MXPA00004132A - Catalizador de acetato de vinilo que comprende paladio y oro metalicos y acetato cuprico - Google Patents
Catalizador de acetato de vinilo que comprende paladio y oro metalicos y acetato cupricoInfo
- Publication number
- MXPA00004132A MXPA00004132A MXPA/A/2000/004132A MXPA00004132A MXPA00004132A MX PA00004132 A MXPA00004132 A MX PA00004132A MX PA00004132 A MXPA00004132 A MX PA00004132A MX PA00004132 A MXPA00004132 A MX PA00004132A
- Authority
- MX
- Mexico
- Prior art keywords
- catalyst
- gold
- palladium
- acetate
- further characterized
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 74
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 67
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 54
- 239000010931 gold Substances 0.000 title claims abstract description 39
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 37
- 229940076286 cupric acetate Drugs 0.000 title claims abstract description 27
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims abstract description 21
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 39
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 32
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 25
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- -1 alkali metal acetate Chemical class 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 17
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M potassium acetate Chemical group [K+].CC([O-])=O SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 11
- 150000002344 gold compounds Chemical class 0.000 claims description 10
- 235000011056 potassium acetate Nutrition 0.000 claims description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000005749 Copper compound Substances 0.000 claims description 5
- 150000001880 copper compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 5
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000002940 palladium Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims 5
- SDKPSXWGRWWLKR-UHFFFAOYSA-M sodium;9,10-dioxoanthracene-1-sulfonate Chemical compound [Na+].O=C1C2=CC=CC=C2C(=O)C2=C1C=CC=C2S(=O)(=O)[O-] SDKPSXWGRWWLKR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 24
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract description 8
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 6
- NXJCBFBQEVOTOW-UHFFFAOYSA-L palladium(2+);dihydroxide Chemical compound O[Pd]O NXJCBFBQEVOTOW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 6
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 4
- RJHLTVSLYWWTEF-UHFFFAOYSA-K gold trichloride Chemical compound Cl[Au](Cl)Cl RJHLTVSLYWWTEF-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- WDZVNNYQBQRJRX-UHFFFAOYSA-K gold(iii) hydroxide Chemical compound O[Au](O)O WDZVNNYQBQRJRX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 150000004682 monohydrates Chemical class 0.000 description 2
- 150000002941 palladium compounds Chemical class 0.000 description 2
- GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N palladium(ii) nitrate Chemical compound [Pd+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004686 pentahydrates Chemical class 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M Formate Chemical compound [O-]C=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910003803 Gold(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical class [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 150000001339 alkali metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000366 copper(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- NWFNSTOSIVLCJA-UHFFFAOYSA-L copper;diacetate;hydrate Chemical compound O.[Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O NWFNSTOSIVLCJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FTXJFNVGIDRLEM-UHFFFAOYSA-N copper;dinitrate;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O FTXJFNVGIDRLEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SXTLQDJHRPXDSB-UHFFFAOYSA-N copper;dinitrate;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O SXTLQDJHRPXDSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 150000002343 gold Chemical class 0.000 description 1
- 229910021505 gold(III) hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- RFLFDJSIZCCYIP-UHFFFAOYSA-L palladium(2+);sulfate Chemical compound [Pd+2].[O-]S([O-])(=O)=O RFLFDJSIZCCYIP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L palladium(II) chloride Chemical compound Cl[Pd]Cl PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000364 palladium(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000011118 potassium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 229940080262 sodium tetrachloroaurate Drugs 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Abstract
1. Un procedimiento para preparar un catalizador para la producciòn de acetato de vinilo haciendo reaccionar etileno, oxìgeno yàcido acètico, dicho procedimiento estando caracterizado porque comprende el paso de impregnar un soporte poroso que contiene depòsitos de cantidades catalìticamente efectivas de paladio y oro metàlicos con una soluciòn de acetato cùbrico.
