этот диоксид кремния имел удельную поверхность 333 м2/г, объем пор 1,0 мл/г и средний диаметр пор 10 нм, определяемый с помощью измерения изотерм адсорбции/десорбции азота (Micromeretics Tristar II). Силанольное число 0,8 OH/нм2 было определено с помощью ТГА-анализа. Данный диоксид кремния главным образом состоял из сферических гранул диоксида кремния с диаметром в диапазоне 2-4 мм.Fuji Silysia CARiACT Q10 (Q10) silica was dried in a laboratory oven at 160°C for 16 h, after which it was removed from the oven and cooled to room temperature in a closed flask stored in a desiccator. This silica had a specific surface area of 333 m 2 /g, a pore volume of 1.0 ml/g and an average pore diameter of 10 nm, determined by measuring nitrogen adsorption/desorption isotherms (Micromeretics Tristar II). Silanol number 0.8 OH/nm 2 was determined using TGA analysis. This silica mainly consisted of spherical silica granules with a diameter in the range of 2-4 mm.
Пример 2Example 2
Диоксид кремния Fuji Silysia CARiACT Q30 (Q30) прокаливали в трубчатой печи при 900°C в течение 5 ч при скорости нагрева 5°C/мин в потоке газообразного азота. Затем его охлаждали до комнатной температуры и хранили в закрытой колбе в десикаторе. Данный диоксид кремния имел удельную поверхность 112 м2/г, объем пор 1,0 мл/г, средний диаметр пор 30 нм и главным образом состоял из сферических гранул диоксида кремния с диаметром в диапазоне 2-4 мм.Fuji Silysia CARiACT Q30 (Q30) silica was calcined in a tube furnace at 900° C. for 5 hours at a heating rate of 5° C./min in a stream of nitrogen gas. Then it was cooled to room temperature and stored in a closed flask in a desiccator. This silica had a specific surface area of 112 m 2 /g, a pore volume of 1.0 ml/g, an average pore diameter of 30 nm, and was mainly composed of spherical silica granules with a diameter in the range of 2-4 mm.
Модификация Zr диоксидкремниевых носителейModification of Zr silicon dioxide supports
Пример 3 (0,92% масс. Zr, мономерный Zr на Q10)Example 3 (0.92 wt% Zr, monomeric Zr on Q10)
0,542 г Zr(acac)4 (97%, Sigma Aldrich) растворяли в 11 мл MeOH (99% Sigma Aldrich). В отдельную колбу отвешивали 10 г диоксида кремния примера 1. Затем отвешенный диоксид кремния добавляли к раствору Zr(acac)4 при перемешивании. Перемешивание продолжали до тех пор, пока весь раствор Zr(acac)4 не был введен в объем пор диоксида кремния. После завершения заполнения пор диоксид кремния, модифицированный Zr, оставляли на 16 ч в закрытой колбе с периодическим перемешиванием. По истечении этого времени находящийся вне пор раствор удаляли фильтрацией. За этим следовала стадия сушки, на которой удаляли находящийся внутри пор органический растворитель, пропуская поток газообразного азота через влажный диоксид кремния, модифицированный Zr, при комнатной температуре. В качестве альтернативы, находящийся внутри пор растворитель удаляли на роторном испарителе при пониженном давлении. После удаления всего растворителя модифицированный Zr диоксидкремниевый носитель прокаливали в трубчатой печи при 500°С в потоке воздуха (1 л/мин) со скоростью нагрева 5°С/мин и конечным выдерживанием в течение 5 ч. После охлаждения это давало привитый Zr диоксидкремниевый носитель со 100% эффективностью использования Zr. Концентрацию Zr (% масс.) на модифицированном Zr носителе определяли с помощью энергодисперсионного рентгеновского флуоресцентного анализа порошков (Oxford Instruments X-Supreme8000).0.542 g Zr(acac) 4 (97%, Sigma Aldrich) was dissolved in 11 ml MeOH (99% Sigma Aldrich). 10 g of the silica of example 1 was weighed into a separate flask. The weighed silica was then added to the Zr(acac) 4 solution with stirring. Stirring was continued until all of the Zr(acac) 4 solution was introduced into the pore volume of the silica. After filling the pores, the Zr-modified silica was left for 16 h in a closed flask with occasional stirring. After this time, the solution outside the pores was removed by filtration. This was followed by a drying step in which the organic solvent inside the pores was removed by passing a stream of nitrogen gas through wet Zr-modified silica at room temperature. Alternatively, the solvent inside the pores was removed on a rotary evaporator under reduced pressure. After removal of all solvent, the Zr-modified silica support was calcined in a tube furnace at 500° C. in an air stream (1 L/min) with a heating rate of 5° C./min and a final hold of 5 hours. After cooling, this gave a grafted Zr silica support with 100% efficient use of Zr. The Zr concentration (% wt.) on the modified Zr support was determined using energy dispersive X-ray fluorescence analysis of powders (Oxford Instruments X-Supreme8000).
Пример 4 (1,5% масс. Zr, мономерный Zr на Q10)Example 4 (1.5 wt% Zr, monomeric Zr on Q10)
Модификацию носителя осуществляли как описано в примере 3, за исключением того, что использовалось 0,874 г Zr(acac)4.The carrier modification was carried out as described in example 3, except that 0.874 g of Zr(acac) 4 was used.
Пример 5 (2,3% масс. Zr, мономерный Zr на Q10)Example 5 (2.3 wt% Zr, monomeric Zr on Q10)
Модификацию носителя осуществляли как описано в примере 3, за исключением того, что использовали 1,38 г Zr(acac)4 и 20 мл 1-PrOH (99% Sigma Aldrich) использовали вместо MeOH. Кроме того, перемешивание продолжали в течение 16 ч стадии старения до удаления растворителя. Это приводило к 90% эффективности использования Zr.Carrier modification was carried out as described in example 3, except that 1.38 g of Zr(acac) 4 was used and 20 ml of 1-PrOH (99% Sigma Aldrich) was used instead of MeOH. In addition, stirring was continued for 16 hours of the aging step until the solvent was removed. This resulted in a 90% efficient use of Zr.
Пример 6 (2,7% масс. Zr, мономерный Zr на Q10)Example 6 (2.7 wt% Zr, monomeric Zr on Q10)
Модификацию носителя осуществляли как описано в примере 5, за исключением того, что использовали 1,67 г Zr(acac)4 и 20 мл MeOH (99% Sigma Aldrich) использовали вместо 1-PrOH. Это приводило к 89% эффективности использования Zr.Carrier modification was carried out as described in example 5, except that 1.67 g of Zr(acac) 4 was used and 20 ml of MeOH (99% Sigma Aldrich) was used instead of 1-PrOH. This resulted in 89% Zr utilization efficiency.
Пример 7 (4,2% масс. Zr, мономерный Zr на Q10)Example 7 (4.2 wt% Zr, monomeric Zr on Q10)
Модификацию носителя осуществляли как описано в примере 5, за исключением того, что использовали 2,56 г Zr(acac)4 и 20 мл толуола (99% Sigma Aldrich) использовали вместо 1-PrOH. Это приводило к 93% эффективности использования Zr.Carrier modification was carried out as described in Example 5, except that 2.56 g of Zr(acac) 4 was used and 20 ml of toluene (99% Sigma Aldrich) was used instead of 1-PrOH. This resulted in 93% Zr utilization efficiency.
Пример 8 (0,7% масс. Zr, мономерный Zr на Q30)Example 8 (0.7 wt% Zr, monomeric Zr on Q30)
Модификацию носителя осуществляли как описано в примере 6, за исключением того, что использовали 0,43 г Zr(acac)4 и использовали диоксид кремния примера 2. Это приводило к 93% эффективности использования Zr.The support modification was carried out as described in example 6, except that 0.43 g of Zr(acac) 4 was used and the silica of example 2 was used. This resulted in 93% Zr utilization efficiency.
