CS248317B1 - Process for hydrogenation of aldehydes - Google Patents

Process for hydrogenation of aldehydes Download PDF

Info

Publication number
CS248317B1
CS248317B1 CS1012384A CS1012384A CS248317B1 CS 248317 B1 CS248317 B1 CS 248317B1 CS 1012384 A CS1012384 A CS 1012384A CS 1012384 A CS1012384 A CS 1012384A CS 248317 B1 CS248317 B1 CS 248317B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
catalyst
hydrogenation
nickel
aldehydes
butyraldehyde
Prior art date
Application number
CS1012384A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Vojtech Grosser
Miroslav Huml
Ivan Kopecky
Vladimir Macek
Alena Cirova
Erich Antkowicz
Original Assignee
Vojtech Grosser
Miroslav Huml
Ivan Kopecky
Vladimir Macek
Alena Cirova
Erich Antkowicz
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vojtech Grosser, Miroslav Huml, Ivan Kopecky, Vladimir Macek, Alena Cirova, Erich Antkowicz filed Critical Vojtech Grosser
Priority to CS1012384A priority Critical patent/CS248317B1/en
Publication of CS248317B1 publication Critical patent/CS248317B1/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Způsob hydrogenace aldehydů na pří ­ slušné alkoholy za přítomnosti katalyzá ­ toru na nosiči tvořeném oxidem křemiči ­ tým s oxidem niklu případně chrómu jako , aktivními složkami, při němž hydrogenace probíhá při tlaku 0,5 až 15 MPa v rozmězí teplot 70 až 190 °C a při 1,1 až 20-tiná- sobném přebytku vodíku proti stechiomet- rickému poměru na gevně uložené vrstvě katalyzátoru, jehož výchozí nikelnatou sloučeninou je uhličitan nikelnatý a jehož makroporézní systém je vytvořen tepelným rozkladem uhličitanu nikelnatého.A method for hydrogenation of aldehydes to the corresponding alcohols in the presence of a catalyst on a support formed by silicon oxide with nickel oxide or chromium oxide as active components, in which the hydrogenation takes place at a pressure of 0.5 to 15 MPa in the temperature range of 70 to 190 °C and at a 1.1 to 20-fold excess of hydrogen compared to the stoichiometric ratio on a thinly deposited catalyst layer, the starting nickel compound of which is nickel carbonate and the macroporous system of which is formed by thermal decomposition of nickel carbonate.

Description

Vynález se týká způsobu hydrogenace aldehydů, především n-butyraldehydu, izobutyraldehydu a 2-etylhexenalu na příslušné alkoholy, t j , n-butanol, izobutanol a 2-etylhexanol.The invention relates to a process for hydrogenating aldehydes, in particular n-butyraldehyde, isobutyraldehyde and 2-ethylhexenal to the corresponding alcohols, i.e. n-butanol, isobutanol and 2-ethylhexanol.

Významným petrochemickým procesem je hydroformylace propylenu za vzniku směsi n-butyraldehydu s izobutyraldehydem.An important petrochemical process is the hydroformylation of propylene to form a mixture of n-butyraldehyde and isobutyraldehyde.

