DE2723611A1 - Ethanol prepn. from ethylene oxide and acetaldehyde mixt. - by liq. phase hydrogenation over metal catalyst on inactive support - Google Patents
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Abstract
Description
Verfahren zur Gewinnung von Äthyl alkoholProcess for the production of ethyl alcohol
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Äthanol durch katalytische Hydrierung von Äthylenoxid/Acetaldehydgemischen, die bei der großtechnischen Herstellung von Äthylenoxid durch Direktoxidation von Xthylen mit Luft oder Sauerstoff an Silberkatalysatoren als Abfallströme anfallen.The present invention relates to a method for producing Ethanol by catalytic hydrogenation of ethylene oxide / acetaldehyde mixtures, the in the large-scale production of ethylene oxide by direct oxidation of ethylene incurred as waste streams with air or oxygen on silver catalysts.
Das nach dem üblichen Verfahren hergestellte Äthylenoxid enthält als Verunreinigung den isomeren Acetaldehyd. Die Anwesenheit von Acetaldehyd ist für viele Verwendungszwecke des Äthylenoxides unerwünscht, da die Qualität der Xthylenoxidfolgeprodukte selbst durch geringe Mengen an Acetaldehyd stark beeinträchtigt wird. Bei der destillativen Reinigung von Xthylenoxid ist somit eine Abtrennung des isaneren Acetaldehyds notwendig. Bei den in der Technik gebräuchlichen Verfahren gelingt es nicht, den Acetaldehyd in reiner und konzentrierter Form abzuscheiden (vergl. DOS 1 618 496 und US-Patent 3 265 593).The ethylene oxide produced by the usual method contains as Contamination of the isomeric acetaldehyde. The presence of acetaldehyde is for many uses of ethylene oxide are undesirable because of the quality of the ethylene oxide by-products is severely impaired even by small amounts of acetaldehyde. In the case of the distillative Purification of ethylene oxide therefore requires separation of the isanic acetaldehyde. In the case of the methods commonly used in technology, it is not possible to use the acetaldehyde to be deposited in pure and concentrated form (cf. DOS 1,618,496 and US Pat 3,265,593).
Bei der Destillation des Äthylenoxids wird daher der Acetaldehyd als Mischung mit Äthylenoxid aus der Destillationskolonne abgezogen. Diese Mischungen, die an einem geeigneten Destillationskolonnenplateau- bzw. auch als Sumpffraktion -abgezogen werden können, enthalten ca. 10-20 Teile Acetaldehyd und 90-80 Teile Äthylenoxid. Es hat bisher an einer wirtschaftlichen Nutzung dieses Abfallstromes gefehlt (Hydrocarbon Processing 55 (1976, S. 69-80). In der Regel wird der aus Acetaldehyd und Äthylenoxid bestehende Kolonnenseitenstrom -bzw. auch Sumpffraktion - durch Verbrennung vernichtet. Neben der potentiellen Gefahr, die mit der Verbrennung von Äthylenoxid verbunden ist, wird die Ökonomie der Äthylenoxidherstellungsverfahren durch diese Praktik nicht unerheblich belastet.When the ethylene oxide is distilled, the acetaldehyde is therefore used as Mixture with ethylene oxide withdrawn from the distillation column. These mixtures, those on a suitable distillation column plateau or also as a bottom fraction - Can be deducted, contain about 10-20 parts of acetaldehyde and 90-80 parts Ethylene oxide. So far there has been an economic use of this waste stream missing (Hydrocarbon Processing 55 (1976, pp. 69-80). As a rule, the acetaldehyde and ethylene oxide existing column side stream -bzw. also swamp fraction - through Incineration destroyed. In addition to the potential danger associated with burning Ethylene oxide becomes the economics of the ethylene oxide manufacturing process burdened by this practice not insignificantly.
Für eine wirtschaftliche Nutzung dieses aus Äthylenoxid und Acetaldehyd bestehenden Abfallstromes bietet sich die Hydrierung zu Äthanol an. Eine Hydrierung ist besonders dann sinnvoll, wenn das Hydrierprodukt in einer bestehenden Äthanol anlage zur Weiteraufarbeitung eingesetzt werden kann.For an economical use of this from ethylene oxide and acetaldehyde the existing waste stream can be hydrogenated to ethanol. A hydrogenation is particularly useful when the hydrogenation product is in an existing ethanol system can be used for further processing.
