DE1289528B - Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von ª‡- und ª†-Picolin - Google Patents
Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von ª‡- und ª†-PicolinInfo
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Description
1 2
Die Erfindung bezieht sich auf die kontinuierliche Tonerde oder die Mischung aus Kieselsäure und
Herstellung von a- und y-Picolin, bei der Ammoniak Tonerde mit einer Lösung des Metallsalzes getränkt
und Acetaldehyd in einem Verhältnis von 0,4:1 bis und die getränkte Mischung dann getrocknet wird.
1:1 bei Temperaturen von 300 bis 5500C über einen Die getränkte Mischung kann dann auf verschiedene
aktivierten Tonerde- bzw. Tonerde-Kieselsäure-Kata- 5 Weise zu dem Katalysator verarbeitet werden. Der
lysator geleitet werden. so hergestellte Katalysator kann gewisse Mengen der
Zur kontinuierlichen Herstellung von a- und Metallsalze in unveränderter Form enthalten; andere
y-Picolin aus Ammoniak und Acetaldehyd hat man Metallsalze in der getränkten Mischung können in
bereits Katalysatoren aus Aluminiumoxyd und Kiesel- andere Verbindungen der Metalle oder in die Metalle
säure verwendet, die gegebenenfalls mit Thorium und 10 selbst umgewandelt werden. Mischungen, die mit
Zirkon modifiziert wurden, um einen erhöhten Anteil Sulfaten oder anderen wärmefesten Salzen getränkt
an y-Picolin im Verhältnis zum a-Picolin zu erzielen. wurden, können unmittelbar als Katalysator verThorium
und Zirkon sind bekanntlich Metalle der wendet werden. Mit durch Wärme zersetzbaren
Gruppe IVa des Periodischen Systems der Elemente. Salzen, wie z. B. Acetaten, getränkte Mischungen
Es hat sich nun gezeigt, daß mit derart modifizierten i5 können erhitzt werden, um so das Salz in das Metall
Katalysatoren die Gesamtausbeuten an α-und 7-Pico- oder ein Oxyd des Metalls umzuwandeln. Die gelin
nicht erhöht und auch nicht über längere Zeit tränkte Mischung kann auch erneut in eine Lösung
konstant gehalten werden können. -einer Säure oder eines weiteren Salzes, wie z. B. einem
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Alkali- oder Ammoniumsalz, eingetaucht werden,
kontinuierlichen Herstellung von α- und y-Picolin, 20 wodurch innerhalb der getränkten Mischung durch
bei dem Ammoniak und Acetaldehyd in einem Ver- doppelte Umsetzung eine verhältnismäßig unlösliche
hältnis von 0,4:1 bis 1:1 bei Temperaturen von Verbindung ausgefällt wird, die dann in dem Kataly-300
bis 5500C über einen aktivierten Tonerde- bzw. sator als Metall verbindung vorliegt; eine mit wäßrigem
Tonerde-Kieselsäure-Katalysator geleitet werden, das Blei(II)-acetat getränkte Mischung kann z. B. gedadurch
gekennzeichnet ist, daß als Aktivator die 25 trocknet und dann in eirte wäßrige Ammoniumfluorid-Metalle
Zinn und bzw. oder Blei oder deren Salze lösung, eine wäßrige Natriumsulfatlösung oder eine
verwendet werden. wäßrige Salzsäurelösung eingetaucht werden, so daß
Die erfindungsgemäßen Modifizierungsmittel ver- innerhalb der Mischung Blei(II)-fluorid, BIei(II)-suIfat
bessern überraschenderweise die Gesamtausbeute an bzw. Blei(II)-chlorid ausgefällt wird. Das Neben-
a- und y-Picolin im Vergleich zum unmodifizierten 30 produkt dieser doppelten Umsetzung kann dann
Katalysator, während sie das Verhältnis der Bestand- durch Waschen mit Wasser oder durch Verflüchtigung
teile im Reaktionsprodukt nicht verändern. entfernt werden.
