ES2257100T3 - Proceso de oxidacion selectiva y catalizador para el mismo. - Google Patents

Proceso de oxidacion selectiva y catalizador para el mismo.

Info

Publication number
ES2257100T3
ES2257100T3 ES99970388T ES99970388T ES2257100T3 ES 2257100 T3 ES2257100 T3 ES 2257100T3 ES 99970388 T ES99970388 T ES 99970388T ES 99970388 T ES99970388 T ES 99970388T ES 2257100 T3 ES2257100 T3 ES 2257100T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
catalyst
mesh
supported
oxidation
process according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES99970388T
Other languages
English (en)
Inventor
Herbert E. Barner
Cemal Ercan
Chiung-Yuan Huang
Lawrence L. Murrell
Rudolf A. Overbeek
Pal Rylandshom
Robert E. Trubac
Nelleke Van Der Puil
Chuen Y. Yeh
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lummus Technology LLC
Original Assignee
ABB Lummus Global Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Lummus Global Inc filed Critical ABB Lummus Global Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2257100T3 publication Critical patent/ES2257100T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D301/00—Preparation of oxiranes
    • C07D301/02—Synthesis of the oxirane ring
    • C07D301/03—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
    • C07D301/04—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with air or molecular oxygen
    • C07D301/08—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with air or molecular oxygen in the gaseous phase
    • C07D301/10—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with air or molecular oxygen in the gaseous phase with catalysts containing silver or gold
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/58—Fabrics or filaments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/32—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
    • C07C45/33—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/32—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
    • C07C45/33—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties
    • C07C45/34—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/32—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
    • C07C45/33—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties
    • C07C45/34—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds
    • C07C45/35—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds in propene or isobutene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/32—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
    • C07C45/37—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of >C—O—functional groups to >C=O groups
    • C07C45/38—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of >C—O—functional groups to >C=O groups being a primary hydroxyl group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/255—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of compounds containing six-membered aromatic rings without ring-splitting
    • C07C51/265—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of compounds containing six-membered aromatic rings without ring-splitting having alkyl side chains which are oxidised to carboxyl groups

Landscapes

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

Abstract

Proceso para oxidar de manera selectiva una molécula orgánica, que comprende: oxidar de manera selectiva una molécula orgánica en una zona de reacción mediante la puesta en contacto con un catalizador de oxidación soportado sobre una estructura similar a una malla, comprendiendo dicha estructura similar a una malla una pluralidad de capas de fibras orientadas aleatoriamente, teniendo dichas fibras un diámetro inferior a 150 micras, teniendo dicha estructura similar a una malla sin el catalizador soportado un volumen hueco de al menos un 85%, comprendiendo dicho catalizador soportado un catalizador de oxidación selectiva sobre un soporte particulado, teniendo dicho soporte particulado un tamaño de partícula medio no superior a 50 micras.

