PL233230B1 - Sposób zwiększenia aktywności katalizatora tytanowo-silikalitowego Ti-MCM-41 - Google Patents

Sposób zwiększenia aktywności katalizatora tytanowo-silikalitowego Ti-MCM-41

Info

Publication number
PL233230B1
PL233230B1 PL416352A PL41635216A PL233230B1 PL 233230 B1 PL233230 B1 PL 233230B1 PL 416352 A PL416352 A PL 416352A PL 41635216 A PL41635216 A PL 41635216A PL 233230 B1 PL233230 B1 PL 233230B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
crystals
mcm
titanium
catalyst
hours
Prior art date
Application number
PL416352A
Other languages
English (en)
Other versions
PL416352A1 (pl
Inventor
Eugeniusz Milchert
Marlena Kłos
Kornelia Malarczyk
Original Assignee
Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny W Szczecinie
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 Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny W Szczecinie filed Critical Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie
Priority to PL416352A priority Critical patent/PL233230B1/pl
Publication of PL416352A1 publication Critical patent/PL416352A1/pl
Publication of PL233230B1 publication Critical patent/PL233230B1/pl

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584—Recycling of catalysts

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Epoxy Compounds (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

Opis wynalazku
Katalizatory tytanowo-silikalitowe (TS-1, TS-2, Ti-Beta, Ti-MCM-41, Ti-MCM-48, Ti-MWW) wykazują dużą aktywność w procesach selektywnego utleniania alkenów, alkanów, alkoholi, fenoli, związków aromatycznych za pomocą wodnych roztworów nadtlenku wodoru lub bezwodnych wodoronadtlenków organicznych. Prowadzi się je w stosunkowo łagodnych warunkach technologicznych. Wśród procesów wykonywanych w małej skali największe znaczenie mają metody prowadzone przy użyciu nadtlenku wodoru: epoksydowanie olefin (propylen, 1-butylen, 2-butylen, cykloheksen), olejów roślinnych, kwasów tłuszczowych, estrów alkilowych nienasyconych kwasów tłuszczowych, monoepoksydowanie dienów (1,3-butadien, izopren, eter allilowy, akrylan i metakrylan metylu), stereoselektywne epoksydowanie izomerów Z, S (2-buteny, 2-penteny, 2-okteny), utlenianie alkoholi do aldehydów i ketonów, winylobenzenów do 2-fenyloaldehydów, amoksydacja cykloheksanonu do oksymu cykloheksanonu i jego izomeryzacja do ε-aminokaprolaktamu, hydroksylowanie fenolu i innych związków aromatycznych. Stosowano je również w procesach hydroksylowana heksanu lub benzenu tlenem i wodorem, izomeryzacji tlenku styrenu i jego homologów do β-fenyloaldehydów, syntezie eteru metylowo-tert-butylowego, oligomeryzacji olefin C2-C10, utlenianiu pierwszorzędowych amin, w bezpośrednim amonoutlenianiu drugorzędowych alkoholi do ketoksymów, podczas utleniającego odwodornienia etanolu. Aktywność katalizatorów tytanowo-silikalitowych w procesach epoksydacji w znaczącym stopniu zależy od sposobu otrzymywania katalizatora, ilości tytanu związanego w strukturze krystaliczne j krzemionki i morfologii kryształów. Zmienia się w zależności od rodzaju czynnika epoksydującego, rodzaju związku poddawanego epoksydowaniu i parametrów technologicznych prowadzenia procesów. W nowych rozwiązaniach najczęściej stosowanymi czynnikami epoksydującymi są: 30-proc. nadtlenek wodoru, lub organiczne wodoronadtlenki jak np. wodoronadtlenek tert-butylu lub etylobenzenu. Katalizator tytanowo-silikalitowy Ti-MCM-41 ma szczególne znaczenie ze względu na mezoporowatość (pory o średnicy 3,1 nm). Heksagonalny, liniowy układ porów i większa niż w innych katalizatorach średnica porów powodują, że stosuje się go do epoksydowania związków o względnie dużych średnicach cząsteczek jak: oleje roślinne, estry alkilowe nienasyconych kwasów tłuszczowych, nienasycone kwasy tłuszczowe. Duży rozmiar porów stwarza możliwość docierania cząsteczek związku nienasyconego do miejsc aktywnych, położonych wewnątrz porów. Wewnątrz porów znajduje się znaczna ilość tetra edrycznie związanego tytanu Ti(OSi)4. Podczas stosowania tego typu katalizatorów ważna jest ich aktywność i czas pracy do momentu utraty lub znacznego obniżenia aktywności. Znany sposób aktywacji katalizatorów tytanowo-silikalitowych TS-1 i TS-2 polega na ich sylanizacji za pomocą chloro trimetylosilanu lub dimetylodichlorosilanu lub w reakcji z alkilosilazanami (M.Guidotti, I.BatonneauGener, E.Gianotti, S.Mignard, R.Psaro, M.Sgobba, N.Ravasio, Microp. Mesop. Mater. 2008, 111, 39-47). Inne metody aktywacji katalizatorów tytanowo-silikalitowych polegają na traktowaniu świeżo otrzymanych kryształów katalizatora wodnym roztworem octanu sodu - CHsCOONa, lub wodorofosforanu disodowego - Na2HPO4, lub roztworami soli kwasów karboksylowych i metali alkalicznych lub ziem alkalicznych a także alkoholanami tych metali. Pomimo, że rola czynnika aktywującego katalizator nie jest udowodniona to przypisuje się ją neutralizacji kwasowych grup silanolowych Si-OH (Pat. europejski 230 949, 1987).
Klasyczną syntezę katalizatora wykonywano w sposób przedstawiony w publikacji: D.Kumar,
K.Schumacher, C.du Fresne von Hohenesche, M.Grun, K.K.Unger, Colloid and Surfaces A: Physicochem. and Eng. Aspects 2001, 187, 109-116. Do szklanego reaktora wprowadzano 5,1 g bromku heksadecylotrimetyloamoniowego, 92 ml wody dejonizowanej, 37,6 g około 25-proc. wodnego roztworu amoniaku i 120 ml alkoholu etylowego (98%). Podczas intensywnego mieszania powoli wkraplano 0,5 g o-tytanianu tetrabutylu i 9,4 g o-krzemianu tetraetylu. Powstały roztwór mieszano 24 godz., po czym osad kryształów odsączono i przemyto 100 ml wody dejonizowanej i taką samą ilością alkoholu etylowego. Kryształy suszono na powietrzu i kalcynowano w 550°C w ciągu 5 godzin.
