DE1901870C3 - 05/23/68 Japan 34357-68 Process for the production of tetrahydrofuran and / or gamma-butyrolactone - Google Patents

05/23/68 Japan 34357-68 Process for the production of tetrahydrofuran and / or gamma-butyrolactone

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DE1901870C3 DE19691901870 DE1901870A DE1901870C3 DE 1901870 C3 DE1901870 C3 DE 1901870C3 DE 19691901870 DE19691901870 DE 19691901870 DE 1901870 A DE1901870 A DE 1901870A DE 1901870 C3 DE1901870 C3 DE 1901870C3
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Taisuke; Kanetaka Junichi; Shimodaira Takashi; Mori Shoichiro; Kawasaki Kanagawa; Kiryu Seiichi Yokkaichi Mie; Asano (Japan)
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tetrahydrofuran und/oder ;-Butyrolacton durch katalytische Hydrierung von Maleinsäureanhydrid, Bernsteinsäureanhydrid, Bernsteinsäure oder Gemischen dieser Verbindungen bzw. hierbei gebildete Ester.The invention relates to a process for the preparation of tetrahydrofuran and / or; -butyrolactone by catalytic hydrogenation of maleic anhydride, succinic anhydride, succinic acid or mixtures of these compounds or esters formed in the process.

Es ist bekannt, Maleinsäureanhydrid katalytisch zu hydrieren. Bei dieser Hydrierung entstehen jedoch verschiedene Verbindungen, wie Bernsteinsäure, y-Butyrolacton, Tetrahydrofuran und Tetrainethylenglykol, und es treten beträchtliche Schwierigkeiten auf, um bevorzugt Tetrahydrofuran bzw. >-Butyrolacton herzustellen.It is known to catalytically hydrogenate maleic anhydride. In this hydrogenation, however, arise various compounds such as succinic acid, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran and tetrainethylene glycol, and considerable difficulties arise in order to preferentially obtain tetrahydrofuran or tetrahydrofuran. > To produce butyrolactone.

Um die Schwierigkeiten zu überwinden, wird nach den Verfahren der USA.-Patentschriften 27 72 291, 27 72 292 und 27 72 293 die katalytische Hydrierung von Maleinsäureanhydrid unter Verwendung eines Nickel/Molybdän-, Kobalt/Molybdän-, Raney-Kobalt-, Raney-Nickel- und Nickel/Chrom/Molybdän-Oxid-Katalysators durchgeführt, wobei es insbesondere zur Herstellung von Tetrahydrofuran in hoher Ausbeute erforderlich ist. die Reaktion entweder unter hohem Druck durchzuführen oder eine große Menge des Katalysators zu verwenden.In order to overcome the difficulties, according to the method of the USA patents 27 72 291, 27 72 292 and 27 72 293 describe the catalytic hydrogenation of maleic anhydride using a Nickel / molybdenum, cobalt / molybdenum, Raney cobalt, Raney nickel and nickel / chromium / molybdenum oxide catalysts carried out, in particular for the production of tetrahydrofuran in high Yield is required. to carry out the reaction either under high pressure or a large one Amount of catalyst to use.

Es zeigte sich auch, daß bei der katalytischen Hydrierung von Maleinsäureanhydrid unter Verwendung eines nickelhaltigen Katalysators selbst bei Durchführung der Reaktion unter hohem Wasserstoffdruck Maleinsäureanhydrid sich bei hohen Temperaturen in eine pechähnliche Masse umwandelt, während bei niedriger Temperatur und längerer Reaktionsdauer das gebildete Wasser mit entstandenem Bern- Steinsäureanhydrid unter Bildung von Bernsteinsäure reagiert und die auch bei hohen Temperaturen der katalytischen Hydrierung nicht leicht zugänglich ist.It was also found that in the catalytic hydrogenation of maleic anhydride using of a nickel-containing catalyst even when the reaction is carried out under high hydrogen pressure Maleic anhydride turns into a pitch-like mass at high temperatures, while at low temperature and longer reaction time, the water formed with the amber Stinic anhydride reacts to form succinic acid and which even at high temperatures catalytic hydrogenation is not easily accessible.

Bei hohen Temperaturen wird Bernsteinsäureanhydrid kaum in Bernsteinsäure umgewandelt. Diese SchwieriXiten versucht das aus der JA-PS 7 40 655 bekannte Verfahren zu beseitigen, bei dem die katalytische Hydrierung unter Verwendung von Nickel enthaltenden Katalysatoren in einem zweistufigen Verfahren durchgeführt wird. _At high temperatures, succinic anhydride is hardly converted into succinic acid. These difficulties tries to eliminate the process known from JA-PS 7 40 655, in which the catalytic Hydrogenation using nickel-containing catalysts in a two-step process is carried out. _

Nach diesem Verfahren wird hauptsachlich Butyrolacton oder Tetrahydrofuran in guter Ausbeute erhalten wenn man Maleinsäureanhydrid bei ziemlich niedriger Temperatur und Druck in Gegenwart eines Nickel enthaltenden Katalysators «1 Bernsteinsäureanhydrid umwandelt und das erhaltene Reaktionsprodukt dann unter ziemlich hoher Temperatur und ziemlich hohem Druck katalytisch hydriertThis process mainly produces butyrolactone or tetrahydrofuran can be obtained in good yield when using maleic anhydride at fairly low temperature and pressure in the presence of a nickel-containing catalyst «1 succinic anhydride converts and the reaction product obtained then under rather high temperature and catalytically hydrogenated at fairly high pressure

Dieses zweistufige Verfahren hat jedoch den Nachteil daß bei Verwendung eines einzigen Reaktors die Reaktionstemperatur entsprechend dem Fortschreiten der Reaktion geregelt werden muß oder daß wahlweise zwei hintereinandergeschaltete Reaktoren verwendet werden müssen, die unter verschiedenen Bedingungen betrieben werden, um optimale Reaktionsbedingungen sicherzustellen.However, this two-stage process has the disadvantage that when using a single reactor The reaction temperature must be controlled according to the progress of the reaction or that optionally two reactors connected in series must be used under different conditions operated to ensure optimal reaction conditions.

Im letzteren Fall ist es zwar nicht erforderlich, die Reaktionstemperatur im Verlauf der Zeit /u verändern, es ist jedoch nicht einfach, das hochviskose, breiartige Produkt, in dem beträchtliche Mengen Bernsteinsäureanhydrid oder Bernsteinsäure ausgefällt vorliegen und der verwendete Katalysator suspendiert ist. bei hoher Temperatur und hohem Druck aus dem ersten Reaktor zu dem zweiten Reaktor überzuführen. . .In the latter case it is not necessary change the reaction temperature over time / u, but it is not easy to use the highly viscous, pasty product in which considerable amounts of succinic anhydride or succinic acid are precipitated are present and the catalyst used is suspended. at high temperature and high pressure from the first reactor to the second reactor. . .

Bei der Hydrierungsreaktion tritt eine hohe Reaktionswärme auf. die beispielsweise bei der Hydrierung von Maleinsäureanhydrid zu Tetrahydrofuran und Wasser in flüssiger Phase 76kcal/Mol und bei Verwendung von Bernsteinsäureanhydrid als Ausgangsmaterial für dieselbe Reaktion 46 kcal/Mol beträgt.A high heat of reaction occurs in the hydrogenation reaction on. for example in the hydrogenation of maleic anhydride to tetrahydrofuran and Water in the liquid phase 76 kcal / mol and when using succinic anhydride as the starting material for the same reaction is 46 kcal / mole.

Bei den bisher verwendeten Verfahren zur Herstellung von Tetrahydrofuran durch Hydrierung von Malein- bzw. Bernsteinsäureanhydrid oder von Bernsteinsäure wurden im allgemeinen Temperaturen von mindestens 150 C und Drücke von mindestens 50 Atmosphären angewendet und ein in der Reaktionslösune suspendierter Katalysator verwendet. Um Tetrahydrofuran in hoher Ausbeute zu erhalten, muß die Temperatur unter gleichzeitiger Vermeidung einer lokalen überhitzung des Katalysators entsprechend geregelt werden. Zu diesem Zweck ist eine sehr vollkommene und aufwendige Kühlvorrichtung erforderlich. In the previously used process for the preparation of tetrahydrofuran by hydrogenation of Maleic or succinic anhydride or succinic acid were generally temperatures of at least 150 C and pressures of at least 50 atmospheres applied and a catalyst suspended in the reaction solution used. Around To obtain tetrahydrofuran in high yield, the temperature must be avoided while avoiding a local overheating of the catalyst can be regulated accordingly. To this end, one is very complete and complex cooling device required.

Die bisher bekannten Verfahren wurden ansatzweise durchgefühlt. Bei der ansatzweisen Hydrierung befindet sich jedoch im Reaktor ein hoher Anteil an Bernsteinsäure, und der Wassergehalt erhöht sich mit fortschreitender Reaktion.The methods known up to now have been carried out to a limited extent. Located in batch hydrogenation However, there is a high proportion of succinic acid in the reactor, and the water content increases with it progressive reaction.

Durch diese Bestandteile wird die Aktivität des Hydrierungskatalysators rasch vermindert. Hierdurch tritt eine vermehrte Nebenproduktbildung auf.These components rapidly reduce the activity of the hydrogenation catalyst. Through this there is an increased formation of by-products.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden dagegen die Nachteile der bekannten Verfahren vermindert, und es ist hiernach möglich, in einem wirtschaftlichen Einstufen-Verfahrcn Tetrahydrofuran und -/-Butyrolacton in guten Ausbeuten und selektiv herzustellen.By contrast, the method according to the invention eliminates the disadvantages of the known methods and it is then possible to use tetrahydrofuran in an economical one-step process and - / - butyrolactone to be produced selectively and in good yields.

Das eifindungsgemäßc Verfahren zur Herstellung von Tetrahydrofuran und/oder ;-Butyrolacton durch Hydrierung von Maleinsäureanhydrid. Bernsteinsäure-The method of manufacture according to the invention of tetrahydrofuran and / or; -butyrolactone by hydrogenation of maleic anhydride. Succinic acid

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jtnhydrid, Bernsteinsäure oder Gemischen dieser Verbindungen bzw. hierbei gebildete Ester in flüssiger Phase in Gegenwart eines Nickelkatalysators bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck ist dadurch gekennzeichnet, daß man Maleinsäureanhydrid, Bern-Steinsäureanhydrid, Bernsteinsäure oder Gemische dieser Verbindungen bzw. bei der Hydrierung gebildete Ester zusammen mit y-Butyrolacton in flüssiger Phase kontinuierlich in ein flüssiges Gemisch aus dem betreffenden Anhydrid und j-Butyrolacton einleitet und mit einem Überschuß an Wasserstoff in Gegenwart eines Nickel enthaltenden Katalysators bei einer Tempera'ur von 180 bis 280 C und unter einem Druck von 70 bis 200 Atmosphären hydriert und gleichzeitig das gebildete Hydrierungsprodukt gasförmig zusammen mit überschüssigem Wasserstoff aus dem Reaktionssystem abzieht, anschließend kondensiert und aus dem flüssigen Anteil y-Butyrolacton abtrennt, das zum Teil wieder in das Reaktionsgefäß zurückgeführt wird, während das Tetrahydrofuran in üblicher Weise abgetrennt wird.jtnhydride, succinic acid or mixtures of these compounds or esters formed in the liquid phase in the presence of a nickel catalyst elevated temperature and pressure is characterized in that maleic anhydride, succinic anhydride, Succinic acid or mixtures of these compounds or those formed during the hydrogenation Esters together with y-butyrolactone in liquid Phase continuously introduced into a liquid mixture of the anhydride in question and j-butyrolactone and with an excess of hydrogen in the presence of a nickel containing catalyst at a temperature of 180 to 280 C and below hydrogenated at a pressure of 70 to 200 atmospheres and at the same time the hydrogenation product formed withdraws gaseous together with excess hydrogen from the reaction system, then condenses and separates y-butyrolactone from the liquid portion, some of which is returned to the reaction vessel is recycled, while the tetrahydrofuran is separated in the usual way.

Bei diesem Verfahren wird eine hohe Lebensdauer des Katalysators erzielt, da einerseits das Ausgangsmaterial nur im Maß seines Verbrauches zugeführt wird und andererseits gasförmiges Reaktionsprodukt ständig abgezogen wird.This process achieves a long service life for the catalyst, as it is, on the one hand, the starting material is supplied only to the extent of its consumption and on the other hand gaseous reaction product is constantly withdrawn.

Die kontinuierliche Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht darüber hinaus eine wirtschaftliche Hydrierung der betreffenden Ausgangsstoffe, da der Reaktor ständig in Betrieb gehallen werden kann und die anschließenden Arbeitsschritte zum Entleeren des Reaktors, Abtrennen von Reaktionsprodukt und Katalysator vermieden werden.The continuous implementation of the method according to the invention also enables a economical hydrogenation of the starting materials in question, since the reactor is constantly in operation and the subsequent steps for emptying the reactor, separating off the reaction product and catalyst can be avoided.

Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das erhaltene Tetrahydrofuran bzw. y-Butyrolacton im Maß seiner Entstehung in Gasform abgezogen wird, bildet sich eine geringere Menge an unerwünschten Nebenprodukten, wie niederen Alkoholen, z. B. n-Butanol und n-Propanol. Die Bildung dieser Nebenprodukte ist der Konzentration von Tetrahydrofuran in der Reaktionslösung proportional. Sie kann daher durch die erfindungsgemäße Durchführung der Hydrierungsreaktion zurückgedrängt werden.Since in the process according to the invention, the tetrahydrofuran or γ-butyrolactone obtained im The amount of its formation is withdrawn in gaseous form, a smaller amount of undesirable forms By-products such as lower alcohols e.g. B. n-butanol and n-propanol. The formation of these by-products is proportional to the concentration of tetrahydrofuran in the reaction solution. You can therefore be suppressed by carrying out the hydrogenation reaction according to the invention.