Пример 9 (1,1% масс. Zr, мономерный Zr на Q10)Example 9 (1.1 wt% Zr, monomeric Zr on Q10)
Модификацию носителя осуществляли как описано в примере 5, за исключением того, что использовали 2,15 г Zr(thd)4 и 20 мл MeOH использовали вместо 1-PrOH. Это приводило к 47% эффективности использования Zr.Carrier modification was carried out as described in example 5, except that 2.15 g of Zr(thd) 4 was used and 20 ml of MeOH was used instead of 1-PrOH. This resulted in a 47% Zr utilization efficiency.
Пример 10 (2,2% масс. Zr, мономерный Zr на Q10)Example 10 (2.2 wt% Zr, monomeric Zr on Q10)
Модификацию носителя осуществляли как описано в примере 9, за исключением того, что использовали 20 мл толуола вместо MeOH. Это приводило к 93% эффективности использования Zr.The carrier modification was carried out as described in example 9, except that 20 ml of toluene was used instead of MeOH. This resulted in 93% Zr utilization efficiency.
Пример 11 (3,9% масс. Zr, мономерный Zr на Q10)Example 11 (3.9 wt% Zr, monomeric Zr on Q10)
Модификацию носителя осуществляли как описано в примере 5, за исключением того, что использовали 3,19 г Zr(EtOAc)4 и 20 мл гептана (99% Sigma Aldrich) использовали вместо 1-PrOH. Это приводило к 86% эффективности использования Zr.Carrier modification was carried out as described in Example 5, except that 3.19 g Zr(EtOAc) 4 was used and 20 ml heptane (99% Sigma Aldrich) was used instead of 1-PrOH. This resulted in 86% Zr utilization efficiency.
Пример 12 (6,7% масс. Zr, димерный Zr на Q10)Example 12 (6.7 wt% Zr, dimeric Zr on Q10)
Модификацию носителя осуществляли как описано в примере 5, за исключением того, что использовали 3,12 г [Zr(OPr)3(acac)]2 и 20 мл гептана использовали вместо 1-PrOH. Это приводило к 95% эффективности использования Zr.Carrier modification was carried out as described in example 5, except that 3.12 g of [Zr(OPr) 3 (acac)] 2 was used and 20 ml of heptane was used instead of 1-PrOH. This resulted in 95% Zr utilization efficiency.
Пример 13 (2,2% масс. Zr, тримерный Zr на Q30) (сравнительный пример)Example 13 (2.2 wt% Zr, trimeric Zr on Q30) (comparative example)
Модификацию носителя осуществляли как описано в примере 5, за исключением того, что использовали 1,16 г Zr(nOPr)4 (70% масс. в 1-пропаноле, Sigma Aldrich). Дополнительно 10 г диоксида кремния примера 2 использовали вместо диоксида кремния примера 1. Это приводило к 100% эффективности использования Zr.Carrier modification was carried out as described in example 5, except that 1.16 g of Zr(nOPr) 4 (70% wt. in 1-propanol, Sigma Aldrich) was used. An additional 10 g of example 2 silica was used in place of example 1 silica. This resulted in 100% Zr utilization efficiency.
Пример 14 (6,0% масс. Zr, тримерный Zr на Q10) (сравнительный пример)Example 14 (6.0 wt% Zr, trimeric Zr on Q10) (comparative example)
Модификацию носителя осуществляли как описано в примере 5, за исключением того, что использовали 3,35 г Zr(nOPr)4 (70% масс. в 1-пропаноле, Sigma Aldrich). Это приводило к 100% эффективности использования Zr.Carrier modification was carried out as described in example 5, except that 3.35 g of Zr(nOPr) 4 (70% wt. in 1-propanol, Sigma Aldrich) was used. This resulted in 100% Zr utilization efficiency.
Пример 15 (8,0% масс. Zr, пентамерный Zr на Q10) (сравнительный пример)Example 15 (8.0 wt% Zr, pentameric Zr on Q10) (comparative example)
Модификацию носителя осуществляли как описано в примере 5, за исключением того, что 2,67 г этоксида циркония (IV) (97% Sigma Aldrich) растворяли в 20 мл этанола (безводного, Sigma Aldrich) с 1,77 г уксусной кислоты (ледяной, Sigma Aldrich) вместо 1-PrOH. Это приводило к 100% эффективности использования Zr.Carrier modification was carried out as described in example 5, except that 2.67 g of zirconium (IV) ethoxide (97% Sigma Aldrich) was dissolved in 20 ml of ethanol (anhydrous, Sigma Aldrich) with 1.77 g of acetic acid (glacial, Sigma Aldrich) instead of 1-PrOH. This resulted in 100% Zr utilization efficiency.
Модификация Hf диоксидкремниевых носителейModification of Hf silicon dioxide carriers
Пример 16 (5,4% масс. Hf, мономерный Hf на Q10)Example 16 (5.4 wt% Hf, monomeric Hf on Q10)
Модификацию носителя осуществляли как описано в примере 5, за исключением того, что 1,37 г Hf(iOPr)4 (99% Sigma Aldrich) растворяли в 20 мл 1-PrOH вместе с 1,32 г ацетилацетона (99% Sigma Aldrich) и давали реагентам смешиваться в течение 30 мин до введения 10 г диоксида кремния примера 1. Это приводило к 98% эффективности использования Hf.Carrier modification was carried out as described in example 5, except that 1.37 g of Hf(iOPr) 4 (99% Sigma Aldrich) was dissolved in 20 ml of 1-PrOH along with 1.32 g of acetylacetone (99% Sigma Aldrich) and the reactants were allowed to mix for 30 minutes prior to the introduction of 10 g of the silica of example 1. This resulted in a 98% Hf utilization efficiency.
Пример 17 (7,8% масс. Hf, мономерный Hf на Q10)Example 17 (7.8% wt. Hf, monomeric Hf on Q10)
Модификацию носителя осуществляли как описано в примере 5, за исключением того, что 2,00 г Hf(iOPr)4 растворяли в 20 мл толуола вместе с 1,93 г ацетилацетона и давали реагентам смешиваться в течение 30 мин до введения 10 г диоксида кремния примера 1. Это приводило к 100% эффективности использования Hf.The carrier modification was carried out as described in example 5, except that 2.00 g of Hf(iOPr) 4 was dissolved in 20 ml of toluene along with 1.93 g of acetylacetone and the reactants were allowed to mix for 30 min before introducing 10 g of the silica of example 1. This resulted in 100% efficient use of Hf.
Пример 18 (11,8% масс. Hf, тримерный Hf на Q10) (сравнительный пример)Example 18 (11.8% wt. Hf, trimeric Hf on Q10) (comparative example)
Модификацию носителя осуществляли как описано в примере 5, за исключением того, что 3,19 г Hf(iOPr)4 растворяли в 20 мл толуола вместо 1-PrOH. Это приводило к 100% эффективности использования Hf.The carrier modification was carried out as described in example 5, except that 3.19 g of Hf(iOPr) 4 was dissolved in 20 ml of toluene instead of 1-PrOH. This resulted in 100% efficient use of Hf.
