UA117916C2 - Попередник каталізатора на основі міді, спосіб його виробництва та спосіб гідрогенізації - Google Patents

Попередник каталізатора на основі міді, спосіб його виробництва та спосіб гідрогенізації Download PDF

Info

Publication number
UA117916C2
UA117916C2 UAA201503062A UAA201503062A UA117916C2 UA 117916 C2 UA117916 C2 UA 117916C2 UA A201503062 A UAA201503062 A UA A201503062A UA A201503062 A UAA201503062 A UA A201503062A UA 117916 C2 UA117916 C2 UA 117916C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
copper
based catalyst
range
reaction
stage
Prior art date
Application number
UAA201503062A
Other languages
English (en)
Inventor
Томоакі Цудзі
Кеїіті Табата
Тосіхіро Сугая
Акіо Накасіма
Original Assignee
Курарей Ко., Лтд.
Сакай Кемікал Індастрі Ко., Лтд.
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 Курарей Ко., Лтд., Сакай Кемікал Індастрі Ко., Лтд. filed Critical Курарей Ко., Лтд.
Publication of UA117916C2 publication Critical patent/UA117916C2/uk

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03Precipitation; Co-precipitation
    • B01J37/031Precipitation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/005Spinels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/78Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali- or alkaline earth metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/89Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
    • B01J23/8933Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/8946Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali or alkaline earth metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61Surface area
    • B01J35/61310-100 m2/g
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61Surface area
    • B01J35/615100-500 m2/g
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03Precipitation; Co-precipitation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/04Mixing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08Heat treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/16Reducing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/16Reducing
    • B01J37/18Reducing with gases containing free hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/132Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group
    • C07C29/136Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH
    • C07C29/143Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH of ketones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/17Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds
    • C07C29/175Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds with simultaneous reduction of an oxo group
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2523/00Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

Попередник каталізатора на основі міді, здатний до досягнення високого коефіцієнта перетворення та високої селективності в реакції ізомеризації β,γ-ненасиченої частини спирту, спосіб його одержання, та спосіб гідрогенізації, в якому застосовують попередник каталізатора на основі міді. Зокрема, передбачається попередник каталізатора на основі міді, одержаний шляхом прожарювання суміші, що містить мідь, залізо, алюміній та силікат кальцію, де атомне співвідношення заліза та алюмінію до міді [(Fe+Al)/Cu] знаходиться в діапазоні від 1,71 до 2,5, атомне співвідношення алюмінію до заліза [Al/Fe] знаходиться в діапазоні від 0,001 до 3,3, та силікат кальцію міститься в діапазоні від 15 до 65 мас. %, при температурі в діапазоні від 500 до 1000 °С, та спосіб гідрогенізації, в якому застосовують попередник каталізатора на основі міді.

Description

атомне співвідношення алюмінію до заліза |АІ/Ре| знаходиться в діапазоні від 0,001 до 3,3, та силікат кальцію міститься в діапазоні від 15 до 65 мас. 95, при температурі в діапазоні від 500 до 1000 "С, та спосіб гідрогенізації, в якому застосовують попередник каталізатора на основі міді.
Галузь винаходу
Представлений винахід стосується попередника каталізатора на основі міді, способу його одержання та способу гідрогенізації. Більш докладно, представлений винахід стосується попередника каталізатора на основі міді, який містить мідь, залізо, алюміній, тощо, способу його одержання та способу гідрогенізації, в якому застосовують попередник каталізатора на основі міді. Крім того, представлений винахід також стосується каталізатора на основі міді, отриманого шляхом відновлення попередника каталізатора на основі міді.
Передумови створення винаходу
Як спосіб одержання альдегідної сполуки шляхом ізомеризації частини В,у-ненасиченого спирту, наприклад, відомою є реакція ізомеризації 7-октеналю з 2,7-октадієн-1-олу.
Повідомлялося, що в реакції ізомеризації, застосування попередника каталізатора на основі міді, який містить мідь, залізо та алюміній забезпечує можливість селективного отримання цільових речовин (дивись РТІ. 1 - 3).
Як спосіб одержання попередника каталізатора на основі міді, який містить мідь, залізо та алюміній, відомим є спосіб, в якому водний розчин змішаних солей металів, який включає водорозчинну сіль міді, водорозчинну сіль заліза та водорозчинну сіль алюмінію, як основні компоненти, з основним водним розчином, як осаджувачем, піддають взаємодії один з одним таким чином, щоб отримати спільний осад, який містить мідь, залізо та алюміній, спільний осад фільтрують, потім, промивають водою, сушать та прожарюють (дивись РТІ 4 та 5).
Коли спільний осад, який містить мідь, залізо та алюміній, прожарюють при температурі в діапазоні від 600"С до 1 000 "С, утворюється шпінельна структура. Відомо, що атомне співвідношення між міддю, залізом та алюмінієм в спільному осаді є чинником, який змінює здатність до диспергування, тощо, міді в шпінельній структурі, та, до того ж, змінює активність та селективність каталізатора на основі міді (дивись РТІ 4 - 8).
Крім того, відомо, що у випадку, в якому попередник каталізатора на основі міді, який містить мідь, залізо та алюміній, який отримують шляхом спільного осадження сполуки міді, сполуки заліза та сполуки алюмінія на поверхні носія, та прожарювання спільного осаду при 750 "С, застосовують в реакції гідрогенізації, активність та селективність каталізатора на основі міді змінюється в залежності від виду носія (РТ 9). Іншими словами, відомо, що атомне свівідношення між міддю, залізом та алюмінієм в спільному осаді, вид та вміст носія, включеного в спільний осад, та температура прожарювання для перетворення спільного осаду в попередник каталізатора на основі міді, змінює активність та селективність каталізатора на основі міді.
Коли спільний осад, який містить мідь, залізо та алюміній, сушать при температурі в діапазоні від 100 "С до 150 "С, та потім прожарюють при температурі в діапазоні від 600 "С до 1 000 "С, можуть одержувати попередник каталізатора на основі міді. До того ж, коли попередник каталізатора на основі міді є гідроген-відновлювальним, прекурсор стає активованим, та потім може використовуватись в бажаних реакціях як каталізатор на основі міді. Альтернативно, крім того, можливим є руйнування попередника після прожарювання, активування одержаного у вигляді порошку попередника каталізатора на основі міді, застосовуючи відновлення водню, та застосування порошку в реакціях як каталізатора на основі міді у вигляді порошку. Коли, крім того, можливим є застосування прожареного попередника каталізатора на основі міді у вигляді порошку, утвореного за рахунок стиснення, екструзії, тощо, якщо потрібно, крім того, можливим є застосування висушеного спільного осаду, який утворюється за рахунок стиснення, екструзії, тощо, та потім прожарюють (дивись РІ т 5, 12, та тощо).
Відомо, що попередник каталізатора на основі міді, який містить мідь, залізо, та алюміній, можуть використовувати в різноманітних реакціях гідрогенізації, таких як гідрогенізація аліфатичної складноефірної сполуки до вищого спирту (дивись РІ 4 - 12).
Перелік посилань на патентну літературу
ІРТ 11 9Р-А-02-218638
ІРТІ 2| УР-А-11-171814
ІРТІ З| УР-А-20-247865
ІРТІ 4 УР-А-53-92395
ІРТІ 5 УР-А-55-8820
ІРТІ. 6 УР-А-55-129151
ІРТІ Я УР-А-2-251245
ІРТІ 8) УР-А-4-22437
ІРТІ 9| УР-А-5-31366
ІРТІ. 10| УР-А-5-168931 бо ІРТІ 111 УР-А-9-276699
ІРТІ. 12) УР-А-6-226100
Суть технічної проблеми винаходу
Автори представленого винаходу одержали каталізатор на основі міді за допомогою відновлення воднем попередника каталізатора на основі міді, одержаного шляхом додавання у- оксиду алюмінію, як носія, який, як описано, є переважним в РІТ 11, до спільного осаду, який містить мідь, залізо та алюміній, промивання суміші, висушування, одержаного спільного осаду при 120 "С, та потім прожарювання спільного осаду при довільній температурі в діапазоні від 120 7С до 800 "С. В результаті застосування каталізатора на основі міді в реакції ізомеризації 2,7-октадієн-1-олу до 7-октеналю, було знайдено, що, в той час як коефіцієнт перетворення покращується, оскільки температура прожарювання підвищується, коефіцієнт перетворення все ще залишався низьким та незадовільним, та, до того ж, селективність також була низькою. В реакції ізомеризації 2,7-октадієн-і-олу до 7-октеналю, зокрема, важко відокремити цільову речовину 7-октеналь від побічного продукту 2,7-октадієналю. В результаті, існувала безвихідна потреба в розробці каталізатора на основі міді, здатного до одержання високого коефіцієнта перетворення та підвищення селективності щодо 7-октеналю, навіть в незначній кількості. Крім того, можна сказати, що каталізатор на основі міді також є корисним як каталізатор гідрогенізації, здатний до гідрогенування подвійного зв'язку вуглець - вуглець або подвійного зв'язку вуглець - кисень, та, зокрема, 1-октанол, який є корисним, як пластифікатор смоли, може бути отриманий, застосовуючи реакцію гідрогенізації 7-октеналю.
Таким чином, завданням представленого винаходу є створення попередника каталізатора на основі міді, здатного досягти високий коефіцієнт перетворення та високу селективність в реакції ізомеризації В,у-ненасиченого частини спирту та способу його одержання, та забезпечення способу гідрогенізації, в якому застосовують попередник каталізатора на основі міді.
Вирішення проблеми
В результаті інтенсивних досліджень, автори представленого винаходу виявили, що каталізатор на основі міді, одержаний з попередника каталізатора на основі міді шляхом додавання силікату кальцію до спільного осаду, який містить мідь, залізо та алюміній, в якому мідь, залізо та алюміній мають співвідношення специфічного атомного відношення,
Зо фільтрування одержаного спільного осаду, та потім прожарювання спільного осаду при 800 "С, покращує коефіцієнт перетворення та селективність 7-октеналю в реакції ізомеризації 2,7- октадієн-1-олу до 7-октеналю. Виявлено, що дане виконання не може досягатись тільки шляхом оптимізування атомного свівідношення між міддю, залізом та алюмінієм, або температури прожарювання, або тільки шляхом застосування силікату кальцію, але може бути досягнуто шляхом комбінування варіантів атомного співвідношення або температури прожарювання та застосування силікату кальцію. До того ж, виявлено, що каталізатор на основі міді також можуть використовувати в реакції гідрогенізації 7-октеналю до 1-октанолу.
Крім того, виявлено, що відповідно до способу одержання, зниження швидкості фільтрації під час фільтрації спільно осадженої суміші, яке є описаним РТІ 6 - 8, не спостерігається, та спосіб одержання є промислово легким способом одержання.
Представлений винахід був здійснений грунтуючись на описаних вище результатах дослідження.
Іншими словами, представлений винахід стосується наступного |11 - (151.
ГП Попередник каталізатора на основі міді, одержаний шляхом прожарювання суміші, яка містить мідь, залізо, алюміній та силікат кальцію, в якій атомне співвідношення заліза та алюмінію до міді (Ре-АГу/Сц| знаходиться в діапазоні від 1,71 до 2,5, атомне співвідношення алюмінію до заліза ІАМРе| знаходиться в діапазоні від 0,001 до 3,3, та вміст силікату кальцію знаходиться в діапазоні від 1595 за масою до 6595 за масою при температурі в діапазоні від 500 "С до 1 000 "С. (2 Попередник каталізатора на основі міді відповідно до |1|, де суміш являє собою висушений продукт спільно осадженої суміші, одержаної шляхом змішування спільного осаду та силікату кальцію, де спільний осад одержують шляхом взаємодії змішаного водного розчину, що включає водорозчинну сіль міді, водорозчинну сіль заліза та водорозчинну сіль алюмінію з основним водним розчином.
ІЗЇ Попередник каталізатора на основі міді відповідно до (1) або (2, де, в силікаті кальцію, атомне співвідношення кремнію до кальцію (5і/Са| знаходиться в діапазоні від 0,5 до 6,5.
ЇЇ Попередник каталізатора на основі міді відповідно до будь-якого одного з || або |ЗІ, де питома площа поверхні за БЕТ суміші знаходиться в діапазоні від 50 ме/г до 250 м3/г.
ІБЇ Попередник каталізатора на основі міді відповідно до будь-якого одного з (11 - І4Ї, в якому бо силікат кальцію являє собою синтетичний силікат кальцію типу гіроліт, представленого формулою 2СаО-3510О2-т51іО»2-пНегО (т та п, відповідно, є числами, що задовільняють 1«т«2 та д«пеЗ).
І6Ї Попередник каталізатора на основі міді відповідно до (5), в якому об'ємний питомий об'єм силікату кальцію становить 4 мл/г або більше.
І/| Каталізатор на основі міді, одержаний шляхом відновлення попередника каталізатора на основі міді відповідно до будь-якого одного з (11 - (б).
ІВЇ Спосіб одержання попередника каталізатора на основі міді відповідно до будь-якого одного з (11 - І6Ї, що включає: першу стадію: стадію генерування спільного осаду, який містить мідь, залізо та алюміній шляхом взаємодії змішаного водного розчину, що включає водорозчинну сіль міді, водорозчинну сіль заліза та водорозчинну сіль алюмінію з основним водним розчином; другу стадію: стадію одержання спільно осадженої суміші шляхом додавання силікату кальцію до суспензії, що включає спільний осад, одержаний на перший стадії, суспендований у воді, та змішування компонентів разом; третю стадію: стадію одержання висушеного продукту спільно осадженої суміші шляхом відокремлення спільно осадженої суміші, одержаної на другій стадії, промивання спільно осадженої суміші водою, та потім висушування спільно осадженої суміші; та четверту стадію: стадію прожарювання висушеного продукту спільно осадженої суміші, одержаної на третій стадії при температурі в діапазоні від 500 "С до 1 000 "С.
ІЗ|Ї Спосіб одержання попередника каталізатора на основі міді відповідно до |8і, в якому, на першій стадії, температура реакції знаходиться в діапазоні від 5 "С до 150 "С, та рН водного розчину знаходиться в діапазоні від 6,0 до 13,5, та на другій стадії, температура суспензії, до якої додають силікат кальцію, знаходиться в діапазоні від 5 "С до 100 "С, та рН суспензії знаходиться в діапазоні від 7 до 9. 191) Спосіб одержання попередника каталізатора на основі міді відповідно до (8) або (9), в якому, на першій стадії, водорозчинною сіллю міді є сульфат міді (ІІ), водорозчинною сіллю заліза є сульфат заліза (І), та водорозчинною сіллю алюмінію є сульфат алюмінію.
М) Спосіб одержання попередника каталізатора на основі міді відповідно до будь-якого одного з |І8В)| - (10Ї, в якому температура прожарювання на четвертій стадії знаходиться в діапазоні від 600 "С до 900 С. 21 Спосіб гідрогенізації сполуки, що має або як вуглець-вуглець подвійний зв'язок, так і вуглець-кисень подвійний зв'язок, в якому застосовують попередник каталізатора на основі міді відповідно до будь-якого одного з (11 - (б). 13) Спосіб гідрогенізації відповідно до (12), де спосіб гідрогенізації здійснюють при температурі в діапазоні від 100 "С до 300 "С та при загальному тиску в діапазоні від 0,01 МПа (С) до 30 МПа (С). 1141 Спосіб гідрогенізації відповідно до (|12| або (131, де спосіб гідрогенізації здійснюють, застосовуючи спосіб реакції в шарі суспендованого осаду. 1151) Спосіб гідрогенізації відповідно до будь-якого одного з (121 - (14), в якому сполука, яка має або як вуглець-вуглець подвійний зв'язок, так і вуглець-кисень подвійний зв'язок, вибирають з групи, що складається з альдегідів, які можуть включати вуглець-вуглець подвійний зв'язок, кетонів, які можуть включати вуглець-вуглець подвійний зв'язок, карбонових кислот, які можуть включати вуглець-вуглець подвійний зв'язок, естерів, які можуть включати вуглець-вуглець подвійний зв'язок, ангідридів кислот, які можуть включати вуглець-вуглець подвійний зв'язок, та цукрів, які можуть включати вуглець-вуглець подвійний зв'язок.
Переважні варіанти здійснення винаходу
Каталізатор на основі міді, одержаний шляхом відновлення воднем попередника каталізатора на основі міді за представленим винаходом, є здатним забезпечити високий коефіцієнт перетворення та високу селективність в ізомеризації В,у-ненасиченої частини спирту.
Більш того, каталізатор на основі міді, одержаний з попередника каталізатора на основі міді також можуть використовувати для гідрогенізації вуглець-вуглець подвійного зв'язку, вуглець- кисень подвійного зв'язку, тощо.
Крім того, відповідно до способу одержання за представленим винаходом, можливим є одержання попередника каталізатора на основі міді за легким промисловим способом.
