AT246727B - Verfahren zur Herstellung von Benzaldehyd - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Benzaldehyd 
Es ist bekannt, dass beim Überleiten von gasförmigem Toluol zusammen mit Luft über Katalysatoren bei Temperaturen zwischen 300 und   5000 C   Benzaldehyd entsteht [vgl. u. a. Ullmann (3) 4,238 (1953)]. Als Katalysatoren sind verschiedene Oxyde der 5. und 6. Gruppe des Perioden-Systems erwähnt, wobei speziell mit hochaktivem Vanadiumpentoxyd dürftige Ausbeuten erzielt wurden, indem ein grosser Teil des Toluols eine Totaloxydation zu Kohlendioxyd erfuhr. Es ist weiter bekannt, dass beim Arbeiten mit einem Kreislaufgas unter Ersatz des für die Oxydation benötigten Sauerstoffes verbesserte Ausbeuten erhalten werden ; diese sollen 30-50% des eingesetzten Toluols ausmachen. 



   Schwierigkeiten bietet hiebei jedoch die Abtrennung des entstehenden Benzaldehydes. 



   Da die gewünschte Oxydationsreaktion ohne Volumenverminderung verläuft und ferner bekannt ist, dass Oxydationen unter Druck bedeutend heftiger verlaufen, musste man annehmen, dass die Anwendung von Druck für den gewünschten Reaktionsverlauf nur ungünstige Auswirkungen haben müsste. 



   Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass es gelingt, Toluol mit einem Oxydationsgas von niedrigerem Sauerstoffgehalt als Luft, z. B. 3-15%, beim Überleiten mit einer Lineargeschwindigkeit von mindestens 60 m pro Minute über einen hochaktiven festen Oxydationskatalysator, z. B. Vanadiumoxyd-Katalysator, bedeutend selektiver zu Benzaldehyd zu oxydieren, wenn das Reaktionsgemisch unter erhöhtem Druck, z. B. 3-20 ata steht. Es spielt dabei keine Rolle, ob Frischgas oder Kreislaufgas verwendet wird. Man stellt dabei fest, dass bei Anwendung eines solchen erhöhten Druckes bei gleichem Umsatz eine um   20-40 0 C   niedrigere Reaktionstemperatur eingehalten werden kann.

   Ferner wurde festgestellt, dass durch die Wahl dieser Arbeitsbedingungen zufolge der besseren Wärmeleitfähigkeit des dichteren Gases Überhitzungen an den einzelnen Festkörper-Kontaktteilchen weitgehend vermieden, so die Weiteroxydation zu höheren Oxydationsstufen und insbesondere die Totalverbrennung zu Kohlendioxyd zurückgedrängt und damit höhere Ausbeuten an Benzaldehyd erhalten werden. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren bringt sodann den weiteren Vorteil, dass der gebildete Benzaldehyd viel einfacher und quantitativer aus dem den Reaktor verlassenden Reaktionsgas abgetrennt werden kann. 



   Wenn unter erhöhtem Druck im Kreislauf gearbeitet wird, kann man eine fraktionierte Kondensation vornehmen und diese so betreiben, dass der Benzaldehyd aus dem Gas abgeschieden und damit gleichzeitig vom Hauptteil des sich im Kreislauf befindlichen Toluols abgetrennt wird. Man erhält damit den Benzaldehyd zusammen mit allfällig als Nebenprodukte gebildeten Säuren als hochkonzentrierte Toluollösung, aus welcher der Benzaldehyd leicht rein gewonnen werden kann. 



   Ein weiterer Vorzug der Druckoxydation liegt darin, dass die Abscheidung derjenigen Menge Toluol mit allfällig noch vorhandenen Spuren von Benzaldehyd, die noch im Abgas verbleiben, durch Kühlung vor dessen Entspannung als flüssiges Produkt erfolgt, das in den Prozess zurückgeführt werden kann. 



   Beispiel 1 : Ein gasförmiges Gemisch von Toluol und sauerstoffhaltigem Gas (Oxydationsgas), das auf   l   Nm3 Gas 200 g Toluol enthielt, wurde bei einem Druck von 6 ata über einen VanadiumpentoxydOxydationskatalysator geleitet. Das Oxydationsgas enthielt 8% Sauerstoff und der Katalysator wurde auf einer Temperatur von 380   C gehalten. Die den Reaktor verlassenden Gase wurden in Wärmeaustauschern auf   80-85   C   gekühlt und anschliessend in eine Fraktionierkolonne geleitet. Der am Kopf der Kolonne angebrachte Kondensator wurde bei einer Temperatur von 60  C betrieben und das auskondensierte Gemisch als Rücklauf der Kolonne zugeführt. Das die Kolonne verlassende Reaktionsgas war praktisch frei von Benzaldehyd und enthielt als kondensierbare Bestandteile nichtumgesetztes Toluol und Reaktionswasser.

   Der anfallende Roh-Benzaldehyd zeigte folgende   Zusammensetzung : 49% Benzaldehyd, 8%   Benzoesäure und Maleinsäure,   42%   Toluol,   1% höhere   Produkte. 5% des Kreislaufgases wurden nach   Abscheidung der kondensierbaren Bestandteile abgelassen und durch Frischgas ersetzt, um die Sauerstoffkonzentration im Kreislaufgas und den Druck in der Anlage konstant zu halten. Pro Durchgang wurden   

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 3% des Toluols zu Oxydationsprodukten umgesetzt, wobei   77%   des umgesetzten Toluols als Benzaldehyd anfielen, 11% als Säuren und   12%   als CO2 und Nebenprodukte. 



   Beispiel 2 : In gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde ein Reaktionsgemisch, das auf 1 Nm3 Gas 250 g Toluol enthielt, über einen Vanadiumpentoxyd-Katalysator geleitet. Der Sauerstoffgehalt des Oxydationsgases betrug   12%   und die Reaktionstemperatur   3700 C. 20%   des   Kreislaufgases   wurden abgelassen und durch Frischluft ersetzt. Pro Durchgang wurden 8% des Toluols umgesetzt. Das anfallende Produktengemisch enthielt 220 g Benzaldehyd pro Liter und die Ausbeute an Benzaldehyd, bezogen auf das umgesetzte Toluol, betrug   64%.   



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Herstellung von Benzaldehyd durch katalytische Oxydation von Toluol in der Gasphase mit einem sauerstoffhaltigen Gas und unter Anwendung eines hochaktiven festen Oxydations- 
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 geleitet wird und die Abscheidung des gebildeten Benzaldehyds ebenfalls unter Druck erfolgt.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxydation und Abtrennung des Aldehyds unter 3-20 ata, vorzugsweise 6-8 ata, ausgeführt wird.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffgehalt des Oxydationsgases 3-15%, vorzugsweise 6-10%, beträgt.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das nach der Abscheidung des Benzaldehydes zurückbleibende Restgas zusammen mit dem noch nicht umgesetzten Toluol ohne Entspannung im Kreislauf in den Reaktor zurückgeführt wird.

   5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der gebildete Benz- aldehyd aus dem Kreislaufgas in einer Fraktionierkolonne bei so hoher Temperatur auskondensiert wird, dass er als eine konzentrierte Benzaldehyd/Toluol-Lösung erhalten wird.