Nieoczekiwanie okazało się, że można zwiększyć aktywność katalizatora Ti-MCM-41, stosowanego w procesie epoksydacji poddając go dodatkowym operacjom jednostkowym. Sposób zwiększenia aktywności katalizatora tytanowo-silikalitowego Ti-MCM-41, według wynalazku, w trakcie jego otrzymywania znaną metodą, charakteryzuje się tym, że wysuszone kryształy katalizatora po oddzieleniu od roztworu macierzystego, wprowadza się do 5% roztworu wodnego azotanu(V) amonu, miesza w temperaturze 60-90°C w czasie 6-12 godzin i oddziela metodą filtracji. Następnie w temperaturze otoczenia przemywa mieszaniną równych objętości 30% nadtlenku wodoru i metanolu, suszy w temperaturze
PL 233 230 B1 do 90°C w obecności powietrza i kalcynuje w temperaturze 520 do 550°C w czasie 24 godzin. Roztwór azotanu(V) amonu stosuje się w ilości 10 do 20 cm3 na 1 g suchych kryształów. Roztwór 30% nadtlenku wodoru i metanolu używa się w ilości 10 do 20 cm3 na 1 g mokrych kryształów.
Przedmiot wynalazku bliżej wyjaśniają poniższe przykłady wykonania. Wyniki epoksydowania oleinianu etylu na klasycznym katalizatorze Ti-MCM-41 i po zwiększeniu aktywności przedstawia Tabela. Wielkościami porównawczymi, opisującymi proces epoksydacji, po zastosowaniu różnie aktywowanych katalizatorów Ti-MCM-41 były: konwersja oleinianu etylu, selektywność przemiany do 9,10-epoksystearynianu etylu w odniesieniu przereagowanego oleinianu etylu, konwersja wodoronadtlenku te/i-butylu, selektywność przemiany do 9,10-epoksystearynianu etylu w odniesieniu do przereagowanego wodoronadtlenku te/i-butylu. Pierwszy przykład przedstawia wyniki epoksydowania oleinianu etylu na katalizatorze otrzymanym metodą klasyczną - bez traktowania 5% roztworem azotanu(V) amonu i przemywania mieszaniną równych objętości 30% roztworu nadtlenku wodoru i metanolu.
P r z y k ł a d 1
Kryształy katalizatora Ti-MCM-41 otrzymano zgodnie z klasycznym sposobem postępowania, znanym z literatury i wyżej przedstawionym w opisie stanu techniki. W oparciu o tak otrzymany katalizator wykonano epoksydowanie oleinianu etylu. Do kolby reakcyjnej zanurzonej w termostacie, zaopatrzonej w mieszadło, chłodnicę zwrotną, termometr, wkraplacz wprowadzono 3 g oleinianu etylu, 1,2 g wodoronadtlenku te/i-butylu o stężeniu 96% wag. Po ogrzaniu zawartości reaktora do temperatury 65°C wsypano 0,35 g katalizatora Ti-MCM-41 i kontynuowano mieszanie w ciągu 10 godz. Uzyskane wyniki w postaci: konwersji oleinianu etylu, selektywności przemiany do 9,10-epoksystearynianu etylu w odniesieniu do przereagowanego oleinianu etylu, konwersji wodoronadtlenku te/i-butylu, selektywności przemiany do 9,10-epoksystearynianu etylu w odniesieniu do przereagowanego wodoronadtlenku tertbutylu zestawiono w Tabeli.
P r z y k ł a d 2
Epoksydację oleinianu etylu prowadzono jak w przykładzie pierwszym, z zachowaniem tych samych ilości reagentów i warunków technologicznych. W tym wypadku stosowano jednak katalizator poddany aktywacji. Otrzymany znanym sposobem osad kryształów po odsączeniu i osuszeniu mieszano z 5% roztworem azotanu(V) amonu w temperaturze 60°C i kontynuowano mieszanie w ciągu 6 godz. Stosowano 60 cm3 roztworu azotanu(V) amonu. Po oddzieleniu na filtrze wilgotne kryształy przemywano mieszaniną równych objętości 30% roztworu nadtlenku wodoru i metanolu w ilości 20 cm3 na 1 g mokrych kryształów. Katalizator ten osuszono w temperaturze 50°C w obecności powietrza i kalcynowano w temperaturze 550°C w czasie 24 godzin.
P r z y k ł a d 3
Epoksydację oleinianu etylu prowadzono przy zastosowaniu tych samych ilości reagentów i parametrów technologicznych jak w przykładzie 1. Aktywowanie katalizatora prowadzono w nieco innych warunkach. Kryształy katalizatora po oddzieleniu od roztworu macierzystego i osuszeniu traktowano 5% roztworem wodnym azotanu(V) amonu, w temperaturze 90°C i mieszano 12 godz. Po oddzieleniu na filtrze wilgotne kryształy przemywano mieszaniną równych objętości 30% roztworu nadtlenku wodoru i metanolu jak w przykładzie 2. Katalizator osuszono w 60°C w obecności powietrza kalcynowano w temperaturze 540°C w ciągu 24 godz.
P r z y k ł a d 4
Epoksydację wykonano również w warunkach przedstawionych w przykładzie 1. W tym wypadku aktywację katalizatora po zmieszaniu kryształów z 5% roztworem wodnym azotanu(V) amonu prowadzono w temperaturze 60°C, podczas mieszania w ciągu 12 godzin. Po odsączeniu kryształów i chłodzeniu do temperatury otoczenia kryształy traktowano mieszaniną równych objętości 30% roztworu nadtlenku wodoru i metanolu, w ilości 10 cm3 na 1 g mokrych kryształów. Kryształy wysuszono w temperaturze 90°C, w obecności powietrza i kalcynowano w temperaturze 550°C w czasie 24 godz.
PL 233 230 Β1
Tabela
Nr przykładu Konwersja oleinianu etylu % Selektywność do 9,10epoksystearynianu ctylu/przercagowany oleinian etylu % Konwersja wodoronadtlenku tertbutyłu % Selektywność do 9,10epoksyslearynianu etylu /przereagowany WNTB %
Przykład 1 58,2 90,1 65,5 95,8
Przykład 2 69,7 93,4 69,8 98,8
Przykład 3 71,3 94,5 68,9 98.9
Przykład 4 70,9 94,1 69,1 98,0
WNTB - wodoronadtlenek fert-butylu

