165309. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 10-15 szénatomszámú aldehidek előállítására
165309 atmoszférikus nyomáson 220-340 C°, előnyösen 290-315 C° hőmérsékleten vezetjük át a dehidrogénező katalizátoron, miközben a katalizátort közvetlenül az átalakítandó alkohollal, illetve a reakcióban keletkező hidrogénnel aktiváljuk és a nitrogén hígítógázt recirkuláltatjuk, a reakcióban keletkező hidrogén parciális nyomását a reaktoron kívül elhelyezett oxidáló egység segítségével 0,0-0,3 atm, előnyösen 0,0-0,01 atm értéken tartjuk. Dehidrogénező katalizátorként előnyösen Cu—Ag, CuO-ZnO vagy A12 0 3 hordozós Ru katalizátort, különösen rézkrómit katalizátort alkalmazunk. A találmány szerinti eljárás egy példaképpeni kiviteli módját a csatolt rajz szerinti 1. ábrán látható folyamatábra szemlélteti. A 4 reaktorban elhelyezzük a rézkrómit katalizátort, a 11 és 12 csöveket réz (II) oxiddal töltjük meg. Az 1 tartályt megtöltjük alkohollal és ezt, valamint a 2 folyadék-adagoló szivattyút 50 Cu -ra, a 3 elpárologtatót 300 C°-ra, a 4 reaktort 120 C°-ra fűtjük. Közben a 15 gázcirkuláltatá! szivattyú megindításával megindítjuk a nitrogén áramlást és beállítjuk; a kivánt áramlási sebességet. A hőmérsékletek Jjeájlása után megkezdjük a "katalizátor aktiválását az aktuális térsebességnek megfelelő mennyiségű alkohol adagolásával. A folyamat exoterm és kézbentarthatóságától függ a katalizátor aktivitása, ezért e lépés végrehajtása nagy gondosságot igényel. Minthogy a találmány szerint a redukciót magával a dehidrogénezendő alkohollal végezzük, ez jelentős mértékben megkönnyíti ezt a kényes lépést. A redukció 100-120 C°-on kezdődik és előrehaladását a katalizátor ágyban a hőmérséklet emelkedése jelzi, ami a termoelem hossztengelymenti mozgásával követhető. A redukció akkor tekinthető befejezettnek, ha a katalizátor ágy minden pontjának hőmérséklete közelítőleg megegyezik, ül. a hőmérséklet a fűtés fokozatos növelésével eléri a 300 C°-ot. Az aktiválás időtartama kb. 8 óra. Az aktiválás ideje alatt a nitrogént a 9 vagy 10 szedő után teljes egészében le kell fúvatni. Az aktiválás befejezte után s miután a reaktorban a hőmérséklet 300-310 C° közötti, a 8 szedőt 50 C°-ra melegítjük, a 9 és 10 szedőket pedig 0 és -5 C° közé hűtjük. A hidrogént eltávolító rez(II)oxiddal töltött csövek hőmérsékletét 350 C°-ra fűtjük. Ezek közül az egyik mindig a rendszerbe kapcsolt, a másikat szűrt és szárított levegő átfuvásával regeneráljuk. Regeneráláskor a rézoxid ágy hőmérséklete 350-400 C°. Ezután a szelepeket úgy állítjuk be, hogy a gázcirkuláltató szivattyú bekapcsolása után a palackból belépő gáz az áramlás- és nyomásmérőkön, a 3 elpárologtatón, a 4 reaktoron, a 8, 9 és 13 szedőkön, all hidrogén eltávolító reaktoron, a 15 cirkuláltató szivattyún, a 16 puffer tartályon és a 17 gázelemzőn áthaladva és az egész rendszert átöblítve legyen lefúvatható. Közben bakapcsoljuk a 17 gázelemző műszert, a keringtetett gáz hidrogén tartalmának ellenőrzésére. 