DE2339243A1 - Verfahren zur herstellung von alpha, beta-aethylenisch ungesaettigten estern oder ungesaettigten carbonsaeuren - Google Patents
Verfahren zur herstellung von alpha, beta-aethylenisch ungesaettigten estern oder ungesaettigten carbonsaeurenInfo
- Publication number
- DE2339243A1 DE2339243A1 DE2339243A DE2339243A DE2339243A1 DE 2339243 A1 DE2339243 A1 DE 2339243A1 DE 2339243 A DE2339243 A DE 2339243A DE 2339243 A DE2339243 A DE 2339243A DE 2339243 A1 DE2339243 A1 DE 2339243A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- formaldehyde
- catalyst
- molar ratio
- feed
- acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 42
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
- 150000004653 carbonic acids Chemical class 0.000 title 1
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 235
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 73
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 66
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 38
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 35
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Natural products CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 22
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 claims description 19
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 claims description 19
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 17
- 125000005599 alkyl carboxylate group Chemical group 0.000 claims description 15
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 13
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 13
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 13
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 12
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 9
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 9
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 9
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 6
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 claims description 5
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 5
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 4
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 4
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 125000000218 acetic acid group Chemical group C(C)(=O)* 0.000 claims 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 34
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical class CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N Methyl propionate Chemical compound CCC(=O)OC RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229940017219 methyl propionate Drugs 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 8
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 7
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 235000019439 ethyl acetate Nutrition 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 5
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 5
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 5
- YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexan-1-ol Chemical compound CCCCC(CC)CO YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UUIQMZJEGPQKFD-UHFFFAOYSA-N Methyl butyrate Chemical class CCCC(=O)OC UUIQMZJEGPQKFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- -1 aluminum silicates Chemical class 0.000 description 3
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- NMRPBPVERJPACX-UHFFFAOYSA-N (3S)-octan-3-ol Natural products CCCCCC(O)CC NMRPBPVERJPACX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylhexyl acrylate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C=C GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEBDGRTWECSNNT-UHFFFAOYSA-N 2-methylidenepentanoic acid Chemical compound CCCC(=C)C(O)=O HEBDGRTWECSNNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical group C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical group [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NPPQSCRMBWNHMW-UHFFFAOYSA-N Meprobamate Chemical compound NC(=O)OCC(C)(CCC)COC(N)=O NPPQSCRMBWNHMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YAIQCYZCSGLAAN-UHFFFAOYSA-N [Si+4].[O-2].[Al+3] Chemical compound [Si+4].[O-2].[Al+3] YAIQCYZCSGLAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001860 alkaline earth metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- HUCVOHYBFXVBRW-UHFFFAOYSA-M caesium hydroxide Chemical group [OH-].[Cs+] HUCVOHYBFXVBRW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N methyl acetate Chemical class COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WLJVXDMOQOGPHL-UHFFFAOYSA-N phenylacetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC=C1 WLJVXDMOQOGPHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011814 protection agent Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 2
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical group [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Chemical group 0.000 description 2
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 2
- ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N thorium dioxide Chemical compound O=[Th]=O ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003452 thorium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- BGJSXRVXTHVRSN-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trioxane Chemical compound C1OCOCO1 BGJSXRVXTHVRSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GBNITZZILIDJHI-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexan-1-ol;2-ethylhexyl prop-2-enoate Chemical compound CCCCC(CC)CO.CCCCC(CC)COC(=O)C=C GBNITZZILIDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WOYWLLHHWAMFCB-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexyl acetate Chemical compound CCCCC(CC)COC(C)=O WOYWLLHHWAMFCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WLJVXDMOQOGPHL-PPJXEINESA-N 2-phenylacetic acid Chemical compound O[14C](=O)CC1=CC=CC=C1 WLJVXDMOQOGPHL-PPJXEINESA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- 238000005705 Cannizzaro reaction Methods 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241000158147 Sator Species 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001339 alkali metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000001341 alkaline earth metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 1
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- KJEAIMCICKNWLT-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol butyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound C(CCC)O.C(C(=C)C)(=O)OCCCC KJEAIMCICKNWLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTMVHUNTONAYDX-UHFFFAOYSA-N butyl propionate Chemical compound CCCCOC(=O)CC BTMVHUNTONAYDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001733 carboxylic acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 238000010960 commercial process Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007323 disproportionation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical class CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical group 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- COTNUBDHGSIOTA-UHFFFAOYSA-N meoh methanol Chemical compound OC.OC COTNUBDHGSIOTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 229920002866 paraformaldehyde Polymers 0.000 description 1
- PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N pent‐4‐en‐2‐one Natural products CC(=O)CC=C PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960003424 phenylacetic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000003279 phenylacetic acid Substances 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- WPFGFHJALYCVMO-UHFFFAOYSA-L rubidium carbonate Chemical compound [Rb+].[Rb+].[O-]C([O-])=O WPFGFHJALYCVMO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000026 rubidium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/347—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reactions not involving formation of carboxyl groups
- C07C51/353—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reactions not involving formation of carboxyl groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/02—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
- B01J23/04—Alkali metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/615—100-500 m2/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/617—500-1000 m2/g
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/582—Recycling of unreacted starting or intermediate materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
FONSAMTO COMPANY
St. Louis/Missouri USA
St. Louis/Missouri USA
Verfahren zur Herstellung vonok.vp-gthylenisch ungesättigten
Estern oder ungesättigten Carbonsäuren
Die Erfindung betrifft die Herstellung von OL1 ρ ""
äthylenisch ungesättigten Estern oder ungesättigten Säuren in der Dampfphase durch Reaktion von Formaldehyd
mit einem gesättigten Carbonsäureester oder einer gesättigten Carbonsäure. Beispielsweise kann auf diesem
Wege Methylnethacrylat hergestellt werden aus Formaldehyd
/Kr.
409807/1154
und Methylpropionat oder Methacrylsäure aus Formaldehyd
und Propionsäure.
— ρ —ungesättigte Ester, besonders Methylacrylat, Methylmethacrylat
und Äthylacrylat sowie die Säuren Acrylscture und Methacrylsäure werden in großem Umfang bei der Herstellung
einer großen Gruppe von polymeren: Material verwendet, wie z.B. für die Herstellung von Oberflächenbeschichtungen
und als transparente Platten, die als Fenster benutzt werden können. Solche Ester wurden durch
katalytische Reaktion in der Dampfphase aus Alkylestern
und Formaldehyd hergestellt. Typische Materialien, die bekannt sind, solche Dampfphasenreaktionen zu katalysieren,
schließen Alkali und Erdalkalinetallhydroxyde ein, Oxyde oder Alkanoate auf Tonerde, Alkali oder Erdalkalialuminiumsilicate,
Alkali oder Erdalkalihydroxyde auf Kieselsäuregel.
Die folgenden Patentschriften repräsentieren den Stand der Technik: US-Patentschriften 3 089 898 - 3 O89 902
für die Ester und US-Patentschriften 3 05I 747, 3 247
und 3 100 795 für die Säuren.
Gemäß dem Verfahren, das in der US-Patentschrift 3 05I
beschrieben wird, werden niedrige Ausbeuten erhalten (5-11$)
und das erhaltene Hauptprodukt ist nicht eine oL-p -ungesättigte
Verbindung, sondern in Wirklichkeit ein symmetri-
409807/1154
sches Keton. Ketone werden nach den Verfahren der vorliegenden Erfindung nicht gebildet.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß alkalische Katalysatoren mit ungewöhnlich großer Oberfläche.,besonders
solche mit einer spezifischen Oberfläche von 350 - 1000
2 —1 *
m g in besonderem Maße für das vorliegende Verfahren geeignet sind, im Hinblick auf die Umwandlung und Selektivität
im Vergleich mit konventionell bekannten Katalysatoren. Wenn z.B. Kieselsäuregel als Trägermaterial für kommerzielle
Katalysatoren benutzt wird, so hat dieser eine spezifische
2 -1
Oberfläche von etwa 300 mg .In direktem Gegensatz dazu
haben die neuen Katalysatorsysteme der vorliegenden Anmeldung die Kieselsäuregele benutzen, spezifische Oberflächen
2 —1
bis zu 1000 m g . Die verbesserten Katalysatoren der vorliegenden Erfindung haben mehrere recht unerwartete VortTeile
· Während die typischen Temperaturen für bekannte Verfahren in dem Bereich von 325 °C bis 425°C fallen, ist
der bevorzugte Temperaturbereich für die Verfahren der vorliegenden Erfindung unerwarteter Weise bei MOO0C bis
600°C, vorzugsweise bei 43O°C bis 5000C.
