DE2159139B2 - Verfahren zur herstellung von methylestern gesaettigter aliphatischer carbonsaeuren - Google Patents
Verfahren zur herstellung von methylestern gesaettigter aliphatischer carbonsaeurenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung von Methylestern gesättigter aliphatischer Carbonsäuren durch Umsetzung eines aliphatischen
Monoolefins mit Kohlenmonoxid und Methanol in Gegenwart eines Kobaltkatalysators bei erhöhtem
Druck und erhöhter Temperatur.
Für die Hydroveresterung, wie dieses Verfahren auch bezeichnet wird, sind Kobaltverbindungen als wirksame
Katalysatoren bekannt, und üblicherweise wird Kobaltcarbony! als Katalysator verwendet.
Der Stand der Technik für die mit Kobaltkatalysatoren katalysierte Hydroveresterung ist in der US-Patentschrift
25 42 767 beschrieben. Die Verwendung von Promotoren für eine solche Reaktion ist ebenso
beispielsweise aus A. Matsuda und H. Uchida,
Chem. Soc. )ap. Bull. 38, 710 bis 715, 1965, und in der
US-Patentschrift 35 07 891 bekannt. Für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens sowie auch aus Gründen des
Umweltschutzes ist es notwendig, daß die in dem Verfahren verwendeten Kobaltkatalysator-Komponenten
in wiederverwendbarer Form zurückgewonnen
R---CM--CH2 + CO I- R1OH
Linear
Katalysator werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand nun darin, ein Verfahren zur Herstellung von Methylestern
gesättigter aliphatischer Carbonsäuren durch Umsetzung eines aliphatischen Monoolefins mit Kohlenmonoxid
und Methanol in Gegenwart eines Kobaitkalalysators bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur zu
schaffen, durch welches eine besonders wirksame Rückgewinnung der Katalysatorkomponenten in aktiver,
zur Kreislaulführung und Wiederverwendung geeigneten Form sowie weitere damit verbundene
Vorteile erreicht werden.
Diese Aufgabe wird nun gemäß Erfindung so gelöst, daß man mit Methanolüberschuß arbeitet, nach
beendeter Umsetzung den entstandenen Ester in einem flüssigen Kohlenwasserstoff aufnimmt, die im wesentlichen
den gesamten Katalysator in aktiver Form enthaltende Methanolphase abtrennt und gegebenenfalls
unmittelbar in die Reaktionsstufe zurückführt.
Die Hydroveresterungsreaktion wird durch das nachfolgende Reaktionsschema erläutert:
O
CH — C
CH — C
CH3 OR1
Verzweigt
Die erhaltenen Esterprodukte sind Gemische von verzweigten und linearen Estern. Die Hydroveresterung
wird gewöhnlich bei erhöhten Temperaturen (75 bis 2000C) und bei Drücken von ungefähr 35 bis 350 atü
durchgeführt. Die in dem Hydroveresterungsverfahren eingesetzten Olefine sind ungesättigte organische
Verbindungen mit wenigstens einer nichtaromatischen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung und mit 2 bis
etwa 40 Kohlenstoffatomen.
Geeignete Olefine sind Kohlenwasserstoffmonoolefine, also a-Olefine und Olefine mit mittelständiger
Doppelbindung. Beispiele für brauchbare Monoolefine sind Äthylen, Buten-1, Penten-2, Eicosen-1, Hexadecen-2,
Octacosen-4, 4-Butyldecen-l, Tetraconten-1,
5,7,11-Triniethyldodecen-l und dergleichen. Gemische
von (X-Olefinen und Olefinen mit mittelstandiger Doppelbindung sind ebenso brauchbar. Weiterhin sind
technische Gemische von Olefinen, wie man sie beispielsweise von Ziegler-katalysicrtcn Olefinen niederen
Molekulargewichtes, wie z. B. aus Äthylen oder Propylen, und wie man sie durch Dehydrierung
geeigneter Paraffine und dergleichen erhält, ebenso geeignet. Diese im Handel erhältlichen, technischen
Gemische sind im allgemeinen Gemische verschiedener Olefinhomologe, wie von
C4-,Cb-,C8-Olefinen,
02-,Cu-. Cm-, Civ,Cit,-Olefinen,
C8-, Ci0-, C|2-, O4-, Ob-Olefinen.