HRTEM анализ модифицированных носителейHRTEM analysis of modified supports
Пример 19 (HRTEM анализ мономерного Zr)Example 19 (HRTEM analysis of monomeric Zr)
Анализ методом просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (HRTEM) проводили на выбранных образцах модифицированного диоксида кремния. Для этого модифицированный диоксид кремния разрезали на частицы толщиной 100-200 нм с помощью микротома. Эти срезы частиц затем устанавливали на медную сетку и наносили антистатическое покрытие из паров осмия. Затем установленный образец анализировали с помощью Tenai G2 F20 (производства FEI) в трансмиссионном режиме. Для электронного луча устанавливали ускоряющее напряжение от 100 до 300 кВ при разрешающей способности 1 нм. Электронный луч фокусировали диафрагмой 30 мкм. HRTEM-изображения записывали таким образом, чтобы включать 50-200 наночастиц металла в изображение при увеличении в 25 миллионов раз. Этот анализ проводили на модифицированном диоксиде кремния примера 5, примера 7, примера 14, примера 15, примера 17 и примера 18. HRTEM-изображения показаны на фиг.1 - фиг.6.High resolution transmission electron microscopy (HRTEM) analysis was performed on selected modified silica samples. To do this, the modified silicon dioxide was cut into particles with a thickness of 100–200 nm using a microtome. These particle sections were then mounted on a copper grid and coated with an antistatic osmium vapor coating. Then, the installed sample was analyzed with a Tenai G2 F20 (manufactured by FEI) in transmission mode. For the electron beam, the accelerating voltage was set from 100 to 300 kV with a resolution of 1 nm. The electron beam was focused with a 30 μm diaphragm. HRTEM images were recorded to include 50-200 metal nanoparticles per image at 25 million times magnification. This analysis was performed on the modified silica of example 5, example 7, example 14, example 15, example 17 and example 18. HRTEM images are shown in Fig.1 - Fig.6.
Модификация Cs модифицированных носителейModification of Cs Modified Carriers
Пример 20 (3,2% масс. Cs, 0,9% масс. Zr, мономерный Zr)Example 20 (3.2 wt% Cs, 0.9 wt% Zr, monomeric Zr)
0,458 г CsOH·H2O (99,5% Sigma Aldrich) отвешивали в перчаточном боксе и растворяли в 20 мл смеси растворителей 9:1 об./об. MeOH:H2O. 10 г модифицированного диоксида кремния примера 3 добавляли в раствор CsOH при перемешивании. Перемешивание продолжали в течение дополнительных 15 мин, после чего образец оставляли на 16 ч в закрытой колбе с периодическим перемешиванием. По истечении этого времени находящийся вне пор раствор удаляли фильтрацией. За этим следовала стадия сушки, на которой удаляли находящийся внутри пор растворитель, пропуская поток газообразного азота через влажный модифицированный Cs/Zr диоксид кремния при комнатной температуре. В качестве альтернативы, находящийся внутри пор растворитель удаляли на роторном испарителе при пониженном давлении. После этой стадии гранулы катализатора помещали в сушильный шкаф при 110-120 °С и оставляли для сушки на 16 ч. После охлаждения получали Cs/Zr/SiO2 катализатор с 90% эффективностью использования Cs. Концентрацию Cs (% масс.) на катализаторе определяли с помощью энергодисперсионного рентгеновского флуоресцентного анализа порошков (Oxford Instruments X-Supreme8000).0.458 g of CsOH·H 2 O (99.5% Sigma Aldrich) was weighed into a glovebox and dissolved in 20 ml of a 9:1 v/v solvent mixture. MeOH:H 2 O. 10 g of the modified silica of example 3 was added to the CsOH solution with stirring. Stirring was continued for an additional 15 minutes, after which the sample was left for 16 hours in a closed flask with occasional stirring. After this time, the solution outside the pores was removed by filtration. This was followed by a drying step in which the solvent inside the pores was removed by passing a stream of nitrogen gas through wet Cs/Zr modified silica at room temperature. Alternatively, the solvent inside the pores was removed on a rotary evaporator under reduced pressure. After this stage, the catalyst granules were placed in an oven at 110–120°C and left to dry for 16 h. After cooling, a Cs/Zr/SiO 2 catalyst was obtained with 90% Cs utilization efficiency. The concentration of Cs (% wt.) on the catalyst was determined using energy dispersive X-ray fluorescence analysis of powders (Oxford Instruments X-Supreme8000).
Пример 21 (3,7% масс. Cs, 0,9% масс. Zr, мономерный Zr)Example 21 (3.7 wt% Cs, 0.9 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 20, за исключением того, что использовали 0,534 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 20, except that 0.534 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 22 (4,0% масс. Cs, 0,9% масс. Zr, мономерный Zr)Example 22 (4.0 wt% Cs, 0.9 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 20, за исключением того, что использовали 0,588 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 20, except that 0.588 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 23 (4,8% масс. Cs, 0,9% масс. Zr, мономерный Zr)Example 23 (4.8 wt% Cs, 0.9 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 20, за исключением того, что использовали 0,716 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 20, except that 0.716 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 24 (5,1% масс. Cs, 1,5% масс. Zr, мономерный Zr)Example 24 (5.1 wt% Cs, 1.5 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 20, за исключением того, что использовали 0,754 г CsOH·H2O и использовали модифицированный диоксид кремния примера 4.The catalyst was prepared as described in example 20, except that 0.754 g of CsOH·H 2 O was used and the modified silica of example 4 was used.
Пример 25 (5,7% масс. Cs, 1,5% масс. Zr, мономерный Zr)Example 25 (5.7% wt. Cs, 1.5% wt. Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 24, за исключением того, что использовали 0,852 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 24, except that 0.852 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 26 (6,7% масс. Cs, 1,4% масс. Zr, мономерный Zr)Example 26 (6.7% wt. Cs, 1.4% wt. Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 24, за исключением того, что использовали 1,00 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 24, except that 1.00 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 27 (7,7% масс. Cs, 1,4% масс. Zr, мономерный Zr)Example 27 (7.7% wt. Cs, 1.4% wt. Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 24, за исключением того, что использовали 1,17 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 24, except that 1.17 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 28 (9,7% масс. Cs, 2,0% масс. Zr, мономерный Zr)Example 28 (9.7 wt% Cs, 2.0 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 20, за исключением того, что использовали 1,37 г CsOH·H2O и использовали модифицированный диоксид кремния примера 5. Кроме того, время адсорбции Cs было сокращено с 16 ч до 2 ч при исключении стадии фильтрации. Избыток органического растворителя высушивали в объеме пор модифицированного диоксидкремниевого носителя, и в результате эффективность использования Cs составляла 100%.The catalyst was prepared as described in Example 20, except that 1.37 g of CsOH H 2 O was used and the modified silica of Example 5 was used. In addition, the Cs adsorption time was reduced from 16 hours to 2 hours by eliminating the filtration step . The excess organic solvent was dried in the pore volume of the modified silica carrier, and as a result, the Cs utilization efficiency was 100%.
Пример 29 (10,2% масс. Cs, 2,0% масс. Zr, мономерный Zr)Example 29 (10.2 wt% Cs, 2.0 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 28, за исключением того, что использовали 1,45 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 28, except that 1.45 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 30 (10,8% масс. Cs, 2,0% масс. Zr, мономерный Zr)Example 30 (10.8 wt% Cs, 2.0 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 28, за исключением того, что использовали 1,54 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 28, except that 1.54 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 31 (11,3% масс. Cs, 2,0% масс. Zr, мономерный Zr)Example 31 (11.3 wt% Cs, 2.0 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 28, за исключением того, что использовали 1,62 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 28, except that 1.62 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 32 (9,2% масс. Cs, 2,4% масс. Zr, мономерный Zr)Example 32 (9.2% wt. Cs, 2.4% wt. Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 20, за исключением того, что использовали 1,44 г CsOH·H2O и использовали модифицированный диоксид кремния примера 6.The catalyst was prepared as described in example 20, except that 1.44 g of CsOH·H 2 O was used and the modified silica of example 6 was used.