Description
CATALIZADOR DE ACETATO DE VINILO QUE COMPRENDE PALADIO Y ORO METÁLICOS Y ACETATO CÚPRICO
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
CAMPO DE LA INVENCIÓN
Esta invención se refiere a catalizadores nuevos y mejorados para la producción de acetato de vinilo mediante reacción de etileno, oxígeno y ácido acético.
TÉCNICA ANTERIOR
Es conocido producir acetato de vinilo mediante reacción de etileno, oxígeno y ácido acético utilizando un catalizador que consiste de paladio y oro metálicos sostenidos en un vehículo. Aunque el procedimiento que utiliza dicho catalizador es capaz de producir acetato de vinilo a niveles adecuados de productividad, tales niveles de productividad son limitados por la producción de subproductos indeseables, particularmente dióxido de carbono. La producción de cualquier producto o subproducto se puede expresar como selectividad de porcentaje, que se define como la cantidad de dicho producto expresada como un porcentaje del máximo teórico que se podría producir a partir de los reactivos. Por tanto, cualquier recurso que dé por resultado una producción reducida de dióxido de carbono expresada como selectividad de CO2 de porcentaje más bajo, es muy aconsejable. Las siguientes referencias se pueden considerar importantes para la invención que se reclama aquí. Las patentes de E.U.A. nos. 3,775,342 expedida el 27 de noviembre de 1973, y 3,822,308 expedida el 2 de julio de 1974, ambas de Kronig et al., cada una revela un método para hacer catalizadores de acetato de vinilo que comprende tratar un soporte simultánea o sucesivamente con una solución A que contiene sales disueltas de metales nobles tales como paladio y oro, y una solución B que contiene compuestos capaces de reaccionar en el soporte con las sales de metal noble para formar compuestos de los metales no solubles en agua, tratar dichos compuestos no solubles en agua con un agente reductor para convertir los compuestos de metal noble no solubles en agua en metales, lavar el catalizador para retirar los compuestos solubles en agua, y aplicar un compuesto de metal alcalino, por ejemplo, un carboxilato de metal alcalino antes o después del tratamiento con el agente reductor. La solución A puede contener de manera opcional sales de cualesquiera otros metales, incluyendo cobre. La patente de E.U.A. No. 5,332,710, expedida el 26 de Julio de 1994, de Nicolau et al., describe un método para preparar un catalizador útil para la producción de acetato de vinilo mediante reacción de etileno, oxígeno y ácido acético, que comprende impregnar un soporte poroso con sales de paladio y oro solubles en agua, fijar el paladio y oro como compuestos no solubles en el soporte sumergiendo y revolviendo el soporte impregnado en una solución reactiva para precipitar dichos compuestos, y posteriormente reducir los compuestos a su forma metálica. La patente de E.U.A. No. 5,347,046, expedida el 13 de septiembre de 1994, de White et al., describe catalizadores para la producción de acetato de vinilo mediante reacción de etileno, oxígeno, y ácido acético, que comprenden un metal del grupo paladio y/o un compuesto del mismo, oro y/o un compuesto del mismo, y cobre, níquel, cobalto, hierro, manganeso, plomo o plata, o un compuesto de los mismos, preferiblemente depositados en un material de soporte.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
De acuerdo con esta invención, se provee un catalizador útil para la producción de acetato de vinilo mediante reacción de etileno, oxígeno y ácido acético con baja selectividad de dióxido de carbono, que comprende un soporte poroso en cuyas superficies porosas se depositan cantidades catalíticamente efectivas de paladio y oro metálicos, y acetato cúprico. Se cree que el cobre en el acetato cúprico produce una selectividad de dióxido de carbono más baja, lo cual a menudo va acompañado por una productividad de acetato de vinilo más alta, que cuando no hay acetato cúprico presente en el catalizador.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
