DD150195A1 - Verfahren zur hydrierung von ethanal zu ethanol - Google Patents

Abstract

Das Ziel der Erfindung ist, bei der Hydrierung von Ethanal zu Ethanol an Nickel-Kupfer-Chromkontakten bei hoher Raumzeitausbeute ohne weitere destillative Aufarbeitung ein reines Ethanol zu erhalten, das insbesonders frei ist von Diethylether, Acetal, Crotonaldehyd sowie nicht umgesetzten Anteilen von Ethanal, wobei eine hohe Selektivitaet und eine lange Kontaktlebensdauer erreicht wird. Die Aufgabe wird erfindungsgemaesz dadurch geloest, dasz der fuer die Hydrierung von Ethanal zu Ethanol eingesetzte Nickel-Kupfer-Chromkontakt zur Selektivitaetssteuerung intermittierend, beispielsweise in Abstaenden von 80 bis 130 h, mit Ethanol beaufschlagt wird, dem eine solche Menge waeszriger oder ethanolischer Loesung von Alkalihydroxid zugesetzt wird, dasz dessen Konzentration zwischen 0,1 % und 0,5 %, vorzugsweise bei 0,3 %, liegt und bezogen auf die Kontaktoberflaeche die Alkalihydroxidmenge zwischen 0,05 und 0,5 mg/m&exp2! vorzugsweise 0,15 mg/m&exp2! betraegt. Die erfindungsgemaesze Herstellung von Ethanol liefert ein Produkt, das fuer eine Vielzahl chemischer-technischer Anwendungen mit besten Gebrauchseigenschaften einsetzbar ist.

Description

Eitel

a) Verfahre.^z^^^J^drie^rriQ^ .von Ethanal zu Ethanol

b^Anwendungggebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrierung von Ethanal zu Ethanol an Nickelniupfer-Chromkontakten.

c) Charakteristik der bekannten technischen ,Lösungen

Es ist bekanntj Ethanol durch Hochdruckhydrierung von Ethanal an Kupfer-Chrom- oder Nickel-Kupfer-Chromkatalysatoren auf Kontaktträgern herzustellen (Ulimann, Enzyklopädie der technischen Chemie, 3. Auflage, Bd. III (1953) Seite 125 und 126)· Der Einsatz eines Nickei-Eupfer-Chromkontaktes bietet durch den niedrigeren Metallgehalt und eine höhere spezifische Belastbarkeit gewisse ökonomische Vorteile. Es ist demgegenüber jedoch entgegenzuhalten, daß das bei der Umsetzung entstehende Ethanol relativ stark verunreinigt ist, durch Diethylether, Acetal, Crotonaldehyd und nicht umgesetzte Anteile von Ethanal· Für viele Einsatζzwecke wird damit eine destillative Aufarbeitung des Hydrierungsproduktes unerläßlich, was neben zusätzlichem apparativen Aufwand einen erheblichen Energieverbrauch erfordert. Es kommt hinzu, daß der Hydrierkontakt in relativ kurzer Zeit in seiner Aktivität nachläßt und der Anteil der Nebenreaktionen ansteigt.

d) Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile bei der Hydrierung von Ethanal zu Ethanol an Nickel-Kupfer-Chromkatalysatoren zu beseitigen. Es sollen beim Einsatz dieser Kontakte somit eine hohe' Selektivität, hohe Eaumzeitausbeute und Kontaktlebensdauer, sowie eine weitgehende Reinheit des Hydrierungs· Produktes erreicht werden.

- 2 e) DarlQjmnj^des Wesens der Erfindung

Dar Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Hydrierung von Ethanal zu Ethanol an einem Nickel -Kupfer-Obromkontakt au entwickeln, das den obigen Anforderungen entspricht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hiokel-Kupfer-Ohromkontakt zur Selektivitätssteuei'ung intermittierend, beispielsweise in Abständen von 80 bis 13O Stunden, mit Ethanol beaufschlagt wird, dem eine solche Menge wässriger oder ethanolischer Lösung von Alkalihydroxid zugesetzt wird, daß dessen Konzentration zwischen 0,1 und 0,5 %t vorzugsweise bei 0,3 % liegt und, bezogen auf die Kontaktoberfläche, die Alkalihydroxidmenge zwischen 0,05 und

p О

0,5 iag/m , vorzugsweise 0,15 mg/m beträgt.

Dio Vorteile der erfindungsgemäßen Herstellung von Ethanol aus Ethanal durch Hydrierung an Nickel-Kupfer-Chromkatalysatoren, im Vergleich zu den Verfahren ohne Selektivitätssteuerung des Kontaktes nach dem bekannten Stand der Technik, beruhen auf dem vollständigen Umsatz des Ethanals zu Ethanol mit geringsten Anteilen an Verunreinigungen, bei Einsatz eines wirtschaftlichen Hydrierungskontaktes, dessen Wirkungsrichtung steuerbar ist und der bei hoher Baumzeitausbeute unter Beibehaltung der Aktivität eine lange Lebensdauer aufweist.