C]o- bis Cih-Olefinen,
C22-, Cm-, C !(,-Olefinen und dergleichen.
Bei dem Ilydroveresterungsverfahren wird ein Kobaltkatalysator verwendet. Es kann eine beliebige, Kobalt enthaltende Verbindung verwendet werden, sofern sie nur bei den Reaktionsbedingungen Kobaltcarbonyl bildet. Es können Kobaltnitrat, Kobaltsalze von C;- bis Cjo-Alkansäuren, Kobaltacetat, Kobaltnaphthenat, Kobaltchlorid, Kobaltsulfat und dergleichen verwendet werden. Man kann jedoch auch Dikobaltoctacarbonyl unmittelbar einsetzen.
Bei dem Ilydroveresterungsverfahren wird ein Kobaltkatalysator verwendet. Es kann eine beliebige, Kobalt enthaltende Verbindung verwendet werden, sofern sie nur bei den Reaktionsbedingungen Kobaltcarbonyl bildet. Es können Kobaltnitrat, Kobaltsalze von C;- bis Cjo-Alkansäuren, Kobaltacetat, Kobaltnaphthenat, Kobaltchlorid, Kobaltsulfat und dergleichen verwendet werden. Man kann jedoch auch Dikobaltoctacarbonyl unmittelbar einsetzen.
Die Konzentration des Katalysators kann bei dem crfindungsgemäßcn Verfahren variieren. Im allgemeinen
wird eine Katalysatormenge verwendet, tue ausreichend ist, von 0,005 bis 0,10 Mol Kobalt pro Mol
Olefin zur Verfügung zu stellen.
Obgleich es für die I lydroveicslerungsreaktion der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich ist, kann ein
Pyridinpromotor verwendet werden. Zu geeigneten Pyridinpromotoren gehören Pyridin und substituierte
Pyridine, wie Halogenpyridine, Alkylpyridine, Chinoline, Cyanopyridine, Acylpyridine, Nitropyridine und dergleichen. Als Pyridine werden solehe bevorzugt, die keinen s
«-ständigen Substituenten haben. Dies sind beispielsweise die
Cr bis Cb-Alkylpyridine
/jypy
4,4'-Trimethylcndipyridin, 3-Hexylpyridin,
SDihlidiSSDi
4,4'-Trimethylcndipyridin, 3-Hexylpyridin,
SDihlidiSSDi
4-Cyclohexylpyridin),
Acylpyridine
Acylpyridine
P-Butyrylpyridin^-Propionylpyridin,
4-Acetyl-3-methylpyridin) und dergleichen.
4-Acetyl-3-methylpyridin) und dergleichen.
Weitere wertvolle Pyridinpromotoren sind in der US-Patentschrift 35 07 891 besenrieben, insbesondere
wird Pyridin selbst als Promotor bevorzugt.
Wenn man einen Promotor verwendet, kann dessen Menge in einem weiten Bereich variieren. Eine
praktisch obere Grenze ist ungefähr 250 Mol Pyridinpromotor pro Mol Kobalt in dem Katalysator, obgleich
auch größere Mengen verwendet werden können. Ein bevorzugter Bereich liegt bei 6 bis 50 Mol Pyridinpromotor
pro Mol Kobalt.
Der Pyridinpromotor bewirkt eine Verbesserung der Reaktionsgeschwindigkeit und/oder des bei der Hydroveresterungsreaktion
erhaltenen Verhältnisses von linearem zu verzweigtem Esterprodukt.