Es ist nun bekannt, Acetaldehyd in der Gasphase an Nickel-, Kupfer ode r K oder Kupferchromit-Trägerkatalysatoren zu Äthyl alkohol zu hydrieren (Ullmanns Encyklopädie der techn. Chemie, Verlag Chemie, Weinheim/Bergstr., 1973, Bd. 7, S. 207).It is now known to convert acetaldehyde in the gas phase to nickel, copper or K or copper chromite supported catalysts to hydrogenate ethyl alcohol (Ullmanns Encyclopedia of techn. Chemie, Verlag Chemie, Weinheim / Bergstr., 1973, Vol. 7, pp. 207).
Bekannt ist auch die Hydrierung bestimmter Alkylenoxide mit Hilfe von Platin-, Palladium- oder Nickelkatalysatoren. So kann z.B. B-Phenyläthylalkohol aus Styroloxid gewonnen werden (DRP. 573 535, 1927, IG. Farb.).The hydrogenation of certain alkylene oxides with the aid is also known of platinum, palladium or nickel catalysts. For example, B-phenylethyl alcohol can be obtained from styrene oxide (DRP. 573 535, 1927, IG. Farb.).
Über die katalytische Hydrierung von Äthylenoxid, der Stammverbindung aller £-Olefinoxide, ist jedoch in der Literatur sehr wenig bekannt.About the catalytic hydrogenation of ethylene oxide, the parent compound of all ε-olefin oxides, however, very little is known in the literature.
Sabatier und Durand (chem. Zentralblatt 1926 I, S. 3229; C. r. d. L'Acad.des sciences 182, 826) versuchten, Äthylenoxid über feinverteiltem Nickel bei Atmosphärendruck in Gegenwart von überschüssigem Wasserstoff zu Äthanol zu hydrieren. Sie erhielten jedoch überwiegend Acetaldehyd (66 %), Crotonaldehyd (19 %) und höhere Kondensationsprodukte des Acetaldehydes.Sabatier and Durand (chem. Zentralblatt 1926 I, p. 3229; C. r. D. L'Acad. Des sciences 182, 826) tried to use ethylene oxide over finely divided nickel to hydrogenate to ethanol at atmospheric pressure in the presence of excess hydrogen. However, they received predominantly acetaldehyde (66%), crotonaldehyde (19%) and higher Condensation products of acetaldehyde.
Die gemeinsame Hydrierung eines Gemisches, bestehend aus Äthylenoxid und Acetaldehyd, wurde bisher überhaupt noch nicht untersucht und durchgeführt.The joint hydrogenation of a mixture consisting of ethylene oxide and acetaldehyde, has not yet been studied or carried out at all.
Es war auch nicht zu erwarten, daß sich die Hydrierung eines solchen Gemisches - aufgrund der bekannten Eigenschaften von Xthylenoxid - mit technisch befriedigendem Resultat durchführen läßt.Nor was it to be expected that the hydrogenation of such Mixture - due to the known properties of ethylene oxide - with technical a satisfactory result.
Darüber hinaus war zu erwarten, daß Äthylenoxid und Acetaldehyd unter den für die Hydrierung notwendigen Reaktionsbedingungen, nämlich erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck, miteinander zu dem bekannten 2-Methyl-1,3-dioxolan reagieren würden (J. Am.Chem.Soc. 55, 3741, 1933).In addition, it was expected that ethylene oxide and acetaldehyde would be below the reaction conditions necessary for the hydrogenation, namely elevated temperature and increased pressure, react with one another to form the known 2-methyl-1,3-dioxolane would (J. Am. Chem. Soc. 55, 3741, 1933).
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man Äthylenoxid/ Acetaldehydgemische, wie sie bei der Reinigung von Äthylenoxid anfallen, mit hervorragenden Ausbeuten zu Äthylalkohol hydrieren kann, wenn bestimmte Bedingungen eingehalten und bestinunte Hydrierkatalysatoren angewandt werden.It has now been found, surprisingly, that ethylene oxide / acetaldehyde mixtures, as they occur in the purification of ethylene oxide, with excellent yields Can hydrogenate to ethyl alcohol if certain conditions are met and determined Hydrogenation catalysts are used.
