DE1911288C - - Google Patents
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Description
Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von hindert und außerdem kein zusätzlicher Verfahrens-
Cyclohexanol und Cyclohexanon durch Oxydation von schritt benötigt wird. Diese Aufgabe wird durch die
Cyclohexan in flüssiger Phase mit Sauerstoff oder Erfindung gelöst.
freien Sauerstoff enthaltenden Gasen unter Verwen- Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren
dung eines homogenen Katalysators bekannt, beispiels- 5 zur Herstellung von Cyclohexanol und Cyclohexanon
weise einer löslichen Kobaltverbindung, wie Kobalt- durch Oxydation von Cyclohexan in flüssiger Phase
naphthenat oder Kobaltacetai, oder eines Borsäure- und in Gegenwart eines borhaltigen heterogenen Kata-
esters des Cyclohexanols, gegebenenfalls in Gegenwart lysators mit Sauerstoff oder freien Sauerstoff enthal-
geringer Mengen einer Übergangsmetallverbindung, tenden Gasen bei Temperaturen von 100 bis 30O0C
vorzugsweise eines Salzes einer Carbonsäure. Bei der- io und Drücken von Normaldruck bis zu 100 kg/cma,
artigen Verfahren findet die Oxydation in homogener das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Umsetzung in
Phase statt, und der Katalysator wird während des ge- Gegenwart von Manganborat der Formel MnO · B2O3
samten Ablaufes der Reaktion gleichfalls in homo- oder Kobaltborat der Formel CoO · B2O3 als Kata-
gener Phase gehalten, so daß insgesamt ein vollständig lysator durchgeführt wird.
homogenes System vorliegt. Bei diesen bekannten Ver- 15 Überraschenderweise hat sich nämlich gezeigt, daß
fahren entsteht eine Mischung aus Cyclohexanon und bei Verwendung von Kobaltborat der Formel
Cyclohexanol im Verhältnis von etwa 1:1. Zusätzlich CoO · B2O3 oder Manganborat der Formel MnO · B2O3
werden jedoch auch noch stärker oxydierte Produkte als Katalysator, welcher in dem Reaktionssystem im
gebildet, wie zweibasische Säuren und niedermoleku- suspendierten Zustand vorliegt, nicht nur die gelare
einbasische Säuren, beispielsweise Adipinsäure ao wünschte Oxydationsreaktion in sehr wirksamer Weise
und Bernsteinsäure, sowie außerdem Ester dieser Fett- katalysiert wird, sondern daß auch eine übermäßige
säuren mit dem gebildeten Cyclohexanol. Um daher Oxydation des eingesetzten Cyclohexans vermieden
Cyclohexanon und Cyclohexanol bei diesem Verfahren werden kann. Infolgedessen sind die als Nebenprodukte
in hoher Ausbeute zu erhalten, ist es erforderlich, die gebildeten Fettsäuren in viel kleineren Mengen vor-Bildung
der genannten Nebenprodukte so niedrig wie as handen als bei den bekannten Verfahren, und außermöglich
zu halten, indem man den Umwandlungsgrad dem treten nicht diejenigen Nachteile auf, welche bei
auf einem niedrigen Wert hält. der Anwendung von Borsäure, Borsäureestern oder Andererseits ist die Durchführung dieses Oxyda- einer Mischung von Borsäure mit einem organischen
tionsverfahrens in flüssiger Phase unter Anwendung Salz des Kobalts beobachtet werden,
