157753. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hidrogénező katalizátorok előállítására
157753 5 6 Az így előállított katalizátort 80 cm hosszú és 28 mm belső átmérőjű, forró víz nyomás alatti cirkuláltatását lehetővé tevő külső köpennyel ellátott cső reaktorba helyezzük. A külső köpenyben keringő víz segítségével a reakció közben fejlődött hőt el lehet vezetni, miközben a reaktort megfelelő hőmérsékleten tartjuk. A reaktorcső elé olyan elgőzölögtető van kapcsolva, amelyen hidrogénáram halad keresztül; ez a hidrogénáram a hidrogénezendő vegyület gőzeivel telítődik a reaktorba való belépés előtt. A reakciócsövét olyan kondenzátor követi, amelyben a reakciótermék vagy -termékek gőzei cseppfolyósodnak. A hidrogén-felesleget — friss hidrogénnel való elegyítés után — fúvó segítségével az elgőzölögtetőbe vezetjük vissza. A hidrogénező körben használt hidrogén tisztaságát a kondenzátorhoz viszonyítva lefelé áramló és a friss hidrogén betáplálási pontjához viszonyítva felfelé áramló keringő hidrogén egy részének folytonos elvezetésével tartjuk a kívánt értéken. A 160 C° hőmérsékleten tartott reaktoron óránként 4X m 3 hidrogént vezetünk át, amelynek tisztaságát 95 térf.% értéken tartjuk, továbbá 550 g benzolgőzt, amellyel a hidrogén az elgőzölögtetőben telítődik. Ilyen körülmények között a benzol konverziója ciklohexánná lényegileg teljesen végbemegy, és a kapott ciklohexán csupán 0,22 súly% benzolt tartalmaz. Amikor a műveletet azonos hőmérsékleten és azonos tisztaságú hidrogénnel hajtjuk végre, azonban a hidrogén keringetési sebességét óránként 1500 literre, a benzol betáplálási sebességét pedig 180 g/óra értékre csökkentjük, a konverzió még teljesebb és a kapott ciklohexán csupán 0,01 sűly% benzolt tartalmaz. Összehasonlítás céljából a műveletet megismételtük olyan módon, hogy a fenti módon előállított kovaföld hordozóra felvitt nikkel-katalizátort használtunk. 2 m3 /óra hidrogén-keringetési sebesség és 220 g/óra benzol-betáplálási sebesség meltett a benzolnak csupán 80%-a alakult át. 1500 liter /óra hidrogén-keringetési sebesség és 10 g/óra benzol-betáplálási sebesség, mellett a benzolnak csupán 98%-a alakult át. 2. példa Az 1. példa szerinti ,,Aerosü"nre felvitt nikkelkatalizátort használjuk. A katalizátor-tablettákat redukálás után megőröljük, úgyhogy a katalizátort folyadékban szuszpendálva elosztott állapotban lehet használni. Ilyen módon furfurilalkoholt foiyadékbázisban hidrogénezünk tetrahidrofurfurilalkohollá. A folyékony reakciófürdő 3 liter térfogatú, a katalizátort szuszpenzióban tartalmazza, és hőmérsékletét atmoszferikus nyomáson 150 C°-on tartjuk. Ezen a fürdőn folytonosan vezetünk keresztül 4,5 m3 /óra hidrogénáramot, és 220 g/óra folyékony furfurilalkoholt táplálunk be. Ilyen feltételek mellett a furfurilalkohol konverziója 99,8%, és a tetrahidrofurfurilalkohol-hozam 89%. Ha a műveletet azonos mennyiségű, hasonló módon készített katalizátor felhasználásával megismételjük, azonban „Aerosil" helyett kovaföldet használunk, csupán 100 g/óra furfurilalkobolbetáplálási sebesség mellett 94%-os konverziót és 85%-os tetrahidrofurfurilalkohol-hozamot kapunk. A fürdő termelékenysége csupán 41%-a az előző fürdőének. 3. példa Az 1. példa szerinti módon előállítót, „Aerosil"re felvitt nikkel-katalizátort használunk, azonban 30 g olyan tiszta ,, Aerosil" sziliciumdioxidból, amelynek fajlagos felülete 380 m2 /g, továbbá 595 g kristályos nikkelnitrátból [(NO,02Ni:6H2 O], vagyis 120 g nikkelből indulunk ki. A katalizátor-tabletták redukálása és megőrlése után a katalizátort azonos mennyiségű benzolt és ciklohexánt tartalmazó elegybe adagoljuk be. Az elegyet keverővel ellátott autoklávba visszük, amelyben 10 bar hidrogén-nyomást és 100 C° hőmérsékletet tartunk. Két órán* át ezeket a reakciókörülményeket tartva, 100 milliomod résznél (ppm) kevesebb benzol marad átalakulatlan. Ha a műveletet megismételjük, azonban hordozóként 380 m2 /g helyett 130 m 2 /g fajlagos felületű „Aerosü"-t használunk, 2 óra 30 perc szükséges ahhoz, hogy a reakcióéi egy 100 ppm-nél kevesebb átalakulatlan benzolt tartalmazzon. Ha a műveletet hasonló módon előállított katalizátorral megismételjük, azonban „Aerosil" helyett kovaföldből indulunk ki, két óra alatt a benzolnak csupán 30%-a és 5 óra alatt csupán 60%-a hidrogéneződik. 4. példa Keverővel ellátott rozsdamentes acéledénybe 120 g 130 m2 /g fajlagos felületű tiszta „Aerosil" sziliciumdioxidot, 2,2 liter 300 g/liter koncentrációjú vizes nátriumhidroxid-oldatöt és 12 liter vizet viszünk be. A reakcióelegyet 95 C°-ra melegítjük keverés közben, majd 15 percen belül 2,2 liter 620 g/liter koncentrációjú vizes réznitrát-oldatot, vagyis 462 g rezet adunk hozzá. Ezután a hőmérsékletet 4 órán át 95 C°-on tartjuk, majd a reakcióelegyet hűlni hagyjuk. A kicsapási műveletben kapott szilárd keveréket egylépcsős mosóberendezésben 20 órán át mossuk óránként 10 liter vízzel. A terméket a készülék kúpos részében 5 órán át ülepedni hagyjuk, majd szűrjük. A szűrőpogácsát kb. 130 C°-on szárítjuk, és így olyan terméket kapunk, amely kb. 15 súly% vizet tartalmaz. A nedves terméket 10 15 20 25 Sö 35 40 45 50 55 60 3