Tyto dva aldehydy jsou v dalším technologickém stupni hydrogenovány na příslušné alkoholy - n-butanol a izobutanol bučí po před-, chozim destilačním rozdělená, nebo případně ve směsi. Část n-bufcyraldehydu je po oddělení od izobutyraldehydu podrobována aldolizační reakcí za vzniku aldehydu o dvojnásobném počtu uhlovodíkových atomů v řetězci, tj. 2-etylhexenalu, Rovněž tento aldehyd je hydrogenován na alkohol, kterým v tomto případě je 2-etylhexanol, V případě velkého odbytu 2-etylhexanolu je možno všechen n-butyraldehyd aldolizovat a jako konečné produkty vyrábět jen izobutanol a 2-etylhexanol, Jmenované alkoholy jsou surovinou pro výrobu esterů používaných jako změkčovadla, složky akrylátových polymerů, komponentou nátěrových hmot apod.These two aldehydes are hydrogenated in the next technological stage to the respective alcohols - n-butanol and isobutanol, separated after pre-distillation, or possibly in a mixture. After separation from isobutyraldehyde, a part of n-butyraldehyde is subjected to an aldolization reaction to form an aldehyde with twice the number of hydrocarbon atoms in the chain, i.e. 2-ethylhexenal. This aldehyde is also hydrogenated to an alcohol, which in this case is 2-ethylhexanol. In the case of large sales of 2-ethylhexanol, it is possible to aldolize all n-butyraldehyde and produce only isobutanol and 2-ethylhexanol as final products. The mentioned alcohols are raw materials for the production of esters used as plasticizers, components of acrylate polymers, components of paints, etc.

Hydrogenace aldehydů na odpovídající alkoholy je prováděna v reaktoru s pevně uloženou vrstvou katalyzátoru. Při hydrogenaci se obvykle pracuje při tlaku v rozmezí 3 až 10 MPa a hýdrogenovaný aldehyd nebo jejich směs zředěná cirkulovaným příslušným alkoholem nebo směsí alkoholů stéká po náplni katalyzátoru, přičemž převážná část reakční směsi aldehydů a alkoholů je v reaktoru přítomna v kapalné fázi. Současně se zředěným hydrogenovaným aldehydem nebo směsí aldehydů je do hydrogenačniho reaktoru přiváděn vodik. Teploty na vstupu do hydrogenačnihoHydrogenation of aldehydes to the corresponding alcohols is carried out in a reactor with a fixed catalyst bed. Hydrogenation is usually carried out at a pressure in the range of 3 to 10 MPa and the hydrogenated aldehyde or their mixture diluted with the circulated respective alcohol or mixture of alcohols flows down the catalyst bed, with the majority of the reaction mixture of aldehydes and alcohols being present in the reactor in the liquid phase. Hydrogen is fed into the hydrogenation reactor simultaneously with the diluted hydrogenated aldehyde or mixture of aldehydes. The temperatures at the inlet to the hydrogenation

248 317 reaktoru se obvykle pohybují v rozmezí 70 ®C až 130 eC, přičemž je výhodné udržovat teplotu na vstupu do reaktoru vyšší než 90 °C, Maximální teplota v reaktoru, řízená odvodem reakčního tepla nebo jeho pohlcováním do látek přiváděných do reaktoru, nemá překročit 170 *C, výjimečně 190 *C, aby se předešlo štěpným reakcím.248 317 reactor temperatures usually range from 70 °C to 130 ° C, with it being advantageous to maintain the temperature at the reactor inlet higher than 90 °C. The maximum temperature in the reactor, controlled by the removal of reaction heat or its absorption into the substances fed to the reactor, should not exceed 170 °C, exceptionally 190 °C, in order to prevent fission reactions.

□ako katalyzátory pro hydrogenaci aldehydů se obvykle používají nosičové katalyzátory, u kterých jsou aktivními složkami Ni, Cr, Cu, Co nebo Jejich směsi. Vhodnými nosiči jsou přírodní křemelina, syntetický kysličník křemičitý nebo jejich směsí.□As catalysts for the hydrogenation of aldehydes, supported catalysts are usually used in which the active components are Ni, Cr, Cu, Co or mixtures thereof. Suitable supports are natural diatomaceous earth, synthetic silica or mixtures thereof.

Při hydrogenaci aldehydů na příslušné alkoholy je obvykle nutno dodržet přísné požadavky na kvalitu produktu, charakterizovanou maximální přípustnou koncentraci nezreagovaného aldehydu.When hydrogenating aldehydes to the corresponding alcohols, it is usually necessary to comply with strict product quality requirements, characterized by the maximum permissible concentration of unreacted aldehyde.

