Катализатор для жидкофазного окисления ацетальдегида

 

Изобретение касается производства альдегидов, в частности катализатора для жидкофазного окисления ацетальдегида - полупродукта в промышленном органическом синтезе. В состав катализатора входят, г/л: ацетат марганца 0,2-2,5; ацетат кобальта 0,05-1,2; ацетат никеля 0,05- 1,5; ацетат железа 0,07-1,5 и уксусная кислота - до Гл. Этот катализатор обеспечивает получение уксусной кислоты с минимальнымипримесями муравьиной кислоты при степени кйнверсии ацетальдегида до 95-96,3% и селективности до 95-97,7% против соответственно 92,6% и 93% в известном случае. 1 табл. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИХ

„,SU„„)431 28 А1 (51)4 В 01 3 23 84 31 0 С 07 С 51 235

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с i,5

i t у

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTH4 (21) 4052880/23-04 (22) 03.01.86 (46) 23.10.88, Вюл. У 39 (72) Л.Н.Костыря, З.П.Присяжнюк, В.Я.Винокуров, М.К,Жумабеков,,Н.Н.Шкилевич, С.С.Левую, .

Т.Н.Холина, Ф.С.Кибин, Ю,В,Кит, А.М.Ковальская и М.П.Мулява (53) 66.097.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР а 997797, кл. В 01 J 31/12, 1981.

Заявка ФРГ Р 2513678, кл. B 01 J 31/04, опублик, 1976. (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ЖИДКОФАЗНОГО

ОКИСЛЕНИЯ АЦЕТАЛЬДЕ ГИДА (57) Изобретение касается производства альдегидов, в частности катализатора для жидкофазного окисления ацетальдегида — полупродукта в промышленном органическом синтезе, В состав катализатора входят., r/nl ацетат марганца 0,2-2,5; ацетат кобальта 0,05-1,2; ацетат никеля 0,051,5; ацетат железа 0,07-1,5 и уксусная кислота - po 1 л. Этот катализатор обеспечивает получение уксусной кислоты с минимальными примесями муравьиной кислоты при степени кбн версии ацетальдегида до 95-96,3Х и ф селективности до 95-97,77. против соответственно 92,6Х и 937 s известном случае. 1 табл.

С:

1431828

Изобретение относится к катализаторам для процесса жидкофазного окисления ацетальдегида с целью получения уксусной кислоты, содержащей минимальные количества примесей муравьиной кислоты, Цель изобретения — повышение активности катализатора за счет допол-. нительного содержания ацетата железа 10 и соотношения компонентов.

Пример 1, В колбу вместимостью 250 см, содержащею 50 см уксусной кислоты "ледяная", вносят и растворяют при перемещивании и одное, временном нагревании до 45 С 0,3 г ацетата марганца, затем последовательно растворяют 0,15 г ацетата ко,бальта, 0,12 г ацетата никеля, 0,03 г ацетата железа и добавляют 50 см 2п уксусной кислоты.

Полученный раствор содержит, г/л: ацетат марганца 3,0; ацетат кобальта

1,5; ацетат никеля 1,2; ацетат железа

0,3. 25

Активность катализатора определяют, в реакции жидкофазного окисления, осуществляемой при 60 С и давлении

2 ати, в реакторе барботажного типа, изготовленного иэ легированной стали

Х17Н13МЗТ диаметром 18 мм и высотой

50 см, снабженном перемешивающим устройством, обеспечивающим контакт газ:жидкость.

В реактор загружают 65 смз смеси, 1 . состоящей из 14 см каталиэаторного раствора и 51 см ацетальдегида . В нижнюю часть реактора подают кисло1 род со скоростью 30 нл/ч. Продолжительность опыта определяют по времени достижения степени концентрации ацет4 альдегида, превышающей 95 .

Образующийся в результате реакции жидкий продукт — неочищенная уксусная кислота содержит примеси муравьи" -А5 ной кислоты, метилацетата, воды, ацетальдегида, тяжелокипящих побочных продуктов, катализатора (в сумме не более 4-4,5 мас. ). Газообразные продукты реакции содержат двуокись углерода, метан, непрореагировавший кислород, азот, ацетальдегид, уксусную кислоту.

Степень конверсии ацетальдегида

95,4Х, время окисления 54,6 мин, селективность 92,8 .

