DE2404493A1 - Verfahren zur erzeugung von gammabutyrolacton - Google Patents
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Classifications
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Description
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren für die Erzeugung
von gamma-Butyrolacton aus Maleinsäure/Anhydrid und/oder Succinsäure/Anhydrid in der Dampfphase.
Gamma-Butyrolacton, welches beispielsweise als Farbstofflösungsmittel,
als Lösungsmittel zum Verspinnen von Synthesefasern und als Zwischenprodukt bei der Herstellung von Pyrrolidon und 1,4-Butandiol
brauchbar ist, kann auf verschiedenen Wegen hergestellt werden. Im Laboratorium kann beispielsweise Tetrahydrofuran
mit Rutheniumtetroxyd in Tetrachlorkohlenstoff bei 00C
oxydiert werden, und Succinsäureanhydrid kann mit Natriumamalgam
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reduziert werden. Wirtschaftlich attraktive Verfahren umfassen das überleiten von verdampftem Maleinsäure/Anhydrid oder Succinsäure/Anhydrid
zusammen mit Wasserstoff über einen Metallkatalysator, der in der Lage ist, eine Carboxylgruppe in eine Methylenoxydgruppe
zu hydrieren. Ein solches Verfahren ist in dem US-Patent 3 O65 243 beschrieben, in dem ein Ausgangsmaterial, wie
beispielsweise Maleinsäureanhydrid, Succinsäureanhydrid, Säuren oder Ester derselben, verdampft werden und dann die Dämpfe zusammen
mit Wasserstoff über einen reduzierten Kupfer-Chromitkatalysator
geleitet werden. Die verdampften Ausgangsverbindungen
können allein oder gemischt mit einem organischen Lösungsmittel, wie dem Lacton, oder einem niedrigen Alkohol, wie Methanol, dem
Katalysator zugeführt werden. Es ist weiterhin, beispielsweise aus dem britischen Patent 1 168 220, bekannt, dass die Ausgangsverbindungen
aus gereinigtem Maleinsäure/Anhydrid oder Succinsäure/Anhydrid
oder Mischungen derselben mit organischen Lösungsmitteln in verdampfter Form zusammen mit Wasserstoff verwendet
werden können, und zwar in einem ähnlichen Verfahren, bei dem ein reduzierter Kupfer-Zink-Katalysator verwendet wird. In der Praxis
ist es möglich, hohe Ausbeuten an gamma-Butyrolacton zu erhalten, jedoch werden die Katalysatoren häufig durch Teer- und Koksbildung
innerhalb einer relativ kurzen Zeit desaktiviert.
Es wurde nunmehr gefunden, dass gamma-Butyrolacton in Ausbeuten von über 90 % erhalten werden kann, indem Wasserdämpfe mit dem
Ausgangsmaterial aus Maleinsäure/Anhydrid oder Succinsäure/Anhydrid
oder Mischungen einiger der vorgenannten Verbindungen gemischt werden, und überleiten dieses wässrigen Dampfes mit Wasserstoff,
vorzugsweise im überschuss, über einen Metallkatalysator, der in der Lage ist, eine Carboxylgruppe in eine Oxymethylengruppe
zu hydrieren.
Es stellt dabei einen einmaligen Vorteil dar, dass für das erfindungsgemässe
Verfahren eine wässrige Lösung von roher Maleinsäure,, wie sie bei der Herstellung von Maleinsäureanhydrid durch
Oxydation von Benzol oder gemischten Cj,-Kohlenwasserstoffen über
einem Vanadium-Katalysator anfällt, verwendet werden kann. Jedoch
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abgesehen von diesem offensichtlichen wirtschaftlichen Vorteil besteht
ein völlig unerwarteter Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, dass das Wasser in dem Ausgangsmaterial offensichtlich eine
sehr wichtige Rolle spielt, um das heterogene System sauber zu halten. Dies zeigt sich in einer Unterdrückung der Koks- und
Teer-Bildung, die normalerweise auftritt, wenn nicht wässrige Ausgangsmaterialien
verwendet werden, und insbesondere, wenn Ausgangsmaterialien in verdampften organischen Lösungsmitteln Anwendung
finden. Demzufolge kann das erfindungsgemässe Verfahren
eine viel längere Zeit durchgeführt werden als die bekannten Verfahren, ehe es notwendig wird, den Reaktor abzuschalten, um
den Katalysator zu ersetzen oder zu regenerieren.
