DD274982A1 - PROCESS FOR PREPARING A CATALYST FOR BUTINDIUM 1,4-HYDROGENATION - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft die Herstellung eines verbesserten Katalysators fuer die Hydrierung von Butindiol-1,4 im kontinuierlich arbeitenden Ruehrreaktor. Die Aufgabe, ein Herstellungsverfahren fuer einen Katalysator mit hoher katalytischer Aktivitaet und hoher Selektivitaet zu entwickeln, wurde dadurch geloest, dass eine Palladiumkomplexsalz enthaltende Loesung auf einen durch Spruehtrocknung hergestellten mikrosphaerischen Traeger definierter Textur, Korngroessenverteilung und Oberflaecheneigenschaften aufgetraenkt wird. Der Traeger wird vor und nach dieser Traenkung thermisch behandelt und danach mit Hydrazinloesung getraenkt.The invention relates to the preparation of an improved catalyst for the hydrogenation of butynediol-1,4 in the continuous stirred reactor. The object of developing a production process for a catalyst with high catalytic activity and high selectivity was achieved by charging a solution containing palladium complex salt to a spray-dried microspherical support of defined texture, grain size distribution and surface properties. The carrier is thermally treated before and after this traction and then cooled with hydrazine solution.
Description
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für einen Katalysator zur Butindiolhydrierung, der bei geringem Aufwand eine hohe Ausbeute an Butandiol ermöglicht.The aim of the invention is a preparation process for a catalyst for butynediol hydrogenation, which allows a high yield of butanediol with little effort.
Darlegung dos Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für dio Herstellung eines Pd-Katalysators für die Butindiolhydrierung zu entwickeln, das einen Katalysator mit hoher katalytischer Aktivität und hoher Selektivität bezüglich der Bildung von Butandiol liefert.The invention has for its object to develop a process for dio production of a Pd catalyst for butynediol hydrogenation, which provides a catalyst with high catalytic activity and high selectivity with respect to the formation of butanediol.
Die Aufgabe der Herstellung eines Katalysators für die Butindiolhydrierung, der bei der kontinuierlichen Mitteldruckhydrierung zu Butandiol im Rührreaktor eingesetzt wird, durch Tränkung eines porösen Trägers mil Palladiumsalzlösung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Träger durch Versprühen und gleichzeitiges Trocknen einer wäßrigen Suspension, die Salpetersäure und Böhmit im Masseverhältnis vo.i mindestens 1:100 und eine oder mehrere bei höheren Temperaturen zersetzliche oder verbrennbare Verbindungen in Mengen von maximal 10 Ma.-1'-., bezogen auf die Böhmitmenge, enthält, hergestellt und anschließend bei höheren Temperaturen in oxidierender Atmosphäre geglüht wird, bis eine BET-Oberfläche von mindestens 15OmVg und ein Porenvolumen von mindestens 0,7cm3/g, davon ein Porenvolumen im Porenradisnbereich von 100 bis 1000 Angström von mindestens 0,2cm3/g und ein Porenvolumen im Porenradienbereich über 1000 Angström von ebenfalls mindestens 0,2cm3/g, eingestellt wird, und dieser Träger, der eine mikrosphärische Form mit einer Korngrößenverteilung von minde;>'.<*ns 35Ma.-% im Korngrößenbereich unter 40pm Korndurchmesser und mindestens 35Ma,-% im Korngrößßnbereich von 40 bis 6.'lpm Korndurchmesser aufweist, mit einer Palladiumkomplexsalz enthaltenden Lösung getränkt wird, bis er nach Behandeln i.i oxidierender Atmosphäre bei höheren Temperaturen einen Palladiumgehalt von 0,1 bis 5 Ma.-%, vorzugsweise 0,5 bis 1 Ma.-?<>, aufweist, anschließend mit wäßriger Hydrazinlösung im Überschuß behandelt und danach getrocknet wird, bis er nach Aktivierung bei 100°C Aciditätswerte, gemessen bei Bedeckung des Palladiums mit CO, von 150 bis 300 μΜοΙ NH3/g Katalysator besitzt und nach Reduktion im Wasserstoffstrom bei 1000C eine Palladiumdispersität von Fco = 0,05 bis Fco = 0,4 aufweist.The object of the preparation of a catalyst for Butindiolhydrierung that is used in the continuous medium pressure hydrogenation to butanediol in the stirred reactor by impregnation of a porous support with palladium salt solution according to the invention is achieved in that the carrier by spraying and simultaneous drying of an aqueous suspension, the nitric acid and boehmite in the mass ratio vo.i at least 1: 100 and one or more at higher temperatures decomposable or combustible compounds in amounts of not more than 10 Ma.