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DE1667212C3 - Process for reactivating alkali-activated palladium catalysts - Google Patents

Process for reactivating alkali-activated palladium catalysts

Info

Publication number
DE1667212C3
DE1667212C3 DE19681667212 DE1667212A DE1667212C3 DE 1667212 C3 DE1667212 C3 DE 1667212C3 DE 19681667212 DE19681667212 DE 19681667212 DE 1667212 A DE1667212 A DE 1667212A DE 1667212 C3 DE1667212 C3 DE 1667212C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
alkali
catalyst
vinyl acetate
alkaline earth
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19681667212
Other languages
German (de)
Inventor
Franklyn David Cincinnati Ohio Miller (V.StA.)
Original Assignee
National Distillers and Chemical Corp, New York, N.Y. (V.StA.)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Distillers and Chemical Corp, New York, N.Y. (V.StA.) filed Critical National Distillers and Chemical Corp, New York, N.Y. (V.StA.)
Application granted granted Critical
Publication of DE1667212C3 publication Critical patent/DE1667212C3/en
Expired legal-status Critical Current

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reak.ivieren von Palladiumkatalysatoren, die bei der Herstellung ungesättigter Ester, insbesondere Vinylacetat a5 aus Aihylen, Sauerstoff und Essigsäure, eingesetztThe invention relates to a process for reactivating palladium catalysts which are used in the production of unsaturated esters, in particular vinyl acetate a5, from ethylene, oxygen and acetic acid

Die Herstellung von Vinylacetat aus Äthylen und Essigsäure durch katalytisch Oxidation mit Sauerstoß erfolgt entweder in Flüssigphase oder in Dampfphase. Als Katalysator wird unter anderen Palladium vervvendet, dessen Einsatz jedoch Probleme ergibt. Man hat zwar die Ausbeute an Vinylacetat durch Aktivierung des Palladiums mit Natriumacetat e.-höht, aber trotzdem sinkt die Aktivität des Katalysators im technischen Betrieb sehr schnell ab. So wird in BE-PS 66 465 eine Lebenszeit des Pd-Katalysators von nur 40 Stunden genannt.The production of vinyl acetate from ethylene and acetic acid by catalytic oxidation with oxygen takes place either in liquid phase or in vapor phase. Palladium is used as a catalyst, among other things used, but its use gives rise to problems. It is true that the vinyl acetate yield has been achieved Activation of the palladium with sodium acetate increases, but the activity of the catalyst still decreases very quickly in technical operation. So in BE-PS 66 465 a lifetime of the Pd catalyst named after only 40 hours.

Zahlreiche Vorschläge sind bekanntgeworden, um die Beständigkeit und die Einsatzdauer des Katalysators zu erhöhen. Vor kurzem wurde gefunden, daß ein Zusatz von Gold die Einsatzdauer und Beständigkeit des Katalysators erheblich erhöht und auch die Ausbeute an Vinylacetat erhöht. Die Goldmenge im Katalysator kann von etwa 5 bis 80% vom Gesamtgewicht der Metalle reichen und beträgt vorzugsweise etwa 5 bis 20 Gew.-»/«. Der Pd- oder der Pd-Au-Katalysator kann auf einem Träger eingesetzt werden Vor seinem Einsatz wird er gewöhnlich durch Zusatz einer kleineren Menge eines Alkali- oder Erdalkalisaizes einer organischen oder anorganischen Säure voraktiviert. Aber trotz aller dieser Maßnahmen hat sich bei der Synthese von ungesättigten Estern ein deutliches Absinken der Katalysatoraktivität bei längerer Einsatzzeit nicht vermeiden lassen. Der genaue Grund für diesen Aktivitätsverlust ist zwar noch nicht voll geklärt, aber es wird angenommen, daß sich anorganische oder organische Verunreinigungen des Ausgangsgutes auf dem Katalysator abscheiden und diesen mit metallischen, aus Korrosionsprodukten stammenden Verunreinigungen vergiftcn. Unabhängig davon aber, was der Grund für einen solchen Verlust an Katalysatoraktivität ist, verbietet sich diese Erscheinung für ein großtcchnisches Verfahren.Numerous proposals have become known about the stability and service life of the catalyst to increase. Recently it was found that the addition of gold increases the service life and durability of the catalyst is increased significantly and the vinyl acetate yield is also increased. The amount of gold in Catalyst can range from about 5 to 80 percent by total weight of the metals and is preferably about 5 to 20% by weight. The Pd or the Pd-Au catalyst can be used on a carrier Before it is used, it is usually prepared by adding a small amount of an alkali or alkaline earth metal preactivated with an organic or inorganic acid. But despite all these measures In the synthesis of unsaturated esters, there has been a significant drop in catalyst activity can not be avoided for longer periods of use. The exact reason for this loss of activity is Although not fully understood, it is believed that there are inorganic or organic impurities of the starting material on the catalyst and this with metallic, from corrosion products poison originating impurities. Regardless of what the reason for such a loss of catalyst activity, this phenomenon is ruled out for a large-scale Proceedings.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zu entwickeln, um die bei der Vinylacetatherstellung ^ ejner njch( oxidierendcn wäßngen alkaJisehen Lösung zu reaktivieren, aber bei diesem Verfahren handelt es sich um die Behandlung von Katalysatoren die bei dem Anthrachinonverfahren ?.ur Herstellung von Wasserstoffperoxid eingesetzt _worden waren. Die Einsatzbedingungen d.c chen sehe Umgebung und d.e BeansprudHing des 1Ka ysauThe invention is therefore based on the object to develop a simple and economic process in order to reactivate in vinyl acetate ^ Ejner NJCH (oxidierendcn w AESS n s alkaJisehen solution, but in this method is the treatment of catalysts in which The anthraquinone process had been used for the production of hydrogen peroxide

