Способ и катализатор производства уксусной кислоты - RU2007126966A

Реферат

1. Способ получения уксусной кислоты путем карбонилирования метанола и/или его реакционно-способного производного монооксидом углерода при практическом отсутствии иодидов щелочных металлов, иодидов щелочноземельных металлов, металлокомплексов, способных генерировать ион I^-, и солей, способных генерировать ион I^-, в жидкой реакционной смеси, включающей метилацетат, ограниченную концентрацию воды, уксусную кислоту и каталитическую систему, включающую родиевый катализатор карбонилирования, метилиодид, и, по крайней мере, один промотор на основе не галогенводородной кислоты.

2. Способ по п.1, в котором не галогенводородную кислоту выбирают из группы, включающей оксокислоты, суперкислоты, гетерополикислоты и их смеси.

3. Способ по п.2, в котором не галогенводородная кислота является суперкислотой, гетерополикилостой или их смесями.

4. Способ по п.2 или 3, в котором суперкислоту выбирают из кислот, содержащих анион, выбранный из BF₄^-, PF₆^-, (CF₃SO₂)₂N^-, СВН₆Br₆^-, CF₃SO₃^-, SbF₆^-, FSO₃^- или их смесей.

5. Способ по п.4, в котором суперкислоту выбирают из HBF₄, HPF₆, (CF₃SO₂)₂NH, НСВН₆Br₆ и их смесей.

6. Способ по п.2 или 3, в котором гетерополикислоту выбирают из кремнийвольфрамовых кислот, кремниймолибденовых кислот, фосфорвольфрамовых кислот, фосформолибденовых кислот и их смесей.

7. Способ по п.6, в котором гетерополикислоту выбирают из 12-вольфрамфосфорной кислоты, 12-молибденфосфорной кислоты, 12-вольфрамкремниевой кислоты, 12-молибденкремниевой кислоты и их смесей.

8. Способ по п.2, в котором оксокислоту выбирают из оксокислот элементов групп с 13 по 17 Периодической таблицы.

9. Способ по п.8, в котором оксокислота представляет собой H₂SO₄, HNO₃, Н₃PO₄ и их смеси.

10. Способ по п.1, в котором не галогенводородный промотор в каталитической системе представляет собой оксокислоту, и количество оксокислоты, добавленное в жидкую реакционную смесь, таково, что мольное отношение аниона оксокислоты к родию составляет (от более 0 до 0,4):1.

11. Способ по п.10, в котором анион оксокислоты выбирают из SO₄^2-, NO₃^3-и PO₄^3-, и мольное отношение аниона к родию находится в интервале (от более 0 до 0,35):1.

12. Способ по п.1, в котором не галогенводородный промотор в каталитической системе представляет собой суперкислоту, и количество суперкислоты, добавленное в жидкую реакционную смесь, таково, что мольное отношение аниона суперкислоты к родию находится в интервале (от более 0 до 2,5):1.

13. Способ по п.12, в котором мольное отношение аниона суперкислоты к родию находится в интервале (от более 0 до 1):1.

14. Способ по п.13, в котором мольное отношение аниона суперкислоты к родию находится в интервале (от более 0,05 до 0,5):1.

15. Способ по п.1, в котором не галогенводородный промотор в каталитической системе представляет собой гетерополикислоту, и количество гетерополикислоты, добавленное к жидкой реакционной смеси, таково, что мольное отношение аниона гетерополикислоты к родию находится в интервале (от более 0 до 15):1.

16. Способ по п.15, в котором мольное отношение аниона гетерополикислоты к родию находится в интервале (от более 4 до 12):1.

17. Способ по п.16, в котором мольное отношение аниона гетерополикислоты к родию находится в интервале (от 8 до 11):1.

18. Способ по п.1, в котором концентрация родия в жидкой реакционной смеси составляет от 50 до 5000 ч./млн.

19. Способ по п.1, в котором концентрация метилацетата в жидкой реакционной смеси составляет от 0,5 до 40% мас.

20. Способ по п.1, в котором концентрация воды в жидкой реакционной смеси составляет от 1 до 20% мас.