Nyní bylo zjištěno, že funkci hydrogenačniho reaktoru konverze aldehydů na alkoholy především n-butyraldehydu, izobutyraldehydu a 2-etylhexenalu na příslušné alkoholy, za přítomnost katalyzátoru na nosiči tvořeném oxidem křemičitým s oxidem nikli} případně chrómu jako aktivní složkou, lze zlepšit způsobem podle vynálezu, při němž hydrogenace probíhá při tlaku 0,5 až 15 MPa v rozmezí teplot 70 až 190 ®C a 1,1 až 20-tinásobném přebytku vodíku proti stechiometrickému poměru na pevně uložené vrstvě katalyzátoru, jehož výchozí nikelnatou sloučeninou je uhličitan nikelnatý a jehož makroporézní systém js vytvořen tepelným rozkladem uhličitanu nikelnatého. Katalyzátor se připravuje tak, že se roztok křemičitanu sodného sráží kyselinou solnou za přítomnosti elektrolytu, sraženina se odfiltruje, promyje a přímo nebo po vysušeni se smísi s uhličitanem nikelnatým, vodou, pojidlem a granulačními přísadami, Vzniklá hmota se pak tváři a tepelně zpracuje při teplotách 350 až 600 *C, V případě potřeby sa přidává sloučenina chrómu současně s uhličitanem nikelnatým nebo se dodatečně jednostuptjově dosytí. Na funkční charakteristiky katalyzátoru má příznivý vliv i vhodně volený tvar částic.It has now been found that the function of a hydrogenation reactor for the conversion of aldehydes to alcohols, especially n-butyraldehyde, isobutyraldehyde and 2-ethylhexenal to the corresponding alcohols, in the presence of a catalyst on a support formed by silica with nickel oxide or chromium as the active component, can be improved by the method according to the invention, in which the hydrogenation takes place at a pressure of 0.5 to 15 MPa in the temperature range of 70 to 190 °C and a 1.1 to 20-fold excess of hydrogen compared to the stoichiometric ratio on a fixed layer of catalyst, the starting nickel compound of which is nickel carbonate and the macroporous system of which is formed by thermal decomposition of nickel carbonate. The catalyst is prepared by precipitating a sodium silicate solution with hydrochloric acid in the presence of an electrolyte, filtering the precipitate, washing it and mixing it directly or after drying with nickel carbonate, water, binder and granulating additives. The resulting mass is then shaped and heat-treated at temperatures of 350 to 600 *C. If necessary, a chromium compound is added simultaneously with nickel carbonate or it is additionally saturated in one stage. The functional characteristics of the catalyst are also favorably influenced by the suitably chosen particle shape.

- 3 248 317- 3,248,317

Při hydrogénaci aldehydů za popsaných technologických podmínek s použitím uvedeného katalyzátoru se dosahuje při jinak shodných podmínkách vyšší konverze aldehydu, jak bude doloženo v přikladu, Zvýšená aktivita katalyzátoru oproti dosavadním typům umožňuje rovněž zvýšit životnost katalytické náplně hydrogenačního reaktoru. Bylo totiž zjištěno, že desaktivace této náplně probíhá zonálním způsobem, f.j. že se katalyzátor desaktivuje škodlivými látkami obsaženými ve zpracovávané surovině postupně po vrstvách. Aktivnější katalyzátor umožňuje vytvořit v reaktoru daného objemu větší rezervu katalytické náplně, do které se postupně při desaktivaci vstupních vrstev přesunuje zóna, v níž dochází k hlavnímu podílu hydrogenační reakce.When hydrogenating aldehydes under the described technological conditions using the aforementioned catalyst, a higher aldehyde conversion is achieved under otherwise identical conditions, as will be demonstrated in the example. The increased activity of the catalyst compared to existing types also allows for an increase in the service life of the catalytic charge of the hydrogenation reactor. It has been found that the deactivation of this charge occurs in a zonal manner, i.e. that the catalyst is deactivated by harmful substances contained in the processed raw material gradually layer by layer. A more active catalyst allows for the creation of a larger reserve of catalytic charge in a reactor of a given volume, into which the zone in which the main part of the hydrogenation reaction occurs is gradually moved during the deactivation of the input layers.