Пример 33 (10,9% масс. Cs, 2,4% масс. Zr, мономерный Zr)Example 33 (10.9% wt. Cs, 2.4% wt. Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 32, за исключением того, что использовали 1,74 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 32, except that 1.74 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 34 (13,0% масс. Cs, 2,3% масс. Zr, мономерный Zr)Example 34 (13.0 wt% Cs, 2.3 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 32, за исключением того, что использовали 2,12 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 32, except that 2.12 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 35 (14,0% масс. Cs, 2,3% масс. Zr, мономерный Zr)Example 35 (14.0 wt% Cs, 2.3 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 32, за исключением того, что использовали 2,30 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 32, except that 2.30 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 36 (12,3% масс. Cs, 3,7% масс. Zr, мономерный Zr)Example 36 (12.3 wt% Cs, 3.7 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 20, за исключением того, что использовали 2,00 г CsOH·H2O и использовали модифицированный диоксид кремния примера 7.The catalyst was prepared as described in example 20, except that 2.00 g of CsOH·H 2 O was used and the modified silica of example 7 was used.
Пример 37 (12,6% масс. Cs, 3,7% масс. Zr, мономерный Zr)Example 37 (12.6 wt% Cs, 3.7 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 36, за исключением того, что использовали 2,05 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 36, except that 2.05 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 38 (13,9% масс. Cs, 3,6% масс. Zr, мономерный Zr)Example 38 (13.9 wt% Cs, 3.6 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 36, за исключением того, что использовали 2,30 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 36, except that 2.30 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 39 (15,4% масс. Cs, 3,6% масс. Zr, мономерный Zr)Example 39 (15.4 wt% Cs, 3.6 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 36, за исключением того, что использовали 2,60 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 36, except that 2.60 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 40 (2,8% масс. Cs, 0,7% масс. Zr, мономерный Zr)Example 40 (2.8 wt% Cs, 0.7 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 28, за исключением того, что использовали 0,37 г CsOH·H2O и использовали модифицированный диоксид кремния примера 8.The catalyst was prepared as described in example 28, except that 0.37 g of CsOH·H 2 O was used and the modified silica of example 8 was used.
Пример 41 (3,4% масс. Cs, 0,7% масс. Zr, мономерный Zr)Example 41 (3.4 wt% Cs, 0.7 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 40, за исключением того, что использовали 0,45 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 40, except that 0.45 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 42 (3,9% масс. Cs, 0,7% масс. Zr, мономерный Zr)Example 42 (3.9 wt% Cs, 0.7 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 40, за исключением того, что использовали 0,51 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 40, except that 0.51 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 43 (4,1% масс. Cs, 1,0% масс. Zr, мономерный Zr)Example 43 (4.1 wt% Cs, 1.0 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 20, за исключением того, что использовали 0,60 г CsOH·H2O и использовали модифицированный диоксид кремния примера 9.The catalyst was prepared as described in example 20, except that 0.60 g of CsOH·H 2 O was used and the modified silica of example 9 was used.
Пример 44 (4,6% масс. Cs, 1,0% масс. Zr, мономерный Zr)Example 44 (4.6 wt% Cs, 1.0 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 43, за исключением того, что использовали 0,68 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 43, except that 0.68 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 45 (5,5% масс. Cs, 1,0% масс. Zr, мономерный Zr)Example 45 (5.5 wt% Cs, 1.0 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 43, за исключением того, что использовали 0,82 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 43, except that 0.82 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 46 (9,1% масс. Cs, 2,0% масс. Zr, мономерный Zr)Example 46 (9.1 wt% Cs, 2.0 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 20, за исключением того, что использовали 1,42 г CsOH·H2O и использовали модифицированный диоксид кремния примера 10.The catalyst was prepared as described in example 20, except that 1.42 g of CsOH·H 2 O was used and the modified silica of example 10 was used.
Пример 47 (9,9% масс. Cs, 1,9% масс. Zr, мономерный Zr)Example 47 (9.9 wt% Cs, 1.9 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 46, за исключением того, что использовали 1,55 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 46, except that 1.55 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 48 (13,8% масс. Cs, 3,3% масс. Zr, мономерный Zr)Example 48 (13.8 wt% Cs, 3.3 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 20, за исключением того, что использовали 2,28 г CsOH·H2O и использовали модифицированный диоксид кремния примера 11.The catalyst was prepared as described in example 20, except that 2.28 g of CsOH·H 2 O was used and the modified silica of example 11 was used.
Пример 49 (15,0% масс. Cs, 3,3% масс. Zr, мономерный Zr)Example 49 (15.0 wt% Cs, 3.3 wt% Zr, monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 48, за исключением того, что использовали 2,51 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 48, except that 2.51 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 50 (14,0% масс. Cs, 5,7% масс. Zr, димерный Zr) (сравнительный пример)Example 50 (14.0 wt% Cs, 5.7 wt% Zr, Zr dimer) (comparative)
Катализатор получали, как описано в примере 20, за исключением того, что использовали 2,34 г CsOH·H2O и использовали модифицированный диоксид кремния примера 12.The catalyst was prepared as described in example 20, except that 2.34 g of CsOH·H 2 O was used and the modified silica of example 12 was used.
Пример 51 (15,0% масс. Cs, 5,7% масс. Zr, димерный Zr) (сравнительный пример)Example 51 (15.0 wt% Cs, 5.7 wt% Zr, dimeric Zr) (comparative example)
Катализатор получали, как описано в примере 50, за исключением того, что использовали 2,54 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 50, except that 2.54 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 52 (16,1% масс. Cs, 5,6% масс. Zr, димерный Zr) (сравнительный пример)Example 52 (16.1 wt. % Cs, 5.6 wt. % Zr, dimeric Zr) (comparative example)
Катализатор получали, как описано в примере 50, за исключением того, что использовали 2,76 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 50, except that 2.76 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 53 (17,3% масс. Cs, 5,5% масс. Zr, димерный Zr) (сравнительный пример)Example 53 (17.3 wt% Cs, 5.5 wt% Zr, Zr dimer) (comparative)
Катализатор получали, как описано в примере 50, за исключением того, что использовали 3,01 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 50, except that 3.01 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 54 (6,0% масс. Cs, 2,1% масс. Zr, тримерный Zr) (сравнительный пример)Example 54 (6.0 wt. % Cs, 2.1 wt. % Zr, trimeric Zr) (comparative example)
Катализатор получали, как описано в примере 28, за исключением того, что использовали 0,81 г CsOH·H2O и использовали модифицированный диоксид кремния примера 13.The catalyst was prepared as described in example 28, except that 0.81 g of CsOH·H 2 O was used and the modified silica of example 13 was used.
Пример 55 (7,7% масс. Cs, 2,0% масс. Zr, тримерный Zr) (сравнительный пример)Example 55 (7.7 wt% Cs, 2.0 wt% Zr, trimeric Zr) (comparative example)
Катализатор получали, как описано в примере 54, за исключением того, что использовали 1,06 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 54, except that 1.06 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 56 (13,6% масс. Cs, 5,2% масс. Zr, тримерный Zr) (сравнительный пример)Example 56 (13.6 wt% Cs, 5.2 wt% Zr, trimeric Zr) (comparative example)
Катализатор получали, как описано в примере 28, за исключением того, что использовали 2,03 г CsOH·H2O и использовали модифицированный диоксид кремния примера 14.The catalyst was prepared as described in example 28, except that 2.03 g of CsOH·H 2 O was used and the modified silica of example 14 was used.