El material de soporte en el catalizador de esta invención se compone de partículas que tienen cualesquier formas regulares o irregulares, tales como esferas, tabletas, cilindros, anillos, estrellas u otras formas, y puede tener dimensiones tales como diámetro, longitud o ancho de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 mm, preferiblemente aproximadamente 3 a 9 mm. Se prefieren las esferas que tienen un diámetro de aproximadamente 4 a 8 mm. El material de soporte se puede componer de cualquier sustancia porosa adecuada, por ejemplo, sílice, alúmina, sílice-alúmina, titania, zirconia, silicatos, aluminosilicatos, titanatos, espinel, carburo de silicio, carbono, y similares. El material de soporte puede tener un área de superficie dentro de la escala, por ejemplo, de aproximadamente 10 a aproximadamente 350, preferiblemente aproximadamente 100 a aproximadamente 200 m2/g, un tamaño de poro promedio en la escala de, por ejemplo, de aproximadamente 50 a aproximadamente 2000 angstroms, y un volumen de poro en la escala de, por ejemplo, de aproximadamente 0.1 a 2, preferiblemente aproximadamente 0.4 a aproximadamente 1.2 ml/g. En la preparación del catalizador utilizado en el procedimiento de esta invención, el material de soporte se trata primero para depositar cantidades catalíticas de paladio y oro en las superficies porosas de las partículas de soporte. Se pueden utilizar cualesquier métodos para lograr este objetivo, todos los cuales comprenden impregnaciones simultáneas o por separado del soporte con una o más soluciones acuosas de compuestos de paladio y/u oro solubles en agua. Cloruro de paladio (II), cloruro de sodio-paladio (II), cloruro de potasio-paladio (II), nitrato de paladio (II) o sulfato de paladio (II) son ejemplos de compuestos de paladio solubles en agua adecuados, mientras que un metal alcalino, por ejemplo, sal de sodio o potasio de cloruro áurico (lll) o ácido tetracloroáurico (lll) se puede usar como el compuesto de oro soluble en agua. Una sal de metal alcalino de ácido tetracloroáurico (lll), y cloruro de sodio-paladio (II) son sales preferidas para impregnación debido a su buena solubilidad en agua. La impregnación se puede realizar mediante el método de "humedad incipiente" en donde una cantidad de solución de compuesto de metal soluble en agua utilizada para la impregnación es de aproximadamente 95 a aproximadamente 100% de la capacidad absorbente del material de soporte. La concentración de la solución o soluciones es tal que la cantidad de paladio y oro elementales en la solución o soluciones absorbida en el soporte es igual a una cantidad predeterminada deseada. Si se lleva a cabo más de una impregnación, entonces cada impregnación puede contener un compuesto soluble en agua equivalente a todos o únicamente una porción de la cantidad de uno o cualquier combinación de los dos metales catalíticamente activos deseados en el catalizador final, siempre y cuando las cantidades de dichos metales en el total de las soluciones de impregnación absorbidas sean iguales a las cantidades deseadas finales. En particular, puede ser aconsejable impregnar el soporte con más de una solución de un compuesto de oro soluble en agua, como se describe a detalle más adelante. Las impregnaciones son tales para proveer, por ejemplo, aproximadamente 1 a aproximadamente 10 gramos de paladio elemental y, por ejemplo, aproximadamente 0.5 a aproximadamente 10 gramos de oro elemental, siendo la cantidad de oro de aproximadamente 10 a aproximadamente 125% en peso con base en el peso del paladio. Después de cada impregnación del soporte con una solución acuosa de sal de paladio y/u oro soluble en agua, el metal se "fija", es decir, se precipita, como un compuesto no soluble en agua tal como el hidróxido, mediante reacción con un compuesto alcalino apropiado, por ejemplo, un hidróxido de metal alcalino, silicato, borato, carbonato o bicarbonato, en solución acuosa. Los hidróxidos de sodio y potasio son los compuestos de fijación alcalinos preferidos. El metal alcalino en el compuesto alcalino debe estar en una cantidad de, por ejemplo, aproximadamente 1 a aproximadamente 2, preferiblemente aproximadamente 1.1 a aproximadamente 1.8 veces la cantidad necesaria para reaccionar con los cationes catalíticamente activos presentes en la sal soluble en agua. La fijación del metal se puede realizar mediante el método de humedad incipiente en donde el soporte impregnado se seca, por ejemplo, a una temperatura de 150°C durante 1 hora, se pone en contacto con una cantidad de solución del material alcalino igual a aproximadamente 95-100% del volumen de poro del soporte, y se deja reposar durante un periodo de aproximadamente media hora a aproximadamente 16 horas; o el método de roto-inmersión en donde el soporte impregnado sin secar es sumergido en una solución del material alcalino y se le da vueltas y/o se revuelve durante por lo menos el periodo inicial de precipitación de manera tal que se forme una banda