Die zu verwendenden Ausgangsstoffe, nämlich Maleinsäureanhydrid, Bernsteinsäureanhydrid, Bernsteinsäure sowie Gemische dieser Verbindungen bzw. bei der Hydrierung gebildeten Ester werden in Form einer Schmelze oder Lösung dem Reaktionssystem zugeführt. Diese Stoffe können auch dann verwendet werden, wenn sie geringe Mengen Maleinsäure enthalten. The starting materials to be used, namely maleic anhydride, succinic anhydride, succinic acid and mixtures of these compounds or esters formed in the hydrogenation are in the form fed to the reaction system in a melt or solution. These substances can then also be used if they contain small amounts of maleic acid.

Das folgende Reaklionsschema verdeutlicht das erfindungsgemäße Verfahren am Beispiel von Maleinsäureanhydrid in Gegenwart eines Nickel enthaltenden Hydrierungskatalysators:The following reaction scheme illustrates the process according to the invention using maleic anhydride as an example in the presence of a nickel-containing hydrogenation catalyst:

CH, CH1 CH, CH 1

O=CO = C

C=O +2H2 C = O + 2H 2

(B)(B)

CHi CHtCHi CHt

(C)(C)

CH =CH =

O=CO = C

CUCU

C = O + H,C = O + H,

5555

6060

(A)(A)

CH2 CH2 CH 2 CH 2

i !i!

O=C C=OO = C C = O

- CH, C=O- CH, C = O

y-Butyrolacton CH2 CH2 y-butyrolactone CH 2 CH 2

CH, C=O + 2 H,CH, C = O + 2 H,

CH2 CH2 CH 2 CH 2

i ' i '

-» CH, CH, O- »CH, CH, O

TetrahydrofuranTetrahydrofuran

Die Reaktion (A) läuft mit einer sehr hohen Reaktionsgeschwindigkeit ab, so daß das als Ausgangsprodukt dem flüssigen Reaktionsmedium zugeführte Maleinsäureanhydrid augenblicklich hydriert und in Bernsteinsäureanhydrid übergeführt wird, welches gleichzeitig durch die im Reaktor vorliegenden flüssigen Zwischenprodukte der Reaktion verdünnt wird. Im stationären Zustand ist daher die Konzentration von Maleinsäureanhydrid in der Flüssigkeit der Reaktionszone sehr gering.The reaction (A) proceeds at a very high reaction rate from, so that the maleic anhydride supplied as the starting product to the liquid reaction medium is instantaneously hydrogenated and in Succinic anhydride is converted, which at the same time by the liquid present in the reactor Intermediate products of the reaction is diluted. Concentration is therefore in the steady state of maleic anhydride in the liquid of the reaction zone is very low.

Mit Hilfe der kernmagnetischen Rcsonanz-Absorptionsspcktralanalyse wurde tatsächlich festgestellt, daß kein Maleinsäureanhydrid in der flüssigen Phase der Reaktionszone im stationären Zustand vorhanden war.With the help of nuclear magnetic resonance absorption spectral analysis it was actually found that no maleic anhydride was in the liquid phase the reaction zone was present in the steady state.

Unter »stationärem Zustand« sind dabei Verfahrensbedingungen zu verstehen, unter denen der verwendete Ausgangsstoff in einer Menge zugeführt wird, die dem in der Gasphase aus dem Reaktionssystem entfernten Reaktionsprodukt entspricht. Das erfindungsgemäße Verfahren ist allerdings nicht auf ein Arbeiten unter den genannten Bedingungen des stationären Zustands beschränkt, sondern es kann mit jeder beliebigen, gewünschten Zufuhr- und Entnahmegeschwindigkeit betrieben werden, vorausgesetzt, daß die Reaktionszone in der flüssigen Phase gehalten wird.By "steady state" are to be understood process conditions under which the used Starting material is supplied in an amount equivalent to that in the gas phase from the reaction system corresponds to removed reaction product. The inventive method is not, however, on one Working under the stated conditions of the steady state is limited, but it can can be operated at any desired feed and discharge speed, provided that that the reaction zone is kept in the liquid phase.

Die Zusammensetzung der flüssigen Phase der Reaktionszone im stationären Zustand kann beispielsweise aus 35 bis 85 Molprozent v-Butyrolacton. ! bis 10 Molprozent Tetrahydrofuran, 2 bis 15 Molprozent Wasser. 10 bis 20 Molprozent Wasserstoff. 0 bis 20 Molprozent Bernsteinsäure. 0 bis 60 Molprozent eines Polyesters und andere Verbindungen wie Propanol. Butanol und Propionsäure bestehen.The composition of the liquid phase of the reaction zone in the steady state can, for example from 35 to 85 mole percent v-butyrolactone. ! up to 10 mole percent tetrahydrofuran, 2 to 15 mole percent Water. 10 to 20 mole percent hydrogen. 0 to 20 mole percent succinic acid. 0 to 60 mole percent of a polyester and other compounds such as propanol. Butanol and propionic acid exist.

Da, wie oben dargelegt, die Konzentration an Maleinsäureanhydrid in der flüssigen Reaktionszone sehr niedrig ist, bildet sich selbst bei hohen Temperaturen keine teerartige Masse. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet daher den Vorteil, daß kein zwei-Da, as stated above, the concentration of maleic anhydride in the liquid reaction zone is very low, no tarry mass is formed even at high temperatures. The inventive The method therefore offers the advantage that no two

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stufiges Verfahren mehr notwendig ist. bei dem die Reaktion zuerst bei niedrigen Temperaturen und anschließend bei hohen Temperaturen durchgerührt wird.step process is more necessary. in which the reaction first takes place at low temperatures and is then stirred at high temperatures.

Bei den bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von Tetrahydrofuran durch Hydrieren von Maleinsäureanhydrid oder Bernsteinsäureanhydrid in Gegenwart eines Nickel enthaltenden Hydricrung?katal\- sators wird das erhaltene Tetrahydrofuran in dem Reaktor unter Bildung von Butanol und Propanol als Nebenprodukt weiter hydriert und damit die Ausbeute an Tetrahydrofuran erniedrigt.In the previously known processes for the production of tetrahydrofuran by hydrogenating maleic anhydride or succinic anhydride in the presence of a nickel-containing hydrogenation? katal \ - The tetrahydrofuran obtained is sators in the reactor with formation of butanol and propanol hydrogenated further as a by-product, thus lowering the yield of tetrahydrofuran.

Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Tetrahydrofuran im Maß seiner Entstehung zusammen mit überschüssigem Wasserstoff aus der Reaktionszone abgezogen wird, werden diese Nebenreaktionen unterdrückt und somit hohe Ausbeuten an Tetrahydrofuran erhalten. Darüber hinaus ist die Konzentration des Tetrahydrofurans in der Gasphase weit höher als in der flüssigen Reaktionszone, so daß Tetrahydrofuran in hoher Reinheil gewonnen werden kann.Because in the process according to the invention the tetrahydrofuran to the extent of its formation is withdrawn from the reaction zone together with excess hydrogen, these side reactions are suppressed and thus obtained high yields of tetrahydrofuran. In addition, the The concentration of tetrahydrofuran in the gas phase is much higher than in the liquid reaction zone, so that Tetrahydrofuran can be obtained in high purity.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird gleichzeitig mit dem Abziehen des Reaktionsprodukts in Gasform überschüssiger Wasserstoff in die flüssige Reaktionszone eingeführt, um das Verdampfen zu beschleunigen.When carrying out the method according to the invention is carried out simultaneously with the removal of the Reaction product introduced in gaseous form to excess hydrogen in the liquid reaction zone to speed up the evaporation.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, entweder y-BulyroIacton oder Tetrahydrofuran als Hauptprodukt herzustellen. Da die Geschwindigkeit der oben beschriebenen Teilreaktion (C) langsamer als die der Teilreaktionen (A) und (B) ist. ist es möglich, durch Einstellung der Wasserstoffzufuhr eines dieser Produkte als Hauptprodukt herzustellen. According to the process of the invention it is possible to use either γ-bulyrolactone or tetrahydrofuran as the main product to manufacture. Since the speed of the partial reaction (C) described above is slower than that of the partial reactions (A) and (B). it is possible by adjusting the hydrogen supply to manufacture one of these products as the main product.

So kann beispielsweise y-Butyrolacton als Hauptprodukt erhalten werden, wenn man die Menge des zugeführten Wasserstoffs erhöht und das erhaltene y-Butyrolacton unmittelbar nach seiner Bildung aus dem Reaktionssystem entfernt, während man Tetrahydrofuran dann als Haupiprodukt erhält, wenn man die zugeführte Wasserstoffmenge erniedrigt, so daß die Verweilzeit von y-Butyrolacton in der Reaktionszone verlängert wird. Dies ist ein weiterer Vorteil des ernndungsgemäßen Verfahrens.For example, y-butyrolactone can be obtained as the main product if the amount of supplied hydrogen increased and the y-butyrolactone obtained immediately after its formation removed from the reaction system, while tetrahydrofuran is then obtained as the main product when the amount of hydrogen supplied is reduced, so that the residence time of γ-butyrolactone in the reaction zone is increased. This is another benefit of the procedure in accordance with the designation.

Außerdem besitzt das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß w?gen der geringeren Entwicklung von Reaktionswärme die Reaktionstemperatur leichter geregelt werden kann als bei dem bekannten Verfahren. Es beträgt nämlich bei der Bildung von Tetrahydrofuran und Wasser in der Gasphase durch Hydrieren von Bernsteinsäureanhydrid bei 235 C erzeugte Reaktionswärme 26 kcal/Mol und bei Verwendung von Maleinsäureanhydrid 57 kcal/Mol und ist daher wesentlich niedriger als in flüssiger Phase.In addition, the method according to the invention has the advantage that it is less developed the heat of reaction makes the reaction temperature lighter can be regulated than in the known method. This is because it contributes to the formation of tetrahydrofuran and water in the gas phase, heat of reaction generated by hydrogenating succinic anhydride at 235.degree 26 kcal / mole and when using maleic anhydride 57 kcal / mole and is therefore essential lower than in the liquid phase.

Andererseits beträgt die latente Wärme von y-Butyrolacton bei 235 C 9,2 kcal/Mol, so daß zur Absorption der gesamten Reaktionswärme durch die latente Wärme von y-Butyrolacton es theoretisch ausreicht, zusätzliches y-Butyrolacton in einer Menge von 2.7 Mol /Mol des eingesetzten Bernsteinsäureanhydrids und 6,2 Mol/Mol des verwendeten Maleinsäureanhydrids zuzugeben.On the other hand, the latent heat of γ-butyrolactone at 235 C is 9.2 kcal / mol, so that the Theoretically, absorption of the entire heat of reaction by the latent heat of γ-butyrolactone sufficient additional γ-butyrolactone in an amount of 2.7 mol / mol of the succinic anhydride used and to add 6.2 mol / mol of maleic anhydride used.

Der Vorteil einer leichteren Einstellbarkeit der Reaktionstemperatur kann daher noch dadurch erhöht werden, daß man zusätzliches y-Butyrolacton über das erhaltene y-Butyrolacton hinaus der Reaktionszone zusetzt und zusammen mit dem erhaltenen Reaklionsprodukt durch Verdampfen entfernt. Die latente Wärme des zusätzlichen y-Butyrolactons verbraucht Reaktionswärme, und die Reaktionstemperatur kann daher bei dem gewünschten Wert gehalten werden, ohne daß aufwendige Kühleinheiten in dem Reaktor erforderlich sind.The advantage of easier adjustability of the reaction temperature can therefore be further increased be that additional γ-butyrolactone is added to the reaction zone in addition to the γ-butyrolactone obtained and together with the obtained Reaction product removed by evaporation. The latent heat of the additional γ-butyrolactone is consumed Heat of reaction, and the reaction temperature can therefore be kept at the desired value without the need for expensive cooling units in the reactor.

Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens ist es jedoch möglich, die oben angegebenen theoretisch erforderlichen Mengen an zusätzlichem y-Buiyro-In practicing the process, however, it is possible to theoretically follow the above given required amounts of additional y-Buiyro-

[o lacton dadurch beträchtlich zu erniedrigen, duß man ein ziemlich einfaches Kühlsystem in dem Reaktor vorsieht und/oder das zuzuführende y-Butyrolacton vorher auf eine ziemlich niedrige Temperatur abkühlt, um dessen fühlbare Wärme zu verwendenTo reduce lactone considerably by doing this, one must provides a fairly simple cooling system in the reactor and / or the γ-butyrolactone to be fed cooled down to a fairly low temperature beforehand in order to use its sensible heat

Im allgemeinen beträgt die zugelührte Meng: an zusätzlichem y-Butyrolacton 0.2 bis 6 Mol und vorzugsweise 0.4 bis 2 Mol/Mol an dem verwenc.clen Anhydrid.In general, the amount added is: an additional y-butyrolactone 0.2 to 6 mol and preferably 0.4 to 2 mol / mol of the used Anhydride.

Das y-Butyrolacton kann zusammen mit dem Ausgangsstoff in die Reaktionszone eingeführt werden, oder es kann andererseits verdampftes y-Bulyrolaeton in einem in dem Reaktor angebrachten Kühler kondensiert und durch Rückfluß in den Reaktor eingebracht werden. Die erste dieser Möglichkeiten wird bevorzugt, weil das Ausgangsmaterial in y-Bui.yrolacton gelöst werden kann.The γ-butyrolactone can be introduced into the reaction zone together with the starting material, or alternatively it can be vaporized γ-bulyrolaetone condensed in a condenser installed in the reactor and introduced into the reactor by reflux. The first of these options will be preferred because the starting material in y-Bui.yrolacton can be solved.

