DE1568047A1 - Verfahren zum Dehydrieren von niedrigmolekularen gesaettigten aliphatischen Nitrilen - Google Patents
Verfahren zum Dehydrieren von niedrigmolekularen gesaettigten aliphatischen NitrilenInfo
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Description
Dipl.ing H. LEINWEBER dipl-ing. IL ZIMMERMANN
3 München 2, Rosental 7, 2. Aufg
Lw/XIII/rl A 53 829 ' T"Adr 1·>»Ρ«MBnch.ii
Terelon (0|11)2<1W
den 25. August 1369
ASAHl KASEI KOGYO KABU3I-IIKI MISHA, Osaka, Japan
Verfahren zum Dehydrieren von niedrigmolekularen
gesättigten aliphatischen Nitrilen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Acrylnitril und methacrylnitril durch katalytisches
Dehydrieren von Propionitril und Isobutyrnitril.
3s sind bereits verschiedene feste Katalysatoren
aura herstellen von ungesättigten aliphatischen Mtrilen
durch Dehydrierung .gesättigter alijhatischer iii.tri.le bekannt (vergl. z.B. die U3A-Jr'atentschriften 2 701 260,
V- 734'909, 2 3Bb 55ii und 2 671 107). Die jiit diesen be- ..
kannten Xatalysa.toren erzielten Ausbeuten sind jedoch z.i;.
hinölchtlich der ausbeute bei einnialigem Durchgang des umzusetzenden
Produkts und der Selektivität für ungesättigte
aliphatic ehe rlitrile, sov;ie der Lebensdauer der Katalysatoren
unbefriedigend. Infolge der geringen Lebensdauer
iülssen di3ü6. Kattdysatoren, sobald ihre Aktivität nachläßt,
-;it ,"Jaucrstoff oxidiert und von niedergeschiageüeni ilohlenfjtofi
befreit >;erden. Zuin. /erhindern des iiachlassens der
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BAD QRJGINAL
KatalysatoraktivitL-it mischte man bisher deal Keaktionsgas
eine gerinne Seilers t of ί menge bei. Aber auch bei die dem
Verfahren besteht im technischen Laßstab der !,'achte il,
da3 die iiatalys:itorselektivität gering und die Lebensdauer
kurz ist.
!ils vvurde nun gefunden, da3 sich disse ßachteiie
durch Versendung eines bisner nicht bekannten Zinn-2-oxid-Katalysators
vermeiden lassen; hierbei erhält ;ian durch Dehydrierung gesättigter alipnatischer Nitrile in
großer Ausbeute ungesättigte t'li^nr.tische ..itriie.
Die _irf induing schaftt daher ein Verfahren zuji Herstellen
von Acrylnitril oder „.ethacrylnitril cult cn katalytisches
Jehydrieren von rro.-ionitril und Isoüut/rnitril,
dessen .besonderheit darin besteht, df.,2 ^an die- gesattigten
alipnatischen i.'itrile in der iasoh-i.se zsA I^ tisch Lei
300 eis 7Ou0U in Gegenwart eines aus Zinn-2-3xid cesteilenden
oder diese Verbindung enthaltenden rlatelys^tors katalytisch
dehydriert.
Verwendet -jan Cinn-II-oxid ull-jin als katalysator
suji jehydrieren aieser .--esAttigten alihstischen idtrile
gemäi aer ersten Ausf .hrungstorm Qer Erfindung, so geht
die .Jitivität des 2inn-ll-oxids nach einer verhältnismäßig
kurzen Zeit verloren.
Ürf indungsgemäß verv;encet man daher gemäß einer
zweiten AusfUhrungsform vorzugsweise einen ivatalysator,
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BAD
bei dem Zinn-2-oxid, z.B. nach üblichem Eintauchverfahren,
auf einem festen Träger aufgebracht wird. Hierbei erhält
man Katalysatoren, mit denen sich ungesättigte aliphatische
liitrile in groBer.Ausbeute und mit großer Selektivität
herstellen lassen, wobei gleichzeitig die große Bildungsaktivität fär ungesättigtes L'itril lange Zeit beibehalten
viird. Als Träger eignet sich für diesen Zweck vorzugsweise
Silicagel, man kann aber auch Tonerde, Kohle oder Tonerde-Kieselerdegel ^it Erfolg verv/enden.
Der auf diese Weise nach dem üblichen Eintauchver- £ -ihren hergestellte Zinn-II-oxid-Silicagel-Katalysatdr
beliält seine große Aktivität viel länger- als nur ein aus
Zinn-II-oxid bestehender Katalysator; die Selektivität
fir ungesättigtes aliphatisches Mtril beginnt jedoch
nmh einer mehr als etwa 30 Stunden dauernden Keaktionsseit
nachzulassen* Ss wurde gefunden, dab man die Kata-1:
s^torsele^tivität durch Einleiten von Sauerstoff oder
sauerstof'fhaltigem 3as in die ivctalysatorschicht te.i erhöhter Temperatur nieder bis zu einem gewissen Grrui er-'
honen, nicht.aber wieder vollständig herstellen kann.
Sriindungsgemäß wurde nun eine dritte Ausführungstörm
zum Herstellen eines Katalysators gefunden, dessen gro'Se Aktivität und Selektivität viel länger als bei dem
nach dem oben beschriebenen Sintaubhverfahren ■ hergestellten
Silicagelkr.tal;:sator erhalten bleibt. Sin weiterer..
Vorteil dieses Katalysators ist die praktisch vollkommene
s der Selektivität beim Behandeln :21t ü
.A 4 909882/1741
BAD ORfGlNAt,,
stoff oder sauerstoffhaitigern Gas bei erhöhter Temperatur,
Öer Katalysator für diese dritte Äusi'ührungsiorm
der Erfindung wird hergestellt, indem man Silicagel mit einem Zinn-II-halogenid bei erhöhter Temperatur in einem
organischen Lösungsmittel umsetzt, welches das Zinn-2-halogenid löst, aber nicht mit diesem reagiert. Der hierbei
zwischen dem Zinn-II-halogenid und Siliciumdioxid gebildete Komplex wird dann mit wässrigem Alkali behandelt,
wobei das Zinn-II-halogenid hydrolysiert wird und sich ein Komplex aus Zinn-II-oxid und Silicagel bildet;
anschließend wird dann das Alkali entfernt.
Die drei Ausführungsformell der Erfindung -%§§>&en iiiun
im folgenden näher erläutert. . t
Verwendet man einen ausschließlich aus oxid bestehenden Katalysator zum Dehydrieren von gesättigten aliphatischen Nitrilen gemäß der ersten AusfünrungsfoHfl
des erfindungsgemäßen Verfahrens, so lassen sowohl Bildungsaktivität als auch die Selektivität deB
Katalysators fIr ungesättigte alipnatische Mtrile nach
etwa 2 Stunden nach Beginn der Umsetzung nach. Zu diesem Zeitpunkt ergab eine Röntgenstrahlanalyse des Katalysators
das Vorhandensein von beträchtlichen Mengen metallischem Zinn. Wach Regenerierung durch Einleiten
von sauerstoffhaltigem üas bei erhöhter Temperatur enthielt
der Katalysator sowohl Zinn-IV- als auch Zinn-II-oxid. Verwendet man diesen regenerierten Zinn-II-oxid-
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BAD ORIGINAt
Katalysator zum Dehydrieren von gesättigten aliphatischen' Nitrilen, so tritt zwar eine beträchtliche, aber keine
vollständige Regenerierung der Mldungsaktivität und der
Selektivität für ungesättigtes aliphatischen Nitril ein.
