DE1282647B - Process for the preparation of hexahydrobenzoic acid - Google Patents
Process for the preparation of hexahydrobenzoic acidInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES AfW PATENTAMTFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN AfW PATENT OFFICE Int. Cl.:Int. Cl .:
C07cC07c
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hexahydrobenzoesäure.The invention relates to a process for the preparation of hexahydrobenzoic acid.
Hexahydrobenzoesäure ist eine Verbindung von beträchtlicher wirtschaftlicher Bedeutung, da einer der besten Wege zur Synthese des Caprolactams — eines Monomeren zur Herstellung von Polyamiden — über Hexahydrobenzoesäure führt. Man stellt das Caprolactam durch Behandlung der Hexahydrobenzoesäure mit einem nitrosierenden Mittel, beispielsweise dem Anhydrid der salpetrigen Säure (Nj1O3) in Gegenwart von konzentrierter Schwefelsäure oder Oleum her. Eine solche Herstellung ist in der USA.-Patentschrift 3 108 096 beschrieben.Hexahydrobenzoic acid is a compound of considerable economic importance because one of the best routes to the synthesis of caprolactam - a monomer used to make polyamides - is via hexahydrobenzoic acid. The caprolactam is prepared by treating the hexahydrobenzoic acid with a nitrosating agent, for example the anhydride of nitrous acid (Nj 1 O 3 ) in the presence of concentrated sulfuric acid or oleum. Such a preparation is described in US Pat. No. 3,110,096.
Man hat die Hydrierung der Benzoesäure zur Hexahydrobenzoesäure auf katalytischem Wege unter Verwendung eines Palladiumkatalysators ausgeführt (vgl. französische Patentschrift 1 328 779). Der Palladiumkatalysator wird durch das Reaktionsmedium schnell vergiftet und macht bei der Verwendung mit wiederholten Benzoesäureansätzen Zwischenregenerierungen erforderlich; derartige Regenerierungen schließen die Abtrennung des Katalysators aus dem Reaktionsmedium und die Entfernung des sauren organischen Materials vom Katalysator, z. B. durch Waschen mit einem organischen Lösungsmittel und/oder einer wäßrigen Lösung einer Base, ein.The hydrogenation of benzoic acid to hexahydrobenzoic acid by catalytic route has been used a palladium catalyst carried out (see. French Patent 1,328,779). The palladium catalyst is quickly poisoned by the reaction medium and makes repeated use when used Benzoic acid batches require intermediate regenerations; such regenerations close the Separation of the catalyst from the reaction medium and removal of the acidic organic Material from the catalyst, e.g. B. by washing with an organic solvent and / or a aqueous solution of a base.
Die französische Patentschrift 1 328 779 beschreibt die Hydrierung von Benzoesäure bei erhöhten Temperaturen und Drücken in Gegenwart von Edelmetallkatalysatoren. Diese Patentschrift enthält nicht den geringsten Hinweis auf die Zugabe von Wasser zum Zwecke der Erhöhung der Hydrierungsgeschwindigkeit, vielmehr führt die Nennung von Methanol als Beispiel eines Lösungsmittels und die Schilderung der Nachteile der Anwendung eines Lösungsmittels und des Vorteils des Arbeitens ohne Lösungsmittel, vom wesentlichen Gedanken der vorliegenden Erfindung, unter Wasserzusatz zu arbeiten, eindeutig weg. Wenn nach dem Verfahren dieser Patentschrift Cyclohexancarbonsäure auch in hoher Ausbeute und Reinheit dargestellt werden kann, beeinträchtigt dies nicht den überraschenden Fortschritt der vorliegenden Erfindung, welcher nicht in gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Ausbeuten, sondern vielmehr in einer wesentlich erhöhten Reaktionsgeschwindigkeit zu sehen ist.French patent 1,328,779 describes the hydrogenation of benzoic acid at elevated temperatures and pressing in the presence of noble metal catalysts. This patent does not contain the slightest indication of the addition of water for the purpose of increasing the rate of hydrogenation, rather the mention of methanol than Example of a solvent and the description of the disadvantages of using a solvent and the advantage of working without solvents, the essential idea of the present invention, Working with the addition of water is definitely gone. When using the process of this patent specification cyclohexanecarboxylic acid can also be produced in high yield and purity, this does not affect the surprising progress of the present invention, which is not compared to the prior art Technology improved yields, but rather in a significantly increased reaction rate you can see.
Ganz Entsprechendes gilt für die deutsche Auslegeschrift
1150 977, welche die Verwendung eines Edelmetallkatalysators zur Hydrierung von Benzoesäure
in der Dampfphase beschreibt. Auch hier findet sich nicht der geringste Hinweis auf die Anwendung von
Wasser zum Beschleunigen der Umsetzung, und die Verfahren zur Herstellung von
HexahydrobenzoesäureThe same applies to German Auslegeschrift 1150 977, which describes the use of a noble metal catalyst for the hydrogenation of benzoic acid in the vapor phase. Again, there is not the slightest hint of the use of water to accelerate the reaction, and the methods of making
Hexahydrobenzoic acid
Anmelder:Applicant:
Engelhard Industries, Inc.,
Newark, N. J. (V. St. A.)Engelhard Industries, Inc.,
Newark, NJ (V. St. A.)
