203069. lajstromszámú szabadalom • Eljárás aldehid hidrogénező katalizátor előállítására és aldehidek hidrogénezésére
HU203069B sebességnél) alkalmazható, ahol az ismert redukált réz-oxid-cink-oxid katalizátor szelektivitása már jelentős mértékben lecsökken. Kombináció alkalmazása esetén az alkálifém, előnyösen kálium mennyisége mintegy 0,05-7,0 tömcg%, előnyösen 0,3-3,5 tömeg% (a szabad alkálifém mennyisége a kalcinált prekurzor katalizátorra vonatkoztatva), míg az átmeneti fém, a nikkel és/vagy kobalt mennyisége mintegy 0,5-5,0 tömeg%, előnyösen 1,0-4,0 tömeg% (a kalcinált prekurzor katalizátorra vonatkoztatva). Különösen előnyösen alkalmazható a mintegy 0,6 tömeg% káliumot és minteg 1,5-2,5 tömeg% nikkelt tartalmazó katalizátor. Az eddigi vizsgálatok arra utalnak, hogy ha nikkel vagy kobalt átmeneti fém szelektivitásnövelőt adagolunk az alkálifémet tartalmazó katalizátorhoz, az észterképződés mindkét különböző reakciómechanizmus vonatkozásában lecsökken. Hosszű tartózkodási idő esetén a hidrogénező reaktorból elvezetett reakcióelegy elsősorban alkoholból áll, és úgy tűnik, hogy az elvezetés környezetében lejátszódó észterképződés során az aldehidből és alkoholból először hemiacetál képződik, amely dehidrogénezéssel észterré alakul. Másrészről ismert az is, hogy észter képződik két aldehidmolekulából is az ismert Tischenko reakció során. Feltehető, hogy ez a reakció a reaktor bevezetése környezetében játszódik le, ahol magasabb az aldehid koncentráció. A nikkel vagy kobalt szelektivitásnövelő hatékonyabban csökkenti a reaktor kivezetése környezetében jelentkező első észterképződési mechanizmust, míg a zalkálifém szelektivitásnövelő a reaktor bevezetése környezetében jelentkező második éterképződési mechanizmusra hat. A találmány szerint előállított katalizátor felhasználható önmagában, de tartalmazhat inert hordozóanyagot vagy kötőanyagot is, így alumíniumoxidot, horzsakövet, grafitot, szilícium-karbidot, cirkon-dioxidot, titán-dioxidot, szilícium-dioxidot, alumínium-szüícium-dioxidot, króm-dioxidot, valamint szervetlen foszfátot, szüikátot, aluminátot, borátot és hasonló anyagokat, amelyek stabilak a katalizátor felhasználása során alkalmazott reakciókörülmények között és nem befolyásolják károsan a katalizátor aktivitását vagy szelektivitását. A belső ellenállása vagy szerkezet megerősítésére kálcium-oxidot tartalmazó cement is használható. A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi 2- 22 szénatomos egyenes vagy elágazó szénláncú telített vagy telítetlen aldehidek katalitikus hidrogénezését. A kiindulási anyagként alkalmazott aldehid karbonsav-csoport kivételével más oxigéntartalmú csoportot is tartalmazhat. A beadagolást csak a magas forráspontú aldehidek elpárologtatásának lehetősége korlátozza. Előnyösen alkalmazhatók a telített aldehidek, így acetaldehid, propionaldehid, izobutiraldehid, N-butilaldehid, izopentil-aldehid, 2- metíl-pentaldehid, 2-etü-hexaldehid, 2-etil-fcutÍ- raldehid, N-valeraldehid, izovaieraldehid, kaproaldehid, metil-N-propü-acetaldehid, izohexaldehid, kaprü-aldehid N-nonil-aídehid, N-dekanál, dodekanál, tridekanál, mirisztin-aldehid, pentadek-aldehid, palmitin-aldehid, sztearin-aldehid, valamint telítetlen aldehidek, így akrolein, metakrolein, 7 etakroiein, 2-etü-3-propil-akrolein, kroton-aldehid és hasonló aldehidek. Az aldehid alkalmazható tiszta állapotban vagy más anyagokkal kevert formában, előnyösen alkalmazható aldehidek elegyei. Az aldehid vagy aldehid-elegy könnyen előállítható különböző oxoel járásokkal. Az oxoeljárás, például olefinek szén-monoxid és hidrogén segítségével katalizátor jelenlétében végzett átalakítása során keletkező reakcióelegy, amelynek során az olefinkötést hordozó szénatomra egy karbonücsoport kapcsolódik, felhasználható teljes egészében vagy részekre bontva. Természetesen az alkalmazott aldehid vagy aldehid-elegy előállítható az oxoeljárásoktól különböző eljárásokkal is, így olefinek vagy telített szénhidrogének oxidálásával vagy aldolkondenzációval. A találmány szerinti eljárást nem befolyásolja az alkalmazott aldehid előállítása. A gőz halmazállapotú aldehidet hidrogént tartalmazó gáz jeleiüétében a hidrogénező katalizátorai érintkeztetjük. A hidrogénezéshez alkalmazható tiszta hidrogén, de előnyösebb hidrogén és más gázok, előnyösen az aldehiddel és a katalizátorai szemben ismert gázok elegyeinek alkalmazása. Inert gázként előnyösen alkalmazható a nitrogén és a metán. A hidrogént tartalmazó gáz kifejezés alatt tiszta hidrogéngázt, valamint hidrogén és más gázok elegyét értjük. Bár a reakciózóna hidrogén koncentrációja nem játszik jelentős szerepet, előnyös, ha hidrogént a redukálandó aldehid alapján számolt sztöchiometrikus mennyiséghez képest feleslegben alkalmazzuk. A hidrogén mólaránya az aldehidre vonatkoztatva általában mintegy 5-400, előnyösen 10-200. 2-8 szénatomos aldehidek esetén a hidrogén mólaránya előnyösen 10-30. A hidrogénezést általában legalább 100 °C hőmérsékleten végezzük, de a találmány szerinti katalizátor nagy szelektivitásának köszönhetően a hőmérséklet elérheti a 300 °C értéket. A hidrogénezést előnyösen 120-260 °C közötti hőmérsékleten végezzük. Az alkalmazott hőmérsékletet az energiaigény és az átalakulási fok figyelembevételével határozzuk meg. A reakció közben alkalmazható nyomás az atmoszférikus nyomástól a 4,1x10° Pa nyomásig terjed. Mivel az aldehidet és a kapott alkoholt gőz halmazállapotban kell tartani, a reakciónyomást bizonyos mértékben befolyásolja a reakcióhőmérséklet, a hidrogénezett aldehid és a hidrogéntartalmú gáz mennyisége. A hidrogénező reakció térfogatárama mintegy 0,1 -2,0, a beadagolt folyékony aldehid térfogata/az óránként adagolt katalizátor térfogata alapján számítva. A találmány szerinti eljárást előnyösen folyamatos üzemmódban valósítjuk meg. A folyamato süzemmód előnyös megvalósítása során az aldehidet, az aldehid-elegyet, vagy az oxoeljárás termékét elpárologtatjuk, majd a hidrogéntartalmú gázzal éritnkeztetjük a kívánt hőmérsékleten és nyomáson a találmány szerint előállított katalizátor felett. A találmány szerinti eljárás előnyösen valósítható meg fixágyas katalizátoron. A reakciózóna előnyösen nyújtott csőreaktor, amikoris a katalizátort a csőreaktoron belül helyezzük el. Alkalmazható azonban adiabatikus tankreaktor is. Az ilyen reaktorokban a reakcióhő következtében magasabb hő8 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
