RS50999B - Katalizator za oksidaciju etana i postupak korišćenja katalizatora - Google Patents

Katalizator za oksidaciju etana i postupak korišćenja katalizatora

Info

Publication number
RS50999B
RS50999B YUP-319/04A YUP31904A RS50999B RS 50999 B RS50999 B RS 50999B YU P31904 A YUP31904 A YU P31904A RS 50999 B RS50999 B RS 50999B
Authority
RS
Serbia
Prior art keywords
catalyst
ethylene
acetic acid
ethane
mol
Prior art date
Application number
YUP-319/04A
Other languages
English (en)
Inventor
Brian Ellis
Original Assignee
Bp. Chemicals Limited
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
Priority claimed from GBGB0124835.0A external-priority patent/GB0124835D0/en
Priority claimed from GB0218870A external-priority patent/GB0218870D0/en
Application filed by Bp. Chemicals Limited filed Critical Bp. Chemicals Limited
Publication of YU31904A publication Critical patent/YU31904A/sh
Publication of RS50999B publication Critical patent/RS50999B/sr

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/25Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P1/00Drugs for disorders of the alimentary tract or the digestive system
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/002Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/66Silver or gold
    • B01J23/68Silver or gold with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/66Silver or gold
    • B01J23/68Silver or gold with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/683Silver or gold with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/686Silver or gold with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with chromium, molybdenum or tungsten with molybdenum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/66Silver or gold
    • B01J23/68Silver or gold with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/683Silver or gold with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/687Silver or gold with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with chromium, molybdenum or tungsten with tungsten
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/66Silver or gold
    • B01J23/68Silver or gold with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/688Silver or gold with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with manganese, technetium or rhenium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/89Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
    • B01J23/8933Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/8993Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with chromium, molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/215Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of saturated hydrocarbyl groups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/66Silver or gold
    • B01J23/68Silver or gold with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/682Silver or gold with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with vanadium, niobium, tantalum or polonium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/66Silver or gold
    • B01J23/68Silver or gold with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/683Silver or gold with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with chromium, molybdenum or tungsten
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2523/00Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0236Drying, e.g. preparing a suspension, adding a soluble salt and drying
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals
    • C07C2523/54Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups C07C2523/02 - C07C2523/36
    • C07C2523/56Platinum group metals
    • C07C2523/64Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tatalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/89Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

Postupak za proizvodnju sirćetne kiseline iz gasne smeše koja sadrži etan F/ili etilen, gde je selektivnost prema etilenu manja od 25 mol% i što se postupak sastoji od dovođenja u kontakt gasne smeše sa gasom koji sadrži molekulski kiseonik na povišenoj temperaturi u prisustvu kompozicije katalizatora, gde se kompozicija katalizatora sastoji od kombinacije kiseonika sa elementima molibdenom, vanadijumom, niobijumom, zlatom bez paladijuma prema empirijskoj formuli:Moa Wb Auc Vd Nbe Zf (I)gde Z je jedan ili više elemenata izabranih iz grupe koju čine Sn, Sb, Cu, Pt, Ag, Fe i Re;a, b, c, d, e i f predstavljaju odnos gram atoma elemenata takav da:0<a<1; 0<b<l ia+b=l; 10-5<c≤0.02; 0<d≤2; 0<e≤1; i0.0001≤f ≤0.05Prijava sadrži još 12 zavisnih patentnih zahteva.