Vertreter:Representative:
ίο Dr.-Ing. W. Abitz und Dr. D. Morf,
Patentanwälte,
8000 München 27, Pienzenauer Str. 28ίο Dr.-Ing. W. Abitz and Dr. D. Morf,
Patent attorneys,
8000 Munich 27, Pienzenauer Str. 28
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Paul N. Rylander, Newark, N. J.;Paul N. Rylander, Newark, N. J .;
Nicholas F. Rakoncza, Carteret, N. J. (V. St. A.)Nicholas F. Rakoncza, Carteret, N. J. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 26. Dezember 1963
(334 084)Claimed priority:
V. St. ν. America December 26, 1963
(334 084)
Beispiele dieser Auslegeschrift — von denen übrigens keines Ruthenium als Katalysator verwendet — sind besonders geeignet, den überraschenden Fortschritt des Verfahrens der vorliegenden Erfindung erkennen zu lassen: In den Beispielen dieser Auslegeschrift, in welchen die Verwendung von Edelmetallkatalysatoren beschrieben ist, werden je Stunde nur 20, 40, 60 bzw. 100 g Benzoesäure je Liter Katalysator umgesetzt, während demgegenüber gemäß der vorliegenden Erfindung die vollständige Hydrierung innerhalb von etwa 40 Minuten mit nur 5 °/0 Katalysator erreicht wird. Die wirtschaftliche Bedeutung einer derartigen Katalysatorersparnis liegt angesichts des Preises von Edelmetallkatalysatoren auf der Hand.Examples of this publication - none of which uses ruthenium as a catalyst, by the way - are particularly suitable for showing the surprising progress of the process of the present invention: In the examples of this publication, in which the use of noble metal catalysts is described, only 20, reacted for 40, 60 and 100 g benzoic acid per liter of catalyst, while in contrast, according to the present invention, the complete hydrogenation within about 40 minutes by a 5 ° / 0 catalyst is achieved. The economic importance of such a catalyst saving is obvious in view of the price of noble metal catalysts.
Die deutsche Auslegeschrift 1072 620 beschreibt die Hydrierung von Terephthalsäure an Palladiumoder Rutheniumkatalysatoren unter Verwendung von Lösungsmitteln für die Terephthalsäure, wobei als Lösungsmittel vorzugsweise Wasser verwendet wird.The German Auslegeschrift 1072 620 describes the hydrogenation of terephthalic acid over palladium or ruthenium catalysts using Solvents for terephthalic acid, the preferred solvent used being water.
Hierbei ist zu berücksichtigen, daß katalytische Verfahren eine völlig empirische Angelegenheit sind und die Wirksamkeit selbst so nahe verwandter Metalle, wie es jene der Platingruppe sind, in keiner Weise vorausgesagt werden kann. Es ist bekannt, daß sogar nahe verwandte Verbindungen auf Katalysatoren völlig verschieden ansprechen, und tatsächlich ist auch das Verhalten der Katalysatoren der PlatingruppeIt should be noted that catalytic processes are a completely empirical matter and in no way predicted the effectiveness of even metals as closely related as those of the platinum group can be. It is known that even closely related compounds work on catalysts respond completely differently, and indeed the behavior of the catalysts of the platinum group
809 637/1283809 637/1283
3 43 4
gegenüber Terephthalsäure und Benzoesäure durchaus einsetzt, vermeidet man die häufigen Regenerierungenis used compared to terephthalic acid and benzoic acid, the frequent regenerations are avoided
verschieden: das zeigt sich sehr gut an der genannten des Katalysators, wie sie z. B. bei Verwendung vondifferent: this is shown very well by the mentioned of the catalyst, as it is e.g. B. when using
Auslegeschrift 1 072 620, welche feststellt, daß zur Palladiumkatalysatoren notwendig sind.Auslegeschrift 1 072 620, which states that palladium catalysts are necessary.
