КАТАЛИЗАТОР ПОЛУЧЕНИЯ АМИДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И СПОСПОБ ПОЛУЧЕНИЯ АМИДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
CATALYST FOR PRODUCING AMIDE COMPOUNDS AND METHOD OF PRODUCING AMIDE COMPOUNDS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к катализатору получения амидных соединений для использования при получении амидных соединений посредством взаимодействия нитрильного соединения и воды в жидкой фазе и к способу получения амидного соединения; и в частности, настоящее изобретение относится к катализатору получения амидных соединений, с помощью которого амидное соединение может быть получено с высокой эффективностью, и к способу получения амидного соединения.
Уровень техники
Амид гидроксикарбоновой кислоты, который должен быть получен посредством гидратирования циангидрина ацетона, который представляет собой один из типов нитрильного соединения, является важным соединением в качестве исходного материала для получения гидроксикарбоксилатов или ненасыщенных карбоксилатов. По этой причине разработка высокопроизводительного катализатора гидратирования нитрилов может иметь значительное промышленное значение; и по этой причине в качестве катализатора для гидратирования нитрилов с высокой активностью, высокой селективностью и большим временем жизни описывается катализатор гидратирования, который содержит оксид марганца в качестве главного своего ингредиента, и способ его получения, а также способ получения амидного соединения с использованием катализатора гидратирования (например, см. патентные ссылки 1-7).
Среди них, патентная ссылка 2 описывает добавление Zn, Cd или Hg к катализатору на основе оксида марганца для повышения каталитической активности; патентная ссылка 3 описывает добавление к нему Zr, V или Sn; патентная ссылка 4 описывает добавление к нему элемента, выбранного из элементов Групп 3, 4, 5, 13, 14, 15, 16, 8, 9 и 10 Периодической системы; и патентная ссылка 5 описывает добавление к нему Nb, Ta, Cr, Mo, W, Si, Ge, Pb, As или Sb.
Однако в случае, когда эти катализаторы используют в промышленных масштабах, каталитическая активность может быть недостаточной, и является желательным дополнительное повышение активности.
Список цитирований
Патентные ссылки
Патентная ссылка 1: JP-A 47-4068
Патентная ссылка 2: JP-A 63-57534
Патентная ссылка 3: JP-A 3-93761
Патентная ссылка 4: JP-A 5-170720
Патентная ссылка 5: JP-A 6-340602
Патентная ссылка 6: JP-A 11-319558
Патентная ссылка 7: W007/007633
Сущность изобретения
Проблемы, которые должно решать изобретение
Задачей настоящего изобретения является разработка катализатора, эффективного при получении амидного соединения посредством гидратирования нитрильного соединения. При гидратировании нитрильного соединения в соответствии с указанным выше современным уровнем техники эффективность реакции может быть недостаточной для промышленного масштаба, и ожидается использование высокопроизводительного катализатора для построения более высокоэффективной реакционной системы.
Средства решения задачи
Авторы настоящего изобретения осуществили тщательные исследования с целью решения указанных выше проблем и в результате обнаружили, что, когда, по меньшей мере, одно соединение, содержащее иттрий или ванадий, дополнительно добавляют к катализатору, содержащему оксид марганца в качестве своего главного ингредиента, в дополнение к добавлению к нему соединения, содержащего висмут, тогда каталитическая активность может быть повышена. Конкретно, настоящее изобретение относится к следующему:
1. Катализатор для получения амидных соединений для получения амидного соединения посредством взаимодействия нитрильного соединения и воды, который содержит катализатор на основе оксида марганца, содержащий висмут и дополнительно содержащий иттрий или ванадий.
2. Катализатор получения амидных соединений по указанному выше п.1, где атомное отношение висмут/марганец составляет от 0,001 до 0,1.
3. Катализатор получения амидных соединений по указанному выше п.1 или 2, где атомное отношение иттрий/марганец составляет от 0,001 до 0,1.
4. Катализатор получения амидных соединений по указанному выше п.1 или 2, где атомное отношение ванадий/марганец составляет от 0,001 до 0,1.
5. Катализатор получения амидных соединений по указанному выше п.1, где атомное отношение (висмут+ванадий)/марганец составляет от 0,002 до 0,040.
6. Катализатор получения амидных соединений по указанному выше 1, где атомное отношение висмут/(висмут+ванадий) составляет от 0,05 до 0,95.