Da Maleinsäureanhydrid und Bernsteinsäureanhydrid unter Normalbedingungen Feststoffe sind und es nahezu unmöglich ist. diese Sioffe in festem Zustand unter hohem Druck dem Reaktor kontinuierlich zuzuführen, ist es erforderlich, sie durch vorhergehendes Erhitzen in den flüssigen Zustand überzuführen. Da sich Maleinsäureanhydrid, oder Bernsteinsäureanhydrid leicht in y-Butyrolacton lösen, ist die Einführung in den Reaktor als Lösung sehr einfach.Since maleic anhydride and succinic anhydride are solids under normal conditions and it is nigh on impossible. to continuously feed these Sioffe in the solid state under high pressure to the reactor, it is necessary to convert them to the liquid state by prior heating. There Maleic anhydride, or succinic anhydride, easily dissolve in γ-butyrolactone is the introduction in the reactor as a solution very easy.

Das Verdampfen des Reaktionsprodukts und des erzeugten und/oder zugesetzten y-Butyrolactons als Mittel zur Regelung der gebildeten Reaktionswärme wird durch die Menge des dem Reaktor zugeführtcn überschüssigen Wasserstoffs bestimmt. Der Anteil an verdampftem y-BiUyrolaeion steigt daher in dem Maß. wie die Wasserstoffzufuhr zum Reaktor erhöht wird. Die Höhe der Wasserstoffzufuhr wird daher in Übereinstimmung mit der zu verdampfenden M en se an y-Butyrolacton eingestellt.The evaporation of the reaction product and the generated and / or added γ-butyrolactone as Means for regulating the heat of reaction formed is supplied to the reactor by the amount of the excess hydrogen determined. The proportion of evaporated y-BiUyrolaeion therefore increases in the Measure. how to increase the hydrogen supply to the reactor. The amount of hydrogen supply is therefore adjusted to y-butyrolactone in accordance with the M en se to be evaporated.

Andererseits nimmt bei der zuletzt beschriebenen Art der Zuführung von y-ButyroIaclon die Verd.impfungsgeschwindigkeit von Tetrahydrofuran in dem Maß ab. in dem dessen Bildungsgeschwindigkeit abnimmt, wodurch die Konzentration an y-Butyrolacton in dem Reaktor sich erhöht, welche wiederum die Reaktion beschleunigt und dadurch die Geschwindigkeit der Bildung von Tetrahydrofuran erhöht. Diese Art der Durchführung hat den Vorteil, daß der Reaktor in einer sogenannten selbstregelnden Weise betneben werden kann. Am meisten bevorzugt wird es daher, beide Arbeitsweisen zu kombinieren.On the other hand, the rate of evaporation decreases with the last-described type of supply of γ-butyrolaclone of tetrahydrofuran to that extent. in which its rate of formation decreases, reducing the concentration of γ-butyrolactone in the reactor increases, which in turn accelerates the reaction and thereby the speed the formation of tetrahydrofuran increases. This type of implementation has the advantage that the Reactor can be operated in a so-called self-regulating manner. Most preferred it is therefore to combine both working methods.

Weiterhin wurde festgestellt, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit, eine Vergrößerung der Ausbeuten und stabile Verfahrensbedingungen dadurch erreicht werden können, daß man in der flüssigen Reaktionszone einen Wassergehalt von 1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das ReaktionsgemischIt was also found that in the process according to the invention, an increase in the reaction rate, an increase in yields and stable process conditions can be achieved that one in the liquid Reaction zone has a water content of 1 to 10 percent by weight, based on the reaction mixture

ohne Katalysator, aufrechterhält.without a catalyst.

Es wurde außerdem festgestellt, daß neben dem erläuterten Reaktionsverlauf noch andere Reak ionsabläufe stattfinden, wobei aus dem gebildeten Bern-It was also found that in addition to the course of the reaction explained, other reaction processes take place, with the educated Bern-

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»teinsäureanhydrid Bernsteinsäure entsteht, die mit gleichfalls gebildetem 1.4-Butandiol einen Polyester bildet, der dann in Tetrahydrofuran übergeführt wird. Bei diesen Reaktionsabläufen spielt Wasser eine wichtige Rolle.»Tinic anhydride succinic acid is produced with likewise formed 1,4-butanediol a polyester forms, which is then converted into tetrahydrofuran. Water plays a role in these reaction processes important role.

Der Reaktionsablauf kann durch Regulierung der Wasserkonzentration der im Reaktor vorliegenden Reaktionsflüssigkeit bestimmt werden.The course of the reaction can be controlled by regulating the water concentration in the reactor Reaction liquid can be determined.

Durch die kontinuierliche Entfernung des Reaktionsprodukts in der Gasphase, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt im Reaktor nur eine äußerst geringe Menge an 1,4-Butandiol vor. wobei als hauptsächliche Zwischenprodukte Bernsteinsäureanhydrid, Bernsteinsäure, y-Butyrolacton und gebildeter Polyester vorliegt. Der Polyester hat die gleiche chemische Struktur wie ein durch dehydratisierende Konzentration von 1.4-Butandiol und Bernsteinsäure erhaltenes Produkt, und sein Molekulargewicht erhöht sich in dem Maß. in dem die Wasserkonzentration im Reaktor verringert wird. Obwohl dieser Polyester letzten Endes wieder hydriert und mittels Wasser in 7-Butyrolacton oder Tetrahydrofuran übergeführt wird, wird doch die überführungsgesehwindigkeit um so geringer, je höher das Molekulargewicht ansteigt. Wenn daher die Wasserkonzentration in der Flüssigkeit der Rcaktanlcn im Reaktor außergewöhnlich niedrig ist. wird die Polyesterkonzentration allmählich höher, und das Molekulargewicht des Polyesters steigt zugleich an und verringert damit drastisch die Bildungsgeschwindigkcii von Tetrahydrofuran aus dem Polyester.Due to the continuous removal of the reaction product in the gas phase, in the case of the invention In the process, only an extremely small amount of 1,4-butanediol is present in the reactor. being as main Intermediates succinic anhydride, succinic acid, γ-butyrolactone and formed polyester is present. The polyester has the same chemical structure as one by dehydrating concentration product obtained from 1,4-butanediol and succinic acid, and its molecular weight increases to the extent. in which the water concentration in the reactor is reduced. Although this polyester finally hydrogenated again and converted into 7-butyrolactone or tetrahydrofuran using water will, the transfer speed will be the lower the higher the molecular weight increases. Therefore, if the water concentration in the Liquid the Rcaktanlcn in the reactor is exceptionally low. the polyester concentration becomes gradually higher, and the molecular weight of the polyester increases at the same time and thus decreases drastically the rate of formation of tetrahydrofuran from the polyester.

Wenn andererseits die Wasserkonzentration in der RcaktantenfUissigkeit zu hoch ist. erhöht sich durch Umsetzung des als Ausgangsstoff dienenden Maleinsäureanhydrids mit Wasser die Konzentration an Maleinsäure. Da die so erzeugte Maleinsäure im Vergleich mit den anderen Zwischenprodukten eine besonders hohe Aeidität besitzt, greift sie den verwendeten Katalysator stark an. So löst sich beispielsweise bei Verwendung eines Nickclkatalysators das als Katalysatorbestandteil vorliegende Nickel in dem Reaktionsgemisch, wodurch die Katalysatoraktivität verringert wird. Darüber hinaus reagiert bei einer zu hohen Wasserkonzentration in der Reaktionsflüssigkeit, das im Reaktor vorliegende Bernsteinsäure- anhydrid mit Wasser unter Bildung von Bernsteinsäure Außerdem wird durch die hohe Konzentration des Wassers die Reaktionsgeschwindigkeit der Poly esterbildung aus Bernsteinsäure und angewendetem 1,4-Butandiol verringert, und die Menge an Bernsteinsäure in dem Reaktor steigt daher immer mehr an. Dieser Anstieg des Bernsteinsäureanteils im Reaktionssystem führt zu einer drastischen Erniedrigung der Geschwindigkeit der Bildung von Tetrahydrofuran, weil Bernsteinsäure nicht nur mit einer geringen Geschwindigkeit hydriert wird, sondern auch eine größere Affinität zu dem Katalysator besitzt als die anderen Zwischenprodukte. On the other hand, if the water concentration in the reactant liquid is too high. the concentration of maleic acid increases by reacting the maleic anhydride, which is used as the starting material, with water. Since the maleic acid produced in this way has a particularly high avidity in comparison with the other intermediate products, it strongly attacks the catalyst used. For example, when a nickel catalyst is used, the nickel present as a catalyst component dissolves in the reaction mixture, as a result of which the catalyst activity is reduced. Moreover, responding with a too high water concentration in the reaction liquid, present in the reactor succinic anhydride with water to form succinic acid addition of the water is due to the high concentration, the reaction rate of the poly esterbildung of succinic acid and-applied 1,4-butanediol decreased and the amount of succinic acid in the reactor therefore increases more and more . This increase in the content of succinic acid in the reaction system leads to a drastic decrease in the rate of formation of tetrahydrofuran because succinic acid is not only hydrogenated at a slow rate but also has a greater affinity for the catalyst than the other intermediates.

Alle diese Nachteile können jedoch gleichzeitig durch die oben angegebene Maßnahme der Regulierung des Wassergehalts beseitigt werden.However, all these disadvantages can be eliminated at the same time by the above-mentioned measure of regulating the water content.

Wenn auch der bevorzugte Bereich des Wassergehalts in Abhängigkeit von dem Typ und der Zusammensetzung des verwendeten Katalysators und dessen Konzentration sowie der Reaktionstemperatur, dem Reaktionsdruck und anderer, die Reaktionsgeschwindigkeit bestimmender Faktoren, wie dem Verhältnis von y-Butyrolacton zu dem als Ausgangsmaterial verwendeten Dicarbonsäureanhydrid schwankt, so liegt dieser im allgemeinen bei 2 bis 6 Gewichtsprozent, bezogen auf das Reaktionsgemisch ohne Katalysator. Although the preferred range of the water content varies depending on the type and composition of the catalyst used and its concentration as well as the reaction temperature, the reaction pressure and other factors determining the reaction rate, such as the ratio of γ-butyrolactone to the dicarboxylic anhydride used as starting material , this is generally 2 to 6 percent by weight, based on the reaction mixture without catalyst.

Die Einstellung der Wasserstoffkonzentration in dem flüssigen Reaktionsgemisch innerhalb des angegebenen Bereiches kann auf beliebige Weise erfolgen, beispielsweise durch Rückflußregulierung des bei der Reaktion gebildeten Wassers oder durch besondere Zuführung von Wasser in uas Reaktionsgemisch.The adjustment of the hydrogen concentration in the liquid reaction mixture within the specified Area can be done in any way, for example by regulating the reflux of the Reaction formed water or by special addition of water in uas reaction mixture.

Die Reaktion wird bei einer Temperatur von 180 bis 280 C und unter einem Druck von 70 bis 200 Atmosphären durchgeführt.The reaction is carried out at a temperature of 180 to 280 C and under a pressure of 70 to 200 atmospheres performed.

Als Katalysator können beliebige Nickel enthaltende Hydrierungskatalysatoren, die für die Hydrierung von Maleinsäureanhydrid geeignet sind, verwendet werden, wie Nickel oder eine feste Lösung aus Nickel, und Rhenium mit oder ohne Trägerkatalysatoren. Vorzugsweise werden diese Nickel enthaltenden Hydrierungskatalysatoren durch Suspendieren in der flüssigen Phase der Reaktioi.r.zone in einem Anteil von 0,5 bis 30 Gewichtsprozent eingesetzt. Any nickel-containing hydrogenation catalysts which are suitable for the hydrogenation can be used as the catalyst of maleic anhydride can be used, such as nickel or a solid solution made of nickel and rhenium with or without supported catalysts. Preferably these are nickel containing hydrogenation catalysts by suspending them in the liquid phase of the reaction zone in used in a proportion of 0.5 to 30 percent by weight.

Die Verweilzeit des Maleinsäureanhydrids hängt beträchtlich davon ab, ob y-Butyrolacton oder Tetrahydrofuran als Hauptprodukt bevorzugt wird. Im allgemeinen liegt jedoch die Verweilzeit etwa in einem Bereich von 3 bis 20 Stunden.The residence time of the maleic anhydride depends considerably on whether γ-butyrolactone or tetrahydrofuran is preferred as the main product. In general, however, the residence time is about one Range from 3 to 20 hours.

Für die Durchführung des errindungsgemäßen Verfahrens eignet sich die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung, die einen Hydrierreaktor 1, einen Kondensator 2. eine Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 3. einen Abscheider für y-Butyrolacton 4, einen Behälter für y-Butyrolacton 5 und die Vorerhitzer 6 und 7 enthält.For carrying out the method according to the invention the device shown in the drawing, which has a hydrogenation reactor 1, a condenser 2. a gas-liquid separator 3. a separator for γ-butyrolactone 4, a container for γ-butyrolactone 5 and the preheaters 6 and 7 contains.

Dem Vorerhitzer 7 werden durch die Leitung 18 die Ausgangsstoffe und über die Leitung 16 y-Butyrolacton zugeführt, und nach dem Vorerhitzen in dem Vorerhitzer 7 wird das betreffende Gemisch dem Reaktor 1 durch die Leitung 9 zugeführt, t'ber die Leitung 9 wird der in flüssigem Ausgangsmatcrial suspendierte Katalysator in den Reaktor eingebracht. Die Auflösung des Ausgangsmaterials in y-Butyrolacton kann entweder in dem Vorerhitzer 7 oder m einer getrennten, hier nicht angegebenen Vorrichtung erfolgen.The starting materials are fed to the preheater 7 through line 18 and y-butyrolactone through line 16 supplied, and after preheating in the preheater 7, the mixture in question is the Reactor 1 fed through line 9, t'over the In line 9, the catalyst suspended in the liquid starting material is introduced into the reactor. The dissolution of the starting material in γ-butyrolactone can either in the preheater 7 or m a separate device not specified here.