Description

Proceso de oxidación selectiva y catalizador para el mismo
Esta solicitud reivindica la prioridad de la solicitud provisional de los Estados Unidos número de serie 60/103.717 archivada el 9 de octubre de 1998.
Esta invención se refiere a productos químicos que se fabrican a través de oxidación selectiva. Más particularmente, esta invención se refiere a la oxidación selectiva en presencia de un catalizador que se soporta sobre una estructura similar a una malla.
En la industria petroquímica existen productos producidos que se fabrican a través de oxidación selectiva. Por oxidación selectiva se entiende que el componente de alimentación se hace reaccionar con oxígeno molecular o corrientes que contienen oxígeno molecular tales como aire, deteniéndose la reacción antes de la oxidación completa a dióxido de carbono y agua.
Por ejemplo, se produce anhídrido ftálico mediante un proceso de oxidación selectiva. La mayoría de las plantas para producir anhídrido ftálico emplean un reactor multitubular lleno de anillos inertes (anillos Raschig) o perlas recubiertas con un catalizador activo. La reacción es altamente exotérmica y con frecuencia se produce la oxidación excesiva del producto, anhídrido ftálico, debido al escaso control de la temperatura o escasa extracción del calor. La conversión de o-xileno es casi completa, pero la selectividad del anhídrido ftálico es buena por debajo del 100%. Se conoce que los mejores procesos comerciales tienen un rendimiento de aproximadamente el 80%.
El óxido de etileno también se produce comercialmente mediante un proceso de oxidación selectiva que implica la epoxidación de etileno sobre un catalizador que cataliza la producción de óxido de etileno. En general, el catalizador que se emplea para tal producción es un catalizador que contiene plata, que se soporta sobre un soporte adecuado.
La producción de óxido de etileno es una reacción exotérmica y, en general, con el fin de extraer el calor de la reacción se produce óxido de etileno en un reactor tubular en el que se hacen reaccionar el etileno gaseoso y un gas que contiene oxígeno en la fase gaseosa sobre un lecho de catalizador soportado en una pluralidad de tubos, extrayéndose el calor exotérmico de reacción mediante el uso de un refrigerante circulante que rodea los tubos.
El rendimiento de óxido de etileno depende tanto de la tasa de conversión de etileno a óxido de etileno, como de la selectividad de tal conversión. En general, las temperaturas más altas aumentan la conversión y disminuyen la selectividad, por lo cual la conversión se equilibra en contra de la selectividad con el fin de obtener un rendimiento apropiado. En general, ha habido intentos para mejorar el rendimiento de óxido de etileno empleando una variedad de promotores en combinación con el catalizador que contiene plata que se emplea comercialmente para tal producción de óxido de etileno.
El rendimiento de ácido acrílico depende de la conversión y las selectividades en la oxidación de propileno o propano a acroleína y la oxidación adicional de acroleína a ácido acrílico. En general, las temperaturas más altas aumentan la conversión y disminuyen la selectividad, por lo cual la conversión se equilibra en contra de la selectividad con el fin de obtener un rendimiento apropiado. Se han hecho intentos para aumentar la selectividad mediante modificaciones en el catalizador de óxido mixto utilizado normalmente.
Como resultado, existe una necesidad de mejoras en procesos para la oxidación selectiva de compuestos orgánicos mediante el uso de oxígeno molecular.
El documento EP 0 423 692 A1 describe un catalizador estructurado monolítico para usar en la preparación de aldehídos.
El documento JP-A-58153538 describe un catalizador para la oxidación no selectiva de hidrocarburos a dióxido de carbono.
El documento EP 0 218 124 A1 describe un catalizador soportado en el que el material de catalizador se aplica directamente sobre un material similar a una malla o similar a una lámina.
El documento EP 0 061 304 A1 describe un catalizador soportado aplicado directamente a la superficie de un hilo.
Conforme a las enseñanzas del documento US 3.713.281 se une directamente un catalizador a un armazón metálico.
El documento DE 32 13 413 A1 describe un soporte monolítico para un catalizador para reacciones de oxidación selectiva.
El documento WO 99/07467 describe un reactor catalítico con un lecho de catalizador fijo en el que se retienen las partículas de catalizador y/o las fibras catalíticas en los intersticios de una malla.
El objeto de la invención se resuelve mediante un proceso para oxidar selectivamente una molécula orgánica conforme a la reivindicación 1 al igual que se hará mediante una composición conforme a la reivindicación 14. Según un aspecto de la presente invención se proporciona un proceso de oxidación selectiva en el que un compuesto orgánico se hace reaccionar con oxígeno molecular en presencia de un catalizador de oxidación adecuado, soportándose tal catalizador sobre un soporte particulado en el que tal catalizador soportado se soporta sobre una estructura de soporte catalizador no particulada que es un material similar a una malla. El término "soportado sobre la malla" incluye recubrir el catalizador soportado sobre la malla así como atrapar el catalizador soportado en los intersticios de la malla.
El catalizador soportado soportado sobre la malla se usa como un lecho fijo. Preferiblemente, la reacción es en la fase gas.
Más particularmente, el material similar a una malla se compone de fibras o hilos, tal como una malla de hilos o fibras, un fieltro o tamiz metálico, un filtro de fibra metálico o similares. La estructura similar a una malla incluye más de una capa de hilos (por ejemplo una estructura de hilos entretejida o una estructura de hilos tejida), y se compone de una pluralidad de capas de hilos o fibras para formar una red tridimensional de materiales. La estructura de soporte se compone de una pluralidad de capas de fibras que se orientan aleatoriamente en las capas. Pueden usarse uno o más metales en la producción de una malla metálica. Alternativamente, pueden formarse las fibras de malla a partir de o incluir materiales distintos a metales, solos o en combinación con metales; por ejemplo, carbono, carburos metálicos, óxidos metálicos, o una cerámica.
En una realización preferida en la que la estructura similar a una malla se compone de una pluralidad de capas de fibras para formar la red tridimensional de materiales, el espesor de tal soporte es al menos de cinco micras, y generalmente no supera los diez milímetros. Según una realización preferida, el espesor de la red es de al menos 50 micras y más preferiblemente de al menos 100 micras y generalmente no supera los 2 milímetros.
El espesor o el diámetro de las fibras que forman la pluralidad de capas de fibras es inferior a 150 micras y más preferiblemente inferior a aproximadamente 30 micras. En una realización preferida, el espesor o diámetro de las fibras es de aproximadamente 8 a aproximadamente 25 micras.
La estructura similar a una malla tridimensional puede producirse tal como se describe en la patente de los EE.UU. número 5.304.330; 5.080.962; 5.102.745; o 5.096.663. Sin embargo, ha de comprenderse que tal estructura similar a una malla puede formarse mediante procesos distintos a los descritos en las patentes mencionadas anteriormente.
La estructura similar a una malla que se emplea en la presente invención (sin catalizador soportado sobre la malla) tiene un volumen hueco que es al menos de un 85% (por ejemplo, al menos de un 90%). En general, el volumen hueco no supera aproximadamente el 98%. El término "volumen hueco" tal como se usa en el presente documento se determina dividiendo el volumen de la estructura que está abierta entre el volumen total de la estructura (aberturas y material de malla) y multiplicándolo por 100. En general, la abertura de hueco media es de al menos 10 micras y preferiblemente de al menos 20 micras.
El soporte de catalizador sobre el que se soporta el catalizador, estando entonces soportado dicho catalizador soportado sobre una estructura similar a una malla, es un soporte que está en forma particulada. El término particulado tal como se usa en el presente documento incluye y abarca partículas esféricas, partículas alargadas, fibras, etc. El tamaño de partícula medio del particulado sobre el que se soporta el catalizador de oxidación selectiva no supera las 50 micras no superando el tamaño de partícula medio en la mayoría de los casos las 20 micras. En general, el tamaño de partícula medio de tales particulados es al menos de 0,002 micras y más generalmente de al menos 0,5 micras. Cuando el catalizador soportado sobre el soporte particulado recubre la malla, generalmente el tamaño de partícula medio no supera las 10 micras y, cuando está atrapado en la malla, generalmente no supera las 150 micras.
