Verfahren zur Herstellung eines Gemisches wertvoller Kondensationsprodukte aus Acetaldehy d. Es ist bekannt, Äthylalkohol als Aus gangsmaterial für die Herstellung höherer Alkohole und anderer wertvoller Produkte zu verwenden, wobei man Katalysatoren be nutzt, die sowohl ein Metalloxyd enthalten, das, wie z. B. Tonerde, eine dehydratisierende Wirkung ausübt, als auch ein Metall wie Kupfer oder Silber, das hydrierenden Charak ter besitzt.
Es wurde nun gefunden, dass man zu einem Gemisch wertvoller Kondensationspro dukte, bestehend aus homologen Alkoholen und Estern, auch ausgehend von Acetaldehyd gelangen kann, wenn man diesen bei<B>150</B> bis 400 zusammen mit Wasserstoff, gege benenfalls bei höheren Drucken, der Einwir kung von Mischkatalysatoren unterwirft.
Man verwendet zu diesem Zweck Kata lysatoren, die ein stabiles Metalloxyd von schwach basischer oder nicht basischer Wir kung, sowie in Mengen von nicht über 10 Gewichtsprozent des gesamten Katalysators mindestens ein Metall enthalten, das Reak tionen mit Wasserstoff günstig beeinflusst. Man kann auch Katalysatoren verwenden, die als dritte Komponente Oxyde enthalten, die basische Reaktion zeigen; es empfiehlt sich jedoch die Menge dieser basischen Oxyde so einzuschränken, dass ihr Anteil immer ge ringer ist; als der Anteil der andern kataly tischen Bestandteile. Der Katalysator kann auf Trägern, wie Bimsstein oder andern iner- ten Stoffen, verwendet werden.
Bei dem Verfahren der vorliegenden Er findung wird zum Reaktionsgemisch Wasser stoff zugesetzt. Wie sich zeigte, werden dadurch bessere Ausbeuten erzielt und ausser dem die Aktivität und Lebensdauer des Ka talysators erhöht. Geeignete Mengen Wasser stoff sind etwa 1 bis 3 oder mehr Mol Was serstoff auf 1 Mol Acetaldehyd.
Man kann bei dem erfindungsgemässen Verfahren zwar den Druck erhöhen, im all gemeinen ist jedoch vorzuziehen, bei Atmo sphärendruck zu arbeiten.
Als Beispiele von Metalloxyden schwach basischer Wirkung, die zur Anwendung kom men können, seien Aluminiumoxyd, Uranoxyd, Thoroxyd usw. genannt; als Beispiele für katalytisch wirksame Metalle: Kupfer, Nickel, Silber, Chrom und Kobalt.
Geeignete Oxyde mit basischer Wirkung sind Calciumoxyd, Bariumoxyd, Strontium- oxyd, Magnesia und Lithiumoxyd.
Beim Überleiten eines Gemisches von Acetaldehyd und Wasserstoff, beispielsweise über einen Katalysator aus Tonerde und Kupfer gemäss dem Verfahren der Erfindung, werden beträchtliche Mengen höherer Ester und höherer Alkohole erhalten. Der nicht umgewandelte Acetaldehyd lässt sich hierbei ohne Zersetzung wiedergewinnen. .
Es hat sich gezeigt, dass bei Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens durch Än derung der Verhältnissn der Metalloxyde zu den katalytisch wirksamen Metallen im Ka talysator die Reaktion so beeinflusst werden kann, dass Gemische erhalten werden, die entweder grössere Mengen an Alkoholen oder aber grössere Mengen Ester enthalten.
Nach der katalytischen Umwandlung können die Reaktionsprodukte kondensiert und abgetrennt oder teilweise kondensiert und von neuem über den Katalysator gelei tet werden. Das nicht umgewandelte Aus gangsprodukt kann wieder allein oder zu sammen mit irgend einem der Reaktionspro dukte über den Katalvsator geleitet werden. <I>Beispiel 1:</I> Der in einem elektrisch beheizten Rohr aus z. B.
