Способ получения акриловой кислоты с использованием не содержащего алюминий цеолитного материала - заявка 2016152441 на патент на изобретение в РФ

1. Способ получения акриловой кислоты, включающий:
(i) предоставление потока вещества S4, содержащего источник формальдегида и уксусную кислоту, и
(ii) приведение в контакт потока вещества S4 с катализатором альдольной конденсации, содержащим цеолитный материал, с образованием потока вещества S6, содержащего акриловую кислоту,
причем каркасная структура цеолитного материала согласно (ii) содержит кремний (Si) и кислород (О), а молярное соотношение алюминия к кремнию (Si:Al) находится в диапазоне от 0:1 до 0,001:1, предпочтительно от 0:1 до 0,0001:1, более предпочтительно от 0:1 до 0,00001:1;
и причем каркасная структура цеолитного материала согласно (ii) дополнительно к кремнию и при необходимости алюминию содержит один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из отличающихся от кремния четырехвалентных элементов Y и отличающихся от алюминия трехвалентных элементов X.
2. Способ по п. 1, причем каркасная структура цеолитного материала согласно (ii) содержит YO2, причем Y предпочтительно выбран из группы, состоящей из олова, титана, циркония, германия, ванадия и комбинации двух или более указанных элементов, более предпочтительно из группы, состоящей из олова, титана, германия и комбинации двух или более указанных элементов, более предпочтительно из группы, состоящей из олова, титана и их комбинации.
3. Способ по п. 1, причем каркасная структура цеолитного материала согласно (ii) содержит Х2О3, причем X предпочтительно выбран из группы, состоящей из бора, индия, галлия, железа, тантала и комбинации двух или более указанных элементов, причем X более предпочтительно означает бор.
4. Способ по п. 1, причем цеолитный материал согласно (ii) дополнительно содержит один или несколько некаркасных элементов Z, выбранных из группы, состоящей из титана, циркония, ванадия, ниобия, тантала, хрома, молибдена, вольфрама, марганца, железа, кобальта, никеля, цинка, галлия, германия, индия, олова, свинца, фосфора, азота и серы, предпочтительно из группы, состоящей из цинка, фосфора, азота и серы, более предпочтительно из группы, состоящей из цинка и фосфора, причем азот, фосфор и сера, предпочтительно фосфор, предпочтительно по меньшей мере частично находятся в оксидной форме, более предпочтительно в виде оксида и/или оксоаниона.
5. Способ по п. 1, причем цеолитный материал согласно (ii) имеет структурный тип, выбранный из группы, состоящей из BEA, MFI, MWW, FAU, MOR, СНА, LEV, FER, MEL, MOR, AFI, RRO, CDO и смешанной структуры из двух или более указанных структурных типов.
6. Способ по п. 1, причем цеолитный материал согласно (ii) имеет структурный тип ВЕА и предпочтительно молярное соотношение (Si+Y):X, находящееся в диапазоне от 2:1 до 500:1, более предпочтительно от 2:1 до 50:1.
7. Способ по п. 1, причем цеолитный материал согласно (ii) имеет структурный тип MFI, MEL или смешанную структуру из указанных структурных типов и предпочтительно молярное соотношени (Si+Y):X, находящееся в диапазоне от 2:1 до 500:1, более предпочтительно от 2:1 до 50:1.
8. Способ по п. 1, причем цеолитный материал согласно (ii) имеет структурный тип MWW и предпочтительно молярное соотношение (Si+Y):X, находящееся в диапазоне от 2:1 до 500:1, и при необходимости содержит цинк в качестве некаркасного элемента.
9. Способ по п. 1, причем общее содержание щелочного металла и щелочно-земельного металла, в расчете на оксид щелочного металла М2О и оксид щелочно-земельного металла МО, в цеолитном материале согласно (ii) составляет от 0 до 0,1% масс., предпочтительно от 0 до 0,05% масс., более предпочтительно от 0 до 0,01% масс., более предпочтительно от 0 до 0,001% масс. соответственно в пересчете на общую массу цеолитного материала.
10. Способ по п. 1, причем катализатор альдольной конденсации согласно (ii) дополнительно к цеолитному материалу согласно (ii) содержит связующий материал, причем указанный связующий материал предпочтительно выбран из группы, состоящей из графита, SiO2, TiO2, ZrO2, MgO, комбинаций двух или более указанных оксидов и смешанных оксидов по меньшей мере двух элементов, выбранных из группы, состоящей из кремния, титана, циркония, магния и комбинаций двух или более указанных элементов, более предпочтительно выбран из группы, состоящей из графита, SiO2, TiO2 и ZrO2, комбинаций двух или более указанных оксидов и смешанных оксидов по меньшей мере двух элементов, выбранных из группы, состоящей из кремния, титана, циркония и комбинаций двух или более указанных элементов.