Description

Prikazani pronalazak se odnosi na katalizator za selektivnu oksidaciju etana u sirćetnu kiselinu i/ili za selektivnu oksidaciju etilena u sirćetnu kiselinu i na postupak za proizvodnju sirćetne kiseline korišćenjem gore pomenutog katalizatora.
Katalizatori koji sadrže molibden, vanadijum i niobijum u kombinaciji sa kiseonikom za primenu u postupku proizvodnje sirćetne kiseline oksidacijom etana i etilena poznati su u stanju tehnike, na primer US 4,250,346, EP-A-1043064, WO 99/20592 i DE 196 30 832.
US patent br. 4,250,346 opisuje oksidativnu dehidrogenaciju etana u etilen u reakciji u gasnoj fazi pri relativno visokom nivou konverzije, selektivnosti i produktivnosti za etilen na temperaturi nižoj od oko 550°C korišćenjem kao katalizatora kompozicije koju čine elementi molibden, X i Y u odnosu MoaXbYcgde X je Cr, Mn, Nb, Ta, Ti, V i/ili W, i poželjno Mn, Nb, V i/ili W; Y je Bi, Ce, Co, Cu, Fe, K, Mg, Ni, P, Pb, Sb, Si, Sn, TI, i/ili U, i poželjno Sb, Ce i/ili U, a je 1, bje 0.05 do 1.0 i c je 0 do 2, i poželjno 0.05 do 1.0 sa ograničenjem da ukupna vrednost c za Co, Ni i/ili Fe je manja od 0.5.
WO 99/20592 odnosi se na postupak selektivne proizvodnje sirćetne kiseline iz etana, etilena ili njihove smeše i kiseonika na visokoj temperaturi u prisustvu katalizatora koji ima formulu MoaPdbXcY(jgde X predstavlja jedan ili nekoliko od Cr, Mn, Nb, Ta, Ti, V, Te i W; Y predstavlja jedan ili nekoliko od B, Al, Ga, In, Pt, Zn, Cd, Bi, Ce, Co, Rh, Ir, Cu, Ag, Au, Fe, Ru, Os; K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba, Nb; Zr, Hf, Ni, P, Pb, Sb, Si, Sn, TI i U i a= 1, b=0.0001 do 0.01, c=0.4 do 1 i d=0.005 do 1.
Nemačka patentna prijava DE 196 30 382 Al odnosi se na slični katalizator kompozicije u kojoj a=T, b>0, c>0 i d=0 do 2. Poželjno, a=l, b=0.0001 do 0.5, c=0.1 do 1.0id=0 do 1.0.
Katalizatori iz obe prijave WO 99/20592 i DE 19630832 zahtevaju prisustvo paladijuma.
EP-A-1043064 opisuje kompoziciju katalizatora za oksidaciju etana do etilena i/ili sirćetne kiseline i/ili za oksidaciju etilena do sirćetne kiseline koja se sastoji od kombinacije sa kiseonikom elemenata molibdena, vanadijuma, niobijuma i zlata bez paladijuma prema empirijskoj formuli:
MoaWbAucVđNbeYf(I)
gde Y je jedan ili više elemenata izabranih iz grupe koju čine Cr, Mn, Ta, Ti, B, Al, Ga, In, Pt, Zn, Cd, Bi, Ce, Co, Rh, Ir, Cu, Ag, Fe, Ru, Os, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba, Zr, Hf, Ni, P, Pb, Sb, Si, Sn, TI, U, Re, Te, La i Pd; a, b, c, d, e i f predstavljaju odnos gram atoma elemenata tako da: 0<a<l; 0<b<l i a+b = 1; 10"<5><c<0.02; 0<d<2; 0<e<l; i 0<f<2.
Postoji potreba za razvijanjem katalizatora za oksidaciju etana i/ili etilena u sirćetnu kiselinu i postupaka za dobijanje sirćetne kiseline koji koristi pomenturi katalizator i gde katalizator omogućava postizanje visoke selektivnosti dobijanja sirćetne kiseline.
Iznenađujuće, sada je pronađeno da je moguće korišćenje katalizatora koji sadrži, u kombinaciji sa kiseonikom, elemente molibdena, vanadijuma, niobijuma i zlata i jedan ili više elemenata izabranih iz grupe koju čine bor, aluminij um, galijum, indijum, germanijum, kalaj, olovo, antimon, bakar, platina, srebro, gvožđe i renijum, bez paladijuma, da oksiduje etan i/ili etilen u sirćetnu kiselinu sa visokom selektivnošću za sirćenu kiselinu. Pored toga, prema prikazanom pronalasku pronađano je moguće korišćenje katalizatora, da bi se postigla visoka selektivnost za sirćetnu kiselinu sa smanjenom, na primer, malom, ukoliko postoji, selektivnošću za etilena.