In den Vorerhitzer 6 wird über eine Leitung 17 gasförmiger Wasserstoff eingeführt, und nach dem Vorerhitzen wird der Wasserstoff über die Leitung 8 in den Reaktor 1 eingeleitet. Der Reaktor 1 kann mit einem geeigneten Rührer versehen sein. Die Abgase aus dem Reaktor 1 werden durch die Leitung K in den Kondensator 2, in dem sich eine ölkomponente kondensiert, und danach über die Leitung 11 in die Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 3 geführt, in dei die Gasphase von der Kondensatphase abgetrenn wird. Gaseous hydrogen is introduced into the preheater 6 via a line 17, and after the preheating, the hydrogen is introduced into the reactor 1 via the line 8. The reactor 1 can be provided with a suitable stirrer. The exhaust gases from the reactor 1 are passed through the line K into the condenser 2, in which an oil component condenses, and then via the line 11 into the gas-liquid separator 3, in which the gas phase is separated from the condensate phase.

Ein Teil der erhaltenen Gasphase, die überwiegen« aus Wasserstoff besteht, wird über die Leitung 1! aus dem Reaktionssystem abgezogen, während de verbleibende Anteil über die Leitung 12 in dei Reaktor 1 zurückgeführt wird.Part of the gas phase obtained, which predominantly consists of hydrogen, is supplied via line 1! withdrawn from the reaction system, while the remaining portion via line 12 in the dei Reactor 1 is recycled.

Die abgetrennte flüssige Phase wird durch Leitung 1 in die Destillationskolonne zur Abtrennung vo y-Butyrolacton 4 geleitet, in όζτ das y-Butyrolacto aus dem Reaktionsprodukt abgetrennt wird. Da abgetrennte y-Butyrolacton wird dann durch Le tung 15 in den Behälter 5 gebracht, aus dem letzte«The separated liquid phase is passed through line 1 into the distillation column for separating off y-butyrolactone 4, in which the y-butyrolactone is separated off from the reaction product. The separated y-butyrolactone is then brought through line 15 into the container 5, from the last «

609 627/76609 627/76

ίοίο

über die Leitung 16 in den Reaktor 1 zurückgeführt werden kann.can be returned to reactor 1 via line 16.

Das von y-Butyrolacton befreite Reaktionsprodukt, das hauptsächlich aus Tetrahydrofuran mit gewissen Mengen an Wasser, Alkohol und Siiure besteht, wird durch Leitung 14 in eine Destillationskolonne zur Abtrennung und Reinigung von Tetrahydrofuran geleitet, in der reines Tetrahydrofuran abgetrennt und gewonnen wird.The reaction product freed from y-butyrolactone, which mainly consists of tetrahydrofuran with certain Amounts of water, alcohol and acid is passed through line 14 into a distillation column passed for the separation and purification of tetrahydrofuran, separated in the pure tetrahydrofuran and is won.

HiviihmnoHiviihmno

die mit Kohlendioxid verdünn! war. gebracht.which dilute with carbon dioxide! was. brought.

Beispiel IExample I.

Die Reaktion wurde in einer in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung unter einem Reaktionsdruck von 120 Atmosphären durchgeführt. The response was one in the drawing device shown is carried out under a reaction pressure of 120 atmospheres.

In den Reaktor 1 wurden als Ausgangscharge 320 kg eines aus 60 Gewichtsprozent y-ButyrolactonThe starting charge in reactor 1 was 320 kg of 60 percent by weight γ-butyrolactone

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung kann ίο und 40 Gewichtsprozent Bernsteinsäureanhydrid beThe device shown in the drawing can be ίο and 40 percent by weight succinic anhydride

in verschiedener Weise abgeändert werden. Beispielsweise kann in der dargestellten Vorrichtung die Ό1-komponente der Gasphase aus dem Reaktor 1 in dem Kondensator 2 vollständig kondensiert und y-Butyrolacton nach seiner Abtrennung in der Abtrennvorrichtung 4 in den Reaktor zurückgeführt werden. Es ist jedoch ebenso gut möglich, die bei der Reaktion gebildete Gasphase in einem Teilkondensator teilweise zu kondensieren und dabei das hochsiedende y-Butyrolacton zur Rückführung in den Reaktor zu verflüssigen und die Gasphase, aus der das y-Butyrolacton entfernt worden ist, dann Kühl-, Trenn- und Reinigungsoperalionen zu unterwerfen.can be modified in various ways. For example, in the device shown, the Ό1 component the gas phase from the reactor 1 is completely condensed in the condenser 2 and y-butyrolactone after its separation in the separation device 4 can be returned to the reactor. However, it is just as possible that the Reaction formed gas phase to partially condense in a partial condenser and thereby the high-boiling point To liquefy y-butyrolactone for recycling into the reactor and the gas phase from the the γ-butyrolactone has been removed, then subjected to cooling, separating and cleaning operalions.

Der in den folgenden Beispielen 1 bis 8 und in den Vergleichsbeispielen 1 a) und 2a) verwendete Nickel/ Rheniumkatalysator ist wie folgt hergestellt worden.The nickel used in Examples 1 to 8 below and in Comparative Examples 1 a) and 2a) / Rhenium catalyst was prepared as follows.

Zu einer wäßrigen Lösung von 500 g Nickelnitrat Ni(NO3I2 · 6 H2O in 400 g destilliertem Wasser wurden 100 g pulverförmiges Kieselgur gegeben, und die erhal-100 g of powdered kieselguhr were added to an aqueous solution of 500 g of nickel nitrate Ni (NO 3 I 2 · 6 H 2 O in 400 g of distilled water, and the

- - · ττΐΓ .· χ *: ι : _i_ - - ττΐΓ . Χ *: ι: _i_

stehenden Gemisches eingebracht, das auf 235 C vorerhitzt war. Darin wurden 32 kg des Nickel/ Rhenium-Katalysators auf Kieselgur als Träger suspendiert und der ein Atomverhältnis Rhenium zu Nickel von 0,05 besaß.Introduced standing mixture, which was preheated to 235 C. 32 kg of the nickel / Rhenium catalyst suspended on kieselguhr as a carrier and the one atomic ratio of rhenium to Nickel of 0.05.

Dem Reaktor 1 wurde dann im Vorerhitzer 6 bei 160 C vorerhitzler gasförmiger Wasserstoff über die Leitung 8 mit einer Zuführgeschwindigkeit von 1800 NnvVStd. und Maleinsäureanhydrid und y-Butyrolacton. die auf 180 C vorerhitzt waren, über die Leitung 9 mit Zufuhrgeschwindigkeiten von 98 kg/Std. bzw. 86 kg/Std. zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt betrug die Temperatur des Reaktors 235 C.The reactor 1 was then in the preheater 6 at 160 C preheater gaseous hydrogen over the Line 8 with a feed rate of 1800 NnvVh. and maleic anhydride and γ-butyrolactone. preheated to 180 ° C via line 9 at feed rates of 98 kg / hour. or 86 kg / hour fed. At this point the temperature of the reactor was 235 C.

Die aus dem Reaktor 1 austretende Gasphase wurde in dem Kondensator 2 gekühlt und kondensiert und dann nichtumgesetzter gasförmiger Wasserstoffin der Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 3 abgetrennt und zum Teil durch die Leitung 12 zurückgeführt, während durch die Leitmm 13 flüssiges Rcak-The gas phase emerging from reactor 1 was cooled and condensed in condenser 2 and then separated unreacted hydrogen gas in the gas-liquid separator 3 and partly returned through the line 12, while through the Leitmm 13 liquid Rcak-

tene Masse wurde mit Hilfe einer Mischvorrichtung 30 tionsprodukt mit einer Geschwindigkeit von 204kg/tene mass was with the help of a mixer 30 tion product at a speed of 204kg /

1 Stunde geknetet, wobei ein tiefgrünes schlammartiges Produkt erhalten wurde. Zu diesem schlammartigen Produkt wurde nach und nach anteilweise eine wäßrige Lösung gegeben, die aus 200 g Ammoniumcarbonat (NH4IjCO1. gelöst in 200 g destilliertem Wasser, bestand, wobei die Lösung gerührt wurde. In der erhaltenen Masse wurde ein gelbgrüner Niederschlag gebildet. Der so gebildete Niederschlag wurde durch Filtration von der resultierenden Masse abgetrennt, und das abgetrennte feste Produkt wurde zweimal mit destilliertem Wasser gewaschen. Das gewaschene feste Produkt wurde 24 Stunden bei einer Temperatur von 110 bis 120 C getrocknet, wobei 273 g eines pulverförmiger!, auf Kieselgur als TnWr aufgetragenen basischen Nickclcarbonats erhalten wurden. Zu 30 g des so erhaltenen pulvcrförmigen basischen Nickelcarbonais wurden 2,0g Rheniumheptoxid Re2O- in Form einer wäßrigen Lösung gegeben, und die gebildete Mas>e wurde geknetet. Das Std. entnommen wurde.Kneaded for 1 hour to obtain a deep green sludge-like product. An aqueous solution consisting of 200 g of ammonium carbonate (NH 4 I / CO 1 dissolved in 200 g of distilled water) was gradually added to this sludge-like product, the solution being stirred. A yellow-green precipitate was formed in the resulting mass. The precipitate thus formed was separated from the resulting mass by filtration, and the separated solid product was washed twice with distilled water To 30 g of the powdery basic nickel carbonate thus obtained was added 2.0 g of rhenium heptoxide Re 2 O- in the form of an aqueous solution, and the resulting mass was kneaded.

Die Analyse der durch die Leitung 13 abgezogenen Flüssigkeit ergab, daß diese aus 25 Molprozent y-Butyrolacton. 21.9 Molprozent Tetrahydrofuran.Analysis of the liquid withdrawn through line 13 showed that it was 25 mole percent y-butyrolactone. 21.9 mole percent tetrahydrofuran.

1,2 Moipro/cnt Propane!, !.! Molprozent BuUinol. 0,8 Molprozeni Propionsäure und 50 Molprozent Wasser bestand. Die Ausbeute an Tetrahydrofuran betrug 87.6 Molprozent, bezogen auf Maleinsäureanhydrid. 1.2 Moipro / cnt propane !,!.! Mole percent BuUinol. 0.8 mole percent propionic acid and 50 mole percent water. The yield of tetrahydrofuran was 87.6 mole percent based on maleic anhydride.

Die Probeentnahme und Analyse der flüssigen Phase des Reaktors 1 ergab eine Zusammensetzung von 54.7 Molprozent --Buiyrolacton. 4.0 Molprozeni Tetrahydrofuran. 0.2 Molprozent Propanol. 0.3 MoI-prczerit Büianui. 0.2 Moiprozcnt Propiolsäure.The sampling and analysis of the liquid phase of the reactor 1 gave a composition of 54.7 mole percent - butiyrolactone. 4.0 mole percent Tetrahydrofuran. 0.2 mole percent propanol. 0.3 MoI-prczerit Büianui. 0.2 percent propiolic acid.

8,4 Molprozent Bernsteinsäure und 21.5 Molprozent an Polyester.8.4 mole percent succinic acid and 21.5 mole percent polyester.

Die durch die Leitung 13 abgezogene Flüssigkeit (204 kg/Std.) wurde in die Vorrichtung!"zur Abtrennung von y-Butyrolaeton eingeleitet, in der y-ButyrolactonThe liquid withdrawn through line 13 (204 kg / hour) was fed into the device for separation initiated by y-butyrolaetone, in the y-butyrolactone

geknetete Produkt wurde bei einer Temperatur von 50 abgetrennt und durch Leitung 15 in den Behälter S 110 bis 120 C 12 Stunden getrocknet. Das so erhaltene geführt wurde (90g/Std.; Reinheit 99.9 Gewichtsgetrocknete Produkt wurde dann 2 Stunden der
Reduktion unter einem Wasserstoffstrom bei einer
Kneaded product was separated off at a temperature of 50 and dried through line 15 into the container S 110 to 120 ° C. for 12 hours. The product thus obtained was passed (90 g / h; purity 99.9 weight-dried product was then the
Reduction under a stream of hydrogen at a

Temperatur von 200 bis 2500C unterworfen. Die Prozent). Das am oberen Ende der Trennvorrichtung 4 erhaltene, im wesentlichen aus Tetrahydrofuran bestehende Produkt (I14g/Std.; 58,6 GewichtsprozeniTemperature from 200 to 250 0 C subjected. The percent). The product obtained at the upper end of the separating device 4 and consisting essentially of tetrahydrofuran (14 g / hour; 58.6 percent by weight

Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen Wasser- 55 THF. 33.5 Gewichtsprozent Wasser, 7.9 GewichtsFlow rate of gaseous water - 55 THF. 33.5 percent by weight water, 7.9 percent by weight

Prozent andere Bestandteile) wurde durch Leitung I^ in die Destillationskolonne für Tetrahydrofuran gelei tet und dort unter normalem Druck destillativ rekti fiziert, wobei ein azeotropes Gemisch aus TetrahydroPercent of other ingredients) was determined by wire I ^ gelei in the distillation column for tetrahydrofuran tet and there rectified by distillation under normal pressure, an azeotropic mixture of tetrahydro

stoffes wurde auf einen Wert im Bereich von 2 bis 101/Std. eingestellt, so daß die Reaktionslemperatur konstant gehalten wurde, auch wenn während dessubstance was set to a value in the range from 2 to 101 / hour. adjusted so that the reaction temperature was kept constant, even if during the

Verlaufs der Reduktionsreaktion Wärme frei wurde. Heat was released in the course of the reduction reaction.

