Способ получения уксусной кислоты Советский патент 1990 года по МПК C07C53/08 C07C51/235 

1

(21)4281153/23-0

(22)10.07.87

(46) 15.03.90. Бюл. № 10

(71)Институт теоретических проблем- химической технологии АН АзССР

(72)Т.Н. Шахтахтинский, A.M. Алиев, А.Р. Кулиев, Ф.А. Мамедов, А.Р. Бабаева, С.Н, Нараевская и С.М.-Т. Меджи- дова

(53)547.292.07(088.8)

(56) Алхазов Т.Г., Аджамов К.Ю., Алиев Э.А., Тауршева Г.О., Джоши Ч. Первый советско- индийский семинар по катализу Катализ и прогресс в химической технологии, Новосибирск, 1984, с. 96-100.

(54)СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ

(57) Изобретение касается производства карбоновых кислот, в частности получения уксусной кислоты, используемой в химической, текстильной и пищевой промышленности. Цель - повышение производительности. Процесс окисления этанола кислородом проводят в газовой фазе в присутствии катализатора - природного цеолита - клиноптиллолита,

1+

Мп

24и Pd

2+

содержащего ионы Си в количестве 0,25-0,05 и 0,05 мае. соответственно, при молярном соотношении СгН5ОН:02 (4,0-4,5):(4,5- 5,0), температуре 220°С, и объемной скорости подачи газовой смеси 4200- 4800 . Эти условия повышают производительность по уксусной кислоте с 0,48 до 0,92-1,17 г/г-кат-ч. 1 табл.

Ш

СО

Изобретение касается производства карбоновых кислот, в частности получения уксусной кислоты, используемой в химической, текстильной и пищевой промышленности. Цель - повышение производительности. Процесс окисления этанола кислородом проводят в газовой фазе в присутствии катализатора - природного цеолита - клиноптиллолита, содержащего ионы CU²⁺, MN²⁺ и PD²⁺, в количестве 0,25-0,05 и 0,05 мас.% соответственно, при молярном соотношении C₂H₅OH:O₂:N₂=1:(3,0-4,5):(4,5-5,0), температуре 220°С и объемной скорости подачи газовой смеси 4200-4800 ч^-1. Эти условия повышают производительность по уксусной кислоте с 0,48 до 0,92-1,17 г/г^.кат^.ч. 1 табл.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения уксусной кислоты, которая широко используется в химической, текстильной и пищевой промышленности.

Цель изобретения - увеличение производительности .

Согласно предлагаемому способу процесс окисления этанола кислородом проводят в присутствии катализатора - природного цеолита - клиноптиллолита,

г

, а+

содержащего ионы Си , Mh и Pd в количестве 0,25; 0,05 и 0,05 мас.% соответственно, при молярном соотношении С2Н5ОН:Ог:ГЦ 1:(4,0-4,5):(4,5- 5,0), объемной скорости подачи смеси 4200-4800 ч и 220°С„

Процесс осуществляют на проточно- циркуляционной установке. Реакционный узел непосредственно связан с системой анализа (лабораторный хроматограф ЛХМ-80) через шестиходовой кран, на котором находится пробоот- бооная петля, что позволяет проведение полного анализа реакционной смеси без потерь. Смесь, выходящая из реактора, постоянно проходит через про- боотборную петлю и собирается в охлаждаемой ловушке. Поворотом шести- ходового крана содержимое петли вымывается газом-носителем и подается в хроматограф, где проводится полный анализ смеси. Анализ реакционной смеси проводят через каждые 15-20 мин. Разделение всех компонентов реакционной смеси (Oi, СО-г, НгО, СН,СНО, СаН5ОН, СН3СООН, СН3СООСгН) осуществляют в колонке длиной 3 м, заполненСП

Јь СО

со

Ј СП

ной полисорбом-1, в условиях линейно- программированного подъема температуры от 50 до 180°С со скоростью 20 град/мин при скорости газа-носителя -гелия 3,6 л/ч. Хроматограф отка- либрован методом абсолютной калибровки.

Пример . Катализатор Cu-Mn-Pd клиноптиллолит (содержание 0,25%; Мпг+-0,05%, PdE+-0,053 от массы цеолита) загружают в реактор. Объем катализатора 3,0 см3. Удельный вес катализатора 0,9 г/см3, используемая фракция 0,25-0,63 мм. Опыт проводят при 220°С, объемной скорости подачи реакционной смеси А800 ч - , молярном соотношении 1,0й,5й,5 Этиловый спирт (96,0%-ной концентрации) подают из сатуратора с помощью инертного газа (N) в смеситель. Туда же отдельно подают кислород и после смешения исходная смесь поступает в реактор. Реакционную смесь, выходящую из реактора, проводят че- рез пробоотборную петлю и собирают в охлаждаемой ловушке. В этих условиях получены следующие результаты, мол.%:

Конверсия СгН5ОН 99,1 Селективность по 83,2 Выход СН3СООН82,5

Селективность по

CH3COOC.jHs5,6

Выход СНЭСООС Н55,5

Селективность по CO-j 11,2 Выход СО г11,1

п

5

0

Производительность по СН3СООН 1,17 г/г кат.ч.