Prema tome, prikazani pronalazak obezbeđuje kompoziciju katalizatora za selektivnu oksidaciju etana u sirćetnu kiselinu i/ili za selektivnu oksidaciju etilena u sirćetnu kiselinu sa kompozicijom koju čine kombinacija sa kiseonikom elemenata molibdena, vanadijuma, niobijuma, zlata i u odsustvu paladijuma prema empirijskoj formuli:
MoaWbAucVdNbeZf(I)
gde je Z jedan ili više elemanata izabranih iz grupe koja se sastoji od B, Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, Sb, Cu, Pt, Ag, Fe i Re;
a, b, c, d, e i f predstavljaju odnos gram atoma elemenata tako da:
Katalizatori obuhvaćeni formulom (I) uključuju:-
MoaWbAucVdNbeSnf
MoaAucVdNbeSnf
Poželjno, Z je Sn, Ag, Fe ili Re, naročito Sn.
Primeri pogodnih katalizatora koji imaju formulu (I) uključuju:
Mo,.oooVO.423Nbo.m AUo.008Ago.008Oy,
MO 1.000 Vo.423 Nbo 115 AUo.008 Fe0.0!56Oy,
Moi.ooo Vo.423Nbo.115Auo.oo8Reo.oos Oy,
MOi.00 Vo.423 Nbo.H5 AUo.0008Sno.0008 Oy 1
Moloo Vo.423Nbo.!i?Auo.ooosSn0.oi56Oy, gde je y broj koji zadovoljava valence elemenata u kompoziciji za kiseonik.
Poželjno 0.01<0<1. Poželjno 0.1<d<2. Poželjno 0.01<e<0.5 na primer 0.05<e<0.15. Poželjno 0.0005<f<0.02.
Prednost kompozicije katalizatora prikazanog pronalaska je da su oni visoko selektivni u pretvaranju etana i/ili etilena u sirćetnu kiselinu. Tipično korišćenjem kompozicije katalizatora prikazanog pronalaska, može biti postignuta selektivnost za sirćetnu kiselinu bar 50 mol%, poželjno bar 60% mol, kao što je bar 70 mol%.
Naročito, korišćenjem kompozicije katalizatora prikazanog pronalaska, visoka selektivnost za sirćenu kiselinu može biti postignuta sa niskom, ukoliko uopšte postoji selektivnošću za etilen.
Tipično, korišćenjem kompozicije katalizatora prema prikazanom pronalasku, selektivnsot za etilen je manja od 25 mol% poželjno manja od 10 mol % i manja od 5 mol%.
Poželjno, korišćenjem kompozicije katalizatora prema prikazanom pronalasku, selektivnost za sirćetnu kiselinu je bar 60 mol%, bar 70mol% i selektivnost za dobijanje etilena je manja od 15 mol%, kao što je manja od 10mol%.
Ovde korišćen izraz selektivnost se odnosi na procenat koji odražava količinu proizvoda proizvedene željene sirćetne kisline u odnosu na ukupni ugljenik u nastalom proizvodu:
% selektivnost=100<*>mola dobijene sirćetne kiseline/S
gde S = suma molarnih kiselinskih ekvivalentna (osnova uljenik) svih proizvoda koji sadrže ugljenik, isključujući alkan u otpadnim vodama.
Kopozicija katalizatora može biti pripremljena bilo kojim postupkom koji se konvencionalno koristi za pripremanje katalizatora. Pogodno katalizator može biti pripremljen iz rastvora rastvornih jedinjenja i/ili kompleksa i/ili jedinjenja svakog od metala. Rastvor je poželjno vodeni sistem koji ima pH u opsegu od 1 do 12, poželjno od 2 do 8, na temperaturi od oko 20° do 100°C.
Generalno, smeša jedinjenja koja sadrži elemente je pripremljena rastvaranjem dovoljne količine rastvornih jedinjenja i disperzijom bilo kog nerastvornog jedinjnja tako da obezbeđuju željeni odnos gram atoma elemenata u kompoziciji katalizatora. Kompozicija katalizatora može bii pripremljena uklanjanjem rastvarača iz smeše. Katalizator može biti kalcinisan grejanjem na temperaturi od 200 do 550°C, poželjno na vazduhu ili kiseoniku, u periodu od oko 1 minut do 24 sata. Poželjno, vazduh ili kiseonik polako protiču.