heterogener Katalysatoren noch nicht gründlich genug 30 Der erfindungsgemäß verwendete Katalysator ist in untersucht worden. Man hat zwar in jüngster Zeit dem Cyclohexan und in der Reaktionsmischung nur Verfahren dieser Art unter Verwendung von Essig- außerordentlich schwer löslich, und die Metallkonzensäurekatalysatoren empfohlen, doch bieten derartige tration beträgt weniger als etwa 1 Teil pro Million Arbeitsweisen schwierige technische Probleme. Teile, so daß es sich tatsächlich um einen vollständig Um die bei der Anwendung von homogenen Kata- 35 heterogenen Katalysator handelt. Da der Katalysator lysatorsystemen auftretenden Schwierigkeiten zu be- außerdem ein hohes spezifisches Gewicht aufweist, heben, ist auch bereits empfohlen worden, die Oxyda- läßt er sich leicht aus der Reaktionsmischung abtrention von Cyclohexan in flüssiger Phase an Stelle eines nen, und er kann dann erneut für die Umsetzung ver- \on einer organischen Säure abgeleiteten Kobaltsalzes wendet werden. Außerdem bilden die erfindungsgemäß mit Borsäure oder einer Mischung aus Borsäure und 40 verwendeten Katalysatoren im Gegensatz zu den übcmem organischen Kobaltsalz durchzuführen (vgl. liehen Borsäurekatalysatoren mit dem bei der Umjapanischc Patentschriften 11 121/62 und 774/63). setzung gebildeten Cyclohexanol keinen Ester. Falls Die dabei verwendeten Katalysatoren v/erden während jedoch in dem Reaktionssystem Wasser vorliegt, löst der gesamten Umsetzung im heterogenen Zustand ge- sich der Katalysator in der wäßrigen Phase auf, wo· halten, und außerdem wird der Katalysator im über- 45 durch dann die Katalysatoraktivität vermindert wird schuf! eingcsct/t. Es wird damit angestrebt, eine über- und auficdem die Abtrennung des Katalysators ermäßige Oxydation des Cyclohexans zu vermeiden, in- schwert wird. Vorzugsweise wird daher der Katalysadem aus dem zunächst gebildeten Cyclohexanol in der tor unter möglichst wasserfreien Bedingungen ver-Rcaktionsflüssigkcit ein löslicher Borsäureester gebil- wendet.
heterogener Katalysatoren noch nicht gründlich genug 30 Der erfindungsgemäß verwendete Katalysator ist in untersucht worden. Man hat zwar in jüngster Zeit dem Cyclohexan und in der Reaktionsmischung nur Verfahren dieser Art unter Verwendung von Essig- außerordentlich schwer löslich, und die Metallkonzensäurekatalysatoren empfohlen, doch bieten derartige tration beträgt weniger als etwa 1 Teil pro Million Arbeitsweisen schwierige technische Probleme. Teile, so daß es sich tatsächlich um einen vollständig Um die bei der Anwendung von homogenen Kata- 35 heterogenen Katalysator handelt. Da der Katalysator lysatorsystemen auftretenden Schwierigkeiten zu be- außerdem ein hohes spezifisches Gewicht aufweist, heben, ist auch bereits empfohlen worden, die Oxyda- läßt er sich leicht aus der Reaktionsmischung abtrention von Cyclohexan in flüssiger Phase an Stelle eines nen, und er kann dann erneut für die Umsetzung ver- \on einer organischen Säure abgeleiteten Kobaltsalzes wendet werden. Außerdem bilden die erfindungsgemäß mit Borsäure oder einer Mischung aus Borsäure und 40 verwendeten Katalysatoren im Gegensatz zu den übcmem organischen Kobaltsalz durchzuführen (vgl. liehen Borsäurekatalysatoren mit dem bei der Umjapanischc Patentschriften 11 121/62 und 774/63). setzung gebildeten Cyclohexanol keinen Ester. Falls Die dabei verwendeten Katalysatoren v/erden während jedoch in dem Reaktionssystem Wasser vorliegt, löst der gesamten Umsetzung im heterogenen Zustand ge- sich der Katalysator in der wäßrigen Phase auf, wo· halten, und außerdem wird der Katalysator im über- 45 durch dann die Katalysatoraktivität vermindert wird schuf! eingcsct/t. Es wird damit angestrebt, eine über- und auficdem die Abtrennung des Katalysators ermäßige Oxydation des Cyclohexans zu vermeiden, in- schwert wird. Vorzugsweise wird daher der Katalysadem aus dem zunächst gebildeten Cyclohexanol in der tor unter möglichst wasserfreien Bedingungen ver-Rcaktionsflüssigkcit ein löslicher Borsäureester gebil- wendet.