Опис переважних варіантів здійснення винаходу
ІПопередник каталізатора на основі міді)
Представлений винахід є попередником каталізатора на основі міді, який одержують шляхом прожарювання суміші, яка містить мідь, залізо, алюміній та силікат кальцію, де атомне співвідношення заліза та алюмінію до міді (РеАд)/Си| знаходиться в діапазоні від 1,71 до 2,5, 60 атомне співвідношення алюмінію до заліза (АМРе| знаходиться в діапазоні від 0,001 до 3,3, та вміст силікату кальцію знаходиться в діапазоні від 1595 за масою до 6595 за масою, при температурі в діапазоні від 500 "С до 1 000 "С.
У випадку, коли атомне співвідношення заліза та алюмінію до міді становить менше, ніж 1,71, діаметри кристалів міді в каталізаторі на основі міді збільшується, та обумовлює зниження активності каталізатора на одиницю маси міді, зменшення селективності щодо цільової речовини, спричинене великим діаметром кристалів металу, та зниження активності каталізатора протягом часу, обумовлене ростом кристалів металічної міді. З іншого боку, у випадку, коли атомне співвідношення заліза та алюмінію до міді перевищує 2,5, вміст міді, що міститься на одиницю маси каталізатора на основі міді, зменшується, та, таким чином, бажана активність каталізатору не може бути досягнутою. В той же час, у випадку, коли атомне співвідношення алюмінію до заліза перевищує 3,3, коефіцієнт перетворення та селективність зменшуються в реакції ізомеризації сполуки, яка має В,у-ненасичену частину спирту, до альдегідної сполуки.
З описаної вище точки зору, (БРеА)/Си| знаходиться, переважно, в діапазоні від 1,80 до 2,50, більш переважно в діапазоні від 1,90 до 2,5, ще більш переважно в діапазоні від 1,90 до 2,4, та особливо переважно в діапазоні від 2,1 до 2,21. До того ж, з описаної вище точки зору,
ІАІ/Ре| знаходиться, переважно, в діапазоні від 0,001 до 3,2, більш переважно в діапазоні від 0,001 до 3,0, ще більш переважно в діапазоні від 0,005 до 2,9, та особливо переважно в діапазоні від 0,20 до 0,45.
Спосіб одержання попередника каталізатора на основі міді за представленим винаходом буде описаний нижче.
Наступні способи можуть використовувати як спосіб одержання суміші. (а) Спосіб, в якому спільний осад, одержаний шляхом взаємодії змішаного водного розчину, який включає водорозчинну сіль міді, водорозчинну сіль заліза та водорозчинну сіль алюмінію з основним водним розчином, змішують із силікатом кальцію. Спосіб, в якому суспензію, що включає спільний осад, суспендований у воді, та силікат кальцію змішують разом, є переважним. (Б) Спосіб, в якому спільний осад утворюється шляхом взаємодії змішаного водного розчину, який включає водорозчинну сіль міді, водорозчинну сіль заліза та водорозчинну сіль алюмінію з основним водним розчином, відокремлений спільний осад сушать, силікат кальцію додають до спільного осаду, та силікат кальцію й спільний осад змішують разом в твердих фазах. (с) Спосіб, в якому спільний осад утворюється шляхом взаємодії змішаного водного розчину, який включає одну або дві вибрані з водорозчинної солі міді, водорозчинної солі заліза та водорозчинної солі алюмінію, з основним водним розчином, спільний осад, оксиди або гідроксиди металів, вибраних з міді, заліза та алюмінію (метали вибирають таким чином, що всі три метали: мідь, залізо та алюміній є присутніми в суміші), та силікат кальцію змішують разом, та суміш виділяють і сушать. (4) Спосіб, в якому оксиди або гідроксиди металів: міді, заліза та алюмінію, та силікат кальцію змішують разом в твердих фазах або рідких фазах.
В будь-якому зі способів, інші компоненти можуть бути додатково змішані в, та метали інші, мідь, залізо та алюміній можуть бути включеними в суміш.
Суміш або спільно осаджену суміш, одержану за описаним вище способом, відокремлюють, та потім сушать, таким чином отримуючи висушений продукт спільно осадженої суміші.
З точки зору рівномірного змішування міді, заліза та алюмінію, та продуктивності, переважно використовують спосіб (а). Оскільки мідь, залізо та алюміній є більш однорідно зимішаними разом, можливим є досягнення бажаної селективності та активності каталізатора на основі міді з прийнятною відтворюваністю.
Попередник каталізатора на основі міді за представленим винаходом більш переважно одержують, застосовуючи спосіб одержання, який включає від першої по четверту стадії, описані нижче.
Перша стадія: стадія генерування спільного осаду, який містить мідь, залізо та алюміній шляхом взаємодії змішаного водного розчину, який включає водорозчинну сіль міді, водорозчинну сіль заліза та водорозчинну сіль алюмінію з основним водним розчином.
Друга стадія: стадія одержання спільно осадженої суміші шляхом додавання силікату кальцію до суспензії, яка включає спільний осад, одержаний на першій стадії, суспендований у воді, та змішування компонентів разом.
Третя стадія: стадія одержання висушеного продукту спільно осадженої суміші шляхом відокремлення спільно осадженої суміші, одержаної на другій стадії, промивання спільно 60 осадженої суміші водою, та потім висушування спільно осадженої суміші.
Четверта стадія: стадія прожарювання висушеного продукту спільно осадженої суміші, одержаної на третій стадії при температурі в діапазоні від 500 "С до 1 000 "С.
Долі в даному документі, відповідні стадії послідовно будуть описані докладно. (Перша стадія)
Перша стадія являє собою стадію генерування спільного осаду, який містить мідь, залізо та алюміній, шляхом взаємодії змішаного водного розчину, який включає водорозчинну сіль міді, водорозчинну сіль заліза та водорозчинну сіль алюмінію з основним водним розчином.
В спільному осаді, одержаному на першій стадії, атомне співвідношення заліза та алюмінію до міді МРеАїМСи| переважно знаходиться в діапазоні від 1,71 до 2,5, та атомне співвідношення алюмінію до заліза (АІ/Рє| переважно знаходиться в діапазоні від 0,001 до 3,3. З атомними співвідношеннями в описаних вище діапазонах, є можливим отримати цільовий попередник каталізатора на основі міді.
В спільному осаді, (РеАй)/Си| переважно знаходиться в діапазоні від 1,80 до 2,50, більш переважно в діапазоні від 1,90 до 2,5, ще більш переважно в діапазоні від 1,90 до 2,4, та особливо переважно в діапазоні від 2,1 до 2,21. До того ж, (АІ/Ре| переважно знаходиться в діапазоні від 0,001 до 3,2, більш переважно в діапазоні від 0,001 до 3,0, ще більш переважно в діапазоні від 0,005 до 2,9, та особливо переважно в діапазоні від 0,20 до 0,45.
В той же час, що стосується (БеАД/Си)| та (АІ/РеЇ, то можливим є довільно комбінувати описані вище діапазони.
Приклади водорозчинної солі міді включають гідросульфат, гідрогенсульфат, нітрат, карбонати, гідрокарбонати, солі органічних кислот, хлориди, тощо міді. Більш конкретні приклади включають сульфат міді (ІІ), нітрат міді (І), хлорид міді (І), тощо. Водорозчинну сіль міді можуть використовувати самостійно, або дві або більше водорозчинних солей міді можуть використовувати спільно. З точки зору легкого отримання та ціни, сульфат міді (І) є переважним.
Приклади водорозчинної солі заліза включають гідросульфат, гідрогенсульфат, нітрат, карбонати, гідрокарбонати, солі органічних кислот, хлориди, тощо, заліза. Більш конкретні приклади включають сульфат заліза (І), нітрат заліза (І), хлорид заліза (І), тощо. Водорозчинну сіль заліза можуть використовувати самостійно, або дві або більше водорозчинних солей заліза
Зо можуть використовувати спільно. З точки зору легкого отримання та ціни, сульфат заліза (І) є переважним.
Приклади водорозчинної солі алюмінію включають ацетат, нітрат, гідросульфат, тощо алюмінію. Більш конкретні приклади включають алюмінат натрію, сульфат алюмінію, хлорид алюмінію, нітрат алюмінію, тощо. Водорозчинну сіль алюмінію можуть використовувати самостійно, або дві або більше водорозчинних солей алюмінію можуть використовувати спільно. З точки зору легкого отримання та ціни, сульфат алюмінію є переважним.
Водорозчинна сіль міді, водорозчинна сіль заліза та водорозчинна сіль алюмінію можуть містити вільну кислоту, яка не утворює комплексу з металом, або може бути гідратом.
З точки зору отримання однорідного спільного осаду, водний розчин водорозчинної солі міді, водорозчинної солі заліза та водорозчинної солі алюмінію (далі в даному документі, в деяких випадках, їх спільно будуть називати солями металів) переважно не включає нерозчинну речовину, та, якщо необхідно, переважним є отримання однорідного розчину за рахунок фільтрування.
Не існує ніяких особливих обмежень стосовно концентрації водного розчину солей металу, але концентрація солей металу переважно знаходиться в діапазоні від 595 за масою до 3595 за масою, та більш переважно в діапазоні від 1095 за масою до 2595 за масою. Коли концентрація становить 3595 за масою або нижче, це є складним для гетерогенного спільного осаду, який утворюється під час реакції з основним водним розчином. З іншого боку, коли концентрація становить 595 за масою або вище, об'ємна ефективність є достатньою, та вартість виробництва попередника каталізатора на основі міді може бути зменшена.
У випадку, коли солі металу містять вільну кислоту, концентрації вільної кислоти, включеної у відповідні солі металу, всі переважно знаходяться в діапазоні від 0,0595 за масою до 2095 за масою, та більш переважно в діапазоні від 0,195 за масою до 1095 за масою. У випадку солей металу, які містять 0,0595 за масою або більше вільної кислоти, не є необхідним чистити солі металу шляхом кристалізації для того, щоб видалити вільну кислоту, та вартість виробництва солей металу може бути зменшена. До того ж, у випадку, коли концентрація вільної кислоти становить 2095 за масою або нижче, основна речовина для нейтралізації вільної кислоти не потрібна, та немає ніякого занепокоєння щодо погіршення ефективності каталізатора при перемішуванні нейтральних солей, одержаних з вільної кислоти та основної речовини в 60 спільному осаді.
Приклади основної речовини для приготування основного водного розчину включають гідроксиди лужних металів, гідроксиди лужноземельних металів, карбонати лужних металів, карбонати лужноземельних металів, гідрокарбонати лужних металів, гідрокарбонати лужноземельних металів, тощо. Більш конкретні приклади включають літію гідроксид, натрію гідроксид, калію гідроксид, натрію карбонат, натрію гідрокарбонат, тощо. Як основну речовину, до того ж, неорганічну основу, таку як аміак, або органічну основу, таку як сечовина або карбонат амонію також можуть використовувати.
Основну речовину можуть використовувати самостійно, або дві або більше основних речовин можуть використовувати спільно. З точки зору легкого отримання та ціни, гідроксид натрію є переважним.
Температура реакції переважно знаходиться в діапазоні від 5 "С до 150С, та більш переважно в діапазоні від 60 "С до 100 "С. Коли температура реакції становить 5 "С або вище, час, який потрібний для нейтралізації вільної кислоти стає коротним, та немає ніякого занепокоєння щодо погіршення ефективності каталізатора, при перемішуванні солей лужного металу кислот, тощо, в спільному осаді. До того ж, коли температура реакції становить 150 7 або нижче, стійкий до підвищеного тиску контейнер або аналогічне не є необхідним, що є економічно переважним.
Приклади процедури хімічного змішування для реагування водного розчину, який включає водорозчинну сіль міді, водорозчинну сіль заліза та водорозчинну сіль алюмінію, та основного водного розчину включають (1) спосіб, в якому різноманітні водні розчини солей металу додають до основного водного розчину, (2) спосіб, в якому основний водний розчин додають до різноманітних водних розчинів солей металу, тощо. З точки зору контролювання реакційної системи, яка є основною, спосіб (1) є переважним. рН всередині реакційної системи переважно знаходиться в діапазоні від 6,0 до 13,5, та більш переважно в діапазоні від 7,0 до 9,0. Коли рН всередині реакційної системи становить 6,0 або більше, не існує випадків, в яких гомогенність спільного осаду погіршується за рахунок повторного розчинення мідного компонента, та характеристики каталізатора не погіршуються.
До того ж, коли рН становить 13,5 або менше, не існує випадків, в яких нейтральні солі, утворені з основної речовини, змішуються в спільному осаді, та немає ніякого занепокоєння щодо
Зо погіршення ефективності каталізатора.
Коли спільний осад, який має бажані Си/Ре/АІ атомні співвідношення, тобто, отримують бажане МРеАД/Сци| та бажане ЦАЇ/Ре|), є переважним, то заздалегідь отримують змішаний водний розчин, одержаний шляхом змішування (переважно, рівномірного змішування) водорозчинної солі міді, водорозчинної солі заліза та водорозчинної солі алюмінію, таким чином, що отримують бажані атомні співвідношення металів, та додають змішаний водний розчин до основного водного розчину з точки зору одержання гомогенного спільного осаду.
Наприклад, коли алюмінієва сіль та основний водний розчин взаємодіють разом, та потім сіль міді, сіль заліза, та основний водний розчин взаємодіють разом, існують випадки, в яких гідроксид міді та гідроксид заліза накопичуються, застосовуюси гідроксид алюмінію як ядро, і таким чином можуть одержувати гетерогенний спільний осад. У випадку, коли гетерогенний спільний осад прожарюють, утворюється шпінельна структура, яка складається з міді та заліза, та в наслідок цього бажані характеристики каталізатора не можуть бути досягнуті.
Змішаний водний розчин, одержаний за описаним вище способом, переважно додають, тобто, додають обережно по краплях до основного водного розчину. Час додавання по краплях переважно знаходиться в діапазоні від 30 хвилин до 360 хвилин, та більш переважно в діапазоні від 60 хвилин до 240 хвилин. Коли час додавання по краплях становить 30 хвилин або довше, змішаний водний розчин достатньо перемішують та змішують з основним водним розчином, та, таким чином, не існує випадків, в яких контроль температури стає складним завдяки тепловому ефекту реакції, та гетерогенний спільний осад не так легко утворюється. До того ж, коли час додавання по краплях становить 360 хвилин або менше, об'ємна ефективність є достатньою, та вартість виробництва попередника каталізатора на основі міді може бути зменшена.
Не існує ніяких особливих обмежень стосовно стану всередині реакційної системи; однак, як правило, переважним є стан, в якому спільний осад, який утворюється, не осаджується, та є диспергованим в системі. В стані, в якому спільний осад не осаджується, гетерогенний спільний осад не утворюється, та, таким чином, ефективність каталізатора на основі міді покращується.
До того ж, нормальним є надання часу старіння доки завершиться реакція, після того як змішаний водний розчин по краплям до основного водного розчину, який є переважним. Як правило, час старіння переважно знаходиться в діапазоні від 1 години до 10 годин. В той же час, зміна рН суспензії спільного осаду під час старіння становить переважно менше, ніж 0,3 на (516) годину.
В той же час, також можливим є отримати спільно осадіжену суміш шляхом безпосереднього додавання силікату кальцію до суспензії яка включає спільний осад, одержаний за описаним вище способом, та наступним фільтруванням суміші, з точки зору уникнення перемішування нейтральних солей в спільному осаді, переважним є промити спільний осад, та потім перейти до другої стадії, описаної нижче. Більш конкретно, переважним є одержати спільний осад після повторення операції, в якій суспензію, яка містить спільний осад залишають постояти при температурі переважно в діапазоні від 5"С до 100"С, більш переважно в діапазоні від 10 "С до 80 "С, та ще більш переважно в діапазоні від 30 "С до 70 "С, супернатант видаляють, застосовуючи спосіб декантування, та потім додають іонообмінну воду доки рН супернатанта не впаде до діапазону від 7 до 9. (Друга стадія)
Друга стадія являє собою стадію одержання спільно осадженої суміші шляхом додавання силікату кальцію до суспензії яка включає спільний осад, одержаний на першій стадії, суспендований у воді, та змішування компонентів разом.
Як суспензію, яка включає спільний осад, суспендований у воді, як описано вище, суспензію спільного осаду, отриману безпосередньо після реакції на першій стадії можуть використовувати без будь-яких змін, або можуть використовувати суспензію, одержану шляхом промивання спільного осаду, отриманого безпосередньо після реакції на першій стадії, та наступним додаванням води. рН суспензії переважно знаходиться в діапазоні від 7,0 до 9,0, та більш переважно в діапазоні від 7,0 до 8,0.