Результаты окисления представлены в таблице (см. пример 30).

Аналогично осуществляют окисление этанола, меняя при этом содержаще ионов металла (примеры 1-16), состав смеси, подаваемой на окисление (28- 36), температуру окисления (примеры 17-21), объемную скорость подачи смеси (примеры 22-27). i

Проведение процесса данным способом позволяет повысить производительность по уксусной кислоте с 0,8 до 0,92-1,17 г/г.кат.ч (примеры 19, 25 и 30) при сохранении высокого выхода уксусной кислоты 7,2-82,5 мол Д.

Формула изобретения

Способ получения уксусной кислоты окислением этилового спирта в газовой фазе при нагревании в присутствии катализатора и газа разбавителя - азота,отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности, в качестве катализатора исполь-1 зуют природный цеолит - клиноптилло- лит, содержащий ионы Си7, Мп и Pd1 в количестве 0,25; 0,05 и 0,05 мас.% соответственно, и процесс проводят при молярном соотношении C2H5OH:Ot: :N4 1,0:(,0-4,5):(4,5-5,0) и объемной скорости подачи смеси 4200- 800 и температуре 220°С.

VAi4 4A jJ4jJ4;jroroi4jrorororororoho - .... л«.

ЧЛ -Р-Чл Ю- О ЧО ) N - О ЧО СО- О ЧЛ-С-ЧлЛЮ- ОЧООО 4СГ ЧЛ-С-ЧА N - ИрИМвр

О О

ооооооооооооооооооооооооооооооооооо-Ja

„..,,.-. П

roiororONOfsjrorOMhJrororoM ro hJrObOhJNJIOMNaMroNiMho roС 1p

члулчлчлчлчлчлчлчлчлчлчлчлчлчлчлчлчлчлчлчлчлчлчлчлчлчлчлчлчлчл чл члго

x

x

ooooooOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOocDO0000

V % %ч %, t.-OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO- MVjOOOOOO3 О

ЙЙчлчлчл 0 0 чл чл чл чл члг X

ЧЛО

2

ооооооооооооооооооооооооооооооооо43 о

ооооооооо о4 оооооо- Гочлооооооооооог д S°55SS x(-n lUlvnyivlvJlvn4nuivl tro чл ячлчлчлчлчлчлчлчлчлчл+

|Ч ГО - О - - |«ЧЧЧ«МЧ« Ч Ч ««Ч«1 ЧЧЧЧЧЧ1«ЧЧЧЧЧ

1-7 Т t-. оаоооооооооооооооооооооооооооо

ЧЛ О ЧЛ ЧЛ О .

1 Д. Д-, Г ЧЛ Л 4 -t--C- -4 jr4r-J jr-J -jr-4 -4r -Jr- -4r- --C-4r-xr-j jr-Jr4r-Jr4r„ „ ч лочлоооооооооооооооооооооооооооМолярное СООТНО

чл чл чл чл о чл .. ,. .. .. ..

4г- . члчлчлчлчлчлчлчлчлчлчл лчлчлчлчлчлчлчлчлчлипчлчлчлчлчлшение реагентов

1д ЧЛ -С ЧЛ О ЧЛ 4W44W44WHW4WW4W4VV444444V4V44- Г U ЛП П М

« - « хлочлооооооооооооосэооооооооооооо чп 5ип U -. Н ОЧЛОООЧЛ .

Jtoм o oro ro vIroм NJ o oм o Jf J o Jto J o J o oroм J o Температура

(ЧЛЮГОМЮЮ NitorororON fON rOi DOrsJ4jJ-Cr- - - - -.-д-i- - ... о

ооосэосэсэ сэсэсэсэоооосэсэосэосэосэсэсэооооооосэосэpea КЦИИ, L

JrXr-Jr r-jr- oj O4tTN-t--C--t-jr-4r-jr-4 Jr-C--t-Jr-4r- -jr-jr-jr-4r-jr-jr-Ј--CrОбЪСМНаЯ СКО™

