Proceso de carbonilación.

Un proceso para la producción de al menos un producto de carbonilación seleccionado entre ácido acético yacetato de metilo,

proceso que comprende la carbonilación de al menos un reactante que se puede carbonilarseleccionado entre metanol y sus derivados reactivos con monóxido de carbono en presencia de un catalizador, enel que dicho catalizador es una mordenita que se ha tratado con una solución acuosa de hidróxido de amonio y tieneuna relación molar de sílice:alúmina de al menos 10:1.

Proceso de carbonilación Esta invención se refiere a un proceso para la carbonilación de metanol y/o sus derivados reactivos con monóxido de carbono para producir ácido acético y/o acetato de metilo en presencia de un catalizador de carbonilación de mordenita mejorado. En particular, la invención se refiere a un proceso para la carbonilación de metanol y/o sus derivados reactivos con monóxido de carbono para producir ácido acético y/o acetato de metilo en presencia de un catalizador de mordenita de actividad catalítica de carbonilación mejorada.

Las zeolitas son estructuras cristalinas microporosas que se aplican de forma generalizada como catalizadores en las industrias químicas y del petróleo. El transporte de moléculas a través de microporos zeolíticos se produce por difusión y se cree que afecta a la velocidad de una reacción. No obstante, la red microporosa limita la difusión, impidiendo el acceso a los sitios activos y limitando la velocidad de reacción. La eficacia catalítica se ha intentado mejorar mediante la introducción de mesoporosidad en la estructura del microporo. Los mesoporos ofrecen un mejor acceso a los microporos aumentando así la velocidad de difusión y por tanto el rendimiento catalítico.

Un método eficaz de aumentar la mesoporosidad en zeolitas ha demostrado ser la extracción selectiva de silicio de la red de una zeolita, referido en la técnica como desilicación. El uso de la desilicación para el incremento de la mesoporosidad de la mordenita por desilicación se describe, por ejemplo, en el documento WO 2008/147190. En el documento WO 2008/147190 se prepara una mordenita mesoporosa al someter una mordenita no desaluminizada que tiene una relación atómica de Si reticular a Al de al menos 15, a un tratamiento alcalino, tal como hidróxido sódico, con el fin de generar mesoporosidad mediante la retirada de silicio.

El documento de Estados Unidos 5.118.482 describe un proceso para la realuminación, reduciendo así su relación de sílice:alúmina en la que el contenido de aluminio reticular de una zeolita de red deficiente que contiene aluminio no reticular se incrementa al poner en contacto la zeolita con una solución básica acuosa a una temperatura superior a 25 °C aproximadamente.

Las zeolitas, tales como la mordenita se sabe que catalizan las reacciones de conversión de hidrocarburos tales como el hidrocraqueo y la transalquilación de hidrocarburos. Por ejemplo, en el documento de Estados Unidos 3.619.412 se describe la preparación de un catalizador de hidrocraqueo impregnando un soporte que consta de una mezcla de mordenita y sílice-alúmina amoría con una solución de un compuesto fluorado, el secado y el tratamiento con una solución que contiene uno o más metales hidrogenativos. El documento de Estados Unidos 4.039.479 describe un método de preparación de un material compuesto catalítico al someter una mordenita con un contenido de sodio inferior al 5% en peso como Na2O a un tratamiento con amoniaco acuoso a un pH de al menos 9, 5 aproximadamente, calcinación en mezcla íntima con un óxido inorgánico refractario no zeolítico, tal como alúmina y una sal metálica convertible a dicho óxido en condiciones de calcinación, tales como sales de aluminio. Se afirma que la inclusión de la sal metálica en mezcla con la zeolita y el óxido inorgánico refractario se ha comprobado que produce una mejora significativa en la actividad del material compuesto catalítico producido a partir de ella, en particular con respecto a la transalquilación de hidrocarburos alquilaromáticos Los procesos de carbonilación para la producción de ácido acético y/o acetato de metilo por carbonilación de metanol y/o sus derivados reactivos con monóxido de carbono son conocidos. Dichos procesos normalmente emplean catalizadores metálicos del Grupo VIII, tal como rodio e iridio. También se sabe que las mordenitas catalizan reacciones de carbonilación. Por ejemplo, en el documento EP-A-1.985.362 se describe un proceso para la carbonilación de dimetiléter en presencia de un catalizador de mordenita. En el documento EP-A-1.985.362 se encuentra que se puede conseguir una mejora en la actividad catalítica al utilizar un catalizador de mordenita que se haya cargado con plata y/o cobre y también con un bajo nivel de platino.

Sería deseable encontrar un método alternativo de mejora del comportamiento catalítico de la mordenita en procesos de carbonilación, y en particular, para mejorar la actividad catalítica de la mordenita en la carbonilación de metanol y/o sus derivados reactivos, y en particular un método que también evite o mitigue la utilización de metales promotores.

Ahora se ha comprobado que la actividad catalítica de la mordenita en reacciones de carbonilación se puede mejorar al tratar una mordenita con una solución acuosa de hidróxido de amonio.

Por consiguiente, la presente invención ofrece un proceso para la producción de al menos un producto de carbonilación seleccionado entre ácido acético y acetato de metilo, proceso que comprende la carbonilación de al menos un reactante que se puede carbonilar seleccionado entre metanol y sus derivados reactivos con monóxido de carbono en presencia de un catalizador, en el que dicho catalizador es una mordenita que se ha tratado con una solución acuosa de hidróxido de amonio y que tiene una relación molar de sílice:alúmina de al menos 10:1.