sind jedoch von denen bei der V;n^ac^thers'ellun8 so unterschiedlich, daß sich aus diesem Stand der Technik keine Schlüsse auf den Gege,jstand der Erfindung ziehen lassen Das g* ™<* fur den Vorschlag, die be, der Wassers;o^P^°^Jerstellung verbrauchten Katalysatoren mit insbesondere flussigern Ammoniak zu reaktivieren, ganz abgesehen davon, daß bei der erhndungsgemaßen Reaklivierung geringe Mengen der zur Reaktiyicrung eingesetzten Alkali- oder Erdalkal.salze auf dem Katalysator verbleiben. Technisch wichtig ist auch bei dem Verfahren der Erfindung, daß die notwendige Dauer der Reaktivierungsbehandlung optisch mit größter Einfachheit kontrolliert werden kann. — Auch die eingangs erwähnte, vor dem ersten Einsatz des Pd-Katalysators erfolgende Voraklivierung mit Alkali- oder Erdalkaliacetatlösungen legte das erfindungsgemäße Verfahren nicht nahe, denn die Probleme der Verschmutzung und Desaklivierung treten erst im Einsatz auf.are, however, of those at the V; n ^ ac ^ thers ' ellun 8 so different that no conclusions about the subject matter of the invention can be drawn from this state of the art. o ^ P ^ ° ^ J ers tellung reactivating spent catalysts with particular flussigern ammonia, quite apart from the fact that remain with the erhndungsgemaßen Reaklivierung small amounts of the alkali used for Reaktiyicrung Erdalkal.salze or on the catalyst. In the process of the invention it is also technically important that the necessary duration of the reactivation treatment can be checked optically with the greatest simplicity. - Even the preactivation with alkali or alkaline earth acetate solutions mentioned at the outset, which takes place before the first use of the Pd catalyst, did not suggest the process of the invention, because the problems of contamination and deactivation only arise during use.

Die erfindungsgemäße Reaktivierungsbehandlung wird im allgemeinen bei Umgebungstemperatur und -druck durchgeführt. Die von der anfanglichen Waschbehandlung abfließende Flüssigkeit ist recht dunkel gefärbt, und die Behandlung wird im allgemeinen fortgesetzt, bis der Abfluß entweder im wesentlichen farblos ist oder eine sehr helle Slrohfarbe hat. Wenn die Katalysatorschicht in der alkahsehen Lösung getränkt wird, fuhrt man die Trankung etwa 1A bis 4, vorzugsweise etwa V. bis I Stunde, durch. Nach beendeter Behandlung läßt man die Flüssigkeit von der Katalysatorschicht ablaufen und dampft das Wasser bei erhöhter Temperatur im Bcreich von etwa 60 bis 200° C im Strom eines inerten Gases, wie Stickstoff oder Argon, ab. Man kann auch die verbrauchte Katalysatoi schicht vor der Anwendung der obigen Reaktivierungsbehandlung mit entionisiertem oder destilliertem Wasser vorwaschen. Das Verfahren gemäß der Erfindung schließt im übrigen die Anwendung anderer Behandlungen, z. B. Waschen mit organischen oder anorganischen Lösungsmitteln oder Läsungen, vor der Reaktivierung nicht aus.The reactivation treatment according to the invention is generally carried out at ambient temperature and pressure. The effluent from the initial washing treatment is quite dark in color and treatment is generally continued until the effluent is either substantially colorless or a very light gray color. When the catalyst layer is soaked in the alkali solution, the soaking is carried out for about 1 A to 4 hours, preferably about one to one hour. After the treatment has ended, the liquid is allowed to run off the catalyst layer and the water is evaporated at an elevated temperature in the range from about 60 to 200 ° C. in a stream of an inert gas such as nitrogen or argon. The used catalyst layer can also be prewashed with deionized or distilled water before the above reactivation treatment is applied. The method according to the invention also includes the use of other treatments, e.g. B. washing with organic or inorganic solvents or solutions, before reactivation is not off.

Die alkalische Komponente der Reaktivierungs- aktivierung können die gleichen Alkali- oder Erd-The alkaline component of the reactivation activation can be the same alkali or earth

lösung ist ein Alkali- oder Erdalkalisalz einer orga- alkaliverbindungen wie für die Reaktivierung einge-solution is an alkali or alkaline earth salt of an organic alkali compound as used for reactivation

nischen Saure, ein Alkali- oder Erdalkalihydroxid setzt werdennic acid, an alkali or alkaline earth metal hydroxide