ilct wild Diese bekannten Verfahren bieten jedoch den 50 Er läßt sich herstellen, indem man eine Lösung einer
Nachteil, daß die Borsäure in einer über ilie stöchio- Borsäureverbindung, wie H3BO3, HBO3 oder eines
metrische Menge fur die Bildung des Borsäureester Alkali- oder lirdalkaliborats, mit der Lösung eines
lies Cyclohexanols hinausgehenden Konzentration ver- Kobalt- oder Mangansalzes im geeigneten Molverhältvrcinkt
werden muß. Außerdem muH das gewünschte nis vermischt und zur Ausfällung bringt. Gemäß -:iner
Cyclohexanol aus dem so gebildeten Borsäureester 55 anderen Ausführungsform kann auch eine Mischung
durch anschließende Hydrolyse freigesetzt werden. aus einer der vorstehend erwähnten Borsäureverbin-Aus
der franzosischen Patentschrift 1497 540 ist es düngen oder eines Borats mit einem organischen oder
schließlich bekannt, die Oxydation mit einer Borsäure anorganischen Kobalt- oder Mangansalz einer Reakin
Gegenwart geringer Mengen einer Molybdän-, tion in fester Phase an der Luft oder in einer Inertgas-Wolfram-
oder Vanadiumverbindung durchzuführen. 60 atmosphäre unterworfen werden, oder eine solche
Auch dort wird die Mctaborsäure in starkem über- Mischung kann geschmolzen oder gesintert werden,
schuf! im Vergleich /tir Schwcrmetallverbindung ange- Wenn das Molverhälinis Co:B1 in dem Borat einen wandt, und es muß absolut wasserfrei gearbeitet wer- Wert unterhalb 1:1 hat, so neigt das während der Umden. Die angegebene hohe Ausbeute H nicht spezifisch. setzung freigesetzte Kristallisationswasser dazu, Bor-Aufgabe der Erfindung wn es daher, die Oxydation «3 säure freizusetzen, oder freie Borsäure wird während von Cyclohexan in flüssiger Phase und in Anwesenheit der Herstellung in den Katalysator eingelagert. In seine heterogenen Katalysators derart durchzuführen, beiden Fällen bildet sich dann ein Borsäureester des daß eine übermäßige Oxydation des Cyclohexans ver- hergestellten Cyclohexanols, was unerwünscht ist. An-
schuf! im Vergleich /tir Schwcrmetallverbindung ange- Wenn das Molverhälinis Co:B1 in dem Borat einen wandt, und es muß absolut wasserfrei gearbeitet wer- Wert unterhalb 1:1 hat, so neigt das während der Umden. Die angegebene hohe Ausbeute H nicht spezifisch. setzung freigesetzte Kristallisationswasser dazu, Bor-Aufgabe der Erfindung wn es daher, die Oxydation «3 säure freizusetzen, oder freie Borsäure wird während von Cyclohexan in flüssiger Phase und in Anwesenheit der Herstellung in den Katalysator eingelagert. In seine heterogenen Katalysators derart durchzuführen, beiden Fällen bildet sich dann ein Borsäureester des daß eine übermäßige Oxydation des Cyclohexans ver- hergestellten Cyclohexanols, was unerwünscht ist. An-
cfcrorseils kann ein Kobaltoxyd der Zusammensetzung
CvUj,, wobei X einen Wert von 1 bis "i und Y einen
Wert von I bis 4 hat, jedoch X und Y nicht gleichzeitig
1 hedeuten, öfters in einen gebildeten Kobaltboratk;it
ilysator einwandern und ist dann der Anlaß zur Biutung von hochsiedenden Substanzen. Um die Bildung
derartiger hochsiedender Nebenprodukte zu vermeiden, ist es daher notwendig, das Molverhältnis
Cn: B2 bzw. Mn:B2 1:1 zu wählen. Die während der
kmalysatorherstellung gebildete freie Borsäure kann
Mir der Anwendung durch Auswaschen mit Wasser
i-iier Alkohol entfernt werden. Um diese zusätzliche
W ischbehandlung jedoch zu vermeiden, kann der K !ialysator auch synthetisiert werden, indem man ein
c!,sprechendes Ausgangsgemisch schmilzt oder sintert,
so daß dann ein derartiges Reaktionsprodukt oh".e weitere Behandlungen — außer einer Zerkleinerung —■
direkt: beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann. Gegebenenfalls kann der erfindungsgemäße
Katalysator auch auf einen Tfägerstoff aufgebracht werden.