Die Wirkung dieses Katalysators entspricht also nicht der
Wirkung eines frischen Katalysators. Ji'ührtman andererseits die Umsetzung in Gegenwart von metallischem Zinn
oder Zinn-IV-oxid als Katalysator durch, so ist die
Bildungsaktivität und Selektivität dieses Katalysators
für ungesättigtes alipnatisches Nitril beträchtlich
niedriger als die von Zinn-II-oxid.
Als zweite Au sfiih rungs form des erfindungsgemäßen
Verfahrens kann die Dehydrierung von gesättigten aliphatischen
Nitrilen ferner unter'Verwendung eines nach dem Eintauchverfahren hergestellten Zinn-2-oxid-Silicagel-Katalysators
erfolgen. Nach 30-stündiger ümsetzungselauer
unter den »!eichen Bedingungen wie bei Verwendung
des ausschließlich aus Zinn-II-oxid bestehenden Katalysators,
wurde eine Eontgenstrahlanaly.se des Katalysators
durchgeführt. Dabei ergab sich das Vorhandensein von metallischem Zinn, das durch ßeduktion gebildet v;orden
war. . . - - ■ ■ '
Diese experimentellen Ergebnisse beweisen, daß
die Verminderung der Kntalysatoraktivität eines lediglich
cus Zinn-II-oxid bestehenden' Katalysators auf die
Umviandlumj eines ■ beati-aia-ton Teils des Zinn-II-oxids
./. 909882/1741
BAD
♦ ti
vmhrend der Umsetzung oder der .Regenerierung in
metallisches Zinn und Zinn-IV-oxid zurückzuführen ist, was eine Verminderung der Bildungsaktivität
und Selektivität f-ir ungesättigtes aliphatisches
iiitril zur Folge hat. Verwendet man den nach dem
Eintauchverfphrün umgestellten Zinn-II-oxid-3ilicagel-K.atalysator
bei der Umsetzung, so tritt teilweise freies Zinn-Ii-oxid onne Silicagelträger auf und dieses
freie Zinn-II-oxid wandelt sich in metallisches Zinn um, das eine gerinne ßildungsaktivit t und
Selektivität für ungesättigtes ulipüstisches Kitril
besitzt, dadurch sinkt die Bildungsaktivität und
Selektivität f.:r ungesllttigtes aliphatischas iiitril.
j der Bevorzugten dritten Ausf"iiirung des
erfindungsgeiüdiJen Verfahrens wird die dehydrierung
von gesättigten aliphatischen nitrilen in J-egenwart
eines Katalysators durchgeführt, der durch umsetzen
von Zinn-II-halogenid und Siiicagel bei erhönter
Teiiperatur und anschließendes rjeutralisieren der
entstehenden Verbindung mit einer wässrigen alkalischen Lösung hergestellt wurde; dieser Katalysator
enthielt aufgrund der ßöntgenstrahlanalyse, selbst
nach langer Gebrauchszeit, kein metallisches Zitttu
jJaraus läSt sich schließen, daß in dem auf diese
',Veise hergestellten Katalysator icein ireies z.inn-11-oxid
vorhanden ist, das während der Dehydrierung zu metallischem Zinn reduziert werden kann.
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BAD
ft ♦ f ■%■ r
Es ist anzunehmen, #äß der nach dem obigen
?ert)in<iuHgsverfahren hergestellte, bevorzugt verwendete
Zinn-il-oxiä-Silieiumdioxid-Komplex sich nach dem
ιolgenden Beaktionsmechanismus bildet und eine
-—f-Si-0-Sn-ö—^T" Bindung auf der Oberfläche des
Siliciumdioxiäkerns aufweist:·
Si-OH + SnGl^ (in icetophenon-Lösung)
Si-ü-SnOH
Härmebehandlung
woöei η eine ganze Zähl bedeutet.
Das au! diese Weise an SiiiGiumdioxid gebundene
und auf der überfläche des Siliciumdioxidträgers verteilte Sinn-Ii-oxid läßt sich nur sehr schwer reduzieren
und wird infolgedessen während der Umsetzung nlebt in metallisches Zinn umgewandelt. Dadurch tritt
keine Verminderung der Bildungsaktivität und Selektivität
des Katalysators lär ungesättigtes alipüatiaches
litril ein.
Der nach diesem Verfahren hergestellte Zinnil-oxid-Siliciumdioxid-Katalysator
enthält eine ge-
./.
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ringe Menge Zinn-II-oxid von z.B. nicht mehr als etwa
einigen Gewichtsprozent, bezogen auf das Siliciumdioxid, und stellt daher in technischer Hinsicht einen
äußerst vorteilhaften Katalysator dar.
Der Zustand vor und nach der Umsetzung der nach dem ersten, zweiten und dritten Verfahren hergestellten Katalysatoren wurde durch Röntgenstrahlanalyse bestimmt. In den beigefügten Zeichnungen zeigen die Figuren 1 bis 5 Röntgenstrahldiagramme für
folgende Fälle:
Fig. 1 für einen lediglich aus Zinn-II-oxid bestehenden Katalysator, vor der Umsetzung}
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
für einen nach dem Eintauchterfahren
hergestellten Zinn-II-oxid-Silicagellatalysator, vor der Umsetzung;
für den gleichen Katalysator wie in Fig. 2, jedoch nach der Umsetzung;
für einen nach dem bevorzugten Verfahren hergestellten Katalysator,
bei welchem Zinn-2-oxid an Siliciumdioxid gebunden ist, vor der Umsetzung
und
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BADORK3IÄ
- 9 - . -.-■■■
,. Fig, 5 für den gleichen Katalysator wie in
Fig. 4, jedoch nach der Umsetzung;
Fig. 6 gibt die Ergebnisse der Elementaranalyse auf Zinn vor und nach der
Umsetzung wieder; hieraus ergibt sich, daß die Katalysatoraktivität
bei einem nach dem bevorzugten Verfahren hergestellten Zinn-II-oxid-Siliciumdioxid-Katalysator lange
beibehalten wird.
In Fig. 1 sind alle Maxima sehr scharf ausgebildet und entsprechen den Beugungslinien für
Zinn-II-oxid. Während der Umsetzung wird das Zinn-II-oxid jedoch zu einem, beträchtlichen Teil zu
metallischem Zinn reduziert, das ein silbrigweißes Aussehen hat.
Das bei den obigen Messungen verwendete
Zinn-II-oxid war ein handelsübliches Produkt.