oder Gemisch derselben. Als besonders wertvoll Die Estersynthese wird im allgemeinen bei einer haben sich die Alkali- oder Erdalkalisalzc von 5 Temperatur zwischen etwa Ü und 350° C und vorschwachen organischen Carbonsäuren mit ■> 's zugsw.ise von etwa 50 bis 250° C und bei Drücken 18 Kohlenstoffatomen erwiesen. In verschic ,n im Bereich von etwa 1 bis 105 at und vorzugsweise Fällen hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, dem bei einem Druck im Bereich von etwa 1 bis 18 at Salz der organischen Saure beim Ansetzen der alka- durchgeführt. Für die Reaktivierung sind jedoch „sehen Losung ein Alkali- oder Erdalkaühydroxid 10 weder die Temperatur- noch die Druckbedingungen einzumischen. Man kann auch das Alkali- oder Erd- entscheidend.or a mixture of these. The particularly valuable Estersynthese is generally conducted at a have the alkali metal or Erdalkalisalzc of 5 Ü temperature between about 350 ° C and vorschwachen organic carboxylic acids with ■> 's zugsw.ise of about 50 to 250 ° C and at pressures of 18 Carbon atoms proved. In various cases in the range from about 1 to 105 atm and preferably in cases it has also proven to be advantageous to carry out the salt of the organic acid when preparing the alkali at a pressure in the range from about 1 to 18 atm. For the reactivation, however, “if the solution is an alkali or alkaline earth hydroxide 10, neither the temperature nor the pressure conditions have to be mixed in. One can also choose the alkali or earth crucial.

alkalihydroxid allein einsetzen oder mit einer alka- Die zu reaktivierenden Katalysatoren können all-Use alkali hydroxide alone or with an alkali The catalysts to be reactivated can all-

lischen, das Hydroxid enthaltenden Lösung in Ver- gemein bei der Vinylierung von Alkenen mit 2 bisLischen, the hydroxide-containing solution in common in the vinylation of alkenes with 2 to

bindung mit einer anderen alkalischen Lösung in 18 Kohlenstoffatomen, z.B. Äthylen, Propylen,bond with another alkaline solution in 18 carbon atoms, e.g. ethylene, propylene,

aufeinanderfolgenden Stufen reaktivieren. Als bevor- 15 Buten-1, Buten-2, Isobutylen, Octadecen-1, Penten-2,reactivate successive levels. As preferred 15 butene-1, butene-2, isobutylene, octadecene-1, pentene-2,

zugte alkalische Bestandteile haben sich Natrium-, Penten-3, zur Herstellung der entsprechenden unge-added alkaline constituents have sodium, pentene-3, for the production of the corresponding un-

Lithium- und Kaliumsalze oder -hydroxide erwiesen, sättigten Ester eingesetzt werden. Weitere BeispieleLithium and potassium salts or hydroxides have been shown to be used in saturated esters. Further examples

und insbeeonders arbeitet man mit Natriumsalzen. für geeignete ungesättigte Kohlenwasserstoffe sindand in particular one works with sodium salts. for suitable unsaturated hydrocarbons

wie Natriumacetat, -borat, -phosphat und -tartrat, Butadien, Styrol, p-Chlorstyrol, Allylacetat, AHyI-such as sodium acetate, borate, phosphate and tartrate, butadiene, styrene, p-chlorostyrene, allyl acetate, AHyI-

wie auch Natriumhydroxid und Gemischen der- 20 benzol, Äthylacrylat und Hexadien-1,5, wie auchas well as sodium hydroxide and mixtures of benzene, ethyl acrylate and 1,5-hexadiene, as well

selben. Mischungen einer oder mehrerer dieser Verbindungen.the same. Mixtures of one or more of these compounds.

Allgemein sind Reaktivierungssalze geeignet, deren Als organische Säure wird bei dem VerfahrenIn general, reactivation salts are suitable, the organic acid of which is used in the process

wäßrige Lösungen einen pH-Wert von über etwa 7 gemäß der Erfindung vorzugsweise Essigsäure ein-aqueous solutions have a pH of about 7 according to the invention, preferably acetic acid

haben oder deren Ionisationskonstante unter 10"' gesetzt. Man kann aber auch mit anderen Säurenor have their ionization constant set below 10 "'. You can also use other acids

liegt. Als Anionen können z. B. Citrat, Acetat, Borat, 25 arbeiten, z. B. Ameisen-, Chloressig-, Phenylessig-,located. As anions, for. B. citrate, acetate, borate, 25 work, e.g. B. ant, chloroacetic, phenyl acetic,

Phosphat, Tartrat, Benzoat, Aluminat und der- Propion-, Isobutter-, Benzoe-, 4-Methylbenzoe-,Phosphate, tartrate, benzoate, aluminate and the propion, isobutter, benzoin, 4-methylbenzoe,

gleichen verwendet werden. Halogenide sollen ver- Laurin-, Paimitin-, Stearinsäure und deren Mischun-same can be used. Halides are said to be lauric, paimitic, stearic acid and their mixtures

mieden werden, da sie die Synthese nachteilig be- gen. Der von der organischen Säure gebildete Reak-be avoided because they adversely affect the synthesis. The reaction formed by the organic acid

einfiussen. tionsteilnehmer kann die Formel R'COOH haben,in fl uence. tion participant can have the formula R'COOH,

Die Konzentration des Alkali- oder Erdalkalisalzes 30 worin R' Wasserstoff oder einen substituierten oderThe concentration of the alkali or alkaline earth salt 30 wherein R 'is hydrogen or a substituted or

oder -hydroxides in der alkalischen Lösung kann unsubsiituierten, verzweigten oder geradkettigen, ali-or hydroxides in the alkaline solution can be unsubstituted, branched or straight-chain, ali-

über einen breiten Bereich von etwa 0,25 bis phatischen, cycloaliphatischen oder aromatischenover a broad range from about 0.25 to phatic, cycloaliphatic, or aromatic