Der so erhaltene Katalysator, der durch Reduktion 60 furan und Wasser mit einem Siedepunkt von 63.5The catalyst obtained in this way, which by reduction is 60 furan and water with a boiling point of 63.5

des getrockneten Produkts im Wasserstoffstrom erhal- erhalten wurde, das 5.66 Gewichtsprozent Wasseof the dried product was obtained in a stream of hydrogen, the 5.66 percent by weight of water

ten wurde, wurde auf 1500C abgekühlt und danach enthielt. Das so erhaltene Gemisch wurde dann ferneth was cooled to 150 0 C and then contained. The mixture thus obtained was then removed

über Nacht stehengelassen, wobei der Strom von unter einem Druck von 7ke/cm2 über 1 atm rcktifileft to stand overnight with the current flowing from under a pressure of 7 ke / cm 2 over 1 atm

gasförmigem Wasserstoff durch einen Strom von ziert, wobei durch eine Entnahmeöffnune am oberen gasförmigem Kohlendioxid mit einer Strömungsrate 65 Ende der Destillationskolonne ein azcotropesGemisclGaseous hydrogen is adorned by a stream of, whereby through a discharge opening at the top Gaseous carbon dioxide at a flow rate of 65 at the end of the distillation column forms an azcotropic gem

von 21/Std. ersetzt wurde, per so mit einem Strom aus Tetrahydrofuran und Wasser mit einem Siedefrom 21 / hour was replaced, per so with a stream of tetrahydrofuran and water with a boiling point

von gasförmigem Kohlendioxid behandelte Kataly- punkl von 135,5 C und 12 Gewichtsprozent WasseCatalyst treated with gaseous carbon dioxide at 135.5 C and 12 percent by weight water

sator wurde mit nach und nach zugefiihrter Luft. und durch Entnahme am unteren Ende dieser DestillaSator was gradually supplied with air. and by taking it from the bottom of this distilla

19 Ol 87019 ol 870

tionskolonnc Tetrahydrofuran einer Reinheit von 99.9 Gewichtsprozent erhallen wurden. Das am oberen Ende der Rektifikationskolonne unter Anwendung von Druck erhaltene azeotropc Geirisch wurde in die Rektifikationskolonne, die unter Normaldruck betrieben wurde, zurückgeführt, in der die erste rektifizierende Destillation des Reaktionsprodukts durchgeführt wurde.tion column tetrahydrofuran of a purity of 99.9 percent by weight were obtained. That at the top of the rectification column using Azeotropc obtained from pressure Geirisch was in the rectification column, which was under normal pressure was operated, in which the first rectifying distillation of the reaction product was carried out.

Beispiel 2Example 2

Die Reaktion wurde in einer in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung und unter einem Reaktionsdruck von 120 Atmosphären durchgeführt. The reaction was carried out in an apparatus shown in the drawing and under a reaction pressure of 120 atmospheres.

In den Reaktor 1 wurden als Ausgangscharge 340 kg eines aus 60 Gewichtsprozent ^-Bulyrolacton und 40 Gewichtsprozent Bernsteinsäureanhydrid bestehenden Gemisches gegeben und darin 34 kg des auf Kieselgur aufgetragenen Nickel/Rhenium-Kalalvsators. der ein Atomverhältnis von Rhenium zu Nickel von 0,05 aufwies, suspendiert.In the reactor 1 were 340 kg of 60 weight percent ^ -Bulyrolacton as an initial charge and 40 percent by weight succinic anhydride existing mixture and 34 kg of the Nickel / rhenium potassium hydroxide applied to diatomaceous earth. which has an atomic ratio of rhenium to Nickel of 0.05 was suspended.

Dann wurde durch die Leitung 8 gasförmiger Wasserstoff, der in dem Vorerhitzer 6 auf 190 C erhitzt worden war. mit einer Geschwindigkeit \on 2600 Nm' Std. in den Reaktor 1 eingeleitet und auf 190 C vorerhitztes Maleinsäureanhydrid und ^-Butyrolacton über die Leitung 9 in einer Menge von 98 kg'Ski. bzw. 12Okg'Std. zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt des Verfahrens betrug die Temperatur des Reaktors 235 C. Die aus dem Reaktor 1 durch die Leitung 10 abgezogenen Gase wurden in dem Kondensator 2 gekühlt, kondensiert, und dann wurde nichtumgcsetztcr gasförmiger Wasserstoff in der Gas-FKissigkcits-Trcnmorrichtung 3 abgetrennt und zum Teil in das System zurückgeführt, während man durch die Leitung 13 flüssiges Reaktionsprodukt in einer Menge von 237 kg/Std. erhielt.Gaseous hydrogen, which had been heated to 190 ° C. in the preheater 6, then passed through line 8. Introduced into reactor 1 at a rate of 2600 Nm 'hour and maleic anhydride and ^ -butyrolactone preheated to 190 ° C. via line 9 in an amount of 98 kg' ski. or 12Okg'h. fed. At this point in the process, the temperature of the reactor was 235 C. The gases withdrawn from the reactor 1 through the line 10 were cooled in the condenser 2, condensed, and then unconverted gaseous hydrogen was separated in the gas-air-conduction separator 3 and Part returned to the system, while through line 13 liquid reaction product in an amount of 237 kg / hour. received.

Die Analyse dieser Flüssigkeit ergab eine Zusammensetzung von 33.3 Molprozcnt y-Butyrolacton. 20.2 Molprozent Tetrahydrofuran. 0.82 Molprozcnt Propanol. 0.3 Molprozcnt Bulanol. 0.4 Molprozcnt Propionsäure und 44.5 Molprozent Wasser. Die Ausbeute an Tetrahydrofuran aus Maleinsäureanhydrid betrug 9i *vioi(>iu/_£iU.Analysis of this liquid gave a composition of 33.3 mole percent γ-butyrolactone. 20.2 mole percent tetrahydrofuran. 0.82 mole percent Propanol. 0.3 mole percent bulanol. 0.4 mole percent propionic acid and 44.5 mole percent water. The yield of tetrahydrofuran from maleic anhydride was 9i * vioi (> iu / _ £ iU.

Die analytische Untersuchung einer Probe des flüssigen Inhalts des Reaktors 1 ergab, daß dieser 64.1 Molprozcnt v-Butvrolacton. 2.7 .Molprozent Tetrahydrofuran, 0! Molprozent Propano!. 0.2 Molprozent Butanol. 0.2 Molprozent Propionsäure. 7.1 Mölprozent Bernsteinsäure. 18.4 Molprozent an Polyester und 7.2 Molprozent Wasser enthielt.The analytical examination of a sample of the liquid contents of the reactor 1 showed that it was 64.1 mol% of v-butvrolactone. 2.7 mol percent tetrahydrofuran, 0! Mole percent propano !. 0.2 mole percent butanol. 0.2 mole percent propionic acid. 7.1 oil percent succinic acid. Contained 18.4 mole percent of polyester and 7.2 mole percent of water.

Die weitere Aufarbeitung der durch die Leitung 13 abgezogenen Reaktionsprodukte erfolgte gemäß Beispiel 1. Man erhielt Tetrahydrofuran und -,-Butyro- lacton in einer Reinheit von jeweils 99,9 Gewichtsprozent. Further work-up of the withdrawn through line 13 reaction products were according to Example 1 was obtained and tetrahydrofuran -, - butyrolactone in a purity of 99.9 weight percent, respectively.

Beispiel 3Example 3

Die Umsetzung wurde mit Hilfe einer Vorrichtung durchgeführt, in der ein Teil des r-Buiyrolactons mit Hilfe eines Teilkondensators 2 in den Reaktor 1 zurückgeführt wird. The reaction was carried out with the aid of a device in which part of the r-butyrolactone is returned to the reactor 1 with the aid of a partial condenser 2.

Die Vorrichtung bestand aus einem Reaktor 1 mit einem Innendurchmesser von 110 mm und einer Höhe von 230 mm, dessen Inhalt mit Hilfe eines lnduktmnsrührcrs gerührt werden konnte, einem Teilkondensator 2 mit einem Innendurchmesser von 30 mm und einer Höhe von 550 mm, der mit dem Reaktor 1 in Verbindung stand, einem wassergekühlten Kondensator 3. der mit dem Teilkondensator 2 verbunden war. einer Gas-Flüssigkcils-Trennvorrich-Umg 4. die mit dem Kondensator 3 in Verbindung stand und den folgenden mit dem Reaktor 1 vcrbundenen Rohren: einem Rohr zum Einführen des Ausgangsmatcrials (Säure und/oder ^-Butyrolaeton) und des Katalysators, einem Rohr zum Einleiten von Wasserstoff und einem Rohr zur Entnahme von Proben der im Reaktor befindlichen Reaklionsfiüssigkeit. um deren Zusammensetzung festzustellen. The device consisted of a reactor 1 with an internal diameter of 110 mm and a height of 230 mm, the contents of which could be stirred with the aid of an inductive stirrer, a partial condenser 2 with an internal diameter of 30 mm and a height of 550 mm, which was connected to the reactor 1 was in connection, a water-cooled condenser 3. which was connected to the partial condenser 2. a gas-liquid separating device 4. which was in connection with the condenser 3 and the following pipes connected to the reactor 1: a pipe for introducing the starting material (acid and / or ^ -butyrolaetone) and the catalyst, a pipe for the Introduction of hydrogen and a pipe to take samples of the reaction liquid in the reactor. to determine their composition.

In den Reaktor 1 wurden durch die Zuführungsleitung 30 g eines Nickcl/Rhcnium-Katalysators (Atomverhältnis Re: Ni 0,06) in Form einer Suspension in 1 kg eines aus 40 Gewichtsprozent Bernsteinsäureanhydrid und 60 Gewichtsprozent ;-Butyrolaeton bestehenden Gemisches eingeführt. Die Reaktion wurde bei einer Temperatur von 260 C. einem Druck von 120 Atmosphären bei einer Menge von zugeführtem Wasserstoff von 2Nm1 Stil.30 g of a nickel / rhodium catalyst (atomic ratio Re: Ni 0.06) in the form of a suspension in 1 kg of a mixture consisting of 40 percent by weight succinic anhydride and 60 percent by weight butyrolaetone were introduced into reactor 1 through the feed line. The reaction was carried out at a temperature of 260 C. a pressure of 120 atmospheres with an amount of hydrogen supplied of 2 Nm 1 style.

begonnen, wobei mit 1000 UpM gerührt wurde.started with stirring at 1000 rpm.

Mit fortschreitender Umsetzung wurden das gebildete Tetrahydrofuran. y-Butyrolacton und Nebenprodukte in der Dampfphase zusammen mit überschüssigem zugcführtein Wasserstoff abgezogen. In dem Teilkondensator 2 wurde ein Teil des ;·-Βιιΐ\ιτ>lactons abgetrennt und in den Reaktor zurückgeführt, während das im wesentlichen aus Tetrahydrofuran bestehende dampfförmige Gemisch durch die Leitung 10 in den Kondensator 3 geleitet wurde und dort kondensiert und verflüssigt wurde, und während in dem Gas-Flüssig-Abschcider 4 eine Trennung eines kondensierten flüssigen Produkts von überschüssigem Wasserstoff durchgeführt wurde und überschüssiger Wasserstoff durch Leitung 14 entnommen wurde.As the reaction proceeded, tetrahydrofuran formed became. γ-Butyrolactone and by-products are withdrawn in the vapor phase together with excess hydrogen fed in. In the partial condenser 2, part of the; · -Βιιΐ \ ιτ> lactone was separated and returned to the reactor, while the vaporous mixture consisting essentially of tetrahydrofuran was passed through the line 10 into the condenser 3 and was condensed and liquefied there, and while in the gas-liquid separator 4 a separation of a condensed liquid product from excess hydrogen was carried out and excess hydrogen was removed through line 14.

Das kondensierte flüssige Produkt verbleibt im unteren Teil der Gas-Flüssig-Trennvorrichtung und wird gcwünschtenfalls durch Leitung 15 abgezogen.The condensed liquid product remains in the lower part of the gas-liquid separator and is drawn off through line 15 if desired.

Das in der vorstehend beschriebenen Weise erhaltene kondensierte flüssige Produkt wurde alle 10 Minuten abgezogen, und seine Menge wurde bestimmt. Dann wurde kontinuierlich geschmolzenes Maleinsäureanhydrid in gleichen Mengen durch die Zuführleitung einp.cführt. Die Temperatur des Teilkondensators 2 und die Zuführungsrate von Wii>»ersii-rfi wurden so eingestellt, daß die Menge des im unteren Teil der Gas-Flüssig-Abscheidcvorrichtung 4 verbliebenen kondensierten flüssigen Produkts 345 g/Std. betrug, entsprechend einer Verweilzcit von 2.9 Stunden. The condensed liquid product obtained in the above-described manner became every 10 minutes deducted and its amount was determined. Then molten maleic anhydride became continuously Introduces in equal amounts through the supply line. The temperature of the partial condenser 2 and the delivery rate of Wii> »ersii-rfi were adjusted so that the amount of that remained in the lower part of the gas-liquid separating device 4 condensed liquid product 345 g / hr. was, corresponding to a dwell time of 2.9 hours.

