Un procedimiento para la formación selectiva y directa de etanol a partir de ácido acético que comprende:

poner en contacto una corriente de alimentación que contiene ácido acético e hidrógeno en fase de vapor a una temperatura de 200 ºC a 300 ºC con un catalizador de hidrogenación que contiene una combinación de platino y estaño sobre un soporte de catalizador.

Producción directa y selectiva de etanol a partir de ácido acético utilizando un catalizador de platino/estaño Campo de la invención [0001] La presente invención se refiere en general a un procedimiento para la producción de etanol a partir de ácido acético. Más específicamente, la presente invención se refiere a un procedimiento que incluye hidrogenar ácido acético utilizando un catalizador constituido por platino y estaño, soportado sobre un soporte de catalizador adecuado, que opcionalmente contiene uno o más metales de hidrogenación adicionales, para formar etanol con alta selectividad.

Antecedentes [0002] Existe una necesidad percibida durante largo tiempo de un procedimiento económicamente viable para convertir ácido acético en etanol. El etanol es una materia prima para productos básicos importante para una variedad de productos industriales y se usa también como aditivo de combustible con gasolina. Por ejemplo, el etanol puede deshidratarse fácilmente para dar etileno, que puede a continuación convertirse en productos de polímero o productos basados en moléculas pequeñas, para su uso en revestimientos, fabricación de polímeros y así sucesivamente. El etanol se produce de forma convencional a partir de materias primas en las que las fluctuaciones de los precios están haciéndose más significativas. Es decir, los precios fluctuantes de gas natural y de petróleo crudo contribuyen a las fluctuaciones en el coste del etanol producido de forma convencional, de fuente petróleo, gas natural o maíz u otro producto agrícola, lo que hace la necesidad de fuentes alternativas de etanol aún mayor cuando suben los precios del petróleo y/o los precios de productos agrícolas.

Se ha notificado que puede producirse etanol a partir de la hidrogenación de ácido acético, pero la mayoría de estos procedimientos presentan varias desventajas para una explotación comercial. Por ejemplo, la patente de los Estados Unidos con n.º 2.607.807 desvela que puede formarse etanol a partir de ácido acético sobre un catalizador de rutenio a unas presiones extremadamente altas de 700-950 bar con el fin de conseguir unos rendimientos de alrededor de un 88 %, mientras que se obtienen unos rendimientos bajos, de sólo alrededor de un 40 %, a unas presiones de aproximadamente 200 bar. No obstante, las dos condiciones son inaceptables y poco económicas para una explotación comercial.

Más recientemente, se ha notificado que puede producirse etanol a partir de la hidrogenación de ácido acético usando un catalizador de cobalto, de nuevo a unas presiones superatmosféricas, tales como de alrededor de 40 a 120 bar. Véase, por ejemplo, la patente de los Estados Unidos con n.º 4.517.391, a nombre de Shuster y col. Sin embargo, el único ejemplo que se da a conocer en la misma emplea una presión de reacción en el intervalo de aproximadamente 300 bar, lo que aún hace el presente procedimiento poco deseable para una explotación comercial. Además, el procedimiento requiere un catalizador que contenga no menos de un 50 por ciento de cobalto en peso, más uno o más miembros seleccionados del grupo que consiste en cobre, manganeso, molibdeno, cromo y ácido fosfórico, volviendo de este modo el procedimiento económicamente no viable. A pesar de que existe una divulgación de uso de vehículos de catalizador inertes simples para soportar los materiales de catalizador, no existe un ejemplo específico de catalizadores de metal soportados.

45 [0005] La patente de los Estados Unidos con n.º 5.149.680, a nombre de Kitson y col., describe un procedimiento para la hidrogenación catalítica de ácidos carboxílicos y sus anhídridos a alcoholes y/o ésteres, utilizando un catalizador de aleación de metal del grupo del platino. El catalizador se compone de una aleación de al menos un metal noble del Grupo VIII de la tabla periódica y al menos un metal capaz de alearse con los metales nobles del Grupo VIII, mezclado con un componente que comprende al menos uno de los metales renio, tungsteno o molibdeno. A pesar de que en la misma se ha reivindicado que se consigue una selectividad mejorada para alcoholes sobre las referencias de la técnica anterior, aún se notificó que de un 3 a un 9 por ciento de alcanos, tal como metano y etano, se forman como productos secundarios durante la hidrogenación de ácido acético a etanol en sus condiciones de catalizador óptimas.

55 [0006] La patente de los Estados Unidos con n.º 4.777.303, a nombre de Kitson y col., describe un procedimiento para la producción de alcoholes mediante la hidrogenación de ácidos carboxílicos. El catalizador que se usa en este caso es un catalizador heterogéneo que comprende un primer componente que es o bien molibdeno o bien tungsteno y un segundo componente que es un metal noble del Grupo VIII de la tabla periódica de los elementos, opcionalmente sobre un soporte, por ejemplo, un carbono grafitado de alta área superficial. Se notifica que la selectividad para una mezcla combinada de alcohol y éster se encuentra sólo en el intervalo de aproximadamente un 73 a un 87 por ciento, con una baja conversión de ácidos carboxílicos a alrededor de un 16 a un 58 por ciento. Además, no se proporciona ejemplo específico alguno de la conversión de ácido acético en etanol.