30Gew.-% variieren und beträgt vorzugsweise etwa Rest mit etwa 1 bis 17 Kohlenstoffatomen, vorzugs-30% by weight vary and is preferably about the remainder with about 1 to 17 carbon atoms, preferably

0,25 bis 10%. Auch die eingesetzte Menge der alka- weise 1 bis 10 Kohlenstoffatomen im Molekül be-0.25 to 10%. The amount of alkali 1 to 10 carbon atoms used in the molecule is also

lischen Lösung ist nicht entscheidend und kann von 35 deutet.ical solution is not critical and may vary from 35 points.

etwa 0,1 bis 10 1/350 g Katalysator reichen. Vorzugs- Die Reaktivierung gemäß der Erfindung wird einweise jedoch arbeitet man mit ungefähr 1 1 einer geleitet, indem man die Synthese abbricht und TemlO°/oigen Alkalisalz- oder Alkalihydroxid-Lösung auf peratur und Druck auf Umgebungsbedingungen, vor-35Og Katalysator. zugsweise etwa 20 bis 100° C und etwa 0 bis 1 atü,about 0.1 to 10 1/350 g of catalyst range. Preferential reactivation according to the invention is wise however, one works with about 1 liter of one passed by terminating the synthesis and using TemlO% Alkali salt or alkali hydroxide solution to temperature and pressure to ambient conditions, before-35Og Catalyst. preferably about 20 to 100 ° C and about 0 to 1 atm,

Der Einsatz von Palladiummetall oder eines eine 40 herabsetzt. Hierauf wird eine der beiden oben erKombination von Palladium- und Goldmetall ent- örterten Arbeitsweisen angewandt. Man kann die haltenden Katalysators wird bei der Herstellung von Reaktionsvorrichtung mit der alkalischen Lösung Vinylacetat bevorzugt. fluten und diese im Reaktor etwa 15 bis 60 Minuten,The use of palladium metal or a 40 lowers it. Then one of the two above is combined Working methods removed from palladium and gold metal. You can holding catalyst is used in the preparation of reaction device with the alkaline solution Vinyl acetate preferred. flood and this in the reactor for about 15 to 60 minutes,

Die Katalysatoren können auf einem inerten Trä- vorzugsweise etwa 15 bis 30 Minuten zur TränkungThe catalysts can be impregnated on an inert carrier, preferably for about 15 to 30 minutes

ger eingesetzt werden. Man kann den Katalysator 45 belassen, dann im wesentlichen alle freie Flüssig-ger can be used. You can leave the catalyst 45, then essentially all free liquid

auch auf der Wandung der Reaktionsvorrichtung, auf keit ablaufen lassen und die Behandlung wiederholen,also on the wall of the reaction device, let it run off and repeat the treatment,

Glasperlen usw. abscheiden oder ihn in einer Wirbel- bis die erforderliche Menge an alkalischer LösungSeparate glass beads etc. or place it in a vortex until the required amount of alkaline solution

schicht oder im Gemisch mit inerten Feststoffen ein- eingesetzt worden ist oder bis die abgezogene Flüs-layer or in a mixture with inert solids has been used or until the withdrawn liquid

setzen, um eine Verstopfung der Reaktionsvorrich- sigkeit im wesentlichen farblos ist oder eine sehrclogging of the reaction device is essentially colorless or very

tung zu verhindern. Besonders gute Ergebnisse wer- 50 helle Strohfarbe hat. Nach der anderen Arbeitsweiseprevention. The light straw color is particularly good. According to the other way of working

den erhalten, wenn der Katalysator auf einen inerten wird die alkalische Lösung kontinuierlich oder inter-the obtained when the catalyst is on an inert, the alkaline solution is continuous or inter-

Träger aufgebracht ist. Als Träger werden insbeson- mittierend durch die Katalysatorschicht gepumpt, bisCarrier is applied. As carriers are in particular pumped through the catalyst layer until

dere Aluminiumoxid oder Gemische von Barium-, die obengenannten Bedingungen erreicht sind. Dietheir aluminum oxide or mixtures of barium, the above conditions are achieved. the

Strontium- oder Calciumcarbonaten mit Silicium- allgemeine Lehre der Erfindung besteht jedoch inStrontium or calcium carbonates with silicon- general teaching of the invention, however, consists in

dioxid-Aluminiumoxid bevorzugt. 55 der Behandlung von aklivitätsgemindertem oder ver-dioxide-alumina preferred. 55 the treatment of impaired or impaired

Bei der Estersynthese brauchen im allgemeinen brauchten! Katalysator mit einer alkalischen Lösung nur katalytische Mengen der Katalysatoren eingesetzt zwecks Reaktivierung auf technisch akzeptable zu werden. Der Metallgesamtgehalt des Katalysators Werte, und weder die spezielle Methode des Zukann von etwa 0,1 bis 5°/o vom Gewicht des inerten sammenbringens des Katalysators mit der alkalischen Trägers reichen und beträgt vorzugsweise etwa 0,5 60 Lösung noch die Erläuterung der Katalysator-Reakbis 2 Gew.-°/o. tivierung sind für die Erfindung entscheidend.In the ester synthesis need in general needed! Catalyst with an alkaline solution only catalytic amounts of the catalysts used for reactivation to technically acceptable to become. The total metal content of the catalyst values, and neither the special method of the zucann from about 0.1 to 5% by weight of the inert contacting of the catalyst with the alkaline The carrier is sufficient and is preferably about 0.5 60 solution and the explanation of the catalyst reaction 2% by weight activation are crucial for the invention.

