RU2170724C1 - Method of preparing methyl acetate, and catalysts for carrying it through - Google Patents
Method of preparing methyl acetate, and catalysts for carrying it through Download PDFInfo
- Publication number
- RU2170724C1 RU2170724C1 RU2000105438A RU2000105438A RU2170724C1 RU 2170724 C1 RU2170724 C1 RU 2170724C1 RU 2000105438 A RU2000105438 A RU 2000105438A RU 2000105438 A RU2000105438 A RU 2000105438A RU 2170724 C1 RU2170724 C1 RU 2170724C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- methyl acetate
- rhodium
- dimethyl ether
- carbonylation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения эфира уксусной кислоты (метилацетата) путем карбонилирования диметилового эфира в газовой фазе в присутствии катализатора. The invention relates to methods for producing acetic acid ester (methyl acetate) by carbonylation of dimethyl ether in the gas phase in the presence of a catalyst.
Уксусная кислота и ее эфиры являются многотоннажными продуктами основной органической химии и широко используются в промышленных синтезах и процессах. Мировое производство уксусной кислоты составляет 7,0 млн. т в год. Acetic acid and its esters are large-tonnage products of basic organic chemistry and are widely used in industrial syntheses and processes. World production of acetic acid is 7.0 million tons per year.
До 1995 года более 60% уксусной кислоты в мире получали по известной технологии жидкофазного карбонилирования метанола на родиевых катализаторах в присутствии иодидных промоторов (процесс Monsanto, 1970 г.). [M.J.Howard, M. D. Jones, M.S.Roberts, S.A.Taylor, C1 to Acetyls: Catalysis and Process, Catal. Today, 18 (1993) 325].Until 1995, more than 60% of acetic acid in the world was obtained according to the well-known technology of liquid-phase carbonylation of methanol on rhodium catalysts in the presence of iodide promoters (Monsanto process, 1970). [MJ Howard, MD Jones, MS Roberts, SATaylor, C 1 to Acetyls: Catalysis and Process, Catal. Today, 18 (1993) 325].
Этот процесс осуществляется только в присутствии галогенных промоторов, в основном метилиодида, которые требуют использования специальных сплавов в связи с их высокой коррозионностью. Необходимо также тщательное отделение катализатора и иодида от целевого продукта, который является полупродуктом для многих органических синтезов. This process is carried out only in the presence of halogen promoters, mainly methyl iodide, which require the use of special alloys due to their high corrosivity. A careful separation of the catalyst and iodide from the target product, which is an intermediate for many organic syntheses, is also necessary.
Преимущество газофазного карбонилирования заключается в том, что отделение продуктов от катализатора происходит легко, но основные проблемы, связанные с использованием иодидных промоторов, остаются [M.J. Howard, G. J. Sunley, A.D. Poole, R.J.Watt, B.K. Sharma, New Acetyls Technologies from BP Chemicals, Science and Technology in Catalysis (1998) 61.]. The advantage of gas phase carbonylation is that the separation of products from the catalyst is easy, but the main problems associated with the use of iodide promoters remain [M.J. Howard, G. J. Sunley, A.D. Poole, R.J. Watt, B.K. Sharma, New Acetyls Technologies from BP Chemicals, Science and Technology in Catalysis (1998) 61.].
В последние годы для безгалогенного газофазного карбонилирования предложены несколько каталитических систем, основными недостатками которых являются очень низкая селективность и невысокая активность. В патенте [US 4612387, C 07 C 1/20, 16.09.86] предложены медь-содержащие цеолитные катализаторы Cu/H-ZSM-5. Производительность по ацетатам для этого катализатора составляла 0.03 г/г кат ч, а селективность менее 30%. In recent years, several catalytic systems have been proposed for halogen-free gas-phase carbonylation, the main disadvantages of which are very low selectivity and low activity. In the patent [US 4612387, C 07
Более высокие производительности отмечены для кобальт-цеолитного катализатора, но реакция идет при давлении не ниже 700 атм [DE 3606169 A1]. Исследования компании BP Chemical привели к разработке более активного катализатора синтеза ацетатов с селективностью до 70%, но время стабильной работы такого катализатора не превышало 10 часов, после чего менялось направление реакции, основным продуктом был диметиловый эфир [B. Ellis, M.J. Howard, R. W. Joyner, K.N. Reddy, M.B. Padley, W.J. Smith, Heterogeneous Catalysts for the Direct, Halide-free Carbonilation of Methanol, Stud. Sur. Sci. Catal. 101 (1996) 771]. Higher capacities are noted for the cobalt zeolite catalyst, but the reaction proceeds at a pressure not lower than 700 atm [DE 3606169 A1]. Studies by BP Chemical led to the development of a more active catalyst for the synthesis of acetates with selectivity of up to 70%, but the stable operation time of such a catalyst did not exceed 10 hours, after which the reaction direction changed, the main product was dimethyl ether [B. Ellis, M.J. Howard, R. W. Joyner, K.N. Reddy, M.B. Padley, W.J. Smith, Heterogeneous Catalysts for the Direct, Halide-free Carbonilation of Methanol, Stud. Sur. Sci. Catal. 101 (1996) 771].