Die erfindungsgemäße Oxydation des Cyclohexans wird bei den bekannten Temperaturen von 100 bis
3üO"C und vorzugsweise von 100 bis 200°C durchgeführt.
Auch der Reaktionsdruck kann innerhalb eines weiten Bereichs gewählt werden, vorausgesetzt, daß
das als Ausgangsmaterial eingesetzte Cyclohexan bei der gewählten ReaKtionstemperatur noch in flüssiger
Phase vorliegt. Die Druck- liegt-, im Bereich von Normaldruck bis zu einem Überdruck von 100 kg/cma
und vorzugsweise von Normaldru^/C bis zu einem
Überdruck von 20 kg/cm2. Unter diesen Bedingungen wird im technischen Maßstab eine ausreichend hohe
Reaktionsgeschwindigkeit erzielt, und es werden hohe Ausbeuten an Cyclohexanon und Cyclohexanol erhalten.
Je höher der Umwandlungsgrad bei der Oxydationsrcaktion ist, desto günstiger sind die erzielten Ergebnisse
Wenn jedoch der Umwandlungsgrad extrem hoch ist, so findet auch eine zu starke Oxydation statt,
und daher wird der Umwandlungsgrad zweckmäßig auf einem Wert von maximal 30% gehalten. Wenn die
Oxydationsreaktion unter den vorstehend genannten Temperatur- und Druckbedingungen durchgeführt
wird, so fuhrt man ein sauerstoffhaltiges Gas in einer Menge von 1 bis 100 Litern je Stunde je 100 g des als
Ausgangsmaterial eingesetzten Cyclohexans in die Reaktionszone ein. Als oxydierend wirkendes Gas
eignen sich Sauerstoff oder Sauerstoff und Luft, welche mit einem Inertgas, wie Stickstoff, verdünnt sind.
Mar, verwendet 0,01 bis 20 Gewichtsteile des Katalysators je 100 Gewichtsteile zugeführtes Cyclohexan
b/w. des in der Reaktionszone ständig anwesenden Cyclohexans, falls man kontinuierlich arbeitet. Vorzugsweise
beträgt die Katalysatorkonzentration 0,1 bis 5,0 Gewichtsteile. Die Korngröße des Katalysators
kann 53 Mikron (300-Maschen-Sieb) odpr weniger betragen.
Falls der Katalysator noch feiner zermahlen und dann auf einen Träger, wie Aluminiumoxyd, aufgebracht
wird, so kann die Katalysatormenge noch weiter verminderi werden. Da der Katalysator in der
Reaktionsmischung unlöslich ist, soll ein Überschuß schon wegen der leichteren Handhabung vermieden
werden.
Der erfindungsgemäße eingesetzte Katalysator kann
auch bei kontinuierlicher Durchführung der Oxydationsreaklion eingesetzt werden. Außerdem kann das
V ^fahren auch in der Weise durchgeführt werden, daß
der Katalysator in Form einer Suspension in das zügeführte Cyclohexan eingespeist und anschließend aus
der Reaktionsmischung wieder abgetrennt wird. Auch kann der Katalysator in einem Reaktor suspendiert
oder in diesem in Form eines Bettes vorliegen, wobei dann nur die Reaktionsflüssigkeit in den Reakior eingespeist
und daraus abgezogen wird.
a) Zum Vergleich
Eine Mischung aus 465 g Cyclohexan und 4 g Metaborsäure werden in einen Autoklav aus rostfreiem
Stahl eingeführt, welcher mit einem Rührer, einem Gaseinlaß, einem Gasauslaß, einem Rückflußkühler
und einem Wasserabscheider verseher, ist. In den Autoklav wird Luft in einer Menge von 12 Liter je
ao Stunde durch den Gaseinlaß eingepreßt, wobei eine
Temperatur von 1600C und ein Druck von 9,5 kg/cm1
absolut aufrechterhalten werden. Nach 2 Stunden wird die Reaktionsflüssigkeit abgekühlt und dem Autoklav
entnommen. Die Reaktionsflüssigkeit wird dann durch
a5 Zusatz von Wasser hydrolysiert und eine Analyse
zeigt, daß sie 20,35 g Cyclohexanol und 8,88 g Cyclohexanon enthält, was einem Umwandlungsgrad von
6,50% entspricht. Außerdem hatte sich eine höher oxydierte Substanz in geringer Menge gebildet. Wenn
man die Reaktionsflüssigkeit ohne die Hydrolysemaßnahme direkt einer Destillation unter vermindertem
Druck unterwirft, so verbleibt in der Destillationsblase ein fester Borsäureester.