Katalizator može biti korišćen na nosaču ili bez nosača. Pogodni nosači uključuju silicijumdioksid, aluminijum oksid, cirkonijumdioksid, titandioksid, silicijum karbid i njihove smeše od dva ili više.
Dalje detalji pogodnog postupka za pripremanje kompozicije katalizatroa mogu biti nađena na primer, u EP-A-0166438.
Korišćeni katalizator može biti u obliku fiksne ili pokretne osnove.
U još jednom izvođenju prikazanog pronalaska obezbeđen je postupak za selektivnu proizvodnju sirćetne kiseline iz gasne smeše koja se sastoji od etana i/ili etilena čiji postupak se sastoji od dovođenja u kontakt gasne smešte sa gasom koji sadži molekularnim kiseonik na povišenoj temperaturi u prisustvu gore opisane kompozicije katalizatora.
Etan je selektivno oksidovan u sirćetnu kiselinu i/ili etilen je selektivno oksidovan u sirćetnu kiselinu. Poželjno, etan i opciono etilen je oksidovan u smešu koju čine sirćetna kiselina koja može biti korišćena sa ili bez dodavanja ili uklanjanja sirćetne kiseline za proizvodnju vinil acetata reakcijom sa gasom koji sadrži molekulski kiseonik u integrisanom procesu.
Gas za napajanje sastoji se od etana i/ili etilena, poželjno etana.
Etan i/ili etilen mogu biti korišćeni u suštinski čistom obliku ili u smeši sa jednim ili više od azota, metana, ugljen dioksida i vode u obliku pare, koji mogu biti prisutni u većoj količini, na primer većoj od 5 zapreminskih procenata ili jednog ili više vodonika, ugljen monoksida, C3/C4alkana i alkena, koji mogu biti prisutni u manjoj količini, na primer manje od 5 zapreminskih procenata.
Gas koji sadrži molekularni kiseonik može biti vazduh ili gas bogatiji ili siromašniji molekulskim kiseonikom nego vazduh, na primer kiseonik. Pogodni gas može biti, na primer, kiseonik razblažan sa pogodnim razblaživačem, na primer azotom.
Poželjno je napajanje, pored etana i/ili etilena i gasa koji sadrži molekulski kiseonik, vode (pare) jer ovo može poboljšati selektivnost u korist sirćetne kiseline.
Povišena temperatura može pogodno biti u opsegu od 200 do 500°C, poželjno od 200 do 400°C.
Pritisak može pogodno biti atmosferski ili superatmosferski, na primer u opsegu od 1 do 50 bara, poželjno od 1 do 30 bara.
Kompozicija katalizatora je poželjno kalcinisana pre upotrebe u postupku pronalaska. Kalcinacija može poželjno postići grejanjem na temperaturi pogodno u opsegu od 250 do 500°C u prisustvu gasa koji sadrži kiseonik, na primer vazduh.
Radni uslovi i druge informacije primenjive za izvođenje pronalaska mogu biti nađene gore navedenom stanju tehnike, na primer US patentu br. 4,250,346.
Postupak prema pronalasku će danas biti dalje prikazan pozivanjem na primere koji slede.
POBIJANJE KATALIZATORA
Pripremanje katalizatora A ( komparativno)