Hydrierung von Terephthalsäure nur Palladium und Die Temperatur der erfindungsgemäßen HydrierungHydrogenation of terephthalic acid only palladium and The temperature of the hydrogenation according to the invention
Ruthenium brauchbar sind, andere Katalysatoren der 5 kann zwischen etwa 50 und etwa 2200C liegen, vor-Ruthenium can be used, other catalysts of 5 can be between about 50 and about 220 0 C,
Platingruppe, wie Rhodium, dagegen wegen der ge- zugsweise zwischen etwa 120 und etwa 150°C. DerPlatinum group, such as rhodium, on the other hand because of the temperature between about 120 and about 150 ° C. Of the
ringen Ausbeute praktisch unbrauchbar sind; würde Druck kann von etwa 35 bis 700 atü, vorzugsweisewrestling yield are practically useless; Pressure would be from about 35 to 700 atmospheres, preferably
nun ein Fachmann die für die Terephthalsäure ge- von etwa 105 bis 210 atü, reichen,now a specialist who for terephthalic acid ranges from about 105 to 210 atmospheres,
gebene Lehre auf die Hydrierung von Benzoesäure Das Verfahren kann kontinuierlich oder im wesentübertragen, dann wird er zu seiner Überraschung fest- io liehen kontinuierlich durchgeführt werden. Dabeigiven teaching on the hydrogenation of benzoic acid The process can be carried out continuously or essentially, then, to his surprise, it will be carried out continuously. Included
stellen, daß zur Hydrierung von Benzoesäure Rho- wird Benzoesäure mit einem Rutheniumkatalysator input that for the hydrogenation of benzoic acid Rho- is benzoic acid with a ruthenium catalyst in
dium ein ausgezeichneter Katalysator ist. Gegenwart von Wasser bei der Reaktionstemperaturdium is an excellent catalyst. Presence of water at the reaction temperature
Schließlich muß auch die Angabe der Auslegeschrift, und dem Reaktionsdruck zusammen mit WasserstoffFinally, the specification of the publication and the reaction pressure must also be given together with hydrogen
die Terephthalsäure zusammen mit einem »inerten in einem von zwei oder mehr parallelgeschalteten Lösungsmittel« (Wasser) einzusetzen, in dem Sinne 15 Reaktionsgefäßen umgesetzt. Nach dem Abschluß derthe terephthalic acid together with an "inert" in one of two or more parallel-connected Solvent «(water) to use, in the sense of 15 reaction vessels converted. After completing the
verstanden werden, durch diese Maßnahme die Hydrierung im Reaktor unter Bildung von Hexa-be understood, by this measure the hydrogenation in the reactor with the formation of hexa-
Terephthalsäure, weiche bekanntlich erst bei etwa hydrobenzoesäure und während des Abziehens derTerephthalic acid, as is well known, only softens at about hydrobenzoic acid and during the removal of the
300° C sublimiert, in einen reaktionsfähigen Zustand Hexahydrobenzoesäure aus dem Reaktor und der300 ° C sublimed, into a reactive state hexahydrobenzoic acid from the reactor and the
zu bringen — eine Maßnahme, welche bei der bei Neufüllung des Reaktors mit Benzoesäure, Ruthe-122° C schmelzenden Benzoesäure unnötig erschemen 20 niumkatalysator und Wasser im vorgenannten Ver-to bring - a measure which when refilling the reactor with benzoic acid, Ruthe-122 ° C-melting benzoic acid unnecessarily appear 20 nium catalyst and water in the aforementioned
muß. Die Möglichkeit einer Beschleunigung des hältnis, wird Benzoesäure in einem anderen der Re-got to. The possibility of an acceleration of the ratio, benzoic acid in another of the re-
Reaktionsverlaufs durch Wasserzugabe ist jedoch aktionsgefäße, wie vorstehend beschrieben, hydriert,The course of the reaction by adding water, however, action vessels, as described above, are hydrogenated,
auch in dieser Auslegeschrift nicht im mindesten indem man sie darin ansatzweise zusammen mitnot in the least in this explanatory document either, in that they are rudimentarily combined with
angedeutet. Wasserstoff, dem Rutheniumkatalysator in Gegen-Der Fortschritt der vorliegenden Erfindung liegt 25 wart von Wasser im vorgenannten Verhältnis bei einerindicated. Hydrogen, the ruthenium catalyst in counter-The advance of the present invention is 25% water in the aforementioned ratio at one
nicht in einer Erhöhung der Ausbeute, sondern in der Reaktionstemperatur und Druck in Berührung bringt,brings into contact not in an increase in the yield, but in the reaction temperature and pressure,
überraschenden Erhöhung der Hydrierungsgeschwin- wobei man Hexahydrobenzoesäure erhält. Nach Be-surprising increase in the hydrogenation rate, hexahydrobenzoic acid being obtained. After loading
digkeit. endigung der. Hydrierung in diesem Reaktor undage. ending of. Hydrogenation in this reactor and
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird Hexa- während des Abziehens der Hexahydrobenzoesäure hydrobenzoesäure nach einem verbesserten Verfahren 30 und der' Neufüllung dieses Reaktors mit BenzoesäureAccording to the present invention, hexa becomes during the stripping of the hexahydrobenzoic acid hydrobenzoic acid by an improved method 30 and the refilling of this reactor with benzoic acid
hergestellt. Man erhält Hexahydrobenzoesäure bei kann die Hydrierung der Benzoesäure im zuerstmanufactured. Hexahydrobenzoic acid is obtained when the hydrogenation of benzoic acid can be carried out first
vergleichbaren Ausbeuten in wesentlich kürzeren Zeit- genannten Reaktor oder in einem anderen Reaktorcomparable yields in a much shorter time-mentioned reactor or in another reactor
räumen und ohne die Notwendigkeit, den Katalysator erneut ausgeführt werden. Nach beendeter Hydrierungvacate and run without the need to re-run the catalyst. After the hydrogenation is complete
wiederholt zu regenerieren. Das erfindungsgemäße fügt man Benzoesäure, Wasser und Ruthenium-Verfahren zur Herstellung von Hexahydrobenzoesäure 35 katalysator vorzugsweise dem nicht arbeitendento regenerate repeatedly. The invention adds one benzoic acid, water and ruthenium processes for the production of hexahydrobenzoic acid 35 catalyst preferably the non-working
durch Hydrieren von mit Hexahydrobenzoesäure ge- Reaktor zu, d. h. jenem, worin keine Hydrierung aus-by hydrogenating the reactor with hexahydrobenzoic acid, d. H. that in which no hydrogenation
mischter Benzoesäure bei 50 bis 220° C und einem geführt wird zu dem Zeitpunkt, währenddessen in demmixed benzoic acid at 50 to 220 ° C and one is conducted at the time during which
Druck zwischen 35 und 700 atü in Gegenwart eines anderen Reaktor hydriert wird.Pressure between 35 and 700 atü is hydrogenated in the presence of another reactor.