El catalizador para su utilización en el proceso de carbonilación de la presente invención es una mordenita que se ha sometido a un tratamiento con una solución acuosa de hidróxido de amonio.

Se ha comprobado que en la carbonilación de metanol y/o sus derivados reactivos, la actividad catalítica de una mordenita tratada con una solución acuosa de hidróxido de amonio se mejora significativamente en comparación con la actividad catalítica en la reacción de carbonilación de una mordenita sin tratar. Este hallazgo es contrario a las expectativas. Las mordenitas tratadas con hidróxidos de metales alcalinos, tal como hidróxido sódico, han mejorado su actividad catalítica debido al tratamiento básico que induce un incremento significativo en la mesoporosidad a través de la desilicación. No obstante, ahora se ha descubierto que el tratamiento de una mordenita con una solución de hidróxido de amonio no da lugar a ninguna desilicación significativa y provoca pocos cambios, si produce alguno, en el volumen de mesoporos. Así, cabría esperar que el tratamiento de una mordenita con hidróxido de amonio no alterase su actividad catalítica y además, no sería esperable que una mordenita tratada con hidróxido de amonio tuviera una actividad catalítica superior que la misma mordenita tratada con un hidróxido de un metal alcalino. De forma sorprendente, se ha comprobado que las mordenitas tratadas con una solución acuosa de hidróxido de amonio presentan una actividad catalítica superior a mordenitas tratadas con una solución acuosa de hidróxido sódico.

La estructura de la mordenita es muy conocida y se define, por ejemplo, en The Atlas of Zeolite Framework Types (C. Baerlocher, W. M. Meier, D. H. Olson, 5th ed. Elsevier, Ámsterdam, 2001) . La versión web (http://www.izastructure.org/databases/) es un compendio de detalles topológicos y estructurales acerca de las zeolitas, incluida la mordenita.

La mordenita es una zeolita de origen natural pero que se puede sintetizar y obtener por vía comercial. Las formas de mordenita disponibles en el mercado incluyen la forma sódica, la forma ácida y la forma amónica. La mordenita a tratar con una solución acuosa de hidróxido de amonio puede ser cualquier forma de mordenita, pero preferentemente es la forma H (forma ácida) o la forma amónica.

Antes de tratarse con una solución acuosa de hidróxido de amonio, la mordenita puede ser una mordenita que se haya desaluminizado para producir una mordenita desaluminizada. Por mordenita desaluminizada se indica una mordenita a la que se le haya retirado el aluminio de su red. Los métodos de desaluminación son conocidos en la técnica e incluyen el tratamiento, por ejemplo, por medio de vapor de agua y/o lixiviación con ácido. Los métodos de desaluminación adecuados se describen, por ejemplo, en el documento de Estados Unidos 3.551.353 que describe un proceso para la desaluminación de mordenita por contacto con vapor de agua y un ácido mineral en etapas alternativas.

Preferentemente, la mordenita a tratar con la solución acuosa de hidróxido de amonio es una mordenita desaluminizada.

La mordenita a tratar puede tener una relación de sílice:alúmina de al menos 10:1, tal como en el intervalo de 10 a 250:1. De forma conveniente, la relación de sílice:alúmina de la mordenita está en el intervalo de 10 a 100:1, por... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para la producción de al menos un producto de carbonilación seleccionado entre ácido acético y acetato de metilo, proceso que comprende la carbonilación de al menos un reactante que se puede carbonilar seleccionado entre metanol y sus derivados reactivos con monóxido de carbono en presencia de un catalizador, en el que dicho catalizador es una mordenita que se ha tratado con una solución acuosa de hidróxido de amonio y tiene una relación molar de sílice:alúmina de al menos 10:1.

2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el catalizador tiene una relación molar de sílice : alúmina en el intervalo de 25 a 60:1.

3. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el catalizador es una mordenita que se ha desaluminizado antes del tratamiento con la solución acuosa de hidróxido de amonio.

4. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el catalizador es una mordenita que se ha tratado con una solución acuosa de hidróxido de amonio en la que la concentración de amoniaco está en el intervalo del 15 al 25% en peso.

5. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el catalizador es una mordenita que se ha tratado con una solución acuosa de hidróxido de amonio a una temperatura en el intervalo de 70 a 100 °C.

6. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el catalizador es mordenita H.

7. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el catalizador se combina con un aglutinante

8. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el aglutinante es un óxido inorgánico refractario.

9. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el óxido inorgánico refractario se selecciona del grupo que consiste en al menos uno de sílice, alúmina, sílice-alúmina, silicato de magnesio y aluminosilicato de magnesio.

10. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que el aglutinante tiene una mesoporosidad en el intervalo de 1 a 500 m²/g.

11. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el reactante que se puede carbonilar es un derivado reactivo que es dimetiléter.

12. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el agua está presente en la alimentación del reactante que se puede carbonilar en una cantidad inferior al 2, 5% en peso con respecto a la cantidad de dimetiléter en la alimentación.

13. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el proceso se lleva a cabo en presencia de hidrógeno.

14. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el producto de carbonilación es acetato de metilo y al menos una parte del acetato de metilo se hidroliza a ácido acético.

15. Uso de un catalizador que es una mordenita de una relación de sílice:alúmina de al menos 10:1, que se ha tratado con una solución acuosa de hidróxido de amonio para proporcionar una actividad catalítica mejorada en un proceso para la producción de al menos un producto de carbonilación seleccionado entre ácido acético y acetato de metilo, proceso que comprende la carbonilación de al menos un reactante que se puede carbonilar seleccionado entre metanol y sus derivados reactivos con monóxido de carbono.