Rastvor 'A' je pripremljen rastvaranjem 22.935 g amonijum molibdata i 0.0357 g amonijum zlato hlorida u 100 ml destilovane vode na 70°C uz mešanje. Rastvor 'B' je pripremljen rastvaranjem 6.434 g amonijum vanadata u 150 ml destilovane vode na 70°C uz mešanje. Rastvor 'C je pripremljen rastvaranjem 7.785 g amonijum niobijum oksalata u 100 ml destilovane vode na 70°C uz mešanje. Svaki od rastvora A, B i C je ostavljen u toku 15 minuta da se omogući maksimalno rastvaranje komponenti. Rastvor C je zatim dodat u rastvor B brzo uz mešanje na 70°C. Mešani rastvori B/C su mešani u toku 15 minuta na 70°C zatim brzo dodati u rastvor A. Krajnji pomešani rastvor A/B/C je ostavljen da se meša na 70°C u toku još 15 minuta, posle čega je rastvor zagrevan do ključanja da se olakša uparavanje vode. Potpuno uparavanje reaktantne smeše je postignuto 1.5 sati, dovodeći do suve paste. Čvaša sa suvom pastom je zatim premeštena u pećnicu zbog daljeg sušenja na 120°C u toku 2 sata. Posle sušenja, prekusor katalizatora je izdrobljen u fini prah i zatim prosejan kroz sito od 0.2 mm meša. Rezultujući kolač praškastog katalizatora je zatim kalcinisan u statičnom vazduhu u pećnici na 400°C u toku 4 sata. Dobijena nominalna formula oksida katalizatora je bila:
Ovaj katalizator nije katalizator prema pronalasku jer ne sadrži elemente iz grupe koju čine B, Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, Sb, Cu, Pt, Ag, Fe i Re.
Pripremanjekatlizatora B
Katalizator Bje pripremljen kao katalizator A osim što je još dodato 0.0190 g kalaj (II) hlorida u rastvor A. Dobijena nominalna formula oksida katalizatora je bila:
Pripremanjekatalizatora C
Katalizator C je pripremljen kao katalizator A osim što je dodato 0.3792 g kalaj (II) hlorida u rastvor A. Dobijena nominalna formula oksida katalizatora je bila:
Pripremanje katalizatora D
Katalizator D je pripremljen kao katalizator A osim što je dodato 0.0299 g antimon (III) acetata (MT 298.88) u rastvor A. Dobijena nominalna formula oksida katalizatora je prema tome bila:
Pripremanje katalizatora E
Katalizator E je pripremljen kao katalizator A osim što je dodato 0.0200 g bakar (II) acetata (MT 199.65) u rastvor A. Dobijena nominalna formula oksida katalizatora je prema tome bila:
Pripremanje katalizatora F
Katalizator F je pripremljen kao katalizator A osim što je dodato 0.0027 g platina acetata (MT 352.66) u rastvor A. Dobijena nominalna formula oksida katalizatora je prema tome bila:
Pripremanje katalizatora G
Katalizator G je pripremljen kao katalizator A osim što je dodato 0.0174 g srebro (I) acetata (MT 166.92) u rastvor A. Dobijena nominalna formula oksida katalizatora je prema tome bila:
Pripremanje katalizatora H
Katalizator H je pripremljen kao katalizator A osim što je dodato 0.8080 g feri (III) nitrata (MT 404.0) u rastvor A. Dobijena nominalna formula oksida katalizatora je prema tome bila:
Pripremanje katalizatora I
Katalizator I je pripremljen kao katalizator A osim što je dodato 0.0268 g amonijum renata (MT 268.24) u rastvor A. Dobijena nominalna formula oksida katalizatora je prema tome bila:
Pripremanje katalizatora J
Katalizator J je pripremljen kao katalizator A osim što je dodato 0.0256 g galijum nitrata (MT 255.74) u rastvor A. Dobijena nominalna formula oksida katalizatora je prema tome bila:
Opšti postupak reakcije oksidacije etana
Tipično 5 ml sprašenih katalizatora A do J je pomešano sa 15 ml staklenih perli prečnika 0.4 mm da bi se dobio razblaženi sloj katalizatora zapremine 20 ml. Razblaženi katalizator je zatim nanesen na fiksnu osnovu reaktora napravljenu od Hastelloy-a dimenzija 12 mm unutrašnjeg prečnika i dužine 40 cm. Katalizator je održavan u centralnom položaju reaktora koristeći zapušače sa kvarcnim zidovima sa inertnim materijalom iznad i ispod sloja katalizatora. Aparat je zatim testiran na pritisak od 20 bara sa helijumom da bi se proverilo curenje. Katalizator je zatim aktiviran grejanjem na 220°C pri 5°C/min u helijumu na 16 bara u toku lh, da bi se osigurala potpuna dekompozicija prekusora katalizatora.