In Fig. 2 ist keine Beugungslinie für Zinn-II-oxid vorhanden, da die Menge des auf dem SiIicagelträger vorhandenen Zinn-JI-oxids lediglioh wenige
Prozent betrug.und das Zinn-II-oxid einheitlich verteilt war. Daher beobachtet man nur schwache Maxis»
von Sllicagel bei 2Θ * 15° bis 2ö - 30°. Ss ist aazunehmen, daß das SilioageX praktisch in amorpheo
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- 10 -
Zustand vorlag und daher nur schwache und verschwommene Maxima aufweist, wie dies in dem Dia4·
gramm dargestellt ist. Andererseits sind in Fig. 3 8-10 Maxima für metallisches Zinn, zusätzlich zu
den schwachen Maxima für Sil'icagel, bei 2Θ = 15°
bis 'S » 30° vorhanden. Dies beruht auf der.Tatsache, daß sich das Zinn-II-oxid lediglich auf
Silicagel als Träger befindet und daher größere Mengen Zinn-II-oxid und Silicagel nicht chemisch
miteinander verbunden sind. Aus diesem Grund war das Zinn-II-oiid instabil und wurde während der
Umsetzung zu metallischem Zinn reduziert.
In den Fig. 4 und 5 sind nur schwache Maxima für Siliciumdioxid im Bereich von 2Θ = 15° bis 2d -30° sichtbar? eine Beugungslinie für Zinn-2-oxid
oder metallisches Zinn ist nicht vorhanden. Da die Fig. 4 ujad 5 Böntgenstrahldiagramme von Verbindungen gleicher Kristallstruktur darstellen, ist anzunehmen, daß der nach dem bevorzugten Verfahren hergestellte Zinn-II-oxid-Siliciumdioxid-Katalysator
während der Reaktion nicht reduziert wird und dass Iu dem Katalysator eine chemische Bindung zwischen
den Zino-II-oxid und dem Siliciumdioxid vorliegt.
Das Zinn-II-oxid ist also mit dem Siliciumdioxid
verbunden und auf der Oberfläche des Siliciumdioxidträgeri praktisch in Form einer monomolekularen
Sebiefct verteilt.
./. 11
BAD OFMGINAt
Fig. 4 und 5 zeigen die Ergebnisse von laessungen, die mit der zweifachen Rontgenstrahlempfindlichkeit gegenüber den ,bei den Fig. 1,2 und 5 durchgeführten Messungen vorgenommen wurden.
. Wie sich aus Fig. b ergibt, beobachtet man
selbst nach 11 Tagen (246 Stunden) nach Beginn der Heaktion keine Veränderungen des prozentualen Gewiohtsverhältnisses Sn/Snü-SiO2» Vermutlich entweicht aus diesem Grund bei diesem Katalysator währ^
end der Umsetzung kein Zinn-Il-oxid. Falls das Zinn-Il-oxid nämlich ungebunden auf dem Siliciumdioxidtrliger vorlage, würde ein Teil während der Umseteung
entweichen, da die Umsetsungstemperatur 30ü - 7000C
beträgt.
Im Hinblick auf die in Fig. 4, 5 und b dargestellten Ergebnisse ist anzunehmen, daii der nach dem
Verbindungsferfahren hergestellte Zinn-II-oxid-Siliciumdioxid-Katalysator eine stabile Struktur, z.B.
der Zusammensetzung
—f—Si-O-Sn- aufweist.
Es wurde ferner gefunden, daß sich Kohlendioxid oder Kohlenmonoxid bildet, wenn man Sauerstoff oder säuerstoffhaltiges Gas in einen Kataly-
./. 12 9-09882/1741 .
BAD 1
- vz -
sator einführt, dessen Aktivität nach einer längeren
Keaktionszeit nachgelassen hat. Es wurde beobachtet, äati die itegenerierung der iiatalysatoraktivität beendet
ist, wenn sich kein Kohlendioxid oder Kohlenmonoxid mehr entwickelt. Sinkt daher die Katalysatoraktivitat
nach längerer Zeit, so läßt sich der erfindungsgemäß
verwendete Katalysator leicht durch Einführen von oauerstoff oder sauerstofihaltigem
G-as (z.B. von Luft), Wasserdampf oder kohlendioxid bei erhöhter Temperatur regenerieren.
G-as (z.B. von Luft), Wasserdampf oder kohlendioxid bei erhöhter Temperatur regenerieren.
Das bei dem erfindungsgemätien Verfahren ohne Verwendung eines Trägers als Katalysator angewandte
Zinn-II-oxid kann nach herkömmlichen Verlahren hergestellt werden. Außerdem lassen sich Hydroxide und
Salze, die sich unter den xieaktionsbedingungen in Zinn-II-oxid umwandeln, wie z.3. la träte, Acetate
und Carbonate verwenden.
und Carbonate verwenden.
3ei der anderen Ausfünrungsform des erfindungsgemäüen
Veriahrens läßt sich das gleiche Zinn-II-oxid zur Herstellung des Zinn-II-oxid-Silicagel-Katalysators,
z.ii. nach dem Eintauchverfahren, verwenden wie Dei dem vorigen Verfahren. Hierzu eignet
sich ein beliebiges handelsübliches Silicagel. Ferner eignen sich andere handelsübliche Trägersubstanzen,
wie Tonerde, Tonerde-Silicagel oder Kohle.
./. 909882/1741
■■■'. - 13 - ·
Bei dem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich als Zinn-II-halogenid. Zinn-II-chlorid,
Zinn-II-bromid, Zinn-II-jodid und Zinn-Il-fluorid
verwenden.
Aus ^runden der Wirtschaftlichkeit und der
einfachen Handhabbarkeit wird jedoch Zinn-II-chlorid
bevorzugt. Ils Lösungsmittel eignen sich Verbindungen, welche Zinn-II-iralogenide auflösen, aber nicht
mit diesen reagieren, wie z.B. Ester, Ketone oder A.thar. Vorzugsweise verwendet man ein Keton. Als
Ester eignen sich beispielsweise Methyläcetat, Äthylacetat, Propylacetat und Isobutylacetat, Phenylacetat,
Benzylacetat, Methylbutyrat, Äthylbutyrat
oder Isoamylbutyrat als Lösungsmittel, Als Ketone eignen sich Aceton, Methyläthylketon, Acetophenon
und .Bönzophenon; als Äther eignen sich Dipüenyläther,
Dioxan und Anisol.
Die Reaktionstemperatur und die Reaktionszeit"
far die Umsetzung von Zinn-II-halogenid mit Silicagel
hängen von der Art des verwendeten Zinn-II-<
haiogenids und des organischen Lösungsmittels ab. Allgemein liegt die Reaktionstemperatur zwischen.
30 und 35O0C, vorzugsweise zwischen 50 und ^000C.
Falls die Seaktionstemperatur unter diesem Bereich
liegt, ist die Umsetzungsgeschwindiglieit des Zinn-
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t t * ι t t
-14-
II-haiogenids nit dem Silicagel gering und folglich
ist die Lenge des mit dem Silicagel umgesetzten Zinn-Il-halogenids,
selbst bei längerer HesJcticnszeit, gering.
Die'Katalysatoraktivität ist hierbei gering. Die anzuwendende Reaktionszeit schwankt, je nach der
Reaktionstemperatur, beträgt aber gewöhnlich über 3
Limiten, vorzugsweise über 30 Minuten. Die Umsetzung v/ird bei Atmosphärendruck durchgeführt.