Según un aspecto preferido de la presente invención, la oxidación selectiva se efectúa en un lecho fijo y el soporte particulado tiene un tamaño de partícula medio tal como se describe anteriormente en el presente documento, tamaño que es significativamente más pequeño que el usado en procesos de lecho fijo de la técnica anterior.
En una realización de la invención, la estructura similar a una malla, que funciona como un soporte para el catalizador de oxidación soportado sobre un soporte particulado, está en la forma de un empaquetamiento estructurado modelado. Este empaquetamiento puede configurarse para proporcionar turbulencia de la fase gas que fluye sobre el catalizador en el reactor de oxidación selectiva. La estructura de soporte de catalizador similar a una malla puede proveerse con pliegues adecuados con el fin de proporcionar un aumento de turbulencia. Alternativamente, la estructura similar a una malla puede incluir generadores de torbellino o lengüetas para proporcionar turbulencias. La presencia de generadores de turbulencia permite la mezcla en la dirección radial (y longitudinal) y permite una transferencia de calor mejorada a la pared en comparación con los procesos conocidos en la técnica. Esto puede efectuarse añadiendo generadores de turbulencia a la estructura que contacta con la pared. Las características de transferencia de calor mejoradas en la pared conducen a una temperatura inferior global y por consiguiente, a una mayor selectividad. El empaquetamiento estructural también puede estar en la forma de un módulo tal como un rodillo de una o más láminas que se sitúa dentro de los tubos de un reactor tal que los canales en el módulo siguen la dirección longitudinal del tubo. El rodillo puede comprender láminas que sean planas, plegadas u onduladas o una combinación de las mismas y las láminas pueden contener aletas u orificios para favorecer la mezcla. También pueden modelarse las láminas para dar bandas plegadas separadas entre sí mediante una lámina plana que se ajusta exactamente al tamaño del tubo y que se mantienen juntas mediante soldaduras, hilos o una lámina plana cilíndrica o combinaciones de los mismos.
Debe entenderse que puede emplearse el soporte similar a una malla que soporta el catalizador soportado en una forma distinta a una lámina estructurada. Por ejemplo, puede formarse el soporte similar a una malla como anillos, partículas, cintas, etc. y emplearse en la reacción como un lecho compacto. En una realización las dimensiones de partícula son más pequeñas que las de las partículas de lecho compacto conocidas en la técnica anterior.
El catalizador de oxidación selectiva soportado que se soporta sobre una estructura similar a una malla puede estar presente sobre el soporte similar a una malla como un recubrimiento sobre los hilos o fibras que forman la estructura similar a una malla y/o puede estar presente y retenido en los intersticios de la estructura similar a una malla.
En una realización, en la que el catalizador soportado sobre un soporte particulado está presente como un recubrimiento sobre la estructura de catalizador similar a una malla, la estructura de catalizador similar a una malla puede estar recubierta inicialmente con el soporte particulado, seguido de la adición del catalizador de oxidación selectiva al soporte particulado presente como un recubrimiento sobre la estructura similar a una malla. Alternativamente, el catalizador soportado sobre un soporte particulado puede recubrirse sobre la malla. El soporte particulado con o sin catalizador puede recubrirse sobre la estructura similar a una malla mediante diversas técnicas, por ejemplo, inmersión o pulverización.
Pueden aplicarse las partículas de catalizador soportado a la estructura similar a una malla poniendo en contacto la estructura similar a una malla con una composición de recubrimiento líquida (preferiblemente en la forma de un baño de recubrimiento) que incluye las partículas dispersas en un líquido en condiciones tales que la composición de recubrimiento entra o se atrae por capilaridad hacia la estructura similar a una malla y forma un recubrimiento poroso tanto en la parte interior como exterior de la estructura similar a una malla.
Alternativamente, se recubre la estructura similar a una malla con un soporte particulado que contiene un catalizador activo o la estructura similar a una malla con partículas de un precursor de catalizador.
En una realización preferida, la composición de recubrimiento líquida tiene una viscosidad cinemática no superior a 175 centistokes y una tensión superficial no superior a 300 dinas/cm.
En una realización, el catalizador soportado o soporte de catalizador se recubre sobre la malla mediante un recubrimiento por inmersión. En una realización preferida, se oxida el material similar a una malla tridimensional antes del recubrimiento; por ejemplo, calentándolo en aire a una temperatura de aproximadamente desde 300ºC hasta 700ºC. En algunos casos, si el material similar a una malla está contaminado con material orgánico, antes de la oxidación se limpia el material similar a una malla; por ejemplo, mediante lavado con un disolvente orgánico tal como acetona.
Preferiblemente, el baño de recubrimiento es un sistema de disolvente mixto de disolventes orgánicos y agua en el que se dispersan las partículas. Preferiblemente, la polaridad del sistema disolvente es inferior a la del agua con el fin de evitar la alta solubilidad del catalizador y obtener una suspensión de buena calidad para el recubrimiento. El sistema disolvente puede ser una mezcla de agua, amidas, ésteres y alcoholes. Preferiblemente, la viscosidad cinemática del baño de recubrimiento es inferior a 175 centistokes y la tensión superficial de la misma es preferiblemente inferior a 300 dinas/cm.
En una realización preferida de la invención, la estructura similar a una malla que se recubre incluye hilos o fibras metálicos y los hilos o fibras metálicos que se recubren se seleccionan o tratan de una manera tal que la tensión superficial de los mismos es superior a 50 dinas/cm, tal como se determina mediante el método descrito en "Advances in Chemistry, 43, Contact Angle, Wettability and Adhesion, American Chemical Society, 1964".
En el recubrimiento de una estructura similar a una malla que incluye fibras metálicas, la composición de recubrimiento líquida tiene, preferiblemente, una tensión superficial desde aproximadamente 50 hasta 300 dinas/cm, y más preferiblemente desde 50 hasta 150 dinas/cm, tal como se mide mediante el método de tubo capilar, tal como se describe en T.C. Patton, "Paint Flow and Pigment Dispersion", 2ª Ed., Wiley-Interscience, 1979, pág. 223. Al mismo tiempo, la composición de recubrimiento líquida tiene una viscosidad cinemática no superior a 175 centistokes, tal como se mide mediante viscosímetro capilar y se describe en P.C. Hiemenz, "Principles of colloid and Surface Chemistry", 2ª Ed., Marcel Dekker Inc., 1986, pág. 182.
En una realización tal, la tensión superficial del metal que se recubre se coordina con la viscosidad y la tensión superficial de la composición de recubrimiento líquida de forma que se atrae la composición de recubrimiento líquida hacia el interior de la estructura para producir un recubrimiento particulado sobre la estructura similar a una mall. Preferiblemente, el metal que va a recubrirse tiene una tensión superficial que es superior a 50 dinas/cm y preferiblemente es más alta que la tensión superficial de la composición de recubrimiento líquida para obtener una humidificación y una penetración espontáneas del líquido hacia el interior de la malla.
En el caso en el que el metal de la estructura que va a recubrirse no tenga la tensión superficial deseada, la estructura puede tratarse con calor para producir la tensión superficial deseada.
La composición de recubrimiento líquida puede prepararse sin aglutinantes ni adhesivos para producir la adherencia del recubrimiento particulado a la estructura.
También puede modificarse química o físicamente la superficie de la estructura que va a recubrirse para aumentar la atracción entre la superficie y las partículas que forman el recubrimiento; por ejemplo, con tratamiento por calor o modificación química de la superficie.
Generalmente, el contenido de sólidos del baño de recubrimiento es desde aproximadamente el 2% hasta aproximadamente el 50%, preferiblemente desde aproximadamente el 5% hasta aproximadamente el 30%.
El baño también puede contener aditivos tales como tensioactivos, agentes dispersantes etc. En general, la razón en peso de aditivos con respecto a las partículas en el baño de recubrimiento es de desde 0,0001 hasta 0,4 y más preferiblemente de desde 0,001 hasta 0,1.
Preferiblemente, el material similar a una malla se recubre mediante inmersión de un material similar a una malla en un baño de recubrimiento una o más veces mientras que se seca o calcina entre inmersiones. Preferiblemente, la temperatura del baño es la temperatura ambiente, pero debe estar lo suficientemente por debajo del punto de ebullición del líquido en el baño.