Температура, при якій суспензію та силікат кальцію змішують разом переважно знаходиться в діапазоні від 5 "С до 100 "С, більш переважно в діапазоні від 10 "С до 80 "С, та ще більш переважно в діапазоні від ЗО "С до 70 "С. До того ж, суспензію та силікат кальцію переважно змішують в стані, в якому суспензію та силікат кальцію перемішують таким чином, щоб спільний осад не осаджувався та не накопичувався.
В силікаті кальцію, який додають, атомне співвідношення кремнію до кальцію (зі/Са переважно знаходиться в діапазоні від 0,5 до 6,5, більш переважно в діапазоні від 1,6 до 4,0, та ще більш переважно в діапазоні від 2,3 до 3,7. В той же час, переважно додають таку кількість силікату кальцію, що вміст силікату кальцію, який міститься у висушеному продукті суміші, одержаної на третій стадії, описаній нижче падає до діапазону від 15956 за масою до 6595 за масою (більш переважно до діапазону від 2095 за масою до 5595 за масою). Коли вміст становить 1595 за масою або більше, швидкість фільтрування спільно осадженої суміші, яка складається з спільного осаду та силікату кальцію, є достатньо швидкою. До того ж, коли вміст становить 6595 за масою або менше, існує можливість піїдтримувати вміст міді в каталізаторі на основі міді на високому рівні, та немає ніякого занепокоєння щодо погіршення ефективності каталізатора.
Приклади силікату кальцію, який застосовують в представленому винаході включають ксонотит, тоберморит, гіроліт, фошагіт, хіллебрандит, тощо, та силікат кальцію можуть використовувати в формі, яка складається з одного або більше з них. З точки зору покращення якості стабілізації попередника каталізатора на основі міді за представленим винаходом, переважним є хімічний синтетичний продукт.
З точки зору збільшення швидкості фільтрування, покращення здатності каталізатора до формоутворення, та підвищення динамічної міцності каталізатора, який формується, зокрема, переважно використовують синтетичний силікат кальцію, який належить до силікату кальцію типу гіроліту, та більш переважно використовують пелюстковидний синтетичний силікат кальцію, який належить до силікатів кальцію типу гіроліту.
Спосіб одержання пелюстковидного силікату кальцію є описаним в УР-8-60-29643. Зокрема, пелюстковидний силікат кальцію можуть одержувати шляхом взаємодії водного силікату (наприклад, силікату натрію) та водорозчинної солі кальцію (наприклад, хлориду кальцію) один з одним при температурі в діапазоні від 150 "С до 250 "С в умовах, в яких вміст розчинника падає до діапазону від 5 частин за масою до 100 частин за масою одержаного силікату кальцію.
В пелюстковидному силікаті кальцію, який можуть отримувати за описаним вище способом, атомне співвідношення (|5і/Са|, як правило, знаходиться в діапазоні від 1,6 до 6,5, об'ємний питомий об'єм становить 4 мл/г або більше, число абсорбції олії становить 2,0 мл/г або більше, та показник заломлення знаходиться в діапазоні від 1,46 до 1,54.
Більш детально, наприклад, водний розчин силікату натрію та водний розчин хлориду кальцію змішують разом при кімнатній температурі при атмосферному тиску таким чином, що атомне співвідношення (|Зі/Са| досягає приблизно 2,6, суміш вводять в автоклав звідносним вмістом води 30, компоненти взаємодіють один з одним при 200 "С протягом 5 годин, потім,
реагент фільтрують, промивають водою та сушать, в результаті чого може бути отриманий пелюстковидний силікат кальцію, представлений формулою 2СаО-35102-2,205102-2,30-2,60Н20.
Як пелюстковидний силікат кальцію, наприклад, "РГОКІТЕ", який виробляється компанією
Тотйа Рпаптасеціїса! Со., Ца., є комерційно доступним. Пелюстковидний силікату кальцію, як правило, представлений формулою 2СаО-351О2-т51іО»2-пНгоО (т та п, відповідно, є числами, що задовольняють їі«те2 та 2«п«3). Форма пелюстковидного силікату кальцію може бути підтвердженою шляхом спостереження з використанням електронного мікроскопу, та, як правило, форма та товщина форми пелюстки може бути підтвердженою шляхом спостереження з використанням електронного мікроскопу при збільшенні в діапазоні від в З 000 разів до в 10 000 разів. Зокрема, з точки зору збільшення продуктивності попередника каталізатора на основі міді за представленим винаходом, покращення здатності до формування, та збільшення динамічної міцності формування попередника каталізатора, 595 за масою або більше силікату кальцію, який використовують, являє собою пелюстковидний силікат кальцію.
Оскільки розмір, форма, тощо пелюстки, яка є включеною в пелюстковидний силікат кальцію, дещо відрізняється, в залежності від видів сировини, яка використовується для виробництва силікату кальцію, співвідношенні змішування сировини, та умов виробництва, розміру, форми, тощо не можуть бути обмеженими звичайним чином; однак, як правило, більшість з пелюсток має круглу форму, овальну форму, або подібну форму, яка має середній поздовжний діаметр в діапазоні від 0,1 мкм до 30 мкм та товщину в діапазоні від 0,005 мкм до 0,1 мкм, та більшість з пелюсток має форму подібну до пелюстки троянди. Силікат кальцію, який має атомне співвідношення (5і/Са| менше, ніж 1,6, не має форми пелюстки, та має кристалічну форму типу тоберморит або ксонотит. З іншого боку, в силікаті кальцію, який має атомне співвідношення (|бі/Са| більше, ніж 6,5, як об'ємний питомий об'єм, так і число абсорбції олії стають малими, та ніякого росту пелюстковидного силікату кальцію не спостерігається. Як правило, силікат кальцію, який має атомне співвідношення (Зі/Са| 4,0 або менше, найбільш широко використовується, який є таким самим, як і в представленому винаході. (Третя стадія)
Третя стадія являє собою стадію одержання висушеного продукту спільно осадженої суміші шляхом відокремлення спільно осадженої суміші, одержаної на другій стадії, промивання спільно осадженої суміші водою, та потім висушування спільно осадженої суміші.
Для відокремлення спільно осадженої суміші, одержаної на другій стадії, можуть використовувати довільний добре відомий спосіб; однак, з точки зору зручності процесу, переважно використовують фільтраційний спосіб.
Коли відфільтровану речовину промивають дистильованою водою, іонообмінною водою, або аналогічним, домішки, такі як сульфат натрію, можуть бути видалені.
Будь-які способи сушіння можуть використовувати за умови, що вода може бути видалена, та, як правило, спільно осаджену суміш переважно сушать при 100"С або вище при атмосферному тиску.
У випадку, коли існує потреба продовжити тривалість експлуатації каталізатора на основі міді, можливим є застосування способів додавання неорганічних солей металів, таких як цинк, магній, барій, натрій та калій, до попередника каталізатора на основі міді. Як правило, атомне співвідношення металів до міді |метали/Си| переважно знаходиться в діапазоні від 0,1 до 3,0.
Коли атомне співвідношення становить 0,1 або більше, розробленими можуть бути бажані ефекти, такі як продовження тривалість експлуатації каталізатора на основі міді. Коли атомне співвідношення становить 3,0 або менше, не існує ніяких випадків, в яких довговічність каталізатора на основі міді знижується.
Наприклад, у випадку, коли додають, щонайменше, один вибраний з магнію та цинку, існує спосіб, в якому водний розчин їх гідросульфату додають до водного розчину кислотних солей металів на першій стадії, таким чином, отримуючи спільний осад. До того ж, у випадку, коли
БО додають, щонайменше, один вибраний з барію, натрію та калію, існує спосіб, в якому водний розчин їх гідроксиду використовують до спільно осадженої суміші, на другій стадії, та потім сушать.
Висушений продукт спільно осадженої суміші, одержаної за описаним вище способом, має питому площу поверхні за БЕТ, яка є питомою площею поверхні за адсорбцією азоту, яку вимірюють відповідно до "Оєїептіпайоп ОЇ Тпе Зресіїйс Зигпасе Агеа ОЇ Ром/дег5 (Зоїїаз) Ву Саз дазогріп Меїпоав5", яке описується в 915 28830:2001, переважно в діапазоні від 50 м-/г до 250 мг/г, більш переважно в діапазоні від 100 мг/г до 200 м-/г, та ще більш переважно в діапазоні від 125 мг/г до 175 мг/м. Коли питома площа поверхні за БЕТ становить 50 мг/г або більше, збільшення об'єму пори каталізатора на основі міді покращує активність каталізатора. Коли бо питома площа поверхні за БЕТ становить 250 м-/г або менше, спільний осад та силікат кальцію стають рівномірно змішаними разом, та селективність в реакції гідрогенізації або реакції ізомеризації покращується.
Визначення атомних співвідношень міді, заліза та алюмінію, та визначення вмісту силікату кальцію в суміші, яка включає мідь, залізо, алюміній та силікат кальцію, яку застосовують у виробництві попередника каталізатора на основі міді за представленим винаходом, є визначеннями висушеного продукту спільно осадженої суміші, одержаної на третій стадії, та являють собою значення, які грунтуються на результатах якісного та кількісного аналізу елементів, проведеного відповідно до "«зепегаи! Киев їТог Х-гау РіІпогезсепсе Апаїувів", який описаний в 915 К 0119:2008.
Атомні співвідношення міді, заліза та алюміній обчислюються з відповідних співвідношень вмісту оксиду міді (І) (Сиб), оксиду заліза (ІІ) (Ге2Оз) та оксиду алюмінію (АІ2Оз), визначених відповідно до представленого способу. Суму співвідношень вмісту оксиду кальцію (Сад) та діоксиду кремнію (5іОг), визначених відповідно до представленого способу, застосовують як співвідношення вмісту силікату кальцію. (Четверта стадія)
Четверта стадія являє собою стадію прожарювання висушеного продукту спільно осадженої суміші, отриманої на третій стадії, при температурі в діапазоні від 500 "С до 1 000 "С.
Коли висушений продукт прожарюють та, якщо необхідно, подрібнюють, одержують попередник каталізатора на основі міді. На даній стадії, попередник каталізатора на основі міді має порошкоподібний вигляд, та далі в даному документі, представлені випадки, в яких попередник каталізатора на основі міді будуть називати як порошкоподібний попередник каталізатора на основі міді.
Сформований попередник каталізатора на основі міді (далі в даному документі, називається як сформований попередник каталізатора на основі міді), який зручно використовувати в реакції з нерухомим шаром, можуть одержувати шляхом формування та потім прожарювання висушеного продукту спільно осадженої суміші або шляхом формування порошкоподібного попередника каталізатора на основі міді.
Температура прожарювання знаходиться в діапазоні від 500 "С до 1 000 "С. У випадку, коли температура прожарювання становить менше, ніж 500 "С, шпінельна структура не утворюється на достатньому рівні, та, таким чином активність каталізатора на одиницю маси міді є низькою, та активність каталізатора значно зменшується протягом часу. З іншого боку, у випадку, коли температура прожарювання перевищує 1 000"С, об'єм пори зменшується за рахунок плавлення та фіксування, активність каталізатора зменшується, таким чином, попередник каталізатора на основі міді фіксують в печі для прожарювання, та вихід попередника каталізатора на основі міді зменшується. З тієї ж точки зору, температура прожарювання знаходиться, більш переважно, в діапазоні від 600 "С до 900 "С, та ще більш переважно в діапазоні від 700 "С до 900 "С.
Висушений продукт переважно прожарюють в атмосфері повітря, атмосфері кисню, атмосфері водню або атмосфері інертного газу, такого як азот або аргон, та з точки зору зручності, висушений продукт більш переважно прожарюють в атмосфері повітря. У випадку, коли висушений продукт прожарюють в атмосфері водню, існують випадки, в яких характеристики каталізатора погіршуються за рахунок росту кристалів (так зване спікання) металу міді, та, таким чином, необхідною є обережність.
Тиск газу під час прожарювання може бути вибраним з атмосферного тиску або вище. З точки зору налаштування пристрою для отримання каталізатора на основі міді та покращення швидкості формування шпінельної структури, висушений продукт переважно прожарюють при атмосферному тиску. Час прожарювання не має особливих обмежень; однак, як правило, переважно знаходиться в діапазоні від 1 години до 12 годин, більш переважно в діапазоні від 2 годин до 10 годин, та ще більш переважно в діапазоні від 4 годин до 8 годин.
Як спосіб одержання сформованого попередника каталізатора на основі міді, переважно можуть використовувати спосіб, в якому добавки, такі як формуюча допоміжна речовина, агент пороутворення, посилюючий агент, та зв'язуюючу речовину, таку як клей, додають до висушеного продукту спільно осадженої суміші або порошкоподібного попередника каталізатора на основі міді, та суміш екструдують або пресують. Добавки застосовують в залежності від необхідності отримання потрібної в'язкості пасти або пористості сформованого попередника каталізатора на основі міді, та кількість добавок, які використовують, переважно знаходиться в діапазоні від 0,595 за масою до 2095 за масою, та більш переважно в діапазоні від 195 за масою до 1095 за масою загальної суміші.
Приклади формуючих допоміжних речовин включають графіт, вуглецеву сажу, тальк, 60 крохмаль, поліакрилову кислоту, метилцелюлозу, гліцерину моностеарат, гліцерину моноолеат,
рідкий парафін, мінеральну олію, рослинну олію, стеаринову кислоту, стеарат магнію, стеарат калію, пальмітинову кислоту, пальмітат магнію, пальмітат калію, тощо. Приклади агенту пороутворення включають графіт, органічний полімерний порошок, такий як поліпропілен, цукри, крохмаль, целюлозу, тощо. До того ж, приклади посилюючого агента, такого як неорганічні волокна включають скловолокно, тощо.
Форма сформованого попередника каталізатора на основі міді може представляти собою будь-яку форму, яка називається таблеткою, 2 спицевим кільцем, екструзійним профілем, пелетою, жилкою екструзії, трилисником, та кільцем; однак, з точки зору недопущення подрібнення каталізатора під час завантаження в реакційну трубку, таблетка або 2 спицеве кільце, які є продуктом пресування, який має високу міцність щодо подрібнення, є переважними.
Таблетка є більш переважною, оскільки можливим є збільшити кількість попередника каталізатора на основі міді, яку завантажують в реакційну трубку, та падіння тиску на виході реакційної трубки зменшується. Не існує ніяких особливих обмежень стосовно розміру таблетки; однак, коли таблетка має циліндричну форму, переважним є те, що її діаметр знаходиться в діапазоні від 0,5 мм до 10 мм, та товщина знаходиться в діапазоні від 0,5 мм до 10 мм, та більш переважним є те, що діаметр знаходиться в діапазоні від 1 мм до 4 мм, та товщина знаходиться в діапазоні від 1 мм до 4 мм. Коли попередник каталізатора на основі міді стає не надто великим, ефективність контакту матриці не зменшується, та кількість попередника каталізатора на основі міді, загружена в реакційну трубку трубку не зменшується, та, таким чином, ефективність об'єму має тенденцію до збільшення. З іншого боку, коли попередник каталізатора на основі міді стає не надто малим, то не існує випадку, в якому матриця повільно переміщується за рахунок збільшення падіння тиску, та існує тенденція щодо перешкоджання надмірному зростанню температури та побічних реакцій.
ІСпосіб застосування попередника каталізатора на основі мідії
Далі в даному документі, буде описаний спосіб застосування попередника каталізатора на основі міді (порошкоподібного попередника каталізатора на основі міді та сформованого попередника каталізатора на основі міді).
Попередника каталізатора на основі міді за представленим винаходом можуть використовувати для сприяння проходження реакції ізомеризації сполуки, яка має ВД,у-
Зо ненасичену частину спирту, реакції гідрогенізації сполуки, яка має один з або як вуглець- вуглець подвійний зв'язок, так і вуглець-кисень подвійний зв'язок, тощо.
Однак, мідь, що входить до складу попередника каталізатора на основі міді знаходиться в моновалентному або дивалентному окисненому стані, та, таким чином, у випадку, коли попередник каталізатора на основі міді застосовують в описаних вище реакціях, тощо, то попередник каталізатора на основі міді не розвиває в достатній мірі функції каталізатора. Таким чином, необхідним є відновити попередник каталізатора на основі міді заздалегідь та, щоб мідь в попереднику каталізатора на основі міді стала нейтральною або, коли описані вище реакції є обумовленими, то створюються умови в реакційній системі таким чином, що мідь відновлюється.
Спосіб відновлення попередника каталізатора на основі міді без будь-яких розчинників буде описаним. Даний спосіб можуть застосовувати у випадку, коли, наприклад, порошкоподібний каталізатор на основі міді застосовують в способі реакції з шаром суспендованого осаду, в способі реакції з псевдозрідженим шаром, або в способі реакції з нерухомим шаром, та у випадку, коли сформований каталізатор на основі міді застосовують в способі реакції з нерухомим шаром.
