Procedimiento de epoxidación directa, mediante la utilización de un catalizador mejorado.

Un catalizador soportado, el cual comprende un metal noble, plomo y un soporte,

seleccionado de entre titania, la cual se ha tratado procediendo a contactarla con ácido nítrico, previamente a la introducción del metal noble y del plomo.

Procedimiento de epoxidación directa, mediante la utilización de un catalizador mejorado SECTOR DE LA INVENCIÓN

La presente invención, se refiere a un catalizador soportado, a una mezcla de catalizadores, y a su uso, en la producción de epóxidos, a partir de hidrógeno, de oxigeno, y de olefinas.

ANTECEDENTES Y TRASFONDO DE LA INVENCION

Se han desarrollado diferentes procedimientos para la preparación de epóxidos. De una forma general, los epóxidos, se forman a parir de la reacción de una olefina con agente oxidante, en presencia de un catalizador. El óxido de etileno, se produce, de una forma comercial mediante la reacción de etileno con oxígeno, sobre un catalizador de plata. El óxido de propileno, se produce, de una forma comercial, procediendo a hacer reaccionar propileno, con un agente oxidante de hidroperóxido, tal como el consistente en el hidroperóxido de etilbenceno o en el hidroperóxido de tert.-butilo. Este procedimiento, se lleva a cabo en presencia de un catalizador de molibdeno solubilizado; véase, a dicho efecto, el documento de patente estadounidense USn° 3.351.635 ó un catalizador heterogéneo de titania o de sílice; véase a dicho efecto, el documento de patente estadounidense USn° 4.367.342.

Aparte del oxígeno y de los hidroperóxidos de alquilo, el peróxido de hidrógeno, es también un agente oxidante de utilidad, para la formación de epóxidos. Las patentes estadounidenses U S n° 4.833.26, USn° 4.859.785, y U S n° 4.937.216, por ejemplo, dan a conocer la epoxidación de olefinas, con peróxido de hidrógeno, en presencia de un catalizador de silicato de titanio.

Un gran número de investigaciones que se están llevando a cabo, en la actualidad, están dirigidas a la epoxidación directa de olefinas, con oxígeno e hidrógeno. Se cree que, en este proceso, el oxígeno y el hidrógeno, reaccionan in situ, para formar un agente oxidante. Se han propuesto muchos catalizadores diferentes, para su uso en el procedimiento de epoxidación directa. De una forma típica, el catalizador, comprende un metal noble y un titanosilicato. Así, por ejemplo, el documento de patente japonesa J P 4 - 352 771, da a conocer la formación del óxido de propileno, a partir propileno, oxígeno e hidrógeno, mediante la utilización de un catalizador el cual contiene un metal del grupo VIII, tal como el paladio, sobre un titanosilicato cristalino. Se cree que, el metal del grupo VIII, fomenta la reacción del oxígeno y el hidrógeno, para formar un agente oxidante in situ de peróxido de hidrógeno. El documento de patente estadounidense U S n° 6.498.259, describe una mezcla de catalizadores de una zeolita de titanio y un complejo de paladio soportado, en donde, el paladio, se encuentra soportado sobre carbono, sílice - alúmina, titania, zirconio, y niobia. Otros ejemplos de epoxidación directa, incluyen al oro soportado sobre titanosilicatos; véase, por ejemplo, el documento de prioridad PCT de la solicitud de patente internacional WO 98 / 413.

Una desventaja de los catalizadores de epoxidación directa que se han descrito, reside en el hecho de que, éstos, son propensos a producir productos secundarios o subproductos no selectivos, tales como los consistentes en los glicoles y los éteres de glicoles, formados mediante la apertura de anillo del producto de epóxido o el subproducto de alcano, que se forman mediante la hidrogenación de la olefina. El documento de patente estadounidense U S n° 6.8.388, enseña que, la selectividad, para el procedimiento directo de epoxidación de olefinas, se mejora, mediante la adición de un compuesto de nitrógeno, tal como el consistente en el hidróxido amónico, a la mezcla de reacción. El documento de patente estadounidense USn° 6.399.794, enseña el uso de modificantes de bicarbonato amónico, para que disminuya la producción de subproductos formados por la apertura del anillo.

El documento de patente estadounidense U Sn° 6.5.123, enseña el uso de modificantes, de fósforo, de azufre, de selenio o de arsénico, tales como los consistentes en la trifenilfosfina o el benzotiofeno, para hacer disminuir la producción de propano. El documento de patente estadounidense USn° 7.26.492, da a conocer el hecho de que, la presencia de un modificante de monóxido de carbono, de metilacetileno, y / o de propadieno, proporciona un subproducto de alcano, significativamente reducida. La publicación de la solicitud de patente estadounidense USn° 28 / 21 23, da a conocer el hecho de que, el uso de una zeolita de titanio o de vanadio, con contenido de paladio y modificada con plomo, reduce la formación de subproducto de alcano. De una forma adicional, el documento de solicitud de patente estadounidense co-pendiente, con el n° de serie U S n° 11 / 977.36, enseña el hecho de que, el uso de un catalizador que comprenda zeolita de titanio o de vanadio, un metal noble, plomo, y bismuto, reduce, también, la formación de subproductos de alcano.