Das erhaltene iteaktionsprodukt v/ird von dem
organischen Lösungsmittel abgetrennt und mit einer wässrigen AlJcaliJLösung neutralisiert. Vorzugsweise
wäscht man das Produkt vor dem Hydrolysieren mit einem organischen Lösungsmittel oder mit einem Lösungsmittel,
welches überschüssiges Zinn-II-halogenid
aufzulösen vermag.
Als wässrige Alkalilösung zum Hydrolysieren eignen sich eine wässrige Ammoniaklösung, wässrige
Alkalilaugen, ?/ässrige Srdalkalilaugen, -;;ässrige
Alkalicarbonatlösungen und Alkalibicarbonatlösungen. Typische Beispiele für brauchbare Substanzen zur
alkalischen Hydrolyse sind wässrige Lösungen von Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Calciumhydroxid,
natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, iiatriumbicarbonat und Kaliumbicarbonat, Vorzugsweise verwendet man
wässriges Ammoniak. Falls diese alkalischen Substanzen .
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UMlD
BAD ORtGßsfAL
BAD ORtGßsfAL
I · I · f
t *■ · f · t
jedoch in dem Katalysator verbleiben, tritt hierdurch
eine Verminderung, der Selektivität ein; es
ist daher zweckmäßig, diese Substanzen zu entfernen.
Verwendet man eine wässrige Ammoniaklösung, so verflüchtigt sich das Ammoniak während des Erhitzens
beim Trocknen des Katalysators. Verwendet man dagegen andere wässrige alkalische Lösungen,
so sollten die Alkalibestandteile auf geeignete '
7/eise, z.B. durch Waschen mit Wasser oder Erhitzen,
entlernt werden.
Der auf diese Weise hergestellte Katalysator ivird vorzugsweise vor der Verwendung auf 300 - 7OQ0C,
vorzugsweise 500 bis 65O0G erhitzt.
Führt man das erfindungsgem^ße Veriahren
unter Verwendung eines nur aus Zinn-II-oxid bestehenden
Katalysators durch, so vermindert sich die Aktivität allmählich. Um dieser Erscheinung
entgegenzuwirken, kann man dem bei der Reaktion verwendeten Ausgangsgas (gesättigtes aliphatisGhes
Nitril) Sauerstoff oder säuerstoffhaltiges ^as (z.B.
Luft) zumischen. Die Menge des zugemischten Sauerstoffes liegt hierbei vorzugsweise zwischen 2 und
30 Volum-i», bezogen auf die Llenge des gesättiig-ten
aliphatischen iyitrlls. Wahlweise kann die'Umsetzung
in Abwesenheit von Sautrstoff auisgefährt Me
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in diesem i'all wird die Umsetzung zwecks Regenerierung
des Katalysators abgebrochen und Sauerstoff in den Katalysator bei erhöhter Temperatur eingeleitet.
Dabei wird der reduzierte Katalysator oxidiert und abgelagerte Kohle entfernt. Dadurch wird die Katalyse
toraktivitüt regeneriert. Z'7eckmä3igerweise behandelt
man den Katalysator nach dieser Sauerstoffbehimdlung
mit .wasserstoff, wodurch der uf dem i-atalysator adsorbierte Sauerstoff entfernt wird.
if
In analoger ,'/eise .kann man einen lediglich
uuf einem Träger niedergeschlagenen Katalysator
j.emL<i der zweiten Ausführungsiorm des erfindungsgemäaen
Verfahrens oder den bevorzugt verwendeten, komplex gebundenen Katalysator gemäß der dritten
Ausführungsform ,es erfindungsgemäßen Verfahrens
periodisch durch Behandeln mit Sauerstoff, Luft, '.Vasserdampi oder kohlendioxid regenerieren.
Bei der ersten, zweiten und dritten Ausiiinrung.iform
des eriindungsgemäßen Verfahrens £ann die
Regenerierung des Katalysators bei Temperaturen zwischen'^50 und YOO0G, vorzugsweise zwischen 4^0
und 60O0G -ausgef jnrt werden, .sei niedrigen Temperaturen
verbrennt der gebildete Kohlenstoff nicht vollständig unä es tritt keine ausreichende Regenerierung
ein. ^ei noneren Temperaturen tritt
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BAD OfiÄÄL
eine unerwünschte Sinterung des Katalysators ein.
Die Regenerierung des nach der bevorzugten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
hergestellten Zinn-II-oxid-Siliciumdioxid-Katalysators
kann also in der Praxis entweder durch Unterbrechen der ßeaktjon und Einleiten von Sauerstoff
oder säuerstoffhaitigern Gas in das Reaktionsrohr oder durch
Unterbrechen der Reaktion, Entfernen des Katalysators und Regenerieren des Katalysators in einer
anderen ItegeneriervOrrichtung erfolgen, wahlweise
kann man, wenn man ein "beliebiges bewegliches Bett oder Fließbett verwendet, den Katalysator kontinuierlich
abziehen, regenerieren und rückführen. Vor . dem Rückführen wird der Katalysator vorzugsweise
niit Viasserstoff zum Entfernen von adsorbiertem Sauerstoff
behandelt.
ur vorteilhaften Durchführung des erfindungsgemaßen
Verfahrens wendet man allgemein eine Reaktionstemperatür
zwischen 300 und 7000C, vorzugsweise zwischen
5U0 und 65O0C an» Liegt die Reaktionstemperatur wesentlich
unter 3000C, so tritt kaum eine Dehydrierung von
^esattigteni aliphatisch em riitril ein. Liegt dagegen",.
die Temperatur wesentlich über 65O0C, so tritt eine
fortschreitende Zersetzung des gebildeten Hitrils sowie
des bis -Aus.iimäCiaaterisl verwendeten liitrils ein.
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BAD
tit* » ι»* t * t i ß
t t · » t *
- 18 -
Bei der Durchführung des erfindun^sgemüßen
Verfahrens kann das als Ausgarigsmaterial verwendete gesättigte aliphatische iJitril mit einsm Inertgas,
wie Stickstoff, verdünnt y/erden. Zum V^rdannen eignen
sich auch Kohlendioxid, Äthylen, Benzol und Cyanwasserstoff.
Die umsetzung läöt sich entweder unter Druck,
bei Atmosphärendruck oder unter vermindertem Druck ausführen, falls die Heaktionspartner datei in der
jasphasG verbleiben. Je niedriger jedoch der Druck
ist, desto hoher ist im allgemeinen die Ausbeute an ungesättigten aliphatischen Mtril bei einmaligem
Durchgang. Aus diesem Grund wendet man uaher vorzugsweise
verminderten Druck an. Die Raumgeschwindigkeit des Seakticnsgases Deträgt vorzugsweise'
20 bis 100 000 Stunden"1.
Als iteaktionsvorrichtung καηη eine Deliebige,
für diesen Ζγ.-eck bekannte Vorrichtung, z.jj. ein ^'estbett,
bev/egliches Bett oder Fließbett, verwendet, /.erden.