Der kombinierte Effekt der neuen verbesserten Katalysatoren
und der höheren bevorzugten Temperaturen gemäß der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß wesentlich niedrigere
409807/1154 _ 2, _
Molverhältnisse (Verhältnis von gesättigtem Alkylearboxylat
und gesättigter Carboxylsäure zu Porr.aldehyd) für die
Beschickung verwendet werden können als gewöhnlich verwendet wurden bei den bekannten Verfahren. Die Verwendung
eines niederen gesättigten Esters oder Säure zu Foriraldehyd Ko!Verhältnissen ist eine signifikante Verbesserung gegenüber
bekannten Verfahren, denn es stellt verbesserte und sovjohl wirtschaftlich als kommerziell besser durchführbare
Verfahren zur Verfügung mit sehr viel weniger Rückführung von teuren Verbindungen und einfacherer Reinigung. Darüberhinaus
bewirken die verbesserten Katalysatoren der vorliegenden Erfindung verbesserte Selektivitäten bei den bevorzugten
Temperaturen im Vergleich mit den Selektivitäten
bei den in der Literatur genannten Temperaturbereichen.
Eine weitere Verbesserung wurde in der strikten Kontrolle des Wassergehaltes des Peaktionssystems gefunden, ein
Parameter, der bisher auf diesem Gebiet nicht beachtet wurde. Vorzugsweise wird der Wassergehalt in der Beschikkung
so gehalten, daß das Molverhältnis von Wasser zu Formaldehyd
bei von 0,01 bis 10,0 liegt, vorzugsweise bei 0,1 bis 5,0.
Wenn ein gesättigter Ester der allgemeinen Formel RCHpCOOP'
nit Formaldehyd ( in welchen P allgemein 2 bis 8 Kohlenstoffatome
und R' 1 bis 8 Kohlenstoffatone enthält) umgesetzt
wird,
409807/116 4
kann die Durchführbarkeit durch die Verwendung eines Alkanols R1OH als Lösungsmittel verbessert werden. Das Molverhältnis
der Beschickung von niederem Alkanol zu Formaldehyd liegt dabei innerhalb des Bereiches von 0,1:1 "bis 20:1,
vorzugsweise bei von 2:1 bis 10:1. Die Verwendung des niederen Alkanols als Lösungsmittel dient mehreren Zwecken.
Die Verwendung eines Alkanols ermöglicht ein wesentlich niedrigeres Molverhältnis von Alkylcarboxylat zu Formaldehyd
in der Beschickung, sodaß der Anteil des teureren Esters in den Rückführungsströmen reduziert wird. Zweitens
hindert die Gegenwart des Alkanols in den oben angegebenen Molverhältnissen bei der Beschickung die unerwünschte Hydrolyse
der Beschickung und des Esterproduktes. Das Alkanol- Verdünnungsmittel
bleibt am Ende des Verfahrens unverändert und wird leicht im wesentlichen unverändert zurückgewonnen.
Außerdem kann es leicht wieder zurückgeführt werden.
Neben Hydroxyden oder Oxyden können auch noch andere Alkalimetallverbindungen
für die Herstellung der» Katalysatoren verwendet werden. Diese Verbindungen können auf Katalysatorträger
aufgetragen werden, wie z.B.y'Carbonate, Nitrate, Sulfate,
Phosphate und andere anorganische Salze oder Azetate, Propionate oder andere Carboxylate. Erdalkalimetallverbindungen
können ebenfalls verwendet werden, wenn gewünscht, z.B. Kalzium·; Magnesium-yuniBarium-Verbindungen.
409807/1154 - 6 -
Das verbesserte Verfahren der vorliegenden Erfindung ist auf die Verwendung neuer Katalysatoren mit hoher spezifischer
Oberfläche zurückzuführen (wie gemessen durch die BET-Methode , S. Brunauer et al JACS, 60, 309 (1938)).
Kieselerde und Kieselsäuregele, wenn sie als Katalysatorträgermaterialien
in typischen Katalysatorverfahren verwendet werden, haben spezifische Oberflächen in dem Be-
2—1 2—1
reich von einer Fraktion von Im g bis etwa 30Om g
Demgegenüber wurde gefunden, daß Kieselerden und Kieselsäuregele mit großer Oberfläche besonders gut für das vorliegende
Verfahren geeignet sind. Katalysatoren mit Oberflächen vorzugsweise in dem Bereich von 350-100Om g ergeben,
wie gefunden wurde, wesentlich bessere Resultate als in der Praxis bekannte. Dieses unerwartete Ergebnis
wird grafisch in Fig. 1 dargestellt. Es kann klar erkannt werden, daß optimale Konversion und Selektivität erhalten
werden' durch die Verwendung von Karliumhydroxyd/Kieselsäure-
gelkatalysatoren mit ungewöhnlich großer spezifischer Oberfläche.
Obwohl die Kieselsäuregele und Kieselerden mit großer Oberfläche die bevorzugten besten Katalysatorträger für das
erfindungsgemäße Verfahren sind, so können doch auch andere dem Fachmann bekannte Trägermaterialien mit großer Oberfläche
verwendet werden, wie z.B. Tonerden,Silizium-Aluminium-
Oxyde
409807/1154 "7 "
Thoriumoxyd, Magnesia, Silicate und andere solche Materialien.
Die vorliegende Erfindung erreichte verbesserte Resultate
durch das Arbeiten bei Reaktionsteraperaturen, die höher lagen, als jene, die aus bisherigen Arbeiten auf diesem Gebiet bekannt
waren. Da die Reaktion von Formaldehyd nit Alkylcarboxylaten
in der Dampfphase durchgeführt wird, nuß die Temperatur ausreichen, um die Reaktionspartner in der Dampfphase schon
bei der Temperatur, bei der die Reaktion durchgeführt wird, zu erhalten, aber sollte nicht Temperaturen überschreiten, bei
denen eine Zersetzung der speziellen Reaktionsteilnehraer und
Reaktionsprodukte eintritt. Bisher wurden typische Reaktionstenperaturen von 325°C bis 2125°C verwendet; die Temperaturen
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung liegen bei 400-6000C
und vorzugsv/eise bei *13O-5OO°C. Die beiliegende Pig. 2 zeigt,
wie erstrebenswert die hohen Temperaturbedingungen sind. Das Arbeiten bei ,"höheren Temperaturen verbessert die Selektivität
des Verfahrens in Richtung auf die Herstellung des gewünschten ungesättigten Produktes, bei dessen Nebenreaktionen
wie die Disproportionierung von Formaldehyd zu Ameisensäure und Methanol vermieden werden (Cannizzaro
Reaktion).
409807/1 IbU
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann hohe Konversion und Selektivität erhalten werden, während niedrigere Molverhältnisse
von gesättigtem Alkylcarboxylat oder gesättigter Carboxylsäure zu Formaldehyd in der Beschickung angewendet
werden. Es wurde gefunden, daß gemäß der vorliegenden Erfindung Verhältnisse von Alkylcarboxylaten oder Carboxylsäure
zu Formaldehyd von 0,1:1 bis 7>5:1 vorzugsweise
1,0-5,0 verwendet werden können. Die Verwendung niedrigerer Molverhältnisse von gesättigten Verbindungen zu Formaldehyd
ist eine signifikante Verbesserung gegenüber bekannten Verfahren, da diese Verbesserung in kommerziellen Verfahren
größere Wirtschaftlichkeit erlaubt mit weniger Rückführung und einfacheren Reinigungserfordernissen.