Достаточно высокую селективность, но низкую активность показали родиевые и иридиевые соли фосфорвольфрамовой гетерополикислоты, нанесенные на оксид кремния [EP 0353722, C 07 C 67/36, 01.08.89]. Производительность катализаторов не превышала 50-60 г/л ч в реакции карбонилирования метанола и 15-20 г/л ч в реакции карбонилирования диметилового эфира (прототип). Rhodium and iridium salts of phosphor tungsten heteropoly acids supported on silicon oxide showed a rather high selectivity, but low activity [EP 0353722, C 07 C 67/36, 08/01/89]. The productivity of the catalysts did not exceed 50-60 g / l h in the reaction of carbonylation of methanol and 15-20 g / l h in the reaction of carbonylation of dimethyl ether (prototype).
Задача, решаемая данным изобретением - увеличение выхода метилацетата в реакции карбонилирования диметилового эфира без использования галогенсодержащих промоторов. The problem solved by this invention is to increase the yield of methyl acetate in the carbonylation reaction of dimethyl ether without the use of halogen-containing promoters.
Задача решается способом получения метилацетата путем карбонилирования диметилового эфира в газовой фазе при температуре 200-250oC в присутствии катализатора, представляющего собой кислую цезиевую соль фосфорвольфрамовой гетерополикислоты состава CsxHyPW12O40, где 1.5 ≅ x ≅ 2, y = 3-x, с добавками родия, содержание родия в катализаторе не ниже 0.1 мас.%. Процесс проводят при давлении не ниже 5 атм.The problem is solved by the method of producing methyl acetate by carbonylation of dimethyl ether in the gas phase at a temperature of 200-250 o C in the presence of a catalyst, which is an acidic cesium salt of phosphor tungsten heteropoly acid composition Cs x H y PW 12 O 40 , where 1.5 ≅ x ≅ 2, y = 3 -x, with the addition of rhodium, the content of rhodium in the catalyst is not lower than 0.1 wt.%. The process is carried out at a pressure of at least 5 atm.
Задача также решается катализатором процесса получения метилацетата путем карбонилирования диметилового эфира при температуре 200-250oC, представляющего собой кислую цезиевую соль фосфорвольфрамовой гетерополикислоты состава CsxHyPW12O40, где 1.5 ≅ x ≅ 2, y = 3-x, с добавками родия, содержание родия не ниже 0.1 мас.%.The problem is also solved by the catalyst for the production of methyl acetate by carbonylation of dimethyl ether at a temperature of 200-250 o C, which is an acidic cesium salt of phosphor tungsten heteropoly acid composition Cs x H y PW 12 O 40 , where 1.5 ≅ x ≅ 2, y = 3-x, s additives of rhodium, the content of rhodium is not lower than 0.1 wt.%.
Предлагаемый способ синтеза метилацетата заключается в следующем: диметиловый эфир смешивают с оксидом углерода в требуемом соотношении и пропускают через слои катализатора при давлении не ниже 5 атм и температуре 180-250oC. Продукты реакции охлаждают и разделяют на газообразные и жидкие. Конденсат представляет собой целевой продукт - метилацетат. Газовую смесь (непрореагировавший диметиловый эфир и оксид углерода) вновь подают в реактор.The proposed method for the synthesis of methyl acetate is as follows: dimethyl ether is mixed with carbon monoxide in the required ratio and passed through the catalyst beds at a pressure of at least 5 atm and a temperature of 180-250 o C. The reaction products are cooled and separated into gaseous and liquid. Condensate is the target product - methyl acetate. The gas mixture (unreacted dimethyl ether and carbon monoxide) is again fed to the reactor.