11. Способ по п. 1, причем катализатор альдольной конденсации находится в виде формованного изделия, предпочтительно сформованного в прутки предпочтительно с прямоугольным, треугольным, гексагональным, квадратным, овальным или круглым поперечным сечением, в форме звезд, таблеток, в качестве шариков или в качестве полых цилиндров.
12. Способ по п. 1, причем молярное соотношение уксусной кислоты к формальдегиду, полученному и/или получаемому из источника формальдегида, в потоке вещества S4 находится в диапазоне от 0,01:1 до 10:1, предпочтительно от 1:1 до 8:1, предпочтительно от 1,5:1 до 5:1, более предпочтительно от 2:1 до 4,4:1, более предпочтительно от 2,5:1 до 4,1:1, и причем поток вещества S4 при необходимости дополнительно содержит один или несколько разбавителей, предпочтительно выбранных из группы, состоящей из азота, монооксида углерода, диоксида углерода, этилена, ацетона, воды и комбинации двух или более указанных разбавителей.
13. Способ по п. 1, причем приведение в контакт согласно (ii) осуществляют при температуре в интервале от 200 до 400°С, предпочтительно от 230 до 370°С, более предпочтительно от 250 до 350°C, причем перед реализуемым согласно (ii) приведением в контакт поток вещества S4 предпочтительно нагревают до температуры в интервале от 150 до 250°С, более предпочтительно от 180 до 220°С, причем приведение в контакт согласно (ii) осуществляют под давлением в интервале от 0,01 до 10 бар, предпочтительно от 0,05 до 5 бар, предпочтительно от 0,1 до 3,5 бар, более предпочтительно от 0,5 до 2,5 бар, и причем приведение в контакт согласно (ii) осуществляют при объемной скорости газа (GHSV) в интервале от 50 до 10000 ч-1, предпочтительно от 70 до 7500 ч-1, более предпочтительно от 90 до 5000 ч-1, предпочтительно от 100 до 2500 ч-1, более предпочтительно от 150 до 2000 ч-1.
14. Способ по п. 1, причем объемная производительность при приведении в контакт согласно (ii) находится в диапазоне от 0,01 до 2,5 кг/кг/ч, предпочтительно от 0,025 до 2,0 кг/кг/ч, более предпочтительно от 0,05 до 1,75 кг/кг/ч, причем объемная производительность определена как кг (акриловой кислота) / кг (катализатор альдольной конденсации) / ч.
15. Способ по п. 1, дополнительно включающий:
(iii) регенерацию катализатора альдольной конденсации согласно (ii), причем регенерацию предпочтительно осуществляют при температуре в диапазоне от 300 до 700°С, более предпочтительно от 350 до 600°С, причем регенерацию предпочтительно осуществляют в присутствии кислорода, более предпочтительно смеси кислорода с инертным газом, более предпочтительно в присутствии смеси кислорода с азотом.
16. Способ по п. 1, причем источником формальдегида согласно (i) является безводный источник формальдегида, предпочтительно выбранный из группы, состоящей из триоксана и параформальдегида.
17. Способ по п. 1, причем температурнопрограммированная десорбция с аммиаком (ТПД NH3) цеолитного материала согласно (ii) имеет максимум десорбции по меньшей мере в одном из следующих температурных интервалов: от 0 до 250°С, от 251 до 500°С и от 501 до 700°С, причем после деконволюции десорбционного спектра максимум десорбции в температурном интервале от 0 до 250°С соответствует концентрации десорбированного аммиака в диапазоне от 0,001 до 1,0 ммоль/г, максимум десорбции в температурном интервале от 251 до 500°С соответствует концентрация десорбированного аммиака в диапазоне от 0,001 до 0,5 ммоль/г и максимум десорбции в температурном интервале 501 до 700°С соответствует концентрация десорбированного аммиака в диапазоне от 0,001 до 0,1 ммоль/г, и причем концентрация определена как ммоль (десорбированный аммиак) / г (цеолитный материал).
18. Способ по одному из пп. 1-17, причем катализатор альдольной конденсации согласно (ii) вне каркасной структуры присутствующего в нем цеолитного материала дополнительно содержит от 0 до 1% масс., предпочтительно от 0 до 0,1% масс., более предпочтительно от 0 до 0,01% масс., более предпочтительно от 0 до 0,001% масс., более предпочтительно от 0 до 0,0001% масс. ванадия в расчете на оксид ванадия (V) и в пересчете на общую массу катализатора альдольной конденсации.
Наверх