Tras el recubrimiento, se seca el material similar a una malla que incluye un recubrimiento poroso constituido por una pluralidad de partículas, preferiblemente con el material en una posición vertical. Preferiblemente, el secado se lleva a cabo mediante el contacto con un gas que fluye (tal como aire) a una temperatura de desde 20ºC hasta 150ºC más preferiblemente de desde 100ºC hasta 150ºC. Tras el secado, se calcina el material similar a una malla recubierto preferiblemente, por ejemplo, a una temperatura de desde 250ºC hasta 800ºC, preferiblemente de desde 300ºC hasta 500ºC, lo más preferiblemente a aproximadamente 400ºC. En una realización preferida, se coordinan la temperatura y el flujo de aire con el fin de producir una velocidad de secado que no afecte de manera negativa al recubrimiento del catalizador; por ejemplo, agrietamiento, bloqueo de poros, etc. En muchos casos, se prefiere una velocidad de secado más lenta.
El espesor del recubrimiento formado puede variar. En general, el espesor es de al menos de 1 micra y en general no superior a 100 micras. Normalmente, el espesor de recubrimiento no supera las 50 micras y más normalmente no supera las 30 micras.
La parte interior del material de malla que se recubre tiene una porosidad que es suficiente para permitir que las partículas que comprenden el recubrimiento penetren o migren hacia la red tridimensional. Así el tamaño de poro del material tridimensional y el tamaño de partícula de las partículas que comprenden el recubrimiento, determinan en efecto, la cantidad y uniformidad del recubrimiento que puede depositarse en el interior de la red de material y/o el espesor de recubrimiento en la red. Cuanto mayores sean los tamaños de poro mayor será el espesor del recubrimiento que puede recubrirse de manera uniforme según la invención.
En el caso en el que las partículas estén en la forma de un precursor de catalizador, el producto, tras el depósito de las partículas, se trata para convertir el precursor de catalizador en un catalizador activo. En el caso en el que las partículas que se depositan en la red tridimensional de un material sean un soporte de catalizador, a tal soporte puede aplicarse entonces un catalizador activo o un precursor de catalizador, por ejemplo, por pulverización, inmersión o impregnación.
En el uso de un baño de recubrimiento, en algunos casos el baño de recubrimiento puede incluir aditivos. Estos aditivos cambian las características físicas del baño de recubrimiento, en particular la viscosidad y la tensión superficial de forma que durante la inmersión tiene lugar la penetración de la malla y puede obtenerse un recubrimiento con una distribución homogénea en el interior y el exterior de la malla. Los soles no sólo cambian las propiedades físicas del baño de recubrimiento, sino que también actúan como aglutinantes. Tras la deposición, se secó y calcinó el artículo.
Como agentes estabilizantes representativos pueden mencionarse: un polímero como ácido poliacrílico, acrilaminas, compuestos orgánicos de amonio cuaternario, u otras mezclas especiales que se seleccionan en base a las partículas. Alternativamente, puede usarse un disolvente orgánico para el mismo fin. Ejemplos de tales disolventes son alcoholes y parafinas líquidas. El control del pH de la suspensión, por ejemplo, mediante la adición de HNO_{3} es otro método para cambiar la viscosidad y la tensión superficial de la suspensión de recubrimiento. El soporte particulado con o sin catalizador puede recubrirse sobre el soporte de catalizador similar a una malla mediante un proceso de recubrimiento por electroforesis, tal como se describe en la solicitud de los EE.UU. número de serie 09/156.023 archivado el 17 de septiembre de 1998. En un procedimiento tal, se emplea una estructura similar a una malla de hilos como uno de los electrodos, y se suspende el soporte particulado del tamaño de partícula requerido, con o sin catalizador, (que, preferiblemente, también incluye el soporte en la forma de un sol para favorecer la adherencia de partículas más grandes a la malla de hilo) en un baño de recubrimiento. Se aplica un potencial a través de los electrodos, uno de los cuales es la estructura similar a una malla formada a partir de una pluralidad de capas de fibras, y se recubre por electroforesis la estructura similar a una malla con el soporte con o sin catalizador. Si el soporte no incluye un catalizador, entonces se añade el catalizador de anhídrido ftálico a la estructura de catalizador mediante la inmersión de la estructura (que contiene el soporte como un recubrimiento) en una disolución apropiada que contiene el catalizador y preferiblemente uno o más promotores.
Tal como anteriormente se indica en el presente documento, el catalizador de oxidación selectiva soportado puede soportarse sobre el material de malla atrapando o reteniendo el soporte particulado en los intersticios de la malla. Por ejemplo, al producirse una estructura similar a una malla constituida por una pluralidad de capas de fibras orientadas aleatoriamente, puede incluirse el soporte particulado en la mezcla que se usa para producir la estructura similar a una malla por lo cual se produce la estructura similar a una malla con el soporte particulado retenido en los intersticios de la malla. Por ejemplo, puede producirse tal estructura similar a una malla tal como se describe en las patentes mencionadas anteriormente, y añadiendo un soporte particulado apropiado a la malla que contiene las fibras y un aglutinante, tal como celulosa. La estructura de malla producida incluye las partículas de soporte retenidas en la estructura de malla. Entonces se impregna el soporte particulado retenido en la estructura de malla con un catalizador de oxidación selectiva mediante procedimientos conocidos en la técnica.
Estas y otras realizaciones deben de ser evidentes para los expertos en la técnica a partir de las enseñanzas del presente documento.
Aunque en una realización preferida, se recubre con el catalizador fundamentalmente el espesor completo del material, está dentro del espíritu y el alcance de la invención el recubrir con tales partículas menos del espesor completo. También es posible dentro del espíritu y el alcance de la presente invención tener varios espesores de recubrimiento dentro de la estructura tridimensional.
Puede emplearse la estructura de catalizador de la presente invención en un proceso de oxidación selectiva usando procedimientos de oxidación conocidos generalmente en la técnica, sin embargo, hay un rendimiento mejorado. El rendimiento mejorado puede obtenerse aumentando las tasas de conversión en las que puede obtenerse una mayor selectividad y/o a partir de una selectividad mayor en tasas de conversión previamente usadas.
Según otro aspecto de la presente invención, el catalizador de oxidación (catalizador soportado sobre un soporte particulado) se soporta sobre la estructura similar a una malla en una cantidad de al menos un 5% y preferiblemente al menos un 10%, con la cantidad de catalizador soportado generalmente no superando el 80% y más generalmente no superando el 50%, todos en peso, en base a la malla y al catalizador soportado. En una realización en la que el volumen hueco de la estructura similar a una malla antes de añadir el catalizador soportado es de aproximadamente un 90%, el porcentaje en peso del catalizador soportado es de desde aproximadamente un 5% hasta aproximadamente un 40% y cuando el volumen hueco es de aproximadamente un 95% el porcentaje en peso del catalizador soportado es de desde aproximadamente un 5% hasta aproximadamente un 80%. En una realización preferida, se emplea la estructura similar a una malla que incluye el catalizador soportado en una cantidad para proporcionar un volumen hueco en la zona de reacción de al menos un 60% y preferiblemente de al menos un 70%. En general, en una realización preferida tal, el volumen hueco no supera aproximadamente un 95%.
En una realización de la invención, se efectúa la oxidación selectiva en un reactor tubular, insertando la estructura de catalizador dentro de los tubos en los que se hacen reaccionar el compuesto orgánico y el oxígeno. En una realización de la invención tal, se modela la estructura similar a una malla, que funciona como un soporte para el catalizador para proporcionar turbulencia de la fase gas que fluye a través del catalizador y para descomponer la capa laminar en la pared del tubo reactor. Puede proporcionarse la estructura de soporte de catalizador similar a una malla con pliegues adecuados con el fin de proporcionar turbulencia en el tubo y para un mayor número de puntos de contacto en la pared del reactor en comparación con los lechos compactos conocidos en la técnica anterior.