Erfindungsgemäß kann freier Acetaldehyd mit Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung
Ammoniak erhitzt werden. Der Ammoniakdampf des erfindungsgemäßen Verfahrens,
und der Acetaldehyddampf werden vorzugsweise zu- 35 R . . . .
sammen auf eine Temperatur von 350 bis 5000C Beispiel 1
erhitzt. Als Quelle für den Acetaldehyd kann jedoch Kügelchen aus 85 Gewichtsprozent Kieselsäure und
auch jedes Homopolymerisat desselben oder irgend- 15 Gewichtsprozent Tonerde wurden in eine 8,3%ige
eine andere Verbindung, die unter den erfindungs- wäßrige Zinn(II)-chloridlösung eingetaucht, die leicht
gemäßen Reaktionsbedingungen Acetaldehyd abgibt, 40 mit Salzsäure angesäuert worden war. Nach Abverwendet
werden; so können z. B. Paraldehyd oder tropfen der überflüssigen Lösung wurden die Kügel-Metaldehyd
an Stelle von freiem Acetaldehyd Ver- chen bei 80 bis 1000C getrocknet und dann 2 bis
Wendung finden. 3 Minuten bei vermindertem Druck in eine Mischung
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durchgeführt, aus 1 Volumteil Ammoniaklösung (spezifisches Geindem
Ammoniak und Acetaldehyd in ein Reaktions- 45 wicht: 0,88) und 4 Volumteilen destilliertem Wasser
gefäß eingeführt werden, das auf eine Temperatur eingetaucht. Man wäscht die Kügelchen dann mit
zwischen 300 und 55O°C erhitzt worden ist und den destilliertem Wasser von Chloridionen frei, läßt das
Katalysator enthält. Vorzugsweise werden Ammoniak- Wasser abtropfen, trocknet bei 80 bis 100" C und
und Acetaldehyddampf getrennt voneinander in das erhitzt in einem Luftstrom auf 400"C. Der so erhaltene
Reaktionsgefäß eingeführt und bei Temperaturen 50 Katalysator enthielt Zinn(IV)-oxyd.
nicht unter 2000C vermischt; auf diese Weise wird Nach dem Reinigen des Reaktionsgefäßes mit einem
die Bildung von Acetaldehyd-Ammoniak-Kristallen, Stickstoffstjom wurden Ammoniak und Acetaldehyd
die das Reaktionsgefäß oder die Verbindungsleitungen in einem Verhältnis von 0,7 : 1 Volumteil getrennt
verstopfen können, vermieden. Die Raumgeschwindig- in das erhitzte Reaktionsgefäß eingeführt, wobei die
kcit der Reaktionsteilnehmer, d. h. die Volumteile der 55 Raumgeschwindigkeit 550 bis 600 betrug. Die Regesamten
Ammoniak- und Acetaldehyddämpfe, die aktion dauerte 15 Stunden. Es wurde eine Mischung
pro Volumteile des Katalysators in das Reaktions- aus «- und y-Picolin mit jeweils 27- bzw. 23,5%iger
gefäß je Stunde eingeleitet werden, beträgt Vorzugs- Umwandlung erhalten,
weise 300 bis 1200 je Stunde.
Als Katalysator kann Tonerde oder ein Gemisch 60 B e 1 s ρ ι e 1 2
aus Kieselsäure und Tonerde, das mit dem Metall Kügelchen der im Beispiel 1 beschriebenen Mi-
oder der Metallverbindung imprägniert ist, verwendet schung aus Kieselsäure und Tonerde wurden unter
werden. Wird ein Gemisch aus Kieselsäure und Ton- vermindertem Druck in eine 9,48%ige Lösung von
erde verwendet, so enthält es vorzugsweise 5 bis Blei(II)-acetat der Formel
50 Gewichtsprozent Tonerde, während der Rest aus (>5 nutnu rr\r\\ iu r>
Kieselsäure besteht; eine Menge von 7 bis 25 Ge- ' 0^Η3^υυ)2 · JH2U
wichtsprozent Tonerde wird besonders bevorzugt. eingetaucht. Die überschüssige Lösung wurde ab-
Der Katalysator kann hergestellt werden, indem die tropfen gelassen, die Kügelchen 1 Stunde bei 80 bis
100° C getrocknet und dann 2 Stunden in 2n-Salzsäure
eingetaucht, dann nochmals getrocknet und auf 400° C erhitzt. Der so erhaltene Katalysator enthielt Blei(II)-chlorid.
Gemäß dem Verfahren des Beispiels 1 wurden Ammoniak und Acetaldehyd durch das Reaktionsgefäß
geleitet. Die Umwandlung in a- und y-Picolin betrug 26,5 bzw. 23,5%.