delgada del compuesto soluble en agua precipitado en o cerca de la superficie de las partículas de soporte. La acción de dar vueltas y revolver se puede llevar a cabo, por ejemplo, a aproximadamente 1 a aproximadamente 10 rpm durante un periodo, por ejemplo, de por lo menos 0.5 horas, preferiblemente aproximadamente 0.5 a aproximadamente 4 horas. El método de roto-inmersión contemplado se describe en la patente de E.U.A. no. 5,332,710, cuya descripción completa se incorpora aquí por referencia. Los compuestos de paladio y oro fijos, es decir, precipitados se pueden reducir luego, por ejemplo, en la fase de vapor con etileno, por ejemplo, 5% en nitrógeno a 150°C durante 5 horas, después de lavar primero el catalizador que contiene los compuestos de metal fijo hasta que esté libre de aniones tales como halogenuro, y secar, por ejemplo, a 150°C durante aproximadamente 1 hora, o dicha reducción se puede llevar a cabo antes de lavar y secar en la fase líquida a temperatura ambiente con una solución acuosa de hidrazina hidratada en donde el exceso de hidrazina por arriba de lo requerido para reducir todos los compuestos de metal presentes en el soporte está en la escala, por ejemplo, de aproximadamente 8:1 a aproximadamente 15:1 , seguido por lavado y secado. Otros agentes reductores y medios para reducir los compuestos de metal fijo presentes en el soporte se pueden emplear según sea convencional en la técnica. La reducción del compuesto de metal fijo da por resultado principalmente la formación del metal, aunque una cantidad menor de óxido de metal puede estar también presente. En las preparaciones que utilizan más de un paso de impregnación y fijación, la reducción se puede realizar después de cada caso de fijación o después de que el total de los elementos metálicos se hayan fijado en el soporte. Como un ejemplo del procedimiento general anterior, se puede usar un método de "fijación aparte" para fijar los elementos metálicos catalíticamente activos en el soporte y reducir los compuestos de metal no solubles en agua a la forma metálica aconsejable antes de la impregnación con acetato cúprico. En este método, utilizando los procedimientos específicos antes descritos, el soporte se impregna primero con una solución acuosa de un compuesto de paladio soluble en agua mediante humedad incipiente, y luego el paladio se fija mediante tratamiento con una solución de fijación alcalina mediante humedad incipiente o roto-inmersión, de preferencia roto-inmersión. El catalizador se seca luego y se impregna por separado con una solución de un compuesto de oro soluble que tiene la cantidad de oro elemental deseada en el catalizador, y el oro se fija mediante tratamiento con una solución de fijación alcalina mediante humedad incipiente o roto-inmersión, de preferencia humedad incipiente. Si el oro se va a fijar por el método de humedad incipiente, dicha fijación se debe combinar con el paso de impregnación utilizando una solución acuosa única de compuesto de oro soluble y compuesto de fijación alcalino en una cantidad superior a la necesaria para convertir todo el oro en la solución en un compuesto de oro no soluble fijo, por ejemplo, hidróxido áurico. Si un hidrocarburo tal como etileno, o hidrógeno se va a usar en la fase de vapor como agente reductor, el catalizador que contiene los compuestos de metal fijo se lava hasta que esté libre de aniones, se seca, y se reduce con etileno u otro hidrocarburo como se describió anteriormente. Si se va a usar hidrazina en la fase líquida como agente reductor, el catalizador que contiene los compuestos de metal fijo se trata con una solución acuosa de hidrazina hidratada excesiva antes de lavar y secar para reducir los compuestos de metal a los metales, y después el catalizador se lava y seca como se describió. Otro método específico para preparar el catalizador antes de la impregnación con acetato cúprico es un método de "roto-inmersión modificada" en el cual solamente parte del oro se impregna con el paladio en una primera impregnación, los metales se fijan mediante reacción con un compuesto de fijación alcalino mediante roto-inmersión, los compuestos de metal fijo se reducen a los metales libres, por ejemplo, con etileno o hidrazina hidratada, realizando el lavado y secado antes de una reducción con etileno o después de una reducción con hidrazina. Después el catalizador se impregna con el resto del oro en forma de una solución de compuesto de oro soluble en agua, y el catalizador se reduce nuevamente, por