La presente invención es aplicable a una gran variedad de procesos para la oxidación selectiva catalítica de un compuesto orgánico mediante el uso de oxígeno molecular. En la mayoría de los casos, el compuesto orgánico es un hidrocarburo; por ejemplo, un hidrocarburo aromático o un hidrocarburo alifático saturado o insaturado. Como ejemplos representativos, pueden mencionarse procesos para oxidar selectivamente naftaleno y/u o-xileno a anhídrido ftálico; benceno, butano y/o buteno a anhídrido maleico; un hidrocarburo alifático al compuesto epoxi correspondiente, tal como un alqueno a un óxido de alquileno; un alcohol primario a un aldehído (por ejemplo, oxidación de alcohol metílico para formar formaldehído); un alqueno o alcano a un aldehído (por ejemplo, propeno y/o propano a acroleína); un aldehído a un ácido carboxílico (por ejemplo, acroleína a ácido acrílico), etc.
Por ejemplo, normalmente se lleva a cabo la oxidación parcial de propileno en un sistema de dos etapas. Se alimenta el gas de alimentación de reacción, una mezcla de propileno, vapor y aire precalentado en un intercambiador de calor hacia el primer reactor en el que tiene lugar la oxidación de propileno a acroleína (CH2=CH-CHO) en presencia de un catalizador que constituido por óxidos de metales multivalentes (con molibdeno como componente principal) a 350-400C (solicitud de patente europea 0911311A1).
Entonces el gas hecho reaccionar se introduce directamente en un segundo reactor, en el que la reacción principal es la oxidación de acroleína a ácido acrílico (a 250C-300C). La presión de reacción para ambos reactores es aproximadamente atmosférica con un tiempo de contacto de unos pocos segundos (por ejemplo, los documentos USP 4.111.983, USP 4.333.858, USP 4.410.858, USP 4.415.752). Normalmente, el calor de reacción se extrae mediante la circulación de un medio de transferencia de calor a través del lateral del revestimiento de los reactores, por ejemplo, agua que se recupera entonces como vapor. Según la presente invención, un proceso tal se efectúa con el catalizador de oxidación selectiva soportado sobre una malla del tipo anteriormente descrito en el presente documento.
Como otro ejemplo representativo de un proceso de oxidación selectiva, se precalienta oxileno y se vaporiza en una corriente de aire. El aire contiene aproximadamente de 60 a aproximadamente 100 gramos de o-xileno por metro cúbico. Esta concentración de o-xileno está fuera del límite explosivo. Entonces se pasa la mezcla de aire/o-xileno a través de un reactor multitubular lleno de un catalizador estructurado del tipo anteriormente descrito en el presente documento. La presión de funcionamiento es aproximadamente atmosférica. Una planta normal de 50.000 toneladas métricas tiene aproximadamente 17.000 tubos, que podrían rellenarse con el catalizador de la presente invención. El reactor se compone de dos zonas de reacción en línea adyacentes. Se enfría cada zona con un baño de sal separado con una estructura de catalizador de la invención en cada zona, sin embargo, el catalizador soportado sobre la misma puede diferir en cada zona. Para el enfriamiento se usa una mezcla eutéctica de nitrato de potasio y nitrito de sodio. La temperatura de sal en la primera zona puede ser aproximadamente 10ºC superior a la de la segunda zona. Los óxidos de vanadio y titanio son los componentes principales del catalizador. Se añade una pequeña cantidad de óxido de cesio (o rubidio) al componente principal del catalizador en la primera zona con el fin de reducir la actividad del catalizador. De manera similar, se añade una pequeña cantidad de óxido de fósforo al componente principal del catalizador en la segunda zona para aumentar la actividad. El gas abandona el reactor a una temperatura de aproximadamente 350ºC a 360ºC. La conversión de oxileno es casi completa, siendo los principales subproductos dióxido de carbono y agua. También se forman anhídrido maleico, ftálico, y trazas de otras sustancias.
Se enfría previamente la mezcla de gas que surge del reactor y entonces se alimenta a un sistema condensador de conmutación en el que se condensa anhídrido ftálico como sólido en los tubos de aleta. Entonces se calientan los condensadores de conmutación mediante aceite de transferencia de calor en un ciclo de conmutación automática. Durante el calentamiento, se funde el anhídrido ftálico depositado y se recoge en un tanque de depósito. Finalmente, se purifica el producto crudo en dos columnas de destilación.
La extracción de calor y el control de la temperatura preciso son cruciales para este proceso. Estos factores son importantes no sólo con el fin de evitar temperaturas excesivamente altas, sino también para alcanzar un mejor rendimiento. En el uso de estructuras de catalizador de la técnica anterior, con frecuencia existen grandes gradientes de temperatura en la dirección radial aún cuando el diámetro de tubo es sólo de una pulgada. Esto es resultado del elevado calor de reacción unido a la escasa capacidad de extracción de calor del lecho de catalizador. La temperatura del catalizador debe ser de aproximadamente 340ºC a 350ºC, pero debido a limitaciones en la transferencia de calor y gradientes de temperatura, no son raras las temperaturas superiores a 440ºC en ciertos puntos calientes. A estas temperaturas más altas, la selectividad hacia anhídrido ftálico es casi de cero porque el anhídrido ftálico se oxida a dióxido de carbono. Usando la estructura de catalizador de la presente invención, se mejora la selectividad (rendimiento mejorado). Los siguientes son ejemplos representativos de catalizadores de anhídrido ftálico:
Soportes inertes esféricos recubiertos con una capa delgada (de 0,02 a 2,0 mm de espesor) de material activo catalíticamente que comprende pentóxido de vanadio y dióxido de titanio (documento de referencia DE-A1.441.590). También se ha hecho uso de catalizadores soportados en los que se dopa el material activo catalíticamente con fósforo (documento USP 3.684.741) o con rubidio y/o cesio (documentos USP 4.007.136, USP 4.096.094, USP 5.910.608).
Según la presente invención, tal oxidación selectiva se lleva cabo estando soportado el catalizador soportado sobre una malla, tal como se describe anteriormente en el presente documento.
En otra realización, la oxidación selectiva es un proceso para epoxidar selectivamente un alqueno para formar un óxido de alquileno. Un ejemplo de esta reacción es la epoxidación de etileno en la fase gaseosa para formar óxido de etileno. El rendimiento de óxido de etileno depende tanto de la tasa de conversión de etileno a óxido de etileno, como de la selectividad de tal conversión. En general, las temperaturas más altas aumentan la conversión y disminuyen la selectividad, por lo cual se equilibra la conversión contra la selectividad con el fin de obtener un rendimiento óptimo. En esta realización, se oxida selectivamente etileno en presencia de un catalizador de oxidación selectiva soportado sobre un soporte particulado. El catalizador soportado se soporta sobre una estructura similar a una malla.
En una realización, el soporte particulado que se usa para soportar el catalizador para convertir un alqueno a un óxido de alquileno tiene un área superficial de desde 0,1 hasta 5 m^{2}/g. En otra realización, el área superficial es mayor que el área superficial de los soportes catalíticos usados previamente en la técnica. Tal como se conoce en la técnica, tales soportes de la técnica anterior tienen preferiblemente un área superficial de desde 0,1 hasta 5 m^{2}/g. Tales soportes de la técnica anterior se forman preferiblemente a partir de alfa albúmina. En esta realización, el soporte de catalizador particular es un soporte poroso que tiene un área superficial que es superior a 5 m^{2}/g, y preferiblemente un área superficial superior a 25 m^{2}/g. En la mayoría de los casos el área superficial no supera los 300 m^{2}/g. El área superficial se mide mediante el método de Brunauer, Emmett y Teller (BET). El soporte es un soporte poroso que es resistente al calor, y como ejemplos representativos de tales soportes pueden mencionarse alúmina, carburo de silicio, sílice, zirconia, titania o un soporte de sílice/alúmina. El soporte preferido es alfa-albúmina o alúmina transicional, tal como gamma-, delta-, o teta-alúmina.
Como un ejemplo representativo, se hace reaccionar alqueno y oxígeno en la fase gaseosa en presencia de un catalizador de óxido de alquileno soportado sobre una estructura de soporte similar a una malla en un reactor de lecho fijo que es preferiblemente un reactor tubular.