Der Katalysator kann, wie oben erörtert, vor sei- Der reaktivierte Katalysator kann nach der Benem Einsatz mit einer kleineren Menge eines Alkali- handlung mit der alkalischen Lösung einer Schlußoder Erdalkalihydroxides oder -salzcs einer organi- waschung mit destilliertem oder entionisiertem Wasschctt oder anorganischer. Säure voraktiviert werden. 65 ser unterworfen werden. Der auf diese Weise behan-Die zügesuzte Aktivatormenge kann von etwa 20 bis delte Katalysator wird dann durch eine Spülung mit lOOÖVo vom Gesamtgewicht des Metalls reichen und einem inerten Gas, ζ. B. Stickstoff, bei den bei der beträgt vorzugsweise etwa 50 bis 250 u/0. Für die Vor- Estersynthese angewandten Temperaturen getrocknet.The catalyst can, as discussed above, be The reactivated catalyst can after use with a smaller amount of an alkali treatment with the alkaline solution of a final or alkaline earth hydroxide or salt of an organic wash with distilled or deionized water or inorganic. Acid are preactivated. 65 ser. The amount of activator treated in this way can range from about 20 to the delte catalyst by flushing with 100,000 of the total weight of the metal and an inert gas, ζ. B. nitrogen, in the case of is preferably about 50 to 250 u / 0 . Dried temperatures used for the pre-ester synthesis.

Die folgenden Ausführungsformen dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.The following embodiments serve to further explain the invention.

Beispiel 1example 1

A) In einer 2,5 X 91,4 cm Reaktionsvorrichtung zur Herstellung von Vinylacetat aus Essigsäure, Äthylen und Sauerstoff in der Dampfphase wurden 340 g mit Natriumacetat voraktivierter Pd-auf-Aluminiumoxid-Katalysator eingesetzt. Nach 500stündigem Einsatz im Temperaturbereich von 143 bis 152° C und Druckbereich von 2,5 bis 6,0 atü verminderte sich die Bildungsgeschwindigkeit des Vinylacetats von 7 auf 2 kg/kg Pd/Stunde.A) In a 2.5 X 91.4 cm reaction device for Production of vinyl acetate from acetic acid, ethylene and oxygen in the vapor phase were 340 g with Sodium acetate preactivated Pd-on-aluminum oxide catalyst used. After 500 hours of use decreased in the temperature range from 143 to 152 ° C and pressure range from 2.5 to 6.0 atm the rate of formation of vinyl acetate from 7 to 2 kg / kg Pd / hour.

Zur Reaktivierung wurde dann durch die Katalysatorschicht 1 1 einer lOVoigen wäßrigen Natriumacetat-Lösung in aliquoten 5-200-ml-Anteilen hindurchgeleitet. 200 ml der Lösung wurden von der Schicht festgehalten. Die Schicht wurde nun unter einem Stickstoffstrom bei 135" C getrocknet. Nach kurzer Synihesezeit stieg die Bildungsgeschwindigkeit von 2 auf 7,5 kg Vinylacetat/kg Pd/Std.For reactivation, 1 liter of 10% aqueous sodium acetate solution was then passed through the catalyst layer passed in 5-200 ml aliquots. 200 ml of the solution were from the Shift held. The layer was then dried under a stream of nitrogen at 135 "C. After With a short synthesis time, the rate of formation rose from 2 to 7.5 kg vinyl acetate / kg Pd / hour.

B) Nach 270stündigem Betrieb bei 146° C und 6,0 atü nahm die Bildungsgeschwindigkeit von 7,5 auf 4,7 kg Vinylacetat/kg Pd/Std. ab. Durch Wiederholung der Reaktivierung von A wurde die Bildungsgeschwindigkeit auf 13 kg Vinylacetat/kg Pd/Sld. erhöht. B) After 270 hours of operation at 146 ° C. and 6.0 atm, the rate of formation decreased from 7.5 to 4.7 kg vinyl acetate / kg Pd / hour. away. By repeating the reactivation of A, the formation rate became to 13 kg vinyl acetate / kg Pd / Sld. elevated.