Claims (3)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób zwiększenia aktywności katalizatora tytanowo-silikalitowego Ti-MCM-41 w trakcie jego otrzymywania znaną metodą, znamienny tym, że wysuszone kryształy katalizatora po oddzieleniu od roztworu macierzystego, przed kalcynacją, wprowadza się do 5% roztworu wodnego azotanu(V) amonu, miesza się w temperaturze 60-90°C w czasie 6-12 godzin i oddziela metodą filtracji, następnie w temperaturze otoczenia przemywa się mieszaniną równych objętości 30% nadtlenku wodoru i metanolu, suszy w temperaturze 50 do 90°C w obecności powietrza i kalcynuje w temperaturze 520 do 550°C w czasie 24 godzin.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór azotanu(V) amonu stosuje się w ilości 10 do 20 cm3 na 1 g suchych kryształów.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że roztwór 30% nadtlenku wodoru i metanolu stosuje się w ilości 10 do 20 cm3 na 1 g mokrych kryształów.
PL416352A 2016-03-02 2016-03-02 Sposób zwiększenia aktywności katalizatora tytanowo-silikalitowego Ti-MCM-41 PL233230B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL416352A PL233230B1 (pl) 2016-03-02 2016-03-02 Sposób zwiększenia aktywności katalizatora tytanowo-silikalitowego Ti-MCM-41