b) Gemäß der Erfindong
Man arbeitet unter den vorstehend angegebenen Bedingungen, wobei jedoch an Stelle von Metaborsäure
5 g Kobaltborat der Formel CoO · B2O3 in den Autoklav
eingespeist werden. Außerdem wird die Luft durch den Gaseinlaß mit einer Geschwindigkeit von
25 Litern pro Stunde zugeführt. Nach 1'/2 Stunden
wird die Reak'ionsflüssigkeit abgekühlt und der Katalysator
abfiltriert. Das Filtrat wird direkt einer Destillation unter vermindertem Druck unterworfen. Durch
Analyse des Destillates stellt man fest, daß sich 16,55 g
Cyclohexanol und 17,74 g Cyclohexanon gebildet haben, wobei der Umwandlungsgrad 7,15% beträgt.
In der Destillationsblase verbleibt diesmal kein fester Borsäureester.
Beispiel 2
a) Zum Vergleich
a) Zum Vergleich
Gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 1 wird eine Mischung aus 465 g Cyclohexan und 10 g Kobaltcarbonat
in den Autoklav eingespeist. Es handelt sich bei dem Kübaltcarbonat um einen anorganischen
Katalysator, der in der Reaktionsmischung schwer löslich ist.
In den Autoklav wird eine Oasmischung aus
In den Autoklav wird eine Oasmischung aus
«5 5 Volumteilen Sauerstoff und 95 Volumteilen Stickstoff
in einer Menge von 75 Litern pro Stunde durch den Gaseinlaß zugeführt, wobei die Temperatur auf
140° C und der Druck auf 9,5 kg/cm* absolut eingestellt
wird. Unter diesen Bedingungen tritt im Verlauf von 2 Stunden überhaupt keine Reaktion ein.
b) Gem£Q der Erfindung
Es wird unter den vorstehend angegebenen Bedingungen
gearbeitet, wobei jedoch S g Kobaltborat der Formel CoO · B2O3 als Katalysator in den Autoklav
eingeführt werden. Unier diesen Bedingungen läuft die Umsetzung sehr schnell ab.
Die Ausbeute an Cyclohexanol und Cyclohexanon beträgt 8,31 % bei einem Umwandlungsgrad von 9,5%
und einer Selektivität von 87,5%.
Eine Mischung aus 465 g Cyclohexan und 5 g Kobaltborat der Formel CoO · B1O3 wird hi den
Autoklav von Beispiel 1 eingeführt. Außerdem wird in den Autoklav eine Gasmischung aus 10 Volumteilen
Sauerstoff und 90 Volumteilen Stickstoff in einer Menge von 75 Litern pro Stunde durch den Gaseinlaß
eingeführt, wobei die Temperatur auf einen Wert von 1600C und der Druck auf einen Wert von 9,5 kg/cm*
absolut eingestellt wird. Nach 1V2 Stunden wird die
Reaktionsflüssigkeit abgeschreckt und der Katalysator durch Filtrieren abgetrennt. Das Filtrat wird anschließend
direkt einer Destillation unter vermindertem Druck unterworfen. Das Destillat wird analysiert
und enthält 17,83 g Cyclohexanon und 16,38 g Cyclohexanol, was einer Umwandlung von 6,87% entspricht.
Cyclohexan wird gemäß der Arbeitsweise von Beispiel
1 oxydiert, wobei jedoch 5 g Manganborat der Formel MnO · B2O3 als Katalysator eingesetzt werden
und Luft durch den Gaseinlaß in einer Menge von 25 Litern je Stunde zugeführt wird. Nach 3V2 Stunden
wird die Reaktionsflüssigkeit abgekühlt und der Katalysator abfiltriert. Das Filtrat wird dann analysiert und
enthält 27,03 g Cyclohexanon und 25,8Og Cyclohexanol, was einer Umwandlung von 11,97% entspricht.