Las presiones parciales de alqueno en los procesos según la invención pueden estar en los intervalos de 0,1-30 y preferiblemente de 1 a 30 bares. La razón molar de oxígeno con respecto a alqueno puede estar en el intervalo de 0,05 a 100. La presión parcial de oxígeno puede estar en el intervalo de 0,01 y preferiblemente de 0,1 a 20 bares y preferiblemente de 1-10 bares. El oxígeno puede suministrarse, por ejemplo, en la forma de aire o preferiblemente como oxígeno comercial. Puede estar presente un diluyente por ejemplo helio, nitrógeno, argón, dióxido de carbono y/o metano en proporciones del 10-80% y preferiblemente del 40-70% en volumen en total. De manera adecuada, el diluyente comprende metano tal como se ha dicho anteriormente junto con, por ejemplo de 100 a 20.000 partes por millón en volumen de etano, preferiblemente junto con pequeñas cantidades, por ejemplo de 10 a 10.000 partes por millón en volumen de alcanos de C_{3} a C_{6}. Es necesario funcionar usando composiciones de gas que estén fuera de los límites explosivos.
De manera adecuada, la temperatura está en el intervalo de 180 a 320ºC, preferiblemente de 200 a 300ºC y más preferiblemente en el intervalo de 220 a 290ºC. Los tiempos de puesta en contacto deben ser suficientes para convertir del 0,5-70%, por ejemplo del 2 al 20 y preferiblemente del 5-20% del etileno y el etileno sin convertir se recircula, tras la separación del producto, de manera adecuada, opcionalmente en presencia de oxígeno sin convertir en el caso de que sea apropiado y de manera adecuada tras la extracción parcial de CO_{2}.
De manera adecuada, se consume del 15 al 50% y preferiblemente del 25 al 40% del oxígeno alimentado. Se prefiere que el contenido de CO_{2} debe estar en el intervalo del 1% al 10% y más preferiblemente del 1,5% al 8% en volumen.
Generalmente, la reacción se efectúa en un reactor tubular compuesto por una pluralidad de tubos alargados paralelos en un revestimiento adecuado, estando el revestimiento provisto de un refrigerante adecuado para extraer el calor de la reacción exotérmica. Generalmente, los tubos tienen un diámetro interior de aproximadamente desde 0,5 hasta 2,5 pulgadas, siendo las longitudes de los tubos del orden de 15-30 pies.
En una realización preferida se produce el óxido de alquileno en una pluralidad de tubos que contienen el catalizador soportado sobre una estructura similar a una malla siendo la caída de presión a través de los tubos inferior a 2 bares, preferiblemente inferior a 1,75 bares.
Ahora se describirá la invención con respecto a los siguientes ejemplos; sin embargo, no se prevé que el alcance de la presente invención se limite por los mismos.
Ejemplo 1
Se preparó un disolvente mixto mediante la mezcla de 279,0 gramos de agua destilada y 46,5 gramos de formamida. Se mezcló una mezcla de 144,5 gramos de anatasa, 26,5 gramos de oxalato de vanadilo, 3,9 gramos de trióxido de antimonio, y 0,19 gramos de carbonato de rubidio con el disolvente para obtener una disolución de suspensión preliminar. Se molió esta suspensión en un molino de bolas Eiger para lograr el tamaño de partícula de aproximadamente 0,8 micras. Se determinó que el contenido de sólidos en la suspensión molida final fue del 29,1% en peso. El recubrimiento de esta suspensión sobre una lámina plana fabricada de acero inoxidable 316, con un espesor de 0,8 mm (habiéndose lavado con acetona y tratado previamente por calor a 300ºC) dio como resultado una carga de catalizador del 26,9% en peso. Esta carga se determinó tras el tratamiento con una pistola de aire neumático para extraer el exceso de suspensión y tras el secado a temperatura ambiente en combinación con secado en horno a 120ºC. Se determinó que la carga final tras la calcinación a 450ºC en atmósfera de nitrógeno fue del 25,3% en peso.
Ejemplo 2
Se llevó a cabo el recubrimiento de diez (10) láminas plegadas que se lavaron previamente con acetona y se trataron por calor a 300ºC con la suspensión usada en el ejemplo 1 mediante los siguientes procedimientos: recubrimiento por inmersión, soplado con cuchilla a chorro de aire (a 5 bares), secado a temperatura ambiente, y secado en horno a 120ºC. El producto resultante mostró una carga de catalizador media del 25,1% en peso.
Ejemplo 3
Se llevó a cabo el recubrimiento de un empaquetamiento de estructura de tipo plegado en 15 mm de diámetro, 254 mm de altura, lavada con acetona, y calentada a 300ºC (durante una hora) usando la misma suspensión descrita en el ejemplo 1. Se obtuvo una carga del 23,3% en peso de catalizador según los procedimientos del ejemplo 2.
Ejemplo 4
Se preparó un disolvente mixto mediante la mezcla de 271 gramos de agua destilada y 54 gramos de formamida. Se mezcló una mezcla de 147,8 gramos de anatasa, 27,0 gramos de oxalato de vanadilo, y 0,20 gramos de fosfato de amonio con el disolvente para producir una disolución de suspensión preliminar. Entonces, se sometió a molienda de bolas esta suspensión en un molino de bolas Eiger para lograr un tamaño de partícula medio de 0,58 micras. Se determinó que el contenido de sólidos en esta suspensión fue del 29,0% en peso. Se determinó que el recubrimiento de una estructura de malla de microfibras de acero inoxidable 316 de un espesor de 0,8 mm, previamente lavado con acetona y tratado por calor en aire a 300ºC durante 1 hora, en esta mezcla de suspensión tiene una carga de sólidos del 23,4% en peso tras el secado tal y como se describe en el ejemplo 1. Se usó un tratamiento de cuchilla a chorro de aire para extraer el exceso de suspensión del soporte en este caso. La distribución de partículas sobre la lámina plana pareció ser muy uniforme con una excelente adhesión, tras el secado a 120ºC o tras el calentamiento a 450ºC en aire o nitrógeno.
Ejemplo 5
El recubrimiento de dos monolitos tratados previamente tal como se describe en el ejemplo 1 con la dimensión de 15 mm de diámetro por 25,4 mm de altura en la suspensión, y el procedimiento de secado descrito en el ejemplo 1 dio una carga de catalizador del 19,1 y 19,2% en peso, respectivamente. Posteriormente, se prepararon treinta (30) monolitos adicionales del mismo tamaño según este mismo procedimiento con resultados casi idénticos.
Los ejemplos 1-5 describen la preparación de una estructura catalítica que va a usarse en la oxidación selectiva de o-xileno a anhídrido ftálico.
Ejemplo 6
El soporte es una malla metálica de 5 x 5 cm con un espesor de 0,8 mm, fibras de acero inoxidable de 12 mm de diámetro y un volumen hueco del 90%. Se somete a inmersión la malla en una disolución acuosa que contiene un 10% en peso de sol de alúmina Nyacol^{MR}. La malla metálica se compone de una pluralidad de capas de fibras metálicas. La malla está conectada al polo negativo de una fuente de alimentación y se sitúa entre y paralela a dos electrodos metálicos verticales, que están conectados al polo positivo de una fuente de alimentación. Se aplica un potencial de 5V durante 60 segundos, durante los cuales se recubre el sol sobre la malla. El producto recubierto se seca a 150ºC durante 20 minutos y posteriormente se calcina a 500ºC durante 1 hora, temperatura a la cual el sol de alúmina se convierte en \gamma-alúmina. La cantidad de alúmina depositada es del 21% en peso de la alúmina y la malla combinadas. Se impregna la malla de hilos recubierta a temperatura ambiente con 1,10 g de una disolución acuosa que contiene un 3% en peso de Ag en la que el oxalato de plata se hace complejo con etilendiamina y a cuya disolución se añade hidróxido de cesio. La muestra impregnada se calienta en aire a 280ºC durante 20 minutos. La alúmina sobre el soporte contiene aproximadamente un 10% en peso de Ag y aproximadamente 150 ppm de cesio.
Ejemplo 7
La malla de hilos es de las mismas dimensiones de hilo y composición tal como se describe en el ejemplo anterior. La malla está conectada a la fuente de alimentación y se sitúa en el baño con un 10% en peso de una suspensión de un soporte de catalizador de alúmina molida comercialmente disponible con un área superficial de 7,8 m^{2}/g en agua, con un 0,18% en peso de sol de alúmina y un 0,06% en peso de un agente de cloruro de amonio cuaternario comercial. Se aplicó un potencial de 10V durante 2 minutos. Se calcina la muestra en aire a 500ºC durante 60 minutos. La cantidad de soporte de catalizador que se deposita sobre la malla es del 24,4% en peso del soporte de malla y el catalizador combinados. Se impregna la malla de hilos recubierta a temperatura ambiente con 1,0 g de una disolución acuosa que contiene un 7% en peso de Ag en la que se hizo complejo oxalato de plata con etilendiamina y a cuya disolución se añadió hidróxido de cesio. Se calentó en aire la muestra impregnada a 280ºC durante 20 minutos. La alúmina sobre el soporte contiene aproximadamente un 20% en peso de Ag y aproximadamente 150 ppm de cesio.
Los ejemplos 6-7 describen la preparación de una estructura catalítica que va a usarse en la oxidación selectiva de etileno a óxido de etileno.
Debe entenderse, sin embargo, que el alcance de la presente invención no debe limitarse a las realizaciones específicas descritas anteriormente. La invención puede ponerse en práctica de manera distinta a la descrita particularmente y estar todavía dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