Rutheniumkatalysators ist dadurch gekennzeichnet, Der Rutheniumkatalysator kann sich auf einem daß die Hydrierung in Gegenwart von mindestens 40 Träger befinden oder ohne Träger sein, bevorzugtRuthenium catalyst is characterized, The ruthenium catalyst can be on a that the hydrogenation be in the presence of at least 40 carriers or be unsupported, is preferred
5 Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf die eingesetzte wird er mit Träger angewandt. Die Konzentration5 percent by weight of water, based on the water used, it is used with a carrier. The concentration
Menge an Benzoesäure, durchgeführt wird. des Rutheniums auf dem Träger kann zwischen etwaAmount of benzoic acid. of the ruthenium on the carrier can be between about
Vorzugsweise werden etwa 25 bis 100% vom Ge- 0,2 und 20%, vorzugsweise zwischen etwa 2 und 5%Preferably about 25 to 100% of the amount 0.2 and 20%, preferably between about 2 and 5%
wicht der Benzoesäure angewandt. Durch die Kombi- (bezogen auf das Gewicht des Trägers) liegen. Beination von Ruthenium und Wasser ereicht man in 45 spiele für Trägermaterialien sind Bariumsulfat, CaI-weight of benzoic acid applied. Through the combination (based on the weight of the wearer) lie. Beination of ruthenium and water can be reached in 45 games for carrier materials are barium sulfate, calcium
unerwarteter und überraschender Weise eine erheb- ciumsulfat, Asbest, Kohlenstoff, Siliciumdioxyd undunexpectedly and surprisingly a considerable amount of ciumsulfate, asbestos, carbon, silicon dioxide and
lieh höhere Hydrierungsgeschwindigkeit der Benzoe- Kieselgur, wobei Kohlenstoff bevorzugt ist. Derborrowed higher rate of hydrogenation of benzoin diatomaceous earth, with carbon being preferred. Of the
säure als bei Anwendung des Rutheniumkatalysators Träger ist vorzugsweise fein verteilt und von solcheracid as a carrier when using the ruthenium catalyst is preferably finely divided and of such
in Abwesenheit von Wasser. Zwar kann man das Teilchengröße, daß sie in einer Flüssigkeit leichtin the absence of water. It is true that one can get the particle size that they are in a liquid easily
Wasser zusammen mit dem Rutheniumkatalysator 50 dispergiert werden kann, jedoch groß genug ist, umWater can be dispersed along with the ruthenium catalyst 50, but is large enough to
in erheblich größeren Mengen als 100 Gewichtsprozent einfach aus der Flüssigkeit abgefiltert zu werden. Einto be easily filtered out of the liquid in considerably larger amounts than 100 percent by weight. A
Wasser, bezogen auf die eingesetzte Benzoesäure, und typischer Kohlenstoffträger zur erfindungsgemäßenWater, based on the benzoic acid used, and typical carbon carriers for the invention
soviel wie 200% Wasser und sogar mehr einsetzen, Anwendung hat nachstehende Teilchengrößenvertei-use as much as 200% water and even more, the application has the following particle size distribution
aber man erzielt wenig Vorteil bei der Hydrierung mit lung:but there is little advantage in hydrogenation with lung:
mehr als 100% Wasser, bezogen auf die eingesetzte 55 Mikronmore than 100% water based on the 55 microns used
Benzoesäure. Tatsächlich können durch Wasser- 1 bis 10 . 35°/Benzoic acid. In fact, water 1 to 10. 35 ° /
mengen, welche wesentlich größer als 100% sind, ein > 10 bis 20 ' ····■■ ^oamounts that are significantly greater than 100%, a> 10 to 20 '···· ■■ ^ o
oder mehrere Reaktionsgefäße von erheblich größerer -^o bis 30 '! " 15°/°or several reaction vessels of considerably larger - ^ o to 30 '! " 15 ° / °
Ausdehnung erforderlich werden, welche die Kosten •>3q bis 40 8 °/°Expansion will be required, which will cost • > 3q to 40 8 ° / °
in bedeutendem Maße vermehren. 60 -^q "' ^0/0 multiply to a significant extent. 60 - ^ q "^ 0/0
Nach beendeter Hydrierung wird der Ruthenium- °After the hydrogenation is complete, the ruthenium °
katalysator aus dem Reaktionsprodukt, beispielsweise Die Menge an eingesetztem Rutheniumkatalysator durch Filtration, abgetrennt. Er kann anschließend kann in weitem Maße variieren und liegt im allohne Regenerierung in das Reaktionsgefäß zurück- gemeinen im Bereich von etwa 0,2 bis 15 Gewichtsgeführt und mit einem neuen Ansatz Benzoesäure, 65 prozent (bezogen auf Benzoesäure). Wasser und Wasserstoff unter gleichen Reaktions- Die Benzoesäure wird hydriert, während die mit bedingungen, wie oben angeführt, in Berührung ge- Hexahydrobenzoesäure, zusätzlich zum Wasser, gebracht werden. Wenn man den Rutheniumkatalysator mischt ist. Die Hexahydrobenzoesäure wird im all-catalyst from the reaction product, for example the amount of ruthenium catalyst used separated by filtration. It can then vary widely and is based on the wage Regeneration returned to the reaction vessel in the range of about 0.2 to 15 weight and with a new approach benzoic acid, 65 percent (based on benzoic acid). Water and hydrogen under the same reaction- The benzoic acid is hydrogenated while that with conditions, as stated above, brought into contact hexahydrobenzoic acid, in addition to water will. When one is mixing the ruthenium catalyst. The hexahydrobenzoic acid is generally