Selbst wenn man da? Filtrat einer Destillation unter vermindertem Druck unterwirft, so verbleibt in
der Dcslillationsblasc doch kein fester anorganischer
Lstcr.
Vcrglcichsbcispicl 1
If
Setzung 29,5 Molprozent CoO · B8O3 und 70,5 Molprozent
B,OS auf Grund der Röntgenstrukturanalyse.
Eine Mischung aus 5,56 Mol Cyclohexan und 5 g des vorstehend hergestellten Katalysators werden in
den Autoklav von Beispiel 1 eingeführt und l'/a Stunden
mit Luft oxydiert/wobei die Temperatur auf einen Wert von 160° C und der Druck auf einen Wert von
9,5 kg/cm1 absolut eingestellt werden. Die Umsetzung verläuft sehr schnell, doch nimmt die Reaktionsgeschwindigkeit
allmählich ab. Die Reaktionsflüssigkeit, die aus dem Autoklav abgezogen wird, ist braun
gefärbt und auf de*. Reaktonvänden haftet ein schwarzbraungefärbter
Feststoff. Zu der Reaktionsflüssigkeit wird eine geringe Menge Wasser zugesetzt und dann
»5 wird diese gekocht. Man erhält so 5,07 Mol Cyclohexan,
0,29OMoI Cyclohexanol, 0,092 Mol Cyclohexanon und 8,02 g braungefärbte hochsiedende Substanzen.
Verglcichsbeispiel 2
88,0 g dsr Verbindung 2CoCO, · 3Co(OH)2 werden
in einem Mörser homogen mit 21,1 g H3BO3 vermischt.
as Diese Mischung wird in einem elektrischen Ofen an
offener Luft 3 Stunden auf 4501C und anschließend
zwei Stunden auf 11000C erhitzt. Die dabei gebildete Schmelze wird an der Luft abgekühlt, und man erhält
dann bei Zimmertemperatur eine schwarz gefärbte
Substanz. Diese Substanz enthält Kobaltoxyd. Sie wird gepulvert und dann für die nachfolgende Reaktion
als Katalysator verwendet. Es zeigt sich, daß in dieser Substanz keine freie Borsäure vorliegt. Der
Katalysator besteht aus 28,3 Molprozent 3CoO · B2O3
und 71,1 Molprozent CoO (auf Grund der Röntgenstrukturanalyse).
Eine Mischung aus 5,5*6 Mol Cyclohexan und 5 g des vorstehend hergestellten Katalysators werden in
den Reaktor von Beispiel 1 eingeführt und l'/iStunden
mit Luft oxydiert, wobei die Temperatur auf einen Wert von 140°C und der Druck auf einen Wert von
9,5 kg/cm2 absolut eingestellt wird. Die Reaktion verläuft
sehr schnell, und im Gegensatz zu Vergleichsbeispiel 1 wird keine Verminderung der Reaktionsgeschwindigkeit
beobachtet. Nachdem die Reaktion zu Ende abgelaufen ist, wird der Reaktor mit Luft gefüllt
und die Reaklionsflüssigkeit abgezogen. In dem Reaktor befindet sich dann außer dem Katalysator eine
schwarzbraungefärble schmierenartige Substanz. Aus der Re..k!.ionsflüssigkeit werden 5,15 Mol Cyclohexan,
0,19MoI Cyclohexanol, 0,15 Mol Cyclohexanon und
1,31 g schmierenartige hochsiedende Substanzen abgetrennt.
55
22.3 g der Verbindung 2CoCO3 · 3Co(OH)2 werden
in einem Mörser homogen mil 98,Og H3BO3 vermischt.
Diese Mischung wird 3 Stunden in einem elektrischen Ofen an offener Luft auf 4500C und anschließend
nochmals 2 Stunden auf 900' C erhitzt. Die dabei gebildete Schmelze wird dann an Luft gekühlt, wodurch
man eine bläulichweiße glasartige Substanz erhiilt.