ejemplo, con etileno o hidrazina, antes o después del lavado y secado, como se describió anteriormente. Este método de roto-inmersión modificada se describe a detalle en la Publicación Internacional No. WO94/08714 con fecha del 28 de abril de 1994, cuya descripción completa se incorpora aquí por referencia. Después de que el catalizador que contiene paladio y oro en forma metálica depositado en un material de soporte se prepara mediante cualquiera de los métodos anteriores, se impregna con una solución acuosa de acetato cúprico, ya sea monohidratado o anhidro, de preferencia mediante humedad incipiente. Después el catalizador se seca de manera tal que el catalizador terminado contenga acetato cúprico en una cantidad equivalente a, por ejemplo, aproximadamente 0.3 a aproximadamente 5.0, preferiblemente aproximadamente 0.5 a aproximadamente 3.0 gramos de cobre elemental por litro de catalizador terminado. De manera favorable, el catalizador que contiene paladio y oro en forma metálica también se puede impregnar con una solución de un acetato de metal alcalino, preferiblemente acetato de potasio o sodio, y muy preferiblemente acetato de potasio. Después del secado, el catalizador terminado puede contener, por ejemplo, aproximadamente 10 a aproximadamente 70, preferiblemente aproximadamente 20 a aproximadamente 60 gramos de acetato de metal alcalino por litro de catalizador terminado. La impregnación opcional del catalizador con acetato de metal alcalino, cuando se lleva a cabo, se puede realizar antes o después de la impregnación con acetato cúprico. De preferencia, sin embargo, la impregnación de acetato de metal alcalino se combina con aquélla del acetato cúprico, es decir, el catalizador que contiene paladio y otro metálicos se impregna con una solución única de tanto acetato cúprico como acetato de metal alcalino para producir un catalizador terminado el cual después del secado contiene las cantidades deseadas de ambos acetatos. Cuando el acetato de vinilo se prepara utilizando el catalizador de la presente invención, una corriente de gas, la cual contiene etileno, oxígeno o aire, ácido acético, y de manera aconsejable un acetato de metal alcalino, se pasa sobre el catalizador. La composición de la corriente de gas puede variar dentro de límites amplios, tomando en cuenta los límites explosivos. Por ejemplo, la relación molar de etileno a oxígeno puede ser aproximadamente 80:20 a aproximadamente 98:2, la relación molar de ácido acético a etileno puede ser aproximadamente 100:1 a aproximadamente 1 :100, preferiblemente aproximadamente 10:1 a aproximadamente 1 :8, y el contenido del acetato de metal alcalino gaseoso puede ser aproximadamente 1 a aproximadamente 100 ppm con base en el peso del ácido acético empleado. La corriente de gas puede contener también otros gases inertes, tales como nitrógeno, dióxido de carbono y/o hidrocarburos saturados. Las temperaturas de reacción que se pueden utilizar son temperaturas elevadas, de preferencia aquéllas en la escala de aproximadamente 150-220°C. La presión empleada puede ser una presión un poco reducida, presión normal o presión elevada, de preferencia una presión de hasta 20 atmósferas manométricas. Una variante favorable de un procedimiento para producir acetato de vinilo utilizando el catalizador de esta invención es la inclusión de un compuesto de cobre que no contiene halógeno en la corriente de alimentación de los reactivos al procedimiento. El compuesto de cobre que no contiene halógeno es de preferencia un poco soluble en agua o soluble en ácido acético, por ejemplo, por lo menos aproximadamente 0.3 g/l a 20°C, y puede ser, por ejemplo acetato cúprico (anhidro o monohidratado) el cual se prefiere, nitrato cúprico trihidratado o hexahidratado, sulfato cúprico (anhidro o pentahidratado), o formiato cúprico (anhidro o pentahidratado) y similares. La cantidad de compuesto de cobre alimentado a la reacción puede ser tal para proveer, por ejemplo, aproximadamente 10 ppb (partes por mil millones) a aproximadamente 50 ppm (partes por millón), de preferencia aproximadamente 20 ppb a aproximadamente 10 ppm de cobre elemental relativo al ácido acético en la corriente de alimentación. Mediante esta característica, la cantidad de cobre en el acetato cúprico del catalizador perdida por la volatilización del catalizador durante el uso por tiempo prologando se reduce, dando por resultado menos de un aumento en la selectividad de dióxido de carbono. El siguiente ejemplo ilustra mejor la invención.