Beispiel 2Example 2

In einer 2,5X76,2 cm Reaktionsvorrichtung zur Erzeugung von Vinylacetat aus Äthylen, Sauerstoff und Essigsäure in der Dampfphase wurden 113g eines mit Natriummetaborat voraktivierten Pd/Auauf-Ailuminiumoxid-Katalysators eingesetzt. Nach 350stündigem Betrieb bei 125° C, 3,5 ata und einem Beschickungsverhältnis von Äthylen zu O2 zu Essigsäure (C2H4ZCH3COOH) von 9: '/2 fiel die'Geschwindigkeit der Vinylacetatbildung von dem Ausgangswert von 9,0 kg Vinylacetat/kg Pd/Std. auf einen Wert von 6,5 bis 7,0 Die Gutzufuhr wurde an diesem Punkte abgebrochen, und die Katalysatorschicht wurde mit einer Argonspülung auf 60 bis 8ü° C abcekühlt worauf die Schicht mit einer wäßrigen Lösung von 10 Vn Na.,B.,O4 · 8 H2O + 0,25 <■/„ NaOH gewaschen wurde. D'ie Waschlösung wurde zum Waschen mit 8 bis 10 ml/Min, in den Reaklorausgang eingepumpt, während die abfließende Waschlösung am Reaktoreingang gesammelt wurde. Insgesamt wurde 1 1 Waschlösung eingesetzt, und die Schicht wurde vor dem Einpumpen der letzten 100 ml 30 Minuten der Tränkung überlassen. Die Schicht wurde schließlich unter einem Argonstrom getrocknet. Nach kurzer Konditionierung stieg die Bildungsgeschwindigkeit auf 8,5 kg Vinylacetat/kg Pd/Std.In a 2.5 × 76.2 cm reaction device for generating vinyl acetate from ethylene, oxygen and acetic acid in the vapor phase, 113 g of a Pd / Au-aluminum oxide catalyst preactivated with sodium metaborate were used. After 350 hours of operation at 125 ° C., 3.5 ata and a feed ratio of ethylene to O 2 to acetic acid (C 2 H 4 ZCH 3 COOH) of 9: 1/2, the rate of vinyl acetate formation fell from the initial value of 9.0 kg vinyl acetate / kg Pd / hour to a value of 6.5 to 7.0 The material supply was interrupted at this point, and the catalyst layer was cooled to 60 to 80 ° C. with an argon flush, whereupon the layer was treated with an aqueous solution of 10 V n Na., B., O 4 · 8 H 2 O + 0.25 <■ / “NaOH. The washing solution was pumped into the reactor outlet for washing at 8 to 10 ml / min, while the washing solution which ran off was collected at the reactor inlet. A total of 1 liter of washing solution was used and the layer was left to soak for 30 minutes before the last 100 ml were pumped in. The layer was finally dried under a stream of argon. After a short conditioning, the rate of formation rose to 8.5 kg vinyl acetate / kg Pd / hour.

Beispiel 3Example 3

Bei der Vinylacetat-Herstellung mit Teeren verunreinigte Katalysatoren (2% Pd, 0,31Vo Au auf Aluminiumoxid als Träger) wurden wie folgt regenerier!. 12-g-Posten des aktivitätsgeminderten Katalysators wurden in Glasrohre von 1,9 cm Außendurchmesser eingegeben, auf Glaswolle gebettet und mit der Waschlösung nach der Tabelle bedeckt, 15 Minuten stehen gelassen und dann bei Raumtemperatur gewaschen, indem periodisch 10 bis 20 ml Lösung vom Rohrboden entnommen wurden, während am Kopf frische Lösung zugegeben wurde. Das Waschen wurde fortgesetzt, bis die abströmende Flüssigkeit klar war oder eine sehr helle Strohfärbung zeigte. Nach Beendigung des Waschvorganges und Ablaufenlassen der Katalysatorschichten wurde zur Entfernung von überschüssigem Wasser Stickstoff mit Temperatur von bis zu etwa 140° C hindurchgeführt. Zur Bestimmung der Aktivität im trockenen Zustand bei der Vinylacetat-Synthese wurde eine Mischung von 15% O., in C0H4, in Essigsäure bei 7O0C gesättigt, mit 1,5 1/Std. über jeweils 10 g des auf 140° C gehaltenen Katalysators geleitet.Catalysts contaminated with tars during vinyl acetate production (2% Pd, 0.3 1 Vo Au on aluminum oxide as a carrier) were regenerated as follows. 12 g items of the reduced activity catalyst were placed in glass tubes 1.9 cm in outer diameter, bedded on glass wool and covered with the washing solution according to the table, allowed to stand for 15 minutes and then washed at room temperature by periodically removing 10 to 20 ml of solution from the tube bottom were removed while fresh solution was added at the top. Washing was continued until the effluent was clear or a very light straw color. After the washing process had ended and the catalyst layers had run off, nitrogen at a temperature of up to about 140 ° C. was passed through to remove excess water. To determine the activity in the dry state in the vinyl acetate synthesis, a mixture of 15% O., in C 0 H 4 , in acetic acid was saturated at 70 0 C, at 1.5 1 / hour. passed over 10 g of the catalyst kept at 140 ° C. in each case.

Versuchattempt Waschmethode (12 g Katalysator)
Waschlösung
Washing method (12 g catalyst)
Washing solution
Volumenvolume Zeit
Std.
time
Hours.
Millimol Vinylacetat
je Std. mit 10 g
Katalysator
2 Std. 24 Std.
Millimoles of vinyl acetate
per hour with 10 g
catalyst
2 hours 24 hours
5,55.5
AA. keinenone 4,64.6 6,26.2 BB. 5«/oCH3COONa5 «/ oCH 3 COONa 160160 22 4,84.8 7,27.2 O)O) (a) 5°/oCH3COONa
(b) 4VoCH3COONa
(a) 5% CH 3 COONa
(b) 4VoCH 3 COONa
150
150
150
150
22 6,46.4 8,08.0
D2)D 2 ) (a) 5 "/0CH3COONa
(b) 5 «/β NaOH
(c) 5«/oCH3COONa
(a) 5 "/ 0CH 3 COONa
(b) 5% / β NaOH
(c) 5% CH 3 COONa
60
120
50
60
120
50
22 7,57.5 8,08.0
EE. 2 % NaOH2% NaOH 200200 33 6,36.3

') Waschung mit (a) und (b) nacheinander;') Washing with (a) and (b) successively;

Waschung (b) mit Nalriumacetat-NaOH-Mischung. 2) Waschung mit (a), (b) und (c) nacheinander.Wash (b) with a mixture of sodium acetate and NaOH. 2 ) Wash with (a), (b) and (c) in succession.