Es war in der Tat völlig unerwartet, festzustellen, dass Wasserdampf
in dem Ausgangsmaterial die beobachteten Vorteile liefert, weil: (1) Wasser ein Nebenprodukt der Hydrierungs- und/oder
Cyclisierungsreaktion(en) ist und au erwarten war, dass seine Anwesenheit
in dem Ausgangsmaterial eine nachteilige, die Ausbeute herabsetzende Wirkung auf das gewünschte gamma-Butyrolacton besitzen
würde, und (2) Metallkatalysatoren für die Hydrierung der Carbonsäurefunktionen (z.B. die Reduktion vonGlyzeriden zu Alkoholen)
als sehr empfindlich für die Anwesenheit von Feuchtigkeit bekannt sind und in der Regel erfordern, dass die Reaktionsumgebung
vollständig trocken gehalten wird oder bestenfalls einen Wassergehalt von nicht mehr als 1 Gew.-% aufweist. Im vorliegenden
Falle können jedoch Wassergehalte von bis zu und mehr als 70 Gew.-% toleriert werden, ohne dass eine Beeinträchtigung der
Katalysatorwirksamkeit eintritt.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für die Erzeugung
von gamma-Butyrolacton geschaffen, welches die Verdampfung von Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Succinsäure, Succinsäureanhydrid
oder einer Mischung derselben und Wasser umfasst und wobei die erhaltenen Dämpfe und Wasserstoff mit einem Metallkatalysator
in Kontakt gebracht werden, der in der Lage ist, eine Carboxylgruppe in eine Methylenoxygruppe zu hydrieren.
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Was den Metallkatalysator betrifft, so sind Metalle und Kombinationen
derselben, die in der Lage sind, eine Carboxylgruppe, z.B. eine Estergruppe, eine Carboxylgruppe, eine Dicarbonsäureanhydridgruppe
u.dgl., in eine Gruppe mit wenigstens einer Methylen-Oxyfunktion
zu hydrieren, dem Fachmann ohne weiteres bekannt. Lediglich zur Erläuterung sei erwähnt, dass solche Katalysatoren
Feststoffe umfassen können, die aus Metallen und Metalloxyden bestehen und die Nickel, Kobalt, Molybdän, Wolfram, Kupfer, Zink und
Chrom, die Oxyde und Sulfide derselben sowie metallisches Platin und Palladium und die Oxyde derselben umfassen. Sie schliessen
speziell Kupfer mit den Oxyden von Zink, Nickel, Chrom oder Mangan ein und es handelt sich beispielsweise um reduziertes
Kupfer-Ammoniumchromat, Kupfer-Chromoxyd (häufig.als Kupfer-Chromit
bezeichnet), Kupfer-Zink, Nickel, Zinkoxyd, Chromoxyd, Ni-SiO2, PdO, W, Ni-Sulfid, CoMo-Al2O3, PtO3 und dgl.
Die bevorzugten Katalysatoren umfassen Oxyde von Kupfer, Zink, Chrom, Mangan, Nickel oder eine Mischungaus einigen der vorstehend
genannten Stoffe. Besonders bevorzugte Katalysatoren sind reduzierte Kupfer-Chromitkatalysatoren oder Kupfer-Zink-Katalysatoren.
Der reduzierte Kupfer-Chromitkatalysator kann durch Reaktion von Kupfernitrat und Chromoxyd in Anwesenheit von Ammoniak, Abfiltrieren
im Vakuum, Waschen mit Wasser und Rösten hergestellt werden (s.Z.B. Adkins, US-Patent 2,091,800). Der Kupfer-Zinkkatalysator
kann durch Reaktion von Natriumcarbonat mit Kupfer-II-Nitrat und Zinknitrat, Waschen des Niederschlages mit Wasser,
fakultatives Mischen mit Asbest und Trocknen unter Ausbildung von Körnchen, hergestellt werden (s.Z.B. brit. Patent 1 I68 200).