Das Kobaltkatalysator-Rückgewinnungsverfahren wird bei dem Hydroveresterungs-Reaktionsgemisch
durchgeführt, bevor der Ester hieraus gewonnen wird. Neben dem Estei enthält das Hydroveresterungs-Reaktionsgemisch
zu diesem Zeitpunkt gewöhnlich etwas nicht umgesetztes Methanol, etwas Olefin, Kobaltkatalysator
und, sofern ein Promotor verwendet wird, auch diesen. Das Reaktionsgemisch wird auf etwa Raumtemperatur
oder niedriger abgekühlt und dann mit einem normalerweise flüssigen Kohlenwasserstoff behandelt.
Kohlenwasserstoffe, die für diese Behandlung geeigne:t
sind, sollten ziemlich gute Lösungsmittel für die Eüterprodukte der Hydroveresterung und ziemlich
schwache Lösungsmittel für das Methanol sein. Zu geeigneten Kohlenwasserstoffen gehören Cr bis
Cio-Alkane (z. B. 2-Methylpentan, Pentan, Cyclohexan,
Eicosan, Tetradecan und dergleichen), Cb- bis Cjo-Olefinc
(z. B. Hexen, Triaconten, Heneicosen und dergleichen) und Gemische derselben. Alkane mit 5 bis
ungefähr 10 Kohlenstoffatomen werden bevorzugt. Beispiele für solehe bevorzugten Alkane sind Heptan,
Isooctan, Pentan, Decan, Nonan, Gemische dieser Alkane und dergleichen.
Der Kohlenwasserstoff wird zu dem Reaktionsgemisch in einer solchen Menge zugesetzt, daß diese
ausreicht, das Esterprodukt aus dem Reaktionsgemisch zu extrahieren. Die optimale Kohlenwasserstoffmenge
wird von den Lösungscigenschaftcn des Kohlenwasserstoffes, des Esterprodukts und des Methanols abhängen.
Es können bis zu ungefähr 10 Volumina Kohlenwasserstoff pro Volumen Reaktionsgemisch verwendet werden.
Gewöhnlich werden von ungefähr 0,25 bis ungefähr (1 Volumina Kohlenwasserstoff pro Volumen Reaktionsgemi;
jh, und bevorzugt 0,5 bis 4 Volumina Kohlenwasserstoff pro Volumen Reaktionsgemisch, und insbesondere
ungefähr I bis 4 Volumina Kohlenwasserstoff pro Volumen Reaktionsgemisch eingesetzt.
Das Reaktionsgemisch wird mit dem Kohlenwasserstoff in innigen Kontakt gebracht, um die Extraktion des
,
30
.15
40
5» Esterprodukts sicherzustellen. Nach dieser Behandlung
mit dem Kohlenwasserstoff wird ein Zwei-Phasen-System erhalten. Die obere Phase enthält in der
Hauptsache das Kohlenwasserstofflösungsmittel, das Esterprodukt und im wesentlichen das gesamte nicht
umgesetzte Olefin, während die untere Phase hauptsächlich Methanol und im wesentlichen den gesamten
Kobaltkatalysator enthält. Beide Phasen enthalten ferner noch etwas Promotor, sofern ein solcher
verwendet wurde. Die Ester enthaltende Kohlenwasserstoffschicht wird dann von der Kobalt enthaltenden
Methanolschicht abgetrennt. Der Ester wird aus dem Kohlenwasserstofflösungsmittel unter Verwendung üblicher
Verfahren gewonnen, und das Kohlenwasserstofflösungsmittel kann für weitere Kobaltkatalysator-Extraktionen
erneut eingesetzt werden. Der in der Methanolschicht enthaltene Kobaltkatalysator liegt in
seiner aktiven Form vor, so daß er unmittelbar erneut zur Katalyse verwendet werden kann. Falls gewünscht,
kann das Volumen der methanolischen Lösung des Katalysators dadurch verringert werden, daß man
Methanol aus der Lösung abdestilliert. Jedoch wird die Katalysatorlösung zweckmäßiger unmittelbar in das
Reaktionsgemisch im Kreis wieder zurückgeführt, wo das Methanol als Reaktionspartner auftritt. Weil der
Kobaltkatalysator luftempfindlich ist, müssen die üblichen Vorkehrungen getroffen werden, um den
Zutritt von Luftsauerstoff zu der Katalysatorlösung sowohl während als auch nach dem Wiedergewinnungsverfahren
zu verhindern.