Die Viasserkonzentration spielt ebenfalls eine wichtige
Rolle bei der Kontrolle der Selektivität und Konversion. ■
Es wurde gefunden, daß die Reaktion unter'völlig wasser-
tionsgeschwi-i
freien Bedingungen mit einer vernachlässigbaren Reak-Tab- digkeit
läuft. Bei hohen Molarverhältnissen von V/asser zu Formal- j
dehyd bei der Beschickung, d.h. 15:1 erhält man eine j
schlechte Selektivität. Bevorzugte Wasser-zu Formaldehyd- j
I Verhältnisse liegen in dem Bereich von 0,01:1 bis 10:1 j
vorzugsweise bei Ql:1 bis 5,0:1.
' i
Die Reaktion kann in Gegenwart eines Alkohols ROH, vorzugsweise eines solchen mit von 1 bis 8 Kohlenstoff-
A098Ü7/1154
atomen durchgeführt werden. Der Alkohol hilft bei der Unterdrückung
der Hydrolyse der Alkylcarboxylatbeschickung und auch bei der Verringerung der notwendigen Menge an Ester
in der Beschickung, in der er als Verdünnungsmittel wirkt. Im allgemeinen wird vorzugsweise von etwa 0,1:1 bis 20:1
Mole Alkohol für jedes Mol Formaldehyd in der Beschickung verwendet. Ganz besonders bevorzugt sind Molverhältnisse
von Alkohol zu Formaldehyd von etwa 2:1 bis 10:1. Wenn Alkohol bei der Reaktion mit einer gesättigten Carbxylsäure zugegen
ist, so erhält manoL.^-äthylenisch ungesättigte Ester.
Vorzugsweise werden im allgemeinen von 1:1 bis 5:1 Mole
Alkohol für jedes Mol Carboxylsäure in der Beschickung verwendet, aber besonders bevorzugt sind etwa 1,5:1 bis 3»5:1
Mole Alkohol pro Mol Carbexylsäure. Falls die Herstellung einer speziellen Mischung von ungesättigten Säuren und
deren Estern gewünscht wird, wird ein Molverhältnis von
Alkohol zu Säure von weniger als 1:1 verwendet, um die gewünschte Mischung von Säuren und Estern zu erhalten.
cL, ρ-äthylenisch ungesättigte Ester werden in der Dampfphase
durch Kondensation von Formaldehyd mit einem gesättigten Alkylcarboxylat mit Hilfe eines Katalysators aus der
Gruppe IA der auf einem festen Trägermaterial dispergiert ist, hergestellt. Der Katalysator hat eine große spezifische
- 10 -
409807/1154
Oberfläche vorzugsweise von 35O-lOOO«g und wird bei (a)
einer Temperatur von 4OO-6OO°C vorzugsweise bei 43O-5OO°C;
(b) bei einem Molverhältnis von Wasser zu Formaldehyd von
0,01:1 bis 10:1 vorzugsweise 0,1:1 bis 5:1 in der Beschickung;
(c) einem Molverhältnis von Carboxylsäure zu Formaldehyd von 0,1:1 bis 7S5:1 vorzugsweise 1,0:1 bis 5jO:l in der Beschickung
und (d) gegebenenfalls ein Molverhältnis von einem niederen Alkanol zu Formaldehyd von 0,1:1 bis 20:1 vorzugsweise
2:1 bis 10:1 in der Beschickung verwendet. Die Reaktion wird durch die folgende Gleichung wiedergegeben:
R-CH^-COOR1 + HCHO >
R-C-COOR' + H-O
in welcher R Viasserstoff oder ein zyklischer Rest; R1 eine
niedere Alkylgruppe ist.
Die bevorzugte katalytische Verbindung der Gruppe IA ist Kaliumhydroxyd an Kieselsäuregel, Tonerde, Silizium-Aluminiumoxyd,
Thoriumoxyd, Magnesia oder anderen Katalysatorträgermaterialien. Der Kalium- oder andere Alkali-Anteil
des Katalysators, berechnet als Hydroxyd, liegt vorzugsweise in dem Bereich von 0,01 bis 10 Gew.% des kompletten
Katalysators.
- 11 409807/115 4
Brauchbare gesättigte Alkylcarboxylate enthalten ein
Minimum von 3 Kohlenstoffatomen pro Molekül und können durch die Formel
R-CH2-COOR'
dargestellt werden, in welcher R Wasserstoff oder ein Alkyl, Aryl oder zyklischer Rest von 0 bis 13 oder vorzugsweise
0 bis 6 Kohlenstoffatom und R' einen niederen Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen ist. In dem vorliegenden
Verfahren beinhaltet der Ausdruck "Alkylrest" einen solchen, der eine ausreichend niedrige Anzahl von
Kohlenstoffatomen enthält, sodaß'das Alkylcarboxylat
und der erhaltene ungesättigte Ester leicht verdampfbar sind, ohne sich dabei wesentlich zu zersetzen. Alkylcarboxylate,
die in dem vorliegenden Verfahren verwendet werden können, schließen Methylacetate, Äthylacetate,
Methylpropionate, Äthylpropionate, Methyl-n-Butyrate, die Methylester von Phenyl-Essigsäure usw. ein. Im allgemeinen
enthalten die Alkylcarboxylate wenigstens 3 und vorzugsweise 3 bis 23 Kohlenstoffatome, obwohl Carboxylate
mit einer größeren Anzahl von Kohlenstoffatomen auch verwendet werden können, wenn dieses erwünscht ist. Der als
Lösungsmittel benutzte niedere Alkohol, der mit dem Alkylcarboxylat R-CHp-COOR1 verwendet wird, ist der gleiche
Alkohol, der aus dem vorgelegten Carboxylat durch Hydrolyse erhalten wird, R1OH. Als niedere Alkanole können Methanol }
40980-7/1 16 4 ~12~
Äthanol, Isopropanol, Äthylhexanol usw. verwendet werden.
Im allgemeinen werden Alkohole mit 1 bis 8 Kohlenstoffatome pro Molekül bevorzugt, obwohl höhere Alkohole ebenfalls
verwendet werden können, wenn dieses erwünscht ist.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Formaldehyd kann in jeder geeigneten Form vorliegen. Z.B. kann er als
wasserfreier Paraformaldehyd, Trioxan oder in der Form
einer wäßrigen oder alkoholischen Lösung, wie sie im Handel erhältlich sind, vorliegen. Wenn gewünscht, kann
das Verfahren direkt mit einem Verfahren für die Herstellung van Formaldehyd oder deren Polymeren gekoppelt werden.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann vorteilhafterweise bei atmosphärischem Druck durchgeführt werden. Wenn
es Jedoch gewünscht wird, können auch Drücke, die unterhalb oder oberhalb des atmosphärischen Druckes liegen, verwendet
werden. Im allgemeinen liegt der geeignete Druckbereich bei von etwa 0,07 bis 7 gk/cm . Die Raumgeschwindigkeit
wird vorzugsweise in dem Bereich von 100-10 000 1/Std. pro Liter Katalysator gehalten.
Die Reaktion wird in der Dampfphase in der Gegenwart eines festen Katalysators durchgeführt, wie beschrieben.