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL416352A PL233230B1 (pl) 2016-03-02 2016-03-02 Sposób zwiększenia aktywności katalizatora tytanowo-silikalitowego Ti-MCM-41

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL416352A1 PL416352A1 (pl) 2017-09-11
PL233230B1 true PL233230B1 (pl) 2019-09-30

Family

ID=59771971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL416352A PL233230B1 (pl) 2016-03-02 2016-03-02 Sposób zwiększenia aktywności katalizatora tytanowo-silikalitowego Ti-MCM-41

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL233230B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL416352A1 (pl) 2017-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6551546B1 (en) Method for producing a shaped body using a metal oxide sol
US5859265A (en) Oxidation catalyst, its preparation and oxidation using the oxidation catalyst
JP3888711B2 (ja) オレフィンをエポキシ化する方法
DE60015781T2 (de) Heterogener epoxidations-katalysator
JP4691016B2 (ja) プロピレンオキシドの製造方法
KR20000016574A (ko) 산화 반응 촉매와 이 촉매를 사용하여 올레핀, 수소 및산소로부터 에폭사이드를 제조하는 방법
KR20010020462A (ko) 하나 이상의 c-c 이중 결합을 포함하는 유기 화합물의산화 방법
CN104437645A (zh) 一种用于合成戊二醛的金属-有机骨架固载杂多酸催化剂及其生产方法
JP2006525283A5 (pl)
EP1185365A1 (de) Edelmetall- und titan-haltige oberflächenmodifizierte mischoxide zur selektiven oxidation von kohlenwasserstoffen
DE19600708A1 (de) Oxidationskatalysator mit einem Gehalt an Lanthanoidmetallen, Verfahren zu seiner Herstellung und Oxidationsverfahren unter Verwendung des Oxidationskatalysators
CN100360233C (zh) 含钛二氧化硅催化剂的生产方法
Wróblewska et al. Studies on the deactivation of Ti-MCM-41 catalyst in the process of allyl alcohol epoxidation
JP6301482B2 (ja) エポキシ化触媒の調製方法
CN110325497A (zh) 制备不饱和醇的方法
KR100746020B1 (ko) 티탄 함유 제올라이트의 제조방법
PL244073B1 (pl) Sposób utleniana alfa-pinenu w obecności katalizatora tytanowo- silikatowego
JP4834982B2 (ja) チタン含有珪素酸化物触媒の製造方法及び触媒
JP2002525259A (ja) Rut構造を有するチタンケイ酸塩の製造方法
JP6970739B2 (ja) チタン含有珪素酸化物の製造方法、エポキシドの製造方法、及びチタン含有珪素酸化物
RU2634728C2 (ru) Способ получения 4-трет-бутил-пирокатехина и катализатор для его получения
JP6200416B2 (ja) 1,2−アルカンジオールからの飽和アルデヒド製造方法
JP2006255586A (ja) チタン含有珪素酸化物触媒の製造方法及び触媒
ZA200005466B (en) Method for producing a shaped body using a metal oxide sol, shaped body, the use thereof in the production of an alkene oxide.
SU435845A1 (ru) Способ приготовл.ения катализатора для эпоксидирования олефинов