Die Katalysatoren können in Form von Pellets oder Pelletteilchen verwendet werden oder sie können auf oder gemischt mit einem
Träger in bekannter Weise Anwendung finden. Die Katalysatoren sind im Handel von einer Reihe von Firmen erhältlich. So ist beispielsweise
ein geeigneter vorreduzierter Kupfer-Chromitkatalysator von der Girdler Company unter der Produkt-Bezeichnung G-I3 in
iO _32 cm)
Form von i/8"YPellets erhältlich, und ein Kupfer-Zmkkatalysator wird von der Girdler Company unter der Produkt-Bezeichnung G-66 ARS und G-66-BRS geliefert. Dieselben müssen vor der Verwendung mit Wasserstoff reduziert werden.
Form von i/8"YPellets erhältlich, und ein Kupfer-Zmkkatalysator wird von der Girdler Company unter der Produkt-Bezeichnung G-66 ARS und G-66-BRS geliefert. Dieselben müssen vor der Verwendung mit Wasserstoff reduziert werden.
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Bei der Durchführung der gamma-Butyrolacton-Herstellung kann'
Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Succinsäure, Succinsäureanhydrid
oder eine Mischung derselben mit Wasser verdampft werden und zusammen mit Wasserstoff durch ein beispielsweise auf
100 bis 4000C, vorzugsweise auf 1500C bis etwa 325°C erhitztes
werden
Katalysatorbett geleitet/. Um eine maximale Ausbeute an gamma-Butyrolacton zu erhalten, werden vorzugsweise wenigstens etwa 10 Mol Wasserstoff für jedes Mol Säure oder Anhydrid verwendet. Vorzugsweise wird sogar noch ein grösserer überschuss an Wasserstoff verwendet, z.B. bis zu einem Verhältnis von etwa 100 : oder dgl.; es ergibt sich jedoch kein wesentlicher Vorteil, wenn noch mehr verwendet wird.
Katalysatorbett geleitet/. Um eine maximale Ausbeute an gamma-Butyrolacton zu erhalten, werden vorzugsweise wenigstens etwa 10 Mol Wasserstoff für jedes Mol Säure oder Anhydrid verwendet. Vorzugsweise wird sogar noch ein grösserer überschuss an Wasserstoff verwendet, z.B. bis zu einem Verhältnis von etwa 100 : oder dgl.; es ergibt sich jedoch kein wesentlicher Vorteil, wenn noch mehr verwendet wird.
Das Verhältnis von Säure/Anhydrid zu Wasser in dem Ausgangsmaterial
kann innerhalb weiter Grenzen variieren. So kann das Gewichtsverhältnis beispielsweise im Bereich von 1,0 bis 99,0 Teile
Säure/Anhydrid auf 99,0 bis 1,0 Teile Wasser betragen. Vorzugsweise liegt das Verhältnis bei 10 bis 60 Teilen Säure/Anhydrid
auf 90 bis 40 Teile Wasser, und besonders bevorzugt wird ein Verhältnis
von etwa 30 bis 40 Teile Säure/Anhydrid auf 70 bis 60
Teile Wasser. Bevorzugte Anteile des letzteren werden in bequemer Weise durch Verdampfen einer geeigneten wässrigen Lösung erhalten.
Andererseits können die Säure bzw. das Anhydrid und das Wasser auch separat verdampft werden und vor dem Inkontaktbringen mit
dem Katalysator gemischt werden.
Die Reaktion kann bei Unteratmosphärendruck, Atmosphärendruck und Überatmosphärendruck durchgeführt werden, wobei es jedoch bequem
ist, bei Atmosphärendruck oder bei einem Druck von 1 bis etwa 15 Atmosphären zu arbeiten.
Wenn die Reaktion in der Weise ausgeführt wird, dass die verdampfte
Mischung durch ein den Katalysator enthaltendes Reaktionsgefäss geleitet wird, dann werden die aus dem Reaktor austretenden
Dämpfe kondensiert und das Produkt nach herkömmlichen Verfahren, wie Kristallisation, Destillation usw. abgetrennt.
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Die nachfolgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens. Sie sollen die Erfindung jedoch in
keiner Weise begrenzen. Falls nicht ausdrücklich anders angegeben, beziehen sich alle Teile auf das Gewicht.