EJEMPLO
En este ejemplo, el catalizador que contiene paladio y oro en su estado metálico en un material de soporte, se prepara mediante el método de "fijación aparte" y posteriormente se impregna con acetato cúprico y acetato de potasio. Un material de soporte que consiste de esferas de sílice de Sud Chemie KA-160 que tiene un diámetro nominal de 7 mm, un área de superficie de aproximadamente 160-175 m2/g, y un volumen de poro de aproximadamente 0.68 ml/g, se impregnó primero mediante humedad incipiente con una solución acuosa de cloruro de sodio-paladio (II) suficiente para proveer aproximadamente 7 gramos de paladio elemental por litro de catalizador. Luego el paladio se fijó al soporte como hidróxido de paladio (II) tratando el catalizador mediante roto-inmersión con una solución de hidróxido de sodio acuosa de manera tal que la relación molar de Na/CI fue aproximadamente 1.1 :2. Después el catalizador se secó a 100°C durante 1 hora en un secador de lecho fluido después de lo cual se impregnó mediante humedad incipiente con una solución acuosa de tetracloroaurato de sodio en una cantidad suficiente para proveer al catalizador 4 gramos/litro de oro elemental, e hidróxido de sodio de tal manera que la relación molar de Na/CI, fue aproximadamente 1.8:1 , para fijar el oro en el soporte como hidróxido áurico. Luego el catalizador se lavó con agua hasta estar libre de cloruro (aproximadamente 5 horas) y se secó a 150°C durante 1 hora en flujo de nitrógeno. Los hidróxídos de paladio y áurico se redujeron luego a los metales poniendo en contacto el catalizador con etileno (5% en nitrógeno) en la fase de vapor a 150°C durante 5 horas. Finalmente el catalizador se impregnó mediante humedad incipiente con una solución acuosa de acetato cúprico monohidratado en una cantidad suficiente para proveer aproximadamente 1.9 gramos de cobre elemental por litro de catalizador, y acetato de potasio en una cantidad suficiente para proveer 40 gramos de acetato de potasio por litro de catalizador, y se secó en un secador de lecho fluido a 100-150°C durante una hora. El catalizador preparado como se describe en el ejemplo se probó en cuanto a su actividad en la producción de acetato de vinilo mediante reacción de etileno, oxígeno y ácido acético. Para llevar a cabo esto, aproximadamente 60 ml de catalizador preparado como se describió se colocaron en una cesta de alambre de acero inoxidable con la temperatura que se podía medir mediante un termopar tanto en la parte superior como inferior de la cesta. La cesta se colocó en un reactor de tanque continuamente agitado de Berty del tipo de recirculación y se mantuvo a una temperatura que proveyó aproximadamente 45% de conversión de oxígeno con un manto de calentamiento eléctrico. Una mezcla de gas de aproximadamente 130 l/hr (medida a temperatura y presión normales) de etileno, aproximadamente 26 l/hr de oxígeno, aproximadamente 128 l/hr de nitrógeno, aproximadamente 131 g/hr de ácido acético, y aproximadamente 2 mg/hr de acetato de potasio, se hizo viajar bajo presión a aproximadamente 12 atmósferas a través de la cesta. La reacción fue terminada después de aproximadamente 18 horas. El análisis de los productos se llevó a cabo mediante análisis cromatográfico de gas en línea combinado con análisis de producto líquido fuera de línea condensando la corriente de producto a aproximadamente 10°C para obtener un análisis óptimo de los productos finales. Dicho análisis indicó una selectividad de CO2 de 7.35%, una selectividad de extremos pesados de 0.98%, y una actividad relativa de la reacción expresada como