Die lolgenüen Leispiele dienen zur v/eiteren Erläuterung der Erfindung:■
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BAD ORIGINAL
tltt · » ·· I«· ·
I *«* If If« «t<
■ I * · I f ·
Sin aua Ο-,·υθ5 Mol handelsübiichem Zinp-II-oxid
bestehender Katalysator wurde mit 3 ml-Quarzsand
als Verdünnungsmittel und Träger verdünnt und in ein Reaktionsronr aus Quarzglas eingefüllt. Das
Reaktionsronr wurde in einem elektrischen Röhrenofen
auf 5?3ü°C erhitzt und es wurde eine Gasmischung
aus 19,^? ¥olum-# Propionitril und 80,5 Volum-^ Stickstoff
in das Reaktionsrohr mit einer Raumgeschwindigkeit von 900U Stunden eingeleitet.
Die Zusammensetzung des Ausgangsgases wurde gaschromatographisch bestimmt. Dabei ergab sich eine
23,ö£ige Umwandlung von Propionitril, eine Acrylnitrilausbeute
von 20,ü# bei einmaligem Durchgang und eine Selektivität von 83,5£. Der Rest bestand
aus Acetonitril und Kohlendioxid und geringen Mengen
Cyanwasserstoff und Äthylen.
Seispiel 2
Sin Katalysator aus 0,005 Llol handelsüblichem
Zinn-II-oxid wurde mit 3 ml Q,uarzsand als Verdünnungsmittel
vermischt und in aas aleiclie üeaktionsronr wie
in Beispiel 1 eingebracht. Dls Heaktiünsrohr wurde _&uf
53O0C erhitzt und eine G-asaischung aus rrcpionitril,
909882/17A1
BAD
i t « · t * t
- 20 -
* Sauerstoff und Stickstoff im Volumverhäitnis
18,7 : 40,0 : 77,3 in das Reaktionsrohr mit einer Raumgeschwindigkeit von 9000 Stunden" eingeleitet.
Durch Analyse des gasförmigen Produktstroms wurde eine 28,!?$ige Umwandlung des Propionitrils,
eine Acrylnitrilausbeute von 21,b# bei einmaligem
Durchgang und eine Selektivität von 75,4$ ermittelt.
Die 'obige Katalysetoraktivität wjir selbst
Stunden nach üeginn der Reaktion vorhanden.
Es wurde die gleiche Umsetzung ?;ie in Beispiel
1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß als Katalysatoren jeweils 0,05 Mol Zinncarbonat bzw. Zinnhydroxid
auf 3 ml Quarzsand als Träger aμfgebracht wurden.
Unmittelbar nach Beginn aer Reaktion wiesen diese Katalysatoren kaum eine Katalysatoraktivität
auf; die Aktivität nahm jedoch nach und nach zu und wurde nach etwa 3 Stunden konstant. Die hierbei erzielten
.Reaktionsergebnisse sind in der tolgenden
Tabelle aufgefinrt:
./.
909882/1741
- 21 -
Katalysator "Ziniioarbonat
Zinnhydroxid
von Propionitrii
25,7
Ausbeute an Acrylnitril bei einmaligem Durchgang
20,0
Selektivität für Acrylnitril
0,005 UoI handelsübliches Zinn-.II-oxid wurden
mit t> ml Quarzsand als Verdünnungsmittel vermischt
und in ein Reaktionsrohr aus Quarzglas eingebracht. Das reaktionsrohr wurde in einem elektrischen ßöhrenof
en auf 59O0C erhitzt und eine (lasmischung aus'36
Isobutyrnitril und 54,Off Stickstof!' wurde in das Reaktionsrohr
mit einer fallgeschwindigkeit von-1500 Stunden"
eingeleitet. ^
9098 82/1741
BAD
30 Minuten nach Beginn der Reaktion und bei
einer Temperatur von b9U°C wurde eine 1b,^ige Umwandlung
von Isobutyrnitril, eine Ausbeute von
11,4$ Methacrylnitril bei einmaligem Durchgang und eine Selektivität für kethacrylnitril von
Y3|2# erzielt. Als nebenprodukte traten geringe
Lengen Acetonitril, Cyanwasserstoff und Acrylnitril auf.
Ein Zinn-II-oxid-Katalysator auf oilicagel
als Träger wurde gemäß dem Eintauchverfahren auf folgende Weise Hergestellt:
30 ml Silicagel wurden zu einer wässrigen
Lösung von U,02 Mol Zinn-II-chlorid zugegeoen. Zu
dieser Mischung wurden etwa 100 ml wässrige Ammoniaklösung zugegeben, wodurch das Hydroxid ausgefällt
wurde. Der Niederschlag wurde mit Wasser gewaschen, getrocknet und dann 2 Stunden bei U)OO0C im Stickstoff
strom behandelt.
3 ml des auf diese Weise hergestellten Katalysators wurden in ein Reaktionsrohr aus Qusirz eingebracht.
Dieses Reaktionsrohr wurde in einem elektrischen
./. 909882/1741
BAD ORIGINAL
- 23 -
Röhrenofen auf 55o°C erhitzt und eine Sasmischung aus
13,1 Volum-# Propionitril und ö6,9 Volum-/» Stickstoff
in das Reaktionsrohr mit einer Raumgeschwindigkeit von
1400 Stunden" eingeleitet.
.30 Llinuten nach Beginn der Reaktion wurde eine
26,7#ige Umwandlung von Propionitril, eine 23,4/«ige
Ausbeute an Acrylnitril bei einmaligem Durchgang und eine Selektivität von b7,5^ für Acrylnitril erzielt.
Der Rest bestand aus Acetonitril, Cyanwasserstoff und
Äthylen.
Die Reaktiünsergebnisse waren 30 Stunden nach Beginn der Reaktion dieselben -..ie oben; es trat also
keinerlei Verminderung der Katalysatoraktivitdt auf.
3 ml eines n,ach dem Eintauchverfahren gemäß Beispiel
4 hergestellten Zinn-II-oxid-Silicagel-Katalysators
wurden in ein aus Quarzglas bestehendes Reaktionsrohr eingebracht. Das Reaktionsrohr
wurde in einem elektrischen Röhrenofen auf 600 3 erhitzt und eine Gasmischunä aus 36,0 Volum-^
Isobutyrnitril und 54,0 Volum-,- Stickstoff wurde
in das Reaktionsrohr mit einer .laumgeschwinüigkeit
von 1400 Stunden" eingeleitet.
909882/1741
BAD ORJOINAL
lach 50 Liinuten wurde eine I6,8$ige Umwandlung
von Isobutyrnitril, eine Ausbeute an Methacrylnitril
bei einmaligem Durchgang von 12,1$ und eine Selektivität für Methacrylnitril τοη 72,1£ erzielt, ils Bebeaprodukte
wurden geringe Lengen icetonitril, Cyanv/asserstoff
und Acrylnitril gebildet. 35 Stunden nach Beginn der Reaktion wurden dieselben Ergebnisse
wie oben erzielt; es trat also keinerlei ferminderung
der Katalysatoraktivität ein.