Пример 57 (14,9% масс. Cs, 5,1% масс. Zr, тримерный Zr) (сравнительный пример)Example 57 (14.9 wt% Cs, 5.1 wt% Zr, trimeric Zr) (comparative)
Катализатор получали, как описано в примере 56, за исключением того, что использовали 2,26 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 56, except that 2.26 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 58 (16,1% масс. Cs, 5,0% масс. Zr, тримерный Zr) (сравнительный пример)Example 58 (16.1 wt% Cs, 5.0 wt% Zr, trimeric Zr) (comparative)
Катализатор получали, как описано в примере 56, за исключением того, что использовали 2,48 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 56, except that 2.48 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 59 (17,3% масс. Cs, 5,0% масс. Zr, тримерный Zr) (сравнительный пример)Example 59 (17.3 wt% Cs, 5.0 wt% Zr, trimeric Zr) (comparative)
Катализатор получали, как описано в примере 56, за исключением того, что использовали 2,70 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 56, except that 2.70 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 60 (12,3% масс. Cs, 7,0% масс. Zr, пентамерный Zr) (сравнительный пример)Example 60 (12.3 wt% Cs, 7.0 wt% Zr, Zr pentamer) (comparative)
Катализатор получали, как описано в примере 28, за исключением того, что использовали 1,82 г CsOH·H2O и использовали модифицированный диоксид кремния примера 15.The catalyst was prepared as described in example 28, except that 1.82 g of CsOH·H 2 O was used and the modified silica of example 15 was used.
Пример 61 (14,0% масс. Cs, 6,9% масс. Zr, пентамерный Zr) (сравнительный пример)Example 61 (14.0 wt% Cs, 6.9 wt% Zr, Zr pentamer) (comparative)
Катализатор получали, как описано в примере 60, за исключением того, что использовали 2,12 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 60, except that 2.12 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 62 (15,7% масс. Cs, 6,7% масс. Zr, пентамерный Zr) (сравнительный пример)Example 62 (15.7 wt. % Cs, 6.7 wt. % Zr, Zr pentamer) (comparative)
Катализатор получали, как описано в примере 60, за исключением того, что использовали 2,42 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 60, except that 2.42 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 63 (18,9% масс. Cs, 6,5% масс. Zr, пентамерный Zr) (сравнительный пример)Example 63 (18.9 wt% Cs, 6.5 wt% Zr, Zr pentamer) (comparative)
Катализатор получали, как описано в примере 60, за исключением того, что использовали 2,99 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 60, except that 2.99 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 64 (8,8% масс. Cs, 4,9% масс. Hf, мономерный Hf)Example 64 (8.8 wt% Cs, 4.9 wt% Hf, monomeric Hf)
Катализатор получали, как описано в примере 28, за исключением того, что использовали 1,23 г CsOH·H2O и использовали модифицированный диоксид кремния примера 16.The catalyst was prepared as described in example 28, except that 1.23 g of CsOH·H 2 O was used and the modified silica of example 16 was used.
Пример 65 (10,1% масс. Cs, 4,9% масс. Hf, мономерный Hf)Example 65 (10.1 wt% Cs, 4.9 wt% Hf, monomeric Hf)
Катализатор получали, как описано в примере 64, за исключением того, что использовали 1,43 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 64, except that 1.43 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 66 (11,4% масс. Cs, 4,8% масс. Hf, мономерный Hf)Example 66 (11.4 wt% Cs, 4.8 wt% Hf, monomeric Hf)
Катализатор получали, как описано в примере 64, за исключением того, что использовали 1,64 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 64, except that 1.64 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 67 (12,6% масс. Cs, 4,7% масс. Hf, мономерный Hf)Example 67 (12.6 wt% Cs, 4.7 wt% Hf, monomeric Hf)
Катализатор получали, как описано в примере 64, за исключением того, что использовали 1,84 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 64, except that 1.84 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 68 (11,1% масс. Cs, 6,9% масс. Hf, мономерный Hf)Example 68 (11.1 wt% Cs, 6.9 wt% Hf, monomeric Hf)
Катализатор получали, как описано в примере 28, за исключением того, что использовали 1,60 г CsOH·H2O и использовали модифицированный диоксид кремния примера 17.The catalyst was prepared as described in example 28, except that 1.60 g of CsOH·H 2 O was used and the modified silica of example 17 was used.
Пример 69 (12,7% масс. Cs, 6,8% масс. Hf, мономерный Hf)Example 69 (12.7 wt% Cs, 6.8 wt% Hf, monomeric Hf)
Катализатор получали, как описано в примере 68, за исключением того, что использовали 1,86 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 68, except that 1.86 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 70 (14,3% масс. Cs, 6,7% масс. Hf, мономерный Hf)Example 70 (14.3 wt% Cs, 6.7 wt% Hf, monomeric Hf)
Катализатор получали, как описано в примере 68, за исключением того, что использовали 2,14 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 68, except that 2.14 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 71 (15,8% масс. Cs, 6,6% масс. Hf, мономерный Hf)Example 71 (15.8 wt% Cs, 6.6 wt% Hf, monomeric Hf)
Катализатор получали, как описано в примере 68, за исключением того, что использовали 2,41 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 68, except that 2.41 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 72 (13,7% масс. Cs, 10,2% масс. Hf, тримерный Hf) (сравнительный пример)Example 72 (13.7% wt. Cs, 10.2% wt. Hf, trimeric Hf) (comparative example)
Катализатор получали, как описано в примере 20, за исключением того, что использовали 2,28 г CsOH·H2O и использовали модифицированный диоксид кремния примера 18.The catalyst was prepared as described in example 20, except that 2.28 g of CsOH·H 2 O was used and the modified silica of example 18 was used.
Пример 73 (14,9% масс. Cs, 10,0% масс. Hf, тримерный Hf) (сравнительный пример)Example 73 (14.9 wt% Cs, 10.0 wt% Hf, trimeric Hf) (comparative)
Катализатор получали, как описано в примере 72, за исключением того, что использовали 2,51 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 72, except that 2.51 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 74 (16,2% масс. Cs, 9,9% масс. Hf, тримерный Hf) (сравнительный пример)Example 74 (16.2 wt% Cs, 9.9 wt% Hf, trimeric Hf) (comparative)
Катализатор получали, как описано в примере 72, за исключением того, что использовали 2,77 г CsOH·H2O.The catalyst was prepared as described in example 72, except that 2.77 g of CsOH·H 2 O was used.
Пример 75 (16,0% масс. Cs, 3,4% масс. Zr, 100% мономерный Zr)Example 75 (16.0% wt. Cs, 3.4% wt. Zr, 100% monomeric Zr)
Катализатор получали, как описано в примере 20, за исключением того, что использовали 2,71 г CsOH·H2O и использовали 10 г модифицированного диоксида кремния примера 7. Кроме того, после того, как катализатор был высушен, его измельчали с помощью ступки и пестика и просеивали во фракцию размером 0,1-1,0 мм. Это приводило к получению катализатора с содержанием мономера 100% в пересчете на % масс. Zr.The catalyst was prepared as described in Example 20, except that 2.71 g of CsOH·H 2 O was used and 10 g of the modified silica of Example 7 was used. In addition, after the catalyst was dried, it was ground with a mortar and pestle and sieved into a fraction of 0.1-1.0 mm. This resulted in a catalyst with a monomer content of 100% in terms of % wt. Zr.
Пример 76 (15,8% масс. Cs, 3,6% масс. Zr, 79% мономерного Zr) (сравнительный пример)Example 76 (15.8% wt. Cs, 3.6% wt. Zr, 79% monomeric Zr) (comparative example)
Катализатор получали, как описано в примере 75, за исключением того, что использовали 2,67 г CsOH·H2O. Дополнительно 8,5 г модифицированного диоксида кремния примера 7 и 1,5 г модифицированного диоксида кремния примера 14 использовали в качестве носителя катализатора. Это приводило к получению катализатора с содержанием мономера 79% в пересчете на % масс. Zr.The catalyst was prepared as described in Example 75, except that 2.67 g of CsOH·H 2 O was used. An additional 8.5 g of modified silica of example 7 and 1.5 g of modified silica of example 14 were used as a catalyst support. . This resulted in a catalyst with a monomer content of 79% in terms of % wt. Zr.