La patente de los Estados Unidos con n.º 4.804.791, a nombre de Kitson y col., describe otro procedimiento 65 para la producción de alcoholes mediante la hidrogenación de ácidos carboxílicos. En el presente procedimiento, se produce etanol a partir de ácido acético, o se produce propanol a partir de ácido propiónico, poniendo en contacto o bien ácido acético o bien ácido propiónico en la fase de vapor con hidrógeno a temperatura elevada y a una presión en el intervalo de 1 a 150 bar, en presencia de un catalizador que comprende como componentes esenciales (i) un metal noble del Grupo VIII de la tabla periódica de los elementos, y (ii) renio, opcionalmente sobre un soporte, por ejemplo un carbono grafitado de alta área superficial. La conversión de ácido acético en etanol varió de un 0, 6 % a un 69 %, encontrándose la selectividad para etanol en el intervalo de aproximadamente un 6 % a un 97 %.

El documento JP 2001157841 describe la hidrogenación de ácido acético a etanol en la fase líquida mediante un catalizador que consiste en platino, rutenio y estaño, soportado sobre un carbón activado con cloruro de cinc.

A partir de lo precedente, es evidente que los procedimientos existentes no tienen la selectividad necesaria para etanol o los catalizadores empleados en la técnica existente, que son caros y/o no selectivos para la formación de etanol y producen unos productos secundarios poco deseables.

Sumario de la Invención [0010] Sorprendente, se ha descubierto ahora de forma inesperada que puede fabricarse etanol a una escala industrial directamente a partir de ácido acético, con muy alta selectividad y rendimiento. Más particularmente, la 20 presente invención proporciona un procedimiento para la formación selectiva de etanol a partir de ácido acético, que comprende: hidrogenar ácido acético sobre un catalizador de platino/ estaño de hidrogenación en presencia de hidrógeno. Más específicamente, el catalizador adecuado para el procedimiento de la presente invención se compone de una combinación de platino y estaño soportada sobre un soporte de catalizador adecuado, opcionalmente junto con uno o más catalizadores de metal seleccionados del grupo que consiste en paladio, rodio, rutenio, renio, iridio, cromo, cobre, molibdeno, tungsteno, vanadio y cinc. Los soportes de catalizador adecuados incluyen, sin limitación alguna, sílice, alúmina, silicato de calcio, carbono, zirconia y titania.

Descripción detallada de la invención [0011] La invención se describe con detalle a continuación con referencia a numerosas realizaciones, únicamente con fines de ejemplificación e ilustración. Modificaciones a las realizaciones particulares que se exponen en las reivindicaciones adjuntas, serán fácilmente evidentes para los expertos en la técnica.

A menos que se defina más específicamente a continuación, a la terminología tal como se usa en el presente documento se le da su significado ordinario. Por ciento en moles (% en moles o %) y términos similares hacen referencia al tanto por ciento en moles, a menos que se indique otra cosa. Por ciento en peso (% en peso o %) y términos similares hacen referencia al tanto por ciento en peso, a menos que se indique otra cosa.

La "conversión" se expresa como un porcentaje en moles basado en el ácido acético en la alimentación. La conversión... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la formación selectiva y directa de etanol a partir de ácido acético que comprende: poner en contacto una corriente de alimentación que contiene ácido acético e hidrógeno en fase de vapor a una temperatura de 200 ºC a 300 ºC con un catalizador de hidrogenación que contiene una combinación de platino y estaño sobre un soporte de catalizador.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el soporte de catalizador se selecciona entre el grupo que consiste en sílice, alúmina, sílice-alúmina, silicato de calcio, carbono, zirconia y titania. 10

3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el soporte de catalizador contiene una combinación de platino y estaño con una relación en peso de Pt/Sn en el intervalo de 0, 1 a 2.

4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la carga de platino es de un 1 por ciento en peso y

la carga de estaño es de un 1 por ciento en peso y el soporte de catalizador es sílice, grafito, sílice-alúmina o silicato de calcio.

5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la carga de platino es de un 0, 5 por ciento en peso y la carga de estaño es de un 2, 5 por ciento en peso y el soporte de catalizador es sílice, grafito, sílice-alúmina o 20 silicato de calcio.

6. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la hidrogenación a etanol se realiza a una temperatura en el intervalo de 225 ºC a 275 ºC.

7. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha corriente de alimentación contiene un gas portador inerte.

8. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los reactivos consisten en ácido acético e hidrógeno con una relación molar en el intervalo de 100:1 a 1:100, y la presión de las zonas de reacción se 30 encuentra en el intervalo de 1 a 30 atmósferas absolutas.

9. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los reactivos consisten en ácido acético e hidrógeno con una relación molar en el intervalo de 1:20 a 1:2, la temperatura de las zonas de reacción se encuentra en el intervalo de 225 ºC a 275 ºC, y la presión de las zonas de reacción se encuentra en el intervalo de 10 a 25

atmósferas absolutas.

10. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el soporte de catalizador se selecciona entre grafito, sílice de alta pureza y baja área superficial, silicato de calcio y sílice-alúmina con una carga bimetálica de platino y estaño.

11. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el catalizador de hidrogenación contiene de un 0, 5 por ciento en peso a un 1 por ciento en peso de platino y de un 0, 5 por ciento en peso a un 5 por ciento en peso de estaño.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es únicamente para la comodidad del lector. No forma parte del 5 documento de la patente europea. A pesar del cuidado tenido en la recopilación de las referencias, no se pueden excluir errores u omisiones y la EPO niega toda responsabilidad en este sentido.

Documentos de patentes citados en la descripción Literatura diferente de patentes citadas en la descripción