OOCOOOOOCOOOCnOOCOC3C C Jr-oaNroro hOrorO MN}hONJMN NJrON3W|NJr r4rt,-rL

осэоооосэооосзоосэоооосэо ооосэсэоооосэсэооооput. т ь смеои t

ОСЭСЭСЭОСЭ СЭОС5ООСЭОООО ООСЭОООСЭООООС5ОСЭОООСЭОц 1

г ЛЧЛЧО ООЧО ЧОЧОЧОЧОЧОЧОЧО -C-OO4OkЈ)4D4OU VЈ)VD OOOOVJ U U ООС 1/Л1,ос,гч/-ил

4г - чо чо чл го ООЧАЗ с оочочо го оооооочо N ю -t-oконверсия

Vj о о ЧЛЧЛ-С- - 0-Ј-О а ОЧЛО- ЧЛСТМ ОЧЛГОЛГ-ООО ГОЧЛ04Г-- 4 ЧЛЧО- -Р- 1 5 МОЛ

го -р-чл т -сг ТЧЧАЛЧА a j:-j- j cr jr-NiСелективность

ОО- ЧЛЧОО -t 4 J gf4jCD ООГО ON-vJ4 J - OO ЧЈ) - OJ ЧЛ - ГОГОЧЛ ЛpQ QJ COOH

OJ О ЧЛ О - tO ГОООЧЛ- ООС ЧО ЧЛСЭ Э-Гг С ЧОЧАЛСЭ С ЧОООЧЛОЧЛ-С-СУ -«СГ ЧЛМОЛ 3

ОЭ оОЧЛ С ЧЛГОГОЧЛ- - Ъи ЧЛ --ОЧлЛЧ ЧЛ(С ЧЛЧА 1- 4ЧЛЧлЛ- ПМУЛП

, oLoO ЧлJ4rrO- MЧflOЧO O 4r- J vл4r-O ЧOO OЧЛ 4rU OO O o CO--JОЫАОД П jUUUn ,

j.jooojr-o- 4 - 1 44 1 4 - -4 4 - -- -ыпп 5:

- П - & Ы Ы Ы СО лО &СГь - СО Т Саriuji. -ft

1 Q Ъ CO О......... .... .„...-.

ооооо- - ючл OOOONNJ - - о- - со-4 юСелективность

ОС - СО О - -С--ГОЧл 4Г-« чfo-4-« ч- ЧЛОп ри pUn

,Ј-- О- s. о ON - О 7 - О О О - ЧА ЧА - -ПО

,,|.ЧЛ -.00 N10 . 47-ГОМОЛ.%

-С- о ЈВыход СН5СНО,

° w ° ° ° ° °г гз ° ° ° Јsr ° °5,ror,° sмол„ ., -гоо - ЧЛ - -. -CDOO 4OOOV - О « МСГ

Селективность

м к, к, -V.J J-Vfl M OJ -- ОООЧМ -VI M - ОХСГ.- -- -----..- ro -ПО CH jCOOC aH f,

, mitj- JJ M - - - NJ-C-0- - . o j-vl- ro-jrjrooixi-M0n

- ., N)O- J- wV JO « « - 4Г-- - .« ««uwMUJ

T. oo 1- UJO COtsJVJJ VD - N J -vj VjO 1.

,..члмм--оои1--« го-. ( --.-.изч го---оо---ююВыход CHjCOOCaH j,

, Гогй - - u - о - - - . jvjic v -.. -C-.C|4 чл«on J;

, , , 00400, , , N). - - jJ- - - - - U3, , , MOJ1

to U U5 М0 U3000 - f jr 4T-OOOC.C- OJr- OO-

Селективность

,.„- NJCT-tO- --IXIOOOV- ICO- MVnivjONN)- UlOOVOVD - Ю-С-- --.VJ5OOПО СОп МОП X

- - - N t V0 U}v/n0s 0- - - - - . - - ЧЛ.С-. - - Чл VjJ ъо UJ - О- -ПО kUl, МОЛ.-Ь V J -J-UJ- ч v « « x SJJONJ -IN3 - - VA - о -|ОЧл - - -

л- OJ- JЧЛЧДJr - JT-K.O jr

VOlCO -C-Vn- 4- ГО Л - ЧЛ-- ШОООЭОО- fOOJ- -. - ОЭЧЛВЬ|ХОД 1

- ЧОХЛСГ « | « - 1М О - . . (О о Jr- v - О - -МОЛ Ж

СТч J 00 NJ ЧЛ 00 , , , , , 00 VjJ J - 00 - - - - О .С- СО- , . , ГО VA)«OJ « .K C3Vnf4j U)C3-t- UJCT Ч V/l U3 - - -

О -С- VA - СГ ЧЛ

00 IПроизводительооооо- оооо - - - ооооооооооооооооооооо olНОСТЬ ПО CHjCOOH,

, „ ч L 4ГЧЛ |- - O-C-4A CT VOOO4r- - (OO4O-C-Jr- y4COOOO.C-OOOO J-C-rJГ/Г ДТ1и

л-l Jcc- -л JvлCГ лJ лvJ vo - UJMOoa fovjovDoj:-icarooovoas- ooNjOoN)

ЧС ЧО СЮ