Um die Katalysator-Wiedergewinnung zu erleichtern, wird es bevorzugt, daß das Reaktionsgemisch eine
bestimmte Menge Methanol enthält. Die Methanolmenge sollte ausreichend sein, den spezifischen, wirksamen
Kobaltkatalysator zu lösen und ein Zwei-Phasen-System nach Behandlung mit dem Kohlenwasserstoff, der
den Ester extrahiert, zu bilden. Um sicherzustellen, daß ein ausreichender Methanolüberschuß in dem Reaktionsgemisch
vorhanden ist, wird es bevorzugt, daß das Hydroveresterungsverfahren unter Verwendung eines
stöchiometrischen Überschusses im Hinblick auf den Olefinreaktionspartner an Methanolreaktionspartner
verwendet wird. Beispielsweise können molare Verhältnisse von Olefin :Methanol von 1 :1,1 bis 1 :6 oder
höher verwendet werden, wobei Verhältnisse von 1 :1,5 bis 1 : 3 Olefin : Methanol bevorzugt werden. Wenn eine
stöchiometrische Menge Methanol, d. h. ein molares Verhältnis Olefin : Methanol von 1 : 1 verwendet wird,
kann eine ausreichende Menge an nicht umgesetztem Methanol sichergestellt werden, wenn die Umwandlung
des Olefins unter 100% gehalten wird. Unter Umwandlung ist hier der Prozentsatz an Olefin zu verstehen, der
unter Bildung von Ester umgesetzt wurde. In dem Fall, daß zu wenig nicht umgesetztes Methanol nach dem
Ablauf der Hydroveresterungsreaktion vorhanden ist, wird eine Methanolmenge, die ausreichend ist, den
Kobaltkatalysator zu lösen und ein Zwei-Phasen-System nach Behandlung mit Kohlenwasserstoff zu bilden,
vor oder gleichzeitig mit dem Kohlenwasserstoff zugegeben. Die Reaktionspartner und das Kohlenwasserstofflösungsmittel
werden gewöhnlich vor Verwendung von darin enthaltener Luft befreit.
Die nachfolgenden Bei'.piele erläutern das erfindungsgemäße
Verfahren.
B e i s ρ i e I I
Ein Autoklav wurde mit bl,8 g(0,3b8 Mol) Dodcccn-1,
H)OmI (2,47 Mol) absolutem Methanol, 19,2 ml
(0,225 Mol) Pyridin und 3 g Dikobaltoctacarbonyl beschickt. Der Autoklav wurde dann zweimal mit
Kohlenoxid gespült, verschlossen und auf 211 ata abgepreßt. Das Gemisch wurde dann gerührt und auf
15O0C erhitzt, wobei der Druck auf 262 ata anstieg. Das s
Reaktionsgemisch wurde dann unter Rühren 3 Stunden lang bei dieser Temperatur gehalten. Dann wurde der
Autoklav abgekühlt und entleert.
Das so erhaltene Reaktionsgemisch wurde in ein zweites Gefäß überführt, das vorher mit Stickstoff
gespült worden war und unter einem Stickstoffmantel gehalten. Diesem Reaktionsgemisch wurden 600 ml
n-Heptan zugegeben, kräftig gerührt und das Gefäß mit Eiswasser gekühlt. Das Rühren wurde unterbrochen,
worauf sich zwei Phasen bildeten. Die obere Phase (Heptanschicht) wurde von der unteren Phase (Methanolschicht)
abgehebert und die untere Phase dann dreimal mit 20 ml Heptan extrahiert. Die drei
Heptanextrakte (zu je 20 ml) wurden mit dem 600-mi-Extrakt vereinigt und auf Kobalt, Pyridin und
Ester hin analysiert. Die Analyse ergab, daß der Heptanextrakt 2,35% des anfangs zugeführten Gesamtkobalts,
63% der Gesamtpyridinbeschickung und ein Gemisch von Methyltridecanestern enthielt, wobei man
eine Ausbeute von 86,4%, bezogen auf die Gesamtdode- -5
cen-1-Beschickung, erhielt. Dieses Estergemisch war zu 75,0% linear.