0,02 IUoI Sinn-II-chlorid wurden in einen Dreihalskolben
mit Rührer, Kühler und Thermometer gebracht und in 100 ml Acetophenon aufgelöst. Zu dieser Lösung
wurden 50 ml Silicagel {parison Sradi 70, ffilohendurchmesser
1,65 mm (10 mesh)] zugegeben. Bae Gemisch
wurde 5 Stunden unter Hühren bei 160 - 170°ß umgesetit.
Nach Beendigung der Umsetzung wurde das Lösungsmittel entfernt und das Sllicagtl-Reaktlonsprodukt fünfmal
mit Aceton gewaschen. 100 ml wässrige Ammoniaklösung wurden zu dem Silicagel-Reakticnsprödukt zugegeben
und das Gemisch wurde auf dem IVasserbad erhitzt und
zur Trockne eingedampft. Anschließend wurde das Eeakticnsprodukt
5 Stunden bei b5Ö°C in Stickstof!atmosphäre
behandelt. Der auf diese Weise hergestellte Zinn-II-oxid-Silicagel-Kataiysator
wurde zur Dehydrierung τοη
909882/1741
BAD
-Propionitril bei einer Seaktionstemperatur τοπ
einem Volumverhältnis Propionitril zu Stichstoff von
9:60 und einer taimgesairaindigkeit von 1400 Stunden"
verwendet. Dabei wurde eine 19,M*ige Umwandlung von
Propioniiril, eine Ausbeute von 17,1^ Acrylnitril und
eine Ausbeute von 2,3$ Cyanwasserstoff erzielt, wobei
die Selektivität für Acrylnitril 87,5?^ betrug.
Selbst 10U Stunden nach Beginn der Heaktion
wurde kaum eine Veränderung der Beaktionsergebnisse beobachtet; es trat also keinerlei Verminderung der
Katalysatoraktivität ein. lachdem die Ka'talysatorak-
: tivität naen 250-stündiger Propionitrildehydrierung
nachgelassen hatte, wurde die Propionitrilzufuhr un^·
terbroehen und luft in einer Menge von 60 ml pro Minute
bei ^U0C eingeleitet. lach etv/a 2-stündigeni
Einleiten von Luft wurde keine weitere Kohlendioxid'-'
entwicklung mehr beobachtet. Die Luftzufuhr wurde· μ»«
terbrociien und die Dehydrierung von Proplonitrii wurde
. unter den gleichen üedingungen wie oben'fortgesetzt·
Die Umwandlung von Propionitril, die Ausbeute an Aeryl
nitrii bei einem einsi&JLigen Durchgang bzw. die Selekti
vität für;Äerylnitri! "betrugen vor der Katalysatorre-.
generierung 1/,/^, 11,!)^ bzw. ß!?,3$ und nach der
BAD OftfQJNAta
0,02 Mol Zinn-II-bromid wurden in den gleichen
Reaktions&olben wie in Beispiel 5 eingebracht
und in 100 ml Dipnenyläther aufgelöst. Zu dieser Lösung wurden 50 ml des gleichen Jilicagels wie in
Beispiel b zugegeben und das Gemisch wurde unter
Rühren 4 Stunden lang bei etwa 2000C umgesetzt·
Nach Beendigung der Umsetzung wurde das lösungsmittel entfernt und das iSilicagelreaktionsprodukt
•wurde tünfiaal mit Dipnenylätner gewaschen und
letzteres abdekantiert. Zu diesem Silicagelreaktionsprodukt
wurden 100 ml wässrige Aamcniakiösung
zugegeben und das iiemisch wurde eirbitst und suf
einem Wasserbad umgesetzt· Nach dem !Trocknen wurde das Heaktionsgemisch 3 Stunden im Stickstoffstrom
auf t?70°G erhitzt.
Der auf diese Weise hergestellte Katalysator wurde zur Dehydrierung τοη Propionitril unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 verwendet. Hierbei ergab sieh eine 21f^ige Umwandlung von
PropioBitril, eine ia,8£ige Acrylnitrilausbeute
bei einmaligem Durchgang und eine SelektiTität
für Acrylnitril von 88,4$.
BAD
f f * I
ν- η -.
Die Katalysatoraktivität bei der obigen Reaktion blieb selbst nach über 120 Stunden Reaktionsdauer unverändert.
Die Umsetzung wurde etwa 2OU Stunden fortgesetzt",
wobei die Katalysatoraktivität etwas nachiiess. Die Dehydrierung wurde dann abgebrochen und. es wurde
2 Stunden.lang lasserdampf bei b5Q°C zur Regenerierung
des Katalysators eingeleitet, «ach der Regenerierung
Yde-sen die Mldungsaktivität und die Selektivität für·
Acrylnitril wieder ihre Änfangswerte auf.
0,02 Mol Zinn-II-chlorid würden in den gleichen
Kolbiß wie in Beispiel 7 eingebracht und in 100 ml
Beftgylacetat aufgelöst. 2u dieser Lösung wurden 5>0 ml
des gleichen Silicagels wie in Beispiel 5 zugegeben
tmS das Gemisch wurde b Stunden bei.etwa 14O0G auf
d|| gleiche Ife^se wie in Beispiel 7 umgesetzt. lach
Beendigung der Umsetzung wurde das Lösungsmittel entfernt und das Silicagelreaktionsprodukt wurde fünfmal
mit Benzylaeetat gewaschen. Zu diesem Silicagelreaktionaproäukt
wurden tüO ml wässrige Kalilauge zugegeben
und das Gemisch wurde gerührt. Das Reaktionsprodukt wurde mit Wasser gewaschen, bis das Wasch-
■ . V ./.28
909882/.1741
wasser iceine alkalische Reaktion mehr zeigte. Anschließefid
wurde das Reaktionsprodukt getrocknet und dann 3 Stunden im Stickstoffstrom bei 55O0C
behandelt.
Der hierbei erhaltene Katalysator wurde 100 Stunden bei 57O0G zur Dehydrierung von Propionitril
ve-r.7endet, vobei ein Voiumverhältnis Propionitril:
Stickstoff =9:60 und eine Lineargeschwindigkeit von 60 cm pro Sekunde angewandt wurden.
Bei dieser Se aktie η wurden eine 23,2/Sige Umwandlung
von Prcpionitril, eine 20,4#ige Ausbeute an Acrylnitril bei einmaligem Durchgang und eine Selektivität
fir Acrylnitril von B8,0# erzielt.
l^ach 100-s t lind ige r He akt ions dauer wurde der
Katalysator kontinuierlich entfernt, wobei die Propionitrildehydrierung
fortgesetzt wurde. Die Regenerierung erfolgte durch Einleiten von Luft von 57O0C in
einer getrennten Hegenerierungsvorrichtung. Der regenerierte
Katalysator -rurde wieder kontinuierlich
in den Reaktor eingefährt. In diesem iall betrug die
!,!enge des regenerierten Katalysators 2 Gew.-^ pro
Stunde, bezogen auf die Gesamtmenge des Katalysators.
