Катализатор для конденсации ацетальдегида

 

Сущность изобретения: катализатор содержит этилат алюминия 12,39 - 20,09% , хлорид алюминия 1,94 - 3,85%, оксид алюминия 2,30 - 3,0%, оксид цинка 0,55 - 0,78%, этанол 16,82 - 30,15% и этилацетат остальное. Массовое соотношение суммы хлорида и оксида алюминия к этилату алюминия равно 1 : (1,8 - 4,7). В реактор загружают алюминий в виде опилок, 25%-ный раствор этилата алюминия в этилацетате, абсолютный этанол. Смесь нагревают до кипения. При перемешивании приливают в течение 6 ч этилацетатную фракцию. Перемешивают 1 ч, охлаждают до 40°С. Добавляют оксид цинка и перемешивают при 40 - 45°С 20 ч. К полученной смеси добавляют абсолютный этанол. Перемешивают при 40 - 45°С 10 ч. Характеристика катализатора: удельная селективность 1238 - 1595 моль этилацетата алюминия. 1 табл.

Изобретение относится к получению катализаторов на основе этилата алюминия, используемых в производстве этилацетата из ацетальдегида.

Известны катализаторы для конденсации ацетальдегида в этилацетат, представляющие собой раствор или суспензию в этилацетате этилата алюминия, промотированного хлоридами алюминия и железа (III), оксидами алюминия и цинка [1-2]. Удельная селективность наиболее эффективных известных катализаторов не превышает 568 моль этилацетата на 1 моль этилата алюминия.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является катализатор для конденсации ацетальдегида в этилацетат, включающий этилат алюминия, хлорид алюминия, оксид алюминия, хлорид железа (III), этанол, триэтаноламин и этилацетат при следующем содержании компонентов, мас.%: Этилат алюминия 10,99 Хлорид алюминия 1,58 Оксид алюминия 1,05 Хлорид железа (III) 0,79 Этанол 0,08 Триэтаноламин 0,016 Этилацетат Осталь- ное. [3] Этот состав обеспечивает удельную селективность катализатора до 596 моль этилацетата на 1 моль этилата алюминия. Селективность катализатора 99% при конверсии ацетальдегида 90%.

Недостатком известного состава катализатора является его недостаточно высокая удельная селективность, обусловленная его составом и количественным соотношением компонентов.

Целью изобретения является повышение удельной селективности катализатора.

Для достижения поставленной цели катализатор для конденсации ацетальдегида в этилацетат, содержащий этилат алюминия, хлорид алюминия, оксид алюминия, этанол и этилацетат, согласно изобретению, дополнительно содержит оксид цинка при следующем содержании компонентов, мас.%: Этилат аммония 12,39-20,09 Хлорид алюминия 1,94-3,85 Оксид алюминия 2,30-3,00 Оксид цинка 0,55-0,78 Этанол 16,82-30,15 Этилацетат Остальное При этом соотношение суммы хлорид и оксид алюминия к этилату алюминия находится в пределах 1:(1,80-4,70).

Отличительным от прототипа признаком предложенного состава катализатора является введение оксида цинка, а также количественное соотношение всех компонентов, что подтверждает соответствие технического решения критерию "новизна".

Только при таком соотношении компонентов эффективно массовое отношение суммы хлорид и оксид алюминия к его этилату в пределах 1:(1,8-4,70) в отличие от прототипа, в котором последнее отношение компонентов находится в заявленных пределах (1:4,18), однако не дает эффекта, поскольку в составе катализатора отсутствует оксид цинка и необходимое количественное соотношение других ингредиентов.

Предлагаемый состав катализатора позволяет получать этилацетат с более высокой удельной селективностью - 1238-1595 моль этилацетата на моль этилата алюминия.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критериям "существенные отличия" и "положительный эффект" и иллюстрируются следующими примерами.

Количества и составы примененных компонентов для приготовления катализатора, составы полученных катализаторов, количества компонентов, использованных при испытаниях катализаторов, составы полученных реакционных смесей, а также показатели эффективности составов катализатора для каждого из примеров 1-7 приведены в таблице.

П р и м е р 1. В реактор, снабженный механической мешалкой с герметичным затвором, капельной воронкой, обратным холодильником, газоподводящей трубкой, загружают алюминий в виде опилок, 7,00 г 25%-ного раствора этилата алюминия в этилацетате, абсолютный этанол, нагревают смесь до кипения и при перемешивании приливают в течение 6 ч этилацетатную фракцию. Смесь перемешивают 1 ч, затем в течение 6 ч этилацетатную фракцию. Смесь перемешивают 1 ч, затем в течение 6 ч пропускают хлор. Смесь перемешивают 10 ч, постепенно охлаждая до 40^оС, после чего добавляют оксид цинка и перемешивают при 40-45^оС еще 20 ч. К образовавшейся смеси добавляют абсолютный этанол и после 10 ч перемешивания при 40-45^оС по- лучают катализатор.

В реактор с теплообменной рубашкой, снабженный термометром, датчиком для контроля концентрации ацетальдегида, капельной воронкой для дозирования катализатора, охлаждаемой бюреткой для подачи ацетальдегида и магнитным перемешивателем, после продувки сухим азотом вливают 30 мл альдегида, включают охлаждение и перемешенивание и вливают в реактор ацетальдегид и катализатор одновременно и с такой скоростью, чтобы температура реакционной смеси находилась в пределах 10-17^оС. После ввода всего количества альдегида добавляют катализатор до достижения концентрации ацетальдегида в реакционной массе 11-12 мас.%. Весь ацетальдегид и катализатор сливают в реактор за 30 мин. Реакционную смесь перемешивают еще 30 мин и затем анализируют.

П р и м е р ы 2-7 (из них 6, 7 - для сравнения). Составы катализатора готовят и испытывают как в примере 1.

Формула изобретения

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ КОНДЕНСАЦИИ АЦЕТАЛЬДЕГИДА в этилацетат, включающий этилат алюминия, хлорид алюминия, оксид алюминия, этанол и этилацетат, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной селективности катализатора, он дополнительно содержит оксид цинка при следующем содержании компонентов,мас.%: Этилат алюминия - 12,39 - 20,09 Хлорид алюминия - 1,94 - 3,85 Оксид алюминия - 2,30 - 3,00 Оксид цинка - 0,55 - 0,78 Этанол - 16,82 - 30,15
Этилацетат - Остальное
причем массовое соотношение суммы хлорида и оксида алюминия и этилата алюминия 1 : 1,80 - 4,70.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2