У випадку, коли порошкоподібний або сформований попередник каталізатора на основі міді відновлюють без будь-яких розчинників з використанням відновлюючого газу, існують випадки, в яких попередник каталізатора на основі міді генерує тепло. У цьому випадку, прожарювання, застосовуючи генерування тепла, прискорюється, та, таким чином, можливим також є застосування попередника каталізатора на основі міді після розбавлення попередника каталізатора на основі міді скляними кульками, діоксидом кремнію, оксидом алюмінію, карбідом кремнію, або аналогічним, з метою зниження концентрації каталізатора на основі міді на одиницю об'єму та підвищення ефективності відведення тепла.
В процесі відновлення переважно використовують відновлюючий газ, такий як водень або монооксид вуглецю. Відновлюючий газ можуть відповідним чином розбавляти інертним газом, таким як азот, гелій або аргон. Зазвичай та переважно використовують водень, як відновлюючий газ, та азот, як інертний газ, для розбавлення.
Температура відновлення переважно знаходиться в діапазоні від 100 "С до 800 "С, та більш переважно в діапазоні від 150 "С до 250 "С. Коли температура відновлення становить 100 С 60 або вище, молекули води, які утворюються за рахунок відновлення попередника каталізатора на основі міді, видаляються в достатній мірі, необхідний час відновлення стає коротким, та попередник каталізатора на основі міді відновлюється в достатній мір. З іншого боку, коли температура відновлення становить 800 "С або нижче, немає ніякого занепокоєння щодо погіршення характеристик каталізатора через спікання міді.
Тиск відновлюючого газу переважно знаходиться в діапазоні від 0,01 МПа (С) до 1,9 МПа (0). Оскільки більш високий тиск відновлюючого газу сприяє проходженню спікання, більш переважним є відновлення попередника каталізатора на основі міді при тиску близькому до атмосферного тиску наскільки це можливо.
Не існує ніяких особливих обмежень стосовно швидкості потоку відновлюючого газу, але годинна об'ємна швидкість газу (ЗНМ), яку одержують шляхом ділення об'ємної швидкості подачі газу, який подається, (м3З/год.-) на об'єм (му) шара каталізатора, одержаного з попередника каталізатора на основі міді, який може включати розбавлену речовину, переважно знаходиться в діапазоні від 50 год." до 20 000 год.", та більш переважно в діапазоні від 100 год." до 10,000 год.7. Коли годинна об'ємна швидкість газу становить 50 год." або більше, ефективність видалення вологи, яка утворюється за рахунок відновлення, є високою, та необхідний час відновлення стає коротким, та, таким чином, немає ніякого занепокоєння щодо спікання шляхом акумулювання тепла каталізатора на основі міді. До того ж, коли годинна об'ємна швидкість газу становить 20 000 год." або менше, кількість енергії, яка необхідна для підтримки температури в шарі каталізатора, є малою, що є економічно переважним.
Необхідний час відновлення відповідно змінюється в залежності від температури відновлення, тощо; однак, як правило, переважним є продовжувати відновлення до тих пір доки не перестане спостерігатись, щонайменше, одне з двох: утворення води та абсорбція відновлюючого газу.
Як правило, переважним є встановити каталізатор на основі міді, одержаний за допомогою описаної вище відновлювальної обробки в тій самій реакційній трубці та безпосередньо ввести матрицю в каталізатор на основі міді, тим самим, сприяючи бажаним реакціям з точки зору запобігання ризиків, таких як займання каталізатора на основі міді, та підвищення продуктивності цільової речовини.
Далі буде описаним спосіб відновлення попередника каталізатора на основі міді в
Зо розчиннику. Даний спосіб можуть використовувати у випадку, коли порошкоподібний каталізатора на основі міді застосовують в способі реакції в шарі суспендованого осаду.
Попередник каталізатора на основі міді відновлюють після того, як його занурюють в розчинник, який не отруює каталізатори на основі міді. Не існує ніяких обмежень стосовно розчинника, та переважно використовують спирти, прості ефіри, вуглеводні, тощо. Приклади спиртів включають метанол, етанол, октанол, додеканол, тощо. Приклади простих ефірів включають тетрагідрофуран, діоксан, диметиловий ефір тетраетиленгліколю, тощо. Приклади вуглеводнів включають гексан, циклогексан, декалін, рідкий парафін, тощо.
Приклади відновлюючого агента, який використовують для відновлення попередника каталізатора на основі міді включають водень, монооксид вуглецю, аміак, гідразин, формальдегід, нижчі спирти, такі як метанол, тощо. Відновлюючий агент можуть використовувати самостійно, або можуть використовувати суміш з двох або більше відновлюючих агентів. До того ж, відновлюючий агент може бути розбавлений, застосовуючи інертний газ, такий як азот, гелій або аргон, перед тим як його використовують. зазвичай та переважним є використовувати водень, як відновлюючий агент, та азот, як інертний газ для розбавлення.
Температура відновлення переважно знаходиться в діапазоні від 100 "С до 800 "С, та більш переважно в діапазоні від 100 "С до 300 "С. Коли температура відновлення становить 100 С або вище, молекули води, утворені в результаті відновлення попередника каталізатора на основі міді, видаляються в достатній мірі, необхідний час відновлення стає коротким, та попередник каталізатора на основі міді відновлюється в достатній мірі. З іншого боку, зниження температури до 800 С або нижче не викликає ніякого занепокоєння щодо погіршення ефективності каталізатора через агломерацію міді.
У випадку, в якому застосовують відновлюючий газ, такий як водень, монооксид вуглецю або аміак, тиск відновлюючого газу переважно знаходиться в діапазоні від 0,01 МПа (с) до 10
Мпа (5). Оскільки більш високий тиск відновлюючого газу полегшує протікання агломерації, більш переважним є відновити попередник каталізатора на основі міді при тиску близькому до атмосферного тиску, наскільки це можливо. Крім того, більш переважним є скорочення часу відновлення шляхом барботування відновлюючого газу в суспензію та ефективне видалення молекул води, яка утворюється в результаті до відновлення.
Необхідний час відновлення відповідно змінюється залежно від температури відновлення тощо; однак, як правило, переважним є продовження відновлення до тих пір дока, щонайменше, одна з умов, утворення води або абсорбція відновлюючого газу, стане неспостережуваною.
В той же час, також можливим є відокремити каталізатор на основі міді, отриманий з використанням описаної вище обробки відновлення, за допомогою фільтрування та подібного, та потім ввести каталізатор на основі міді в потрібну реакційну систему, як правило, переважним є вводити реакційну матрицю в суспензію каталізатора на основі міді, тим самим, сприяючи бажаним реакціям з точки зору уникнення ризиків, таких як займання каталізатора на основі міді та підвищення продукування цільової речовини. (Реакція ізомеризації сполуки, що має ВД, у-ненасичену спиртову частину)
Альдегідну сполуку можуть отримувати застосовуючи реакцію ізомеризації сполуки, що має
В,у-ненасичену спиртову частину, в якій використовується попередник каталізатора на основі міді за представленим винаходом. Як описано вище, попередник каталізатора на основі міді використовується після його відновлення.
Реакція ізомеризації може бути проведена в рідкій фазі або газовій фазі з використанням способу реакції, такого як спосіб реакції суспендованого шару осаду, спосіб реакції з псевдозрідженим шаром, або спосіб реакції з нерухомим шаром. Тим не менш, у випадку, в якому реакційна система піддається впливу високої температури протягом тривалого періоду часу, альдегіди, які генеруються, є термічно нестабільними, та, таким чином, спосіб реакції з нерухомим шаром переважно використовують з точки зору, яка стосується утворення речовин з високою температурою кипіння, конверсійного співвідношення та селективності. Крім того, реакція ізомеризації переважно проходить в газовій фазі.
Далі в даному документі спосіб реакції ізомеризації, в якому використовується спосіб з нерухомим реакційним шаром, буде докладно описаним, але спосіб з використанням каталізатора на основі міді (попередника) цим не обмежується.
Обсяг виразу "сполука, яка має ДВД,у-ненасичену спиртову частину", яка є матрицею даної реакції ізомеризації, включає сполуки, які мають -0-0-С0-ОН частину та має, в цілому, від 4 до атомів вуглецю. Їх приклади включають 2-бутен-1-ол, 2-пентан-1-ол, 2- гексен-1-ол, 2-гептан- 1-ол, 2-октен-1-ол, 2,7-октадіен-1-ол, 2-нонен-1-ол, 2-децен-1-ол, З-феніл-2-пропен-1-ол, 4-
Зо феніл-2-бутен-1-ол, 5-феніл-2-пентан-1-ол, б-феніл-2-гексен-1-ол, 7-феніл-2-гептан-1-ол, 8- феніл-2-октен-1-ол, 9-феніл-2-нонен-1-ол, 10-феніл-2-децен-1-ол, 2-метил-2-бутен-1-ол, 2- метил-2-пентан-1-ол, 2-метил-2-гексен-1-ол, 2-метил-2-гептан-1-ол, 2-метил-2-октена-1-ол, 2- метил-2-нонен-1-ол, 2-метил-2-децен-1-ол, б-бензил-2-циклогексен-1-ол, 4-феніл-1- вінілциклогексан-1і-ол, тощо. Серед них, попередник каталізатора на основі міді даного винаходу є прийнятним для реакції ізомеризації 2,7 -октадіен-1-олу.
Якщо потрібно, можливим також є використовувати матрицю розбавлену в розчиннику, що не отруює каталізатори на основі міді Не існує ніяких особливих обмежень відносно розчинника, та його приклади включають спирти, прості ефіри та вуглеводні. Приклади спиртів включають метанол, етанол, октанол, додеканол, 7-октен-1-ол, тощо. Приклади простих ефірів включають тетрагідрофуран, діоксан, тетраєтиленгліколь, диметиловий ефір, тощо. Приклади вуглеводнів включають гексан, циклогексан, декалін, рідкий парафін, тощо. У деяких випадках, можливим також є використовувати воду як розчинник.
У випадку, коли 7-октен-і-сл використовують як розчинник серед описаних вище розчинників, частина 7-октен-1ї-олу перетворюється на 7-октеналь в реакційній системі ізомеризації, та, таким чином, використання 7-октен-ї-олу є переважним, з точки зору покращення продуктивності, у випадку, коли утворюється 7-октеналь.
Коли в реактор із завантаженим нерухомим шаром з каталізатором на основі міді, який отримують шляхом відновлення, поміщають при необхідній температурі та необхідному тиску, та сполуку, що має ДВ,у-ненасичену спиртову частину та газову суміші, яка складається з інертного газу та відновлюючого газу, або інертний газ подають у реактор з нерухомим шаром в той самий час, коли проходить реакція ізомеризації сполуки, що має В,у-ненасичену спиртову частину, та можуть отримувати альдегідну сполуку.
З точки зору отримання рівномірного потоку газу, реактор з нерухомим шаром є переважно реактором, який має трубчасту структуру, та коли береться в розрахунок температура каталізатора на основі міді, яка є рівномірно контрольованою, переважним є реактор, який має багатотрубчасту структуру, в якій ряд реакційних трубок є розташованими паралельно.
Реакційна трубка, яка має округлу форму поперечного перерізу, як правило, використовується як реакційна трубка. З точки зору простоти операції завантаження каталізатора та рівномірного завантаження каталізатора на основі міді переважним є те, щоб вертикально розташувати 60 лінійні прямі трубки.
Діаметр трубки не є особливо обмеженим, але переважно знаходиться в діапазоні від 15 мм до 50 мм, та більш переважно в діапазоні від 20 мм до 40 мм. Коли діаметр трубки становить 15 мм або більше, можливим є стримати зростання кількості реакційних трубок, та, таким чином, вартість виробництва реактора може бути зменшена. До того ж, коли діаметр трубки становить 50 мм або менше, можливим є стримати нагрівання при зберіганні каталізатора на основі міді в центральній частині трубки, та, таким чином, можуть стримувати збільшення швидкості деактивації каталізатора, послідовної реакції, неконтрольованої реакції, тощо.
Не існує ніяких обмежень щодо довжини та кількості реакційних трубок, та переважним є відповідним чином встановити довжину та кількість реакційних трубок приймаючи до уваги вартість виробництва реактора, кількість каталізатора на основі міді, яка необхідна, щоб досягти потрібну продуктивність виробництва, тощо. Як правило, переважно застосовують спосіб, в якому багатотрубковий реактор з нерухомим шаром застосовують як теплообмінний реактор, передбаченим є кожух із зовнішнього боку реакційних трубок, завантажених каталізатором на основі міді, та пара, нагріта олія, або подібне проходить через кожух, тим самим регулюючи температуру реакції. Стан матриці в реакційній системі може бути будь-яким рідким станом або газоподібним станом; однак, з точки зору підтримування матричного коефіцієнта перетворення на високому рівні для того, щоб дозволити молекулам матриці дифундувати всередину каталізатора на основі міді та стримувати зниження активності каталізатора внаслідок карбонізації, тощо, матриці та продукту на поверхні каталізатора на основі міді, матриця переважно знаходиться в газоподібному стані.
Температура реакції переважно знаходиться в діапазоні від 100 С до 8000. Коли температура реакції становить 100 "С або вище, енергія активації реакції є достатньою, та, таким чином, може бути досягнута достатня продуктивність. Коли температура реакції становить 800 "С або нижче, то стримується зниження виходу цільової речовини через термічне розкладання матриці або продукту, та, більш того, не викликає ніякого занепокоєння, що може зменшитись продуктивність через карбід матриці або продукту, який покриває поверхню каталізатора на основі міді, або може зменшитись ефективність каталізатора через агломерацію міді. З тієї ж точки зору, температура реакції переважно знаходиться в діапазоні від 100 "С до 500 "С, більш переважно в діапазоні від 100 "С до 300 "С, та, ще більш переважно в діапазоні від 150 "С до 250 "С.
Тиск реакції переважно знаходиться в діапазоні від 0,01 МПа (С) до 1,9 МПа (С) з точки зору легкості контролю тиску та зниження вартості обслуговування обладнання для реакції. З точки зору підвищення продуктивності за рахунок підвищення ефективності дифузії матриці в каталізатор на основі міді, більш переважним є використовувати матрицю в газовій фазі, та більш переважним є встановити тиск близько до 0,01 МПа (С) наскільки це можливо.
Разом з матрицею подають інертний газ або газову суміш, яка складається з відновлюючого газу та інертного газу. В газовій суміші, вміст відновлюючого газу переважно знаходиться в діапазоні від 0,0595 за об'ємом до 2095 за об'ємом, більш переважно в діапазоні від 0,195 за об'ємом до 1595 за об'ємом, та ще більш переважно в діапазоні від 0,195 за об'ємом до 1095 за об'ємом.
Реактор з нерухомим шаром може бути будь-яким реактором з низхідним потоком, в якому компоненти подаються з верхньої частини реактора, або реактором з висхідним потоком, в якому компоненти подаються з нижньої частини реактора; однак, з точки зору постійного видалення рідкої фазі речовин з високою температурою кипіння, які є побічними продуктами реакції, за межі системи, переважним є реактор з низхідним потоком.
З точки зору дешевих цін, як відновлюючий газ переважно застосовують газоподібний водень, та як інертний газ переважно застосовують газоподібний азот. Не існує ніяких обмежень стосовно кількості газоподібного водню, що подається, але кількість молекул водню бажано, щоб дорівнювала або була більшою за кількість молекул кисню, які є включеними в газоподібний азот та матрицю. З іншого боку, у випадку, коли кількість молекул водню, що подається, є надміно великою, відбувається гідрогенізація матриці, та, таким чином, селективність щодо цільової речовині погіршується. Більш того, необхідним є відповідним чином вибрати ефективність контактування між каталізатором на основі міді та молекулами відновлюючого газу в залежності від фізичних властивостей, таких як форма каталізатора на основі міді, яку використовують, та швидкості дифузії молекул, та, таким чином, необхідним є регулювати кількість матриці, яка подається, кількість газової суміші, яка подається, вміст відновлюючого газу, включеного в газову суміш, тощо, таким чином, щоб досягти потрібні реакції та потрібний результат за реакціями.
Стосовно кількості газоподібного водню, яка подається разом з матрицею, молекулярне 60 співвідношення (молярне співвідношення) матриці до газоподібного водню
Іматриця/газоподібний водень| переважно знаходиться в діапазоні від 99/1 до 75/25, більш переважно в діапазоні від 99/1 до 80/20, та ще більш переважно в діапазоні від 97/3 до 80/20.
Коли молекулярне співвідношення (молярне співвідношення) Іматриця/газоподібний водень) є занадто малий, тобто, кількість газоподібного водню є занадто велике, існує занепокоєння, що селективність альдегідної сполуки може зменшитись. З точки зору стримання утворення дегідрованої сполуки, яке є збільшеним, переважним є запобігти тому, що молекулярне співвідношення (молярне співвідношення) Іматриця/газоподібний водень) стає занадто великим, тобто, запобігти тому, що кількість газоподібного водню стає занадто маленькою.