Пример 77 (15,4% масс. Cs, 3,9% масс. Zr, 61% мономерного Zr) (сравнительный пример)Example 77 (15.4% wt. Cs, 3.9% wt. Zr, 61% monomeric Zr) (comparative example)
Катализатор получали, как описано в примере 75, за исключением того, что использовали 2,60 г CsOH·H2O. Дополнительно 7 г модифицированного диоксида кремния примера 7 и 3 г модифицированного диоксида кремния примера 14 использовали в качестве носителя катализатора. Это приводило к получению катализатора с содержанием мономера 61% в пересчете на % масс. Zr.The catalyst was prepared as described in Example 75, except that 2.60 g of CsOH·H 2 O was used. An additional 7 g of modified silica of example 7 and 3 g of modified silica of example 14 were used as a catalyst support. This resulted in a catalyst with a monomer content of 61% in terms of % wt. Zr.
Пример 78 (15,7% масс. Cs, 4,4% масс. Zr, 31% мономерного Zr) (сравнительный пример)Example 78 (15.7% wt. Cs, 4.4% wt. Zr, 31% monomeric Zr) (comparative example)
Катализатор получали, как описано в примере 75, за исключением того, что использовали 2,66 г CsOH·H2O. Дополнительно 4 г модифицированного диоксида кремния примера 7 и 6 г модифицированного диоксида кремния примера 14 использовали в качестве носителя катализатора. Это приводило к получению катализатора с содержанием мономера 31% в пересчете на % масс. Zr.The catalyst was prepared as described in Example 75, except that 2.66 g of CsOH·H 2 O was used. An additional 4 g of modified silica of example 7 and 6 g of modified silica of example 14 were used as a catalyst support. This resulted in a catalyst with a monomer content of 31% in terms of % wt. Zr.
Пример 79 (16,9% масс. Cs, 5,0% масс. Zr, 0% мономерного Zr) (сравнительный пример)Example 79 (16.9% wt. Cs, 5.0% wt. Zr, 0% monomeric Zr) (comparative example)
Катализатор получали, как описано в примере 75, за исключением того, что использовали 2,92 г CsOH·H2O. Дополнительно 10 г модифицированного диоксида кремния примера 14 использовали в качестве носителя катализатора. Это приводило к получению катализатора с содержанием мономера 0% в пересчете на % масс. Zr.The catalyst was prepared as described in example 75, except that 2.92 g of CsOH·H 2 O was used. An additional 10 g of modified silica of example 14 was used as a catalyst support. This resulted in a catalyst with a monomer content of 0% in terms of % wt. Zr.
Пример 80 (испытание производительности катализатора)Example 80 (Catalyst performance test)
Катализаторы примеров 20-79 испытывали для реакции метилпропионата и формальдегида в лабораторном микрореакторе. Для этого 3 г катализатора загружали в реактор с неподвижным слоем с внутренним диаметром трубки 10 мм. Реактор нагревали до 330°C и проводили предварительное кондиционирование путем подачи испарившегося потока, содержащего 70% масс. метилпропионата, 20% масс. метанола, 6% масс. воды и 4% масс. формальдегида из испарителя, питаемого насосом Gilson при 0,032 мл/мин. Это предварительное кондиционирование продолжали в течение ночи. После предварительного кондиционирования поток сырья, содержащий 75,6% масс. метилпропионата, 18,1% масс. метанола, 5,7% масс. формальдегида и 0,6% масс. воды, закачивали насосом Gilson в испаритель, установленный на 330°С, перед подачей в нагретый реактор, установленный на 330°С, содержащий катализатор. Выходящий из реактора пар охлаждали и конденсировали с образцами, собранными при пяти различных скоростях подачи жидкости (в диапазоне 0,64-0,032 мл/мин) для получения конверсий при различном времени контакта пара с катализатором. Жидкое сырье и конденсированные жидкие продукты из реактора анализировали с помощью газового хроматографа Shimadzu 2010 с колонкой DB1701. Состав образцов определяли по соответствующим хроматограммам и определяли выход и селективность при различном времени контакта. Активность определяли как величину, обратную времени контакта (в секундах), необходимому для получения 10% выхода ММА+МАА на метилпропионатном сырье, и определяли с помощью интерполяции на графике зависимости выхода ММА+МАА от времени контакта. Это интерполированное время контакта затем использовали для получения селективности ММА+МАА при 10% выходе ММА+МАА.The catalysts of examples 20-79 were tested for the reaction of methyl propionate and formaldehyde in a laboratory microreactor. For this, 3 g of the catalyst was loaded into a fixed bed reactor with a tube inner diameter of 10 mm. The reactor was heated to 330°C and pre-conditioned by feeding the evaporated stream containing 70% of the mass. methyl propionate, 20% wt. methanol, 6% wt. water and 4% of the mass. formaldehyde from an evaporator fed by a Gilson pump at 0.032 ml/min. This preconditioning was continued overnight. After preconditioning the flow of raw materials containing 75.6% of the mass. methyl propionate, 18.1% wt. methanol, 5.7% wt. formaldehyde and 0.6% of the mass. water was pumped with a Gilson pump into the evaporator set at 330° C. before being fed into the heated reactor set at 330° C. containing the catalyst. The steam exiting the reactor was cooled and condensed with samples collected at five different liquid flow rates (range 0.64-0.032 ml/min) to obtain conversions at different vapor-catalyst contact times. Liquid feed and condensed liquid products from the reactor were analyzed using a Shimadzu 2010 gas chromatograph with a DB1701 column. The composition of the samples was determined from the respective chromatograms and the yield and selectivity were determined at various contact times. Activity was defined as the reciprocal of the contact time (in seconds) required to obtain a 10% yield of MMA+MAA on the methyl propionate feedstock and was determined by interpolation on a plot of MMA+MAA yield versus contact time. This interpolated contact time was then used to obtain MMA+MAA selectivity at 10% MMA+MAA yield.
Таблица 1: Результаты активности и селективности ММА+МАА для катализатора, полученного на образцах модифицированного Zr носителя с различной ядерностью Zr.Table 1: MMA+MAA activity and selectivity results for the catalyst prepared on Zr-modified support samples with different Zr atomicities.
Таблица 2: Результаты активности и селективности ММА+МАА для катализатора, полученного на образцах модифицированного Hf носителя с различной ядерностью Hf.Table 2: MMA+MAA activity and selectivity results for the catalyst prepared on Hf-modified support samples with different Hf nuclearities.
Таблица 3: Результаты активности и селективности ММА+МАА для катализатора, полученного с различными количествами мономера и тримера Zr.Table 3: MMA+MAA activity and selectivity results for the catalyst prepared with different amounts of Zr monomer and trimer.