- 13 409807/1164
Der feste Katalysator kann in eine Röhre, in Schalen oder in ein flüssiges Bett usw. eingebracht werden, durch welches
die Reaktionsmischung hindurchgeführt wird. Das Reaktorensystem kann aus einer Serie von Katalysatorbetten bestehen,
wobei gegebenenfalls zwischen den einzelnen Betten erhitzt oder abgekühlt werden kann, falls dieses erwünscht ist. Die
Katalysatorzusaramensetzung kann innerhalb des Reaktors variiert werden, um Verfahrensvorteile zu erreichen. Die vorliegende
Erfindung schließt ein, daß:die Reaktionsteilnehmer sowohl aufwärts als auch abwärts durch den Reaktor geleitet
werden können, wobei eine periodische Umkehr des Gasstromes ebenfalls eingeschlossen wird, um das Katalysatorbett sauber
zu halten. Wenn es gewünscht wird, kann die gasförmige Beschickung zusammen mit einem inerten Gasträger eingebracht
werden, z.B. Stickstoff, Helium, Argon, Kohlenoxyd, oder Kohlenwasserstoffe mit niederem Molekulargewicht.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen erläutert
Ein Katalysator für die Kondensation von Formaldehyd mit Methylpropionat wird folgendermaßen hergestellt: 101 g
409807/1 154
Kieselsäuregel (18 bis 35 mesh) mit einer spezifischen
2 —1
Oberfläche von 600 mg wird in einem Ofen vier Stunden lang bei 5000C kalziniert. Das Silicagel wird dann in einem Trockenapparat abgekühlt und 100g v/erden in einen Rotationsverdampfer gegeben. Eine tösung, die 0,75g Kaliumhydroxyd enthält, wird durch Verdünnen von 1,65g 45,5£iger Kalilauge auf '60 ml. . erhalten. Die Kaliumhydroxydlösung wird zu dem geschüttelten Katalysatorträger zugegeben und die Mischunggifcrocknet, bis sie freifließend ist bei 660 mm Quecksilber Vakuum bei 90 C. Der imprägnierte Katalysatorträger wird dann 2 Stunden lang bei 120°C weiter getrocknet, bei 500 C 8 Stunden lang kalziniert und dann abgekühlt und in einem Trockenapparat aufbewahrt.
Oberfläche von 600 mg wird in einem Ofen vier Stunden lang bei 5000C kalziniert. Das Silicagel wird dann in einem Trockenapparat abgekühlt und 100g v/erden in einen Rotationsverdampfer gegeben. Eine tösung, die 0,75g Kaliumhydroxyd enthält, wird durch Verdünnen von 1,65g 45,5£iger Kalilauge auf '60 ml. . erhalten. Die Kaliumhydroxydlösung wird zu dem geschüttelten Katalysatorträger zugegeben und die Mischunggifcrocknet, bis sie freifließend ist bei 660 mm Quecksilber Vakuum bei 90 C. Der imprägnierte Katalysatorträger wird dann 2 Stunden lang bei 120°C weiter getrocknet, bei 500 C 8 Stunden lang kalziniert und dann abgekühlt und in einem Trockenapparat aufbewahrt.
Eine Mischung aus Methylpropionat, Formaldehyd, Wasser und
Methanol wird hergestellt und in einen Beschickungstank gegeben-, wo sie unter einem positiven Druck von Stickstoff
aufbewahrt wird. Diese Mischung hat eine solche Zusammensetzung, daß das Molverhältnis von Methylpropionat zu Formaldehyd
4,5:1, das.Molverhältnis von Wasser zu Formaldehyd
5,3-'Ij und das Molverhältnis von Methanol zu Formaldehyd
6,7:1 ist. Die Mischung wird mit Hilfe einer Pumpe mit Meßvorrichtung zu dsm Verdampfer gepumpt, bei 225 C
gehalten, wobei es verdampft und mit einem Stickstoffgasstrom,
der mit einer Geschwindigkeit von 20 Std. enr/Min. fließt, gemischt. Die kombinierte Beschickungsmischung
409807/1154
- 15 -
wird durch eine erhitzte Leitung zu einem Röhrenreaktor geführt, dessen Temperatur bei 43O°C gehalten wird. Die
Reaktionsröhre enthält lOnP des obengenannten Katalysators.
Die dampfförmige Beschickungsmischung, die eine Durchfließgeschwindigkeit
von 906 1/Std. pro Liter Katalysator hat,
wird über den Katalysator geleitet. Der Ausfluß aus dem Reaktor wird kondensiert und durch Gaschromatografie analysiert.
Die Analyse indiziert, daß 67 % des vorgelegten Formaldehyde über dem Katalysator verbraucht wurden, und daß Methylmethacrylat
mit einer Selektivität von 92 %, bezogen auf den verbrauchten Formaldehyd, gebildet wurden. Keine Hydrolyse
von Methylpropionat zu Propionsäure konnte festgestellt werden. Die gaschromatografische Analyse von nicht
Kondensierbarem indiziert die Gegenwart von Spuren von Kohlenmonoxyd, Kohlendioxyd und Wasserstoff in dem Stickstoff
gas, das als Schlepper dient. Wenn die Kaliumhydroxydverbindung
des Katalysators durch Lithium, Natrium, Rubidium oder Cesiumhydroxyde oder Carbonate ersetzt wird,
werden ähnliche Resultate erhalten. Trägermaterialien wie Tonerde, Silizium-Aluminiumoxid mit großer Oberfläche
ergeben gleiche Resultate.
Dieses Beispiel demonstriert, daß hohe Temperaturen erwünscht
sind. Es wird wie im Beispiel 1 verfahren, aber
409807/1154 " l6 "
es wird ein Katalysator verwendet, der aus 0,5%igem Kaliumhydroxyd
an Silicagel besteht und eine spezifische Ober-
2 — 1
fläche von 600m g hat. Die Beschickungsrate ist 963 Liter pro Stunde pro Katalysator,eingestellt nach STP. Es werden Temperaturen in dem Bereich von 350 bis 600°C angewendet. Die Beschickung hat eine Zusammensetzung, daß das Molverhältnis von Methylpropionat zu Formaldehyd 3,8:1 ist; das Molverhältnis von Wasser zu Formaldehyd 2,0:1 und das Molverhältnis von Methanol zu Formaldehyd 5,6:1 ist. Mehrere typische Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt, worin MMA Methylmethacrylat und PA Propionsäure ist.
fläche von 600m g hat. Die Beschickungsrate ist 963 Liter pro Stunde pro Katalysator,eingestellt nach STP. Es werden Temperaturen in dem Bereich von 350 bis 600°C angewendet. Die Beschickung hat eine Zusammensetzung, daß das Molverhältnis von Methylpropionat zu Formaldehyd 3,8:1 ist; das Molverhältnis von Wasser zu Formaldehyd 2,0:1 und das Molverhältnis von Methanol zu Formaldehyd 5,6:1 ist. Mehrere typische Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt, worin MMA Methylmethacrylat und PA Propionsäure ist.
Der Verlauf der Kurven von Konversion und Selektivität.
aufgetragen gegen die Temperatur zeigen den gleichen allgemeinen Verlauf wie für andere Katalysatorzusammensetzungen
und andere Beschickungs-Molverhältnisse. Obwohl die Kurven ähnlich verlaufen, können die absoluten V/erte variieren,
d.h. wenn z.B. das Molverhältnis der Beschickung bei 1J,8
Mol Wasser pro Molekül Formaldehyd liegt und ein Katalysator verwendet wird, der 1,0$ KOH dispergiert auf Silica-
2 —1
gel von 800m g enthält, während die anderen Versuchsbedingungen
gleichgehalten werden, wurde gefunden, daß die Temperatur, einen ähnlichen Effekt hat, aber daß Selektivitäten
bis zu 95 Mol£ bei 45O°C erhalten wurden.
- 17 4 0 9 8 0 7/1164
Tabelle I | 49 | Selektivität | Nebenprodukt | |
Tempera | Konversions | 56 | zu MMA Mol* | Selektivität |
tur 0C | rate von HCHO | 61 | zu PA MoIJ | |
MoI^ | 45 | 0,3 | ||
425 | 50 | 0,5 | ||
450 | 47 | 0,9 | ||
475 |
Um den Effekt der Oberfläche des Katalysators zu illustrie-.ren,
wird das Verfahren von Beispiel 1 wiederholt, aber eine Serie von Katalysatoren verwendet, die lGew.55 Kaliumhydroxyd
an Kieselsäuregel enthalten und spezifische Ober-
2 —1
flächen in den Bereichen von 2,4 bis 1000m g enthalten. In dem vorliegenden Beispiel hat die Beschickung
eine solche Zusammensetzung, daß das Molverhältnis von Methylpropionat zu Formaldehyd 10,2:1 ; Das Molverhältnis
von Wasser zu Formaldehyd 0,4:1; und das Molverhältnis von Methanol zu Formaldehyd 0,6:1 ist. Die Reaktionstemperatur
wird bei 400°C und der Druck bei 765 mm gehalten.