Пример 2. По методике, описанной в примере 1, готовят катализатор, содержащий, г/л: ацетат марганца 3,0; ацетат кобальта 1,2; ацетат никеля 1,2; ацетат железа 0,6.

Проводят жидкофазное окисление ацетальдегида в присутствии катализатора цри условиях, аналогичных примеру 1.

Степень конверсии ацетальдегида

95,3,время окисления 51,3 мин,.селективность 92,5%. Результаты опытов по исследованию активности катализатора в зависимости от его состава и количества в реакционной смеси по примерам 1-20 приведены в таблице. Условия опытов аналогичны примеру 1. Анализ полученных результатов показывает, что активность катализатора повышается только при наличии в его составе ацетата железа и определенного соотношения компонентов.

Иэ результатов, приведенных в таблице, следует также, что оптимальными являются составы катализатора, представленные в примерах 3, 4, 9, 11. уменьшение или увеличение соотношения марганца:железо в катализаторе по сравнению с оптимальным (3-3 5:1) приводит к снижению его селективности. При увеличении содержания железа в катализаторе выше оптимального (примеры 4, 5, 10,i 11) его активность продолжает увеличиваться, однако селективность при этом существенно падает,,что экономическй нецелесообразно.

При уменьшении содержания железа ниже оптимального (примеры 1, 2, 7, 8) активность катализатора падает при содержании высоких показателей селективности.

Таким образом, предлагаемый катализатор обладает повышенной активностью. Активность катализатора превышает активность известного катализатора на 20-35 и при этом сохраняется его высокая селективность.

Формула изобретения

Катализатор дляжидкофазного окисления ацетальдегида, содержащий ацетаты марганца, кобальта и никеля в уксусной кислоте, отличающийся тем, что, с целью повышения активности катализатора, он дополнительно содержит ацетат железа при .следующем соотношении компонентов, г/л:

Ацетат марганца 0,2-2,5

1431828

Ацетат железа, 0,07-1,50

Уксусная кислота До 1 л

Ацетат кобальта

Ацетат никеля

0,05-1,20

0,05- -1, 50

Ге (СН >СОО) т

Состав катализатора> гlл

Нринер Хоицевтрв ция ката"

Селективиоств> Й

Стапеле

Вренв бкислеиив> нии конверсии ацетвльдегида>

Нв (СНЭСОО) < Со (СН СОО) е (СН ЭСОО) т ливаторв в ислодиой снеси, г/л

92,8

95>4

54,6

0,26 0,07

0,32

0,65

1 1,3

2 1 Э

Э 1,3

4 .1,3

S !>3

6 1,6

7 3,9

95 3

51>3

0,65

92,2

0> 13

0,26

0,26

95,3

95,0

49,8

0,20

0,19

0,26

0,65

46,8

0,26

91,5

95,6

0,26

0,64

0,14

95,8 89,7

44,9

0,39

0,13 0,52

0,26

92>8

96,Э

52 3

0,4

0,4

0,4

0,4

9Ь,1

96,2.

52,8

0 78 0,19

0,98

1,95

95,7 95,3

46,5

0,39

0,78

0>78

l 95

3,9

9 3,9

10 3,9

1! 3,9

12 3,9

95,1 95,9

44 5

0,59

0,59

0,78

1,95 !

1>91

94>3

95,7

39 4

0,78

0 43

0>78

90,5

96,0

38,4

1, 17

0>39

0,78

1,56

95,1 95>Э

54,5

0,07

0 57

0,76

2>$

38,8

90,2

95 S

1,5

0,87

0,82

3,9, 0 ° 69

95 0

14 3,9

40,0

1,27

1>27.

1, 15

О;2 1,49

95,5 94, 1

0,38

49,3

1,15

2,48

15 5 5

16,5,1

17 0>4

18 0,4

1,27 1 ° 27

95 8 9Э>6

48,2

1,27

1,27

95„1 97>7

55,7

0 08

0,07

0 05

О 2

95,Ь

97,0

0 05

54,9

0,1

0,05

0,2

1 3

19 (иэвестиый) 1>Э

92 6 " 93 ° 7.

0,43

0,43

0,43

20 (иэ-. вестньеб .) 3>9

97,0

97,9.60

1>3

1,3

Составитель В.Теплякова

Редактор Л. Зайцева . Техред М.Дидык Корректор M. Васильева

Заказ 5369/7 Тира;к 519 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул . Проектная, 4