un factor de actividad de 1.70 el cual se calcula con computadora de la siguiente manera: El programa de computadora utiliza una serie de ecuaciones que correlacionan el factor de actividad con la temperatura del catalizador (durante la reacción), conversión de oxígeno, y una serie de parámetros cinéticos para las reacciones que tienen lugar durante la síntesis de acetato de vinilo. Más en general, el factor de actividad se relaciona inversamente con la temperatura requerida para lograr la conversión de oxígeno constante. La selectividad de CO2 de 7.35% obtenida con este ejemplo es sustancialmente más baja que la que se obtiene usualmente con catalizadores de paladio-oro de 7 mm preparados de manera similar que no contienen acetato cúprico. Se encontró que un catalizador de 7 mm Pd/Au libre de acetato cúprico y preparado como se describe para el ejemplo 1 , presentó una selectividad de CO2 de aproximadamente 9.3% y una actividad de aproximadamente 2.2.
Claims (10)
1.- Un método para la producción de acetato de vinilo mediante reacción de etileno, oxígeno y ácido acético que comprende impregnar un soporte poroso que contiene depósitos de cantidades catalíticamente efectivas de paladio y oro metálicos, con una solución de acetato cúprico, caracterizado además porque el soporte poroso se prepara mediante pasos que comprenden impregnar un soporte poroso con una solución acuosa de una sal de paladio soluble en agua, fijar dicho paladio como un compuesto no soluble en agua mediante reacción con un compuesto alcalino apropiado, posteriormente impregnar el catalizador con una solución de una sal de oro soluble en agua, fijar el oro en la solución presente en esta última impregnación haciendo reaccionar la sal soluble en agua disuelta en dicha solución con un compuesto alcalino apropiado para precipitar un compuesto de oro no soluble en agua, y reducir a su estado metálico los compuestos de paladio y oro no solubles en agua presentes en el catalizador.
2.- Un método para la producción de acetato de vinilo mediante reacción de etileno, oxígeno y ácido acético que comprende impregnar un soporte poroso que contiene depósitos de cantidades catalíticamente efectivas de paladio y oro metálicos, con una solución de acetato cúprico, caracterizado además porque el soporte poroso se prepara mediante pasos que comprenden impregnar el soporte con una solución de una cantidad de sal de paladio soluble en agua que contiene todo el paladio elemental deseado en el catalizador terminado y una cantidad de sal de oro soluble en agua que contiene solamente parte del oro elemental deseado en el catalizador terminado, fijar el paladio y oro en esta última solución como compuestos no solubles en agua dando vueltas al y/o revolviendo el soporte impregnado a la vez que se sumerge en una solución de un compuesto alcalino apropiado, reducir el paladio y oro fijos a su estado metálico, impregnar el catalizador con otra solución de una cantidad de sal de oro soluble en agua de manera que la cantidad total de oro elemental en el catalizador sea igual a aquélla deseada en el catalizador terminado, esta última solución contiene también una cantidad de compuesto alcalino apropiado suficiente para fijar el oro agregado como un compuesto no soluble en agua, y reducir el oro agregado fijo a su estado metálico.
3.- El método de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque dicha impregnación es tal que el acetato cúprico depositado en el catalizador impregnado contiene aproximadamente 0.3 a aproximadamente 5.0 gramos de cobre elemental por litro de catalizador.