Tal y como sucede con cualquier tipo de proceso químico, es deseable el hecho de conseguir todavía otras mejoras adicionales, en los procedimientos y en las catalizadores de epoxidación. Nosotros, hemos descubierto un nuevo catalizador, y su uso en la epoxidación de olefinas.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La Invención, es un catalizador soportado, el cual comprende un metal noble, plomo, y un portador o soporte, el cual se ha tratado mediante el contacto con ácido nítrico. La invención, comprende, también, una mezcla de catalizadores, la cual comprende una zeollta de titanio o de vanadio, y el catalizador soportado. La mezcla de catalizadores, es de utilidad en la epoxldaclón de olefinas. Así, de este modo, la invención, incluye, también, un procedimiento para la epoxldaclón de olefinas, el cual comprende el hacer reaccionar la olefina, el oxígeno y el hidrógeno, en presencia de la mezcla de catalizadores. Este procedimiento, de una forma sorprendente, proporciona un subproducto de alcano, formado mediante la hidrogenación de la olefina.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

El catalizador soportado de la presente invención, comprende un metal noble, plomo y un portador o soporte, seleccionado de entre titania, la cual se ha tratado mediante el contacto con ácido nítrico, previamente a la introducción del metal noble y el plomo.

De una forma preferible, el portador o soporte, tiene un área de superficie correspondiente a un rango comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 1 m2/ g, hasta aproximadamente 1. m21 g, siendo dicha área de superficie, de una forma más preferible, de un valor comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 1 m2/ g, hasta aproximadamente 5 m2/ g. De una forma preferible, el volumen de poros del portador o soporte, es el correspondiente a un rango comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente ,1 mi / g, hasta aproximadamente 4, mi / g, siendo dicho volumen de poros, de una forma más preferible, de un valor comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente ,5 mi / g, hasta aproximadamente 3,5 mi / g, y de una forma mayormente preferible, de un valor comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente ,8 mi / g, hasta aproximadamente 3, mi / g. De una forma preferible, el tamaño medio de partícula del portador o soporte, es el correspondiente a un rango comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente ,1 pm, hasta aproximadamente 1,4 cm, siendo dicho tamaño de partícula, de una forma más preferible, de un valor comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 1 pm, hasta aproximadamente ,7 cm, y de una forma mayormente preferible, de un valor comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 1 pm, hasta aproximadamente ,2 cm. El tamaño de partícula preferido, depende del tipo de reactor que se utilice, prefiriéndose, por ejemplo, unos mayores tamaños de partícula, para una reacción de lecho fijo. El diámetro medio de los poros, de una forma típica, es el correspondiente a un rango comprendido dentro de unos márgenes que van desde los aproximadamente 1 A, hasta los aproximadamente 1. Á, siendo dicho tamaño medio de partículas, de una forma preferible, el correspondiente a un rango comprendido dentro de unos márgenes que van desde los aproximadamente 2 A, hasta los aproximadamente 5 A, y de una forma preferible, de un rango comprendido dentro de unos márgenes que van desde los aproximadamente 5 A, hasta los aproximadamente 35 A.

El catalizador soportado, contiene, así mismo, también, un metal noble, y plomo. Si bien puede utilizarse cualquiera de los metales nobles (a saber, el oro, la plata, el platino, el paladio, el Iridio, el rutenio, el osmio) bien ya sea solo o bien ya sea en combinación, se desean,... [Seguir leyendo]

1- Un catalizador soportado, el cual comprende un metal noble, plomo y un soporte, seleccionado de entre titania, la cual se ha tratado procediendo a contactarla con ácido nítrico, previamente a la introducción del metal noble y del 5 plomo.

2.- El catalizador soportado de la reivindicación 1, en donde, el metal noble, es el paladio.

3.- Una mezcla de catalizadores, la cual comprende el catalizador soportado, según una cualquiera de las 1 reivindicaciones precedentes, y una zeolita de titanio o de vanadio.

4.- La mezcla de catalizadores, según la reivindicación 3, en donde, la zeolita de titanio, es una silicalita de titanio.

5.- La mezcla de catalizadores, según la reivindicación 4, en donde, la silicalita de titanio, es TS-1 ó Ti - MWW.

6.- Un procedimiento para producir un epóxido, el cual comprende el hacer reaccionar una olefina, hidrógeno y oxígeno, en presencia de una mezcla de catalizadores, según una o más de las reivindicaciones 3-5.