172699. lajstromszámú szabadalom • Eljárás furán-származékok előállítására
7 172699 8 katalizátort 100 C°-ra 2 óra alatt melegítjük fel [50C°/h] a 220 C°-ot 15C°/h fűtési sebesség mellett 8 óra alatt érjük el, majd 220C°-től 300 C°-ig 5 C°/h fűtési sebességet alkalmazunk. 300 C°-on még további 2 órán át aktiváljuk a katalizátort, összesen 28 órás előkezelés után kezdjük meg a furfurol betáplálását a reaktorba úgy, hogy a gázelegyben a furfurol : hidrogén mólarány 1:1, a folyadékterhelés pedig 0,5—0,75 ml furfurol/ml katalizátor • óra. Az előkezelt katalizátorra betáplált furfurol 100%-ban konvertálódik és a termék minimálisan 98% furánt tartalmaz, 1—2% metil-furán és tetrahidrofurán mellett. A szeparátort elhagyó gázelegy kizárólag szénmonoxidot és hidrogént tartalmaz. Ha a katalizátorral többórás fárasztási kísérletet végzünk, akkor azt tapasztaljuk, hogy 250 órás üzemmenet után sem veszíti el aktivitását, és terhelhetősége eléri a 14000 g furfurol/g palládium értéket, míg termelékenysége túlhaladja a 8700 g furán/g palládium értéket. 2. példa A katalizátor készítésénél az 1. példában megadott módon járunk el, de a fémpalládiumot 2,5% mennyiségben visszük fel a y-alumínium-oxid felületére, majd a palládium súlyára számított 10%-nyi mennyiségben még fémródiummal promotálunk, oly módon, hogy a katalizátort 1,0 g ródium(III)-klorid 5%-os vizes oldatában áztatjuk. E vizes oldat mennyiségét úgy választjuk meg, hogy ellepje a pasztillázott katalizátor felületét. A redukálást ez esetben is hangyasavval végezzük néhány tized g vizes oldatának hozzáadásával, majd szűrés és vizes mosás után 105 C°-on való szárítást alkalmazunk. Az így promotált katalizátort reaktorba töltjük és az első példában ismertetett módon lépcsőzetes aktiválásnak vetjük alá. A 300 C°-on végzett 2 órás kezelést követően megkezdjük a katalizátor hőmérsékletének csökkentését 5 C°/h sebességgel 270 C°-ig, ahol azt további 8 órán át aktiváljuk. A fentieknek megfelelően végzett lépcsőzetes előkezelés után a katalizátor fajlagos felületcsökkenése elhanyagolható. A reaktorban a nyomást lépcsőzetesen állandó hidrogéngáz átáramlás mellett 5 at-ra emeljük és ezt követően megkezdjük a furfurol betáplálását a reaktorba olyan mennyiségben, hogy a furfurol : hidrogén mólarány 1 :2, a folyadékterhelés pedig 0,4—0,6 ml furfurol/ml katalizátor • óra legyen. A reaktoron való egyszeri áthaladás után a termékelemzés alapján megállapítható, hogy a furfurol 95%-a konvertálódott és a szeparátort elhagyó termék 60%-a metil-furán, 15%-a pedig furán, az 5%-ot meghaladó tetrahidrofurán tartalom mellett. A katalizátor aktivitását az esetben is többszáz órán át megtartja. 3 3. példa A katalizátor készítésénél az 1. példában megadott módon járunk el, de a fémpalládiumot 5%-nyi mennyiségben használjuk és a palládium súlyára számított 10%-nyi mennyiségben fémruténiummal és fémródiummal promotálunk úgy, hogy 95,0 g 7-alumínium-oxidot 13,0 g palládium(IV)-klorid, 1,0 g ruténium(III)-klorid és 1,0 g ródium(UI)-klorid 5%-os vizes oldatában áztatjuk, melynek mennyisége éppen ellepi az alumínium-oxid hordozót. A redukáláshoz 8,5 g hangyasav 5,0%-os vizes oldatát használjuk. Szűrés és vizes mosás után a katalizátort 105 C°-on szárítjuk és ezt követően 3 mm átmérőjű tablettákká sajtoljuk. A katalizátort ezután a reaktorba elhelyezve megkezdjük a hidrogéngáz vagy célszerűen ammóniaszintézisgáz áramoltatását, miközben a nyomást fokozatosan 5 at-ra növeljük. Ezután az 1. példában ismertetett lépcsőzetes hőmérsékletemeléssel lépcsőzetesen aktiváljuk a katalizátort, annak megfelelően, hogy 300 C° elérése után 10 órán keresztül ezt a hőmérsékletet tartjuk. Aktiválás után megkezdjük a furfurol betáplálását olyan mennyiségben, hogy a folyadékterhelés 0,4—0,6 ml furfurol/ml katalizátor • óra, a furfurol : hidrogén mólarány = 1 :8-l : 10 legyen. E technológiai paraméterek mellett a furfurol átalakulása 98% feletti és a szeparátort elhagyó termékben a tetrahidrofurán hozam átlagosan a 40%-t, a furán 25%-t, a metil-furán hozama pedig a 10%-ot meghaladja. A katalizátor aktivitását többszáz órán át megtartja annak megfelelően, hogy minden 20—24 órás üzemmenet után 6—8 órán keresztül hidrogéntartalmú gázzal célszerűen ammóniaszintézisgázzal való kezelést alkalmazunk a katalizátor aktív felületének folyamatos megújítása érdekében. 4. példa (ellenpélda) Az 1. példában leírt módon előállított és 7-alumínium-oxid hordozóra felvitt, fémpalládium-tartalmú katalizátort reaktorba töltjük, ahol hidrogéntartalmú gázáramban, célszerűen ammóniaszintézisgáz áramban 300 C°-ra hevítjük és 6 órán át ezen a hőmérsékleten tartjuk. Ezután megkezdjük a furfurol betáplálását az 1. példában megadott paraméterek szerint. A szeparátort elhagyó terméket megelemezve azt találjuk, hogy a furfurol konverziója nem haladja meg a 80%-ot, a furán hozama pedig a 70%-ot, a katalizátor aktív periódusa erősen lecsökken, mert tapasztalataink szerint mintegy 20 órai üzemmenet után regenerálásra szorul. 5. példa (ellenpélda) A 2. példában leírt módon előállított és 7-alumínium-oxid hordozóra felvitt, fémpalládium-tartalmú katalizátort fémruténiummal való promotálás nélkül helyezzük a reaktorba és ott lépcsőzetesen aktiváljuk, majd a 2. példában leírt technológiai paramétereket alkalmazva kezdjük meg az üzemeltetést. A termék elemzése azt mutatja, hogy a furfurol átalakulása nem haladja meg a 80%-ot, ezen belül a metil-furán hozama a 45%ot, a furán hozama pedig a 25%-ot, körülbelül 10% melléktermék, főleg amilalkohol képződése mellett. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