B e i s η i e 1 4 65 Äthylen und Sauerstoff in der Dampfphase wurdenB is η ie 1 4 6 5 ethylene and oxygen in the vapor phase were

110 g eines mit Natriumacetat voraktivierten Pd/Äu-110 g of a Pd / Äu- preactivated with sodium acetate

A) In einer 2,5x76,2 cm Reaktionsvorrichtung auf-Aluminiumoxid-Katalysators bei 125 bis 142° C, zur Herstellung von Vinylacetat aus Essigsäure, 3,5 ata und einem molaren BeschickungsverhältnisA) In a 2.5x76.2 cm reaction device on alumina catalyst at 125 to 142 ° C, for the production of vinyl acetate from acetic acid, 3.5 ata and a molar feed ratio

von C2H4ZCH3COOH von 10: >/2 bis 7 : V* eingesetzt. Nach 1904stündigem Einsatz und vier vorangehenden Regenerier-Waschbehandlungen wurde der Katalysator mit einer Lösung von 10°/o Natriumacetat und 0,25 °/o Natriumhydroxid gewaschen, wozu die Waschlösung mit 7 bis 10 ml/Min, bei 60 bis 80° C in den Reaktorausgang eingepumpt und das abströmende Waschmedium am Reaktoreingang gesammelt wurde. Nachdem 600 ml Waschlösung verbraucht waren, wobei nach einem Verbrauch von 500 ml der Katalysator 30 Minuten getränkt wurde, war das abströmende Waschmedium klar. Dann wurde der Katalysator in einem Argonstrom getrocknet. Nach 24stündiger Konditionierung stieg die Vinylacetatbildung von 7,5 auf 3,5 kg Vinylacetat/kg Pd/Std.of C 2 H 4 ZCH 3 COOH from 10:> / 2 to 7: V * are used. After 1904 hours of use and four previous regeneration wash treatments, the catalyst was washed with a solution of 10% sodium acetate and 0.25% sodium hydroxide, for which the wash solution was poured into the water at 7 to 10 ml / min, at 60 to 80 ° C The reactor outlet was pumped in and the washing medium flowing out was collected at the reactor inlet. After 600 ml of washing solution had been consumed, with the catalyst being soaked for 30 minutes after 500 ml had been consumed, the washing medium flowing off was clear. Then the catalyst was dried in a stream of argon. After conditioning for 24 hours, the vinyl acetate formation rose from 7.5 to 3.5 kg vinyl acetate / kg Pd / hour.

B) Der gleiche Katalysator wurde nach 2523 Stunden erneut gewaschen, wobei die Arbeitsbedingungen mit der Abänderung gleich blieben, daß das molare Beschickungsverhältnis von Äthylen zu O2 zu Essigsäure 6:1:2 betrug. Das Waschen erfolgte in der gleichen Weise, und nach Einsatz von 700 ml Waschlösung bei 30 Minuten Tränkung der Katalysatorschicht nach dem Verbrauch von 600 ml war das abströmende Waschmedium klar. Nach dem Trocknen der Schicht in einem Argonstrom und einer 16stündigen Konditionierung stieg die Vinylacetatbildung von 7,3 auf 8,5 kg Vinylacetat/kg Pd/Std.B) The same catalyst was washed again after 2523 hours, the operating conditions remaining the same with the modification that the molar charge ratio of ethylene to O 2 to acetic acid was 6: 1: 2. Washing was carried out in the same way, and after using 700 ml of washing solution and soaking the catalyst layer for 30 minutes, after 600 ml had been consumed, the washing medium flowing off was clear. After drying the layer in a stream of argon and conditioning for 16 hours, the vinyl acetate formation rose from 7.3 to 8.5 kg vinyl acetate / kg Pd / hour.

C) In einer anderen Reaktoreinheit wurden 108 g eines Pd/Au-Katalysators insgesamt 309 Stunden, und zwar 88 Stunden mit reagenzreiner Essigsäure und 221 Stunden mit wiedergewonnener, destillierter Essigsäure im Beschickungsstrom bei 125 bis 127° C, 3,5 ata und einem molaren Beschickungsverhältnis von C2H4O2ZCH3COOH von 9,5 bis 8,8:·/« eingesetzt. Nach 309 Stunden fiel die Bildungsgeschwindigkeit auf 16,7 kg VinylacetatZkg PdZStd. ab, und die Schicht wurde wie unter A und B mit 100Zo Natriumacetat + 0,25 0Zo NaOH gewaschen. Nach Einsatz von 1 1 Waschlösung bei 30 Minuten Tränkung der Schicht nach dem Verbrauch von 800 ml war das abfließende Waschmedium klar. Nach Trocknen der Schicht in einem Argonstrom und 23stündiger Konditionierung stieg die Vinylacetatbildung von 6,7 auf 8,0 kg VinylacetatZkg Pd/Std.C) In another reactor unit, 108 g of a Pd / Au catalyst were a total of 309 hours, namely 88 hours with pure reagent acetic acid and 221 hours with recovered, distilled acetic acid in the feed stream at 125 to 127 ° C, 3.5 ata and one molar Charge ratio of C 2 H 4 O 2 ZCH 3 COOH of 9.5 to 8.8: · / «used. After 309 hours the rate of formation fell to 16.7 kg vinyl acetate Zkg PdZStd. and the layer was washed as under A and B with 10 0 Zo sodium acetate + 0.25 0 Zo NaOH. After using 1 l of washing solution and soaking the layer for 30 minutes after using up 800 ml, the washing medium which ran off was clear. After the layer had been dried in a stream of argon and conditioned for 23 hours, the vinyl acetate formation rose from 6.7 to 8.0 kg vinyl acetate Zkg Pd / hour.