Zatim su etan, etilen, 20% kiseonik u helijumu i voda uvedeni u reaktor sa potrebnim protokom, da bi se obezbedila željena kompozicija napajanja. Ova kompozicija je bila 52% v/v etan, 6.7% v/v kiseonik, 10% v/v etilen, 5% v/v voda i ostatak helijum. Ukupna brzina protoka napajanja je održavana na nivou koji omogćava napajanje GNSV od 2000-9000/h. Posle dovođenja u ravnotežu u toku 60 minuta, uzorci gasa su uzeti iz odvodne pare za GC sistem (model Unicam 4400) da bi se kvantifikovao etan, etilen, kiseonik i helijum.
Kontrolna temperatura reaktora je povećana na 293°C da bi se postigla slična temperatura kao u reaktoru 299-301°C za svaki katalizator A-J, u cilju olakšavanja direktnog upoređivanja. Sledeći dalje dovođenje u ravnotežu u toku perioda od 60 minuta, sakupljanje tečnih proizvoda je počelo i nastavljeno u periodu od tipično 18 sati. U toku radnog perioda, kompozicija otpadnih gasova je merena koristeći GC alalize (ProGC, Unicam). Zapremina izlaznog gasa je merena u toku vremenskog perioda pomoću uređaja za merenje vodenog gasa. Tečni proizvodi su sakupljeni i izmereni posle radnog perioda. Kompozicija tečnih proizvoda je merena korišćenjem analize gasne hromatografije (Unicam 4400 i 4200 snabdeven sa TCD i FID detektorima retrospektivno).
Iz analize brzina protoka reaktanata i proizvoda kompozicije izračunati su sledeći parametri:
Konverzija
etana = (ulaz mola etana - izlaz mol etana)/ulaz mola etana<*>100
kiseonika = (ulaz mola kiseonika-izlaz mola kiseonika)/ulaz mola kisonika<*>100
Selektivnost
za sirćetnu kiselinu (C-mol%) = (izlaz mola sirćetne kiseline<*>2) / ((izlaz mola etilena<*>2 - ulaz mola etilena<*>2) + izlaz mola CO + izlaz mola C02+ izlaz mola sirćetne kiseline<*>2)<*>100
za etilen (C-mol%) = (izlaz mol etilena<*>2) 1((izlaz mola etilena<*>2 -ulaz mola etilena<*>2) + izlaz mola CO + izlaz mola C02+ izlaz mola sirćetne kiseline * 2) * 100
za CO (C-mol%) = (izlaz mola CO) / ((izlaz mola etilena<*>2 -ulaz mola etilena<*>2) + izlaz mola CO + izlaz mola C02+ izlaz mola sirćetne kiseline
* 2)* 100
za C02(C-mol%) = (izlaz mola C02) / ((izlaz mola etilena<*>2 - ulaz mola etilena<*>2) + izlaz mola CO + izlaz mola C02+ izlaz mola sirćetne kiseline
* 2) * 100
za COx= selektivnost za dobijanje CO (C-mol%) + selektivnost za dobijanje C02(C-mol%)
PVP (prostorno vremenski prinos)% = (g sirćetne kiseline)/ kg sloja katalizatora/satu
Tipično, nađeno je da ravnoteža mase i ravnoteža ugljenika za reakciju je 100 +/- 5%.
PrimerA iprimeri 1 do 9
Svaki katalizator od A do J je korišćen u opštem postupku gore opisane reakcije. Dati su rezultati u Tabeli 1. Svaki katalizator je procenjem po standardnim uslovima pokazanim u Tabeli 1.
Uslovi:
52% v/v etan, 6.7% v/v kiseonik, 10% v/v etilen, 5% v/v voda, ostatak helijum
GHSV = 3200 h'1; 16 bara
Rezultati u Tabeli 1 jasno pokazuju da poređenjem sa katalizatorom za upoređivanje, katalizator A, katalizator prikazanog pronalaska je postigao veću selektivnost za sirćetnu kiselinu. Pored toga, visoka selektivnost za sirćetnu kiselinu je postignuta u kombinaciji sa smanjenom selektivnošću za etilen.

