172326. lajstromszámú szabadalom • Eljárás cikloalifás szénhidrogének előállítására
5 172326 6 biakat soroljuk fel: benzol, toluol, etilbenzol, npropilbenzol, kumol, xilol, naftalin, metilnaftalin és etilnaftalin. A találmány szerinti eljárást általában 200— 350 °C katalizátorágy-hőmérsékleten foganatosítjuk. Gyakorlatilag túlnyomás nélkül dolgozunk, a hidrogénezendő anyag átvezetése során csak annyi nyomást alkalmazunk, amennyit a katalizátor ellenállása tesz szükségessé. A hidrogénezendő aromás szénhidrogént a reaktor előtt vagy a reaktorban párologtathatjuk el és fűthetjük fel a kívánt reakcióhőmérsékletre. Egyes esetekben előnyösnek bizonyulhat, ha az aromás szénhidrogént nem teljesen párologtatjuk el, hanem kisebb mennyiségben fenéktermékként visszavezetjük a folyamatba. Általában iaz aromás szénhidrogénből és hidrogénből álló, gáznemű kiindulási elegyet előfütött állapotban, például 140 °C-os hőmérséklettel a találmány szerinti katalizátort tartalmazó csőreaktor aljába vezejük. A katalizátort 100—500 g, előnyösen 150—200 g/'liter • óra aromás szénhidrogénnel terhelhetjük. Az aromás szénhidrogénre számítva a hidrogént 5—15 mól feleslegben alkalmazzuk. A hidrogént a reakció rendszer tetszőleges pontjain adagolhatjuk, előnyösen azonban az aromás szénhidrogén előfűtése után, például az elpárologtató után adagoljuk a hidrogént. A reakcióba nem lépett hidrogént a hidrogénezés befejeztével részben vagy teljesen visszavezethetjük a friss hidrogén áramába. Reakcióedényként a szokásos reaktorokat alkalmazhatjuk, így például 1—6 m hosszú, 25—75 mm belső átmérőjű csöveket önmagukban vagy csőkötegként alkalmazhatjuk. A reakcióhő elvezetéséhez a reaktor körül hűtőköpeny lehet. A reaktor felső végéből távozó reakcióelegyet lehetőleg a hidrogénezett termék teljes kondenzálódásáig hűtjük. Ehhez általában mintegy 5 és 10 °C közötti hőmérséklet szükséges A találmány szerinti eljárásban kapott cikloalifás szénhidrogének olyannyira tiszták, hogy közbenső tisztítás nélkül, közvetlenül használhatjuk fel őket további reakciókban. Így például a benzolból kapott ciklohexánt közvetlenül ciklohexanollá oxidálhatjuk. Amennyiben a reakcióba nem lépett hidrogéngázt cirkuláltatott gázként visszavezetjük a folyamatba, és a cirkuláltatott gáz közömbös gázokat, például metánt tartalmaz, célszerűen a cirkuláltatott gáz egy részáramát elvezetjük a rendszerből, hogy a kiindulási hidrogéngázban legalább 85 tf-% hidrogéntartalmat biztosítsunk. Az aromás szénhidrogének katalitikus hidrogénezésére eddig ismert eljárásokhoz viszonyítva a találmány szerinti eljárás az alábbi előnyökkel rendelkezik: 1. Az eljárás foganatosítására csak egyetlenegy reaktor szükséges. 2. A hidrogénezés túlnyomás nélkül kivitelezhető. 1 Reakcióba nem lépett aromás szénhidrogén 4 folyamatba való visszavezetése nem szükséges. 4. Az alkalmazott katalizátorrendszer egységes; hosszú üzemeltetési időt, teljes átalakítást és nagy szelektivitást biztosít. 1. Példa (a katalizátor előállítása) 296 g hangyasavat, majd 233 g 54%-os vizes lítiumhidroxidot mintegy 0,5 liter vízhez adunk. Az oldattal 2,86 liter 4—6 mm átmérőjű golyókból álló, mintegy 250 m2/g fajlagos felületű y-alumíniumoxidot 30 °C-on átitatunk. Az átitatott alumíniumoxidot vákuumban 150 °C-on szárítjuk, majd ugyanolyan oldattal még egyszer átitatjuk és újra vákuumban 150 °C-on szárítjuk. Az így kapott hordozóanyagot 1050 °C-on 6 órán keresztül izzítjuk, amikoris az átalakulás spinellé 100%-osan végbemegy. A spinell-szerkezet röntgenelemzéssel kimutatható. A kész hordozó fajlagos felülete 25 m2/g, átlagos pórusmérete 700 A. A hordozót 82,7 g palládium-II-klorid-hidrát sósavas oldatával átitatjuk, alkálikus 20%-os formalin-oldattal redukáljuk, a kloridionokat desztillált vízzel kimossuk, majd a hordozót szárítjuk. A kész katalizátor 1,8 súly% palládiumot tartalmaz. 2. Példa 1 m hosszú, 50 mm belső átmérőjű, olajjal töltött hűtőköpennyel ellátott csőreaktorba az 1. példa szerint előállított 1,8%-os palládiumkatalizátor 2000 ml-jét töltjük. A katalizátort 150— 200 °C-on 24 órán át hidrogéngázzal kezeljük, majd a hűtőköpenyt 110—120 °C-ra lehűtjük. Utána óránként 400 ml gáznemű benzol és 600 liter hidrogén keverékét vezetjük a katalizátoron át. A hűtőköpeny a reakcióhőt elvezeti. Jól elhatárolt reakciózóna alakul ki, amelynek hőmérsékletmaximuma 240—250 °C. A benzol és hidrogén mólaránya 1:6. Óránként 600 1 hidrogént cirkuláltatott gázként vezetünk a rendszerben. A benzol átalakulási foka 100%. A szelektivitás majdnem 100%, ami gyakorlatilag 100%-os ciklohexánhozamnak felel meg. A kapott reakciótermék 99,9% ciklohexánt tartalmaz. 3. Példa A 2. példában megadott módon járunk el azzal a különbséggel, hogy óránként 400 ml gáznemű toluol és 600 liter hidrogén keverékét vezetjük a katalizátoron keresztül. A kialakuló reakciózóna maximális hőmérséklete mintegy 230— 240 °C. A toluol és hidrogén közötti mólarány 1:7. Óránként 600 liter hidrogént cirkuláltatott gázként vezetünk a rendszerben. A toluolra vonatkoztatott átalakulás 100%, a szelektivitás közel 100%, ami mintegy 100%-os metilcdklohexánhozamnak felel meg. A kapott reakciótermék 99,9% metilciklohexánt tartalmaz. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