Přiklad 1Example 1

Katalyzátory A a B, jejichž výchozí složkou je uhličitan nikelnatý /složení uvedeno v tabulce 1/ i standardní katalyzátor Cherox 37-02, který se používá pro hydrogénaci aldehydů, byly testovány na laboratorní tlakové průtokové aparatuře o objemu 200 ml. Tablety byly nadrceny na zrno lez 2 mm a pro testy bylo použito vždy 100 g vzorku. Surovina pro hydrogenační zkoušky byla připravena smísením čistého n-butyraldehydu /NBD/ a n-butanolu /NBA/ v poměru 1:3. Hodnotil se jednak stupeň konverze n-butyraldehydu a jednak selektivita hydrogenace n-butyraldehydu na n-butanol. Výpočty byly prováděny podle následujících vzorců:Catalysts A and B, the starting component of which is nickel carbonate (composition given in Table 1) and the standard catalyst Cherox 37-02, which is used for the hydrogenation of aldehydes, were tested on a laboratory pressure flow apparatus with a volume of 200 ml. The tablets were crushed to a grain size of 2 mm and 100 g of sample was used for the tests. The raw material for the hydrogenation tests was prepared by mixing pure n-butyraldehyde /NBD/ and n-butanol /NBA/ in a ratio of 1:3. The degree of conversion of n-butyraldehyde and the selectivity of hydrogenation of n-butyraldehyde to n-butanol were evaluated. The calculations were performed according to the following formulas:

% konverze « 100% conversion « 100

NBD v su£°yině__->_%_NBD_v_hydrogenátu % NBD v surovině % selektivity = 100 .NBD in the feedstock__- > _%_NBD_in_hydrogenate % NBD in the feedstock % selectivity = 100 .

% NBD v surovině - % NBD v hydrogenátů% NBD in raw material - % NBD in hydrogenates

Aktivace katalyzátorů byla prováděna čistým vodíkem při tlaku 10 MPa, průtoku 120 1/h a teplotě 350 ®C.Catalyst activation was carried out with pure hydrogen at a pressure of 10 MPa, a flow rate of 120 1/h and a temperature of 350 °C.

Vlastní hydrogenace probíhala při teplotách 110, 140 a 170' *C a objem, rychlosti 1200 Nl/1 h.The hydrogenation itself took place at temperatures of 110, 140 and 170°C and a volume rate of 1200 Nl/1 h.

- 4 248 317- 4,248,317

Výsledky testů jsou uvedeny v tabulce^ Ta b u l k ťiThe test results are shown in the table^ Ta b u l k żi

typ katalyzátoru type of catalyst 37-02 37-02 katalyzátor A catalyst A katalyzátor B catalyst B obsah NiO /% hm/ NiO content /% wt/ 12,0 12.0 10,2 10.2 10,0 10.0 Cr2°3 hm/ Cr 2°3 wt / 2,5 2.5 - - 1,4 1.4 konverze /%/ conversion /%/ při teplotě 110 *0 at a temperature of 110 *0 98,5 98.5 99,1 99.1 99,6 99.6 140 ®C 140 °C 99,3 99.3 99,8 99.8 100 100 170 *C 170 *C 99,6 99.6 100,0 100.0 100 100 selektivita /50/ selectivity /50/ při teplotě 110 °C at a temperature of 110 °C 99,7 99.7 99,8 99.8 99,7 99.7 140 *C 140 *C 97,1 97.1 98,3 98.3 99,0 99.0 170 °C 170°C 96,0 96.0 97,6 97.6 98,2 98.2