Unter den vorstehend angegebenen Bedingunger wurde die Umsetzung während 8 Stunden durchgeführt. Die Ausbeute des kondensierten flüssiger Produkts betrug im stationären Zustand 78 Mol prozent Tetrahydrofuran, 5 Molprozent -/-ButyroThe reaction was carried out for 8 hours under the above conditions. The yield of the condensed liquid Steady state product was 78 mole percent tetrahydrofuran, 5 mole percent - / - butyro lacton und 17 Molprozent n-Propanol, n-Butanol un< Propionsäure.lactone and 17 mol percent n-propanol, n-butanol and < Propionic acid.

Beispiel 4Example 4

Es wurde analog Beispiel 3 gearbeitet, mit de Abänderung, daß als Ausgangscharge ein aus 70 Mo prozent Maleinsäureanhydrid und 30 Molprozer j-Butyrolacton bestehendes Gemisch eingesetzt un 30 g eines Nickel/Rhenium-Katalysatcrs mit eineiThe procedure was analogous to Example 3, with the modification that a starting batch of 70 Mo percent maleic anhydride and 30 Molprozer j-butyrolactone existing mixture used un 30 g of a nickel / rhenium catalyst with a Atomverhältnis Rhenium zu Nickel von 0,03 verwei det wurde.Atomic ratio of rhenium to nickel of 0.03 was used.

Die Reaktion wurde 8 Stunden kontinuierlich i der Weise durchgeführt, daß die Temperatur diThe reaction was carried out continuously for 8 hours in such a way that the temperature di

Teilkondensators 200 C und die Wasserstoffzufuhr 4001/Std. betrug.Partial condenser 200 C and the hydrogen supply 4001 / hour. fraud.

Die Verweilzeit des Reaktionsgemisches im Reaktor unter den Bedingungen des stationären Zustands betrug 5,5 Stunden, und die Konzentration an j-Butyrolacton in der im Kondensator 3 kondensierten Flüssigkeit betrug 1 MolprozenL Tetrahydrofuran wurde mit einer Selektivität von 92 Molprozent gebildet.The residence time of the reaction mixture in the reactor under steady-state conditions was 5.5 hours and the concentration of j-butyrolactone in the liquid condensed in the condenser 3 was 1 mol percent of tetrahydrofuran was formed with a selectivity of 92 mole percent.

Beispiel 5Example 5

Die Reaktion wurde wie im Beispiel 3 mit gleichen Ausgangsmaterialien bei gleicher Reaktionstemperatur und gleichem Druck durchgeführt und wobei 30 g eines Nickel/Rhenium-Katalysators mit einem Atom- (5 verhältnis Rhenium zu Nickel von 0,03 verwendet wurden.The reaction was as in Example 3 with the same starting materials at the same reaction temperature and the same pressure carried out and where 30 g of a nickel / rhenium catalyst with an atom (5 rhenium to nickel ratio of 0.03 were used.

Die Reaktion wurde kontinuierlich 30 Stunden durchgeführt, wobei die Temperatur des Teilkondensators wie die Reaktionstemperatur 260 C betrug und der Wasserstoff mit einer Menge von 15001/StiT. zugeführt wurde. Die im Teilkondensator kondensierte Flüssigkeit mit y-Butyrolacton wurde kontinuierlich in den Reaktor zurückgeführt und Maleinsäureanhydrid kontinuierlich in einer solchen Menge zugegeben, die der Geschwindigkeit entsprach, mit der Tetrahydrofuran, n-Propanol, n-Bulanol und Propionsäure aus der im Kondensator 3 kondensierenden Flüssigkeit abdestilliert wurden.The reaction was carried out continuously for 30 hours, the temperature of the partial condenser and the reaction temperature being 260 ° C. and the hydrogen in an amount of 1500 l / StiT. was fed. The liquid with γ-butyrolactone condensed in the partial condenser was continuously returned to the reactor and maleic anhydride was continuously added in an amount that corresponded to the rate at which tetrahydrofuran, n-propanol, n-bulanol and propionic acid were distilled off from the liquid condensing in condenser 3 became.

Die Verweilzeit unter den Bedingungen des stationären Zustands betrug 2,8 Stunden und die Geschwindigkeit der Bildung von Tetrahydrofuran iO6g/Std. Tetrahydrofuran wurde mit einer Selektivität von 85 Molpri>2:ent erzeugt.The residence time under steady state conditions was 2.8 hours and the speed the formation of tetrahydrofuran 10 6 g / hour. Tetrahydrofuran was produced with a selectivity of 85 Molpri> 2: ent generated.

Beispiel 6Example 6

Es wurde analog Beispiel 3 gearbeitet, mit der Abänderung, daß als Ausgangsmaterial ein aus 70 Molprozent Bernsteinsäureanhydrid und 30 Molprozenl y-Butyrolacton bestehendes Gemisch verwende! wurde und 30 g eines Nickel/Rhenium-Katalysators mit einem Atomverhältnis Re: Ni von 0.03 verwendet wurde.The procedure was analogous to Example 3, with the modification that the starting material was one from 70 mol percent Use succinic anhydride and 30 Molprozenl y-butyrolactone existing mixture! would and 30 g of a nickel / rhenium catalyst with an atomic ratio Re: Ni of 0.03 are used would.

Die Reaktion wurde 8 Stunden kontinuierlich bei einer Temperatur des Teilkondensators von 200 C und unter einer Wasserstoff-Zufuhr von 4001/Std. durchgeführt.The reaction was carried out continuously at a temperature of the partial condenser of 200 ° C. for 8 hours and with a hydrogen supply of 400 liters / hour. accomplished.

Es wurde eine Verweilzeit im stationären Zustand von 5,5 Stunden, eine Konzentralion an ;-ßut\ro-A dwell time in the steady state of 5.5 hours, a concentration of; -but \ ro-

Tabelle 1Table 1

3535

4040

45 lacton in der kondensierten Flüssigkeit von l.o MoI-prozeni und eine Selektivität der Tetrahydrofuranbildung von 92 Molprozenl erhalten. Die Ergebnisse entsprechen vollständig denen des Beispiels 4.45 lactone in the condensed liquid of l.o MoI perzeni and a selectivity of tetrahydrofuran formation of 92 molar percentages was obtained. The results correspond completely to those of example 4.

Beispiel 7Example 7

Es wurde die im Beispiel 3 beschriebene Vorrichtung verwendet. Der Reaktor wurde mit 1000 g eines aus 40 Molprozent Bernsteinsäureanhydrid und 60 Molprozent /-Butyrolacton bestehenden Gemisches sowie 30 g eines Nickel/Rhenium-Katalysators mit einem Atomverhältnis Rhenium zu Nickel von 0,03 beschickt und die Reaktion unter Zuführung von 2 Nm3 Std. Wasserstoff bei einer Temperatur von 260 C und einem Druck von 1 20 Atmosphären gestartet.The device described in Example 3 was used. The reactor was charged with 1000 g of a mixture consisting of 40 mol percent succinic anhydride and 60 mol percent butyrolactone and 30 g of a nickel / rhenium catalyst with an atomic ratio of rhenium to nickel of 0.03 and the reaction was carried out with a supply of 2 Nm 3 hours. Hydrogen started at a temperature of 260 C and a pressure of 1 20 atmospheres.

Nach Beginn der Reaktion wurde dem Reaktionssintern Wasser in verschiedenen Mengen, nämlich Og/Std. (Versuch 11, 50g/Std. (Versuch 2). 75g/Sid. (Versuch 3) und J3i'g/Std. (Versuch 4). zugeführt. Bei der Durchführung der Reaktion wurde die Geschwindigkeit der Zufuhr des Wasserstoffbersehusses so eingestellt, daß die Yerweilzeit des Reaktionsgemisclies im Reaktor 3 3 Stunden betrug und ^-Buiyrolaeion und Maleinsäureanhydrid in solchen Mengen zugeführt wurden, daß sie den im Teilkondensator 2 b/w. im Kondensator 3 vorhandenen Mengen an ;-But\; olacton bzw. von Tetrahydrofuran, Propionsäure. Buianol und Propanol entsprechen. Dabei wurde die Temperatur des durch Leitung 10 abgezogenen Gases auf dem gleichen Wert wie die Rcaktionslemperatur. nämlich bei 260 C. gehalten.After the start of the reaction, water was added to the reaction sintering in various amounts, namely 0g / hour. (Experiment 11, 50g / hour (Experiment 2). 75g / sid. (Experiment 3) and 3 1/2 g / hour (Experiment 4). When carrying out the reaction, the rate of the supply of excess hydrogen was adjusted so that that the dwell time of the reaction mixture in the reactor 3 was 3 hours and ^ -Buyrolaeion and maleic anhydride were fed in such amounts that they match the amounts of buttone or tetrahydrofuran present in the partial condenser 2 b / w. in the condenser 3 Propionic acid, butanol and propanol correspond to the fact that the temperature of the gas withdrawn through line 10 was kept at the same value as the reaction temperature, namely at 260.degree.

Die Reaktion wurde 30 Stunden kontinuierlich durchgeführt. Das in dem Teilkondensator 2 zusammen mit überschüssigem Wasserstoff erhaltene dampfförmige Produkt wurde mit Hilfe des Kondensators 3 völlig kondensiert. Danach wurde mit Hilfe eines Gas-Flüssigkeits-Abscheiders, der anschließend an den Kondensator angeordnet war, die Abtrennung in Flüssigkeit (Endprodukt) und Wasserstoff durchgeführt. The reaction was carried out continuously for 30 hours. That in the partial capacitor 2 together Vaporous product obtained with excess hydrogen was converted with the aid of the condenser 3 completely condensed. Thereafter, with the help of a gas-liquid separator, which then followed the condenser was arranged, the separation into liquid (end product) and hydrogen was carried out.

Die Zusammensetzung des erhaltenen flüssigen Produkts wurde analytisch bcsiimmt. Die Bildungsgeschwindigkeil \on Tetrahydrofuran, die Zufuhrraten von ^-Butyrolacton und Maleinsäureanhydrid im stationären Zustand und die Konzentration von Wasser. --Butyrolacton. Bernsteinsäure uiid gebildetem Polyester in der Reaktionsflüssigkeil sind in der folgenden Tabelle ! zusammengestellt.The composition of the obtained liquid product was determined analytically. The educational speed wedge \ on Tetrahydrofuran, the feed rates of ^ -butyrolactone and maleic anhydride in the steady state and the concentration of water. - butyrolactone. Succinic acid uiid formed Polyesters in the reaction liquid wedge are in the table below! compiled.

Versuchattempt Wasser-
Z u fahr
geschwin
digkeit
Water-
Z u drive
speed
age
Bildiinjis-
jieschwin-
diykeit ion
Tetrahydro
furan
Bildiinjis-
jieschwin-
diykeit ion
Tetrahydro
furan
Geschwin
digkeit der
Muleinsaure-
anlndrid-
/11 full I
Speed
age of
Muleinic acid
anlndrid
/ 11 full I.
Geschwin
digkeit der
;-Bulyro-
lacton-Zufuhr
Speed
age of
; -Bulyro-
lactone intake
Zusammcnsetmni: der R
Kiewichtsprozent)
Wasser --BuI) ro!
acton
Together: the R
Weight percent)
Water --BuI) ro!
acton
3838 eaktionsflüssitikeil
I- Bernstein-
saure
reaction liquid wedge
I- amber-
acid
PoPo
Iy Sid.) Iy Sid.) Ij: Sld.lIj: Sld.l (J! SId I(J! SId I (ι: Std.l(ι: hour 6363 11 OO 4040 6464 220220 0.80.8 6565 55 5151 22 5050 6666 108108 192192 1.91.9 6262 55 2525th 33 7575 7575 123123 176176 3.13.1 88th 2020th 44th 130130 6262 K)IK) I 199199 3.63.6 1010 2020th

Beispiel 8Example 8

Es wurde ein Reaktor mit einem Innendurchmesser von 240 mm und einer Höhe von 440 mm verwendet. der mit einer induktiven Rührvorrichtung versehen war. Am oberen Ende des Reaktors war eine Austritlsöffnung vorgesehen, aus der der die Rcaklions-A reactor with an inner diameter of 240 mm and a height of 440 mm was used. which was provided with an inductive stirring device. There was an exit port at the top of the reactor provided, from which the rcaklions-

produkte mitfiihrende Wasserstoff austritt, der bei 80*-C in den Gasphasenteil des Reaktors eingeführt v/orden war.Hydrogen carrying products escapes, which is introduced into the gas phase part of the reactor at 80 ° C was v / orden.

Mit dem Reaktor 1 waren vier Rohrleitungen verbunden, d. h. (a) eine Rohrleitung zum Einleiten der verwendeten Ausgangssäure (und/oder des Anhydrids) und/oder von y-Butyrolacton, (b) eine Leitung zum Einleiten von Wasserstoff, (c) eine Leitung zum Abziehen von Flüssigkeit aus dem flüssigen Teil des Reaktorinhalts und (d) eine Leitung zum Abziehen des dampfförmigen Produkts zusammen mit überschüssigem Wasserstoff (10).Four pipelines were connected to the reactor 1; H. (a) a pipeline for introducing the used starting acid (and / or the anhydride) and / or of y-butyrolactone, (b) a line to Introducing hydrogen, (c) a line for drawing off liquid from the liquid part the reactor contents and (d) a line for withdrawing the vaporous product together with excess Hydrogen (10).

Im übrigen entsprach die verwendete Vorrichtung der im Beispiel 3 eingesetzten.Otherwise, the device used corresponded to that used in Example 3.

In diesen Reaktor wurde 1 kg eines Nickel/Rhenium-Katalysators mit einem Atomverhältnis von Rhenium zu Nickel von 0,06 eingeführt. Danach wurden als einmalige Ausgangscharge 10 leg --Buivrolacfon eingeführt. 1 kg of a nickel / rhenium catalyst was added to this reactor with an atomic ratio of rhenium to nickel of 0.06. After that, as One-off initial batch of 10 leg --buivrolacfon introduced.