Beispiel 5Example 5

113g Katalysator, der 511 Stunden bei einer Vinylacetat-Dampfphasensynthese bei 125 bis 137° C und 3,5 ata eingesetzt worden war, wurden bei 60 bis 80° C mit einer Lösung von lO°/o Natriumacetat + 0,250Zo Natriumhydroxid gewaschen, indem die Lösung mit 8 bis 10 mlZMin. in den Reaktorausgang113g catalyst 511 hours at a vinyl acetate-vapor-phase synthesis at 125 to 137 ° C and was used ata 3.5, were washed at 60 to 80 ° C with a solution of lO ° / o sodium acetate + 0.25 0 Zo sodium hydroxide by adding 8 to 10 ml of ZMin. into the reactor outlet

ao eingepumpt wurde. Das erste abströmende Gut war sehr dunkel gefärbt und begann sich nach 100 ml etwas aufzuhellen. Nach 1250 ml war das Waschmedium noch gefärbt, worauf die Schicht 20 Minuten der Tränkung überlassen wurde. Das nach dem Tränken ablaufende Gut war etwas dunkler als das letzte abströmende Waschmedium gefärbt. Der Katalysator wurde nun mit weiteren 300 ml gewaschen, wobei das Waschmedium sich klärte, aber noch eine gewisse Färbung aufwies.ao was pumped in. The first material flowing off was very dark in color and began to flow after 100 ml to lighten something. After 1250 ml the washing medium was still colored, after which the layer was 20 minutes was left to soak. The good that ran off after the watering was a little darker than that last outflowing washing medium colored. The catalyst was now washed with a further 300 ml, whereby the washing medium cleared, but still showed some color.

Nach Wiederbeginn der Synthese stieg die Vinylacetatbildung von 7,1 auf 9,3 kg VinylacetatZkg PdZStd.After the synthesis was restarted, the formation of vinyl acetate rose from 7.1 to 9.3 kg of vinyl acetate Zkg PdZStd.

Die obigen Werte zeigen den erheblichen Wirkungsgrad, mit dem die Reaktivierung erfolgt.The above values show the considerable efficiency with which the reactivation takes place.

709 647/31709 647/31

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zum Reaktivieren von mit Alkali aktivierten Pallad.umkataiysatoren fur die Herstellung von Vinylacetat aus Äthylen Essigsäure und Sauerstoff mit waßrig-alkahschen Mitteln, dadurch gekennzeichnet daß man den ene leduzierte Aktivität aufweisenden Palladiumkatalysator mit einer wäßrigen Lösung eines Alkali- oder Erdalkalisalzes einer schwachen organischen Carbonsäure oder mit Alkali- oder Erdalkalihydroxidlösungen oder Mischungen derselben wäscht und die Waschbehandlung fortsetzt, bis die abfließende Waschlösung hellstrohfarben bis farblos ist, und daß man anschließend Sefisrin einem strüm eines incrlen Process for reactivating alkali-activated Pallad.umkataiysatoren for the production of vinyl acetate from ethylene, acetic acid and oxygen with aqueous-alkali agents, characterized in that the reduced activity exhibiting palladium catalyst with an aqueous solution of an alkali or alkaline earth metal salt of a weak organic carboxylic acid or with alkali or alkaline earth metal hydroxide solutions or mixtures thereof and the washing treatment continues until the washing solution flowing off is light straw-colored to colorless, and that you then incrlen Sefisr in a streak of water Gases trocknet.Gas dries. verwendeten wertvollen Palladiumkatalysatoren ohne großen Aufwand und ohne Verlust wiederzugewinnen. . Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum von mit Alkali aktivierten Palladiumfür die Herstellung von Vinylacetat Essigsäure und Sauerstoff mit wäßrig-Mitieln, dadurch gekennzeichnet, daß nian "den' cine reduzierte Aktivität aufweisenden Palladiumkatalysator mit einer wäßrigen Lösung eines Alkali- oder Erdalkalisalzes einer schwachen organischen Carbonsäure oder mit Alkali- oder Erdalkalihydroxidlösungen oder Mischungen derselben wäscht und die Waschbehandlung fortsetzt, bis die abfließende Waschlösung hellstrohfarben bis farblos ist und daß man anschließend den Katalysator inused valuable palladium catalysts to recover with little effort and without loss. . The invention is a method for of alkali activated palladium for the manufacture of vinyl acetate Acetic acid and oxygen with aqueous Mitieln, characterized in that nian "the 'cine exhibiting reduced activity Palladium catalyst with an aqueous solution of an alkali or alkaline earth salt of a weak organic carboxylic acid or with alkali or alkaline earth metal hydroxide solutions or mixtures thereof washes and the washing treatment continues until the washing solution draining off is light straw-colored to colorless is and that you then the catalyst in
DE19681667212 1967-02-10 1968-02-09 Process for reactivating alkali-activated palladium catalysts Expired DE1667212C3 (en)

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