160969. lajstromszámú szabadalom • Eljárás izobutiraldehid katalitikus bontására

160969 ké oly módon, hogy izobutiraldehidet 600 C° és 900 C° közötti hőmérsékleten, nyomás alkalmazása nélkül vagy nyomás alatt, 1 mól izobutiraldehidre számítva legalább 12 mól vízgőz jelenlétében, adott esetben hidrogén vagy hidrogéntartalmú gázok hozzákeverése közben nikkeltartalmú katalizátoron reagáltatunk. A találmányunk tárgyát képező eljárás segítségével az izobutiraldehidet meglepő módon igen szelektíven alakítjuk lényegében szénmonoxidból és hidrogénből álló gázeleggyé. Különös jelentőségű az a körülmény, hogy az aldehid nagy reakcióképessége ellenére az eljárásunk során alkalmazott reakció-körülmények között nem képződnek a katalizátort adott esetben károsító melléktermékek. Az izobutiraldehid — bontás sikerének döntő feltétele, hogy a reakciót 600 C°—900 C°-os hőmérséklettartományban, vízgőz jelenlétében végezzük el. Ez "által a katalizátor felületére történő szénleválást megakadályozzuk és hosszú időn át is egyenletes katalizátor-aktivitást biztosítunk, mely lehetővé teszi az eljárás folyamatos megvalósítását. Azt találtuk, hogy 1 mól izobutiraldehidre legalább 12 mól vízgőz felhasználása esetén a szénleválás teljesen elmarad. Amennyiben a fenti, az izobutiraldehidre vonatkoztatott vízgőzmennyiség alsó határán dolgozunk, szénmonoxidban gazdag gázokat kapunk, melyek pl. az oxoszintézisnél alkalmazhatók. A vízgőz mennyiségének növelésekor nagyobb hidrogéntartalmú gázt kapunk. A találmányunk tárgyát képező eljárás előnyös foganatosítás! módja szerint az izobutiraldehid bontását 1 mól izobutiraldehidre számított 12—16 mól vízgőz jelenlétében hajtjuk végre. Az izobutiraldehid szénmonoxiddá és hidrogénné történő átalakítását különösen előnyösen 700—800 C°-on végezhetjük el. A találmányunk szerinti eljárásnál az izobutiraldehid átalakítását nyomás nélkül vagy nyomás alatt egyaránt elvégezhetjük. Különösen kedvező eredményeket kapunk 15—25 att. nyomás esetében. Megjegyezzük azonban, hogy nagyobb nyomás alatt történő bontás esetében a reakciógáz telített szénhidrogén-tartalma, különösen metán-tartalma emelkedik. Amennyiben a reakciót nyomás alkalmazása nélkül végezzük el, a képződő szénmonoxid-hidrogén elegy legfeljebb 1% telített szénhidrogént tartalmaz. A nyomás alatt végrehajtott bontáskor a képződő gázelegy szénhidrogéntartalma 3%-ig emelkedhet, mikoris másodlagos bontás elvégzése szükséges. A térsebesség, mellyel az izobutiraldehidet a szilárd ágyban rögzített katalizátoron átvezetjük széles határokon belül változhat. Az alkalmazott nyomástól függetlenül igen előnyösen dolgozhatunk 50—200 V/V-óra térsebesség mellett, A tér sebességet adott esetben jelentős mértékben növelhetjük (pl. 1000 V/V-óra értékre) az átalakulás mértékének csökkenése nélkül. A találmányunk tárgyát képező eljárás apparativ szempontból rendkívül egyszerűen megvalósítható. A reakciót pl. katalizátort tartalmazó szokásos típusú csőreaktorban végezhetjük el. A zavartalan hőmérséklet-kialakítás biztosítása céljából előnyösen járhatunk el oly módon, hogy az 5 izobutiraldehidet a vízgőzzel előmelegítőben 500—650 C°-ra melegítjük. Ekkor azonban az izobutiraldehid prepilénhez, szénmonoxidhpz és hidrogénhez vezető bontása játszódhat le. Á telítetlen szénhidrogén polimerizálódhat és szén-10 lerakódással — különösen a katalizátor felületén — a reakció lefutását befolyásolhatja. Ennek megakadályozása céljából a találmányunk tárgyát képező eljárás előnyös foganatosítási módja szerint olefinek hidrogénezésének biztosí-15 tására a kiindulási anyagokhoz hidrogént vagy hidrogéntartalmú gázokat (pl. körfolyamatban vezetett termékgázt) adunk. A hidrogént célszerűen az izobutiraldehid \ k-jára számítva 40— 80 liter mennyiségben alkalmazhatjuk. 20 Az izobutiraldehid találmányunk szerinti bontását vízgőzzé nikkel — katalizátoron hajtjuk végre. E célra előnyösen 5—25%, a szokásos hordozóanyagokon (pl. alumíniumoxidon, magnéziumoxidon) elhelyezkedő nikkelt tartal-25 mázó katalizátorokat alkalmazhatunk. A katalizátorok adott esetben aktivátorokat és kötőanyagokat (pl. cement) is tartalmazhatnak. Különösen jó eredményeket kapunk 5—20% nikkeltartalmú katalizátorok felhasználása esetén. 30 Eljárásunk kiindulási anyagként izobutiraldehid eredetétől függetlenül felhasználható. Kénmentes izobutiraldehid — mely pl. propilén hidroformilezésekor keletkezik — közvetlenül szén-35 monoxiddá és hidrogénné alakítható. A kénnel szennyezett izobutiraldehidet a bontási reakció előtt kéntelenítésnek kell alávetni. Eljárásunk további részleteit a példákban ismertetjük anélkül, hogy találmányunkat a pél-40 dákra korlátoznánk. 1. példa Előmelegítőben óránként 48 g izobutiraldehi-45 det és 192 g vizet (1 mól izobutiraldehidre számítva 16 mól víz) együtt elpárologtatunk és 2,5 liter/óra hidrogénnel 560—570 C°-ra hevítünk-Az elegyet atmoszférikus nyomáson felülről le^ felé katalizátorral töltött függőleges elhelyezésű 50 nemesacél reaktor-csövön vezetjük át. A reaktor-cső hossza 540 mm, átmérője 32 mm. A katalizátor 6—10 mm szemcsenagyságú és formázott állapotban az alábbi összetételű: 55 18,5% nikkel 8,3% magnézium 16,8% alumínium 16,5% Si02 60 a többi vasoxid, kalciumoxid és alkáliák. A katalizátor-réteg magasságát úgy választjuk meg, hogy az izöbutiraldehid-vízgőz elegy a katalizátorral 630 C°-os hőmérsékleten találkozzék, míg legmagasabb hőmérséklete a katalizátorban 65 és a termék-gáz kilépési hőmérséklete 800—