Die Kügelchen der im Beispiel 1 beschriebenen Mischung aus Kieselsäure und Tonerde wurden 2 bis
3 Minuten unter vermindertem Druck in eine 23,8%ige wäßrige Lösung von Blei(II)-acetat der Formel
Pb(CH3COO)2-3H2O
eingetaucht. Die überschüssige Lösung abtropfen gelassen, die Kügelchen durch Erhitzen auf 80 bis 10O0C
getrocknet und in ein Reaktionsgefäß gefüllt. Die Temperatur wurde dann mit einer Geschwindigkeit
von 50"C je Stunde auf 400°C erhöht, um das Blei(II)-acetat
zu zersetzen. Der so erhaltene Katalysator enthielt Bleioxyd.
Die Umwandlung in α- und y-Picolin betrug 29,5 bzw. 25,5%.
Kügelchen der im Beispiel 1 beschriebenen Mischung aus Kieselsäure und Tonerde wurden unter
vermindertem Druck in eine 19,2%ige wäßrige Lösung
von Blei(II)-acetat der Formel
eingetaucht. Die überschüssige Lösung wurde abtropfen gelassen, die Kügelchen 1 Stunde bei 80 bis
100° C getrocknet und dann 2 bis 3 Minuten unter vermindertem Druck in eine 12,0%ige wäßrige Ammoniumfiuoridlösung
eingetaucht. Die überschüssige Lösung erneut abtropfen gelassen, die Kügelchen mit
Wasser von löslichen Salzen frei gewaschen, bei 80 bis 100° C getrocknet und dann auf 400° C erhitzt. Der
so erhaltene Katalysator enthielt Blei(II)-fluorid (PbF2).
ίο Gemäß dem Verfahren des Beispiels 1 wurden Ammoniak
und Acetaldehyd durch das Reaktionsgefäß geleitet. Die Umwandlung in «- und y-Picolin betrug
28,5 bzw. 22,5%.
B e i s ρ i e 1 5
Pb(CH3COO)2-3H2O
Das Verfahren des Beispiels 4 wurde wiederholt, wobei jedoch eine ll,5%ige wäßrige Blei(II)-acetat-
und eine 7,2%ige wäßrige Ammoniumfluoridlösung verwendet wurde. Der so erhaltene Katalysator enthielt
Blei(II)-fluorid (PbF2).
Die Umwandlung in «- und y-Picolin betrug 27
bzw. 24%.
B e i s ρ i e 1 e 6 bis 9
Das Verfahren des Beispiels 4 wurde wiederholt, wobei die in der Tabelle I aufgeführten Temperaturen
des Reaktionsgefaßes, Raumgeschwindigkeiten und Verhältnisse von Ammoniak zu Acetaldehyd angewendet
wurden. Die Umwandlung in «- und y-Picolin ist ebenfalls in der Tabelle I angegeben.
| Temperatur | Raumgesch windigkeit | Verhältnis | Umwandlung | Umwandlung | |
| Beispiel | des Reaktionsgefaßes 0C |
595 | Ammoniak/Acetaldehyd | in a-Picolin % |
in y-Picolin % |
| 6 | 400 | 574 | 0,74 | 26 | 22,5 |
| 7 | 450 | 415 | 0.78 | 27,5 | 22 |
| 8 | 400 | 760 | 0,73 | 29 | 24,5 |
| 9 | 400 | 0,74 | 25,5 | 22,5 | |
Beispiele 10 bis 22
Das Verfahren des Beispiels 5 wurde wiederholt, wobei die in der Tabelle II aufgeführten Temperaturen
des Reaktionsgefaßes, Raumgeschwindigkeiten und Verhältnisse von Ammoniak zu Acetaldehyd angewandt
wurden. Die Umwandlung in a- und y-Picolin ist ebenfalls in der Tabelle II aufgeführt.