Diese Substanz wird bis zu einer Teilchengröße von 75 bis 150 Mikron (HX)- bis 200-Maschen-Sieb)
pulverisiert und dann in dieser Form in der nachstehend gcschildcrlcn Weist üls Katalysator verwendet.
Der so erhaltene Katalysator enthüll eine große Menge
un freiem liorsäurciinhyurid und hat die Zusammen·
79,5 g der Verbindung 2CoCO3 · 3CO(OH)2 werden
in einem Mörser homogen mit 31,0 g H3BO3 vermischt.
Diese Mischung wird gemäß der Arbeitsweise von Verglcichsbeispiel 2 behandelt, wodurch man eine
röllichpurpurngefärbte Substanz erhält. Der Katalysator hat die Formel CoO · B8O3. Diese Substanz wird
pulverisiert und nachfolgend als Katalysator verwendet. Nachdem man sich vergewissert hat, daß dieser
Katalysator keine freie Borsäure enthält, wird die gleiche Umsetzung wie im Vcrgleichsbcispicl 2 durchgeführt.
Nach Ablauf der Reaktion hat der Kalalysu-
Claims (1)
- tor immer noch seine purpurne Farbe, und es wird keine Bildung einer schmierenartigen Substanz beobachtet. • Aus der Reaktionsflüssigkeit werden 5.15 Mol Cyclohexan, 0.21 Mol Cyclohexanol und 0.15 Mol Cyclohexanon abgetrennt.Beispiel 6125.Og der Verbindung Co(CH1CoO)2 · 4H2O werden in einem Mörser homogen mit 62 g H3BO3 vermischt. Diese Mischung wird in einem elektrischen Ofen an offener Luft 3 Stunden auf 450X und anschließend 2 Stunden auf 850"C erhitzt. Die Schmelze wird an der Luft bis auf Raumtemperatur abgekühlt und enthält dann eine rötlichpurpurnfarbene Substanz, in welcher das Doppeloxyd CoO · B2O3 vorliegt. Diese Substanz wird pulverisiert und dann in der nachfolgenden Umsetzung als Katalysator eingesetzt.Der Reaktor von Beispiel 1 wird mit einer Mischung aus 5,56 Mol Cyclohexan und 5 g des vorstehend erwähnten Katalysators beschickt. Die Oxydation wird mit Luft l'/2 Stunden bei einer Temperatur von 160°C und einem Druck von 9,5 kg/cm2 absolut durchgeführt. Nach Beendigung der Reaktion wird die Reaktionsmischung aus dem Reaktor entnommen, und der Kata- lysator wird abfiltriert. Aus dem Filtrat gewinnt man 5,16 Mol Cyclohexan, 0,24 Mol Cyclohexanol und 0,12 Mol Cyclohexanon. Hochsiedende Substanzen, wie bei den Vergleichsversuchen 1 und 2, werden praktisch nicht gebildet.Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Vorteile gehen insbesondere aus der nachstehenden Tabelle hervor:
Reaktion* Umsatz Ausbeute. temperatur bezogen au Katalysator umgesetzte:
Cyclohexar"C (A : K) η'
OBekannte Verfah 10,0 ren 160 6,5 HBO2 160 80,8 . HBO2 9.3 81.6 Borsäurecyclo- 160 hexylester... starke 83.7 CoO ■ B1O1 160 !- 3B2O3 ... 7,2 Teerbildung Erfindung 160 a) 11.97 CoO · B2O3 ... 160 b) 8.0 90,0 MnO · B2O3 80,5 88.0 30 A f K Cyclohexanol und Cyclohexanon.
Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Cyclohexanol um Cy lohexanon durch Oxydation von Cyclohexan ii flüssiger Phase und in Gegenwart eines borhaltiger heterogenen Katalysators mit Sauerstoff odei freien Sauerstoff enthaltenden Gasen bei Tempera türen von 100 bis 3000C und Drücken von Normaldruck bis zu 100 kg/cm2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung in Gegenwart von Manganborat der Formel MnO · B2O3 odei Kobaltborat der Formel
sator durchgeführt wird.CoO · B2O3 als Kataly-109 682 306
Family
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