142947. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kétszénatomos vegyületek előállítására metanolból szintézisgázzal

& Megjelent: 1956. évi március hó 1-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 142.947. SZÁM 12. o. OSZTÁLY - Ma-427. ALAPSZÁM Eljárás kétszénatomos vegyületek előállítására metanolból szintézisgázzal Magyar Ásványolaj- és Földgáz Kísérleti Intézet, Veszprém Feltalálók: dr. Berty József és Markó László kutatóintézeti vegyészmérnökök, mindketten Budapesten A bejelentés napja: 1954. január 15. A 877.598. sz. német szabadalmi leírásból el- • járás vált ismeretessé, többszénatomos alkoholok előállítására, alacsonyabb szénatomszámú alkoholokból, szénmonoxid és hidrogén segélyével, 200 C" körüli hőmérsékleten és 250 at. feletti, gyakorlatilag 600—1000 at. nyomáson, szilárd, adott esetben helytálló katalizátor jelenlétében, mely katalizátor a periódusos rendszer 8. csoportjába tartozó karbonilképző fém-, célszerűen kobaltvegyület, melyet még egyéb bonyolult összetételű hozagokkal aktiválnak. Az aktíválószerek között szerepelnek többeké között a jód. továbbá annak vegyületei is. Ezzel az eljárással, az irodalom szerint, metanolból, szénmonoxidból és hidrogénből kiindulva, olyan reakciótermékhez jutunk, mely 17— —41%-ában etanolból áll, aránylag csekély • mennyiségű más két- vagy többszénatomos vegyület, továbbá változatlan CH3OH mellett. A bonyolult összetételű, heterogén fázisú katalizátor és az igen költséges berendezést igénylő nagy nyomás alkalmazása annak érdekében történik, hogy a reakciótermékben minél több etanol és minél kevesebb más, kétszénatomos vegyület (ecetsav, etilészter, aldehid) keletkezzék. E célból szerzők 1 tf. CO-ra 2 tf Ha-t tartalmazó gázelegy alkalmazását is ajánlják. Megállapítottuk, hogy a szóbanforgó szintézisnél nem célszerű és nern is gazdaságos a főtömegében etilalkoholból álló reakciótermékre törekedni, még akkor sem, ha az elegyet végeredményben etilalkoholra kívánjuk feldolgozni. Ipari szempontból az a lényeges, hogy minél több kétszénatomos vegyület keletkezzék, akár sav, akár észter vagy alkohol alakjában, miután mind az ecetsav, mind az etilészterek ismert módon alkohollá feldolgozhatók, sokkal kisebb költséggel, mint a főtömegben alkoholból álló végtermék előállításához szükségelt 600—1000 atm-ás nyomás üzemi és a nyomásálló berendezés beruházási költsége. Megállapítottuk továbbá, hogy a reakció se• bességet egyedül a CO parciális nyomása irányítja és nem a hidrogéné, mint azt a vonatkozó irodalom tévesen állítja. E felismerések alapján azt találtuk, hogy kétszénatomos .vegyületek metanolból széndioxiddal és hidrogéntartalmú gázelegyekkel jó hatásfokkal előállíthatók jóddal vagy jódvegyületekkel aktivált kobalttartalmú katalizátor jelenlétében, ha homogén fázisban dolgozunk, azaz, ha a reakcióelegyben mind a katalizátor, mind az aktíválóanyag oldott állapotban van jelen és ha 150 atm. feletti, de legfeljebb 250 atm. nyomáson hajtjuk végre a reakciót. A találmány egyik előnyös foganatosítási módja szerint olyan gázeleggyel dolgozunk, mely 65—80% CO-t és maradékában hidrogént tartalmaz. Miután — mint fentebb említettük — a reakció sebességét a CO parciális nyomása irányítja, az ilyen gázelegy alkalmazása mellett a kiindulási anyag már 150—250 atm. nyomáson gyorsabban, mintegy 6 óra alatt iotömegében kétszénatomos vegyületté, (etanollá, ecetsavvá, elitészterekké) alakul át, némi acetaldehid képződése mellett. A reakció folyamán átaiakulatlan metanol újabb felhasználásra kerül. Veszteségnek a termelés szempontjából csak azok a vegyületek tekinthetők, melyek gázzá (pl. metánná, dimetiléterré) alakulnak. Ebből a szempontból tehát, mint megállapítottuk, előnyös a reakció tartamát minél rövidebbre választani. Így pl. 2 óra alatt, bár a metanol kb. 40%-a változatlan marad, a veszteségnek tekinthető gázok viszonylag kisebb mennyiségben keletkeznek és így a reakció folyamán tényleg átalakult metanolra számítva, a kihasználás jobb. Kiindulási anyagként felhasználható a szintézisgázból szokásos módon előállított metanolos reakcióelegy, melyből — gyakorlati szempontból — elegendő a dimetilértert ledesztillálni és további finomításra nincs szükség.