gemeinen im organischen Teil der Reaktionsmischung in Mengen innerhalb des Bereichs von etwa 20 bis 80 Gewichtsprozent mit Benzoesäure in Mengen von etwa 80 bis 20 Gewichtsprozent anwesend sein, vorzugsweise etwa 70 bis 30 Gewichtsprozent Hexahydrobenzoesäure und etwa 30 bis 70 Gewichtsprozent Benzoesäure. Die Hydrierung könnte ausgeführt werden, ohne daß anfänglich irgendwelche Hexahydrobenzoesäure anwesend ist, jedoch ist es schwieriger, die Temperatur zu regeln, und die Benzoesäure kann wegen ihres hohen Schmelzpunktes (1200C) nicht so einfach gehandhabt werden.generally be present in the organic portion of the reaction mixture in amounts within the range of about 20 to 80 weight percent with benzoic acid in amounts of about 80 to 20 weight percent, preferably about 70 to 30 weight percent hexahydrobenzoic acid and about 30 to 70 weight percent benzoic acid. The hydrogenation could be carried out without any hexahydrobenzoic acid initially being present, but it is more difficult to control the temperature and the benzoic acid is not so easy to handle because of its high melting point (120 ° C.).
F i g. 1 ist eine graphische Darstellung, welche die Hydrierungsgeschwindigkeiten der Benzoesäure bei der Katalyse durch Ruthenium in Gegenwart von Wasser gemäß der Erfindung und mit dem bisher angewandten Palladium, ebenso in Gegenwart von Wasser, vergleicht.F i g. 1 is a graph showing the rates of hydrogenation of benzoic acid at the catalysis by ruthenium in the presence of water according to the invention and with the hitherto applied palladium, also in the presence of water, compares.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung.The following examples illustrate the invention.
Zweck dieses Beispiels ist es, einen Vergleich der Aktivität von Ruthenium- und Palladiumkatalysatoren für die Hydrierung der Benzoesäure zu Hexahydrobenzoesäure zu zeigen. Die Versuche werden mit und ohne Zugabe von Wasser ausgeführt. Das Verfahren ist das folgende:The purpose of this example is to compare the activity of ruthenium and palladium catalysts for the hydrogenation of benzoic acid to hexahydrobenzoic acid to show. The experiments are carried out with and without the addition of water. The procedure is the following:
In ein Reaktionsgefäß Bauart »Magne Dash«, welches in ein Bad von konstanter Temperatur eingetaucht ist, gibt man 1,5 g Katalysator und 100 g einer Lösung, welche aus 30°/0 Benzoesäure und 70 % Hexahydrobenzoesäure besteht. Man erhitzt denIn a reaction vessel type "Magne Dash", which is immersed in a constant temperature bath, is added 1.5 g of catalyst and 100 g of a solution consisting of 30 ° / 0% benzoic acid and 70 hexahydrobenzoic acid. One heats the
ίο Reaktor auf 13O0C und führt der Reaktionsmischung Wasserstoff bei einem Druck von etwa 158 atü zu. Der Druck wird während des ganzen Versuchs auf etwa 158 atü gehalten. Man schaltet die Rührvorrichtung ein. Ein Manometer auf dem Wasserstoffbehälter,ίο reactor to 130 0 C and feeds hydrogen to the reaction mixture at a pressure of about 158 atü. The pressure is kept at about 158 atmospheres throughout the experiment. The stirrer is switched on. A manometer on the hydrogen tank
ts welcher Wasserstoff dem Reaktor zuführt, zeigt den Druckabfall an, welcher dem mit der Benzoesäure umgesetzten Wasserstoff entspricht. In bestimmten: Zeitabständen wird der Druckabfall abgelesen und aufgezeichnet. Man führt ebenfalls ähnliche Versuchets which hydrogen feeds into the reactor shows the Pressure drop, which corresponds to the hydrogen reacted with the benzoic acid. In particular: The pressure drop is read off and recorded at intervals. Similar experiments are also carried out
so durch, mit der Ausnahme, daß dem Reaktionsgemisch 15 ml Wasser zugesetzt werden. Den Druckabfall, welcher dem mit der Benzoesäure umgesetzten Wasserstoff zu verschiedenen Zeitabschnitten entspricht, zeigt die nachfolgende Tabelle I.so through, with the exception that 15 ml of water are added to the reaction mixture. The pressure drop, which corresponds to the hydrogen reacted with the benzoic acid at different times, Table I below shows.
such
Nr.Ver
search
No.