Das Reaktionssystem bestand aus einem rohrförmigen Reaktionsgefäss
von der Art, wie es in jedem Beispiel beschrieben ist. Die Katalysatorbeschickung ist ebenfalls in jedem Beispiel beschrieben.
Das Reaktionsrohr wurde durch Eintauchen in ein heisses Ölbad erhitzt. Eine Temperaturmeßstelle (thermowell) in dem Reaktor
gestattete das Messen der Katalysatorbettemperatur. In dem System war vor dem Reaktor ein rohrförmiger Verdampfer für das Ausgangsmaterial
vorgesehen. Der Verdampfer wurde mithilfe eines äusseren Ölbades auf einer Temperatur von 270 bis 275°C gehalten. Vor dem
Verdampfer war ein Reservoir für das Ausgangsmaterial vorgesehen, wenn es flüssig war. Die Durchflussgeschwindigkeit des Wasserstoffes
wurde am Ausgang des Reaktors gemessen und die Durchflussgeschwindigkeit des Ausgangsmaterials wurde volumetrisch anhand der
in dem Reservoir vorhandenen Flüssigkeit bestimmt. Die aus dem Reaktor austretenden Dämpfe wurden einem wassergekühlten Kondensator
zugeführt und aufgefangen und die flüssigen Produkte wurden gesammelt und auf gamma-Butyrolacton, nicht-umgesetzte Ausgangsmaterialien
und Nebenprodukte mithilfe der Gasphasenchromatographie analysiert.
Ein Ausgangsmaterial aus 30 Gew.-% Maleinsäure und 70 Gew.-%
Wasser wurde in das Reservoir gegeben. Ein reduzierter Kupierte j_2 mm)
Chromitkatalysator (114 g), bestehend aus l/8"vTellets (Girdler
G-13) wurde in einem aus einem Glasrohr bestehenden Reaktionsgefäss
von 20 cm (8 Zoll) Länge und 2,5 cm (1 Zoll) lichter Weite angeordnet und auf eine Temperatur von 285 bis 29O°C erhitzt.
Das Ausgangsmaterial wurde mit einer Fliessgeschwindigkeit der
Flüssigkeit von 4 ml pro Stunde in den Verdampfer gegeben und die verdampfte Mischung wurde mit Wasserstoff gemischt und dem
Reaktor zugeführt. Die Fliessgeschwindigkeit des Wasserstoffes
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wurde am Ausgang gemessen und betrug 500 ecm pro Minute. Die aus
dem Reaktor austretenden Gase wurden abgekühlt und es wurde ein flüssiges Kondensat aufgefangen. Die Ausbeute an gamma-Butyro-'
lacton betrug in der flüssigen Phase 90 % der Theorie und die
Menge an Succinsäureanhydrid (Bernsteinsäureanhydrid) entsprach 5 % der Theorie und der Rest, d.h. 5 %, waren Propionsäure, Buttersäure,
Propanol und n-Butanol.
Für Vergleichszwecke wurde das Verfahren wiederholt, wobei dem Reaktor die Dämpfe von Maleinsäureanhydrid und Wasserstoff, jedoch
kein Wasser, zugeführt wurden.
Während das mit Wasserdampf arbeitende Verfahren länger als 750 Stunden durchgeführt werden konnte, ohne dass Teer und Koks in
dem Reaktor abgeschieden wurden, so ergab sich bei der Durchführung des Verfahrens ohne Wasser bereits nach einer viel geringeren
Zeit eine Koksabscheidung und eine Teerbildung. Das erfindungsgemasse
Verfahren verläuft somit ohne wesentliche Desaktivierung des Katalysators.
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde mit den folgenden abweichenden
Bedingungen und Ergebnissen wiederholt:
Reaktor: Länge 279,4 cm (HO"),
lichte Weite 2,54 cm (1") Kupferrohr
Katalysator: 176O g Kupferchromitkörner (Girdler G-I3)
mit den Abmessungen: 4,7 x 3S2 mm
(3/16 χ 1/8")
Ausgangsmaterial: 30 Gew.-% Maleinsäure, 70 Gew.-% Wasser
Zuführungsgeschwindigkeit: 30 ml/Std.