Es ißt für den Fachmann völlig überraschend, daß bei der bekannten außerordentlich hohen Reaktivität von Ethanal in Gegenwart selbst geringster Mengen von Alkali auf dem Kontakt keine Aldoiisation, Crotonisierung oder andere Nebenreaktionen in merklicher Menge ausgelöst v/erden. Es ist weiterhin überraschend, daß die intermittierende Beaufschlagung des Kontaktes bzw. Kontaktträgers mit dem Alkali auch nach vielen Wiederholungen der Präparation keinen Abfall der Selektivität des Kontaktes verursacht.

Durch die erfindungsgemäße Herstellung von Ethanol wird ein Produkt erhalten, das als solches, ohne eine zusätzliche dest-*- Aufarbeitung, die erforderlichen Gebrauchseigenschaften für eine Vielzahl von Anwendungszweckeή aufweist.

f) AusfШігші^зЬоі

Die Hydrierung von Ethanal zu !Ethanol erfolgt in einer IIochdruckkanmier rait einem Durchmesser von 800 mm und einer Höhe von 18000 mm", die mit 8 ш^ eines Hydrierimgskatalysators beschickt ist. Als Katalysator kommt mit Kupfer und Chrom aktiviertes Nickel auf Kaolin als Träger zum Einsatz. Boi einer Temperatur zwischen 365 und 375 K wird ein Gemisch von ca. 60 % Sthanal und 40 % Ethanol zusammen mit überschüssigem, vorgehoiztem V/asserstoff bei einem Druck von 30 MPa dem.Kammerkopf aufgegeben. Die beim Durchströmen des Hydrierkontaktes froiwerdende Reaktionswärme wird in dem Maße von Wasserstoff abgeführt, daß in der Kontaktzone eine Temperatur von 430 K nicht überschritten wird. Das аи unteren Kammorausgang austretende EthariOl-Wasserstoffgemiäch gibt in einem Regenerator Wärme an den im Kreislauf geführten V/asserstoff ab und gelangt über einen nachgeschalteten Kühler in einen Separator, wo die Trennung in Gas und Flüssigkeit erfolgt. Aus dem Separator kommt das Ethanol nach einer Eestentgasung in Lagertanks und von hier zum Versand. Die stündliche Belastung der Hydrierkamrner beträgt bis 2,5 t bezogen auf 100-prozentiges Ethanal. Vor dem ersten Ethanaldurchsatz und dann jeweils im Abstand von 30, bis 130 Stunden erfolgt zur Selektivitätssteuerung des Kontaktes bei einer Temperatur von 3^-5 K bis 390 K eine Umwälzung von 5 ы Bäianol, dem I50 1 einer etwa 8%igen wässrigen Natronlauge zugesetzt werden. Während der Umwälzung des alkalischen Sthanols über den Kontakt, die insgesamt 4- Stunden vorgenommen wird, führt man gleichzeitig Wasserstoff im Kreislauf durch die Kammer.

Das nach der beschriebenen Verfahrensweise erhaltene Ethanol stellt ein Endprodukt hohen Heinheitsgrades mit weniger als 0,5 % Verunreinigungen dar. Es ist frei von Beimengungen wie Diethylether, Grotonaldehyd, Acetal und Säuren. Sine destiliative Aufarbeitung ist für eine v/eitere chemisch-techniücha Verwendung nicht erforderlich, da das Produkt bereits die notwendigen Gebrauchseigenschaften auf-

-2 weist. Mit einer Kontaktfüllung einer 3 m-Mlydrierkammer kann bis zvm hotwendigen Wechseln des Kontaktes eine Erzeugung von mindestens 7OOO иг Ethanol gebracht werden, was fast dem 1000-fachen

des Hutzinhalteз der Kammer entspricht, Beispiel 2

Es wird wie im Beispiel 1 beschrieben verfahren, jedoch mit dem Unterschieds daß zur Selektivitätssteuerung des H^drier-

kontaktes anstelle von I50 1 etwa 8/Siger v/ässriger Natron's lauge zusammen mit 5 ^ Ethanol eine Lösung von 10 kg festem

Kaliumhydroxid in 4000 kg Ethanol zur Anwendung kommt.

Claims (1)

1. VcT-faiiron ъ\)Л Hydrierung von Ethanal au Ethanol-an auf Trägern aufgebrachten mit Kupfer und. Chrom aktivierten Hickelk.ontakten_y gekennzeichnet dadurch, daß die Kontakte intermittierend, beispielsweise in Abständen von 80 bis ІЗО Stunden mit Ethanol beaufschlagt worden, dem wässriges odor wasserfreies Alkalihydroxid in einer Konzentration von 0,1 % bis 0,5 %₉ vorzugsweise bei 0_t3 % zugesetzt ist, in einer Honge von 0,05 bis 0,^0 rag/Li"", vorzugsweise 0,15 Ш2/т~_$ bezogen auf dio v/irksanio Oberfläche des Kontaktträgers«