DE1068725B

DE1068725B - Process for the production of tetrahydrofuran

Info

Publication number: DE1068725B
Application number: DENDAT1068725D
Authority: DE
Inventors: Lewiston N. Y. und Myron Maurice Manes Plainfield N. J. William Harrison Banford (V. St. A.)
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Publication date: 1959-11-12

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel lung von Tetrahydrofuran.The invention relates to a method of manufacturing treatment of tetrahydrofuran.

In der USA.-Patentschrift 2 374 149 ist eint Methode zur, Umwandlung von Furfurol in Furan durch Decarbonylierung in der Dampfphase in Gegenwart von Dampf an einem aus gemischten Chromiten bestehenden Katalysator beschrieben. Diese Decarbonylierung läßt sich wie folgt darstellen:US Pat. No. 2,374,149 discloses a method for converting furfurol to furan by decarbonylation in the vapor phase in the presence of steam on one of mixed chromites existing catalyst described. This decarbonylation can be represented as follows:

HC
HCHC
HC

CHCH

HC-HC-

: —CHO: —CHO

HCHC

^N</ ^N </

CHCH

I!I!

CHCH

Tetrahydrofuran läßt sich ζ. Β. durch Hydrierung des bei dieser Reaktion erhaltenen Furans an einem metallischen Hydrierungskatalysator erhalten.Tetrahydrofuran can be ζ. Β. by hydrogenation of the furan obtained in this reaction on a metallic hydrogenation catalyst obtained.

Bei der Hydrierung von destilliertem Furan, das durch die obige Decarbonylierung gewonnen wurde, zu Tetrahydrofuran mit Nickel als Katalysator betragen die Umwandlungsgrade etwa 90% der Theorie und wird der Hydrierungskatalysator in einer etwa 0,2 kg aktivem Nickel pro 45,4 kg Tetrahydrofuran entsprechenden Menge verbraucht.In the hydrogenation of distilled furan obtained by the above decarbonylation, to tetrahydrofuran with nickel as a catalyst, the degree of conversion is about 90% of theory and is the hydrogenation catalyst in about 0.2 kg of active nickel per 45.4 kg of tetrahydrofuran corresponding amount consumed.

Die Erfindung ermöglicht die Erzielung eines besseren Umwandlungsgrades bei der katalytischen Hydrierung von Furan zu Tetrahydrofuran, und zwar durch eine einfache und verhältnismäßig geringe Kosten verursachende Abänderung des bekannten Verfahrens. The invention enables a better degree of conversion to be achieved in the catalytic Hydrogenation of furan to tetrahydrofuran, by a simple and relatively small one Cost-generating modification of the known procedure.

Gemäß der Erfindung wird bei der Hydrierung von Furan zu Tetrahydrofuran mit Hilfe von ein aktives Metall enthaltenden Katalysatoren ein Furan verwendet, das durch katalytische Decarbonylierung von Furfurol hergestellt und anschließend mit Natronlauge oder Kalilauge behandelt worden ist. Vorzugsweise wird ein Furan verwendet, das mit einer verdünnten (1- bis lSgewichtsprozentigen, wäßrigen Lösung des Alkalis ausgezogen worden ist. Durch diese Behandlung wird die Tetrahydrofuranumwandlung von 85 bis 90% auf ungefähr 98% der Theorie erhöht und die Lebensdauer des Hydrierungskatalysators verdreifacht. Die Erfindung ist vorwiegend auf Furan gerichtet, das durch die katalytische Decarbonylierung nach der eingangs genannten USA.-Patentschrift 2 374 149 erhalten worden ist.According to the invention, in the hydrogenation of furan to tetrahydrofuran with the aid of an active Metal-containing catalysts used a furan produced by catalytic decarbonylation of Furfural is produced and then treated with caustic soda or potassium hydroxide. Preferably a furan is used that is mixed with a dilute (1 to 1% by weight, aqueous Solution of the alkali has been extracted. This treatment causes the tetrahydrofuran conversion increased from 85 to 90% to about 98% of theory and the life of the hydrogenation catalyst tripled. The invention is primarily directed to furan produced by catalytic decarbonylation according to the US Pat. No. 2,374,149 mentioned at the outset.

Die Hydrierung wird durch Umsetzung mit Wasserstoff bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur an ein aktives Metall enthaltenden Hydrierungskatalysatoren durchgeführt. Beispiele für solche Katalysatoren sind feinzerteiltes Nickel, Platin oder Palladium im reinen Zustand oder auf einem inerten Träger. Beispiele für bevorzugte Katalysatoren sind poriges oder Raney-Nickel und feinzerteiltesThe hydrogenation is carried out by reaction with hydrogen at ordinary or elevated temperature carried out on an active metal containing hydrogenation catalysts. Examples of such catalysts are finely divided nickel, platinum or palladium in the pure state or on an inert one Carrier. Examples of preferred catalysts are porous or Raney nickel and finely divided

Verfahren zur Herstellung
von TetrahydrofuranMethod of manufacture
of tetrahydrofuran

Anmelder:Applicant:

E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Del. (V. St. A.)E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Äbitz, Patentanwalt,
München 27, Gaußstr. 6Representative: Dr.-Ing. W. Äbitz, patent attorney,
Munich 27, Gaußstr. 6th

William Harrison Banford, Lewiston, N. Y.,William Harrison Banford, Lewiston, N.Y.,

und Myron Maurice Manes, Plainfield, N. J. (V. St. A.),and Myron Maurice Manes, Plainfield, N.J. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

reduziertes Nickel auf Kieselgur. Im allgemeinen wird die Hydrierung stetig in flüssiger Phase unter Verwendung von Tetrahydrofuran als Reaktionsmedium durchgeführt. Die stetige Hydrierung unter Kreislaufrückführung eines Teils des erzeugten Tetrahydrofurans als Reaktionsmedium stellt eine bevorzugte Arbeitsweise dar.reduced nickel on kieselguhr. In general, the hydrogenation is used steadily in the liquid phase carried out by tetrahydrofuran as the reaction medium. The constant hydrogenation with recirculation a part of the generated tetrahydrofuran as a reaction medium is a preferred one Working method.