Предлагаемый способ синтеза отличается тем, что катализатор для получения метилацетата представляет собой кислую цезиевую соль фосфорвольфрамовой гетерополикислоты с добавками родия, содержание родия не ниже 0.1 мас.%. The proposed synthesis method is characterized in that the catalyst for producing methyl acetate is an acid cesium salt of a phosphor tungsten heteropoly acid with rhodium additives, the content of rhodium is not lower than 0.1 wt.%.
Состав катализатора CsxHyPW12O40, где 1.5 ≅ x ≅ 2, y = 3-x. Катализатор получают методом осаждения, раствор соли цезия приливают при постоянном перемешивании к смеси растворов фосфорвольфрамовой гетерополикислоты и соли родия, взятых в требуемом соотношении. Полученный осадок выпаривают, таблетируют и измельчают. Фракцию катализатора размером 0.5-1 мм загружают в реактор. Поверхность полученных образцов составляет 57-100 м2/г.The composition of the catalyst is Cs x H y PW 12 O 40 , where 1.5 ≅ x ≅ 2, y = 3-x. The catalyst is prepared by precipitation, a solution of cesium salt is poured with constant stirring to a mixture of solutions of phosphor tungsten heteropoly acid and rhodium salt, taken in the required ratio. The resulting precipitate was evaporated, tabletted and crushed. A catalyst fraction of 0.5-1 mm in size is loaded into the reactor. The surface of the obtained samples is 57-100 m 2 / g.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1. Процесс карбонилирования диметилового эфира в метилацетат осуществляют путем пропускания смеси диметилового эфира с оксидом углерода через слой катализатора при температуре 200oC и давлении 10 атм, соотношение ДМЭ: CO = 1:10, скорость подачи газа 3000 ч-1, конверсия диметилового эфира составляет 22%.Example 1. The process of carbonylation of dimethyl ether to methyl acetate is carried out by passing a mixture of dimethyl ether with carbon monoxide through a catalyst bed at a temperature of 200 ° C and a pressure of 10 atm, a ratio of DME: CO = 1:10, a gas feed rate of 3000 h -1 , conversion of dimethyl ether is 22%.
Процесс проводят на катализаторе, представляющем собой кислую цезиевую соль фосфорвольфрамовой гетерополикислоты состава Cs2HPW12O40, содержание родия составляет 0.1 мас%. Катализатор получают методом осаждения, раствор соли нитрата цезия (0.1 М) приливают по каплям при постоянном перемешивании к смеси растворов фосфорвольфрамовой гетерополикислоты (0.1 М) и хлорида родия (0.1 М), взятых в требуемом соотношении. Полученную суспензию перемешивают в течение 24 часов, затем осадок выпаривают, таблетируют и измельчают. Фракцию катализатора размером 0.5-1 мм загружают в реактор. Поверхность, активность и селективность катализатора приведены в таблице.The process is carried out on a catalyst, which is an acid cesium salt of a phosphor tungsten heteropoly acid of the composition Cs 2 HPW 12 O 40 , the rhodium content is 0.1 mass%. The catalyst was prepared by precipitation, a solution of cesium nitrate salt (0.1 M) was added dropwise with constant stirring to a mixture of solutions of phosphor tungsten heteropoly acid (0.1 M) and rhodium chloride (0.1 M) taken in the required ratio. The resulting suspension is stirred for 24 hours, then the precipitate is evaporated, tabletted and crushed. The catalyst fraction 0.5-1 mm in size is loaded into the reactor. The surface, activity and selectivity of the catalyst are shown in the table.
Пример 2. Аналогично примеру 1, но содержание родия составляет 0.5 мас. %. Example 2. Analogously to example 1, but the content of rhodium is 0.5 wt. %
Пример 3. Аналогично примеру 1, но содержание родия составляет 1.0 мас. %. Example 3. Analogously to example 1, but the content of rhodium is 1.0 wt. %
Пример 4. Аналогично примеру 1, но содержание родия составляет 2.5 мас%. Example 4. Analogously to example 1, but the content of rhodium is 2.5 wt.%.