H2~Durchfluss: 6OO ccm/Min., gemessen an der Austritts-Öffnung
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Katalysatorbettemperatur: 285 - 29O°C
Ausbeute : 85 - 90 % gamma-Butyrolacton
5-10/6 Succinsäureanhydrid
5 ■% Propionsäure, Buttersäure, Propanol und n-Butanol
Betriebszeit: 750 Stunden
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde mit den folgenden abweichenden
Bedingungen und Resultaten wiederholt:
Reaktor: Glasrohr von 20 cm (8") Länge und einem Innendurchmesser von 2,5 cm (1")
Katalysator: 106 g Kupferchromitpellets (Girdler G-13)
mit den Abmessungen 4,7 x 3,2 mm (3/16" χ 1/8")
Ausgangsmaterial: 50 - 50 Gew.-% Maleinsäureanhydrid/gamma-Butyrolacton
Zuführungsgeschwindigkeit: 10 ml/Std.
H -Durchfluss: 500 ccm/Min., gemessen an der Austrittsöffnung
Katalysatorbettemperatur: 28O0C
Ausbeute: 90 % gamma-Butyrolacton
3 % Succinsäure/Anhydrid
5~7 % Propionsäure, Buttersäure, Propanol und
n-Butanol
Betriebszeit: 100 Stunden
Während des Betriebes wurde eine ganz wesentliche Teerabscheidung auf der Katalysatoroberfläche und im Verdampfer beobachtet.
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Das Verfahren nach Beispiel 2 wurde wiederholt mit der Ausnahme,
dass die Katalysatorbettemperatur auf 315°C gesteigert wurde.
Ausbeute: 90 - 95 % gamma-Butyrolacton
5 % Succinsäure/Anhydrid
< 3 % Propionsäure, Buttersäure, Propanol und n-Butanol
Betriebszeit: 24 Stunden
Es wurde keine Teerabscheidung beobachtet.
Es wurde keine Teerabscheidung beobachtet.
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass die Zuführungsgeschwindigkeit von 4 ml/Std. auf 11 ml/Std.
gesteigert wurde.
Ausbeute: 70 % gamma-Butyrolacton
25 % Succinsäure/Anhydrid
5 % Propionsäure, Buttersäure, Propanol und n-Butanol
Betriebszeit: 6 Stunden
Es wurde keine wesentliche Teerabscheidung beobachtet.
Es wurde keine wesentliche Teerabscheidung beobachtet.
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass das zugeführte Ausgangsmaterial aus 7 Gew.-% Succinsäure
und 93 Gew.-/? Wasser bestand.
Ausbeute: > 95 % gamma-Butyrolacton
< 5 % Propionsäure, Buttersäure, Propanol und
n-Butanol.
Betriebszeit: 3 Stunden
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- ίο -
Es wurde keine Teerabscheidung beobachtet.
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde mit den folgenden Bedingungen und Ergebnissen wiederholt:
Reaktor: Glasrohr von 20 cm (8") Länge und einem Innendurchmesser von 2,54 cm (1")
Katalysator: 82 g Kupfer-Zink-Aluminiumoxydpellets
(Girdler, G-66 ARS, vor der Verwendung mit Wasserstoff vorreduziert) und mit den Abmessungen
4,7 x 3,2 mm (3/16" χ 1/8").
Aus gangs mate rial: 30 Gew.-55 Maleinsäure,
70 Gew.-% Wasser
Zuführungsgeschwindigkeit: 4 ml/Std.
^-Durchfluss: 500 ccm/Min., gemessen an der Austrittsöffnung
Katalysatorbettemperatur: 29O0C
Ausbeute: 90 % gamma-Butyrolacton
5-10 % Succinsäure/Anhydrid
<- 2 % Propionsäure, Buttersäure, Propanol und
n-Butanol
Betriebszeit: 30 Stunden Es wurde keine Teerabscheidung beobachtet.
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde mit den folgenden Bedingungen und Ergebnissen wiederholt:
Reaktor: Röhre aus rostfreiem Stahl von 6l cm Länge und 5 cm Innendurchmesser (24" χ 2")
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Katalysator: 625 g Kupfer-Zink-Pellets (Girdler, G-66-BRS,
vor der Verwendung mit Wasserstoff vorreduziert) mit den Abmessungen Ί,7 χ 3,2 mm (3/l6" x
1/8")
Ausgangsmaterial: 30 Gew.-% Maleinsäure
70 Gew.-% Wasser
Zuführungsgeschwindigkeit: 30 ml/Std.