Es wurde so ein Verfahren zur Herstellung von Äthanol durch katalytische Hydrierung eines Äthylenoxid-Acetaldehydgemisches gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Acetaldehyd/Äthylenoxid-Gemisch mit einem Verhältnis von Acetaldehyd zu Äthylenoxid wie 1:5 bis 10 in Form einer wäßrigen oder äthanclischen Lösung, die 10 bis 15 Vol.-% Äthylenoxid und 2-5 Vol.-% Acetaldehyd enthält, bei einer Temperatur von 110 bis 1600C und einem Druck von 20 bis 60 bar in Gegenwart eines Metall-Trägerkatalysators auf Basis von nicht-hoch-oberflächenaktiven Trägern hydriert.It became such a process for the production of ethanol by catalytic Hydrogenation of an ethylene oxide-acetaldehyde mixture found, which is characterized is that you have an acetaldehyde / ethylene oxide mixture with a ratio of acetaldehyde to ethylene oxide such as 1: 5 to 10 in the form of an aqueous or ethereal solution, containing 10 to 15% by volume of ethylene oxide and 2-5% by volume of acetaldehyde, at one temperature from 110 to 1600C and a pressure of 20 to 60 bar in the presence of a supported metal catalyst hydrogenated on the basis of non-highly surface-active carriers.
Es muß als ausgesprochen überraschend bezeichnet werden, daß in die erfindungsgemäße Hydrierung das Acetaldehyd/Äthylenoxid-Gemisch als wäßrige oder äthanolische Lösung eingesetzt werden kann ; denn es ist bekannt, daß Äthylenoxid mit Wasser außerordentlich leicht zu Äthylenglykol, und mit Äthylalkohol zu Hydroxyäthern, reagiert und somit angenommen werden mußte, daß sich die Ausbeute an Äthylalkohol unbefriedigend gestalten würde.It must be described as extremely surprising that in the hydrogenation according to the invention the acetaldehyde / ethylene oxide mixture as aqueous or Ethanol solution can be used; because it is known that ethylene oxide with water extremely easily to ethylene glycol, and with ethyl alcohol to hydroxy ethers, reacted and therefore had to be assumed that the yield of ethyl alcohol would make it unsatisfactory.
Das molare Verhältnis von Wasserstoff zu Hydriergut (Summe der zu hydrierenden Verbindungen) wird im allgemeinen so eingestellt, daß der Quotient dieses Verhältnisses 2 bis 4 beträgt. Die Hydrierung wird bevorzugt unter den Bedingungen der Rieselphase durchgeführt, d.h. die flüssige Phase wird im Gleichstrom mit Wasserstoff über die fest angeordnete Katalysatorschüttung geführt.The molar ratio of hydrogen to hydrogenation material (sum of the to hydrogenating compounds) is generally adjusted so that the quotient this ratio is 2 to 4. Hydrogenation is preferred under the conditions the trickle phase, i.e. the liquid phase is carried out in cocurrent with hydrogen guided over the fixed catalyst bed.
Die Verweilzeit (Reaktionsvolumen/Vol.-Hydrierlösung pro Stunde) beträgt im allgemeinen ca. 0,6 bis 0,9 h. Die Katalysatorbelastung soll von 1,3 bis 1,8 L/h (m3 Hydrierlösung/m3 Kontakt x Stunde) betragen.The residence time (reaction volume / volume hydrogenation solution per hour) is generally about 0.6 to 0.9 hours. The space velocity over the catalyst should be from 1.3 to 1.8 L / h (m3 hydrogenation solution / m3 contact x hour).
Die Flüssigkeitsbelastung des Reaktors liegt im allgemeinen mindestens zwischen 1,0 bis 2,0 m³ Hydrierlösung/m² x Stunde.The liquid loading of the reactor is generally at least between 1.0 and 2.0 m³ hydrogenation solution / m² x hour.