7. Способ получения амидного соединения, который включает взаимодействие нитрильного соединения и воды в жидкой фазе в присутствии катализатора для получения амидных соединений по любому из указанных выше пп.1-6.
8. Способ получения амидного соединения по указанному выше п.7, где нитрильное соединение представляет собой циангидрин ацетона.
Преимущества изобретения
В соответствии с настоящим изобретением получают катализатор гидратирования нитрила с высокой активностью. Когда используют катализатор, например, амид гидроксикарбоновой кислоты может быть получен из циангидрина ацетона с высокой эффективностью, и промышленное значение этого является исключительно большим.
Способ осуществления изобретения
1,7
2
Настоящее изобретение описывается подробно далее. Для катализатора гидратирования нитрила по настоящему изобретению, который содержит оксид марганца в качестве главного своего ингредиента и который содержит висмут и дополнительно содержит, в дополнение к этому, ингредиент третьего металла (иттрий или ванадий), диоксид марганца используют в нем в основном как оксид марганца, и диоксид марганца представляет собой оксид марганца, как правило, попадающий в пределы между MnO и MnO. Известно, что диоксид марганца может иметь различные кристаллические структуры, и благодаря фазовому переходу между различными фазами и изменению кристалличности, которое должно происходить в нем, структуры являются исключительно сложными и очень разнообразными.
Оксид марганца для использования в настоящем изобретении может быть получен в соответствии с различными известными способами; и например, вещества, полученные в соответствии со способом восстановления семивалентного марганца, вещества, полученные в соответствии со способом окисления двухвалентного марганца, или вещества, полученные в соответствии со способом сочетания этих способов получения, являются предпочтительно используемыми в настоящем документе. В случае, когда используют оксид марганца, полученный посредством восстановления семивалентного марганца, способ получения включает способ восстановления соединения марганцевой кислоты при 20-100°C в нейтральных или щелочных условиях (Zeit. Anorg. Allg. Chem., 309, pp. 1-32 and pp. 121-150 (1961)), способ добавления водного раствора перманганата калия к водному раствору сульфата марганца (O. Mancera, G. Rosenkranz, and F. Sondheimer, J. Chem. Soc., 2189, (1953)), способ восстановления перманганата с помощью галогенводородной кислоты (JP-A.63-57535), способ восстановления перманганата с помощью поликарбоновой кислоты или полиспирта (JP-A 9-24275, 9-19637) или способа восстановления перманганата с помощью гидразина гидроксикарбоновой кислоты или ее соли (JP-A 6-269666); и вещества, полученные в соответствии с любым из этих способов, являются предпочтительно используемыми в настоящем документе. С другой стороны, в случае, когда используют оксид марганца, полученный посредством окисления двухвалентного марганца, предпочтительным является использование веществ, полученных в соответствии со способом термического разложения нитрата марганца или карбоната марганца, или способа электролитического окисления водного раствора сульфата марганца.
Оксидный катализатор по настоящему изобретению, который содержит оксид марганца в качестве своего главного ингредиента и содержит висмут, и дополнительно содержит, в дополнение к ним, ингредиент третьего металла (иттрий или ванадий), может быть получен посредством добавления соединения, содержащего элемент металла, который должен быть добавлен, во время получения оксида марганца в соответствии с указанным выше способом или после него. В качестве способа добавления, используемого в настоящем документе, может использоваться любой способ из погружения, адсорбции, замешивания, совместного осаждения и тому подобное. Предпочтительно соединение металла, которое должно добавляться, растворяют в растворителе и добавляют в систему. Например, раствор смеси, содержащей оксид висмута, соединение третьего металла (соединение иттрия или соединение ванадия) и соединение двухвалентного марганца, смешивают с раствором, содержащим перманганат калия, затем осуществляют реакцию и дают реакционной смеси созреть для завершения реакции, а после этого образовавшийся в суспензии осадок фильтруют и промывают для разделения твердые продукты - жидкость с получением желаемого оксидного катализатора, который содержит марганец, висмут и ингредиент третьего металла (иттрий или ванадий). Для контроля кристаллической структуры и удельной площади поверхности катализатора и содержания висмута и ингредиента третьего металла (иттрия или ванадия) в катализаторе пропорция шестивалентного и двухвалентного марганца, концентрация раствора исходных материалов, температура смешивания, температура созревания и время для обработки могут выбираться соответствующим образом.
В качестве источника двухвалентного марганца для использования при получении катализатора выбирают водорастворимую соль и, прежде всего, особенно предпочтительным является сульфат. В качестве источника шестивалентного марганца также выбирают водорастворимую соль, и прежде всего, особенно предпочтительным является перманганат калия.