Claims (13)

1. Postupak za proizvodnju sirćetne kiseline iz gasne smeše koja sadrži etan i/ili etilen, gde je selektivnost prema etilenu manja od 25 mol% i što se postupak sastoji od dovođenja u kontakt gasne smeše sa gasom koji sadrži molekulski kiseonik na povišenoj temperaturi u prisustvu kompozicije katalizatora, gde se kompozicija katalizatora sastoji od kombinacije kiseonika sa elementima molibdenom, vanadijumom, niobijumom, zlatom bez paladijuma prema empirijskoj formuli: gde Z je jedan ili više elemenata izabranih iz grupe koju čine Sn, Sb, Cu, Pt, Ag, Fe i Re; a, b, c, d, e i f predstavljaju odnos gram atoma elemenata takav da:
2. Postupak prema zahtevu 1, gde etan ili smeša etana i etilena je oksidovana do smeše koja sadrži sirćetnu kiselinu.
3. Postupak prema zahtevu 1, gde je povišena temperatura u opsegu od 200 do 500°C.
4. Postupak prema zahtevu 1, gde je pritisak u opsegu od 1 do 50 bar.
5. Postupak prema zahtevu 1, gde je selektivnost oksidacione reakcije etana i/ili etilena u sirćetnu kiselinu bar 50 mol%.
6. Postupak prema zahtevu 5, gde je selektivnost oksidacione reakcije etana i/ili etilena u sirćetnu kiselinu bar 60 mol%.
7. Postupak prema zahtevu 1, gde je 0.01<a<l, 0.1<d<2, 0.01<e<0.5 i 0.0005<f<0.02.
8. Postupak prema zahtevu 1, gde je Z Sn, Ag, Fe ili Re.
9. Postupak prema zahtevu 8, u kome je Z Sn.
10. Postupak prema zahtevu 9, u kome je formula I izabrana iz grupe koju čine MoaWbAucVdNbeSnfi MoaAucVdNbeSnf.
11. Postupak prema zahtevu 1, što je formula I izabrana iz grupe koju čine MO 1.000 Vo.423Nbo.H5AUo.008Ago.008Oy, Mo 1.000 Vo.423Nbo. 115 AUo.008Fe0.oi56Oy, Moi.ooo Vo.423Nb0.115Auo.008Reo.oos Oy, Moi.oo Vo.423Nb0.n5 Au0.ooo8 Sn0.ooo8 Oy i Moj.oo Vo.423Nbo.m Au0.ooo8Sn0.oi56 Oy, gde je y broj koji zadovoljava valencu elemenata u kompoziciji za kiseonik.
12. Postupak prema zahtevu 1, u kome je selektivnost prema etilenu manja od 10 mol%.
13. Postupak prema zahtevu 12, u kome je selektivnost prema etilenu manja od 5 mol%.
YUP-319/04A 2001-10-16 2002-09-04 Katalizator za oksidaciju etana i postupak korišćenja katalizatora RS50999B (sr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB0124835.0A GB0124835D0 (en) 2001-10-16 2001-10-16 Catalyst and process
GB0218870A GB0218870D0 (en) 2002-08-13 2002-08-13 Catalyst and process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
YU31904A YU31904A (sh) 2006-08-17
RS50999B true RS50999B (sr) 2010-10-31