Als ständig zugeführtes Ausgangsmaterial wurde dann ein aus 50 Molprozent Maleinsäureanhydrid und 50 Molprozenl 7-Butyrolaclon bestehendes Gemisch eingeleitet.A starting material made up of 50 mole percent maleic anhydride then became the continuously supplied starting material and 50 mole percent of 7-butyrolaclone mixture initiated.

(0(0

Die Reaktion wurde unter Reaktionsbedingungen durchgeführt, die einen Reaktionsdruck von 120 kg/cm2, eine Reaktionstemperatur von 250 C, eine Geschwindigkeit der Wasserstoffzufuhr von 23 m3/Std., eine Temperatur der austretenden Gase von 210 C und unterschiedliche Geschwindigkeiten der Wasserzufuhr, nämlich Okg/Std. (Versuch 5), Ü,3kg/Std. (Versuch 6), und O,7kg/Std. (Versuch 7), umfaßten. Das Ausgangsmaterial wurde in der Weise eingeführi, daß der Flüssigkeitsspiegel in dem Reaktor bei einer vorbestimmten Höhe gehalten wurde.The reaction was carried out under reaction conditions which include a reaction pressure of 120 kg / cm 2 , a reaction temperature of 250 ° C., a hydrogen supply rate of 23 m 3 / hour, a temperature of the exiting gases of 210 ° C. and different rates of water supply, namely Okg / hour (Experiment 5), Ü, 3kg / h. (Experiment 6), and 0.7 kg / hour. (Experiment 7) included. The raw material was introduced in such a manner that the liquid level in the reactor was kept at a predetermined level.

In diesem Beispiel hatten die Zufuhrgeschwindigkeit der Ausgangsmaterialien und die stündlichen Raten, mit welchen in der Gasphase aus dem Reaktor 1 abgezogenes Wasser, Tetrahydrofuran, Propanol, Butanol, Propionsäure, Buttersäure und y-Butyrolacton destilliert wurden, die in der folgenden Tabelle 2 gezeigten Werte.In this example, the feed rate of the starting materials and the hourly rates with which in the gas phase withdrawn from the reactor 1 water, tetrahydrofuran, propanol, Butanol, propionic acid, butyric acid and γ-butyrolactone were distilled, which are listed in the following table 2 shown values.

Die in diesen Versuchen erhaltenen Anteile an Wasser, --Butyrolacton, Bernsteinsäure und Polyester in der Reaktionsflüssigkeit sind in Tabelle 3 darge» stellt.The proportions of water, butyrolactone, succinic acid and polyester obtained in these experiments in the reaction liquid are shown in Table 3 » represents.

Tabelle 2Table 2

Versuch Zuführung Deslillalionsgeschwindigkeit (kg hlAttempt delivery of the deslillation rate (kg hl

des Ausgangsmaterials Wasser Tetrahydro- Propanolof the starting material water, tetrahydro-propanol

furan (kgStd.lfuran (kghour

ButanolButanol

Propionsäure Buttersäure : -Bul>rolacionPropionic acid butyric acid: -Bul> rolacion

55 1,3301.330 0.3230.323 0.5430.543 0.0270.027 0.0190.019 0,0190.019 0,0040.004 0,3810.381 66th 1,6101.610 0,6170.617 0.5970.597 0.0130.013 0,0190.019 0,0250.025 0,0050.005 0,6120.612 77th 1,0801.080 0,8850.885 0.3780.378 0.0070.007 0.0090.009 0.0230.023 0,0030.003 0,4640.464

Tabelle 3Table 3

Versuchattempt

Zusammensetzung der Rcuktionsflüssipkcil (Gewichtsprozent)Composition of the reduction fluid (Weight percent)

Wasserwater

3,8
5,1
3.8
5.1

7.77.7

y-Butyroiacton y-butyroiactone

73.9
83.8
76.9
73.9
83.8
76.9

Bernsteinsaure Amber acid

2.48 2.30 2.922.48 2.30 2.92

Polyesterpolyester

4040

4545

7.99 3.22 5.0K7.99 3.22 5.0K

Beispiel 9Example 9

Mit Hilfe der gleichen Vorrichtung wie im Beispiel 3 wurde unter folgenden Bedingungen kontinuierlich gearbeitetUsing the same apparatus as in Example 3, continuous operation was carried out under the following conditions worked

1. Verwendeter Katalysator:1. Catalyst used:

Ni-Re-Mo—SiOj ■ Al2ü,-Katalysalor. e»Ni-Re-Mo — SiOj ■ Al 2 ü, catalyst. e »

Atomverhältnis Re/Mi = 0,03. Atorr.verhältnis Mo/Ni ~ 0.075. Gewichtsverhältnis SiO;, Al2O31Ni = 2.Atomic ratio Re / Mi = 0.03. Atomic ratio Mo / Ni ~ 0.075. Weight ratio SiO ; , Al 2 O 31 Ni = 2.

2. Menge des verwendeten Katalysators: 300 g.2. Amount of catalyst used: 300 g.

3. Erste Beschickung mit Ausgangsmuterial: 1 kg eines Gemisches aus 40 Molprozent Bernsteinsäureanhydrid und ISO Molprozenl ;-Bulyro-3. First loading with starting material: 1 kg of a mixture of 40 mol percent succinic anhydride and ISO mol percent; -Bulyro-

4. Beschickungsmaterial:4. Charging material:

Ein Gemisch aus 85 Molprozent Maleinsäureanhydrid und 15 Molprozent --Butyrolacton.A mixture of 85 mole percent maleic anhydride and 15 mole percent --butyrolactone.

5. Reaktionsdruck: 120kg/cm2,5. reaction pressure: 120kg / cm 2 ,

6. Strömungsgeschwindigkeit von H2:6. Flow rate of H 2 :

9 bis 15Nm\'Std. (in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Materials im Inneren des Reaktionsgefüßes wurde der Wert selektiv eingestellt). 9 to 15Nm \ 'hours (depending on the Composition of the material inside the reaction vessel, the value was set selectively).

7. Die Reaktionstemperatur und die Strömungsgeschwindigkeit von H2 wurden selektiv so gewühlt, daß THF (Tetrahydrofuran) und ;-BL (v-Butyrolacton) in einer Menge von 600gStd. gebildet werden konnten.7. The reaction temperature and the flow rate of H 2 were selectively chosen so that THF (tetrahydrofuran) and -BL (v-butyrolactone) in an amount of 600gh. could be formed.

Als die katalylische Aktivität vermindert war. wurde die Reaktionstemperatur erhöht, um bei normalen Werten zu bleiben. Nachstehend sind die erhaltenen Ergebnisse zusammengestellt, wobei die Werte für Tetrahydrofuran und -/-Butyrolacton in gleicher Weise wie im Beispiel 1 bestimmt wurden. Die Menge der anfangs zugeführten Beschickung an y-BL ist in der Menge nicht enthalten, die in der folgenden Tabelle für das gebildete ;-BL angegeben ist.When the catalylic activity was reduced. the reaction temperature was increased to at normal Values to stay. The results obtained are summarized below, the values for Tetrahydrofuran and - / - butyrolactone in the same way as in Example 1 were determined. The amount of feed of y-BL initially added is in Does not include the amount given in the table below for the formed; -BL.

In der Tabelle wird ferner die Menge des gebildeten THF. bezogen auf die Gesamtmenge der Umsetzungsprodukte als Selektivität S1. und weiterhin die Menge des gebildeten THF und --BL. bezogen auf die Gesamtmenge der gebildeten Produkte als Selek-The table also shows the amount of THF formed. based on the total amount of the reaction products as selectivity S 1 . and also the amount of THF and --BL formed. based on the total amount of products formed as selective

tivität S2, angegeben, wobei die Werte wie folgt berechnet wurden.activity S 2 , the values being calculated as follows.

S1 =S 1 =

5,=5, =

(THF)(THF)

(THF) + (Nebenprodukte) '(THF) + (by-products) '

(THF) + (γ-BL) (THF) + (γ- BL)

(THF) + (--BL) +"(Nebenprodukte)(THF) + (--BL) + "(by-products)

(Die Angabe (y-BL) bedeutet die gewonnene Menge an J-BL, von der die Menge der Erstbeschickung an y-BL abgezogen wurde.)(The indication (y-BL) means the amount of J-BL obtained, from which the amount of the first charge y-BL has been withdrawn.)

Die Ergebnisse sind folgende:The results are as follows:

behandelten Katalysator wurde nach und nach mit Stickstoff verdünnte Luft in Berührung gebracht. Die Reaktion zwischen dem Katalysator und der mit Stickstoff verdünnten Luft wurde so vorgenommen, daß die während der Reaktion durch den Katalysator erzeugte Wärme zu einer Temperaturerhöhung von nicht mehr als 50C führte.The treated catalyst was gradually brought into contact with air diluted with nitrogen. The reaction between the catalyst and the air diluted with nitrogen was carried out in such a way that that the heat generated by the catalyst during the reaction leads to a temperature increase of did not lead to more than 50C.

Beispiel 10Example 10

Gemäß Beispiel 3 wurde in kontinuierlicher Arbeitsweise unter den folgenden Bedingungen y-Butyrolacton hergestellt.According to Example 3, γ-butyrolactone was produced in a continuous procedure under the following conditions manufactured.

ReakReak
tions-functional
dauerlength of time
Reak-React
tions-functional
tem-tem-
peraturtemperature
Bildungsgeschwin
digkeit
Rate of education
age
r-BLr-BL Selektivitätselectivity S,S,
(Std.)(Hours.) CC)CC) (g/Std.)(g / h) 9090 (Gewichtsprozent)(Weight percent) 9393 THFTHF 200200 S1 S 1 9292 100100 242242 800800 220220 9!9! 9090 250250 248248 690690 230230 9090 9090 500500 250250 600600 300300 8888 8989 750750 254254 600600 8888 10001000 254254 590590 8787

"5"5

262262

650650

250250

8787

8989

Der oben unter 1 angegebene Katalysator ist wie folgt hergestellt worden:The catalyst given under 1 above has been prepared as follows:

Zu einer wäßrigen Lösung von 500 g Nickelnitrat Ni(NO3J2 ■ 6H2O in 400 g destilliertem Wasser wurde nach und nach unter Rühren eine wäßrige Lösung von 200 g Ammoniumcarbonat (NH4J2CO, in 400g destilliertem Wasser gegeben, wobei in der erhaltenen Masse ein gelbgrüner Niederschlag gebildet wurde. Der so gebildete Niederschlag wurde dann durch Filtration aus der resultierenden Masse abgetrennt, und das erhaltene feste Produkt wurde zweimal mit 200 g destilliertem Wasser gewaschen. Zu dem gewaschenen festen Produkt wurde SiO2 · Al2O, in einer solchen Menge zugesetzt, daß das Gewichtsverhältnis von SiO2 ■ AI2O3/Ni 2 betrug, und die erhaltene Masse wurde geknetet. Die geknetete Masse wurde dann 24 Stunden bei einer Temperatur von 110 bis 120 C getrocknet, wobei SiO2-Al2O, als Träger befindliches pulverförmiges basisches Nickelcarbonat erhalten wurde. Zu dem so erhaltenen pulverförmiger! basischen Nickelcarbonat wurden Rheniumheptoxid und Ammoniummolybdat in Form einer wäßrigen Lösung in der Menge zugegeben, daß die Alomverhältnisse Re/Ni und Mo/Ni 0,03 bzw. 0,075 betrugen, und die resultierende Masse wurde geknetet. Das geknetete Produkt wurde dann 12 Stunden bei einer Temperatur von 110 bis 120 C getrocknet. Das getrocknete Produkt wurde danach der Reduktion unter einem Strom von gasförmigem Wasserstoff bei einer Temperatur von 150 bis 250 C während einer Stunde und danach der Reduktion bei einer Temperatur von 450 C während 3 Stunden unterworfen. Der durch Reduktion des getrockneten Produkts erhaltene Katalysator wurde auf eine Temperatur von 150 C abgekühlt und danach in der erhaltenen Form über Nacht stehengelassen, wobei der Wasscrstoflstrom durch einen Strom von gasförmigem Kohlendioxid ersetzt wurde. Mit dem so mit KohlendioxidTo an aqueous solution of 500 g of nickel nitrate Ni (NO 3 I 2 6H 2 O in 400 g of distilled water, an aqueous solution of 200 g of ammonium carbonate (NH 4 I 2 CO, in 400 g of distilled water) was gradually added with stirring a yellow-green precipitate was formed in the obtained mass. The precipitate thus formed was then separated from the resulting mass by filtration, and the obtained solid product was washed twice with 200 g of distilled water. To the washed solid product, SiO 2 · Al 2 O was added , was added in such an amount that the weight ratio of SiO 2 ■ Al 2 O 3 / Ni 2, and the resulting mass was kneaded. The kneaded mass was then dried for 24 hours at a temperature of 110 to 120 ° C., whereby SiO 2 -Al 2 O, was obtained as a carrier in powdery basic nickel carbonate. Rhenium heptoxide and ammonium molybdate in the form of an aqueous solution were added to the powdery basic nickel carbonate thus obtained aqueous solution was added in such an amount that the Alom ratios Re / Ni and Mo / Ni became 0.03 and 0.075, respectively, and the resulting mass was kneaded. The kneaded product was then dried at a temperature of 110 to 120 ° C. for 12 hours. The dried product was then subjected to reduction under a stream of gaseous hydrogen at a temperature of 150 to 250 ° C. for one hour and then to reduction at a temperature of 450 ° C. for 3 hours. The catalyst obtained by reducing the dried product was cooled to a temperature of 150 ° C. and then left to stand in the form obtained overnight, the hydrogen stream being replaced by a stream of gaseous carbon dioxide. With the one with carbon dioxide

1. Verwendeter Katalysator:
Ni-Mo-Tl-SiO2 ■ Al2O3-Katalysator wie nachstehend beschrieben.
1. Catalyst used:
Ni-Mo-Tl-SiO 2 ■ Al 2 O 3 catalyst as described below.