sator-
mengeCatalv
sator
lot
säure-
mengeBenzoin
acid-
lot
benzoesäure-
mengeHexahydro
benzoic acid
lot
H2Olot
H 2 O
Zeital
Obis5H 2 -
Time
Obis5
sschnitte
0 bis 10Pressure ab
cuts
0 to 10
(Minuten
0 bis 15all in at
(Minutes
0 to 15
0 bis 30)
0 to 30
nuten nicht ab
geschlossenResponse in 75 Wed
do not wear off
closed
nuten beendetResponse in 20 Wed
utes finished
nuten beendetResponse in 11 Wed
utes finished
nuten beendetResponse in 11 Wed
utes finished
Die Angaben der Tabelle I zeigen die Überlegenheit der Kombination von Ruthenium und Wasser nach den Versuchen 4, 6 und 7 vom Standpunkt der katalytischen Aktivität für die Hydrierung der Benzoesäure gegenüber der Kombination von Palladium und Wasser gemäß Versuch 2.The data in Table I show the superiority of the combination of ruthenium and water experiments 4, 6 and 7 from the standpoint of catalytic activity for the hydrogenation of benzoic acid compared to the combination of palladium and water according to experiment 2.
Zweck der nachstehenden Versuche ist der Vergleich der Aktivität von Ruthenium und Palladium bei wiederholtem Einsatz, zur Hydrierung von Benzoesäure zu Hexahydrobenzoesäure. Folgende Verfahrensweise wurde angewandt:The purpose of the experiments below is to compare the activity of ruthenium and palladium repeated use, for the hydrogenation of benzoic acid to hexahydrobenzoic acid. The following procedure was applied:
Katalysator und Wasser, Benzoesäure und Hexahydrobenzoesäure werden einem Schüttelautoklav zugeführt, welcher eine Schüttelfrequenz von 40 Bewegungen pro Minute hat. Das Reaktionsgemisch wird erhitzt und die Temperatur auf 135°C gehalten. Bei allen Versuchen wird das System anfangs auf 150 at gebracht; sobald der Druck auf 100 at gefallen ist, wird das System neuerlich auf 150 at gebracht. Der gesamte Druckabfall entspricht der Wasserstoffaufnahme. Catalyst and water, benzoic acid and hexahydrobenzoic acid are placed in a shaking autoclave fed, which has a shaking frequency of 40 movements per minute. The reaction mixture is heated and the temperature is kept at 135.degree. In all experiments, the system is initially brought to 150 at; as soon as the pressure has fallen to 100 at the system is brought back to 150 at. The total pressure drop corresponds to the hydrogen uptake.
Die Ergebnisse der aufeinanderfolgenden Vergleichsversuche, welche die Aktivität der Ruthenium- und Palladiumkatalysatoren zur Hydrierung der Benzoesäure zeigen, sind in den Kurven der graphischen Darstellung der F i g. 1 wiedergegeben. In der graphischen Darstellung sind die Prozent Hydrierung,The results of the successive comparative tests, which the activity of the ruthenium and Palladium catalysts for hydrogenation of benzoic acid are shown in the curves of the graphic Representation of the F i g. 1 reproduced. In the graph are the percent hydrogenation,
d. h. die Prozent Benzoesäure, welche mit Wasserstoff in Reaktion getreten sind, als Ordinatenwerte und die Zeit als Abszissenwerte aufgetragen.d. H. the percent benzoic acid, which with hydrogen have reacted are plotted as ordinate values and the time as abscissa values.
Die Kurven A, B und C der F i g. 1 zeigen die Hydrierungsgeschwindigkeit der Benzoesäure in drei aufeinanderfolgenden Versuchen, nämlich den Versuchen 8,9 bzw. 10 unter Verwendung eines Palladiumkatalysators. Es werden jeweils 10 g eines 5°/oigen Palladium-Kohle-Katalysators verwendet, welcher ungefähr 5 g Wasser enthält. In jedem Fall werden 100 g Benzoesäure, welche in 100 g Hexahydrobenzoesäure gelöst ist, eingesetzt. Nach Abschluß des Versuchs 8 wird der Katalysator ohne Regenerierung wieder-Curves A, B and C of FIG. 1 show the rate of hydrogenation of benzoic acid in three successive experiments, namely experiments 8, 9 and 10, respectively, using a palladium catalyst. In each case, 10 g of a 5 ° / o by weight used palladium-carbon catalyst, which contains about 5 g of water. In each case, 100 g of benzoic acid, which is dissolved in 100 g of hexahydrobenzoic acid, are used. After the end of experiment 8, the catalyst is re-used without regeneration.
verwendet. Am Ende von Versuch 9 wird der Katalysator regeneriert.used. At the end of Experiment 9, the catalyst becomes regenerated.
Die nachstehende Tabelle II zeigt die für die vollständige Hydrierung der Benzoesäure zu Hexahydrobenzoesäure in jedem der Versuche 8, 9 und 10 erforderliche Zeit.Table II below shows that for the complete hydrogenation of benzoic acid to hexahydrobenzoic acid time required in each of trials 8, 9, and 10.