Hp-Durchfluss: 500 ccm/Min., gemessen an der Austrittsöffnung
Katalysatortemperatur: 280 C
Ausbeute: 85 - 90 % gamma-Butyrolacton
5 - 10 % Succinsäure/Anhydrid
5 % Propionsäure, Buttersäure, Propanol und n-Butanol
Betriebszeit: 6 Stunden
Es wurde keine Teerabscheidung beobachtet.
Es wurde keine Teerabscheidung beobachtet.
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde mit den folgenden Bedingungen und Ergebnissen wiederholt:
Reaktor: Glasrohr von 20 cm (8") Länge und einem Innendurchmesser von 2,5 cm (1")
Katalysator: IO6 g Kupfer-Zink-Chrom-Pellets (Girdler,
T-359) mit den Abmessungen 4,7 mm χ 3*2 mm
(3/I6" χ 1/8")
Ausgangsmaterial: 30 Gew.-% Maleinsäure
70 Gew.-% Wasser
Zuführungsgeschwindigkeit: 4 ml/Std.
H2~Durchfluss: 500 ccm/Min., gemessen an der Austrittsöffnung
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Katalysatorbettemperatur: 270 C Ausbeute: 90 % gamma-Butyrolacton
5-10 % Succinsäure/Anhydrid
*£ 2 % Propionsäure, Buttersäure, Propanol und
n-Butanol
Betriebszeit: 1 Stunde
Es wurde keine Teerabscheidung beobachtet.
Es wurde keine Teerabscheidung beobachtet.
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde mit den folgenden Bedingungen und Ergebnissen wiederholt:
Reaktor: Kupferrohr von 280 cm Länge und 2,5 cm Innendurchmesser
(HO" χ 1")
Ausgangsmaterial: 30 Gew.-% Maleinsäure
70 Gew.-% Wasser
Zuführungsgeschwindigkeit: 30 ml/Std.
Hp-Durchfluss: I5OO ccm/Min., gemessen an der Austrittsöffnung;
2 Atm. Wasserstoff-Überdruck
Katalysatorbettemperatur: 290 - 3'000C
Ausbeute: >90 % gamma-Butyrolacton
< 5 % Propionsäure, Buttersäure, Propanol und n-Butanol
Betriebszeit: 100 Stunden Es wurde keine Teerabscheidung beobachtet.
Das Verfahren nach Beispiel 9 wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass die Zuführungsgeschwindigkeit auf 60 ml/Std. gesteigert
wurde.
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- 13 - 2404A93
Ausbeute: 90 - 95 % gamma-Butyrolacton
3 - 5 % Succinsäureanhydrid
<C 1 % Propionsäure, Buttersäure, Propanol,
n-Butanol
Betriebszeit: 24 Stunden
Es wurde keine Teerabscheidung beobachtet.
Es wurde keine Teerabscheidung beobachtet.
Das Verfahren nach Beispiel 9 wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass die Zuführungsgeschwindigkeit auf 100 ml/Std. und der Hg-Durchfluss
auf 2000 ccm/Min., gemessen an der Austrittsöffnung,
gesteigert wurde und ein Wasserstoffüberdruck von 3 Atm. verwendet
wurde.
Ausbeute: 90 - 95 % gamma-Butyrolacton
3 - 5 % Succinsäureanhydrid
< 1 % Propionsäure, Buttersäure, Propanol und n-Butanol
Betriebszeit: 6 Stunden
Es wurde keine Teerabscheidung beobachtet.
Es wurde keine Teerabscheidung beobachtet.
Die typischen chemischen und physikalischen Eigenschaften der in den vorstehenden Beispielen verwendeten Katalysatoren waren
wie folgt:
Chemische Zusammensetzung:
Schüttgewicht in g/cm (lbs./cu.ft.)