Пример 81 (Испытания на ускоренное старение)Example 81 (Accelerated Aging Test)
Устойчивость к спеканию катализатора оценивали в испытании на ускоренное старение. Для этого 1 г катализатора загружали в U-образный трубчатый реактор из нержавеющей стали и помещали в печь. Печь нагревали до 385°С и поток азота (10 мл/мин) пропускали через насыщающий испаритель, содержащий воду, которая нагревалась до 92°C. Это гарантировало, что поток сырья с парциальным давлением воды 0,75 бар абс. (0,075 МПа) проходил через катализатор, нагретый до 385°С. Периодически удельная поверхность образцов катализатора определялась ex-situ с помощью измерения изотерм адсорбции/десорбции азота (Micromeretics Tristar II). Измеренные значения удельной поверхности использовали для определения констант скоростей спекания для каждого катализатора и описывались как г3/м6·сут. Чем выше константа спекания, тем ниже устойчивость к спеканию катализатора. Данное испытание проводили на примере 32, примере 38, примере 57 и примере 63.The sintering resistance of the catalyst was evaluated in an accelerated aging test. For this, 1 g of the catalyst was loaded into a stainless steel U-shaped tubular reactor and placed in an oven. The oven was heated to 385°C and a stream of nitrogen (10 ml/min) was passed through a saturating evaporator containing water, which was heated to 92°C. This ensured that the feed stream with a water partial pressure of 0.75 bar abs. (0.075 MPa) passed through the catalyst heated to 385°C. Periodically, the specific surface area of catalyst samples was determined ex-situ by measuring nitrogen adsorption/desorption isotherms (Micromeretics Tristar II). The measured specific surface area was used to determine the sintering rate constants for each catalyst and was reported as g 3 /m 6 ·day. The higher the sintering constant, the lower the sintering resistance of the catalyst. This test was carried out on example 32, example 38, example 57 and example 63.
Таблица 4: Данные по ускоренному старению для катализаторов с различной ядерностью Zr при сопоставимой активности.Table 4: Accelerated aging data for catalysts with different Zr nucleicities at comparable activities.
Сравнительные примеры 82 и 83Comparative Examples 82 and 83
Примеры были получены в соответствии с экспериментальными примерами, описанными в ЕР 1233330. В этих примерах применяемым диоксидом кремния был силикагель в форме сфер с диаметром в диапазоне 2-4 мм, имеющий чистоту свыше 99%, общую удельную поверхность около 300-350 м2/г и объем пор 1,04 см3/г, причем 76% объема пор было обеспечено порами, имеющими диаметр в диапазоне 7-23 нм.The examples were prepared in accordance with the experimental examples described in EP 1233330. In these examples, the silica used was silica gel in the form of spheres with a diameter in the range of 2-4 mm, having a purity of over 99%, a total specific surface of about 300-350 m 2 / g and a pore volume of 1.04 cm 3 /g, with 76% of the pore volume being provided by pores having a diameter in the range of 7-23 nm.
Два катализатора получали с помощью пропитки диоксида кремния водным раствором нитрата циркония, достаточным для заполнения пор носителя, и с помощью сушки в роторном испарителе, а затем в воздушной печи при 120°С в течение 2 ч. В одном случае (пример 82) пропитку раствором циркония осуществляли с помощью вакуумирования пор носителя перед добавлением раствора. В другом случае (пример 83) пропитку раствора циркония проводили при атмосферном давлении воздуха. Затем вводили цезий по аналогичной методике с использованием водного раствора карбоната цезия с получением содержания цезия 4% масс. (в пересчете на металл). Затем катализаторы прокаливали на воздухе при 450°С в течение 3 ч.Two catalysts were prepared by impregnating silica with an aqueous solution of zirconium nitrate sufficient to fill the pores of the carrier and drying in a rotary evaporator and then in an air oven at 120° C. for 2 hours. zirconium was carried out by evacuating the pores of the carrier before adding the solution. In another case (Example 83), the impregnation of the zirconium solution was carried out at atmospheric air pressure. Then cesium was introduced by a similar method using an aqueous solution of cesium carbonate to obtain a cesium content of 4 wt%. (in terms of metal). Then the catalysts were calcined in air at 450°С for 3 h.
Катализаторы испытывали в тех же условиях, что и в примере 80. Один катализатор (пример 82) не достиг 10% выхода, и селективности показаны для наиболее высокого полученного выхода (9,6%).The catalysts were tested under the same conditions as in Example 80. One catalyst (Example 82) did not reach 10% yield and selectivities are shown for the highest yield obtained (9.6%).
Таблица 5: Результаты по активности и селективности MMA+MAA для сравнительных примеров 82 и 83.Table 5: MMA+MAA activity and selectivity results for comparative examples 82 and 83.
Результаты HRTEM для модифицированных Zr и Hf диоксидкремниевых носителейHRTEM Results for Modified Zr and Hf Silica Supports
HRTEM-изображения (пример 19) для образцов модифицированного Zr и Hf диоксида кремния (пример 5, пример 7, пример 14, пример 15, пример 17 и пример 18) показаны на фиг.1 - фиг.6. В случае HRTEM-изображений мономерных Zr и Hf трудно четко различить частицы Zr или Hf, и это указывает на очень мелкие наночастицы Zr/Hf, присутствующие на поверхности модифицированного диоксида кремния. Это связано с тем, что Zr или Hf присутствуют в виде моноатомов. В случае образцов тримерного Zr или Hf и пентамерного Zr на HRTEM-изображениях можно различить четкие кластеры Zr или Hf. Эти данные показывают, что ядерность соединений Zr или Hf в фазе раствора переносится из раствора в конечную композицию катализатора.HRTEM images (example 19) for samples of modified Zr and Hf silica (example 5, example 7, example 14, example 15, example 17 and example 18) are shown in Fig.1 - Fig.6. In the case of HRTEM images of monomeric Zr and Hf, it is difficult to clearly distinguish between Zr or Hf particles, and this indicates very small Zr/Hf nanoparticles present on the surface of the modified silica. This is due to the fact that Zr or Hf are present as monoatoms. In the case of samples of trimeric Zr or Hf and pentameric Zr, clear clusters of Zr or Hf can be distinguished in HRTEM images. These data show that the nuclearity of the Zr or Hf compounds in the solution phase is transferred from solution to the final catalyst composition.
Графические данныеGraphic data
Данные по активности и селективности, полученные из таблицы 1 и таблицы 2Activity and selectivity data obtained from Table 1 and Table 2
Селективность ММА+МАА (%) в зависимости от активности катализаторов для катализаторов, полученных в примерах с 20 по 74, показана на фиг.7. Из этого графика ясно, что тримерный Zr и Hf, а также пентамерный Zr дают более низкую селективность MMA+MAA по всему исследуемому диапазону активности. Димерный катализатор Zr обладает повышенной селективностью по сравнению с катализаторами с тримерным Zr при сопоставимых концентрациях Zr и Cs.The selectivity of MMA+MAA (%) as a function of catalyst activity for the catalysts prepared in Examples 20 to 74 is shown in FIG. It is clear from this graph that trimeric Zr and Hf as well as pentameric Zr give lower MMA+MAA selectivity over the entire range of activity tested. The dimeric Zr catalyst has an increased selectivity compared to catalysts with trimeric Zr at comparable concentrations of Zr and Cs.
Данные по активности и селективности, полученные из таблицы 3Activity and selectivity data obtained from Table 3
Селективность катализатора для катализаторов со смешанным мономером/тримером, полученных в примерах с 75 по 79, показана на фиг.8. Содержание мономера Zr рассчитывается как % содержания Zr, присутствующего в виде мономера. В этих примерах катализатор измельчали и просеивали до частиц размером 0,1-1,0 мм с целью повышения однородности образца. Из данного графика видно, что уменьшение количеств мономера Zr в составе приводит к уменьшению селективности ММА+МАА.The catalyst selectivity for the mixed monomer/trimer catalysts prepared in Examples 75 to 79 is shown in FIG. The Zr monomer content is calculated as % of the Zr content present as monomer. In these examples, the catalyst was crushed and sieved to a particle size of 0.1-1.0 mm in order to increase the homogeneity of the sample. From this graph it can be seen that a decrease in the amount of Zr monomer in the composition leads to a decrease in the selectivity of MMA + MAA.