Aluminium enthaltene Katalysa tor hatte folgende Zusammensetzung:
EMI0002.0011
Aluminiumoxyd <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 100 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Caleiumoxyd <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 6 <SEP> "
<tb> Kupfer <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 1,5 <SEP> " Ein Gemisch von Acetaldebyd und Was serstoff im Verhältnis von 1 : 1,5 Mol wurde über den Katalysator mit einer Geschwindig- keit von 40 Liter pro Stunde (berechnet als Wasserstoff), pro Liter Katalysator, bei At mosphärendruck und bei einer Temperatur von 260 geleitet.
Ausser unverändertem Acetaldehyd und Wasserstoff und einer geringen Menge von Äthylalkohol fanden sich im Reaktionsge misch folgende Kondensationsprodukte:
EMI0002.0019
Butylacetat <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 9,3 <SEP> C'aewichtsteile
<tb> Butylbutyrat <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 11,5 <SEP> "
<tb> Butylalkohol <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 20,2 <SEP> "
<tb> Höhere <SEP> Alkohole <SEP> als
<tb> Butylalkohol <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 10,5 <SEP> " <I>Beispiel 2:
</I> Es wurde ein Katalysator folgender Zu sammensetzung verwendet
EMI0002.0020
Aluminiumoxyd <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 100 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Bariumoxyd <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 6 <SEP> "
<tb> Kupfer <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 1,5 <SEP> " Bei gleicher Behandlung wie in Beispiel 1 wurden im Reaktionsgemisch folgende Hon- densationaprodukte erhalten
EMI0002.0023
Butylacetat <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 5,6 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Butylbutyrat <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 5,3 <SEP> "
<tb> Butylaikohol <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 15,5 <SEP> "
<tb> Höhere <SEP> Alkohole <SEP> als
<tb> Butylalkohol <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 8,3 <SEP> " <I>Beispiel 3:
</I> Mit einem Katalysator, bestehend aus
EMI0002.0024
Aluminiumoxyd <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 100 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Magnesia <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 6 <SEP> "
<tb> Kupfer <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 1,5 <SEP> " erhält man bei gleicher Behandlung wie nach Beispiel 1 und 2 im Reaktionsgemisch fol gende Reaktionsprodukte
EMI0002.0025
Butylacetat <SEP> 6,6 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Butylbutyrat <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 8,6 <SEP> "
<tb> Butylalkobol <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 17,9 <SEP> "
<tb> Höhere <SEP> Alkohole <SEP> als
<tb> Butylalkobol <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> 10,5 <SEP> " Das gemä1S der Erfindung erhaltene Ue- misch findet als solches oder nach Aufarbei tung in die einzelnen Komponenten als Lö sungsmittel in der Lackindustrie und in ver wandten Industrien Verwendung.
Process for the preparation of a mixture of valuable condensation products from acetaldehyde d. It is known to use ethyl alcohol as a starting material for the production of higher alcohols and other valuable products, using catalysts that contain both a metal oxide, such as. B. alumina, has a dehydrating effect, as well as a metal such as copper or silver, which has hydrating Charak ter.
It has now been found that a mixture of valuable condensation products, consisting of homologous alcohols and esters, can also be obtained starting from acetaldehyde, if this is combined with hydrogen at 150 to 400, if necessary with higher Printing subject to the influence of mixed catalysts.
For this purpose, catalysts are used which contain a stable metal oxide of weakly basic or non-basic action and in amounts not exceeding 10 percent by weight of the total catalyst at least one metal that has a beneficial effect on reactions with hydrogen. It is also possible to use catalysts which contain oxides as a third component which show a basic reaction; However, it is advisable to limit the amount of these basic oxides so that their proportion is always lower; than the proportion of the other catalytic components. The catalyst can be used on supports such as pumice stone or other inert materials.