1. Proceso para oxidar de manera selectiva una molécula orgánica, que comprende:
oxidar de manera selectiva una molécula orgánica en una zona de reacción mediante la puesta en contacto con un catalizador de oxidación soportado sobre una estructura similar a una malla, comprendiendo dicha estructura similar a una malla una pluralidad de capas de fibras orientadas aleatoriamente, teniendo dichas fibras un diámetro inferior a 150 micras, teniendo dicha estructura similar a una malla sin el catalizador soportado un volumen hueco de al menos un 85%, comprendiendo dicho catalizador soportado un catalizador de oxidación selectiva sobre un soporte particulado, teniendo dicho soporte particulado un tamaño de partícula medio no superior a 50 micras.
2. Proceso según la reivindicación 1, en el que el material similar a una malla comprende al menos uno de un metal u óxido de metal.
3. Proceso según la reivindicación 2, en el que el soporte particulado tiene un tamaño de partícula medio no superior a 20 micras.
4. Proceso según la reivindicación 1, en el que el material similar a una malla está en la forma de un empaquetamiento estructurado modelado.
5. Proceso según la reivindicación 1, en el que el catalizador soportado sobre el soporte particulado se recubre sobre el material similar a una malla.
6. Proceso según la reivindicación 1, en el que la oxidación selectiva es una oxidación de un alqueno a un óxido de alquileno.
7. Proceso según la reivindicación 1, en el que la oxidación selectiva es una oxidación de o-xileno a anhídrido ftálico.
8. Proceso según la reivindicación 1, en el que la oxidación selectiva es una oxidación de propileno a acroleína.
9. Proceso según la reivindicación 1, en el que la oxidación selectiva es una oxidación de propano a acroleína.
10. Proceso según la reivindicación 1, en el que la oxidación selectiva es una oxidación de acroleína a ácido acrílico.
11. Proceso según la reivindicación 1, en el que el soporte particulado tiene un área superficial superior a 25 m^{2}/g.
12. Proceso según la reivindicación 1, en el que, en dicha zona de reacción, dicha estructura similar a una malla que incluye el catalizador soportado tiene un volumen hueco de al menos un 60% y no superior al 95%.
13. Proceso según la reivindicación 1, en el que se efectúa la oxidación selectiva en un reactor tubular, y en el que los tubos en dicho reactor tubular incluyen dicho catalizador soportado sobre dicha estructura similar a una malla.
14. Composición que comprende
un catalizador de oxidación selectiva soportado sobre un soporte particulado que está soportado sobre una estructura similar a una malla que comprende un pluralidad de capas de fibras orientadas aleatoriamente, teniendo dichas fibras un diámetro inferior a 150 micras, teniendo dicho soporte particulado un tamaño de partícula medio no superior a 50 micras, y dicho material similar a una malla sin el catalizador soportado, tiene un volumen hueco inferior al 85%.
15. Composición según la reivindicación 14, en la que el catalizador de oxidación selectiva comprende plata y dicho catalizador cataliza la oxidación de etileno a óxido de etileno.
ES99970388T 1998-10-09 1999-10-07 Proceso de oxidacion selectiva y catalizador para el mismo. Expired - Lifetime ES2257100T3 (es)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US407436 1995-03-17
US10371798P 1998-10-09 1998-10-09
US103717P 1998-10-09
US09/407,436 US6417376B1 (en) 1998-10-09 1999-09-29 Selective oxidation process and catalyst therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2257100T3 true ES2257100T3 (es) 2006-07-16