Bruchfestigkeit in kg (lbs.)
| 1-5&9-11 | 6 | 7 | 5 52 13 |
8 |
| 45 % Cu 55 % Cr |
10^0JfAl | 1 | ,758Cu | |
| 1,2015 (75) |
1,2015 (75) |
1,2816 (80) |
,4418 (90) |
|
| - | 3,628 (8) |
3,628 (8) |
- | |
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Obgleich vorstehend gewisse spezielle Ausführungsformen der Erfindung
offenbart worden sind, so sind doch noch zahlreiche Abänderungen möglich, die alle in den Bereich der vorliegenden Erfindung
fallen sollen. Demzufolge wird die Erfindung durch die
beigefügten Ansprüche im einzelnen definiert.
beigefügten Ansprüche im einzelnen definiert.
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Claims (14)
1. Verfahren zur Erzeugung von gamma-Butyrolacton, dadurch gekennzeichnet , dass Maleinsäure,
Maleinsäureanhydrid, Succinsäure, Succinsäureanhydrid oder eine Mischung derselben mit Wasser verdampft wird und
die erhaltenen Dämpfe und Wasserstoff mit einem metallischen Katalysator in Kontakt gebracht werden, der in der Lage ist,
eine Carboxylgruppe zu einer Methylenoxygruppe zu hydrieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Metallkatalysator ein Oxyd des
Kupfers, Zinks, Chroms, Mangans, Nickels oder eine Mischung aus einem der vorgenannten Stoffe enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Katalysator vor dem Inkontaktbringen
mit den Dämpfen und dem Wasserstoff mittels Wasserstoff vorreduziert worden ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass der Katalysator ein Kupfer-Chromitkatalysator
oder ein Kupfer-Zinkkatalysator ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Dämpfe Maleinsäure und Wasser
umfassen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Maleinsäure etwa 10 bis etwa 60 Gew.-# der Dämpfe ausmacht.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass die Maleinsäure etwa 30 bis etwa
40 Gew.-% der Dämpfe ausmacht.
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8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Molverhältnis von Wasserstoff
zu Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Succinsäure, Succinsäureanhydrid
oder Mischungen derselben grosser als etwa 10 :1 ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Katalysator in einem Pestbett
angeordnet ist und auf einer Temperatur von etwa 100 C bis 4000C gehalten wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatortemperatur auf
etwa 1500C bis etwa 325°C gehalten wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Druck 1 bis 15 Atmosphären beträgt.
12. Verfahren zur Erzeugung von gamma-Butyrolacton,
dadurch gekennzeichnet , dass eine Lösung aus etwa 10 bis etwa 50 Gew.-% Maleinsäure in Wasser
verdampft wird und die erhaltenen Dämpfe und Wasserstoff bei einem Druck von 1 bis 5 Atmosphären und einer Temperatur
zwischen etwa 150 C und 325 C in Anwesenheit eines reduzierten
Kupfer-Chromit- oder eines reduzierten Kupfer-Zink-Katalysators in Kontakt gebracht werden und die erhaltenen Produktdämpfe
kondensiert und das gamma-Butyrolacton daraus gewonnen wird.
13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet
, dass das Molverhältnis von Wasserstoff zu Maleinsäure grosser als etwa 10 : 1 ist.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , dass der Katalysator ein reduzierter
Kupfer-Chromit-Katalysator ist, der vor der Reduktion ein Gewichtεverhältnis CuO : Cr2O, von etwa 10 :1 bis 1 :1 aufweist.
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| US5536849A (en) * | 1993-08-10 | 1996-07-16 | Akzo Nobel N.V. | Process for producing gamma-butyrolactone |
| WO1997024346A1 (de) * | 1995-12-27 | 1997-07-10 | Akzo Nobel N.V. | Verfahren zur herstellung von gamma-butyrolacton sowie dessen verwendung |
| US6008375A (en) * | 1995-12-27 | 1999-12-28 | Akzo Nobel Nv | Process for manufacturing 2-pyrrolidone or N-alkylpyrrolidones |
| US6075153A (en) * | 1995-12-27 | 2000-06-13 | Akzo Nobel Nv | Process for the preparation of Gamma-Butyrolactone and the use thereof |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS49110660A (de) | 1974-10-22 |
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| US4001282A (en) | 1977-01-04 |
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