Die untere flüssige Pbr.se, die nach der Heptanextraktion
verblieb, war dunkelrot und hatte ein Volumen von ungefähr 50 ml. Diese Schicht enthielt einen Teil des
nicht umgesetzten Methanols und, bezogen auf die Heptananalyse, 97,56% des anfangs zugeführten Kobalts
und 37% des anfangs zugeführten Pyridins. Die gesamten 50 ml an roter Methanol-Katalysatorlösung
wurden dann unmittelbar ohne weitere Behandlung zur Katalyse der Hydroveresterungsreaktion in Beispiel 2
verwendet.
E. e i s ρ i e I 2
Ein Autoklav wurde mit 61,8 g (0,368 Mol) Dodecen-1, 55 ml (1,36 Mol) absolutem Methanol, 15 ml (0,176 Mol)
Pyridin und 50 ml roter Katalysatorlösung, wie sie nach Beispiel 1 gewonnen wurde, beschickt, der Autoklav
wurde dann zweimal mit Kohlenoxid gespült, verschlossen und auf einen Druck von 211 ata gebracht. Das
Gemisch wurde dann auf 15O0C erhitzt und gerührt, wobei der Druck auf 280 ata anstieg. Die Reaktion
wurde unter Rühren bei dieser Temperatur 3 Stunden lang fortgesetzt. Der Autoklav wurde dann abgekühlt .so
und entleert, das Reaktionsgemisch in ein zweites Gefäß überführt und der Kobaltkatalysator wie in Beispiel 1
gewonnen. Die gewonnene rote Katalysatorlösung (ungefähr 45 ml) wurde dann unmittelbar als Katalysator
in Beispiel 3 verwendet.
Die Analyse des Gesamtheptanextraktes (660 ml) zeigte, daß dieser 2,84% des anfangs in Beispiel 1
zugeführten Gesamtkobalts, 65,6% des in Beispiel 2 zugeführten Gesamtpyridins und ein Gemisch von
Methyltridecannoatester enthielt, wobei die Estcraus- <*>
beute 93,0%, bezogen auf die Dodecen-1-Beschickung, betrug. Das Estergemisch war zu 79,4% linear.
Beispiel 3 <>s
Iiin Autoklav wurde mit 61,8 g (0,368 Mol) Dodccen-1,
60 ml (1,48 Mol) absolutem Methanol, 15 ml (0,176 Mol)
Pyridin und der gesamten Katulysatorlösung (45 ml), die
man in Beispiel 2 gewonnen hatte, beschickt. Der Autoklav wurde dann zweimal mit Kohlenoxid gespült,
verschlossen und auf 2il ata abgepreßt. Das Gemisch wurde dann unter Rühren auf 15O0C erhitzt, wodurch
der Druck auf 277 ata anstieg. Das Reaktionsgemisch wurde bei dieser Temperatur 3 Stunden lang gehalten.
Der Autoklav wurde dann abgekühlt und entleert. Das Reaktionsgemisch wurde dann in ein zweites Gefäß, wie
in Beispiel 1 und 2, überführt und, wie in Beispiel 1 und 2, mit einer Gesamtmenge von 630 ml n-Heptan extrahiert.
Es wurden wiederum ungefähr 50 ml rote Katalysatorlösung zurückgewonnen.