Příklad 2Example 2

Byly porovnány průběhy reakce hydrogenace 2-etylhexenalu na 2-etylhexanol za použití dvou hydrogenačních katalyzátorů:The course of the hydrogenation reaction of 2-ethylhexenal to 2-ethylhexanol using two hydrogenation catalysts was compared:

a/ standardní katalyzátor b/ katalyzátor, jehož výchozí složkou je uhličitan nikelnatý, označený v příkladě 1 písmenem B,a/ standard catalyst b/ catalyst whose starting component is nickel carbonate, designated in example 1 by the letter B,

Hydrogenace byla prováděna v obou případech v adiabatickém reaktoru při shodných podmínkách: tlak:Hydrogenation was carried out in both cases in an adiabatic reactor under identical conditions: pressure:

rozmezí teplot:temperature range:

molární poměr vodíku k aldehydu:molar ratio of hydrogen to aldehyde:

molární zlomek aldehydu na vstupu do reaktoru ve směsi s cirkulovaným alkoholem:molar fraction of aldehyde at the reactor inlet in the mixture with the circulated alcohol:

molární zlomek aldehydu na výstupu z reaktoru:molar fraction of aldehyde at the reactor outlet:

10,0 MPa 90 až 160 ”C 14,510.0 MPa 90 to 160”C 14.5

0,2000.200

0,0010.001

- 5 248 317- 5,248,317

Při testování aktivity obou katalyzátorů bylo zjištěno, že bydrogenační reakce je ve velmi dobrém přiblíženi reakcí prvého řádu a že závislost rychlostní konstanty na teplotě je možno popsat níže uvedenými rovnicemi.When testing the activity of both catalysts, it was found that the hydrogenation reaction is in a very good approximation of a first-order reaction and that the dependence of the rate constant on temperature can be described by the equations below.

Rovnice závislosti rychlostní konstanty na teplotě:Equation of the rate constant dependence on temperature:

katalyzátor podle a/catalyst according to a/

1 -τ ΛΛ Λ Λ 944,47 log k = 3,4144 - -------T katalyzátor podle b/ log k = 3,6005 - ----1-2 T kde znamená: k ..... rychlostní konstanta /h1/1 -τ ΛΛ Λ Λ 944.47 log k = 3.4144 - -------T catalyst according to b/ log k = 3.6005 - ----1-2 T where means: k ..... rate constant /h 1 /

T ..... teplota /K/T ..... temperature /K/

Pro hydrogenaci 17,67 kmol/h vstupujícího 2-etylhexenalu na požadovanou výstupní koncentraci za udaných pracovních podmínek pak bylo zapotřebí použít následující objemy katalytické náplně:For the hydrogenation of 17.67 kmol/h of incoming 2-ethylhexenal to the desired output concentration under the specified operating conditions, the following volumes of catalytic charge were required:

katalyzátor podle a/: 5,4 m3 katalyzátor podle b/: 3,6 m3 catalyst according to a/: 5.4 m 3 catalyst according to b/: 3.6 m 3

Objem katalytické náplně vyrobené podle vynálezu představuje 2/3 katalytické náplně standardního katalyzátoru. Při použití shodného objemu reakčního prostoru při práci s oběmu katalyzátory, je 1/3 objemu, vztaženo na náplň standardního katalyzátoru, využita k prodloužení pracovní periody katalyzátoru vyrobeného způsobem podle vynálezu.The volume of the catalytic charge produced according to the invention represents 2/3 of the catalytic charge of the standard catalyst. When using the same volume of the reaction space when working with both catalysts, 1/3 of the volume, relative to the charge of the standard catalyst, is used to extend the working period of the catalyst produced according to the method according to the invention.