Пример 5. Аналогично примеру 1, но цезиевая соль фосфорвольфрамовой гетерополикислоты имеет состав Cs1.5H1.5PW12O40, содержание родия составляет 1.0 мас.%.Example 5. Analogously to example 1, but the cesium salt of the phosphor tungsten heteropoly acid has a composition of Cs 1.5 H 1.5 PW 12 O 40 , the rhodium content is 1.0 wt.%.
Как видно из таблицы, данный способ обеспечивает выход метилацетата в 6-9 раз выше известного в реакции карбонилирования диметилового эфира без использования иодидного промотора. As can be seen from the table, this method provides a yield of methyl acetate 6-9 times higher than the dimethyl ether known in the carbonylation reaction without the use of an iodide promoter.
Claims (2)
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс проводят при давлении не ниже 5 атм.1. The method of producing methyl acetate by carbonylation of dimethyl ether in the gas phase at elevated pressure, at a temperature of 200 - 250 o C in the presence of a catalyst comprising heteropolyacid salts, characterized in that the carbonylation process is carried out on a catalyst representing a cesium phosphoric tungsten acid salt heteropoly acids of the composition Cs x H y PW 12 O 40 , where 1.5 ≅ x ≅ 2, y = 3 - x, with rhodium additives in an amount of from 0.1 to 2.5 wt.%
2. The method according to claim 1, characterized in that the process is carried out at a pressure of at least 5 atm.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000105438A RU2170724C1 (en) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | Method of preparing methyl acetate, and catalysts for carrying it through |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000105438A RU2170724C1 (en) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | Method of preparing methyl acetate, and catalysts for carrying it through |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2170724C1 true RU2170724C1 (en) | 2001-07-20 |
Family
ID=20231439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000105438A RU2170724C1 (en) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | Method of preparing methyl acetate, and catalysts for carrying it through |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2170724C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2457030C2 (en) * | 2007-04-26 | 2012-07-27 | Бп Кемикэлз Лимитед | Method for carbonylation of dimethyl ether |
-
2000
- 2000-03-03 RU RU2000105438A patent/RU2170724C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КОЖЕВНИКОВ И.В. Катализ гетерополисоединениями. - М.: Знание, 1985, вып. 12, с.19 - 23. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2457030C2 (en) * | 2007-04-26 | 2012-07-27 | Бп Кемикэлз Лимитед | Method for carbonylation of dimethyl ether |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0757027B1 (en) | Ester synthesis | |
RU2213726C2 (en) | Carbonylation process | |
JP2867137B2 (en) | Method for selectively producing alkene carboxylic acid derivative | |
CA2556954C (en) | Process for producing carbonylation products | |
US20080091046A1 (en) | Process for Preparing Carboxylic Acids and Derivatives Thereof | |
RU2454398C2 (en) | Method of producing carboxylic acids and/or derivatives thereof | |
JP2002501939A (en) | Process for producing oxygenates and catalysts thereof | |
BRPI0709831A2 (en) | process for the preparation of carbonylation products | |
EP0033212A2 (en) | Process for the production of oxygenated hydrocarbons from synthesis gas | |
EP0069514A2 (en) | Alcohol carbonylation catalysts | |
RU2170724C1 (en) | Method of preparing methyl acetate, and catalysts for carrying it through | |
RU2422203C1 (en) | Catalyst, method of its preparation and method of producing methyl acetate | |
KR19990063382A (en) | Ester synthesis | |
US7432393B2 (en) | Silica support, heteropolyacid catalyst produced therefrom and ester synthesis using the silica supported heteropolyacid catalyst | |
US4593147A (en) | Synthesis of neoalkanes | |
JP2650100B2 (en) | Method for producing ethylidene diacetate | |
MXPA06013091A (en) | Process for the production of ethyl acetate. | |
EP0180210A2 (en) | Synthesis of Neoalkanols | |
SU1251795A3 (en) | Catalyst for producing acetic acid | |
CN116082120B (en) | Technological method and device for preparing ethanol by continuous reaction of methanol | |
US20010047107A1 (en) | Ester synthesis | |
US6504055B1 (en) | Catalysts and processes for the conversion of succinates to citraconates or itaconates | |
MXPA06002540A (en) | Ester synthesis. | |
KR950005191B1 (en) | Improved production of carboxylic acids from carbobylation of alcohol | |
US4390725A (en) | Oxydehydrogenation process for preparing methacrylic acid and its lower alkyl esters |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130304 |