10
11
12
13
14
15
16
17
18
11
12
13
14
15
16
17
18
| Temperatur | Raumgeschwindigkeit | Verhältnis | Umwandlung | Umwandlung |
| des Reaktionsgefüßes C |
607 | Ammoniak/Acetaldehyd | in «-Picolin "/„ |
in y-Picolin O/ O |
| 400 | 587 | 0,70 | 28 | 25 |
| 450 | 420 | 0,75 | 28 | 25 |
| 400 | 745 | 0,73 | 28 | 25 |
| 400 | 508 | 0,77 | 29 | 26 |
| 350 | 585 | 0,46 | 24 | 18,5 |
| 350 | 1115 | 0,75 | 23,5 | 17,5 |
| 350 | 885 | 0,79 | 24 | 18 |
| 400 | 900 | 0,77 | 26,5 | 23,5 |
| 450 | 0,75 | 30 | 25 | |
Fortsetzung
| Beispiel |
Temperatur
des Reaktionsgefäßes 0C |
Raumgeschwindigkeit | Verhältnis Ammoniak/Acetaldehyd |
Umwandlung in a-Picolin % |
Umwandlung
in y-Picolin % |
| 19 20 21 22 |
450 500 500 500 |
1132 590 497 1152 |
0,77 0,74 0,48 0,72 |
30 30,5 31 29,5 |
24 21 20 18,5 |
Die Beispiele 1 bis 22 erläutern die Verwendung eines Katalysators, der aus einer Mischung von
Gewichtsprozent Kieselsäure und 15 Gewichtsprozent Tonerde besteht. Beispiele 23 und 24 zeigen,
daß die erfindungsgemäßen Ergebnisse nicht nur dann erzielt werden können, wenn diese Mischung aus
Kieselsäure und Tonerde verwendet wird.
B e i s ρ i e 1 23 und 24
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei als Katalysator körnige Tonerde verwendet
wurde, die gemäß dem Verfahren des Beispiels 5 mit Blei(II)-fluorid imprägniert wurde, indem sie in Lösungen aus 13,4%igem BIei(II)-acetat und ll%igem
Ammoniumfiuorid (vgl. Beispiel 23) eingetaucht wurden. Das gleiche Verfahren wurde durchgeführt, bei
welchem als Katalysator eine Mischung aus 60 Gewichtsprozent Kieselsäure und 40 Gewichtsprozent
Tonerde, die wie im Beispiel 14 durch Eintauchen in Lösungen von 12,6%igemBlei(II)-acetatundlO%igem
Ammoniumfiuorid (vgl. Beispiel 24) imprägniert worden war, verwendet wurde.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle III aufgezeichnet.
| Beispiel | Katalysator | Temperatur des Reaktionsgefäßes C |
Raum geschwindigkeit |
Verhältnis Ammoniak Acetaldehyd |
Umwandlung in «-Picolin % |
Umwandlung in j'-Picolin % |
| 23 24 |
Körnige Tonerde + Blei(H)-fiuorid 60% Kieselsäure/ 40% Tonerde + Blei(II)-fluorid |
400 400 |
585 580 |
0,76 0,77 |
15,5 22,5 |
15,5 20,5 |
Zum Vergleich mit den oben beschriebenen 24 Bei- erfindungsgemäß verwendeten Metalle oder Metallspielen
wurde das Verfahren wiederholt, wobei als verbindungen enthielten, verwendet wurden. Die ErKatalysator
Kügelchen aus Tonerde oder einer Mi- gebnisse sind aus der Tabelle IV ersichtlich,
schung aus Kieselsäure und Tonerde, die keines der 40
| Ver- gleichs- beispielc |
Katalysator | Temperatur des ReaktionsgeräBes 0C |
Raum
geschwindigkeit |
Verhältnis
Ammoniak/ Acetaldehyd |
Umwandlung in a-Picolin % |
Umwandlung
in y-Picolin % |
| 1 2 3 4 5 6 |
85 Gewichtsprozent Kieselsäure/ 15 Gewichts prozent Tonerde Körnige Tonerde 60 Gewichtsprozent Kieselsäure/ 40 Gewichts prozent Tonerde |
450 400 400 400 400 400 |
555 588 554 600 560 577 |
0,78 0,72 0,79 0,73 0,8 0,77 |
19,5 17 19 18 10,5 12 |
22 20,5 22 20,5 11 15 |
Claims (3)
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von α- und γ- Picolin, bei dem Ammoniak und
Acetaldehyd in einem Verhältnis von 0,4:1 bis 1:1 bei Temperaturen von 300 bis 5500C über
einen aktivierten Tonerde- bzw. Tonerde-Kieselsäure-Katalysator geleitet werden, dadurch
gekennzeichnet, daß als Aktivator die Metalle Zinn und bzw. oder Blei oder deren Salze
verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ammoniak und Acetaldehyd
als Gase getrennt in das Reaktionsgefäß eingeführt werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmigen
Ausgangsstoffe mit einer Raumgeschwindigkeit von 300 bis 1200 pro Stunde über den Katalysator
geleitet werden.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE309984B (de) | 1969-04-14 |
| GB900799A (en) | 1962-07-11 |
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