1/2 órás öblítés, lefuvatás után cirkulációra kapcsolunk át és megkezdődik a katalitikus dehidrogénezésrA termék a 8, 9 és 10 szedőkben gyűlik össze és ezeket időnként ürítjük. A találmány szerinti eljárás néhány fontosabb előnye az alábbi: 1. Közel 100%-os szelektivitással állítható elő a megfelelő szénatomszámú aldehid, azaz nem keletkezik j; semmiféle káros melléktermék és így a reakcióelegy további tisztítás nélkül vagy desztillációs dúsítás után kozmetikai-, háztartásvegyipari célokra felhasználható. 2. Korábbi eljárásokkal ellentétben nem kell műszakilag csak körülményesen megoldható-vákuumban dol-5 gozni. 3. A nitrogén cirkulációjával, Ül. a hidrogén folytonos eltávolításával a nitrogén szükséglet is minimálisra csökken, így az eljárás gazdaságossága jelentősen fokozódik. 10 4. A dehidrogénezéskor keletkező hidrogént az egyensúly eltolása miatt mindenképpen el kell távolítani Ezt néhány korábbi eljárás levegő vivőgázzal, közvetlenül a reaktorban a katalizátor felületén oxidálta. Ennek óriási hátránya, hogy mindenképpen 15 keletkeznek nagyobb oxidációs fokú termékek, amik a kozmetikai célokra való felhasználást nem teszik lehetővé, ül. nehéz a folyamat kézbentarthatósága és fokozott a kátrányképződés. A találmány szerinti eljárásban a hidrogén oxidálását a reaktortól térben 20 elkülönítve végezzük, rézoxiddal töltött tornyokban, melyeket ugyancsak az olcsó levegővel, egyszerűen, olcsón és gyorsan regenerálhatunk. 5. A katalizátor olcsó, erneuert kísérleti tapasztalataink szerint kimerülés után még regenerálható is, 25 ami a gazdaságosságot tovább növeli. A találmány szerinti eljárás foganatosítására az alábbi példát adjuk meg. 30 1. példa Az 1. ábra 4 reaktorában 60 cm3 , 60,2 g 1,0-1,6 mm szemcseátmérőjű rézkrómit katalizátort helyezünk, a 11 és 12 reaktorcsöveket pedig réz(II) oxiddal 35 töltjük meg. Az 1 tartályt megtöltjük decflalkohollal és ezt, valamint az alkohol-adagoló szivattyút 50 °C-ra, a 3 elpárologtatót i 300 °C-ra, a 4 reaktort 120 °C-ra fűtjük. Közben a 15 gázcirkuláltató szivattyút megindítjuk és a nitrogéni áramlási sebességét 10 40 1 /ó-ra állítjuk be. A hőmérséklet l beáUása után megkezdjük az alkohol adagolását 10,2 g/ó sebességgel. A 8 szedőt 50 °C-ra melegítjük, a 9 és 10 szedőket pedig 0 és -5 °C közé hűtjük. A katalizátor aktiválását, redukcióját óvatosan 45 végezzük, a hőmérsékletet fokozatosan növeljük 8 óra alatt 290 °C-ra. Az aktiválás ideje alatt a nitrogént a 10 szedő után teljesen fúvassuk le. Az aktiválás befejezése után a hidrogént eltávolító 11 és 12 reaktorokat 350 °C-ra fűtjük. 50 Kiürítjük a szedőket és a szelepeket úgy állítjuk be, hogy a nitrogéngáz a 3 elpárologtatón, a 4 reaktoron, a 8, 9, és 10 szedőkön, a 11 hidrogén eltávolító reaktoron, a 15 cirkuláltató szivattyún, a 16 puffe rtartályon és a 17 gázelemzőn áthaladva az 55 egész rendszert átöblítse. 1 /2 órás öblítés, lefuvatás után cirkulációra kapcsolunk át és megkezdjük a katalitikus dehidrogénezést. A nitrogén áramlási sebességét úgy állítjuk be, 60 hogy a térsebesség 326 ó_1 , az alkohol parciális nyomása 0,145 atm legyen. Közben a 12 reaktoron 12 l/ó sebességgel levegőt áramoltatunk át és regeneráljuk a töltetet. A gázelemző műszerrel 1/2 óránként ellenőrizzük a 65 keringtetett gáz hidrogéntartalmát. Ha a hidrogéntartalom a 0,1 tf %-ot eléri, átkapcsolunk a 12 reaktorra és a 11 reaktort regeneráljuk. 2
