148299. lajstromszámú szabadalom • Eljárás katalizátor előállítására és szerves vegyületeknek e katalizátos segítségével történő átalakítására
2 148.299 tivitást mutatnak a kondenzációs reakció lefolytatása során és felületi szilárdságuk is kielégítő (általában 4,5 és 10 kg közötti értékeket mutat), ezek a katalizátorok azonban hajlamosak a használat közbeni gyors tönkremenésre, lágyulás és az aktivitás elvesztése folytán. Annak érdekében, hogy az ilyen katalizátorok nagy aktivitása huzamosabb ideig fenntartható legyen, kis mennyiségi arányú vízgőzt kell adagolni a reagáltatott anyagokhoz, hogy ezáltal a katalizátor használat közbeni nedvesség-vesztesége csökken thető legyen; ily módon igyekeznek ellensúlyozni a katalizátor túlságos dehidratációját, amely egyébként a katalizátor aktivitásának csökkenésére és a kátrányos jellegű nehéz szénhidrogénes anyagoknak a katalizátoron való lerakódására vezet. Jól ismert tény az is, hogy az ipari szilárd íoszforsavas katalizátorok igen jó aktivitást mutatnak olyan esetekben, ha kalcinálásuk 370 C° körüli hőmérsékleten történt; az ilyen katalizátorok szilárdsága azonban használat közben igen hátrányos mértékben csökken. Ismeretes az is, hogy lényegesen magasabb, pl. 460 C° körüli kalcinálási hőmérsékletek alkalmazása esetén a kapott katalizátor szilárdsága bizonyos mértékben javítható, súlyos hátrány azonban, hogy az ilyen magas kalcinálási hőmérsékletek számottevő mértékben rontják a katalizátor aktivitását. Számos javaslat merült már fel kielégítőbb minőségű szilárd foszf orsavas/ katalizátoroknak az eddig általában alkalmazott ipari eljárások különböző módokon történő módosításával való előállítására. így pl. javasolták a szokásos szilárd foszforsavas katalizátorok előállítására alkalmazott,, foszforsavból és szilikátos anyagból álló elegynek magas hőmérsékleteken, a 485 és 595 C° közötti hőmérséklettartományban történő kalcinálását, amely csaknem inaktív kalcinált terméket ad, majd e kalcinált terméknek foszforsavval való itatását és kb. 485 C° alatti hőmérsékleten történő .újbóli használását. Javasolták már szilárd foszforsavas katalizátor oly módon történő előállítását is, hogy 650 és 1100 C° közötti vagy ennél is magasabb hőmérsékleten lefolytatott kalcinálás útján kapott szilikátos anyag részecskéiből álló tömeget itatnak foszforsavval és ezeket a kemény, pórusos, foszforsavval itatott részecskéket kaiéinálják azután alacsonyabb, előnyösen 300 és 400 C° közötti hőmérsékelten; ily módon megnövelt szerkezeti stabilitású és az eddig rendelkezésre álló ipari szilárd foszforsavas katalizátorokéval megegyező aktivitású katalizátort lehet előállítani. Az ismert eljárás javasolt nagyszámú változatainak és módosításainak egyike sem bizonyult azonban alkalmasnak az eddig széles körben iparilag alkalmazott szilárd foszforsavas katalizátor helyettesítésére felhasználható, előnyösebb tulajdonságokat mutató katalizátorok előállítására. Az eddigi technikai ismeretek arra mutatnak, hogy olyan szilárd foszforsavas katalizátor, amely a jelenleg iparilag alkalmazott ilyen katalizátorokhoz viszonyítva eléggé nagy aktivitást, a túlságos hidratációval szembeni kielégítő ellenállóképességet és ugyanakkor megnövelt mechanikai szilárdságot is mutat, a fentebb említett módon, foszforsavból és szilikátos anyagból, mint pl. kovaföldből álló kenőcsszerű állapotú tömegből kiindulva nem állítható elő. Felismertük ellenben azt, hogy a fenti követelményeket kielégítő katalizátort megfelelő eljárással mégis elő lehet állítani foszforsavból és szilárd kovasavas anyagból; a találmány szerinti eljárással előállított katalizátor nagymértékben kielégítő szerkezeti stabilitást mutat és ugyanakkor kivételesen nagy az aktivitása a kondenzációs reakciók elősegítése terén; különösen a telítetlen szénhidrogének polimerizálását és a gyűrűben helyettesíthető hidrogénatomot tartalmazó szerves vegyületek alkilezését katalizálják hatásosan a találmány szerinti katalizátorok. A találmány szerinti katalizátorok előállítása oly módon történik, hogy foszforsavból és szilárd szilikátos anyagból oly keveréket állítunk elő, amelynek PaOs-re számított foszfortartalma egy sűlyrész szilikátos anyagra számítva, 2,37—7,65 súlyrésznek felel meg, ezt a keveréket azután addig hevítjük, míg az félszilárd képlékeny állapotba nem kerül, majd meghatározott alakú részecskéket alakítunk az anyagból és e részecskéket lényegileg 460 és 760 C° közé eső hőmérsékleten kalcináljuk; e művelettel kapjuk meg a kész szilárd katalizátort. Emellett a jelen találmány tárgyát képezi az ily módon előállított katalizátornak szerves vegyületek kondenzációs reakciók útján történő átalakítására, mint pl. telítetlen szénhidrogének polimerizálására, valamint a gyűrűben helyettesíthető hid rögénatoniot tartalmazó szerves vegyületek telítetlen szénhidrogénekkel vagy olefinek módjára reagáló egyéb vegyületekkel, mint alkilkloridokkal vagy alkiljodidoikkal történő alkilezésre való felhasználása is, A jelen találmány szerinti eljárás egyik célszerű kiviteli alakja esetében a fentebb említett átalakítási reakciókat oly, katalizátor-részecskék jelenlétében folytatjuk le, amelyeket 25—10 súly% szilárd szilikátos anyag és 75—90 súly% lényegileg 79—85 súly% P2 0 5 -tartalmú foszforsav keverékéből állítottunk elő, e keverék 95 C° és 232 C° közötti, előnyösen kb. 170 és 180 C° közötti hőmérsékleten történő hevítése, majd ezt követően meghatározott alakú részecskékké való alakítása útján. Különösen előnyös tulajdonságokat mutatnak az olyan katalizátor-részecskék, amelyeket az említett szilárd szilikátos anyag és valamely polifoszforsav keverékéből állítottunk elő oly módon, hogy a keverék P205 -ben kifejezett foszfortartalma a szilikátos anyag egy súlyrészére számítva 3,0 és 7,5 súlyrész között legyen. • •A jelen találmány értelmében előnyös továbbá, ha ä katalizátor-részecskéket, a képlékeny állapotig hevített keverékből történő alakítás után az 530 és 675 C° közötti hőmérséklet-tartoimányban kalcináljuk kész katalizátorrá és ha ezt a kalcinálást inert gázlégkörben, 0,5—2 óra hosszat végezzük. A találmány szerinti eljárással előállított katalizátor okát — amint ezt az alábbi példákból is láthatjuk — oly módon használhatjuk fel kondenzációs reakciók lefolytatására, amint azokat a kalcinálási műveletből kaptuk; nincsen szükség semmilyen közbenső, a katalizátor összetételét megváltoztató műveletre a kalcinálás és a katalizátor felhasználása között. így pl. a jelen találmány feleslegessé teszi azt a rehidratálási kezelést, .amelyben azokat a szilárd foszforsavas katalizátorokat