Не існує ніяких обмежень стосовно кількості матриці, яка подається, але годинна об'ємна швидкість (МИН5М), яку одержують шляхом ділення маси матриці, яка подається (кг/год.) на масу попередника каталізатора на основі міді (кг), переважно знаходиться в діапазоні від 0,05 год." до 20 год.", та більш переважно в діапазоні від 0,1 год." до 10 год.7. Коли об'ємна швидкість становить 0,05 год." або більше, час контактування між матрицею, продуктом та каталізатором на основі міді стає коротким, та можливим є стримати утворення конденсату матриці або продукту, або зменшення виходу цільового речовини через карбонізацію матриці або продукту.
Коли об'ємна швидкість становить 20 год." або менше, кількість енергії, необхідної для підтримання температури в шарі каталізатора, є невеликою, що є економічно переважним.
Не існує ніяких обмежень стосовно швидкості потока інертного газа або газової суміші, але годинна об'ємна швидкість газу (ЗНМ), яку одержують шляхом ділення об'ємної швидкості подачі газу (м3/год.) на об'єм (му) шару каталізатора, одержаного з попередника каталізатора на основі міді, який може включати розбавлену речовину, переважно знаходиться в діапазоні від 50 год." до 20 000 год.7", та більш переважно в діапазоні від 100 год." до 10 000 год.7". Коли годинна об'ємна швидкість газу становить 50 год." або більше, не викликає ніякого занепокоєння щодо агломерації через акумуляцію тепла каталізатора на основі міді. До того ж, коли годинна об'ємна швидкість газу становить 10 000 год." або менше, кількість енергії, що необхідна для підтримання температури в шарі каталізатора є невеликою, що є економічно переважним.
Коли продукт вивантажують, то разом з цим газ зріджують з використанням пристрою для агломерації та дистилюють при атмосферному тиску або зниженому тиску, можливим є
Зо відокремити та почистити альдегідну сполуку, яка є цільовою речовиною.
Коли реакція постійно спричинюється, існують випадки, в яких спостерігається зниження активності каталізатора. В даному випадку, каталізатор на основі міді можуть використовувати після того, як каталізатор на основі міді, який застосовували в реакції, відповідним чином прожарюють на повітрі або в атмосфері кисню під тиском в діапазоні від 0,01 МПа (с) до 1,9
МПа (5) при температурі в діапазоні від температура реакції до 800 "С таким чином, щоб карбонізувати органічні сполуки, прикріплені до поверхні каталізатора на основі міді, карбонізовані органічні сполуки видаляють, та потім відновну обробку здійснюють знову. (Реакція гідрогенізації сполуки, яка має вуглець-вуглець подвійний зв'язок або вуглець- кисень подвійний зв'язок)
Коли попередник каталізатора на основі міді за представленим винаходом застосовують, можливим є ефективно викликати реакцію гідрогенізації сполуки, яка має один з двох або як вуглець-вуглець подвійний зв'язок, так і вуглець-кисень подвійний зв'язок.
Реакція гідрогенізації сполуки, яка має вуглець-вуглець подвійний зв'язок та вуглець-кисень подвійний зв'язок, може бути викликана застосуванням будь-якого способу реакції в способі реакції з шаром суспендованого осаду, в способі реакції з псевдозрідженим шаром та в способі реакції з нерухомим шаром. У випадку, коли реакція гідрогенізації є викликана застосуванням способу реакції з нерухомим шаром, реакція може бути викликана за тих самих умов, що й умови реакції ізомеризації для сполуки, яка має Д,у-ненасичену частину спирту, за виключенням факту, що вміст газоподібного водню, який входить до складу газової суміші, переважно
БО вибирають з діапазону від 195 за об'ємом до 10095 за об'ємом, більш переважно вибирають з діапазону від 5095 за об'ємом до 10095 за об'ємом, та ще більш переважно вибирають з діапазону від 8095 за об'ємом до 10095 за об'ємом.
Далі в даному документі детально буде описана реакція гідрогенізації, в якій застосовують спосіб реакції з шаром суспендованого осаду, але спосіб застосування каталізатора на основі міді не обмежується цим.
Межі значення "сполука, яка має вуглець-вуглець подвійний зв'язок, яка являє собою матрицю представленої реакції гідрогенізації, включає всі сполуки, які мають -0-0- частину. В концепції вуглець-вуглецевого подвійного зв'язку, подвійні зв'язки, утворені шляхом додавання вуглець-вуглецевого потрійного зв'язку, також є включеними.
До того ж, межі значення "сполука яка має вуглець-кисень подвійний зв'язок", яка являє собою іншу матрицю представленої реакції гідрогенізації включає всі сполуки, які мають -(С0-0)- частину, та їх приклади включають альдегіди, кетони, карбонові кислоти, складні ефіри, ангідриди кислот, цукри, тощо. До того ж, сполуки, які мають велику кількість описаної вище частини в молекулі, також є включеними.
Матрицю представленої реакції гідрогенізації переважно вибирають з групи, яка складається з альдегідів, які можуть включати вуглець-вуглець подвійний зв'язок, кетонів, які можуть включати вуглець-вуглець подвійний зв'язок, карбонових кислот, які можуть включати вуглець-вуглець подвійний зв'язок, складних ефірів, які можуть включати вуглець-вуглець подвійний зв'язок, ангідридів кислот, які можуть включати вуглець-вуглець подвійний зв'язок, та цукрів, які можуть включати вуглець-вуглець подвійний зв'язок. До того ж, з точки зору легкості розділення продукту, матриця представленої реакції гідрогенізації є переважно сполукою, яка має загальну кількість від 4 до 30 атомів вуглецю в молекулі, більш переважно сполука, яка має загальну кількість від 4 до 20 атомів вуглецю в молекулі, та ще більш переважно сполука, яка має загальну кількість від 4 до 10 атомів вуглецю в молекулі.
Приклади сполук, які мають вуглець-вуглець подвійний зв'язок включають ненасичені аліфатичні вуглеводні, ненасичені аліфатичні вуглеводні, які містять ароматичні групи, аліциклічні вуглеводні на основі олефінів, олефіни, які мають функціональну групу, тощо.
Приклади ненасичених аліфатичних вуглеводнів включають етиленові, пропіленові, 1- бутенові, 1-гептенові, 1-гексенові, 1-гептенові, 1-октенові, 1-ноненові, 2-бутенові, ізобутенові, 2- октенові, 1,7-октадієнові, вінілциклогексенові, циклооктадієнові, дициклопентадієнові, бутадієнові полімери, ізопренові полімери, тощо. Приклади ненасичених аліфатичних вуглеводнів, які містять ароматичну групу включають стирол, а-метилстирол, рД-метилстирол, стирол, заміщений в ядрі алкільною групою, дивінілбензол, тощо. Приклади аліциклічних вуглеводнів на основі олефінів включають циклопентен, циклогексен, 1-метилциклогексен, циклооктен, лімонен, тощо. Приклади олефінів, які мають функціональну групу включають аліловий спирт, кротоновий спирт, З3-метил-З-бутен-і-ол, 7-октен-1-ол, 2,7-октадієнол, вінілацетат, алілацетат, метилакрилат, етилакрилат, метилметакрилат, алілакрилат, вінілметиловий ефір, алілетиловий ефір, 5-гексенамід, акрилонітрил, 7-октеналь, тощо.
Зо До того ж, існують також природні сполуки, які мають вуглець-вуглець подвійний зв'язок, та приклади природних сполук включають рослинну олію, таку як соєва олія, рапсова олія, соняшникова олія, бавовняна олія, арахісова олія, кунжутна олія, пальмова олія, кісточкова пальмова олія, лляна олія, рицинова олія або кокосова олія; тваринні олії, такі як яловичий жир, риб'ячий жир або свиняче сало; ненасичені аліфатичні кислоти, одержані з них, тощо.
Серед них, попередник каталізатора на основі міді за представленим винаходом є корисним в реакції гідрогенізації 7-октеналю.
Конкретні приклади альдегідів, кетонів, карбонових кислот, складних ефірів, ангідридів кислот, та цукрів, як сполук, які мають вуглець-кисень подвійний зв'язок будуть описані нижче.
Приклади альдегідів сполук включають формальдегід, пропіональдегід, н-бутилальдегід, ізобутилальдегід, валеральдегід, 2-метилбутилальдегід, З-метилбутилальдегід, 2,2- диметилпропіональдегід, капрональдегід, 2-метилвалеральдегід, З-метилвалеральдегід, 4- метилвалеральдегід, 2-етилбутилальдегід, 2,2-диметилбутилальдегід, 3,3- диметилбутилальдегід, каприлальдегід, каприновий альдегід, глутардіальдегід, 7-октеналь, тощо.
Більш того, альдегідні сполуки можуть бути гідроксіальдегідними сполуками, які мають гідроксильну групу в молекулі, та приклади їх включають З-гідроксипропаналь, диметилолетаналь, триметилолетаналь, З-гідроксибутаналь, 3-гідроксі-2-етилгексаналь, 3- гідрокси-2-метилпентаналь, 2-метилолпропаналь, 2,2-диметилолпропаналь, З-гідрокси-2- метилбутаналь, З-гідроксипентаналь, 2-метилолбутаналь, 2,2-диметилолбутаналь, гідроксипіваловий альдегід, тощо.
Приклади кетонових сполук включають ацетон, бутанон, 2-пентанон, 4-метил-2-пентанон, 2- гексанон, циклогексанон, ізоборон, метил-ізобутилкетон, мезитилоксид, ацетофенон, пропіофенон, бензофенон, бензалактон, дибензалактон, бензалактофенон, 2,3-бутадіон, 2,4- пентадіон, 2,5-гексадіон, 5-метилвінілкетон, тощо.
Серед них, попередника каталізатора на основі міді за представленим винаходом є корисним в реакції гідрогенізації 4-метил-2-пентанону.
Приклади карбонових кислот включають мурашину кислоту, оцтову кислоту, пропионовую кислоту, масляну кислоту, ізомасляну кислоту, н-валеріанову кислоту, триметилоцтову кислоту, капронову кислоту, енантову кислоту, капринову кислоту, лауринову кислоту, міристинову бо кислоту, пальмітинову кислоту, стеаринову кислоту, акрилову кислоту, метакрилову кислоту,
олеїнову кислоту, елаїдинову кислоту, лінолеву кислоту, ліноленову кислоту, циклогексанкарбонову кислоту, бензойну кислоту, фенілоцтову кислоту, орто-толуїлову кислоту, мета-толуїлову кислоту, пара-толуїлову кислоту, орто-хлорбензойну кислоту, пара- хлорбензойну кислоту, орто-нітробензойну кислоту, пара-нітробензойну кислоту, саліцилову кислоту, пара-гідроксибензойну кислоту, антранілову кислоту, пара-амінобензойну кислоту, щавелеву кислоту, малеїнову кислоту, глутарову кислоту, адипінову кислоту, пімелинову кислоту, суберинову кислоту, азелаїнову кислоту, себацінову кислоту, малеїнову кислоту, фумарову кислоту, ізофумарову кислоту, терефталеву кислоту, 1,2-циклогександикарбонову кислоту, 1,4-циклогександикарбонову кислоту, тощо.
Більш того, карбонові кислоти можуть бути етерифікованими сполуками, які складаються з карбонової кислоти та спирту, та спиртовий компонент, що входить до складу складного ефіру, суттєво не обмежується; однак, спиртовий компонент, як правило, є аліфатичним або аліциклічним спиртом, який має від 1 до 6 атомів вуглецю, та їх приклади включають метанол, етанол, пропанол, бутанол, пентанол, гексанол, циклогексанол, тощо. Більш того, лактони як складні ефіри, циклізовані в молекулі, наприклад, у-бутиролактон, б-валеролактон та є- капролактон, також є включеними.
Якщо потрібно, можливим також є використовувати матрицю, розбавлену в розчиннику, який не отруює каталізатори на основі міді. Не існує ніяких особливих обмежень відносно розчинника, та їх приклади включають спирти, прості ефіри та вуглеводні. Приклади спиртів включають метанол, етанол, октанол, додеканол, тощо. Приклади простих ефірів включають тетрагідрофуран, діоксан, тетраетиленгліколь, диметиловий ефір, тощо. Приклади вуглеводнів включають гексан, циклогексан, декалін, рідкий парафін, тощо. В деяких випадках, можливим також є використовувати, щонайменше, один, вибраний з води, матриць та продуктів, як розчинник.
Спосіб реакції в шарі суспендованого осаду може бути вибраний з двох способів: періодичного способу (який включає половину безперервного способу) та способу безперервного потоку, та переважним є спосіб безперервного потоку, в якому легко збирається та застосовується каталізатор на основі міді. Далі в даному документі коротко буде описаний спосіб реакції в шарі суспендованого осаду, в якому застосовують спосіб безперервного потоку.
Зо Коли реактор з шаром суспендованого осаду, завантаженого із суспензією, одержаною шляхом відновної обробки попередника каталізатора на основі міді, розташовують при бажаній температурі та потрібному тиску, та подається сполука, яка має або один з, або як вуглець- вуглець подвійний зв'язок, так і вуглець-кисень подвійний зв'язок, та газоподібний водень, то може бути викликана гідрогенізація.
Оскільки зменшення розміру порошкоподібного попередника каталізатора на основі міді збільшує питому площу на одиницю маси, активність каталізатора на одиницю маси каталізатора на основі міді стає високою. З іншого боку, збільшення розміру полегшує фільтрацію після реакції. З такої точки зору, як правило, переважно використовують порошкоподібний попередник каталізатора на основі міді, відібраний з мешем в діапазоні від 16 до 400. Концентрація порошкоподібного каталізатора на основі міді, який входить до складу суспензії переважно знаходиться в діапазоні від 0,0195 за масою до 5095 за масою, та, з точки зору продуктивності за одиницю часу та властивостей порошкоподібного каталізатора на основі міді, який видаляють фільтрацією, більш переважно знаходиться в діапазоні від 195 за масою до 1095 за масою.
Температура реакції гідрогенізації переважно знаходиться в діапазоні від 100 "С до 800 "С, більш переважно в діапазоні від 100 "С до 300 "С, та ще більш переважно в діапазоні від 150 "С до 250 "С. Коли температура реакції становить 100 "С або вище, енергія активації реакції стає достатньою, та може бути досягнута достатня продуктивність. До того ж, коли температура реакції становить 800 "С або нижче, стримується зниження виходу цільового речовини через термічне розкладання матриці та продукту, та більш того, стримується зниження продуктивності через покриття поверхней каталізатора на основі міді карбідом матриці або продукту, або зниження ефективності каталізатора через агломерацію міді.
Як правило, тиск водню переважно вибирають з діапазону від 1 МПа (с) до 30 МПа (с). В реакції гідрогенізації, в якій застосовують спосіб із шаром суспендованого осаду, збільшення тиску водню збільшує кількість молекул водню, які є розчиненими в розчиннику, та, відповідно, підвищує швидкість реакція, та, внаслідок цього, тиск переважно є високим, навіть в описаному вище діапазоні тиску водню.
Для розділення рідкої фази продукту та каталізатора на основі міді, можуть використовувати спосіб, такий як декантування або фільтрацію. Відокремлений каталізатор на основі міді, який 60 використовували раніше може бути повторно використаний шляхом промивання каталізатора на основі міді, застосовуючи спирт, простий ефір, вуглеводневий розчинник, або подібний, потім, приведення каталізатора на основі міді в контакт з повітрям, та проведення прожарювання та від відновлюючої обробки каталізатора на основі міді. Цільова речовина може бути відокремлена та очищена шляхом дистиляції рідини, яку відокремили від каталізатора на основі міді, при атмосферному або при зниженому тиску.
ІПриклади)
Далі в даному документі, представлений винахід буде описано більш детально, використовуючи приклади, але представлений винахід не обмежується прикладами з використанням будь-яких засобів.
Спосіб одержання попередника каталізатора на основі міді в представленому винаході детально буде описано в прикладах 1 - 7. Крім того, спосіб одержання попередника каталізатора для порівняння ефективності каталізатора детально буде описано в прикладах порівняння 1 - 5.
Атомні співвідношення Си, Ее та АЇ та вміст (95 за масою) силікату кальцію є значеннями на основі результатів якісного та кількісного аналізу елементів, проведеного з висушеним продуктом спільно осадженої суміші, одержаної на третій стадії відповідно до "Сепега! Виїе5 Тог
Х-гтау РіІногезсепсе Апаїувзіб", описаній в ЛЗ К 0119:2008, використовуючи хвильодисперсний рентгенівський флуоресцентний спектрометр з верхнім розташуванням трубки 775Х Ргітив ПП" виробництва Відаки Согрогаїйоп. Си/Ре/АІ атомні співвідношення розраховували за вмістом (95 за масою) оксиду міді (ІІ) (Си0), за вмістом (95 за масою) оксид заліза (ІІ) (ЕегОз), та за вмістом (95 за масою) оксиду алюмінію (А2Оз), які визначали відповідно до представленого способу, та більш того, одержували (ЕРе-АІ)/Си та А/Ее. Сума вмісту (95 за масою) оксиду кальцію (Сас) та вмісту (96 за масою) оксиду кремнію (5102), визначені відповідно до представленого способу, використовували як вміст (9о за масою) силікату кальцію.