В качестве источника ингредиента третьего металла (иттрия или ванадия) предпочтительной является водорастворимая соль или галогенид, и прежде всего, особенно предпочтительными являются сульфат, нитрат, соль кислоты и металла и хлорид. В качестве источника висмута может использоваться не только водорастворимая соль, такая как сульфат висмута или нитрат висмута, но также и оксид висмута.
Количество соединения висмута, которое должно добавляться, как правило, составляет от 0,0001 до 0,1 в терминах атомного отношения висмут/марганец, но предпочтительно оно составляет от 0,001 до 0,1, более предпочтительно от 0,002 до 0,05. С другой стороны, количество ингредиента третьего металла, иттрия, который должен добавляться, как правило, составляет от 0,0001 до 0,1 в терминах атомного отношения иттрий/марганец, но предпочтительно оно составляет от 0,001 до 0,1, более предпочтительно от 0,002 до 0,05. Количество другого ингредиента третьего металла, ванадия, который должен добавляться, как правило, составляет от 0,0001 до 0,1 в терминах атомного отношения ванадий/марганец, но предпочтительно оно составляет от 0,001 до 0,1, более предпочтительно от 0,002 до 0,05.
Атомное отношение (висмут+ванадий)/марганец, как правило, составляет от 0,002 до 0,040, но предпочтительно оно составляет от 0,003 до 0,030, более предпочтительно от 0,004 до 0,022, еще более предпочтительно от 0,005 до 0,020; и атомное отношение висмут/(висмут+ванадий), как правило, составляет от 0,05 до 0,95, но предпочтительно оно составляет от 0,10 до 0,90, более предпочтительно от 0,15 до 0,85, еще более предпочтительно от 0,20 до 0,80, наиболее предпочтительно от 0,25 до 0,75.
Нитрильное соединение, которое должно использоваться в способе получения по настоящему изобретению, включает циангидрины, которые должны простым способом получаться из различных типов соединений, имеющих карбонильные группы, и циановодорода в присутствии основного катализатора; и в качестве конкретного циангидрина иллюстрируется циангидрин ацетона.
Гидратирование с использованием катализатора на основе оксида марганца по настоящему изобретению осуществляют в жидкой фазе, как правило, в системе с избытком воды в ней. Конкретно, пропорция нитрильного соединения в жидкости с исходными материалами составляет от 5 до 80% масс., предпочтительно от 20 до 60% масс., и по этой причине пропорция воды в ней составляет от 20 до 95% масс., предпочтительно от 40 до 80% масс. Температура реакции находится в пределах от 10 до 100°C, предпочтительно от 20 до 90°C. При температуре ниже этого диапазона, скорость реакции может быть низкой; но при температуре выше этого диапазона количество побочных продуктов, которые должны образовываться, может неблагоприятно возрасти. Давление реакции может представлять собой пониженное давление, атмосферное давление или повышенное давление постольку, поскольку реакционный материал может находиться в жидкой фазе при температуре реакции и при этом давлении.
В случае, когда в качестве нитрильного соединения используют циангидрин кетона, предпочтительно кетон, который представляет собой исходный материал для циангидрина кетона, добавляют в систему в количестве от 10 до 300% масс. от нитрильного соединения, для цели предотвращения разложения циангидрина кетона. Например, в случае, когда в качестве исходного материала используют циангидрин ацетона, предпочтительно, добавляют ацетон к жидкости с исходными материалами, как описано в JP-A 52-222.
В настоящем изобретении, гидратирование нитрильного соединения осуществляют в системе с неподвижным слоем, где катализатор на основе оксида марганца, полученный способом, как описано выше, используют в его формованной компактированной форме, или в системе с суспендированным слоем, где катализатор используют в виде его порошка, гранул или микросфер. В системе с неподвижным слоем катализатора нитрильное соединение и воду, и другие исходные материалы для жидкости могут смешивать предварительно или они могут индивидуально вводиться в реактор. Время пребывания для удерживания реакционной жидкости в реакторе может устанавливаться соответствующим образом с тем, чтобы нитрильное соединение могло быть преобразовано в желаемое амидное соединение при высоком отношении преобразования и при высоком отношении селективности. Реакционную жидкость, содержащую амидное соединение, образовавшееся во время реакции, очищают с помощью дистилляции, получая при этом желаемое амидное соединение высокой чистоты. Далее, способ по настоящему изобретению описывается более конкретно со ссылками на Примеры; однако рамки настоящего изобретения не должны ограничиваться этими Примерами.