2. Menge des verwendeten Katalysators: 100 g.2. Amount of catalyst used: 100 g.

3. Erste Beschickung mit Ausgangsmaterial:
Wie irr. Beispiel 9.
3. First loading with raw material:
How crazy Example 9.

4. Beschickung: 4. Loading:

Wie im Beispiel 9.As in example 9.

5. Reaktionsdruck: 80 kg/cm2.5. Reaction pressure: 80 kg / cm 2 .

6. Strömungsgeschwindigkeit des H2:
24 bis 28 Nm3/Std.
6. Flow rate of the H 2 :
24 to 28 Nm 3 / hour

7. Menge der gebildeten Flüssigkeit:7. Amount of liquid formed:

Die Reaktionstemperatur wurde wahlweise so verändert, daß y-Butyrolacton in einer Menge von etwa 1,3 kg/Std. gebildet wurde.The reaction temperature was optionally changed so that γ-butyrolactone in an amount of about 1.3 kg / hour. was formed.

Nachstehend sind die erhaltenen Ergebnisse zusammengestellt, wobei die Werte für die jeweiligen Reaktionsprodukte in gleicher Weise wie im Beispiel 1 ermittelt worden sind.The results obtained are summarized below, with the values for the respective Reaction products have been determined in the same way as in Example 1.

(THF) + "(f-BL) + (Nebenprodukte) '(THF) + "(f-BL) + (by-products) '

(Der obenstehende Ausdruck -/-BL bedeutet die gewonnene Menge an ;-Butyrolacton abzüglich der Erstbeschickung an ;-BL.)
Die Ergebnisse sind folgende:
(The above expression - / - BL means the amount of; -Butyrolactone recovered minus the initial charge of; -BL.)
The results are as follows:

Reuklionsduuer
AC
Reuklionsduuer
AC
Rcaktions-
lcmpenilur
Feedback
lcmpenilur
Menge der ge
bildeten Flüs
sigkeit
Amount of ge
formed rivers
sweetness
Selcktivit;Selectivit;
45 (Std.) 45 (hours) ( C)(C) |kg/Std.)| kg / hour) (Gewichts
Prozent)
(Weight
Percent)
100100 265265 1,881.88 8787 50 200 50 200 246246 1,301.30 9393 300300 250250 1,301.30 9595 400400 250250 1,381.38 9595 500500 250250 1,321.32 9595

55 Der oben unter 1 angewendete Katalysator ist wie folgt hergestellt worden:55 The catalyst used under 1 above has been prepared as follows:

Zu dem gelbgriinen Kuchen aus basischem Nickelcarbonat. der durch Ausfällung aus einem Gemisch erhalten wurde, in welchem eine wäßrige Lösung von Ammoniumbicarbonat zu einer wäßrigen Lösung von Nickelacetat zugegeben worden war. wurde eine wäßrige Lösung von Ammoniummolybdat und eine wäßrige Lösung von Thalliumnitrat gegeben, so daß die Atomverhältnisse von Mo/Ni und Tl/Ni 0,06 bzw. 0,03 betrugen. Die erhaltene Masse wurde gründlich geknetet, so daß ihre Zusammensetzung homogen wurde, wobei einschlammartiger gemischterTo the yellow-green cake made of basic nickel carbonate. obtained by precipitation from a mixture in which an aqueous solution of Ammonium bicarbonate was added to an aqueous solution of nickel acetate. became a added aqueous solution of ammonium molybdate and an aqueous solution of thallium nitrate so that the atomic ratios of Mo / Ni and Tl / Ni were 0.06 and 0.03, respectively. The mass obtained was thoroughly kneaded so that their composition became homogeneous, with mud-like mixed

19 Ol19 Ol IlIl

Kuchen mit einem Gehalt an Nickel, Molybdän und Thallium erhalten wurde. Zu dem so hergestellten gemischten Kuchen wurde Siliciumdioxid-Aluminiumoxid (mit einem Gehalt an 13% Gewichtsprozent Aluminiumoxid) einer Teilchengröße entsprechend einer Siebgröße von 0,177 bis 0,250 mm (ASTM-Sieb mit 60 bis 80 Maschen) zugegeben, so daß ein Gewichtsverhältnis von Nickel zu Siliciumdioxid-Aluminiumoxid von 1 :1 erzielt wurde. Die erhaltene Masse wurde geknetet und durch Erhitzen auf eine Temperatur von 70 bis 9O0C gleichzeitig getrocknet und gehärtet. Das erhaltene Produkt wurde mit Hilfe eines Trockners bei einer Temperatur von 100 bis HO1-C einen ganzen Tag und eine Nacht weitergetrocknet. Das so erhaltene Pulver wurde dann unter einem gemischten Gasstrom mit einem Verhältnis von Wasserstoff zu Stickstoff von 1 :2 auf eine Temperatur von 270 bis 35OJC ernitzt, und das thermisch behandelte Produkt wurde dann unter einem Strom von Wasserstoff 3 Stunden bei 450 C der Reduktion unterworfen. Das so durch Reduktion mit Hilfe von gasförmigem Wasserstoff des thermisch behandelten Produkts erhaltene feste Produkt wurde auf eine Temperatur von 150 C abgekühlt und wurde dann weiter auf Raumtemperatur gekühlt, wobei der Strom von gasförmigem Wasserstoff durch einen Strom von gasförmigem Stickstoff ersetzt wurde. Mit dem so erhaltenen, abgekühlten Produkt wurde nach und nach mit Stickstoff verdünnte Luft in Berührung gebracht, so daß das Produkt stabilisiert wurde.Cake containing nickel, molybdenum and thallium was obtained. To the mixed cake thus prepared, silica-alumina (containing 13% by weight alumina) having a particle size corresponding to a sieve size of 0.177 to 0.250 mm (ASTM sieve of 60 to 80 mesh) was added so that a weight ratio of nickel to silica -Alumina of 1: 1 was achieved. The resulting mass was kneaded and simultaneously dried and cured by heating to a temperature of 70 to 9O 0 C. The product obtained was further dried for a whole day and night with the aid of a dryer at a temperature of 100 to HO 1- C. The powder thus obtained was then heated under a mixed gas stream having a hydrogen to nitrogen ratio of 1: 2 to a temperature of 270 to 350 J C, and the thermally treated product was then heated under a stream of hydrogen at 450 C for 3 hours Subject to reduction. The solid product thus obtained by reducing the thermally treated product with the aid of gaseous hydrogen was cooled to a temperature of 150 ° C. and was then further cooled to room temperature, replacing the flow of gaseous hydrogen with a flow of gaseous nitrogen. The cooled product thus obtained was gradually brought into contact with air diluted with nitrogen so that the product was stabilized.

Beispiel 11Example 11

Es wurde eine im Beispiel 3 beschriebene Vorrichtung verwendet und der Reaktor mit 1000 g eines Gemisches aus 40 Molprozent Bernsteinsäure, 60 Molprozent y-Butyrolacton und 50 g des im Beispiel 3 angegebenen Katalysators beschickt und die Reaktion bei einer Temperatur von 270"C und unter einem Druck von 120 Atmosphären begonnen. Alle 10 Minuten nach Beginn der Reaktion wurden die mit Hilfe eines Gas-Flüssigkeits-Abscheiders aufgefangenen Flüssigkeitsmengen gemessen, und es wurde kontinuierlich Maleinsäureanhydrid und einer der abgezogenen Flüssigkeitsmenge entsprechenden Menge zugeführt. Die Temperatur des Teilchenkondensators und die Menge des zugeführten Wasserstoffes wurden so geregelt, daß in dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider Flüssigkeit in einer Menge von 150 g/Std. kondensiert wurde, was einer Verweilzeit von 6,7 Stunden entspricht. An apparatus described in Example 3 was used and the reactor with 1000 g of one Mixture of 40 mol percent succinic acid, 60 mol percent γ-butyrolactone and 50 g of that in Example 3 specified catalyst charged and the reaction at a temperature of 270 "C and below a Pressure of 120 atmospheres started. Every 10 minutes after the start of the reaction, they were collected with the aid of a gas-liquid separator The amounts of liquid were measured, and maleic anhydride and one of the withdrawn ones were continuously added Amount of liquid supplied to the corresponding amount. The temperature of the particle capacitor and the amount of hydrogen supplied were controlled so that in the gas-liquid separator Liquid in an amount of 150 g / hour. condensed was, which corresponds to a residence time of 6.7 hours.

Bei der kontinuierlichen Durchführung der Reaktion während 10 Stunden wurde nach Kondensation und Entfernung von Wasser eine Flüssigkeit erhalten, die aus 69 Molprozent Tetrahydrofuran, 12 Molprozent y-Butyrolacton und 19 Molprozent n-Propanol, n-Butanol und Propionsäure bestand.When the reaction was carried out continuously for 10 hours, after condensation and removing water to obtain a liquid composed of 69 mole percent tetrahydrofuran, 12 mole percent y-butyrolactone and 19 mole percent n-propanol, n-butanol and propionic acid.

Vergleichsbeispiel IaIComparative example IaI

Es wurde diskontinuierlich gearbeitet, und in einem Reaktor mit 300 ml Fassungsvermögen wurden K)Ug Bernsteinsäureanhydrid 2 Stunden in Gegenwart des im Beispiel 4 verwendeten Katalysators mit Wasserstoff hydriert, wobei eine Reaktionstemperatur von 270 C und ein Druck von 120 Atmosphären angewendet wurde.It was worked discontinuously, and in a reactor with 300 ml capacity were K) Ug Succinic anhydride for 2 hours in the presence of the catalyst used in Example 4 with hydrogen hydrogenated, using a reaction temperature of 270 C and a pressure of 120 atmospheres would.

Die Analyse der Reaktionsgemische ergab, daß dieses 46,1 Molprozent Tetrahydrofuran und 34.8 Molprozent -/-Butyrolacton enthielt.Analysis of the reaction mixtures indicated that it was 46.1 mole percent tetrahydrofuran and 34.8 mole percent - / - butyrolactone contained.

Vergleichsbeispiel 2a)Comparative example 2a)

Maleinsäureanhydrid wurde unter den gleichen Bedingungen wie im Vergleichsbeispiel 1 a) mit Wasserstoff hydriert. Infolge eines gefährlichen Anstiegs des Reaktionsdrucks wurde die Fortführung der Reaktion schwierig. Im Reaktionsprodukt wurde nach beendeter Reaktion ein großer Anteil einer teerähnlichen Masse festgestellt.Maleic anhydride was under the same conditions as in Comparative Example 1 a) with hydrogen hydrogenated. Due to a dangerous rise in the reaction pressure, the reaction was allowed to proceed difficult. After the reaction was complete, a large proportion of a tar-like mass became in the reaction product detected.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung vom Tetrahydrofuran und/oder y-Butyrolacton durch Hydrierung von Maleinsäureanhydrid, Bernsteinsäureanhydrid, Bernsteinsäure oder Gemischen dieser Verbindungen bzw. hierbei gebildeter Ester in flüssiger Phase in Gegenwart eines Nickelkatalysators bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck, dadurch gekennzeichnet, daß man Maleinsäureanhydrid, Bernsteinsäureanhydrid, Bernsteinsäure oder Gemische dieser Verbindungen bzw. bei der Hydrierung gebildete Ester zusammen mit y-Butyrolacton in flüssiger Phase kontinuier-Hch in ein flüssiges Gemisch aus dem betreffenden Anhydrid und y-Butyrolacton einleitet und mit einem Überschuß an Wasserstoff in Gegenwart eines Nickel enthaltenden Katalysators bei einer Temperatur von 180 bis 2800C und unter einem Druck von 70 bis 200 Atmosphären hydriert und gleichzeitig das gebildete Hydrierungsprodukt gasförmig zusammen mit überschüssigem Wasserstoff aus dem Reaktionssystem abzieht, anschließend kondensiert und aus dem flüssigen Anteil y-Butyrolacton abtrennt, das zum Teil wieder in das Reaktionsgefäß zurückgeführt wird, während das Tetrahydrofuran in üblicher Weise abgetrennt wird.Process for the preparation of tetrahydrofuran and / or γ-butyrolactone by hydrogenation of maleic anhydride, succinic anhydride, succinic acid or mixtures of these compounds or esters formed in the liquid phase in the presence of a nickel catalyst at elevated temperature and pressure, characterized in that maleic anhydride, succinic anhydride , Succinic acid or mixtures of these compounds or esters formed in the hydrogenation together with γ-butyrolactone in the liquid phase continuously-Hch is introduced into a liquid mixture of the anhydride in question and γ-butyrolactone and with an excess of hydrogen in the presence of a nickel-containing catalyst a temperature of 180 to 280 0 C and under a pressure of 70 to 200 atmospheres and at the same time the hydrogenation product formed is withdrawn in gaseous form together with excess hydrogen from the reaction system, then condensed and from the liquid A. Part of y-butyrolactone is separated off, some of which is returned to the reaction vessel, while the tetrahydrofuran is separated off in the customary manner.
DE19691901870 1968-01-25 1969-01-15 05/23/68 Japan 34357-68 Process for the production of tetrahydrofuran and / or gamma-butyrolactone Expired DE1901870C3 (en)

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DE1901870A1 DE1901870A1 (en) 1969-09-11
DE1901870B2 DE1901870B2 (en) 1975-11-27
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