185892. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fenol cikohexanonná történő szelektív hidrogénezésére
185892 2 hangyasav-koncentráció meghaladja az 50 ppm értéket. Szén-monoxidon kívül más moderátorok, például víz vagy ammónia is alkalmazhatók. A moderátor-koncentrációt a reakcióelegyben oly módon állítjuk be, hogy a lehetőséghez képest enyhe reakciókörülmények között nagy fenol-konverziót, valamint nagy ciklohexanon-hozamot érjünk el. Az előnyös moderátor-koncentráció egyebek között függ a katalizátor mindenkori aktivitásszintjétől. Új vagy frissen regenerált katalizátor alkalmazása esetén az optimális üzemi eredményhez rendszerint nagyobb moderátor-tartalom szükséges, mint már huzamosabb üzemi idő után. A nagy ciklohexanon-hozam érdekében és a csekély hidrogén-fogyasztás érdekében is előnyösnek bizonyult viszonylag nagy hidrogénezési gázsűrűség alkalmazása. A találmány szerinti eljárást előnyösen 0,5 kg/m3 és 0,85 kg/m3 közötti gázsűrűséggel folytatjuk le. Azt találtuk továbbá, hogy a hidrogénezési reakció exoterm volta és a magas reaktor-hőmérsékletnek a ciklo-hexanon-képződésre hátrányos befolyása ellenére javul a hidrogénezési folyamat eredménye, ha a gázalakú kiindulási elegy hőmérséklete a katalizátor-rétegbe való belépéskor a normális reaktorhőmérséklet felett illetőleg a fenol termodinamikai telítési hőmérséklete felett van. A találmány szerinti eljárás számottevő előnyök egész sorát mutatja az eddig ismert eljárásokhoz képest. A találmány szerinti eljárásban nagy aktivitású és igen nagy szelektivitású katalizátort alkalmazunk, amelynek aktivitásszintje könnyen és reverzibilis módon összhangba hozható elsősorban a moderátor-koncentráció szabályozása útján mindenfajta üzemi helyzettel. Ezáltal az üzemi eljárás eredményét nem befolyásolja hátrányosan sem az üzem kezdeti szakaszában az új vagy frissen regenerált katalizátor túlságosan kis szelektivitása, sem pedig huzamosabb üzemidő után a katalizátor aktivitásának csökkenése. Emellett a találmány szerinti eljárással könnyen kiküszöbölhetők a műszaki okokból elkerülhetetlen eljárási paraméter-ingadozások vagy termékösszetétel-ingadozások esetleges hátrányos befolyásai a fenol-konverzióra vagy a szelektivitásra. A találmány szerinti eljárással ezért folyamatosan biztosítható a nagy ciklohexanon-hozam egyidejű nagy fenol-konverzió mellett, ugyanakkor lényegesen hosszabb katalizátor-élettartam érhető el az egyes regenerálási ciklusok között is. További előny, hogy a találmány szerinti eljárásban alkalmazott nagy gázsűrűség folytán a hidrogénező gáz optimálisan kihasználható a kémiai átalakulás céljaira, emellett a kiindulási anyagként alkalmazott fenol tisztaságával szemben támasztott követelmények — különösen a hangyasav-tartalom szempontjából — lényegesen kevésbé szigorúak, mint az eddig ismert eljárásokban, ami azzal az előnnyel is jár, hogy a kiindulási anyagként alkalmazható fenol szintézise során kisebb mértékű tisztításra van szükség. A katalizátor tekintetében is lényeges előnyök mutatkoznak. így a találmány értelmében alkalmazandó katalizátor kezelése egyebek között azáltal is egyszerűsödik, hogy nincsen szükség egy külön lefolytatandó, technológiailag körülményes katalizátor-redukcióra vagy részleges katalizátor-dezaktiválásra, ami pedig az eddig ismert valamennyi olyan eljárásban szükséges volt, ahol eléggé nagy aktivitású katalizátort alkalmaztak. Számottevő gazdasági előnyök adódnak továbbá a katalizátor viszonylag kis töltetsűrűsége és viszonylag alacsony palládium-tartalma folytán. így például a 69585. és 85 341. sz. NDK-beli szabadalmi leírás szerinti eljárásban 1,0 kg/1 körüli töltetsűrűségű katalizátor alkalmazása esetén 1 m3 katalizátor-térfogatra számítva, 0,6 súlyát palládium-tartalom mellett 6 kg palládiumra van szükség. A találmány szerinti eljárásban alkalmazott például 0,58 kg/1 töltetsűrűségű katalizátor esetében azt találtuk, hogy 0,5 súlyzó palládium-koncentráció mellett érhetünk el ugyanilyen vagy jobb katalizátor-tulajdonságokat, ami azt jelenti, hogy 1 m3 katalizátorra számítva mindössze 2,9 kg palládiumra van szükség. Még világosabbá válik ez az előny a 92243. sz. NDK-beli szabadalmi leírásban ismertetett spinell tartalmú katalizátorokkal való összehasonlítás esetén, amelyek 1,8 súly% palládiumot tartalmaznak. Ha ezeket a viszonyokat egy teljes reaktor-töltetre számítjuk át, akkor igen számottevő nemesfém-megtakarítást állapíthatunk meg a találmány szerinti eljárás esetében. A kísérletek továbbá azt is mutatták, hogy a katalizátor csökkentett kalcium-tartalma folytán az elhasznált katalizátorok feldolgozása során a palládiumveszteségek lényegesen kisebbek, mint az ismert kalciumban illetőleg alkálifőldfém-oxidokban gazdag katalizátorok feldolgozása során. A találmány szerinti eljárás gyakorlati kiviteli módjait közelebbről az alábbi példák szemléltetik. 1. példa Az e példában alkalmazott katalizátor az alábbi jellemző adatokat mutatja: palládium-tartalom 0,57 súly% kalcium-oxid-tartalom 1,8 súly% töltetsűrűség 0,54 kg/1 fajlagos felület 139 mVg összes pórustérfogat 0,73 cmVg pórustérfogat r> 500 Â 0,26 cm3/g a perifériális Pd-réteg behatolási mélysége 0,4 mm röntgen-szerkezet y-AhCh, kevés tf-AhCb Egy fűtő- illetőleg hűtőközeggel körüláramoltatott reaktorcsőbe 54 g fenti katalizátort viszünk be és ezt 453 K° hőmérsékleten 8 óra hosszat kezeljük hidrogénnel. A hőmérsékletet azután 408 K°-ra állítjuk be a reaktortérben és légköri nyomáson egy 701/h hidrogént és ebben 49 g gőzalakú fenolt tartalmazó elegyet vezetünk át egyszer a katalizátor felett. A hidrogénhez olyan mennyiségű szén-monoxidot adagolunk, hogy az elegy átlagos szén-monoxid-tartalma 150 ppm legyen. A kondenzálható alkotórészek leválasztása után oly reakcióterméket kapunk, amely átlagosan 97—98 súlyzó ciklohexanont, 1,5—2 súlyzó ciklohexanolt és 0,5 súlyzó átalakulatlan fenolt tartalmai:. A magasabb for-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