In the process of the present invention, hydrogen is added to the reaction mixture. As has been shown, this results in better yields and also increases the activity and life of the catalyst. Suitable amounts of hydrogen are about 1 to 3 or more moles of hydrogen per mole of acetaldehyde.
You can increase the pressure in the process according to the invention, but in general it is preferable to work at atmospheric pressure.
Examples of metal oxides with a weakly basic effect that can be used are aluminum oxide, uranium oxide, thoroxide, etc.; as examples of catalytically active metals: copper, nickel, silver, chromium and cobalt.
Suitable oxides with a basic effect are calcium oxide, barium oxide, strontium oxide, magnesia and lithium oxide.
When passing a mixture of acetaldehyde and hydrogen, for example over a catalyst of alumina and copper according to the process of the invention, considerable amounts of higher esters and higher alcohols are obtained. The unconverted acetaldehyde can be recovered without decomposition. .
It has been shown that when the process according to the invention is carried out by changing the ratios of the metal oxides to the catalytically active metals in the catalyst, the reaction can be influenced so that mixtures are obtained which contain either larger amounts of alcohols or larger amounts of esters .
After the catalytic conversion, the reaction products can be condensed and separated off or partially condensed and again passed over the catalyst. The unconverted starting product can be passed through the catalyst again alone or together with any of the reaction products. <I> Example 1: </I> The in an electrically heated pipe made of z. B.
Catalyst contained in aluminum had the following composition:
EMI0002.0011
Aluminum oxide <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 100 <SEP> parts by weight
<tb> Calium oxide <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 6 <SEP> "
<tb> copper <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 1.5 <SEP> "A mixture of acetaldehyde and hydrogen in the ratio of 1: 1.5 mol was passed over the catalyst at a rate of 40 liters per hour (calculated as hydrogen), per liter of catalyst, conducted at atmospheric pressure and at a temperature of 260.
In addition to unchanged acetaldehyde and hydrogen and a small amount of ethyl alcohol, the following condensation products were found in the reaction mixture:
EMI0002.0019
Butyl acetate <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 9.3 <SEP> C'a parts by weight
<tb> butyl butyrate <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 11.5 <SEP> "
<tb> butyl alcohol <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 20.2 <SEP> "
<tb> Higher <SEP> alcohols <SEP> than
<tb> butyl alcohol <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 10.5 <SEP> "<I> Example 2:
</I> A catalyst of the following composition was used
EMI0002.0020
Aluminum oxide <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 100 <SEP> parts by weight
<tb> barium oxide <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 6 <SEP> "
<tb> copper <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 1.5 <SEP> "With the same treatment as in Example 1, the following honinga products were obtained in the reaction mixture
EMI0002.0023
Butyl acetate <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 5.6 <SEP> parts by weight
<tb> butyl butyrate <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 5.3 <SEP> "
<tb> Butyl alcohol <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 15.5 <SEP> "
<tb> Higher <SEP> alcohols <SEP> than
<tb> butyl alcohol <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 8,3 <SEP> "<I> Example 3:
</I> With a catalyst consisting of
EMI0002.0024
Aluminum oxide <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 100 <SEP> parts by weight
<tb> Magnesia <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 6 <SEP> "
<tb> copper <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 1.5 <SEP> "is obtained with the same treatment as in Examples 1 and 2 in the reaction mixture following reaction products
EMI0002.0025
Butyl acetate <SEP> 6.6 <SEP> parts by weight
<tb> butyl butyrate <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 8.6 <SEP> "
<tb> butyl alcohol <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 17.9 <SEP> "
<tb> Higher <SEP> alcohols <SEP> than
<tb> butyl alcohol <SEP>. <SEP>. <SEP>.
<SEP> 10.5 <SEP> "The mixture obtained according to the invention is used as such or after being worked up into the individual components as a solvent in the paint industry and in related industries.