9
10δ
9
10
2 Stunden 6 Minuten
2 Stunden 23 Minuten1 hour 9 minutes
2 hours 6 minutes
2 hours 23 minutes
jano
Yes
IOIO
Die Versucheil, 12, 13, 14 und 15 der nachstehenden Tabelle III zeigen die für die vollständige Hydrierung der Benzoesäure zu Hexahydrobenzoesäure erforderliche Zeit, wobei in jedem Versuch ein Palladiumkatalysator verwendet und der Katalysator zwischen jedem Versuch regeneriert wurde. Es wurden 10 g eines 5%igen PaUadium-Kohle-Katalysators ver- ao wendet, welcher etwa 5 g Wasser enthielt.Experiments 12, 13, 14 and 15 of Table III below show those for the complete Hydrogenation of benzoic acid to hexahydrobenzoic acid required time in each experiment Palladium catalyst was used and the catalyst was regenerated between each attempt. There were 10 g of a 5% palladium-carbon catalyst ver ao applied, which contained about 5 g of water.
Die Kurven D, E, F und G der F i g. 1 zeigen die überlegene Hydrierungsgeschwindigkeit, welche die
Kombination des Rutheniumkatalysators und Wasser gemäß dieser Erfindung gegenüber der Kombination
30 eines Palladiumkatalysators und Wasser der Kurven A, B und C bewirkt. Die Überlegenheit der Ruthe-Die
Versuchsergebnisse, wie sie die Kurven A, B nium-Wasser-Kombination gegenüber der Palladium-
und C der F i g. 1 und die Tabelle II und III angeben, Wasser-Kombination vom Standpunkt der Gesamtzeigen,
daß der Palladiumkatalysator, wenn er auch zeit, welche zur Vollendung der Hydrierung der
mit einer Regenerierung eine bessere Wirkung zeigt, 35 Benzoesäure zu Hexahydrobenzoesäure erforderlich ist,
fortschreitend und sogar mit einer Regenerierung bei zeigt ein Vergleich der Ergebnisse der obigen Tabelle IV
wiederholtem Gebrauch erheblich stärker inaktiviert mit jenen der Tabelle II und III. Bei den Angaben der
wird als der Rutheniumkatalysator ohne Regenerie- Tabelle IV kann eine geringe Zunahme der Gesamtrung
— die Angaben der Vergleichsversuche mit Ru- zeit, welche für die vollständige Hydrierung erfordertheniumkatalysator
zeigen die Kurven D, E, F und G 40 lieh ist, bei den Versuchen 20 bis 35 zumindest teilweise
der F i g. 1 und die nachstehende Tabelle IV. Es ist einem technisch bedingten Katalysatorverlust zugeäußerst
wünschenswert und wirtschaftlich vorteilhaft, schrieben werden. Nach jedem der in der Tabelle IV
wenn man in der Lage ist, ein Material als Katalysator angegebenen Versuche wurde der Katalysator in einen
zu verwenden, welches keine Regenerierung erfordert, Filtertiegel abfiltriert und anschließend in das Reakweil
kostspielige und zeitraubende Regenerierungs- 45 tionsgefäß für den nächsten Versuch zurückgewaschen;
verfahren mit dem dazugehörigen Verlust erheblicher daraus ergab sich durch die Handhabung eine Ver-Mengen
an Katalysator auf diese Weise vermieden
werden.Curves D, E, F and G of FIG. 1 show the superior rate of hydrogenation which the combination of the ruthenium catalyst and water of this invention provides over the combination of a palladium catalyst and water of curves A, B and C. The superiority of the Ruthe test results, as shown by the curves A, B nium-water combination compared to the palladium and C in FIG. 1 and Tables II and III indicate water combination from the point of view of the total that the palladium catalyst, although it takes time, which shows a better effect to complete the hydrogenation of the with a regeneration, 35 benzoic acid to hexahydrobenzoic acid is required, progressive and even with a regeneration at, a comparison of the results of Table IV above shows repeated uses significantly more inactivated with those of Tables II and III. In the case of the data of the ruthenium catalyst without regeneration, a slight increase in the total can be seen - the data of the comparative experiments with the downtime required for the complete hydrogenation of the phenium catalyst show the curves D, E, F and G 40 borrowed tests 20 to 35, at least in part, of FIG. 1 and the following Table IV. It is extremely desirable and economically advantageous to write off an industrially caused loss of catalyst. After each of the attempts given in Table IV, if one were able to use a material as a catalyst, the catalyst was filtered into one that does not require regeneration, filtered crucible, and then into the reactor's costly and time consuming regeneration vessel for the next Attempt washed back; process with the associated loss of considerable therefrom resulted from handling a ver-quantities of catalyst avoided in this way
will.
Die Kurven D, E, F und G der F i g. 1 zeigen dieCurves D, E, F and G of FIG. 1 show the
Hydrierungsgeschwindigkeit der Benzoesäure in vier 5« Ergebnisse zeigen.Showing the rate of hydrogenation of benzoic acid in four 5 results.