Family

ID=26800777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES99970388T Expired - Lifetime ES2257100T3 (es) 1998-10-09 1999-10-07 Proceso de oxidacion selectiva y catalizador para el mismo.

Country Status (15)

Country Link
US (1) US6417376B1 (es)
EP (1) EP1119410B1 (es)
JP (1) JP5153034B2 (es)
KR (1) KR100611443B1 (es)
CN (1) CN1332764C (es)
AR (1) AR020759A1 (es)
AT (1) ATE314145T1 (es)
AU (1) AU760603B2 (es)
BR (1) BR9914121A (es)
DE (1) DE69929222T2 (es)
ES (1) ES2257100T3 (es)
ID (1) ID29043A (es)
MX (1) MXPA01003318A (es)
MY (1) MY119687A (es)
WO (1) WO2000021944A2 (es)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19931902A1 (de) * 1999-07-08 2001-01-18 Consortium Elektrochem Ind Verfahren zur Herstellung von monolithischen Oxidationskatalysatoren und deren Verwendung bei der Gasphasenoxidation von Kohlenwasserstoffen
US6667017B2 (en) * 1999-10-15 2003-12-23 Abb Lummus Global, Inc. Process for removing environmentally harmful compounds
JP4995373B2 (ja) * 2001-02-20 2012-08-08 三菱レイヨン株式会社 反応管、触媒の製造方法、不飽和アルデヒドおよび不飽和カルボン酸の製造方法
JP4969240B2 (ja) * 2003-07-30 2012-07-04 コーニング インコーポレイテッド 化学および熱用途のための金属ハニカム基体
US7067455B2 (en) * 2003-11-21 2006-06-27 Conocophillips Company Copper modified catalysts for oxidative dehydrogenation
DE102008025843A1 (de) * 2008-05-29 2009-12-03 Bayer Technology Services Gmbh Verfahren zur Herstellung von Phthalsäureanhydrid
EP2494006A4 (en) * 2009-10-27 2014-01-22 Ignite Energy Resources Ltd METHOD FOR PRODUCING HYDROCARBON PRODUCTS FROM BIO OILS AND / OR CARBON OILS

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US218124A (en) * 1879-08-05 Improvement in seed-sower and fertilizer-distributer
US3713281A (en) 1971-11-02 1973-01-30 G Asker Heat and moisture exchange packing
EP0061304A1 (en) 1981-03-18 1982-09-29 Johnson Matthey Public Limited Company Three dimensional interstitial catalyst support, its manufacture and use
JPS58153538A (ja) 1982-03-08 1983-09-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 酸化触媒体
CH653917A5 (de) 1982-04-07 1986-01-31 Alusuisse Katalysatortraeger und seine verwendung.
DE3513726A1 (de) 1985-04-17 1986-10-23 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur herstellung von katalysatoren fuer die abgasentgiftung
DE3533573A1 (de) 1985-09-20 1987-03-26 Basf Ag Traegerkatalysator, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung
CN1048892A (zh) 1989-05-24 1991-01-30 奥本大学 混合纤维复合材料结构及其制法和用途
US5080963A (en) 1989-05-24 1992-01-14 Auburn University Mixed fiber composite structures high surface area-high conductivity mixtures
US5102745A (en) * 1989-11-13 1992-04-07 Auburn University Mixed fiber composite structures
US5118868A (en) * 1989-10-16 1992-06-02 Haldor Topsoe A/S Catalyst for preparing aldehyde
US5096663A (en) 1990-05-29 1992-03-17 Auburn University Method of optimizing composite preparation for electrical properties: maximum capacitance electrodes
US20020068026A1 (en) * 1997-08-08 2002-06-06 Lawrence L. Murrell Reactor

Also Published As

Publication number Publication date
MXPA01003318A (es) 2001-10-01
ATE314145T1 (de) 2006-01-15
CN1322151A (zh) 2001-11-14
DE69929222T2 (de) 2006-09-07
ID29043A (id) 2001-07-26
AU760603B2 (en) 2003-05-15
US6417376B1 (en) 2002-07-09
DE69929222D1 (de) 2006-02-02
EP1119410B1 (en) 2005-12-28
EP1119410A2 (en) 2001-08-01
CN1332764C (zh) 2007-08-22
JP5153034B2 (ja) 2013-02-27
WO2000021944A2 (en) 2000-04-20
BR9914121A (pt) 2001-06-19
JP2003522111A (ja) 2003-07-22
AR020759A1 (es) 2002-05-29
MY119687A (en) 2005-06-30
KR20010080066A (ko) 2001-08-22
AU1201000A (en) 2000-05-01
WO2000021944A3 (en) 2000-07-06
KR100611443B1 (ko) 2006-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5118628B2 (ja) 触媒コーティングした担体、その生産方法、それを含む反応器、およびその使用
US5929259A (en) Preparation of ethylene oxide and catalyst
CA2697771C (en) Carrier for olefin oxide catalyst
EP0003642B1 (en) Production of olefine oxides
ES2249764T3 (es) Proceso de preparacion de un catalizador para fabricar acetato de vinilo en un lecho fluido.
TWI537052B (zh) 用於烯烴環氧化觸媒之幾何尺寸固體成形載體
BRPI0315223B1 (pt) massa de óxido multimetálico, processos para a oxidação em fase gasosa parcial heterogeneamente catalisada, e para preparação de uma massa de óxido multimetálico, e, uso de pelo menos uma massa de óxido multimetálico
JPS5982341A (ja) シユウ酸ジエステルの製造方法
BR0112557B1 (pt) processo para a preparação de ácido acrìlico, e, uso de um material de óxido multimetálico.
BR112016019757B1 (pt) catalisador de oxidação processos para produção de um catalisador de oxidação, para preparação de um ácido carboxílico a,ß-insaturado, para preparação de anidrido ftálico e para desidrogenação oxidativa de n-butenos a butadieno, e, uso de um catalisador de oxidação
ES2257100T3 (es) Proceso de oxidacion selectiva y catalizador para el mismo.
BR112020011719A2 (pt) método para a preparação de metacrilato de metila.
CN106311230A (zh) 用于烯烃环氧化的银催化剂的制备方法、催化剂及应用
US11865646B2 (en) Tube to tube sheet welding for fabrication of vertical boiling reactor with reduced tube pitch
JP2003522111A5 (es)
US6344568B1 (en) Catalyst for gas phase partial oxidation
US9427729B2 (en) Silver-based ethylene oxide catalyst having reduced sodium content
CN106955700A (zh) 一种用于烯烃环氧化的银催化剂的制备方法及其应用
RU2851084C1 (ru) Приваривание трубы к трубной решетке для изготовления вертикального реактора кипящего типа с уменьшенным шагом труб
TWI247005B (en) Selective oxidation process and composition therefor
JP4263815B2 (ja) 芳香族化合物の気相酸化用触媒
JP2024502014A (ja) 垂直沸騰反応器用の波形の格子状支持体
CN120361892A (zh) 一种烯烃氧化用催化剂及其制备方法和应用
BR112020001805A2 (pt) método para preparar metacrilato de metila a partir de metacroleína e metanol.
JP2001062303A5 (es)