./. 909882/1741
bad
15680Λ7
'■■·; Bei dem obigen Verfahren wurden eine 21,8#ige
Umwandlung von Propionitril, eine 19,2#ige Ausbeute
an Acrylnitril bei einmaligem Durchgang und eine Selektivität für Acrylnitril von 8ö,.1# erzielt.
Die Reaktion v;urde etwa 200 Stunden durchgeführt,
wobei keine Verminderung der Katalysatoraktivität beobachtet wurde.;
Beispiel 10 .
0,02 Hol Zinn-II-haiogenid wurden jeweils in
den gleichen Kolben wie- in Beispiel -7 eingebracht
und jeweils in 100 ml verschiedener organischer Lösungsmittel
aufgelöst. Zu den entstehenden Lösungen wurden jeweils bO ml des gleichen Silicagels wie in
Beispiel 5 zugegeben und das Gemisch jeweils unter Rühren bei verschiedenen Reaktionsbedingungen erhitzt»
Nach Beendigung, der Reaktion wurde das Lösungsmittel
entfernt und das Silicagelreaktionspro-dukt wurde mit dem Lösungsmittel gewaschen und dieses 'abdekantiert.. Zu dem Silicagelreaktionsprodukt
wurden 100 ml wässrige Alkalilösung zugegeben und
das iemisch wurde unter Rühren auf einem Wasserbad
erwärmt und zur lieaktion gebracht. Nach dem Trocknen
wurde d^s Reaktionsgemisch 3 Stunden im Stickstoffstrom
auf 56Q0C erhitzt. Die hierbei erhaltenen
*/., &0M82/1741
BAD
P * * 4« 4*· » J ^ J
lbböU4/
- 30 -
Zinn-I-I-oxid-Siliciumdioxid-iiatalysatoren γ/urüen jeweils
zur Dehydrierung ypn i^ropionitril verwendet. Die Reaktionsergebnisse sind in der folgenden Tabelle
1 aufgeführt. In jedem Fall wurden eine Eeaktionstemperatur
von 560 G und ein Volumverliältnis Propionitril:
Stickstoff = 9:6ü sowie eine Raumgeschwindigkeit von 1400 Stunden™ angewandt.
»00082/1741
BAD
V | ^inn- | Organisches Lösungsmittel |
rige Lösung |
Tabelle 1 | otd. | 7erxaören | iieakiionseraebnisse | usqeute .. η acrylnitril Dei einma ligem Durch- g (U[Ag /ρ |
jelekti- :ur aitril/ö |
cn | * | |
SnCl2 | Senzophenon * | NH4OH | Bedingungen der iiaialysa- tornersteilung |
3 | v?ie in Beispiel 5 | lung des fropio- nitrils |
17,5 | 89,8 | CD OO |
• | ||
SnCl2 | Aceton | M4OH | t'eape- ca tür Ο,, KJ |
ü | I? M It | 19,5 | 19,8 | m,Q | * * - | |||
lielspiel | SnCl2 | Phenylacetat v | KOH | 200 | 5 | " " Beispiel 7 | 22,5 | ib,5 | 87,0 | - | ||
1 | SnCl2 | Isoamylbutyrat | HaOH | 50 | 5 | tt tt it | 21,5 | 18,7 | 87,4 | |||
α | «ο 2 | SnCl9 | Dioxan | Ea2CO3 | 180 | 7 | »t η ν μ | 21,4 | 18,8 | 83,7 | • -* | |
ο S |
co 3 | SnCl'ι | inisol | KHCO3 | 150 | 6 | It 1» tt | 22,5 | 17,4 | 88,9 | ||
ο | GO ·4 , | SnBr9 | Acetophenon | M4OH | 100 | 4 | 11 " Beispiel 5 | 19,6 | 18,4 | 84,5 | ||
SnBr0 | Anisol | K9CO. | 130 | 6 | 11 " Beispiel 7 | •21,8 | 20, b | 90,5 | ||||
S β | SnBr2 | Propylacetat | 150 | 5 | M »t | 22,3 | 17,2 | Ö7,5 | ||||
'■ | -* 7 | SnBr9 | Athylbutyrot | Ca(OH) | 130 | 5 | H It | 19,7 | 18,5 ■ | 83,9 | ||
ρ | SnBr2 | kethylathyIketo | 30 | 7 | "- Beispiel 5 | 20,3 | 18,7 | 87,1 | ||||
SnCl2 | Benzylacetat | NnOH | , no | 4". | 11' Beispiel 7 | 21,5 | 19,5 | 87,9 | ||||
10 | SnJ2 | Benzylacetat | IiH4OH | 70 | 4, | 11 Beispiel 5 | 22,3 | 18,5 | 87,3 | |||
11 | SnJ2 | Dioxan | Ka2CO3 | 180 | 6 | " Beispiel 7 | 21,2 | 18,8 | 90,3 | |||
12 | SnJ2 | Is ο butyl ace tr* t· | 2 5 | 180 | 5 | U tt | 2ü,8 | 19,5 | 88,8 | |||
1S.- | 90 | 22,0 | ||||||||||
14 | 150 | |||||||||||
«β
tt ^ *
- 52 -
- Die Reaktion wurde jeweils etwa 200 Stunden
lang ausgeführt, fiach dem lachlassen der Katalysatoraktivität
wurde jeweils mit Sauerstoff* luft, Wasserdampf oder Kohlendioxid regeneriert.
Wach der Regenerierung waren die Bildungsaktivität
und Selektivität der einzelnen Katalysatoren für Acrylnitril vollständig wiederhergestellt.
3 ml eines gemäß Beispiel 5 hergestellten
Zinn-II-oxid-Siliciuffldioxid-Katalysators wurden
in ein Heaktionsrohr aus Quarzglas eingebracht. Das Reaktionsrohr wurde in einem elektrischen
Röhrenofen auf 6üO°C erhitzt und dann wurde eine
Gasmischung aus 36,0 Yolum-^ Isobutyrnitril und
54,0 lTolum-$ Stickstoff in das Reaktionsrohr mit
einer Raumgeschwindigkeit von 1400 Stunden" eingeleitet*
60 Limiten nach beginn der Reaktion bei 6öO°C wurden eine 16,U;£Lge Umwandlung von isobutyrnitril,
eine 12,4^ige Ausbeute an Meth.acrylnitril bei einmaligem Durchgang und eine Selektivität für Methacrylnitril von "il\b1° erhalten.
./.
909882/17-41
BAD
•Die Eeaktionsergebnisse veränderten sich selbst
nach tsö-stünäiger Seaktionsdauer kaum; es trat
al's'Q keinerlei ferminderüng der Katars at or aktivität
ein. ■.'■■"■ ' ' " '-"
])ie Iso"butyrnitrildehydrierung wurde 150
Stunden iäng fortgesetzt; nachdem die Katalysatoraktivität
nachgelassen, hatte-, wurde die Isobutyrnitrilzufuhr
unterbrochen und luft von 60O0C
und in einer Menge von 40 ml pro Mnute'.eingeleitet. lach etwa 2,b-stundigem Einleiten von Luft
wurde kaum mehr eine Bildung von" Kohlendioxid beobachtet; die luftzufuhr wurde* daraufhin ab- "
gestellt und die Isobutyrnitrildehydrierung unter
den gleichen Bedingungen \<ie" oben f ortgesetzt.