Das nach der eingangs genannten Patentschrift erhaltene Furan enthält kleine Mengen an Kohlendioxyd und Feuchtigkeit, deren destillative Entfernung nicht leicht (st. Die Konzentration dieser Verunreinigungen beträgt etwa 0,1 bis 0,5%; ihre Anwesenheit führt zu einer Komplizierung des Behandlungsverfahrens, beeinflußt aber die Lebensdauer des Hydrierungskataly sators nicht.The furan obtained according to the patent mentioned at the beginning contains small amounts of carbon dioxide and moisture, the removal of which by distillation is not easy (st. The concentration of these impurities is about 0.1 to 0.5%; their presence complicates the treatment process, affects but not the life of the hydrogenation catalyst.

Auch Kohlendioxyd wirkt sich auf die Hydrierung selbst störend aus, da es bei der stetigen Hydrierung den Kreislauf-Wasserstoff verunreinigt. In dieser Hinsicht sei bemerkt, daß das Kohlendioxyd nicht als Katalysatorgift oder Entaktivator, sondern als neutrales Verdünnungsmittel wirkt, das den wirksamen Wasserstoffpartialdruck verringert, wodurch wiederum die Umwandlungsgeschwindigkeit proportional zu der Druckverringerung herabgesetzt wird. Bei der stetigen Hydrierung nimmt die Kohlendioxydkonzen,-tration in dem Kreislauf-Wasserstoff stetig zu, bis derselbe gereinigt oder verworfen werden muß. Die auf dem Kohlendioxyd beruhende Ausbeuteverringerung ist jedoch gering und entspricht der Erwartung. Durch die Ätzalkalibehandlung wird eine außergewöhnliche Verbesserung der Tetrahydrofuranaus-Carbon dioxide also has a disruptive effect on the hydrogenation itself, since it is in the constant hydrogenation contaminates the cycle hydrogen. In this regard it should be noted that the carbon dioxide is not considered to be Catalyst poison or deactivator, but as a neutral diluent that acts as the effective Hydrogen partial pressure decreases, which in turn increases the rate of conversion proportional to the pressure reduction is decreased. With constant hydrogenation, the carbon dioxide concentration and filtration increases in the cycle hydrogen steadily until the same has to be cleaned or discarded. the However, the decrease in yield due to the carbon dioxide is small and in line with the expectation. The caustic alkali treatment produces an extraordinary improvement in the tetrahydrofuran

909 648/406909 648/406

Claims

get booty that goes beyond the reduction due to carbon dioxide pollution. Both the carbon dioxide and the moisture easily lead to difficulties in the caustic alkali treatment if dilute aqueous solutions are not used. These are based on the formation of alkali carbonate crystals, which lead to clogging of the lines during continuous treatment. The addition of circulating tetrahydrofuran to the furan in the continuous production of tetrahydrofuran also contributes to the contamination and clogging of the system with solid carbonates, since it dissolves water containing alkali carbonates with precipitation of the carbonates in solid form. Experiments have shown that optimum results are obtained when using The preferred concentration ranges of the aqueous alkali hydroxide solutions are accordingly 2 to 4% in the case of NaOH and 8 to 12% in the case of KOH. By treating de-carbonylated furan with these solutions carbon dioxide is removed and, in addition, a significant increase in the degree of conversion and the life of the catalyst is obtained in the furan hydrogenation, without the system being contaminated or clogged by considerable amounts of alkali metal. Any system in which the furan is brought into contact with these caustic alkali solutions is sufficient en can. Continuously operating liquid-liquid extractors are known, and a system of this type can easily be used in the tetrahydrofuran extraction according to the invention. The following example serves to explain the invention. At game A continuously operating liquid-liquid extraction column containing porcelain saddle packing was charged with 10% potassium hydroxide solution. A furan obtained and distilled by the decarbonylation method was passed through the alkali up to a settling tank from which the separated aqueous alkali could be removed. The treated furan obtained in this way was then heated and fed at 85 to 100 ° C. to a device for hydrogenation in the liquid phase which contained a catalyst made of active nickel on kieselguhr as a support. This hydrogenation unit was first charged with untreated furan; the conversion into tetrahydrofuran was about 85 to 90% of theory. The ίο hydrogenation device was then charged with alkali-treated furan; the conversion to the tetrahydrofuran gradually increased to 97% in order to remain at this value. When the hydrogenation unit was then again charged with untreated furan, the yield gradually fell to 90%, whereupon the experiment was terminated. During the latter part of this run the temperature of the liquid feed to the hydrogenator was reduced to 88-90 ° C. When untreated furan was fed in instead of the alkali-treated product, an increase in the loading temperature to 105 ° C. did not improve the yield. The hydrogenation pressure was maintained at approximately 35 atmospheres. P A T E X T Λ Ν 'S P R Ü C 11 E:

1. \ ^r experienced for the production of tetrahydrofuran by hydrogenation of furan with the aid of hydrogenation catalysts containing an active metal, characterized in that furan is used which has been produced by catalytic decarbonylation of furfural and then treated with sodium hydroxide solution or potassium hydroxide solution.

2. The method according to claim 1, characterized in that a hydrogenation catalyst is used Nickel catalyst is used.

Considered publications:
German Patent No. 939 576;

Beilstein's Handbook of Organic Chemistry, 4th Edition, Vol. 17, p. 27.

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