4.- El método de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque dicho acetato cúprico contiene aproximadamente 0.5 a aproximadamente 3.0 gramos de cobre elemental por litro de catalizador.
5.- El método de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque dicho soporte poroso contiene aproximadamente 1 a aproximadamente 10 gramos de paladio, y aproximadamente 0.5 a aproximadamente 10 gramos de oro por litro de catalizador, siendo la cantidad de oro de aproximadamente 10 a aproximadamente 125% en peso con base en el peso del paladio.
6.- El método de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque dicha solución de acetato cúprico contiene también un acetato de metal alcalino disuelto.
7.- El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque dicho acetato de metal alcalino es acetato de potasio el cual se deposita en el catalizador en una cantidad de aproximadamente 10 a aproximadamente 70 gramos/litro de catalizador.
8.- Un procedimiento para la producción de acetato de vinilo mediante reacción de etileno, oxígeno y ácido acético como reactivos que comprende poner en contacto dichos reactivos con un catalizador que comprende un soporte poroso en cuyas superficies porosas se depositan cantidades catalíticamente efectivas de paladio y oro metálicos, y acetato cúprico.
9.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque dicho acetato cúprico se deposita en el catalizador en una cantidad que contiene aproximadamente 0.3 a aproximadamente 5.0 gramos de cobre elemental por litro de catalizador.
10.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque el cobre elemental contenido en dicho acetato cúprico es aproximadamente 0.5 a aproximadamente 3.0 gramos por litro de catalizador. 1 1.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque dicho catalizador contiene aproximadamente 1 a aproximadamente 10 gramos de paladio, y aproximadamente 0.5 a aproximadamente 10 gramos de oro por litro de catalizador, siendo la cantidad de oro de aproximadamente 10 a aproximadamente 125% en peso con base en el peso del paladio. 12.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque dicho catalizador contiene también un depósito de un acetato de metal alcalino. 13.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque un acetato de metal alcalino es alimentado a la reacción junto con dichos reactivos. 14.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque dicho acetato de metal alcalino es acetato de potasio el cual es alimentado a la reacción en una cantidad de aproximadamente 1 ppm a aproximadamente 100 ppm con base en el peso del ácido acético empleado. 15.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque acetato cúprico en una cantidad que provee aproximadamente 10 ppb a aproximadamente 50 ppm de cobre elemental con base en el peso del ácido acético, es alimentado a la reacción junto con dichos reactivos. 16.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque un compuesto de cobre que no contiene halógeno es alimentado a la reacción junto con dichos reactivos. 17.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque dicho compuesto de cobre que no contiene halógeno es acetato cúprico.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08959897 | 1997-10-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| MXPA00004132A true MXPA00004132A (es) | 2001-06-26 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6015769A (en) | Vinyl acetate catalyst comprising metallic palladium, gold and copper supported on a carrier and prepared with potassium aurate | |
| EP1091802B1 (en) | Vinyl acetate catalyst comprising metallic palladium and gold prepared with potassium aurate | |
| AU736524B2 (en) | Vinyl acetate production using a catalyst comprising palladium, gold, copper and any of certain fourth metals | |
| EP0986433B1 (en) | A catalyst comprising palladium and gold deposited on a a copper containing carrier for the production of vinyl acetate | |
| CA2306788C (en) | A process for preparing vinyl acetate utilizing a catalyst comprising palladium, gold, and any of certain third metals | |
| EP1027153B1 (en) | Vinyl acetate catalyst comprising metallic palladium and gold, and cupric acetate | |
| MXPA00004132A (es) | Catalizador de acetato de vinilo que comprende paladio y oro metalicos y acetato cuprico | |
| AU762149B2 (en) | Vinyl acetate catalyst comprising palladium, gold, copper and any of certain fourth metals | |
| MXPA99011182A (es) | Catalizador de acetato de vinilo que comprende paladio y oro depositados sobre un portador que contiene cobre |