Примеры
Далее, способ по настоящему изобретению описывается более конкретно со ссылками на Примеры; однако рамки настоящего изобретения не должны ограничиваться этими Примерами.
(1-1) Получение катализатора
Катализатор 1
62,96 г (0,398 моль) перманганата калия растворяют в 217,54 мл воды и в то время как полученную жидкость поддерживают при перемешивании при 85°C, непосредственно добавляют к ней жидкость, которую получают посредством растворения 56,36 г (0,333 моль) марганца сульфата моногидрата и 2,45 г (0,004 моль) иттрия сульфата октагидрата в 215,48 мл воды, с последующим дополнительным смешиванием раствора с 99,94 г (1,019 моль) концентрированной серной кислоты и выдерживанием при 55°C. После добавления реакционной смеси дают созреть посредством перемешивания при 70°C в течение 2 часов, и дополнительно, при 90°C в течение 4 часов; а после этого жидкость, приготовленную посредством суспендирования 1,90 г (0,004 моль) оксида висмута(III) в 440 мл воды, непосредственно добавляют к реакционной смеси. После того как жидкость перемешивают при комнатной температуре в течение 30 минут, образовавшийся осадок отбирают посредством фильтрования и промывают до тех пор, пока электропроводность отходов от промывки не достигнет 300 мкСм/см, с получением при этом лепешки осадка.
Полученную лепешку формуют с помощью машины для экструзионного формования (диаметр цилиндра 35 мм, диаметр сопла 1,5 мм × 24 отверстия, апертура 4,4%, гидравлическая система) и сушат с помощью стационарной сушилки при 110°C в течение 16 часов с получением при этом примерно 60 г формованного катализатора с размерами ϕ 1,0 мм × 3-7 мм.
Катализатор 2
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 1,85 г (0,008 моль) ванадия(IV) оксисульфата 3,7-гидрата добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 1
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что иттрий сульфат октагидрат не добавляют.
Сравнительный катализатор 2
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 2,93 г (0,004 моль) лантана сульфата нонагидрата добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 3
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 3,25 г (0,008 моль) сульфата церия тетрагидрата добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 4
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 3,08 г (0,004 моль) сульфата эрбия октагидрата добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 5
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 3,13 г (0,004 моль) сульфата иттербия добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 6
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 36,43 г (0,008 моль) водного раствора 30% масс. сульфата титана добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 7
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 2,90 г (0,008 моль) сульфата циркония тетрагидрата добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 8
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 2,16 г (0,008 моль) перрената аммония (VII) добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 9
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 2,27 г (0,008 моль) сульфата железа(II) гептагидрата добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 10
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 1,66-g (0,004 моль) сульфата железа(III) добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 11
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 2,26 г (0,008 моль) сульфата кобальта гептагидрата добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 12
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 2,14 г (0,008 моль) сульфата никеля гексагидрата добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 13
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 2,04 г (0,008 моль) меди(II) сульфата пентагидрата добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 14
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 1,25 г (0,004 моль) сульфата серебра(I) добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 15
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 2,31 г (0,008 моль) сульфата цинка гептагидрата добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 16
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 2,53 г (0,004 моль, вычисляют для n=16) алюминия сульфата n-гидрата (n=14-18) добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 17
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 3,02 г (0,008 моль) алюминия нитрата нонагидрата добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 18
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 3,22 г (0,008 моль, вычисляют для n=8) нитрата галлия n-гидрата (n=7-9) добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 19
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 2,08 г (0,004 моль) сульфата индия добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 20
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 2,03 г (0,004 моль) сульфата таллия добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 21
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 3,12 г (0,0145 моль) сульфата олова добавляют вместо иттрия сульфата октагидрата.
Сравнительный катализатор 22
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 1, за исключением того, что 2,62 г (0,008 моль) вольфрамата калия добавляют в водный раствор перманганата калия вместо иттрия сульфата октагидрата.