- 1 '-., Based on the amount of boehmite contains, prepared and then annealed at higher temperatures in an oxidizing atmosphere is a BET surface area of at least 15OmVg and a pore volume of at least 0.7cm 3 / g, thereof a pore volume in the pore radius range of 100 to 1000 angstroms of at least 0.2cm 3 / g and a pore volume in the pore radius range above 1000 angstroms also at least 0.2cm 3 / g, and this carrier which has a microspherical shape with a particle size distribution of less than 35 .mu.m in the particle size range and at least 35 .mu.m in the particle size range of 40 to 6. ' lpm has a particle diameter, is impregnated with a solution containing palladium complex salt until it has a palladium content of 0.1 to 5 mass%, preferably 0.5 to 1 mass%, after treating ii oxidizing atmosphere at elevated temperatures, subsequently treated with aqueous hydrazine solution in excess and then dried until it has after activation at 100 ° C Acidity, measured when covering the palladium with CO, from 150 to 300 μΜοΙ NH 3 / g of catalyst and after reduction in a stream of hydrogen at 100 0 C. has a palladium dispersity of Fco = 0.05 to Fco = 0.4.
Als zersetzliche oder verbrennbare Verbindungen werden z. B. Harnstoff oder Polyvinylalkohol verwendet. Der erfindungsgemäß hergestellte Katalysator ermöglicht, entgegen den bekannten Erfahrungen mit einem Palladiumkatalysator, auch ohne aufwendige Dotierungen Butandiol in hoher Ausbeute zu erzielen. Ein wesentlicher Vorteil dieses Katalysators besteht darin, daß Butintiiol bereits bei Mitteldruckbedingungen im Rührreaktor kontinuierlich hydriert wird. Es kann entweder bei niedrigen Belastungen in einer Stufe Butandiol ausreichender Qualität gewonnen werden oder es werden bei hohen Belastungen die geringen gebildeten Nebenproduktmengen in einer zweiten Stufe bei Mitteldruck en'.fernt, wobei Butandiol sehr hoher Reinheit erhalten wild.As a decomposable or combustible compounds z. As urea or polyvinyl alcohol used. The catalyst prepared according to the invention makes it possible, contrary to the known experience with a palladium catalyst, to obtain butanediol in high yield even without expensive doping. A significant advantage of this catalyst is that butinediol is hydrogenated continuously even at medium pressure conditions in the stirred reactor. It can either be obtained at low levels of butanediol of sufficient quality or, at high loads, the minor by-product quantities formed are removed in a second stage at medium pressure, with very high purity butanediol obtained wild.
Gegenüber den fortgeschrittensten Verfahren zur Butindiolhydrierung - kontinuierliche Hydrierung im Rührreaktor mit suspendiertem Nickelkatalysator und anschließende Hydrierung im Hochdruckreaktor - ermöglicht der Einsatz des erfindungsgemäßen Katalysators eine wesentliche Verringerung des Aufwandes an Apparaten, Rohstoffen und Energie.Compared to the most advanced methods for Butindiolhydrierung - continuous hydrogenation in the stirred reactor with suspended nickel catalyst and subsequent hydrogenation in the high pressure reactor - allows the use of the catalyst according to the invention a significant reduction in the cost of equipment, raw materials and energy.
Ausführungsbeispieleembodiments
Beispiel 1 (Verp'eichsbeispiel)Example 1 (Verp'eichsbeispiel)
Katalysatorcatalyst
Ein Nickelträgerkatalysator wurde entsprechend der DD-PS 219184 durch gemeinsame Fällung von Nickel und Träger hergestellt: Eine Na2CO3-Lösung wurde mit einer Wasserglaslösung versetzt, auf 6O0C aufgeheizt und Nickelnitratlösung zugegeben. Nach der Filtration wurde der Niederschlag gewaschen, getrocknet und 8 Stunden im Wasserstoffstrom bei 5000C reduziert. Der fertige Katalysator hatte einen Nickelgehalt von 40%.A nickel supported catalyst was prepared according to DD-PS 219 184 by coprecipitation of nickel and carrier: A Na 2 CO 3 solution was added to a waterglass solution, heated to 6O 0 C and nickel nitrate solution. After filtration, the precipitate was washed, dried and reduced in a stream of hydrogen at 500 ° C. for 8 hours. The finished catalyst had a nickel content of 40%.