Die Analyse des Gesamtheptanextraktes zeigte, daß es 3,87% des anfangs in Beispiel 1 verwendeten Kobalts,
57,2% des in Beispiel 2 zugeführten Pyridins und ein Gemisch von Methyltridecannoatestern enthielt, wobei
die Ausbeute 87,1%, bezogen auf das zugeführte Dodecen-1, betrug. Das Estergemisch war zu 79,4%
linear.
Die Beispiele 1 bis 3 zeigen klar, daß man gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren mehr ais 95% des als
Katalysator in der Hydroveresterungsreaktion zugeführten Kobalts zurückgewinnt. Das zurückgewonnene
Kobalt liegt, wie in den Beispielen 2 und 3 gezeigt wird, in einer aktiven Form vor, die zur unmittelbaien
erneuten Wiederverwendung als Hydroveresterungskatalysator geeignet ist. Vergleicht man die Esterausbeuten
und die Ausbeuten an linearen Estern der Beispiele 1 bis 3, so ist ersichtlich, daß die Aktivität des
wiedergewonnenen Katalysators unvermindert bleibt.
Obgleich in den Beispielen 1 bis 3 ein Pyridinpromotor verwendet wird, werden analoge Ergebnisse auch
dann erhalten, wenn die Hydroveresterungsreaktion in Abwesenheit eines Promotors durchgeführt wird.
Jedoch werden ohne den Promotor die Hydroveresterungs-Reaktionsgeschwindigkeit
und die Esterlinearität verringert.
Das Volumen : Volumen-Verhältnis von n-Heptan : Reaktionsgemisch war in jedem der Beispiel 1 bis 3
ungefähr 3:1. Die Verwendung von Pentan, Cyclohexan, Eicosan, Dodecan, 2-Äthylhexan, Hexen-1, Triaconten-t,
Pentadecen-1 oder Gemischen von Kohlenwasserstoffen bewirken ebenso eine analoge Kalalysatorgewinnung,
wenn sie anstelle von Heptan in den Beispielen 1 bis 3 verwendet.
Ein Autoklav wurde mit Stickstoff gespült und dann mit 215,4 ml (163,0 g; 0,97 Mol) Dodecen-1, 79,2 ml (1,94
Mol) absolutem Methanol, 50,7 ml (0,59 Mol) Pyridin und 7,92 g (0,232 Mol) Dikobaltoctacarbonyl beschickt.
Der Autoklav wurde zweimal auf 14 ata mit Kohlenoxid abgepreßt, entleert, dann verschlossen und mit Kohlenoxid
auf 176 ata abgepreßt und unter Rühren auf 1500C
erhitzt, wobei der Druck auf ungefähr 210 ata anstieg. Das Reaktionsgemisch wurde bei dieser Temperatur
1 '/2 Stunde lang gehalten und der Autoklav dann abgekühlt und entleert.
Das Reaktionsgemisch (350 ml) wurde in ein zweites Gefäß überführt, dem Gefäß 475 ml entlüftetes Nonan
zugeführt und der Inhalt kräftig gerührt. Das Rühren wurde unterbrochen und das Gemisch in zwei Schichten
abgetrennt. Die obere Nonanschicht und die untere rote
Katalysatorschicht wurden beide auf Kobalt analysiert.
Die Ergebnisse waren:
g Kobalt °/o Gesamtkoball
Nonanschicht
Katalysatorschicht
Katalysatorschicht
0,04
2,58
2,58
1,53
98,47
98,47
Eine ähnliche Kobaltgewinnung erhält man, wenn man 3-Methylpyridin, 4-Acetylpyridin, 4-Äthylpyridin,
3,5-Diäthylpyridin oder 3-Butyrylpyridin anstelle von
Pyridin in dem vorausgehenden Beispiel einsetzt. Pentan, Decan, Cyclooctan, Hepten, Tetracosen, Heptadecen
oder Gemische derselben liefern, wenn man sie anstelle von Nonan verwendet, eine analoge Ausbeute
an Kobalt.