""' ·
lach der itegenerierung des Katalysators
wurden eine "16,7#ige~Umwandlung von Isobutyrnitril,
eine 11,b>üge Ausbeute an Methacrylni-tril
bei einmaligem Durchgang und eine /5,1^ige '
Selelctivität liir iaethacrylnitril beobachtet« ■
Beispiel -12 ; ■ .· ■ ' ■ ■-- '
'-■ ':""■■=. In der folgenden Tabelle 2 sind, die-üir- ;-jebnisse
der Dehydrierung von tropionitril vor
BAD
und nach der iegerierierung des Katalysators sowie die Lebensdauer eines lediglich aus Zinn-II-oxid
Destehenden Katalysators I, eines nach dem Ein- ' tauchverfahren hergestellten Zinn-Ii-oxid-3iiicagel-Katalysators
Il und eines nach dem oevorzugten Verfahren gemäß der Ertindung nergestellten
Zinn-II-oxid-Siliciumdioxid-Katalysators III
zusammengestellt:
909882/Λ 7 41
BAD
. ■ , * | ■ | Kata | Beaktions- | aagen | Meile 2 | lus- )eute an Aciy3 |
3elek- tät |
uebens- | 2 | Bedingun | * , ■ | 1 | -. | luna | behtms | • ■ | 22,1 | tfil, |
lysator | bedingi | nitril | für | dauer des Ka- taly- |
gen der Regenerie- rungsbe- |
ieaktionsergebnisse nact | Ausbeute Acrylni |
68,3 | ||||||||||
Vergleichs | ce | ge-, / | bei ein | Iiei?ν Χ | Sötors, '-!+π τι Λ en |
iiiinüiung | ier Regenerierungs | tril bei | Selek tivi tät |
|||||||||
probe | ο | Tempe ratur |
digkeit, | maligem | Q ULlXJLUCiJL | einmali | für | |||||||||||
3882; | U | Stun | Beaktionsergebnisse | Durch- | nitril | 30 | lung vor Propio- |
Acryl- | 17,8 | |||||||||
fjeispiel 1 | den""1 | 30 Minuten nach Be | 20,0 | nitril, | gem ihirch- ni- | 85,6 | ||||||||||||
9000 | ginn der Heaktion | Luft wurde bei b30QG |
% | gang t i° | 1ö,2 | |||||||||||||
Um-* wand- lung |
eine Stund | 19,6 | ||||||||||||||||
2 | (D | 530 | Ton | 100 | lang einge | |||||||||||||
I— Beispiel 4 |
Propiö- | 23,4 | leitet | 2b,6 | 87, S | |||||||||||||
1400 | nitril» | SY, 5 | 120 | Luft vvurde bei 55OOC |
||||||||||||||
* | 1,5 Stun | 87,6 | ||||||||||||||||
3 | CII) | 550 | 23,ü. | den einge | ||||||||||||||
Beispiel 5 | 1M | leitet | 25,8 | |||||||||||||||
1400 | 87,5 | Luft '.vurde bei 56ODC 2 Stunden |
||||||||||||||||
Beispiel 6 | 18,ö | lang einge " leite |
||||||||||||||||
(III). | 560 | 1400 | 26,7 | 88,4 | ||||||||||||||
20,3 | ||||||||||||||||||
(III) | 56ü | |||||||||||||||||
t 20,8 | ||||||||||||||||||
19,5 | ||||||||||||||||||
.21,3 |
cn cn co ο
Claims (5)
1. Verfahren zum Herstellen von Acrylnitril ta. Le theory lnitril durch Katalytisch^ Dehydrierung
von Propionitril tzw. Isobutymitrii, dadurch gekennzeichnet,
d?ß men Propionitril bzw. Isobutyrnitrii in der j-s;h.':se bei 300 - TOU0C in Gegenwart eines aus
Zinn-II-oxid bestehenden oder dieses enthaltenden
Katsl3rsators umsetzt.
2. Verf'-hren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet,
daß man r-ls Katalysator Zinn-II-oxid auf
einem festen Träger verwendet.
3. Veriahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daü man als Träger entwässertes .Silicagel
verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator einen Zinn-II-oxid-Siliciumdioxidkcmplex
verwendet, der durch Umsetzen vcn Zinn-II-Halogenid mit oilic^gel in einem organischen
Lösungsmittel bei einer Temperatur zwischen 30 und 35O0G und Hydrolysieren des Zinn-II-Halogenid-Siliciumdioxidre^ktionsprodukts
mit wässrigem Alkali hergestellt v;urce.
./. 37 909882/ 1 7-4 1
BAD ORfGINAt
■ 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der katalysator durch Umsetzen von. Zinn-II-Halogenid mit Silicagel bei einer
Temperatur von 50 bis 2000C hergestellt wurde.
6. Verfahren nach.den Ansprüchen 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zinn-II-Halogenid und Silicagel in einem Ester, Keton oder Äther umgesetzt
werden.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der .Zinn-II-Halogenid-Siliciumdioxidkcmplex
durch Behandeln mit wässrigem Ammoniak,, einer #^ssrigen Lösung
von alkali- oder Jrdalkalihydroxicl oder einer
Y/ässrigen Lösung eines Alkalicarbonate hergestellt wurde»
3.. Verfahren nach einem der. vorcJigehen-Gen-Ansprüche,,
dadurch gekennzeichnet, .daß der Katalysator periodisch durch Be-Ja--ndeln mit -Sauerstoff,
Luft,- v/asc-erdampf oder Kohlendioxid bsi
einer Temperatur von 250 bis TOO0G regeneriert
-<iirö..,_ ■-.'■"-. ■.
..A-38
BAD ORIGINAL
- 33 -
9. Verfahren nach Anspruch o, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regenerierung bei einer Temperatur zwischen 450 und öOO°C ausgefihrt rird.
10. 7erf.hren nach den /jasprlcnen ö oder 9,
dadurch gekennzeichnet, di-.ß der Ü'-talysator zum
Entfernen von adsorbierten Sauerstoff nach der Regenerierung mit ..v.sserstofi behandelt v.ird.
11. Verfahren nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet,
ö.z.'t der Katalysator aus Zinn-II-oxid
besteht und aie ünsetzung in j-egenv.irt τοη 2 bis
^O Yol/o Siuerstoffgss, bezogen tut cic
S Volumen
des umgesetzten r,:itriis, t-.Uc- ge führt v-ird.
12. .Te rf·, hren nL.ch einen der Tor angehenden
Ληε or-liehe, us.uurch gekennzeichnet, άι.ι ciss umgesetzte
_;itril nit 'iem Katalysator Dei verüiindertem
Druck in Berührung gebracht v/ird.
13. '/erfahren nach einem der
Einsprüche, ia^urch gekennzeichnet, äi.3 cis.s ugzusetzenäe
Jitril ait einer iiaumgeschwindig^fcit von
20 bis 130 JOO otd aber den liataljsttor geleitet
7/ird.
909882/1741
BAD ORIGINAL
rs ei te
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JP6572265 | 1965-10-28 | ||
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