(1-2) Определение рабочих характеристик гидратирования циангидрина ацетона
Катализаторы 1, 2, Сравнительные катализаторы 1-22
,
Активность каждого катализатора для гидратирования циангидрина ацетона оценивают по выходу амида α-гидроксиизомасляной кислоты (HBD) в соответствии со способом, рассмотренным ниже. Катализатор, полученный в соответствии с указанным выше способом, складывают с получением длины от 3 до 4 мм, и 2,88 г его заполняют в стеклянный реактор с кожухом, имеющий внутренний диаметр 10 мм. Поддерживают протекание через кожух горячей воды при 60°C. Жидкость с исходными материалами, полученную посредством смешивания 40% масс. циангидрина ацетона, 10% масс. ацетона и 50% масс. воды, вводят в трубку реактора при скорости потока 30 г/час и в это же время в нее вводят воздух при скорости 19 мл/час. Через 2 дня и через 9 дней после начала реакции реакционную жидкость, высвобождаемую из реактора, анализируют с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии, определяя тем самым выход HBD и количество HBD, полученное до того, как выход HBD понижается до 55%. В настоящем документе количество HBD, полученное до того, как выход HBD понижается до 55%, означает количество HBD, полученное при выходе 55%, в главном технологическом потоке полученное из количества получаемого HBD и его выхода каждый день от дня 2 до дня 9 от начала реакции. Полученные данные показаны в таблице 1 и таблице 2.
Результаты оценки активности катализатора Mn-Bi + различные металлы (1)
Результаты оценки активности катализатора Mn-Bi + различные металлы (1)
(2-1) Получение катализатора
Катализатор 3
62,96 г (0,398 моль) перманганата калия растворяют в 217,54 мл воды и в то время как полученную жидкость поддерживают при перемешивании при 85°C, непосредственно добавляют к ней жидкость, которую получают посредством растворения 56,36 г (0,333 моль) марганца сульфата моногидрата и 1,56 г (0,007 моль) ванадия(IV) оксисульфата 3,7-гидрата в 215,48 мл воды с последующим дополнительным перемешиванием раствора вместе с 99,94 г (1,019 моль) концентрированной серной кислоты, и выдерживают при 55°C. После добавления реакционной смеси дают созреть посредством перемешивания при 70°C в течение 2 часов, и дополнительно, при 90°C в течение 4 часов; а после этого жидкость, приготовленную посредством суспендирования 0,48 г (0,001 моль) оксида висмута(III) в 440 мл воды, непосредственно добавляют к реакционной смеси. После того как ее перемешивают при комнатной температуре в течение 30 минут, образовавшийся осадок отбирают посредством фильтрования и промывают до тех пор, пока электропроводность отходов от промывки не достигнет 300 мкСим/см, с получением при этом лепешки осадка.
Полученную лепешку формуют с помощью машины для экструзионного формования (диаметр цилиндра 35 мм), диаметр сопла 1,5 мм × 24 отверстия, апертура 4,4%, гидравлическая система, и сушат с помощью стационарной сушилки при 110°C в течение 16 часов с получением при этом примерно 60 г формованного катализатора с размерами ϕ 1,0 мм × 3-7 мм.
Катализатор 4
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 3, за исключением того, что количество ванадия(IV) оксисульфата 3,7-гидрата составляет 0,779 г (0,003 моль) и что количество оксида висмута(III) составляет 0,950 г (0,002 моль).
Катализатор 5
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 3, за исключением того, что количество ванадия(IV) оксисульфата 3,7-гидрата составляет 0,390 г (0,002 моль) и что количество оксида висмута(III) составляет 1,90 г (0,004 моль).
Сравнительный катализатор 23
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 3, за исключением того, что количество ванадия(IV) оксисульфата 3,7-гидрата составляет 1,91 г (0,008 моль), но оксида висмута(III) не добавляют.
(2-2) Определение рабочих характеристик гидратирования циангидрина ацетона
Катализаторы 3-5, Сравнительный катализатор 23
В соответствии с таким же способом, как в (1-2), определяют количество HBD, полученное до того, как выход HBD понижается до 55%. Атомное отношение висмут/марганец, ванадий/марганец, (висмут+ванадий)/марганец, висмут/(висмут+ванадий) в каждом катализаторе и количество полученного HBD (г/г катализатора) показаны в таблице 3.
Результаты оценки активности катализатора с различными композициями Mn-Bi-V (1)
Таблица 3
Катализатор
Bi/Mn
V/Mn
(Bi+V)/Mn
Bi/(Bi+V)
Количество полученного HBD
%
%
%
%
(г/г катализатора)
Сравнительный катализатор 23
0
1,1
1,1
0
253
Катализатор 3
0,3
0,9
1,2
25
1220
Катализатор 4
0,6
0,5
1,0
55
1729
Катализатор 5
1,1
0,2
1,3
85
818
Сравнительный катализатор 1
1,1
0
1,1
100
578
Из результатов в таблице 3, где атомное отношение (висмут+ванадий)/марганец фиксируют примерно при 1,2%, видно, что получаемое количество является особенно высоким, когда атомное отношение висмут/(висмут + ванадий) составляет от 25% до 85%.