До того ж, питома площа поверхні за БЕТ являє собою значення на основі питомої площі поверхні, виміряної за адсорбцією азоту у висушеного продукту спільно осадженої суміші, отриманої на третій стадії відповідно до "Оеєїегтіпайоп ОЇ Те 5ресіїс зупасе Агеа ОЇ Ром/дег5 (Зоїїд5) Ву Са5 Аазогріоп Меїпоа5з" описаного в 9УІ5 28830:2001 з використанням "ЗЕМІМІ
МИ2390" виробництва компанії Місгтотетіййсв дарап.
У відповідних прикладах, описаних нижче, якщо особливо не вказано інше, іонообмінну воду використовували як воду, та операції виконували в атмосфері повітря, яка має атмосферний тиск.
ІПриклад 1) 17,5 г (0,178 моль) сірчаної кислоти, 94,2 г сульфату міді (Ії) пентагідрату (0,377 моль атомів міді), 170,8 г сульфату заліза (І) гептагідрату (0,614 моль атомів заліза) та 132,6 г рідкого сульфату алюмінію (що містить 895 АІ2Оз) (0,208 моль атомів алюмінію) послідовно додавали до 2 000 г води в 5 л аналітичний стакан, який включав мішалку та нагрівальний пристрій, достатньо пермішували, таким чином, щоб отримати гомогенний водний розчин сульфату метала, та водний розчин нагрівали до 50 "С, та витримували. 120 г гідроксиду натрію розчиняли в 2,000 г води в 10 л аналітичному стакані який включав мішалку та нагрівальний пристрій, та розчин нагрівали до 80 "С. В стані, в якому суміш слід пермішувати таким чином, щоб запобігти осіданню спільного осаду та накопичення навіть після завершення додавання по краплях водного розчину сульфату метала, по краплях додавали водний розчин сульфату метала до водного розчину гідроксиду натрію, використовуючи дозуючий насос протягом 120 хвилин. В даний час, нагрівальний пристрій контролювали таким чином, щоб температура реакційного розчину витримувалась на 80 "С.
Після завершення додавання по краплях, водний розчин суміші витримували протягом 1 години при тій самій температурі в тому самому стані перемішування. Після цього, водний розчин суміші охолоджували до 50 "С, та залишали стояти. Супернатант видаляли шляхом декантування, додавали 4 000 г води для першого промивання, та спільний осад пермішували при 50"С, тим самим промиваючи спільний осад. Дану операцію повторювали, та підтверджували, що рН супернатанта становив 7,/ після введення води для п'ятого промивання. В стані, в якому вода для п'ятого промивання була присутня, та спільний осад слід було пермішувати при 50 "С для того, щоб запобігти осіданню спільного осаду, додавали 75,0 г силікату кальцію (виробленого компанією Тотйа Рпаптасещшіса! Со., Ца., "РГОКІТЕ"), та суміш витримували протягом 1 години. Спільну осаджену суміш фільтрували при кімнатній температурі та сушили на повітрі при 120 "С протягом 16 годин. Висушений продукт з одержаної спільно осадженої суміші прожарювали при 800 "С на повітрі, яке мало атмосферний тиск протягом 6 годин, тим самим, одержуючи порошкоподібний попередник каталізатора на основі міді. Порошкоподібний попередник каталізатора на основі міді, одержаний за описаним вище способом буде називатись як попередник каталізатора А.
ІПриклад 21
Таку саму операцію виконували в прикладі 1 за винятком того факту, що сірчану кислоту (17,5 г, 0,178 моль), пентагідрат сульфату міді (ІІ) (94,2 г, 0,377 моль атомів міді), гептагідрат сульфату заліза (І) (113,9 г, 0,410 моль атомів заліза), та рідкий сульфат алюмінію (215,8 г, 0,339 моль атомів алюмінію) послідовно додавали таким чином, щоб отримати гомогенний водний розчин сульфату метала, та додавали 86,7 г силікату кальцію (виробленого компанією
Тотйа РІагтасецшіїсаї Со., ца. "РСОКІТЕ"М. Порошкоподібний попередник каталізатора на основі міді одержаний за описаним вище способом, буде називатися як попередник каталізатора В.
ІПриклад З)
Таку саму операцію виконували в прикладі 1 за винятком того факту, що сірчану кислоту (17,5 г, 0,178 моль), пентагідрат сульфату міді (ІІ) (94,2 г, 0,377 моль атомів міді), гептагідрат сульфату заліза (І) (227,7 г, 0,819 моль атомів заліза), та рідкий сульфат алюмінію (7,1 г, 0,011 моль атомів алюмінію) послідовно додавали таким чином, щоб отримати гомогенний водний розчин сульфату метала, та додавали 70,2 г силікату кальцію (виробленого компанією Тотіга
РПпагтасецшіїса! Со., Ца., "ЕСОКІТЕ"). Порошкоподібний попередник каталізатора на основі міді, одержаний за описаним вище способом, буде називатися як попередник каталізатора С.
ІПриклад 41
Таку саму операцію виконували в прикладі 1 за винятком того факту, що сірчану кислоту (17,5 г, 0,178 моль), пентагідрат сульфату міді (ІІ) (94,2 г, 0,377 моль атомів міді), гептагідрат сульфату заліза (І) (57,0 г, 0,205 моль атомів заліза), та рідкий сульфат алюмінію (396,5 г, 0,622 моль атомів алюмінію) послідовно додавали таким чином, щоб отримати гомогенний водний розчин сульфату метала, та додавали 89,4 г силікату кальцію (виробленого компанією Тотйа
РПпагтасецшіїса! Со., Ца., "ЕСОКІТЕ"). Порошкоподібний попередник каталізатора на основі міді, одержаний за описаним вище способом, буде називатися як попередник каталізатора 0.
ІПриклад 5)
Таку саму операцію виконували в прикладі 2 за винятком того факту, що температура
Зо прожарювання була змінена на 600"С, та отримували порошкоподібний попередник каталізатора на основі міді. Порошкоподібний попередник каталізатора на основі міді, одержаний за описаним вище способом, буде називатися як попередник каталізатора Е.
ІПриклад 6)
Таку саму операцію виконували в прикладі 1 за винятком того факту, що додавали 42,7 г силікату кальцію (виробленого компанією Тотйа РНагтасешіса! Со., ца. "ЕГОКІТЕ".
Порошкоподібний попередник каталізатора на основі міді, одержаний за описаним вище способом, буде називатися як попередник каталізатора РЕ.
ІПриклад 71
Таку саму операцію виконували в прикладі 1 за винятком того факту, що додавали 24,9 г силікату кальцію (виробленого компанією Тотйа РНагтасешіса! Со., ца. "РГОРІТЕУ.
Порошкоподібний попередника каталізатора на основі міді, одержаний за описаним вище способом, буде називатися як попередник каталізатора 0.
Далі в даному документі, спосіб одержання порошкоподібного попередника каталізатора на основі міді для порівняння характеристик каталізатора попередника каталізатора на основі міді за представленим винаходом буде описаний як приклади порівняння.
Попередники каталізатора на основі міді, описані в прикладах порівняння 1 - З можуть одержувати за тим самим способом що й попередник каталізатора В; однак, у-оксид алюмінію додавали до попередників каталізатора на основі міді замість силікату кальцію, та мається на увазі, що попередники каталізатора на основі міді демонструють придатність силікату кальцію як носія. Попередник каталізатора на основі міді, описаний в порівняльному прикладі 4, міг бути одержаний за тим самим способом як і попередник каталізатора В, але температура прожарювання була встановлена на 400 "С, та попередник каталізатора на основі міді використовували для прояснення впливу температури прожарювання. Попередник каталізатора на основі міді, описаний в порівняльному прикладі 5, рідко включав залізо, та його використовували для прояснення необхідності заліза.
ІПорівняльний приклад 1)
Таку саму операцію виконували в прикладі 2 за винятком того факту, що додавали 86,7 г у- оксиду алюмінію (виробленого компанією С. І. Казеї Со., (., "МапоТек АІ203") замість 86,7 г силікату кальцію (виробленого компанією Тотйа РпІагтасешіса! Со., ца. "РГОКІТЕ").
Порошкоподібний попередника каталізатора на основі міді, одержаний за описаним вище способом, буде називатися як попередник каталізатора НІ.
ІПорівняльний приклад 21
Таку саму операцію виконували в порівняльному прикладі 1 за винятком того факту, що температура прожарювання була змінена на 600" С, та отримували порошкоподібний попередник каталізатора на основі міді. Порошкоподібний попередник каталізатора на основі міді, одержаний за описаним вище способом, буде називатися як попередник каталізатора Н2.
ІПорівняльний приклад З)
Таку саму операцію виконували в порівняльному прикладі 1 за винятком того факту, що температура прожарювання була змінена на 400 "С, та отримували порошкоподібний попередника каталізатора на основі міді. Порошкоподібний попередник каталізатора на основі міді, одержаний за описаним вище способом, буде називатися як попередник каталізатора НЗ.
ІПорівняльний приклад 4)
Таку саму операцію виконували в прикладі 2 за винятком того факту, що температура прожарювання була змінена на 400"С, та отримували порошкоподібний попередник каталізатора на основі міді. Порошкоподібний попередник каталізатора на основі міді, одержаний за описаним вище способом, буде називатися як попередник каталізатора І.
ІПорівняльний приклад 5)
Таку саму операцію виконували в прикладі 1 за винятком того факту, що сірчану кислоту (17,5 г, 0,178 моль), пентагідрат сульфату міді (ІІ) (94,2 г, 0,377 моль атомів міді) та рідкий сульфат алюмінію (471,3 г, 0,740 моль атомів алюмінію) послідовно додавали таким чином, щоб отримати гомогенний водний розчин сульфату метала, та додавали 95,8 г силікату кальцію (виробленого компанією Тотйа РвІагтасешіса! Со., ЦЯ. "РЕГОКІТЕ") Порошкоподібний попередник каталізатора на основі міді одержаний за описаним вище способом, буде називатися як попередник каталізатора .).
Таблиця 1 описує значення аналізу висушених продуктів спільних осаджених сумішей, одержаних в прикладах 1 - 7 та прикладах порівняння 1 - 5.
Для попередників каталізатора на основі міді за виключенням попередників каталізатора на основі міді з прикладів порівняння 1 - 3, Сци/Ре/АІ атомні співвідношення являють собою
Зо значення, розраховані за значеннями аналізу компонентів висушених продуктів спільних осаджених сумішей, та кількість силікату кальцію являє собою 95 за масою силікату кальцію та оксиду кремнію в значеннях аналізу висушених продуктів спільно осадженої суміші. В той же час, для попередників каталізатора на основі міді, описаних в прикладах порівняння 1 - 3,
СиЕе/АІ! атомні співвідношення спільних осадів являють собою значення, які обчислюються окремо від значень аналізів компонентів Си/Ре/АІ атомних співвідношень висушених продуктів спільних осадів, та 96 за масою у-оксиду алюмінію, який використовували як добавку під час фільтрування розраховували з різниці в значенні аналізу компонента між висушеними продуктами та спільними осадами. Іншими словами, оскільки у-оксид алюмінію додавали до спільних осадів, висушені продукти представлених спільних осаджених сумішей, в значній мірі, мали Си/Ре/АІ атомне співвідношення 1/1,10/0,93, та включали 47,95 за масою у-оксиду алюмінію.
Таблиця 1 11111011 Результатианалзу./////////////77777771717171171717 Темп е- . Питома РУТУР
Силікату а
Поперед- ! (Бе--АЇ) кальцію площа. прож
СиО | Рег2Оз | АІ26Оз | СаО | 5іО» | Си/Ее/АЇ А/Ее поверхні ник ката- /Си (95 за заБЕТ лізатора- масою) (ме/г) рюва на основі н-ня міді (ще)
Прикл лен ково ве вал ртяновя 22 он за во5 |в,
Прикл появ яру тов вв рясаюя яв оя вів |в ад З " " " " " " " " " " "
Продовження таблиці 1
Прикл пе Грея во резерви ге ня |та Тео вав ЕО082 870109 137 злеллогова те 091 513 1516 | во
Прикл пен ооие|ряе тя во |ворияеюві гів |оте| зно | твке | ко.
Порів няльн ий НІ 800 прикл ад 1 - 47,6 у- оре ол ол (дово оксид ий На 18,0 198 | 58,3 | 260 | або | взначній) 2,03 | 0,85 |ЛюМінію! 0), меншіменш 2. додають прикл е е МІРІ, альтерна ад 2 1/11,10/0,93 - т-тивно
Порів няльн ий нЗ 400 прикл ад З
Порів няльн ий 18,2 18,7 | 10,9. 113,7 | 37,6 1/1,02/0,93| 1,95 | 0,91 51,3 151,8 | 400 прикл ад 4
Порів няльн ий п) 20,2 22,6 14,91 401 11,0/-/11,75 55,0 193,5 | 800 прикл ад 5
Здатність каталізаторів на основі міді, одержаних шляхом відновлення попередника каталізатора на основі міді за представленим винаходом для одержання альдегідних сполук, використовуючи ізомеризаці. Сполуки, які мають В,у-ненасичену частину спирту, більш конкретно, здатність одержання 7-октеналю з 2,7-октадієн-1-олу в способі реакції з нерухомим шаром, в якому попередники каталізатора на основі міді, отримані в прикладах 1 - 7, будуть описані більш детально в оціночних прикладах 1 - 7.
До того ж, в оціночних прикладах порівняння 1 - 5, буде описана здатність одержання 7- октеналя в способі реакції з нерухомим шаром, в якому застосовують каталізатор на основі міді, одержаний шляхом відновлення попередника каталізатора на основі міді поза обсягом представленого винаходу.
ІОціночний приклад 1) 50 мл суміші, одержаної шляхом розбавлення попередника каталізатора на основі міді А до 5095 за масою з використанням натрієвих скляних кулькьок, які мають діаметр в діапазоні від 3,962 мм до 4,699 мм, завантажували у вертикальну пряму реакційна трубка з нержавіючої сталі 55316 циркуляційного типу з атмосферним тиском (внутрішній діаметр: 22 мм, довжина: 1 м), яка включає електричний нагрівач для контролювання температури зовні шару каталізатора, термопару для вимірювання температури всередині шару каталізатора, отвір для подачі газу у верхній частині, та отвір для відбирання проб в нижній частині. Маса попередника каталізатора на основі міді А, включеного в розбавлену суміш, становить 26,5 г.
В стані, в якому температура шару каталізатора витримували в діапазоні 20055 "С, повітря циркулювало зі швидкістю 12 л/год. протягом 1 години. Після цього, подачу повітря припиняли, та газоподібний азот циркулював зі швидкістю 137,5 л/год. протягом 1 години таким чином, що температура шару каталізатора утримувалась в діапазоні 20025 "С. Після цього, підвищували швидкість потоку газоподібного водню, тоді як швидкість потоку газоподібного азоту зменшували таким чином, що температура шару каталізатора утримувалась в діапазоні 20025 "С, назавершення, швидкість потока газоподібного водню була встановлена на 6 л/год., та попередник каталізатора на основі міді А відновлювали протягом 1 години.
Після відновлюючої обробки, подачу газоподібного водню припиняли, та газоподібний азот та 2,7-октадієн-1і-сл циркулювали зі швидкістю 137,5 л/год. та 70,2 г/год. (0,558 моль/год.), відповідно, таким чином, що температура шару каталізатора утримувалась в діапазоні 200525 "С. Реакція викликалась при атмосферному тиску протягом З годин, та кількість продукту визначали, застосовуючи газову хроматографію кожні 30 хвилин.
Коефіцієнт перетворення 2,7-октадієн-і-олу обчислювали, застосовуючи рівняння 1, описане нижче. Одиниця конкретних кількостей в рівнянні становить "моль/год'. (Рівняння 1)
Коефіцієнт перетворення (95)2,7-октадієн-і-олу - «(кількість вихідної сировини, яка подається, - кількість непрореагувавшої вихідної сировини)/кількість вихідної сировини, яка подається)х100
Приклади відповідних продуктів включають 7-октеналь, 2,7-октадієн-1-аль, 7-октен-1-ол, октадієни, цис- або транс-6-октеналь, 1-октаналь та 1-октанол. Селективність щодо описаних вище продуктів обчислювали, застосовуючи рівняння 2, описане нижче. Одиниця конкретних кількостей в рівнянні становить "моль/год'. (Рівняння 2)
Селективність (90)кожного продукту ї- 1 кількість кожного продукту/(Ккількість вихідної сировини, яка подається, - кількість непрореагувавшої вихідної сировини)) х 100
Селективність продуктів з високою температурою кипіння, кількості яких не могли бути визначені, застосовуючи газову хроматографію, обчислювали, застосовуючи рівняння 3, описане нижче. Одиниця конкретних кількостей в рівнянні становить "моль/год'. (Рівняння 3)
Селективність (95) продукту з високою температурою кипіння - 100 - (сума селективностей конкретних продуктів)
Протягом З годин реакції, не відбувалося великої зміни в досягненні реакції, та, таким чином, коефіцієнт перетворення та селективність обчислювали за середнім складом через З
Зо години.