- 18 -
AO9807/1154
Tabelle II zeigt die Ergebnisse jedes Katalysators und die spezifischen Oberflächen dieser Katalysatoren.
Tabelle II | Raumge schwin digkeit L hr"* L"*-^ |
Konver sion Mo 1% |
Selekti vität Mol? |
|
Versuch Nr. |
Katalysa- tqroberfl. m gm x |
500 | 65 | <1 |
1 | 2.4 | 460 | 55 | 48 |
2 | 40. | 500 | 72 | 68 |
3 | 131. | 490 | 86 | 78 |
4 | 315. | 510 | 94 | 86 |
5 | 600. | 490 | 97 | 86 |
6 | 800. | 490 | 98 | 82 |
7 | 1010. |
Die Hydrolyse von Methylpropionat zu Propionsäure beträgt weniger als 0,05 Mol pro Mol Methylpropionat für jeden
Katalysator. Die Wirkung der Katalysatoroberfläche auf die Konversion und Selektivität werden in Pig. I gezeigt.
- 19 -
40 9807/1154
Um die Wirkung des Verhältnisses von Methanol als Lösungsmittel
zu Formaldehyd und das Verhältnis von Wasser zu Formaldehyd zu zeigen, wird das Verfahren von Beispiel 1
durchgeführt, wobei eine Raumgeschwindigkeit von 700 bis 800 Liter/Stunde pro Katalysator, eingestellt nach STP,
verwendet wird. Der Katalysator in diesem Beispiel enthält 1,0 Gew.J Kaliumhydroxyd, das auf Kieselsäuregel aufgetragen
wurde, und hat eine spezifische Oberfläche von 800 mg
Die Ergebnisse sind in Tabelle III'zusammengefaßt, worin
MePr Methylpropionat, MeOH Methanol, MMA Methylmethacrylat,
PA Propionsäure sind.
Aus den experimentellen Ergebnissen ist zu ersehen, daß die Wasserkonzentration überraschenderweise ein höchst
wichtiger Parameter ist. Im dritten Versuch, unter wasserfreien Bedingungen, ist die Konversion von Formaldehyd
vernachlässigbar. Im siebten Versuch ergibt sich bei einem
Molverhältnis von Wasser zu Formaldehyd von 15:1 eine
sehr niedrige Selektivität, nämlich 33 MoIJS, obwohl die Konversion lOOJEig zu dem gewünschten Produkt Methylmethacrylat
führt. Demgegenüber ergeben Versuche 4 und 5, die mit mittlerer Wasserkonzentration arbeiten, Ergebnisse
von sehr viel größerer Selektivität.
- 20 -
409807/1154
Ein Vergleich von Versuch 1, dessen Bedingungen typisch
für bekannte Verfahren sind, mit Versuch 2, dessen Bedingungen innerhalb des bevorzugten Bereiches der vorliegenden
Erfindung liegen, zeigt, daß die vorliegende Erfindung verbesserte Ergebnisse liefert, im Hinblick auf Selektivität,
Reduktion der Nebenreaktionen und Herabsetzung der Alkylcarboxylat zu Pormaldehyd-verhältnissen.
Eine Mischung aus Äthylacetat, Formaldehyd und Wasser und Äthanol wird hergestellt und gemäß Beispiel 1 verfahren,
aber ein Katalysator verwendet wird, der l»0Gew.? Kaliumhydroxyd auf Silicagel besitzt, wobei der Katalysa-
p —1
tor eine spezifische Oberfläche von 75Om g hat. Die Beschickungsmischung ist so zusammengesetzt, daß das
Molverhältnis von Äthylacetat zu Formaldehyd 4,7:1; das
Mo!verhältnis von Wasser zu Formaldehyd 0,6:1 und das
Molverhältnis von Äthanol zu Formaldehyd 5»7:1 ist. Die Analyse des kondensierten Reaktionsproduktes zeigt,
daß 72? des vorgelegten Formaldehyds verbraucht wurden.
Keine Hydrolyse von Äthylacetat zu Essigsäure wurde festgestellt. Die folgende Tabelle IV zeigt die erhaltenen Produkte,
wenn verschiedene andere Ester und Alkohole anstelle von Äthylacetat und Äthanol in der Beschickung verwendet
werden. Das erhaltene 2-Äthylhexylacrylat kann
409807/115 4
- 21 -
als Bestandteil eines Oberflächenschutzmittels und in Wasser dispergierbaren Farbstoffen verwendet werden.
- 22 -
409607/1164
ro i |
Versuch Nr. |
Tempera tur 0C |
Molverhält nisse der Be schickung |
MeOH HCHO |
HpO HCHO |
Konversion von Formal dehyd Mol# |
Selektivität zu MMA MoIJS |
Nebenprodukt Selektivität zu PA Mol/S |
|
O | MePr HCHO |
0.6 | 0.H | ||||||
9 8 ü 7 / 1 | 1 | HOO | 10.6 | 5.9 | 0.H | 97 | 82 | 5 | |
er | • 2 | HHO | H.l | 5.0 | 0. | 97 | 86 | 0 | |
**- | 3 | HOO | 5.0 | 0.5 | 5.3 | 0.1 | 7 | ||
H | HOO | 5.3 | 7.5 | 1.0 | 91 | 71 | 5 | ||
5 | HOO ' | 3.7 | 5.0 | 15.0 | 47 | 89 | 0 | ||
7 | HOO- | 5.0 | 100 | 33 | 11 | ||||
CO CO CO
Produkt
Methyl n-Butyrat, Formaldehyd, Waseer,
Methanol
Methyl ok-Ethylacrylat
2-Ethylhexylacetat, Formaldehyd, Wasser, 2-Ethylhexylacrylat
2-Ethylhexanol
n-Butylpropionat, Formaldehyd, Wasser, n-Butylmethacrylat
n-Butanol
Methylacetat, Formaldehyd, Wasser, Methanol
Methylacrylat
ro JT
K) OO OO
K)
J>
CO
- 2Ü -
Wenn Carboxylsäuren benutzt werden, um CL -p r"thylenisch
ungesättigte Säuren herzustellen, wird im allgemeinen bei den gleichen Bedingungen gearbeitet. Die Reaktion kann
durch das folgende Reaktionsschema dargestellt werden:
R-CÜ2 —:. COOH + HCKO ^- R-C — COOH + H2O
Lrfip
in welcher R Wasserstoff, eine niedere Alkyl-oder Arylgruppe
oder ein zyklischer Rest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen ist.
Wie oben angegeben, ist es gleichermaßen möglich, Formaldehyd mit einer gesättigten Carboxylsäure mit wenigstens
2 Kohlenstoffatomen zusammen mit einem niederen Alkanol zu kondensieren. Diese Reaktion kann wie folgt dargestellt
werden:
r-ch2 — cooh + hcho + r1oh 5^r-c-coor' + 2h2o
Ih2
in welcher R Wasserstoff oder eine niedere Alkyl- oder Arylgruppe oder ein zyklischer Rest, R1 eine niedere Alkylgruppe,
die vorzugsweise 1 bis 8 Kohlenstoffatome enthält, ist.