Als Katalysator wird ein Träger-Katalysator verwendet, der als aktive Hydrierkomponente z.B. Nickel enthält. Bei dem Träger handelt es sich um ein inaktives, oberflächenarmes Aluminiumoxid. Als besonders geeignet erwies sich ein Katalysatorträger aus inertem -Al203 mit einer spezifischen Oberfläche von ca. 1 m2/g der Firma Norton, USA. Dieser Träger, z.B. unter der Produktbezeichnung SA 5205 der Firma Norton im Handel befindliche Träger zeichnet sich durch eine sehr geringe inaktive Oberfläche (0,005 - 0,05 m2/g) aus. Weiterhin handelt es sich hier um einen großporigen Träger (Porendurchmesser ca. 100 Mikron), der einen optimalen Stoffaustausch gewährleistet.A supported catalyst is used as the catalyst, which is used as the active Hydrogenation component contains e.g. nickel. The carrier is an inactive, low surface area aluminum oxide. A catalyst support has proven to be particularly suitable made of inert -Al203 with a specific surface area of approx. 1 m2 / g from Norton, UNITED STATES. This carrier, e.g. under the product name SA 5205 from Norton im Commercially available carriers are characterized by a very low inactive surface (0.005-0.05 m2 / g). Furthermore, this is a large-pored carrier (Pore diameter approx. 100 microns), which ensures optimal mass transfer.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Katalysators kann nach an sich bekannten Methoden erfolgen, beispielsweise durch Tränkung des Trägers mit einer Metallsalzlösung, z.B.The preparation of the catalyst according to the invention can according to per se known methods take place, for example by impregnating the carrier with a Metal salt solution, e.g.
Nickelformiat-Lösung, nachfolgende Trocknung und Zersetzung zum Metall, wobei eine Wasserstoff-Vorbehandlung zur Aktivierung angeschlossen werden kann.Nickel formate solution, subsequent drying and decomposition to metal, whereby a hydrogen pretreatment can be connected for activation.
Wie die folgenden Beispiele zeigen, wird bei Einhaltung der beschriebenen Bedingungen aus Xthylenoxid/Acetaldehydgemischen Äthylalkohol in hervorragender Ausbeute und mit hervorragender Reinheit erhalten.As the following examples show, compliance with the described Conditions from ethylene oxide / acetaldehyde mixtures ethyl alcohol in excellent Yield and obtained with excellent purity.
Beispiel 1 a. Katalysatorherstellung Zur Herstellung des Katalysators wird ein inaktiver, oberflächenarmer Träger auf Basis Aluminiumoxid mit einer Nickelformiatlösung bei 800C mehrfach getränkt. Das Trocknen des getränkten Katalysators erfolgt bei 1500C im Luftstrom so lange, bis im Abgas kein Wasserdampf mehr nachgewiesen wird. Der so behandelte Träger wird anschließend zur Zersetzung des Nickelformiates im Stickstoffstrom 8 Stunden auf 2300C erhitzt. Zur Aktivierung kann der so vorbehandelte Träger im Wasserstoffstrom 4 Stunden auf 220°C erhitzt werden.Example 1 a. Catalyst production For the production of the catalyst becomes an inactive, surface-poor carrier based on aluminum oxide with a nickel formate solution soaked several times at 800C. The impregnated catalyst is dried at 1500C in the air flow until no more water vapor is detected in the exhaust gas. The carrier treated in this way is then used to decompose the nickel formate A stream of nitrogen heated to 2300 ° C. for 8 hours. The pretreated The carrier is heated to 220 ° C. for 4 hours in a stream of hydrogen.
b. Hydrierung Die Hydrierung des Äthylenoxid-Acetaldehydgemisches wurde in wäßriger Lösung bei einem Wasserstoffpartialdruck von 20 bar durchgeführt. Der Quotient für das molare Verhältnis von Wasserstoff zu Xthylenoxid-Acetaldehyd lag zwischen 2 und 3. Als Katalysator wurde der beschriebene Metall-Trägerkatalysator eingesetzt. Die Hydrierung wurde in einem Festbettreaktor mit 1 .000 ml Inhalt (lichte Weite 3,6 cm, Länge 100 cm) in Rieselfahrweise durchgeführt.b. Hydrogenation The hydrogenation of the ethylene oxide-acetaldehyde mixture was carried out in aqueous solution at a hydrogen partial pressure of 20 bar. The quotient for the molar ratio of hydrogen to ethylene oxide-acetaldehyde was between 2 and 3. The supported metal catalyst described was used as the catalyst used. The hydrogenation was carried out in a fixed bed reactor with a capacity of 1,000 ml Width 3.6 cm, length 100 cm) carried out in trickle mode.
Die wäßrige Äthylenoxid-Acetaldehydlösung wurde im Gleichstrom mit dem Wasserstoff von oben über das Festbett geführt. Über einen Vorwärmer konnte die jeweils benötigte Reaktionstemperatur eingestellt werden. Der Festbettreaktor wurde adiabatisch betrieben. The aqueous ethylene oxide-acetaldehyde solution was in cocurrent with the hydrogen passed from above over the fixed bed. A preheater could the reaction temperature required in each case can be set. The fixed bed reactor was operated adiabatically.