ІОціночний приклад 21
Оцінку виконували за тим самим способом що й в оціночному прикладі 1 за винятком того факту, що використовували попередник каталізатора на основі міді В, та маса попередника каталізатора на основі міді В, включеного в розбавлену суміш, була встановлена на 23,4 г.
Протягом З годин реакції, не відбувалося великої зміни в досягненні реакції, та, таким чином коефіцієнт перетворення та селективність обчислювали за середнім складом через З години.
ІОціночний приклад З)
Оцінку виконували за тим самим способом як і в оціночному прикладі 1 за винятком того факту, що використовували попередник каталізатора на основі міді С, та маса попередника каталізатора на основі міді С, включеного в розбавлену суміш, була встановлена на 26,5 г.
Протягом З годин реакції, не відбувалося великої зміни в досягненні реакції, та, таким чином, коефіцієнт перетворення та селективність обчислювали за середнім складом через З години.
ІОціночний приклад 4)
Оцінку виконували за тим самим способом як і в оціночному прикладі 1 за винятком того факту, що використовували попередник каталізатора на основі міді ЮО, та маса попередника каталізатора на основі міді ЮО, включеного в розбавлену суміш, була встановлена на 26,5 г.
Протягом З годин реакції, не відбувалося великої зміни в досягненні реакції, та, таким чином, коефіцієнт перетворення та селективність обчислювали за середнім складом через З години.
ІОціночний приклад 5)
Оцінку виконували за тим самим способом як і в оціночному прикладі 1 за винятком того факту, що використовували попередник каталізатора на основі міді Е, та маса попередника каталізатора на основі міді Е, включеного в розбавлену суміш, була встановлена на 21,4 г.
Протягом З годин реакції, не відбувалося великої зміни в досягненні реакції, та, таким чином, коефіцієнт перетворення та селективність обчислювали за середнім складом через З години.
ІОціночний приклад 6
Оцінку виконували за тим самим способом як і в оціночному прикладі 1 за винятком того факту, що використовували попередник каталізатора на основі міді Е, та маса попередника каталізатора на основі міді Е, включеного в розбавлену суміш, була встановлена на 26,5 г.
Протягом З годин реакції, не відбувалося великої зміни в досягненні реакції, та, таким чином, бо коефіцієнт перетворення та селективність обчислювали за середнім складом через З години.
ІОціночний приклад 7
Оцінку виконували за тим самим способом як і в оціночному прикладі 1 за винятком того факту, що використовували попередник каталізатора на основі міді С, та маса попередника каталізатора на основі міді Сх, включеного в розбавлену суміш, була встановлена на 26,5 г.
Протягом З годин реакції, не відбувалося великої зміни в досягненні реакції, та, таким чином, коефіцієнт перетворення та селективність обчислювали за середнім складом через З години.
ІОціночний приклад порівняння 11)
Оцінку виконували за тим самим способом як і в оціночному прикладі 1 за винятком того факту, що використовували попередник каталізатора на основі міді НІ, та маса попередника каталізатора на основі міді НІ, включеного в розбавлену суміш, була встановлена на 26,6 г.
Протягом З годин реакції, не відбувалося великої зміни в досягненні реакції, та таким чином коефіцієнт перетворення та селективність обчислювали за середнім складом через З години.
ІОціночний приклад порівняння 2
Оцінку виконували за тим самим способом як і в оціночному прикладі 1 за винятком того факту, що використовували попередник каталізатора на основі міді Н2, та маса попередника каталізатора на основі міді Н2, включеного в розбавлену суміш, була встановлена на 26,0 г.
Протягом З годин реакції, не відбувалося великої зміни в досягненні реакції, та таким чином коефіцієнт перетворення та селективність обчислювали за середнім складом через З години.
ІОціночний приклад порівняння ЗІ
Оцінку виконували за тим самим способом як і в оціночному прикладі 1 за винятком того факту, що використовували попередник каталізатора на основі міді НЗ, та маса попередника каталізатора на основі міді НЗ, включеного в розбавлену суміш, була встановлена на 26,0 г.
Протягом З годин реакції, коефіцієнт перетворення 2,7-октадієн-1-олу знижувався протягом часу. Коефіцієнт перетворення становив 65,395 відразу після реакції, 64,09о5 через 1 годину після реакції, 63,795 через 2 години після реакції, та 62,295 через З години після реакції. Його середнє значення (63,895) використовували як коефіцієнт перетворення. В той же час, великої зміни щодо селективності не відбувалось.
ІОціночний приклад порівняння 4)
Оцінку виконували за тим самим способом як і в оціночному прикладі 1 за винятком того
Зо факту, що використовували попередник каталізатора на основі міді ШІ, та маса попередника каталізатора на основі міді Її, включеного в розбавлену суміш, була встановлена на 23,3 г.
Протягом З годин реакції, коефіцієнт перетворення 2,7-октадієн-1-олу знижувався протягом часу. Коефіцієнт перетворення становив 50,195 відразу після реакції, 49,19 через 1 годину після реакції, 48,495 через 2 години після реакції, та 47,195 через З години після реакції. Його середнє значення (48,795) використовували як коефіцієнт перетворення. В той же час, великої зміни щодо селективності не відбувалось.
ІОціночний приклад порівняння 5)
Оцінку виконували за тим самим способом як і в оціночному прикладі 1 за винятком того факту, що використовували попередник каталізатора на основі міді У, та маса попередника каталізатора на основі міді у), включеного в розбавлену суміш, була встановлена на 26,5 г.
Протягом З годин реакції, не відбувалося великої зміни в досягненні реакції, та, таким чином, коефіцієнт перетворення та селективність обчислювали за середнім складом через З години.
Таблиця 2 описує результати реакції ізомеризації 2,7-октадієн-і-сл як ВД, у-ненасичених спиртових сполук, для яких застосовували каталізатор на основі міді, одержаний шляхом відновлення попередників каталізатора на основі міді, одержаних в прикладах 1 - 7 та прикладах порівняння 1 - 5 (оціночні приклади 1 - 7 та оціночні приклади порівняння 1 - 5).
Кількості, які завантажують, в таблиці є масами відповідних попередників каталізатора на основі міді, що включені в 50 мл шару каталізатора, розбавленого до 5095 за масою, застосовуючи натрієві скляні кульки, які мають діаметр в діапазоні від 3,962 мм до 4,699 мм. 7-октеналь, 2,7-октадієналь, 7-октен-1-ол, октадієни, цис- або трансо-6-октеналь, 1-октаналь, 1-октанол, та інші сполуки з високою температурою кипіння називають коротко, як 7-ОЕЇ, ОО,
ОЕА, ОО, 6-ОЕЇ, ОЇ, ОА та НВ, відповідно.
Таблиця 2 00 деелюторе муза, перетерти ові орцоєл| оо ровцоцох, ге каталізатора | яку заван- перетворення зве й | же ефе роза рогі ог, приклад 1
Продовження таблиці 2 з ее она Гееровее о ререегя приклад 2 приклад З шашт 2» |онео вера оріе рова приклад 4 приклад 5 шо 21» |оне варі мріеряров ва приклад 6 шаше ее |овеовифовв ов ве рлог ва приклад 7
Оціночний приклад ні 26,6 82,3 75,08 108 Б 113 13 116103 3,8 порівняння 1
Оціночний приклад нг 26,0 79,3 75,0 1126 63 104| 14 |13|03| 2,7 порівняння 2
Оціночний приклад нЗ 264 63,8 72,8 145 62 1,9 1191041 1,7 порівняння
З
Оціночний приклад 23,3 48,7 73,5 114,8) 7,5 12 04 ти порівняння
А
Оціночний приклад У 26,5 78,2 68,2 112,9 70 | 55) 12 14|03| 3,5 порівняння
Порівняння оціночних прикладів 2 та 5 з оціночним прикладом порівняння 4 продемонструвало різницю в температурі прожарювання висушеного продукту однієї й тієї ж спільно осадженої суміші, та в тому, що попередник каталізатора на основі міді В прожарювали 5 при 800 "С, попередник каталізатора на основі міді Е прожарювали при 600 "С та попередник каталізатора на основі міді | прожарювали при 400 "С, високий коефіцієнт перетворення та висока селективність могла бути досягнута тільки у випадку, коли використовували попередник каталізатора на основі міді, для якого температура прожарювання була встановлена на 600 С або вище. Описані вище покращення характеристик каталізатора шляхом високотемпературного прожарювання могло бути підтверджене навіть у випадку, коли використовували попередники каталізатора на основі міді НІ - НЗ, до яких додавали у-оксид алюмінію (оціночні приклади порівняння 1 - 3). Однак, відповідно до порівняння оціночного прикладу 2 та оціночного прикладу порівняння 1, більш високий коефіцієнт перетворення та більш висока селективність могла бути досягнута, коли використовували попередник каталізатора на основі міді В, до якого додавали силікат кальцію, на відміну від попередника каталізатора на основі міді НІ, до якого додавали у-оксид алюмінію.
Відповідно до порівняння оціночного прикладу З з оціночним прикладом порівняння 5, у попередника каталізатора на основі міді у), який не містив заліза, не могли бути досягнуті високий коефіцієнт перетворення та висока селективність.
Зокрема, коли використовували попередники каталізатора на основі міді А, Е та б, могли бути досягнуті більш високий коефіцієнт перетворення та більш висока селективність. Оціночні приклади 1, б та 7 мали майже таке саме атомне співвідношення Си/Ре/АІ як попередник каталізатора на основі міді А, але мали різну кількість силікату кальцію.
Той факт, що достатня ефективність може бути досягнута навіть за рахунок утворення попередника каталізатора на основі міді за представленим винаходом, буде описаним. Спосіб утворення попередника каталізатора на основі міді буде описаним в прикладах 8 та 9. В оціночних прикладах 8 та 9, здатність каталізатора на основі міді, одержаного шляхом відновлення сформованого попередника каталізатора на основі міді, до ізомеризації альдегідної сполуки зі сполуки, яка має ДВ,у-ненасичену частину спирту, більш конкретно, здатність до ізомеризації 7-октеналю з 2,7-октадієн-і-олу в способі реакції з нерухомим шаром, в якому використовують попередники каталізатора на основі міді, одержані в прикладах 8 та 9, буде описана більш детально.
ІПриклад 8)
Висушений продукт спільно осадженої суміші, отриманої за тих самих умов, як в прикладі 1, був сформований в циліндричну форму, яка має діаметр З мм та товщину З мм, використовуючи роторну машину для формування таблетки. Утворений продукт прожарювали на повітрі при 800 "С протягом 6 годин, тим самим отримуючи попередник каталізатора К.
ІПриклад 9)І
Порошкоподібний попередника каталізатора на основі міді, одержаний за тих самих умов, як в прикладі 1, був сформований в циліндричну форму, яка має діаметр З мм та товщину З мм, використовуючи роторну машину для формування таблетки. Після цього, утворений продукт прожарювали при 500 "С протягом 1 години, тим самим отримуючи попередник каталізатора Ї.
ІОціночний приклад 8)
Оцінку виконували, використовуючи той самий спосіб як в оціночному прикладі 1, за винятком того факту, що завантажували 50 мл суміші, одержаної шляхом розбавлення попередника каталізатора К до 5095 за масою, застосовуючи натрієві скляні кульки, які мають діаметр в діапазоні від 3,962 мм до 4,699 мм. Маса попередника каталізатора на основі міді, включеного в розбавлену суміш, була встановлена на 26,9 г.
Протягом З годин реакції, не відбувалося великої зміни в досягненні реакції, та, таким чином коефіцієнт перетворення та селективність обчислювали за середнім складом через З години.
ІОціночний приклад 9
Оцінку виконували використовуючи той самий спосіб, як в оціночному прикладі 1, за винятком того факту, що завантажували 50 мл суміші, одержаної шляхом розбавлення попередника каталізатора І. до 5095 за масою, використовуючи натрієві скляні кульки, які мають діаметр в діапазоні від 3,962 мм до 4,699 мм. Маса попередника каталізатора на основі міді,
Зо включеного в розбавлену суміш, була встановлена на 26,9 г.
Протягом З годин реакції, не відбувалося великої зміни в досягненні реакції, та, таким чином коефіцієнт перетворення та селективність обчислювали за середнім складом через З години.
В оціночних прикладах 8 та 9 в таблиці З описуються результати реакції ізомеризації 2,7- октадієн-1-олу, як Д,у-ненасиченої спиртової сполуки, для якої застосовують каталізатор на основі міді, одержаний шляхом відновлення сформованих попередників каталізатора на основі міді, одержаний в прикладах 8 та 9. До того ж, для довідки також описується результат оціночного прикладу 1, в якому використовували порошкоподібний попередник каталізатора на основі міді.
Таблиця З
Попередник Приміткащодо Кількість, ЩІ і Коефіцієнт о каталіза- попередника яку заван- перетворе ї сполук с) тора на каталізатора на | тажують - - основі міді основі міді (г) ння (в) о ооо ОЦОАНВІ
Попередник, одержаний шляхом сплавлення
Оціночний Кк висушено-го 26,9 80 вто 91 15,2 1,941,2 140,2 приклад 8 порошку сировини
А та потім прожарювання порошку при 8007
Попередник, одержаний шляхом
Г сплавлення 26,9 94,6 82,018,51| 4,6 11,2|1,511,90,2
Оціночний попередника приклад 9 каталізатора А
Продовження таблиці З
Порошкоподібний попередник
А каталвзаторана | 2в5 964815 47 011,3 30,20, основі міді,
Оціночний прожарений при приклад 1 во
Як описано в оціночних прикладах 1-9, попередник каталізатора на основі міді за представленим винаходом можуть використовувати для ізомеризації ВД,у-ненасичених спиртових сполука як в порошковому стані так і в сформованому стані.
ЇОціночний приклад 10) (Реакція ізомеризації в присутності газоподібного водню та газоподібного азоту) 100 мл попередника каталізатора на основі міді | завантажували у вертикальну пряму реакційна трубка з нержавіючої сталі 505316 циркуляційного типу з атмосферним тиском (внутрішній діаметр: 22 мм, довжина: 1 м), яка включає електричний нагрівач для контролювання температури зовні шару каталізатора, термопару для вимірювання температури всередині шару каталізатора, отвір для подачі газу у верхній частині, та отвір для відбирання проб в нижній частині.
В стані, в якому температуру шару каталізатора витримували в діапазоні від 2005 "С, повітря циркулювало зі швидкістю 24 л/год. протягом 1 години. Після цього, подачу повітря припиняли, та газоподібний азот циркулював зі швидкістю 275,0 л/год. протягом 1 години, таким чином, що температура шару каталізатора утримувалась в діапазоні 20025 "С. Після цього, швидкість потока газоподібного водню збільшувалась, тоді як швидкість потока газоподібного азоту зменшувалась таким чином, що температура шару каталізатора утримувалась в діапазоні 20025 "С, назавершення, швидкість потока газоподібного водню була встановлена на 12 л/год., попередник каталізатора на основі міді А відновлювався протягом 1 години.
Після відновлюючої обробки, подачу газоподібного водню тимчасово припиняли, та газову суміш 0,3 95 за об'ємом водню, та 99,7 95 за об'ємом азоту, та рідку суміш з 30,4 95 за масою 7- октен-1-олу та 69,6 95 за масою 2,7-октадієн-1-олу, відповідно, подавали при 101,8 л/год. та 53,1 г/год., таким чином, що температура шару каталізатора утримувалась в діапазоні 200ж5 "С.
Реакція була викликана при 0,145 МПа (С) протягом 4 годин.
Протягом 4 годин реакції, не відбувалося великої зміни в досягненні реакції. Середній склад через 4-години становив 0,3 95 за масою 2,7-октадієн-1-олу, 79,6 95 за масою 7-октеналю, 0,1 95 за масою 2,7-октадієналю, 15,3 95 за масою 7-октен-1-олу, 0,2 95 за масою октадієнів, 0,1 95 за масою цис- або транс-6б-октеналю, 3,5 95 за масою 1-октаналю, 0,7 95 за масою 1-октанолу та
Зо 0,2 95 за масою інших сполук з високою температурою кипіння.
ІОціночний приклад порівняння 6)
Оцінку виконували, використовуючи таку саму операцію та той самий спосіб як в оціночному прикладі 10, за винятком того факту, що використовували 100 мл "Е26бІ", виробленого компанією УСС Саїаузіз апа Спетісаі5 Ц4., замість використання 100 мл попередника каталізатора на основі міді Ї..