Wie angegeben, enthalten gesättigte Carboxylsäuren ein Minimum von 2 Kohlenstoffatomen pro Molekül und können
409807/1154
- 25 -
durch die Formel:
R-CH2 - COOH
dargestellt werden, in welcher R ein Wasserstoff oder eine niedere Alkyl- oder Arylgruppe oder ein zyklischer Rest
ist. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung beinhaltet der Ausdruck "niedere Alkyl- oder Arylgruppe, oder
zyklischer Rest" einen Rest, der eine ausreichende niedere Anzahl von Kohlenstoffatomen
erhält, so daß die Carboxylsäure und die entstandenen ungesättigten Verbindungen leicht verdampfbar
sind, ohne sich dabei wesentlich zu zersetzen. Repräsentative Carboxy!säuren, die für das Verfahren der vorliegenden
Erfindung verwendet werden können, schließen Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Phenyl-Essigsäure usw. ein.
Im allgemeinen werden Säuren mit wenigstens zwei und vorzugsweise mit von 2 bis 8 Kohlenstoffatomen bevorzugt, obwohl
Säuren mit mehr als 8 Kohlenstoffatomen auch verwendet werden können, wenn dieses erwünscht ist.
Wenn Formaldehyd mit einer Carboxylsäure in der Gegenwart eines niederen Alkanols kondensiert wird, so repräsentieren
Methanol, Äthanol, Isopropanol, Xthylhexanol usw. diese niederen Alkanole. Im allgemeinen werden Alkohole mit
- 26 40980 7/1154
1 bis 8 Kohlenstoffatomen vom Molekül bevorzugt, obwohl höhere Alkohole verwendet werden können, wenn dieses erwünscht
ist.
Ein Katalysator für die Kondensation von Formaldehyd mit
Propionsäure wird folgendermaßen zubereitet. 120g Silicagel (-18 + 35 mesh) mit einer spezifischen Oberfläche von '■"'■■■
8l0m g~ wird in einem Ofen vier Stunden lang bei 5000C kalziniert. Das Silicagel wird dann in einem Trockenapparat
abgekühlt und 100 g in einen Rotationsverdampfer gegeben. Eine Lösung mit 1,0g Kaliumhydroxyd wird hergestellt durch
Verdünnen von 2,2g ^,S^iger Kalilauge auf 60 ml. Die
Kaliumhydroxydlösung wird zu dem gerührten Katalysatorträgermaterial
hinzugegeben, und die Mischung getrocknet bis sie bei 660,4 mm Quecksilber im Vakuum bei 900C freifließend
ist. Der so imprägnierte Katalysatorträger wird dann weiterhin für zwei Stunden bei 120°C getrocknet, drei
Stunden lang bei 500°C kalziniert und danach abgekühlt und in einem Trockenapparat aufbewahrt. Es wird eine Beschikkungslösung
hergestellt, die Formaldehyd, Propionsäure und Wasser enthält. Darin sind die molaren Verhältnisse von
Propionsäure zu Formaldehyd 4,5:1 und die Molverhältnisse
- 27 -
409807/1164
von Wasser zu Formaldehyd 1,5:1· Die Beschickungsmischung
wird in einen Haupttank geführt und dort unter einem positiven Druck von Stickstoff gehalten.
Ein 10 cm umfassender Teil des Katalysators, wie oben
hergestellt, wird in einen Röhrenreaktor eingeführt, dessen Temperatur bei 110°C gehalten wird. Ein Stickstoffstrom
wird durch die Reaktionsröhre geleitet und die Reaktionstemperatur auf 43O°C für drei Stunden erhöht.
Die aus Formaldehyd, Propionsäure und Wasser bestehende Beschickung wird mit Hilfe einer mit einer Meßvorrichtung
versehenen Pumpe zu einem Verdampfer geführt, dort bei Temperaturen zwischen 225° bis 25O°C gehalten, wobei die
Mischung verdampft. Dann wird die Mischung in Dampfphase mit einem Stickstoffstrom gemischt, der mit 20Std. cnrMin.
fließt. Die kombinierte Beschickungsmischung wird durch eine Leitung zu einem Röhrenreaktor geleitet, dessen Temperatur
bei 430oC gehalten wird. Die verdampfte Beschickungs-
— 1 —1
mischung wird mit 8OO Liter h Liter des Katalysators
durch das Katalysatorbett geleitet. ( eingestellt nach STP). Der Reaktorausfluß wird kondensiert und durch Gaschromatografie
analysiert. Die Analyse indiziert, daß 72% des vorgelegten Formaldehyds über dem Katalysator
- 28 40980 7/ 1154
verbraucht wurden und daß Methacrylsäure mit einer Selektivität von 7S7o bezogen auf den verbrauchten Formaldehyd
gebildet wurden. Die Analyse des nicht kondensierbaren Teils mittels Gaschromatografie indiziert die Gegenwart
von Spuren von Kohlenmonoxyd, Kohlendioxyd, Wasserstoff
und Propylen in dem als Schlepper dienenden Stickstoffgas.
Wenn die Kaliumhydroxydkomponente des Katalysators durch Lithium, Natrium, Rubidium oder Cesiumhydroxyden oder
Carbonaten ersetzt wird, werden ähnliche Ergebnisse erhalten. Trägermaterialien wie z.B. Tonerde, Silica-Tonerde
(50 - 50 Mol/O mit großen Oberflächen ergeben gleiche
Resultate.
Ein 10 cnr Anteil des Katalysators , der nach Beispiel 6
hergestellt wurde, wird in einen röhrenförmigen Reaktor geleitet und auf 435°C in einem Stickstoffstrom erhitzt.
Eine Mischung, die Propionsäure, Formaldehyd, Methanol und Wasser enthält, wird hergestellt und in einen Beschikkungstank
geleitet, wo er unter positivem Druck von Stickstoff gehalten wird. Diese Mischung hat eine Zusammensetzung,
daß die Molverhältnisse von Propionsäure zu Formaldehyd 4,5:1 ; die Molverhältnisse von Wasser zu Formaldehyd
409807/1154 - 29 -
2,5:1 und die Molverhältnisse von Methanol zu Propionsäure
2,5:1 sind. Diese Mischung wird mit Hilfe einer mit einer Meßvorrichtung versehenen Pumpe in einen Verdampfer
gepumpt, und dort bei 225°C gehalten, wobei sie verdampft. Dann wird die dampfförmige Mischung mit einem
als Schlepper dienenden Stickstoffgas gemischt, welcher
mit 20 Std. cm3 Min. "* fließt. Die kombinierte Beschikkungsmischung
wird durch eine erhitzte Leitung bei atmosphärischem Druck zu einem röhrenförmigen Reaktor geleitet,
in welchem sich der Katalysator befindet und der bei Temperaturen von 43O°C gehalten wird. Die verdampfte Beschik-
-1 -1
kungsmischung, die mit 895 Liter Std. Liter Katalysator
fließt, wird über den Katalysator geleitet. Der Reaktorausfluß wird kondensiert und durch Gaschromatografie analysiert.
Die Analyse indiziert daß 78% des vorgelegten Formaldehyds
verbraucht wurden über dem Katalysator und daß Methylmethycrylat in dem kondensierten Produkt in Mengen
die äquivalent sind zu einer Selektivität von 90$jbezogen
auf den verbrauchten Formaldehyd, vorhanden ist. In dem kondensierten Produkt sind Formaldehyd, Methanol,
Wasser, Methylpropionat und Spuren von Propionsäure und Methacrylsäure ebenfalls vorhanden. Diese Komponenten werden
von dem Methylmethacrylatendprodukt getrennt durch Extraktion und Destillation und können dann in den Prozeß
zurückgeführt werden.