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION 248 317248 317 Způsob hydrogenace aldehydů, především n-butyraldehydu, izo butyraldehydu a 2-etylhexenalu na příslušné alkoholy za přítomnosti katalyzátoru na nosiči tvořeném oxidem křemičitým s oxidem niklu, případně chromuj jako aktivními složkami, vyznačený tlm, že hydrogenace probíhá při tlaku 0,5 až 15 MPa v rozmezí teplot 70 až 190 Ac a při 1,1 až 20-tinásobném přebytku vodíku proti stechiometrickému poměru na pevně uložené vrstvě katalyzátoru, jehož výchozí nikelnatou sloučeninou je uhličitan nikelnatý a jehož makroporézní systém je vytvořen tepelným rozkladem uhličitanu nikelnatého.Process for the hydrogenation of aldehydes, in particular n-butyraldehyde, iso-butyraldehyde and 2-ethylhexenal to the corresponding alcohols in the presence of a catalyst supported on silica with nickel oxide or chromium as active ingredients, characterized by at a temperature range of 70 to 190 Ac and at a 1.1 to 20-fold excess of hydrogen versus a stoichiometric ratio on a fixed bed catalyst catalyst whose starting nickel compound is nickel carbonate and whose macroporous system is formed by thermal decomposition of nickel carbonate. Vytiskly Moravské tiskařské závody, střed. 11 100, tř.Lidových milicí 3, OlomoucPrinted by Moravian printing works, center. 11 100, the class of People's Militia 3, Olomouc
CS1012384A 1984-12-20 1984-12-20 Process for hydrogenation of aldehydes CS248317B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS1012384A CS248317B1 (en) 1984-12-20 1984-12-20 Process for hydrogenation of aldehydes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS1012384A CS248317B1 (en) 1984-12-20 1984-12-20 Process for hydrogenation of aldehydes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS248317B1 true CS248317B1 (en) 1987-02-12

Family

ID=5448052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS1012384A CS248317B1 (en) 1984-12-20 1984-12-20 Process for hydrogenation of aldehydes

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS248317B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6232511B1 (en) Process for the production of 1,3-propanediol by hydrogenating 3-hydroxypropionaldehyde
CA1157031A (en) Process for the manufacture of 1-4-butanediol and tetrahydrofuran
US5043485A (en) Process for the hydrogenation of fatty acid methyl ester mixtures
Blaser et al. Heterogeneous catalysis and fine chemicals IV
CZ20014421A3 (en) Hydrogenation process of hydrofomylation mixtures
CN110637003B (en) Hydroformylation process for large scale production of aldehydes and/or alcohols
US5037793A (en) Catalyst for the hydrogenation of unsaturated aliphatic compounds
CZ294832B6 (en) Selective hydrogenation process of mixtures from hydroformylation
US3070633A (en) Process for producing 1, 6-hexanediol
US7381852B2 (en) Process for hydrogenating an aldehyde
EP0539002A2 (en) Aldol condensation using solid basic catalyst of MgO and Al2O3 having a high surface area
GB2535567A (en) Catalyst and process
CN111822050A (en) A kind of carbonylation reaction catalyst composition and method for preparing neopentyl glycol
EP0993426A1 (en) Process for the production of 1,3-propanediol by hydrogenating 3 -hydroxypropionaldehyde
CS248317B1 (en) Process for hydrogenation of aldehydes
JPH07223983A (en) Hydrogenation of acetylenic compound
US20090054702A1 (en) Hydrogenation process
US4190731A (en) Process for working up distillation residues from the hydroformylation of propene
US2071704A (en) Process fok producing tetrahydro
Kollár et al. Phosphinerhodium complexes as homogeneous catalysts: XI. Decarbonylation of primary alcohols used as solvents under conditions of olefin hydrogenation; a side reaction leading to catalyst deactivation
US3646227A (en) Hydrogenation of aldehyde impurities
CH647494A5 (en) NEW FRAGRANCES.
CN109420503B (en) A kind of catalyst for producing isobutanol by hydrogenation of methacrolein and preparation method thereof
US3655777A (en) Hydrogenation of unsaturated aldehydes to unsaturated alcohols
DE102008002201A1 (en) Process for the preparation of alcohols from hydroformylation mixtures