Протягом 4 годин реакції, не відбувалося великої зміни в досягненні реакції. Середній склад через 4-години становив 0,3 95 за масою 2,7-октадієн-1-олу, 71,7 956 за масою 7-октеналю, 0,1 95 за масою 2,7-октадієналю, 18,5 95 за масою 7-октен-1-олу, 1,0 95 за масою октадієнів, 0,1 95 за масою цим- або транс-6б-октеналю, 2,9 95 за масою 1-октаналю, 0,7 95 за масою 1-октанолу, та 4,7 Чо за масою інших сполук з високою температурою кипіння.
Як з'ясовується з порівняння оціночного прикладу 10, в якому використовували попередник каталізатора на основі міді І. та оціночного прикладу порівняння б, в якому використовували "Е26!", навіть у випадку, коли реакція ізомеризації була спричинена спільною присутністю газоподібного водню, вихід 7-октеналю був вищим, коли використовували попередник каталізатора на основі міді Ї.
Попередник каталізатора на основі міді за представленим винаходом можуть використовувати для гідрогенізація вуглець-вуглець подвійного зв'язку, гідрогенізації вуглець- кисень подвійного зв'язку, тощо, які є звичайними використаннями попередника каталізатора на основі міді. Більш конкретно, в прикладах 10 та 11, описаних нижче, буде описана реакція гідрогенізації 1-октанолу з 7-октеналю в способі реакції з шаром суспендованого осаду, в якому використовували попередник каталізатора на основі міді.
ІПриклад 10)
0,3 г попередника каталізатора А та 20 г безводного та дистильованого 1,4-діоксану розташовували в 100 мл 505316 автоклав, замінювали на азот, та розташовували при атмосферному тиску. Після цього, в стані, в якому компоненти в достатній мірі пермішували, попередник каталізатора А відновлювали протягом 30 хвилин в умовах 180 "С та тиску водню
МПа (Сб). В той час як дані умови підтримуються, 40 г (0,317 моль) 7-октеналь було приведено в стан тиском, ініціювалась реакція.
Кількість продукту після 5 годин реакції визначали, застосовуючи газову хроматографію.
Через 5 годин реакції, кількість 7-октеналю дорівнювала або була меншою, ніж здатність виявлення, як продукти, можуть бути виявлені тільки 7-октен-1-ол та 1-октанол. Виходи даних 10 продуктів обчислювали, використовуючи формулу 4, описану нижче. Одиницями відповідних кількостей в формулі є "моль". (Рівняння 4)
Вихід (У5)кожного продукту - (кількість кожного продукту/введений 7-октеналь) х 100
Вихід 7-октен-1-олу після 5 годин реакції становив 2,495, та вихід 1-октанолу становив 97,6 9».
ІПриклад 11)
Таку самуа реакція здійснювали як в прикладі 10 за винятком того факту, що використовували 0,3 г попередника каталізатора В. Після 5 годин реакції, кількість 7-октеналю дорівнювала або була меншою, ніж здатність виявлення, та вихід 7-октен-1-олу становив 6,4 95, та вихід 1-октанолу становив 93,6 95.
Як описано в прикладах 10 та 11, попередник каталізатора на основі міді за представленим винаходом можуть використовувати навіть для гідрогенізація вуглець-вуглець подвійного зв'язку та вуглець-кисень подвійного зв'язку.
Попередник каталізатора на основі міді за представленим винаходом можуть використовувати для гідрогенізація кетонової сполуки, яка має вуглець-кисень подвійний зв'язок. Більш конкретно, в прикладі 12, описаному нижче, реакція гідрогенізації 4-метил-2- пентанолу з 4-метил-2-пентанону в способі реакції з шаром суспендованого осаду, в якому використовували попередник каталізатора на основі міді, буде описаною.
ІПриклад 121
Реакцію здійснювали, використовуючи той самий спосіб, як в прикладі 10, за винятком того факту, що використовували 40 г (0,399 моль) 4-метил-2-пентанону замість 7-октеналю. Через 40 хвилин, реакційна рідина містила 40,31 г 4-метил-2-пентанолу, та його вихід становив 98,8 95.
Як описано в прикладі 12, попередник каталізатора на основі міді за представленим винаходом також можуть використовувати для гідрогенізація кетонової сполуки, яка має вуглець-кисень подвійний зв'язок.
Промислова придатність
Попередник каталізатора на основі міді за представленим винаходом є придатним як каталізатор для реакції сполуки, яка має ВД, у-ненасичену частину спирту для ізомеризації В,у- ненасиченої частини спирту до альдегідної групи. Наприклад, 7-октеналь, одержаний шляхом ізомеризації 2,7-октадієн-1-олу, використовуючи попередник каталізатора на основі міді, являє собою сполуку, яка має високо реакційноздатний термінальний подвійний зв'язок та альдегідну групу, та є придатним як вихідна сировина для різноманітних промислових хімічних речовин.
Зокрема, 1,9-нонандіаль можуть отримувати шляхом гідроформілювання 7-октеналю, та, більш того, можливим є отримувати 1,9-нонандіамін, який є придатним, як макромолекулярний мономер вихідної сировини, за рахунок реакції відновлюючого амінування.
Більш того, попередник каталізатора на основі міді за представленим винаходом також є придатним як каталізатор гідрогенізації для сполук, які мають або один з двох, або як вуглець- вуглець подвійний зв'язок, так і вуглець-кисень подвійний зв'язок. Зокрема, 1-октанол, одержаний шляхом реакції гідрогенізації 7-октеналю, є придатним як пластифікатор смоли.

Claims (12)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб отримання попередника каталізатора на основі міді для ізомеризації сполуки, що містить В,у-ненасичену спиртову частину, що включає прожарювання суміші, що містить мідь, залізо, алюміній та силікат кальцію, де атомне співвідношення заліза та алюмінію до міді КРетА)/Си)| знаходиться в діапазоні від 1,71 до 2,5, атомне співвідношення алюмінію до заліза ІАІ/ЕРе| знаходиться в діапазоні від 0,001 до 3,3, та силікат кальцію міститься в діапазоні від 15 до 65 мас. 95, при температурі в діапазоні від 500 до 1000 "С.
2. Спосіб за п. 1, в якому суміш являє собою висушений продукт спільно осадженої суміші, 60 одержаної шляхом змішування спільного осаду та силікату кальцію, де спільний осад одержують шляхом взаємодії змішаного водного розчину, який включає водорозчинну сіль міді, водорозчинну сіль заліза та водорозчинну сіль алюмінію, з водним розчином основи.
3. Спосіб за п. 1 або 2, де, в силікаті кальцію, атомне співвідношення кремнію до кальцію (|Зі/Са знаходиться в діапазоні від 0,5 до 6,5.
4. Спосіб за п. 2 або 3, де питома площа поверхні за БЕТ суміші знаходиться в діапазоні від 50 мг/г до 250 ме/г.
5. Спосіб за будь-яким одним з пп. 1-4, в якому силікат кальцію являє собою синтетичний силікат кальцію типу гіроліт, представлений формулою 2Сао-351О02-т5іОг-пНгО (т та п, відповідно, є числами, які задовольняють ї«т«2 та 2«пе3).
6. Спосіб за п. 5, в якому об'ємний питомий об'єм силікату кальцію становить 4 мл/г або більше.
7. Спосіб за будь-яким одним з пп. 1-6, за яким здійснюють стадії: перша стадія: стадія генерування спільного осаду, який містить мідь, залізо та алюміній, шляхом взаємодії змішаного водного розчину, який включає водорозчинну сіль міді, водорозчинну сіль заліза та водорозчинну сіль алюмінію, з основним водним розчином; друга стадія: стадія одержання спільно осадженої суміші шляхом додавання силікату кальцію до суспензії, яка включає спільний осад, одержаний на першій стадії, суспендований у воді, та змішування компонентів разом; третя стадія: стадія одержання висушеного продукту спільно осадженої суміші шляхом відокремлення спільно осадженої суміші, одержаної на другій стадії, промивання спільно осадженої суміші водою, та потім висушування спільно осадженої суміші; та четверта стадія: стадія прожарювання висушеного продукту спільно осадженої суміші, одержаної на третій стадії при температурі в діапазоні від 500 до 1000 "С.
8. Спосіб за п. 7, в якому, на першій стадії, температура реакції знаходиться в діапазоні від 5 до 150 "С, та рН водного розчину знаходиться в діапазоні від 6,0 до 13,5, та на другій стадії, температура суспензії, до якої додають силікат кальцію, знаходиться в діапазоні від 5 до 100 "С, та рН суспензії знаходиться в діапазоні від 7 до 9.
9. Спосіб за п. 7 або 8, в якому, на першій стадії, водорозчинною сіллю міді є сульфат міді (І), водорозчинною сіллю заліза є сульфат заліза (І) та водорозчинною сіллю алюмінію є сульфат алюмінію. Зо
10. Спосіб за будь-яким з пп. 7-9, в якому температура прожарювання на четвертій стадії знаходиться в діапазоні від 600 до 900 "С.
11. Спосіб отримання каталізатора на основі міді для ізомеризації сполуки, що містить ВД,у- ненасичену спиртову частину, що включає відновлення попередника каталізатора на основі міді, отриманого за способом за будь-яким одним з пп. 1-10.
12. Застосування попередника каталізатора на основі міді, отриманого за способом за будь- яким одним з пп. 1-10, або каталізатора па основі міді, отриманого за способом за п. 11, для ізомеризації сполуки, що містить Д,у-ненасичену спиртову частину.
UAA201503062A 2012-09-03 2013-08-30 Попередник каталізатора на основі міді, спосіб його виробництва та спосіб гідрогенізації UA117916C2 (uk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012193533 2012-09-03
PCT/JP2013/073378 WO2014034879A1 (ja) 2012-09-03 2013-08-30 銅系触媒前駆体およびその製造方法並びに水素化方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA117916C2 true UA117916C2 (uk) 2018-10-25

Family

ID=50183683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201503062A UA117916C2 (uk) 2012-09-03 2013-08-30 Попередник каталізатора на основі міді, спосіб його виробництва та спосіб гідрогенізації

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9346044B2 (uk)
EP (1) EP2893976B1 (uk)
JP (2) JP6386909B2 (uk)
CN (1) CN104602810B (uk)
CA (1) CA2883573C (uk)
ES (1) ES2725112T3 (uk)
UA (1) UA117916C2 (uk)
WO (1) WO2014034879A1 (uk)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG11201501567QA (en) * 2012-09-03 2015-04-29 Kuraray Co Method for producing 7-octenal
CN105413739B (zh) * 2015-11-12 2017-10-13 复榆(张家港)新材料科技有限公司 高活性正丁烯骨架异构化催化剂及其制备方法
CN105837457B (zh) * 2016-03-30 2019-04-16 河北华茂伟业科技有限公司 应用金属催化剂催化合成双(二甲氨基乙基)醚的方法
EP3490703B1 (en) * 2016-07-27 2020-05-13 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method for the production of glycols from sorbitol
RU2677694C1 (ru) * 2018-05-08 2019-01-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Способ приготовления катализатора среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром
RU2707889C1 (ru) * 2019-04-08 2019-12-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром
CN113430545B (zh) * 2021-06-15 2022-09-06 华东理工大学 铜基催化剂及其制备方法和应用
KR102571531B1 (ko) * 2021-09-10 2023-08-29 한국화학연구원 압출 성형에 의한 co2 직접 수소화 촉매의 제조방법 및 이에 따라 제조된 co2 직접 수소화 촉매

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5944896B2 (ja) 1977-01-25 1984-11-01 花王株式会社 銅−鉄−アルミニウム触媒の製法
JPS6029643B2 (ja) 1977-12-30 1985-07-11 株式会社トクヤマ 珪酸カルシウム及びその製造方法
JPS595013B2 (ja) * 1978-07-03 1984-02-02 花王株式会社 銅−鉄−アルミニウム触媒の製造方法
JPS5850775B2 (ja) 1979-03-30 1983-11-12 花王株式会社 銅−鉄−アルミニウム触媒の製法
JP2565561B2 (ja) 1989-02-20 1996-12-18 株式会社クラレ 7ーオクテンー1ーアールの製造法
JPH0673633B2 (ja) 1989-03-24 1994-09-21 花王株式会社 銅―鉄―アルミニウム触媒の製造方法
JPH0613093B2 (ja) 1990-05-18 1994-02-23 花王株式会社 銅―鉄―アルミニウム系触媒の製造方法
JPH0622677B2 (ja) 1990-06-21 1994-03-30 花王株式会社 水素化用触媒
JP3184567B2 (ja) 1991-07-29 2001-07-09 花王株式会社 水素化触媒及びその製造方法
JP3272386B2 (ja) 1991-12-19 2002-04-08 花王株式会社 アルコール製造用触媒及びその製造方法
US5243095A (en) * 1992-04-24 1993-09-07 Engelhard Corporation Hydrogenation catalyst, process for preparing and process for using said catalyst
JP3317718B2 (ja) 1992-06-03 2002-08-26 花王株式会社 アミノ化合物製造用触媒及び該触媒の製造方法、並びに該触媒を使用するアミノ化合物の製造方法
US5977010A (en) 1995-06-15 1999-11-02 Engelhard Corporation Shaped hydrogenation catalyst and processes for their preparation and use
US5763353A (en) * 1996-02-15 1998-06-09 Kao Corporation Hydrogenation catalyst precursor, hydrogenation catalyst and production process for alcohols
JP3529949B2 (ja) 1996-02-15 2004-05-24 花王株式会社 水素化触媒前駆体、水素化触媒及びアルコールの製造法
JP3970437B2 (ja) 1997-09-30 2007-09-05 株式会社クラレ 7−オクテン−1−アールの製造方法
JP4328941B2 (ja) 2003-03-26 2009-09-09 三菱瓦斯化学株式会社 水素含有ガスの製造方法
JP4661676B2 (ja) * 2006-04-25 2011-03-30 堺化学工業株式会社 水素化触媒とその利用とその製造方法
JP4954770B2 (ja) 2007-03-30 2012-06-20 株式会社クラレ 7−オクテナールの製造方法
US20100030001A1 (en) 2008-07-31 2010-02-04 Laiyuan Chen Process for catalytically producing ethylene directly from acetic acid in a single reaction zone
JP5966244B2 (ja) * 2009-12-25 2016-08-10 東ソー株式会社 水素化触媒とその製造方法、及びその用途
WO2011078354A1 (ja) 2009-12-25 2011-06-30 東ソー株式会社 水素化触媒とその製造方法、及びその用途
SG11201501567QA (en) * 2012-09-03 2015-04-29 Kuraray Co Method for producing 7-octenal

Also Published As

Publication number Publication date
EP2893976B1 (en) 2019-03-20
JPWO2014034879A1 (ja) 2016-08-08
JP6386909B2 (ja) 2018-09-05
WO2014034879A1 (ja) 2014-03-06
CN104602810A (zh) 2015-05-06
US9346044B2 (en) 2016-05-24
CA2883573A1 (en) 2014-03-06
EP2893976A4 (en) 2016-06-01
CN104602810B (zh) 2018-06-08
JP6629388B2 (ja) 2020-01-15
CA2883573C (en) 2020-10-06
US20150224492A1 (en) 2015-08-13
JP2018140395A (ja) 2018-09-13
ES2725112T3 (es) 2019-09-19
EP2893976A1 (en) 2015-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6629388B2 (ja) 銅系触媒前駆体およびその製造方法並びに水素化方法
CN111108088B (zh) 用于将醛氧化酯化成羧酸酯的催化剂
JP4886136B2 (ja) カルボニル化合物を水素化する触媒および方法
KR100549741B1 (ko) 카르보닐 화합물의 수소화 방법
US7510591B2 (en) Catalyst and method for the hydration of carbonyl compounds
US20030060655A1 (en) Catalyst for the preparation of carboxylic esters and method for producing carboxylic esters
CN110612281B (zh) 将醛氧化酯化成羧酸酯的方法
CN107001199B (zh) 通过催化氢化反应由脂肪酸或脂肪酸酯来制造脂肪族醇
JP4442317B2 (ja) 複合酸化物触媒の製造方法
US9193655B2 (en) Method for producing 7-octenal
RU2596822C2 (ru) Композиции смешанных оксидов и способ получения изоолефинов
JP2006007205A (ja) 複合酸化物触媒及びその製造方法
RU2561607C2 (ru) Способ гидрирования жирных кислот с использованием промотированного никелевого катализатора на носителе
JP4056782B2 (ja) カルボン酸エステル製造用触媒、その製法およびその触媒を用いたカルボン酸エステルの製造方法
CN114728864B (zh) 生产二烯的方法
WO2023246892A1 (en) Shaped catalyst body
KR20220100712A (ko) 수소화 반응을 위한 크롬-비함유 물- 및 산-안정성 촉매