409807/1154 - 30 -
Ein 10 cnrAnteil des nach Beispiel 6 hergestellten Katalysators
wird in einen röhrenförmigen Reaktor geleitet und auf ^30 C in einem Stickstoffstrom erhitzt. Eine
Mischung aus Essigsäure, Wasser und Formaldehyd wird vorbereitet und in einen Beschickungstank gegeben, wo er
unter positivem Stickstoffdruck gehalten wird. Diese
Mischung hat eine solche Zusammensetzung, daß das Molverhältnis von Essigsäure zu Formaldehyd 4,9:1 und das
Molverhältnis von Wasser zu Formaldehyd 2,7:1 ist. Die Mischung wird mit Hilfe einer mit einer Meßvorrichtung
versehenen Pumpe in einen Verdampfer geleitet, der bei 225°C gehalten wird, wo sie verdampft und mit einem als
Schlepper dienenden Stickstoffgas gemischt wird, der mit
20 Std. cnr Min. fließt. Die kombinierte Beschickungsmischung wird mit 1.75 kg/cm (absolut) durch eine erhitzte
Leitung zu einem röhrenförmigen Reaktor geleitet, in welchem der Katalysator untergebracht ist und der bei
der Temperatur von 4050C gehalten wird. Die verdampfte Beschickungsmischung,
die mit einer Rate von 750 Liter /
—1 —1
Std. Liter Katalysator fließt, wird über den Katalysator geleitet. Der Reaktorausfluß wird kondensiert und
durch Gaschromatografie analysiert. Die Analyse indiziert,
- 31 -
409807/1154
daß 53ί des vorgelegten Pormaldehyds verbraucht wurden
und daß Acrylsäure mit einer Selektivität von 78% bezogen
auf den verbrauchten Formaldehyd>gebildet wurde.
Wenn die Essigsäure in der Beschickung durch n-Valeriansäure
ersetzt wird, enthält der Reaktorausfluß 2-Methylenvaleriansäure (dieses Produkt ist auch als cL-Propylacrylsäure
bekannt).
Es wird eine Beschickungslösung aus Essigsäure, Methanol, Wasser und Formaldehyd hergestellt, in welcher das Molverhältnis
von Essigsäure zu Formaldehyd 4,5:1 ; das Molverhältnis
von Wasser zu Formaldehyd 0,30:1 und das Molverhältnis von Methanol zu Essigsäure 2,7:1 ist. Es wird gemäß
dem Verfahren von Beispiel 7 gearbeitet, wobei der Reaktor eine Temperatur von 4250C hat und die Beschickungsrate
2000 Liter Std.~ Liter Katalysator ~ ist . Es wird eine
Konversion von 35% und eine Selektivität von 90% für Methyl·
acrylat erhalten.
Wenn die Essigsäure und Methanol in der Beschickung durch n-Valeriansäure und/oder Isopropanol ersetzt werden, werden
ähnliche Resultate erhalten, wobei der Isopropylester
409807/1154 ~ 32 "
von 2-Methylenvaleriansäure gebildet wird.
Auf ähnliche Weise entsteht 2-Ä thylhexylacrylat, wenn das
Methanol in der Beschickung durch 2-Ä thylhexanol ersetzt
wird. Dieses Produkt kann als Komponente von Oberflächenschutzmitteln und wasserdispergierbaren Farbstoffen verwendet
werden.
Das vorliegende Beispiel demonstriert, daß das Verhältnis von Wasser zu Formaldehyd ein wichtiger Parameter ist
und innerhalb des gewünschten Bereiches gehalten werden muß. Es wird gemäß Beispiel 7 verfahren, wobei drei verschiedene
Wasserkonzentrationen verwendet werden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 5 gezeigt. Die Ergebnisse zeigen,
daß wasserfreie Bedingungen und Molverhältnisse von Wasser zu Formaldehyd von 15:1 einen nachteiligen Effekt auf die
Selektivität haben, wenn sie mit einem Molverhältnis von Wasser zu Formaldehyd von 2,5:1 verglichen werden.
- 33 -
409S07/1154
Versuch Nr. |
Molver hältnis Wasser/ |
Tempe ratur |
Konver sion Mol$ |
Selekti vität MoI^ |
rormai— dehyd |
||||
1 | 0 | 425 | 1.5 | 10 |
2 | 2.5 | 425 | 70 | 90 |
3 | 15 | 425 | 85 | 35 |
Das vorliegende Beispiel demonstriert, daß die Verwendung von Katalysatoren mit großen Oberflächen weitaus bessere
Ergebnisse ergeben, als solche mit niedrigen Oberflächen. Es wird gemäß Beispiel 6 gearbeitet, wobei Katalysatoren
mit verschieden großen Umfangen der Oberflächen verwendet werden, und jeder Katalysator 0,75$ Kaliumhydroxyd enthält.
Mehrere Resultate sind in Tabelle VI wiedergegeben. In den Versuchen 2 und 3 wird als Katalysatorträgermaterial
Silicagele verwendet, während Versuch 1 eine gebundene Kieselerde verwendet. Fig. 1 zeigt eine grafische Dar-
409807/1154
stellung, in welcher die Konversion und Selektivität gegen die spezifische Oberfläche des Katalysators aufgetragen
ist. Wie daraus zu ersehen ist, ergeben Katalysatoren mit hoher spezifischer Oberfläche wesentlich bessere
Ergebnisse, als solche mit konventionell verwendeten Oberflächen.
Kataly sator- oberfl. m2g"1 |
Tabelle | VI | Selekti vität MoU |
|
Ver such Nr. |
4.0 300. 1000. |
Tempe ratur ο C |
Konver sion Moll |
|
56 70 84 |
||||
400 400 400 |
47 75 82 |
|||
1 2 3 |
||||
Das vorliegende Beispiel demonstriert., daß für die Kondensation
von Formaldehyd mit Propionsäure in Gegenwart von Methanol vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 4 30 C
und 5000C gearbeitet wird. Es wird gemäß Beispiel 2 gearbeitet,
wobei ein Katalysator verwendet wird, der 1,0%
Rubidiumcarbonat auf Silicagel mit einer spezifischen
2 —1 Oberfläche von 800 m g enthält. Die Zusammensetzung
409807/1154
der Beschickung ist so, daß die Molverhältnisse von Propionsäure zu Formaldehyd 3,3:1 ; die von Wasser zu
Formaldehyd 5»2:1 und die von Methanol zu Propionsäure
3,2:1 sind. Die Beschickungsrate beträgt 1100 Liter Std. Liter Katalysator . Die experimentellen Ergebnisse sind
in Tabelle VII wiedergegeben. (Beim letzten Versuch wurde festgestellt, daß der Formaldehyd vollständig umgesetzt
war, jedoch nur mit einer Selektivität von 205? zu Methylmet hacrylat umgesetzt war).