Family

ID=26246666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
YUP-319/04A RS50999B (sr) 2001-10-16 2002-09-04 Katalizator za oksidaciju etana i postupak korišćenja katalizatora

Country Status (12)

Country Link
US (1) US7368599B2 (sr)
EP (1) EP1439907A1 (sr)
JP (1) JP4319544B2 (sr)
KR (2) KR20040045810A (sr)
CN (1) CN1571700A (sr)
BR (1) BR0212529A (sr)
CA (1) CA2460030C (sr)
MY (1) MY149846A (sr)
RS (1) RS50999B (sr)
RU (2) RU2004115326A (sr)
TW (1) TWI318895B (sr)
WO (1) WO2003033138A1 (sr)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1871064B (zh) * 2003-08-21 2015-04-01 英国石油化学品有限公司 催化剂组合物及其在乙烷氧化中的用途
US7727928B2 (en) 2004-07-30 2010-06-01 Bp Chemicals Limited Catalyst composition and use thereof in ethane oxidation
DE102010001399A1 (de) 2010-01-29 2011-08-04 Wacker Chemie AG, 81737 Verfahren zur Herstellung von Carbonsäuren mit 1-3 Kohlenstoff-atomen aus nachwachsenden Rohstoffen
RU2462307C1 (ru) * 2011-05-30 2012-09-27 Учреждение Российской академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН Катализатор и способ получения уксусной кислоты или смеси уксусной кислоты и этилацетата
US8921257B2 (en) * 2011-12-02 2014-12-30 Saudi Basic Industries Corporation Dual function partial oxidation catalyst for propane to acrylic acid conversion
CA2904477A1 (en) 2015-09-14 2017-03-14 Nova Chemicals Corporation Heat dissipating diluent in fixed bed reactors
KR102312033B1 (ko) * 2017-11-30 2021-10-13 롯데케미칼 주식회사 에탄의 산화탈수소화 반응용 촉매 시스템, 이의 제조방법 및 이를 이용한 에탄으로부터 에틸렌의 제조방법
CN110330330A (zh) * 2019-07-12 2019-10-15 无锡工艺职业技术学院 一种具有高磁导率的微波介电陶瓷材料及其制备方法
CN110330331A (zh) * 2019-07-12 2019-10-15 无锡工艺职业技术学院 一种柔性压电陶瓷材料及其制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW295579B (sr) * 1993-04-06 1997-01-11 Showa Denko Kk
DE19717076A1 (de) * 1997-04-23 1998-10-29 Hoechst Ag Katalysator und Verfahren zur katalytischen Oxidation von Ethan zu Essigsäure
GB9807142D0 (en) * 1998-04-02 1998-06-03 Bp Chem Int Ltd Catalyst and process utilising the catalyst
GB9907704D0 (en) * 1999-04-01 1999-05-26 Bp Chem Int Ltd Catalyst and process utilising the catalyst
US6407280B1 (en) 2000-09-28 2002-06-18 Rohm And Haas Company Promoted multi-metal oxide catalyst

Also Published As

Publication number Publication date
CA2460030C (en) 2011-02-22
BR0212529A (pt) 2004-10-19
JP2005505414A (ja) 2005-02-24
RU2008129631A (ru) 2010-01-27
WO2003033138A1 (en) 2003-04-24
CN1571700A (zh) 2005-01-26
KR20040045810A (ko) 2004-06-02
TWI318895B (en) 2010-01-01
US20040249204A1 (en) 2004-12-09
KR20090097952A (ko) 2009-09-16
RU2004115326A (ru) 2005-10-27
EP1439907A1 (en) 2004-07-28
YU31904A (sh) 2006-08-17
RU2387478C2 (ru) 2010-04-27
MY149846A (en) 2013-10-31
JP4319544B2 (ja) 2009-08-26
US7368599B2 (en) 2008-05-06
KR100932416B1 (ko) 2009-12-17
CA2460030A1 (en) 2003-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2238144C2 (ru) Катализатор окисления и способ, осуществляемый с его применением
JP3992112B2 (ja) 酢酸の選択的製造方法およびこの目的に適する触媒
JP4377051B2 (ja) エタンを接触酸化する酢酸の選択的製造方法
CA2933484C (en) Improved catalyst for ethane odh
JP4116293B2 (ja) エタンおよび/またはエチレンを接触酸化することによって酢酸を選択的に製造する方法
JP4006029B2 (ja) エタンを酢酸に接触酸化する方法およびそのための触媒
RS50999B (sr) Katalizator za oksidaciju etana i postupak korišćenja katalizatora
KR101118938B1 (ko) 촉매 조성물 및 에탄 산화에서의 그의 용도
EP1549432B1 (en) Mixed metal oxide catalyst and process for production of acetic acid
EP1157739A1 (en) Catalyst for producing acetic acid, method for preparing the same and method for producing acetic acid using the same
RS20050914A (sr) Kompozicija katalizatora i postupak za selektivnu oksidaciju etana i/ili etilena u sirćetnu kiselinu
JPS6089441A (ja) ホルムアルデヒドの製造方法
JP4679202B2 (ja) 含酸素化合物製造用触媒、該触媒の製造方法および該触媒を用いた含酸素化合物の製造方法
CN101244995A (zh) 乙烷氧化催化剂及使用该催化剂的方法