Данные по устойчивости к спеканию, полученные из таблицы 4Caking resistance data obtained from Table 4
Константы спекания катализатора, определенные с помощью испытания на ускоренное старение, описанного в примере 81, показаны на фиг.9. Из фиг.9 видно, что мономерные Zr катализаторы демонстрируют более низкие скорости спекания при сопоставимой активности катализатора.Catalyst sintering constants determined using the accelerated aging test described in Example 81 are shown in FIG. From Fig.9 it can be seen that the monomeric Zr catalysts show lower sintering rates with comparable catalyst activity.
Обращается внимание на все публикации и документы, которые совпадают по времени с данным описанием, связанным с настоящей заявкой, или предшествуют ему, и которые открыты для всеобщего ознакомления совместно с данной заявкой, при этом содержание всех таких публикаций и документов включено в настоящую заявку посредством ссылки.Attention is drawn to all publications and documents that coincide in time with this description associated with this application, or precede it, and which are open to the public in conjunction with this application, while the contents of all such publications and documents are included in this application by reference. .
Все признаки, раскрытые в настоящем описании (включая любые прилагаемые пункты формулы изобретения, реферат и чертежи), и/или все стадии любого способа или процесса, раскрытых таким образом, могут быть объединены в любой комбинации, кроме комбинаций, в которых, по меньшей мере, некоторые из указанных признаков и/или стадий являются взаимно исключающими.All features disclosed in this specification (including any appended claims, abstract and drawings) and/or all steps of any method or process so disclosed may be combined in any combination, except combinations in which at least , some of these features and/or steps are mutually exclusive.
Каждый признак, раскрытый в данном описании (включая любые прилагаемые пункты формулы изобретения, реферат и чертежи), может быть заменен альтернативными признаками, служащими той же, эквивалентной или подобной цели, за исключением тех случаев, когда явным образом указано иное. Таким образом, если явно не указано иное, каждый раскрытый признак является всего лишь одним примером типового ряда эквивалентных или подобных признаков.Each feature disclosed in this specification (including any appended claims, abstract, and drawings) may be replaced by alternative features serving the same, equivalent, or similar purpose, except where expressly stated otherwise. Thus, unless expressly stated otherwise, each feature disclosed is but one example of a type range of equivalent or similar features.
Изобретение не ограничено деталями вышеизложенного варианта осуществления (вариантов осуществления). Настоящее изобретение распространяется на любой новый признак или на любое новое сочетание предпочтительных, типичных или необязательных признаков изобретения, раскрытых в данном описании (включая любые пункты прилагаемой формулы изобретения, реферат и чертежи), или на любую новую стадию или любую новую комбинацию предпочтительных, типичных или необязательных стадий изобретения любого описанного способа или процесса.The invention is not limited to the details of the above embodiment(s). The present invention extends to any new feature or to any new combination of preferred, exemplary or optional features of the invention disclosed in this specification (including any claims of the appended claims, abstract and drawings), or to any new step or any new combination of preferred, exemplary or optional steps of the invention of any described method or process.
Claims (68)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GBGB1714756.2A GB201714756D0 (en) | 2017-09-13 | 2017-09-13 | A catalyst and a process for the production of ethylenicallly unsaturated carboxylic acids or esters |
GB1714756.2 | 2017-09-13 | ||
PCT/GB2018/052606 WO2019053438A1 (en) | 2017-09-13 | 2018-09-13 | A catalyst and a process for the production of ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020113238A RU2020113238A (en) | 2021-10-15 |
RU2020113238A3 RU2020113238A3 (en) | 2021-10-28 |
RU2784808C2 true RU2784808C2 (en) | 2022-11-29 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5861352A (en) * | 1995-02-01 | 1999-01-19 | Enichem S.P.A. | Supported metallocene catalyst for olefins (co)polymerization |
WO1999052628A1 (en) * | 1998-04-08 | 1999-10-21 | Ineos Acrylics Uk Limited | Production of unsaturated acids or esters thereof and catalysts therefor |
US5972823A (en) * | 1994-08-03 | 1999-10-26 | Exxon Chemical Patents Inc | Supported ionic catalyst composition |
WO2007005676A2 (en) * | 2005-07-01 | 2007-01-11 | Albemarle Corporation | Activator compositions and their use in catalysts and olefin polymerization |
RU2579516C2 (en) * | 2010-07-01 | 2016-04-10 | ЛУСАЙТ ИНТЕРНЭШНЛ ЮКей ЛИМИТЕД | Mixed oxide based catalyst and method of producing ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5972823A (en) * | 1994-08-03 | 1999-10-26 | Exxon Chemical Patents Inc | Supported ionic catalyst composition |
US5861352A (en) * | 1995-02-01 | 1999-01-19 | Enichem S.P.A. | Supported metallocene catalyst for olefins (co)polymerization |
WO1999052628A1 (en) * | 1998-04-08 | 1999-10-21 | Ineos Acrylics Uk Limited | Production of unsaturated acids or esters thereof and catalysts therefor |
RU2203731C2 (en) * | 1998-04-08 | 2003-05-10 | ЛУСАЙТ ИНТЕРНЕЙШНЛ Ю Кей ЛИМИТЕД | Method for production of unsaturated acids or their esters and appropriate catalysts |
WO2007005676A2 (en) * | 2005-07-01 | 2007-01-11 | Albemarle Corporation | Activator compositions and their use in catalysts and olefin polymerization |
RU2579516C2 (en) * | 2010-07-01 | 2016-04-10 | ЛУСАЙТ ИНТЕРНЭШНЛ ЮКей ЛИМИТЕД | Mixed oxide based catalyst and method of producing ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Arnaldo C.Faro ET AL.: Zirconia-alumina mixing in alumina-supported zirconia prepared by impregnation with solutions of zirconium acetylacetonate" PHYSYCAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS, vol.5, no 9, 16.04.2003, pages 1932-1940. * |
SULYM I Y ET AL.: "Structural and gydrophobichydrophilic properties of nanosilica/zirconia alone and with absorbed PDMS", APPLIED SURFACE SCIENCE, ELSEVIER, vol.258, no.109.08.2011, page 270-277. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11602733B2 (en) | Catalyst and a process for the production of ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters | |
KR20010052241A (en) | Production of Unsaturated Acids or Esters Thereof and Catalysts Therefor | |
US20220250035A1 (en) | A catalyst and a process for the production of ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters | |
US11806694B2 (en) | Catalyst and a process for the production of ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters | |
RU2784808C2 (en) | Catalyst and method for production of ethylene-unsaturated carboxylic acids or composite esters | |
Sekerová et al. | Preparation of 2-isobutyl-4-methyltetrahydro-2 H-pyran-4-ol via Prins cyclization using Fe-modified silica | |
CA3132622C (en) | A process for the production of a catalyst, a catalyst therefrom and a process for production of ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters | |
RU2822513C2 (en) | Method of producing catalyst, catalyst obtained therefrom, and method of producing ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters | |
US12059669B2 (en) | Catalyst and a process for the production of ethylenically unsaturated carboxylic acids or ester | |
RU2817642C2 (en) | Catalyst and method of producing ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters | |
TW202010731A (en) | A catalyst and a process for the production of ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters | |
BR112020004960B1 (en) | CATALYST, MODIFIED SILICA SUPPORT FOR A CATALYST, AND METHODS OF PRODUCING A MODIFIED SILICA SUPPORT, A CATALYST AND AN ETHYLENICALLY UNSATURATED CARBOXYLIC ACID OR ESTER | |
JP4895251B2 (en) | Method for producing catalyst for production of methacrylic acid ester | |
Kaya et al. | Selective dehydration of glycerol to acrolein over mesoporous WO |