aufeinanderfolgenden Versuchen, und zwar den Ver- Die Ergebnisse des folgenden Beispiels 3 zeigen diesuccessive experiments, namely the The results of the following Example 3 show the
suchen 16, 17, 18 bzw. 19, unter Verwendung eines 5%igen Ruthenium-Kohle-Katalysators. Nach jedem Versuch wird der Katalysator abfiltriert und ohne Regenerierung für den nächsten Versuch wieder verwendet. Es werden 5 g eines 5°/oigen Ruthenium-Kohle-Katalysators verwendet. Das Ausgangsprodukt für jeden Versuch sind 100 g Benzoesäure, gelöst in g Hexahydrobenzoesäure. Im Reaktionsgemisch sind 50 g Wasser anwesend. Zwanzig aufeinanderfolgende Versuche, nämlich die Versuche 16 bis 35, werden ausgeführt, wobei die Ergebnisse der Versuche bis 19 als Kurven D, E, F bzw. G, wie oben erwähnt, aufgezeichnet werden und wobei die Zeit, welche für die vollständige Hydrierung der Benzoesäure zu Hexa- 65 geführt.seek 16, 17, 18 and 19, respectively, using a 5% ruthenium-carbon catalyst. After each experiment, the catalyst is filtered off and used again for the next experiment without regeneration. 5 g of a 5 ° / o by weight used ruthenium-carbon catalyst. The starting product for each experiment is 100 g of benzoic acid dissolved in g of hexahydrobenzoic acid. 50 g of water are present in the reaction mixture. Twenty consecutive experiments, namely experiments 16 to 35, are carried out, the results of experiments to 19 being recorded as curves D, E, F and G, respectively, as mentioned above, and the time required for complete hydrogenation of the benzoic acid led to hexa- 65.
hydrobenzoesäure erforderlich ist, in der nach- Tabelle V zeigt den Druckabfall, welcher dem mithydrobenzoic acid is required, in the after- Table V shows the pressure drop, which with the
stehenden Tabelle IV für jeden der Versuche 16 bis 35 Benzoesäure zu verschiedenen Zeitabschnitten umangegeben ist. gesetzten Wasserstoff entspricht. Table IV below is given for each of Runs 16 to 35 benzoic acid at different time intervals. corresponds to set hydrogen.
g gg g
minderung der verwendeten Katalysatormengen. Der Versuch 16 der Tabelle IV hat tatsächlich die Aktivität des Katalysators erheblich verbessert, wie die obigenreduction in the amount of catalyst used. Run 16 of Table IV actually has the activity of the catalyst is greatly improved, like the above
Auswirkung der Wassermenge im Reaktionsgemisch auf die Hydrierungsgeschwindigkeit der Benzoesäure.Effect of the amount of water in the reaction mixture on the rate of hydrogenation of benzoic acid.
5555
Die für die Hydrierungsversuche dieses Beispiels' angewandte Verfahrensweise ist ähnlich der des Beispiels 1. In jedem Versuch werden 30 g Benzoesäure, 70 g Hexahydrobenzoesäure und 0,5 g eines 5%igen Ruthenium-Kohle-Katalysators eingesetzt. Die Wassermenge variiert von 0 bis 60 g, wie in Tabelle V gezeigt. Die Versuche werden bei 130° C und 158 atü aus-The procedure used for the hydrogenation experiments of this example is similar to that of the example 1. In each experiment, 30 g of benzoic acid, 70 g of hexahydrobenzoic acid and 0.5 g of a 5% strength Ruthenium-carbon catalyst used. The amount of water varies from 0 to 60 g as shown in Table V. The tests are carried out at 130 ° C and 158 atm.
1010
Λ UnnUI11O Time until
Λ Un n UI 11 O
* Bei 70 Minuten Ap = 10,5 at. Der Versuch wurde nicht bis zur Vollständigkeit weitergeführt.* At 70 minutes Ap = 10.5 at. The experiment was not continued until it was complete.
Die Angaben der Tabelle V zeigen, daß die Hydrierungsgeschwindigkeit der Benzoesäure von der Menge des anwesenden Wassers abhängig ist. Sobald das Wassergewicht jenem der anwesenden Benzoesäure gleich ist, ist durch Zusatz von mehr Wasser wenig Vorteil zu erreichen. aoThe data in Table V show that the rate of hydrogenation the benzoic acid depends on the amount of water present. As soon as the water weight that of the benzoic acid present is the same, there is little advantage to be achieved by adding more water. ao
Claims (2)
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1072 620,1150 977; französische Patentschrift Nr. 1 328 779.Considered publications:
German Auslegeschriften No. 1072 620.1150 977; French patent specification No. 1,328,779.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US33408463A | 1963-12-26 | 1963-12-26 |
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GB (1) | GB1061800A (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1072620B (en) * | 1957-09-09 | 1960-01-07 | Hercules Powder Company, Wilmington, Del. (V. Sf. A.) | Process for the production of hexahydroterephthalic acid |
FR1328779A (en) * | 1962-07-13 | 1963-05-31 | Allied Chem | Process for preparing cyclohexane carboxylic acid by catalytic hydrogenation of benzoic acid |
DE1150977B (en) * | 1960-10-04 | 1963-07-04 | Stamicarbon | Process for the hydrogenation of benzoic acid to cyclohexanecarboxylic acid |
-
1964
- 1964-12-23 GB GB5235564A patent/GB1061800A/en not_active Expired
- 1964-12-23 DE DEE28414A patent/DE1282647B/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1072620B (en) * | 1957-09-09 | 1960-01-07 | Hercules Powder Company, Wilmington, Del. (V. Sf. A.) | Process for the production of hexahydroterephthalic acid |
DE1150977B (en) * | 1960-10-04 | 1963-07-04 | Stamicarbon | Process for the hydrogenation of benzoic acid to cyclohexanecarboxylic acid |
FR1328779A (en) * | 1962-07-13 | 1963-05-31 | Allied Chem | Process for preparing cyclohexane carboxylic acid by catalytic hydrogenation of benzoic acid |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1061800A (en) | 1967-03-15 |
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