Das Volumverhältnis von Nonan: Reaktionsgemisch in Beispiel 4 war ungefähr 1,3 :1. Wenn Volum Verhältnisse
von n-Nonan: Reaktionsgemisch von 2 :1 und 3 :1 bei dem gleichen Hydroveresterungs-Reaktionsgemisch
wie in Beispiel 4 verwendet wurden, wurden die folgenden Ergebnisse hinsichtlich der Kobaltrückgewinnung
erhalten:
Nonan:Reaktions-
gemisch
(Vol.: Vol.)
Kobalt in der
Nonanschicht
Nonanschicht
Kobalt in
der roten
Katalysatorschicht
der roten
Katalysatorschicht
0,91%
1,04%
1,04%
99,09%
98,96%
98,96%
Das Verfahren von Beispiel 4 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß 475 ml n-Heptan anstelle von
n-Nonan verwendet wurden. Die Analysenergebnisse der n-Heptanschicht und der unteren roten Katalysatorschicht
hinsichtlich Kobalt waren:
g Kobalt % Gesamtkobalt
n-lleptanschicht
Katalysatorschicht
Katalysatorschicht
0,10
2,62
2,62
3,68
96,32
96,32
Die Rückgewinnung des Kobaltkatalysators kann mit einem beliebigen geeigneten Reaktionsgemisch bei
einer Kobalt-katalysierten Hydroveresiterungsreaktion durchgeführt werden.
Wie oben ausgeführt und in den Beispielen — besonders in den Beispielen 1 bis 3 — erläutert, wird der
Kobaltkatalysator in seiner aktiven Form gewonnen. Mit anderen Worten beginnt, wenn man den wiedergewonnenen
Katalysator zur Kohlenmonoxid-Aufnahme unmittelbar nach Erreichen der Reaktionstemperatur.
Damit unterscheidet sich das vorliegende Verfahren von solchen, bei denen zwar Kobalt aus dem
Reaktionsgemisch gewonnen wird, dieses jedoch nicht in einer aktiven Katalysatorform vorliegt. Durch die
Wiedergewinnung des Katalysators in der aktiven Form gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Stufe, bei
der der Kobaltanteil aktiviert werden muß, überflüssig.
Somit bietet das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur den Vorteil der vollständigen Katalysatorrückgewinnung,
sondern auch den weiteren Vorteil einer Senkung der Anlagekosten und einer Zeitersparnis infolge der
Eliminierung der Kobaltkatalysator-Aktivierungsstufc.
Die oben angegebenen Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren bei diskontinuierlicher
Arbeitsweise. Selbstverständlich kann man das Verfahren auch kontinuierlich durchführen. Die Maßnahmen,
die hierfür getroffen werden müssen, sind jedoch dem Fachmann bekannt. Auch Vorrichtungen zur kontinuierlichen
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens stehen dem Fachmann zur Verfügung.
Falls gewünscht, kann man das Kobalt, das in der Kohlenwasserstoffphase nach der Abtrennung gelöst
verbleibt, auch wiedergewinnen, z. B. durch Oxidieren des Kobalts in Lösung. Dieses wiedergewonnene
Kobalt kann dann in eine Form überführt werden, die als Katalysator für eine Hydroveresterung eingesetzt
werden kann.
709 636/IE
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Hertellung von Methylestern gesättigter aliphatischer Carbonsäuren durch Umsetzung eines aliphatischen Monoolefins mit Kohlenmonoxid und Methanol in Gegenwart eines Kobaltkatalysators bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß man mit Methanolüberschuß arbeitel, nach beendeter Umsetzung den entstandenen Hstür in einem flüssigen Kohlenwasserstoff aufnimmt, die im wesentlichen den gesamten Katalysator in aktiver Form enthaltende Methanolphase abtrennt und gegebenenfalls unmittelbar in die Reaklionsstufe zurückführt.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0032524A2 (de) * | 1979-12-12 | 1981-07-29 | Chemische Werke Hüls Ag | Verfahren zur extraktiven Aufarbeitung der bei der Hydrocarboxylierung eingesetzten kobalthaltigen Katalysatoren |
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