162268. lajstromszámú szabadalom • Eljárás többértékű alkoholok előállítására
3 162268 4 hőmérsékletre fűtjük fel. A reaktor hőmérsékletét a hidrogénezés alatt a megadott értéken tartjuk. A reaktorban uralkodó hidrogénnyomást a hidrogénezés alatt manométerrel ellenőrizzük és szelepek segítségével állandó értéken tartjuk. A monoszacharidok átalakulásának mértékét a reaktorból 0,5-1 óránként kivett minták elemzésével határozzuk meg. A hidrogénezés körülményei: hőmérséklet: 110 C°, hidrogénnyomás: 50 kp/cm2 , 25:25:50 arányú Ni:Fe:Al ötvözet mennyisége: 2,0 g. A glükóz át-10 alakulásának mértéke 2 óra elteltével 55 %, 4 óra elteltével 89 %, 5 óra elteltével 100 %. Az 1. táblázatban az ismert Raney-nikkel katalizátorok, ill. a találmány szerinti Ni:Fe:Alkatalizátorok felhasználásával, egyébként azonos körülmények köpött végrehajtott hidrogénezési reakciók eredményeit ismertetjük. Reakciókörülmények: hőmérséklet: 110 C°, hidrogénnyomás: 50 kp/cm2, kiindulási anyag: 400 ml 16 %-os vizes glükóz-oldat, katalizátor mennyisége: 2,0 g. 1. táblázat Kisérlet Katalizátor Glükóz konverziója (%)a hidrogénezés alatt száma összetétele ló 20 3 ó 4ó 5 ó 1. Ni:Al = 50:50 49 59 69 76 82 2. Ni:Al:Ti = 49:50:2 39 49 59 70 80 3. Ni:Al:Fe = 48:50:2 39 57 78 96 100 4. = 45:50:5 45 63 80 98 100 5. = 40:50:10 49 69 90 100 6. = 25:50:25 37 55 74 89 100 7. = 10:50:40 29 39 50 60 69 A táblázat adataiból leöl vasható, hogy a Raneynikkel katalizátor aktivitása avas-adalékhatására fokozódik. Az 5. kísérletben felhasznált, a nikkel súlyára számítva 25 % mennyiségű vasat tartalmazó katalizátor (összetétel: Ni:Al:Fe = 40:50:10) aktivitása maximális érték. Megfelelőennagyaktivitással rendelkezik a 6. sz. kisérletben felhasznált katalizátor is, amely 1:1 arányban tartalmaz nikkelt és vasat. Az utóbbi összetételű katalizátor a gyakorlati felhasználás szempontjából rendkívül előnyös, ugyanis a nehezen hozzáférhető nikkel nagy részét a könnyen beszerezhető vas helyettesíti, ugyanakkor a katalizátor az ipari Ni-Ti Raney-katalizátorénál lényegesen nagyobb aktivitással rendelkezik. A katalizátorok aktivitását a glükóz azonos időközben meghatározott konverciőfoka alapján értékeljük. A Ni-Fe Raney-katalizátor aktivitásának nagymértékű fokozódása különösen szembetűnő, ha a katalizátorok fajlagos aktivitását hasonlítjuk össze az ismert Raney-katalizátorokéval. Tekintettel arra, hogy a kísérletekben azonos mennyiségű (2,0 g) katalizátort használtunk fel és katalizátorok nikkeltartalma különböző, az egyes kísérletekben különböző mennyiségű nikkel jelenlétében megy végbe az átalakulás (pl. 2. kisérlet = 0,96 g Ni, 5. kisérlet: 0, 8 g Ni, 7. kisérlet: 0,2 gNi). Az 1. táblázat adatai alapján a 2. és 7. kisérletben a glükóz konvenciója csaknem azonos. Figyelembe véve, hogy a 2. kisérletben felhasznált katalizátor nikkeltartalma a 7. kisérletben alkalmazott katalizátorénak csaknem ötszöröse, a találmány szerinti Ni-Fe Raney-katalizátor fajlagos aktivitása közel ötször nagyobb az ismert Ni-Ti Raney-katalizátorénál. 35 40 45 50 55 60 65 2. példa Az effektiv katalizátorok egyik fontos tulajdonságaaz, hogynagyaktivitásukathosszuidőnát, több eljárásban felhasználva is megtartják. Az alábbi kisérletsorozatban azt vizsgáljuk, hogy milyen mértékben változik a katalizátorok aktivitása többszöri felhasználás után. 5,0 g, 40:50:10 arányú Ni:Al:Fe ötvözetet 100 C°-on 1 órán át 300 ml 20 %-os vizes nátriumhidroxid-oldattal kezelünk. Az ötvözetet semlegesre mossuk, majd felhasználjuk az 1. példában ismertetett hidrogénezéshez. Reakciókörülmények: hőmérséklet: 110 C°, hidrogénnyomás: 50 kp/cm2, hidrogénezés ideje: 1 óra. A reakciót 1 órás hidrogénezés után megszakítjuk, és a reakcióelegyet és a katalizátort eltávolítjuk a reaktorból. A katalizátort elkülönítjük, majd friss glükózoldathoz adjuk, és a hidrogénezést - friss glükózoldat felhasználásával - többször megismételjük. A kísérletek eredményeit a 2. táblázatban közöljük. Az eredmények alapján megállapithatjuk, hogy a promotort nem tartalmazó Raney-nikkel katalizátor igen rövid idő alatt elveszti aktivitását. Az ipari Ni-Ti katalizátorok akti vitáscsökkenése kevésbé szembetűnő. A Raney-nikkel katalizátorok stabilitása vas adalékanyag jelenlétében nagymértékben fokozódik. A találmány szerinti Ni-Fe Raney-katalizátorok termőkapacitása húszszőri hidrogénezés után mintegy kétszerese a Ni-Ti Raney-katalizátorok termőkapacitásának. 2