Katalytische Prüfung:Catalytic test:
Einem kontinuierlich betriebenen Laborrührreaktor mit susper.viertem Nickelträgerkatalysator (10g Katalysator) wurden 650rnl/h einer 35%igen Butindioliösung zugeführt. Bei einer Temperatur von 8O0C und einem Druck von 1 MPa wurde ein Hydrierprodukt abgenommen, derer, organischer Bestandteil folgende Zusammensetzung hatte:A continuously operated stirred laboratory reactor with suspen.viertem nickel support catalyst (10g catalyst) were 650rnl / h fed to a 35% Butindioliösung. At a temperature of 8O 0 C and a pressure of 1 MPa, a hydrogenation product has been removed, which had organic part of the following composition:
Dieses Hydrierprodukt wurde in einem Festbettreaktor bei 10G°C und einem Druck von 24,5MPa an einem Nickelträgerkatalysator hydriert. Der organische Anteil des erhaltenen Rohbutandiols hatte folgende Zusammensetzung:This hydrogenation product was hydrogenated in a fixed bed reactor at 10 ° C and a pressure of 24.5 MPa on a supported nickel catalyst. The organic portion of the obtained crude butanediol had the following composition:
Beispiel 2 (erfindungsgemäßes Beispiel)Example 2 (Inventive Example)
Katalysatorcatalyst
Eine wäßrige Suspension, die Salpetersäure und Böhmit im Masseverhältnis von 3:100 und 2% Harnstoff, bezogen auf die Böhmitmenge, enthält, wurde versprüht und dabei getrocknet und anschließend in Luft geglüht, bis eine BET-Oberfläche von 185m2/gundein Porenvolumen von 0,84cmVg eingestellt waren (Porenvolumen im Porenradienbereich von 100 bis 1 OOOA = 0,24cm3/g, Porenvolumen im Porenbereich mit Radien über 1000Ä = 0,22cm3/g). Der mikrosphärische Träger hatte folgende Korngrößenverteilung:An aqueous suspension containing nitric acid and boehmite in the mass ratio of 3: 100 and 2% urea, based on the amount of boehmite was sprayed and thereby dried and then annealed in air until a BET surface area of 185m 2 / gundein pore volume of 0 , Pore volume in the pore radius range of 100 to 1000A = 0.24 cm 3 / g, pore volume in the pore region with radii over 1000A = 0.22 cm 3 / g). The microspherical carrier had the following particle size distribution:
<40μπι Korndurchmesser = 48Ma.-% 40 bis 63 pm Korndurchmesser = 44 Ma.-%<40μπι grain diameter = 48Ma .-% 40 to 63 pm grain diameter = 44 Ma .-%
Nach dam Abkühlen wurde der Träger mit einer Tetramminpalladium-(ll)-nitrat enthaltenden Lösung getränkt und in oxidierender Atmosphäre bei höheren Temperaturen behandelt. Der Palladiumgehalt des Katalysators betrug 1 Ma.-%. Nach Behandlung mit einem Überschuß an wäßriger Hydrazinlösung wurde der Katalysator getrocknet, bis er nach Aktivierung bei 100°C einen Aciditätswert, gemessen bei Bedeckung des Palladiums mit CO, von 210pmol NH3/g Katalysator besaß und nach Reduktion im Wasserstoffstrom bei 1000C eine Palladiumdispersiiät von Fco = 0,24 aufwies. Katalytische PrüfungAfter cooling, the support was impregnated with a solution containing tetramminepalladium (II) nitrate and treated in an oxidizing atmosphere at elevated temperatures. The palladium content of the catalyst was 1 mass%. After treatment with an excess of aqueous hydrazine solution, the catalyst was dried until it after activation at 100 ° C an acidity, measured by covering the palladium with CO, of 210pmol NH 3 / g catalyst possessed and after reduction in a stream of hydrogen at 100 0 C. Palladium dispersion of Fco = 0.24 had. Catalytic testing
In einem Rührreaktor wurden kontinuierlich 3 kg Butindiol je kg im Reaktor befindlichen Katalysator je Stunde (35%ige wäßrige Butindiollösung) dosiert. Während der Hydrierung wurden folgende Bedingungen eingehalten:In a stirred reactor, 3 kg of butynediol per kg of catalyst per hour in the reactor (35% aqueous butynediol solution) were metered in continuously. During the hydrogenation, the following conditions were observed:
Das Volumen der dosierten 35%igen Butindiollösung war gleich dem Volumen der aus dem Rührreaktor entnommenen Hydrierlosung. Während der gesamten Dauer der Hydrierung wurde der in der aus dem Reaktor abgenommenen Hydrierlösung enthaltene Katalysator kontinuierlich abgetrennt und in den Rf.aktor zurückgeführt. Durch Dosierung von frischem Katalysator in den Reaktor und Entnahme von etwa gleichen Mengen an Katalysator aus dem Reaktionssystem wurde ständig ein Butindiolumsatzvon 100% und ein Gehalt an Butendiol im abgenommenen Hyilrierproduktvon etwa 0,1 Ma.-%, bezogen auf die organischen Bestandteile, eingehalten. Der organische Bestandteil des Hydrierproduktes hatte folgende Zusammensetzung:The volume of the dosed 35% butynediol solution was equal to the volume of the hydrogenation solution removed from the stirred reactor. During the entire duration of the hydrogenation, the catalyst contained in the hydrogenation solution removed from the reactor was continuously separated off and returned to the Rf.aktor. By metering fresh catalyst into the reactor and withdrawing about equal amounts of catalyst from the reaction system, a butindole conversion of 100% and a content of butenediol in the removed hyaline product of about 0.1% by mass, based on the organic ingredients, were consistently maintained. The organic constituent of the hydrogenation product had the following composition:
Butindiol: nicht n?r.hweisbar Butendiol: 0,1 Ma.-%Butynediol: not detectable butenediol: 0.1% by mass
Butandiol: 98,0Ma.-% ^Hydroxybutyraldehyd: 0,4Ma.-%Butanediol: 98.0Ma .-% ^ Hydroxybutyraldehyde: 0.4Ma .-%
Acetale: nicht nachweisbar Butanol: 0,3Ma.-%Acetals: not detectable butanol: 0.3Ma .-%
Methanol und andere Bestandteile: 1,2Ma.-%Methanol and other ingredients: 1.2Ma .-%
Ein Vergleich der Beispiele zeigt, daß bei Einsatz des erfindungsgemäßen Katalysators trotz einstufiger Hydrierung eine wesTntlich höhere Ausbeute an Butandiol erreicht wird. Die Qualität des dabei erhaltenen Butandiols ist ebenfalls deutlich besser.A comparison of the examples shows that a significantly higher yield of butanediol is achieved when using the catalyst according to the invention despite one-stage hydrogenation. The quality of the resulting butanediol is also much better.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD28916886A DD274982A1 (en) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | PROCESS FOR PREPARING A CATALYST FOR BUTINDIUM 1,4-HYDROGENATION |
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DD28916886A DD274982A1 (en) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | PROCESS FOR PREPARING A CATALYST FOR BUTINDIUM 1,4-HYDROGENATION |
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DD274982A1 true DD274982A1 (en) | 1990-01-10 |
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ID=5578223
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DD28916886A DD274982A1 (en) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | PROCESS FOR PREPARING A CATALYST FOR BUTINDIUM 1,4-HYDROGENATION |
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DD (1) | DD274982A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104582839A (en) * | 2012-08-30 | 2015-04-29 | 国立大学法人大阪大学 | Catalyst for hydrogenolysis of polyhydric alcohol and method for producing 1,3-propane diol by using the catalyst |
-
1986
- 1986-04-16 DD DD28916886A patent/DD274982A1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104582839A (en) * | 2012-08-30 | 2015-04-29 | 国立大学法人大阪大学 | Catalyst for hydrogenolysis of polyhydric alcohol and method for producing 1,3-propane diol by using the catalyst |
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