Tempe | Tabelle VII | 20 | Selektivi | |
Versuch- | ratur ° C |
Konversion | 55 | tät Mol# |
Nr. | 375 | Molfo | 70 | 30 |
1 | 430 | 100 | 80 | |
2 | 475 | 74 | ||
3 | 550 | 20 | ||
4 | ||||
7/1154
- 36 Patentansprüche
Claims (1)
- Patentansprüche :1. Verfahren zur Herstellung von .χ,β-äthylenisch ungesättigten Estern oder ungesättigten Carbonsäuren durch Kondensation von Formaldehyd mit (a) einem gesättigten Alkylcarboxylat, R-CH2-COOR1, in welchem R Wasserstoff, eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe oder ein zyklischer Rest mit 0 bis 13 Kohlenstoffatomen ist, R1 einen Niederalkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet oder (b) einer gesättigten Carbonsäure mit wenigstens 2 Kohlenstoffatomen, in der Dampfphase, gegebenenfalls in Gegenwart eines Alkanols mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, und mit Hilfe eines Katalysators, in welchem eine Verbindung der ersten Hauptgruppe des Periodischen Systems auf einem festen Trägermaterial dispergiert ist, dadurch g e k e nnzeichnet , daß(a) der Katalysator eine spezifische Oberfläche von 350 - 1000 m2g"'1 hat;(b) die Reaktion bei Temperaturen zwischen 400 und 600°C durchgeführt wird; und(c) die Beschickung ein Molverhältnis von Wasser zu Formaldehyd im Bereich von 0,01:1 bis 10,0:1 hat.- 37 -4 0 9 8 0 7/11542. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Hauptgruppe 1 ein Kaliumhydroxyd ist und das feste Trägermaterial Silicagel ist.3. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formaldehyd mit einem gesättigten Alkylcarboxylat, R-CH2-COOR' wie im Anspruch beschrieben, kondensiert wird bei einer Beschickung in einem Molverhältnis von Alkylcarboxylat zu Formaldehydim Bereich von 0,1:1 bis 7,5:1.M. Ein Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsmischung ein niederes Alkanol in einem Molverhältnis von 0,1:1 bis 20:1 in der Beschickung enthält.5. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formaldehyd mit gesättigten Carbo η säuren, die wenigstens 2 Kohlenstoffatome haben, kondensiert wird, bei einem Molyerhältnis von Carbo η säure zu Formaldehyd im Bereich von 0,1:1 bis 7,5:1 in der Beschickung.- 38 -409807/11546. Ein Verfahren gemäß Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Reaktionsmischung ein niederes Alkanol enthält mit einem Molverhältnis von 0,1:1 bis 5:1 in der Beschickung.7. Ein Verfahren gemäß Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Carbonsäure eine Propionsäure ist bei der Herstellung von Methacrylsäure und daß sie Essigsäure ist bei der Herstellung von Acrylsäure .8. Ein Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Carbonsäure die Propionsäure und das Alkanol Methanol ist bei der Herstellung von Methylmethacrylat und daß die Carbonsäure Essigsäureund das Alkanol Methanol ist bei der Herstellung von Methylacrylat.409807/1154Lee rs e i t e
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US00277720A US3840587A (en) | 1972-08-03 | 1972-08-03 | Process for the condensation of formaldehyde with carboxylic acids |
US00277721A US3840588A (en) | 1972-08-03 | 1972-08-03 | Production of unsaturated esters |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2339243A1 true DE2339243A1 (de) | 1974-02-14 |
Family
ID=26958672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2339243A Ceased DE2339243A1 (de) | 1972-08-03 | 1973-08-02 | Verfahren zur herstellung von alpha, beta-aethylenisch ungesaettigten estern oder ungesaettigten carbonsaeuren |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5740130B2 (de) |
CA (1) | CA1010894A (de) |
DE (1) | DE2339243A1 (de) |
FR (1) | FR2194682B1 (de) |
GB (1) | GB1428277A (de) |
IT (1) | IT995135B (de) |
NL (1) | NL7310702A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0265964A2 (de) * | 1986-10-31 | 1988-05-04 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Verfahren zur Herstellung von alpha-beta ungesättigten aliphatischen Monocarbonsäuren oder ihren Estern |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4118588A (en) | 1976-04-10 | 1978-10-03 | Basf Aktiengesellschaft | Manufacture of methacrylic acid and methyl methacrylate |
DE3004467A1 (de) * | 1980-02-07 | 1981-08-13 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur herstellung von methylmethacrylat durch umsetzung von methylpropionat und methanol |
US4430252A (en) * | 1982-12-10 | 1984-02-07 | Exxon Research & Engineering Co. | Process for synthesizing a multicomponent acidic catalyst composition by an organic solution method |
CA1249576A (en) * | 1984-06-25 | 1989-01-31 | Gary P. Hagen | Coformed catalyst |
US20040006244A1 (en) * | 2002-05-22 | 2004-01-08 | Manzer Leo Ernest | Process for making ethyencially unsaturated acids and acids |
GB201209425D0 (en) | 2012-05-28 | 2012-07-11 | Lucite Int Uk Ltd | Process for production of methyl methacrylate |
GB201217541D0 (en) * | 2012-10-01 | 2012-11-14 | Lucite Int Uk Ltd | A process for production of a silica-supported alkali metal catalyst |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3051747A (en) * | 1958-03-27 | 1962-08-28 | Dow Chemical Co | Synthesis of acrylic acids |
US3014958A (en) * | 1960-01-15 | 1961-12-26 | Du Pont | Preparation of unsaturated esters |
GB1107234A (en) * | 1965-10-22 | 1968-03-27 | Air Reduction | Production of acrylate and methacrylate esters |
-
1973
- 1973-08-02 FR FR7328392A patent/FR2194682B1/fr not_active Expired
- 1973-08-02 CA CA178,031A patent/CA1010894A/en not_active Expired
- 1973-08-02 GB GB3670773A patent/GB1428277A/en not_active Expired
- 1973-08-02 IT IT27471/73A patent/IT995135B/it active
- 1973-08-02 DE DE2339243A patent/DE2339243A1/de not_active Ceased
- 1973-08-02 NL NL7310702A patent/NL7310702A/xx not_active Application Discontinuation
- 1973-08-03 JP JP48086865A patent/JPS5740130B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0265964A2 (de) * | 1986-10-31 | 1988-05-04 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Verfahren zur Herstellung von alpha-beta ungesättigten aliphatischen Monocarbonsäuren oder ihren Estern |
EP0265964A3 (de) * | 1986-10-31 | 1989-05-31 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Verfahren zur Herstellung von alpha-beta ungesättigten aliphatischen Monocarbonsäuren oder ihren Estern |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1010894A (en) | 1977-05-24 |
FR2194682A1 (de) | 1974-03-01 |
IT995135B (it) | 1975-11-10 |
GB1428277A (en) | 1976-03-17 |
NL7310702A (de) | 1974-02-05 |
FR2194682B1 (de) | 1979-03-16 |
JPS4955612A (de) | 1974-05-30 |
JPS5740130B2 (de) | 1982-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1888503B1 (de) | Verfahren zur herstellung von alkyl(meth)acrylaten | |
DE2600541C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Phenylbrenztraubensäure oder Arylbrenztraubensäuren | |
DE2413206A1 (de) | Verfahren zur herstellung von acrylsaeure und hierfuer geeignete katalysatormasse | |
DE2259072A1 (de) | Verfahren zur herstellung von arylessigsaeuren | |
EP1558556B1 (de) | Flexibles verfahren zur gemeinsamen herstellung von (i) ameisensäure,(ii) einer carbonsäure mit mindestens zwei kohlenstoffatomen und/oder deren derivaten und (iii) eines carbonsäureanhydrids | |
EP2162421B1 (de) | Verfahren zur herstellung von butandioldimethacrylaten | |
DE2339243A1 (de) | Verfahren zur herstellung von alpha, beta-aethylenisch ungesaettigten estern oder ungesaettigten carbonsaeuren | |
EP0005471B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von 3-Hydroxy-2,2,4-trimethylpentylisobutyrat | |
DE69111857T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von organischen Carbonsäureestern. | |
DD201775A5 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von oxalsaeurediestern | |
DE69719799T2 (de) | Carbonsäure, mit beschleunigter bildung von diestern | |
DE60120540T2 (de) | Methylierung durch Dimethylether eines alpha-Kohlenstoffatoms mit einer benachbarten Elektron abziehenden Gruppe | |
EP0079432B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Methacrylsäure aus Isobutyraldehyd | |
DE2432527A1 (de) | Verfahren zur herstellung von methacrylsaeureestern | |
EP0561213B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Hydroxypivalinsäureneopentylglykolester | |
DE1618591C3 (de) | Verfahren zur Herstellung ungesättigter Ester von Carbonsäuren | |
DE3437634A1 (de) | Verfahren zur herstellung von gegebenenfalls substituierter zimtsaeure in gegenwart eines katalysators | |
DE1768772C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Diacetylmalonsäurediestern | |
EP0421271B1 (de) | 3-substituierte 2-Hydroxy-3-formylpropionsäureester, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung zur Herstellung von 3-substituierten 3-Formyl-acrylsäurereestern | |
DE2054987A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von 2-Methylenpropandiol-( 1,3) | |
DE1931721C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Acryl- oder Methacrylsäure | |
EP0940384A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Cyclopropylalkylketonen | |
DE2057087C3 (de) | Verfahren zur Herstellung der Ester ungesättigter Alkohole | |
DE1593005C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Methylacrylat oder Methyl- bzw. Äthylmethacrylat | |
DE2439742C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Cyclopentenonderivaten |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
8131 | Rejection |