21. Способ по п.20, в котором концентрация воды в жидкой реакционной смеси составляет от 1 до 10% мас.

22. Способ по п.21, в котором концентрация воды в жидкой реакционной смеси составляет от 2 до 10% мас.

23. Способ по п.1, в котором концентрация метилиодида составляет от 5 до 16% мас.

24. Способ по п.1, в котором реакционно-способное производное метанола выбирают из метилацетата, диметилового эфира и метилиодида.

25. Способ по п.1, в котором карбонилирование осуществляют при температуре, составляющей от 100 до 300°С, и при общем давлении,

составляющем от 1·10⁶ до 2·10⁷ Н/м².

26. Способ по п.1, в котором процесс осуществляют в непрерывном режиме.

27. Каталитическая система для получения уксусной кислоты, включающая родиевый катализатор карбонилирования, метилиодид, по крайней мере один промотор на основе не галогенводородной кислоты, выбранный из суперкислоты, гетерополикислоты и их смесей, и сопромотор, выбранный из иодидов щелочных металлов, иодидов щелочноземельных металлов, металлокомплексов, способных генерировать ион I^-, солей, способных генерировать ион I^-, и их смесей.

28. Катализатор по п.27, в котором сопромотор выбирают из иодида лития, иодида кальция, четвертичных аммониевых иодидов, иодидов фосфония и комплексов металлов группы лантанидов, никеля, железа, алюминия и хрома.

29. Катализатор по п.28, в котором сопромотором является иодид лития.

30. Катализатор по любому из пп.27-29, в котором суперкислоту выбирают из кислот, содержащих анион, выбранный из BF₄^-, PF₆^-, (CF₃SO₂)₂N^-, СВН⁶Br₆^-, CF₃SO₃^-, SbF₆^-, FSO₃^- или их смесей.

31. Катализатор по п.30, в котором суперкислоту выбирают из HBF₄, HPF₆, (CF₃SO₂)₂NH, НСВН₆Br₆ и их смесей.

32. Катализатор по любому из пп.27-29, в котором гетерополикислоту выбирают из кремнийвольфрамовых кислот, кремниймолибденовых кислот, фосфорвольфрамовых кислот, фосформолибденовых кислот и их смесей.

33. Катализатор в соответствии с п.32, в котором гетерополикислоту выбирают из 12-вольфрамфосфорной кислоты, 12-молибденфосфорной кислоты, 12-вольфрамкремниевой кислоты, 12-молибденкремниевой кислоты и их смесей.

34. Способ получения уксусной кислоты путем карбонилирования метанола и/или его реакционноспособного производного монооксидом углерода в жидкой реакционной смеси, включающей метилацетат, ограниченную концентрацию воды, уксусную кислоту и каталитическую систему по любому из пп.27-29.

35. Способ по п.34, в котором не галогенводородный промотор в каталитической системе представляет собой суперкислоту, и количество суперкислоты, добавленное в жидкую реакционную смесь, таково, что мольное отношение аниона суперкислоты к родию находится в интервале (от более 0 до 2,5):1.

36. Способ по п.35, в котором мольное отношение аниона суперкислоты к родию находится в интервале (от более 0 до 1):1.

37. Способ по п.34, в котором не галогенводородный промотор в каталитической системе представляет собой гетерополикислоту, и количество гетерополикислоты, добавленное к жидкой реакционной смеси, таково, что мольное отношение аниона гетерополикислоты к родию находится в интервале (от более 0 до 15):1.

38. Способ по п.37, в котором мольное отношение аниона гетерополикислоты к родию находится в интервале (от более 4 до 12):1.

39. Способ по п.34, в котором концентрация воды в жидкой реакционной смеси составляет от 1 до 10% мас.

40. Способ по п.39, в котором концентрация воды в жидкой реакционной смеси составляет от 2 до 10% мас.

41. Способ по п.34, в котором количество со-промотора, добавленное в жидкую реакционную смесь, таково, что количество генерируемого иодид-иона составляет от 5 до 20% мас.