(3-1) Получение катализатора
Катализатор 6
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 3, за исключением того, что количество оксида висмута(III) составляет 1,90 г (0,004 моль).
Сравнительный катализатор 24
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 3, за исключением того, что количество ванадия(IV) оксисульфата 3,7-гидрата составляет 3,12 г (0,013 моль), но оксида висмута (III) не добавляют.
Сравнительный катализатор 25
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 3, за исключением того, что ванадия(IV) оксисульфата 3,7-гидрата не добавляют и что количество оксида висмута(III) составляет 2,85 г (0,006 моль).
(3-2) Определение рабочих характеристик гидратирования циангидрина ацетона
Катализатор 6, Сравнительные катализаторы 24-25
В соответствии с таким же способом, как в (1-2), определяют количество HBD, полученное до того, как выход HBD понижается до 55%.
Атомное отношение висмут/марганец, ванадий/марганец, (висмут + ванадий)/марганец, висмут/(висмут+ванадий) в каждом катализаторе и количество полученного HBD (г/г катализатора) показаны в Таблице 4.
Результаты оценки активности катализатора с различными композициями Mn-Bi-V (2)
Таблица 4
Катализатор
Bi/Mn
V/Mn
(Bi+V)/Mn
Bi/(Bi+V)
Количество полученного HBD
%
%
%
%
(г/г катализатора)
Сравнительный катализатор 24
0
1,8
1,8
0
175
Катализатор 6
1,1
0,9
2,0
55
924
Сравнительный катализатор 25
1,7
0
1,7
100
481
Из результатов в таблице 4, где атомное отношение (висмут + ванадий)/марганец фиксируют примерно при 2%, видно, что получаемое количество является особенно высоким, когда атомное отношение висмут/(висмут+ванадий) составляет 55%.
(4-1) Получение катализатора
Катализатор 7
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 3, за исключением того, что количество ванадия(IV) оксисульфата 3,7-гидрата составляет 0,346 г (0,002 моль) и количество оксида висмут(III) составляет 0,340 г (0,0007 моль).
Катализатор 8
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 3, за исключением того, что количество ванадия(IV) оксисульфата 3,7-гидрата составляет 0,779 г (0,003 моль) и количество оксида висмута(III) составляет 0,950 г (0,002 моль).
Катализатор 9
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 3, за исключением того, что количество ванадия(IV) оксисульфата 3,7-гидрата составляет 2,25 г (0,010 моль) и количество оксида висмута(III) составляет 2,21 г (0,005 моль).
Катализатор 10
Катализатор получают таким же способом, как и катализатор 3, за исключением того, что количество ванадия(IV) оксисульфата 3,7-гидрата составляет 3,12 г (0,013 моль) и количество оксида висмута(III) составляет 2,85 г (0,006 моль).
(4-2) Определение рабочих характеристик гидратирования циангидрина ацетона
Катализаторы 7-10
В соответствии с таким же способом, как в (1-2), определяют количество HBD, полученное до того, как выход HBD понижается до 55%.
Атомное отношение висмут/марганец, ванадий/марганец, (висмута + ванадий)/марганец, висмут/(висмут + ванадий) в каждом катализаторе и количество полученного HBD (г/г катализатора) показаны в Таблице 5.
Результаты оценки активности катализатора с различными композициями Mn-Bi-V (3)
Таблица 5
Катализатор
Bi/Mn
V/Mn
(Bi+V)/Mn
Bi/(Bi+V)
Количество полученного HBD
%
%
%
%
(г/г катализатора)
Катализатор 7
0,2
0,2
0,4
50
735
Катализатор 8
0,6
0,5
1,1
55
1729
Катализатор 6
1,1
0,9
2,0
55
924
Катализатор 9
1,3
1,3
2,6
50
631
Катализатор 10
1,7
1,8
3,5
48
563
Из результатов в таблице 5, где атомное отношение висмут/ (висмут + ванадий) фиксируют примерно при 50%, видно, что получаемое количество является особенно высоким, когда атомное отношение (висмут + ванадий)/марганец составляет от 0,4% до 2,6%.