Das Hydrierprodukt gelangte aus dem Reaktor in einen Kaltabscheider unterhalb des Reaktors, wo eine Phasentrennung erfolgte. Die zu hydrierende wäßrige Lösung bestand aus 10 Vol.-% Äthylenoxid und 2,5 Vol.-% Acetaldehyd. Der Festbettreaktor enthielt 800 ccm des beschriebenen Metall-Trägerkatalysators. Der Durchsatz an wäßrigem Hydriergut lag bei 1.200 ml/h. Die Katalysatorbelastung betrug 1,5 m3/m3 x h.The hydrogenation product passed from the reactor into a cold separator below the reactor where phase separation occurred. The aqueous to be hydrogenated The solution consisted of 10% by volume of ethylene oxide and 2.5% by volume of acetaldehyde. The fixed bed reactor contained 800 ccm of the supported metal catalyst described. The throughput of aqueous The material to be hydrogenated was 1,200 ml / h. The space velocity over the catalyst was 1.5 m 3 / m 3 × h.
Die Temperatur längs der Katalysatorschüttung lag zwischen 130 - 1400C. Eine durchschnittliche Analyse des erhaltenen Hydrierproduktes gibt die nachstehende Tabelle Einsatz produkt Hydrierprodukt Xthanol 9.7 Gew.-% Xthylenoxid 8,8 Gew.-% 3.000 Gew.ppm Acetaldehyd 2,0 Gew.-% 40 Gew.ppm Monoäthylenglykol 6.000 Gew.-ppm Xthylenglykol 650 Gew.ppm Rest 200 Gew.ppm Die Ausbeute an ethanol beträgt 85 bis 87 %.The temperature along the catalyst bed was between 130 and 1400C. The following gives an average analysis of the hydrogenation product obtained Table of input product Hydrogenation product Xthanol 9.7% by weight Xthylene oxide 8.8% by weight 3,000 ppm by weight acetaldehyde 2.0% by weight 40 ppm by weight monoethylene glycol 6,000 ppm by weight Ethylene glycol 650 ppm by weight, remainder 200 ppm by weight The ethanol yield is 85 to 87%.
Der Restgehalt an Äthylenoxid im Hydrierprodukt liegt bei ca. 0,3 Gew.-%.The residual ethylene oxide content in the hydrogenation product is approx. 0.3 Wt%.
Beispiel 2 Die Hydrierung des Äthylenoxid-Acetaldehydgemisches wurde wie in Beispiel 1 bei einem Wasserstoffpartialdruck von 40 bar durchgeführt. Als Katalysator wurde der beschriebene Metall-Trägerkatalysator eingesetzt. Die Temperatur längs der Katalysatorschüttung betrug 120 - 1400C. Eine durchschnittliche Analyse des Hydrierproduktes gibt die folgende Tabelle: Einsatzprodukt Hydrierprodukt Äthanol 10,4 - 10,7 Gew.-% Äthylenoxid 8,8 Gew.-% <100-200 Gew.ppm Acetaldehyd 2,0 Gew.-% w10 Gew.ppm Monoäthylenglykol 5,000 Gew.ppm Äthylglykol 500 Gew.ppm Rest 150 Gew.ppm Die Ausbeute an Äthanol liegt bei ca. 92,5 bis 95 %.Example 2 The hydrogenation of the ethylene oxide-acetaldehyde mixture was carried out as in Example 1 at a hydrogen partial pressure of 40 bar. as The catalyst used was the supported metal catalyst described. The temperature along the catalyst bed was 120-1400C. Average analysis of the hydrogenation product is given in the following table: Starting product, hydrogenation product, ethanol 10.4-10.7% by weight ethylene oxide 8.8% by weight <100-200 ppm by weight acetaldehyde 2.0% by weight w10 ppm by weight monoethylene glycol 5,000 ppm by weight ethylglycol 500 ppm by weight balance 150 ppm by weight The ethanol yield is around 92.5 to 95%.
Der Äthylenoxidanteil im Hydrierprodukt beträgt ca. 100-200 ppn.The ethylene oxide content in the hydrogenation product is approx. 100-200 ppn.
Acetaldehyd ist analytisch nicht mehr erfaßbar.Acetaldehyde can no longer be determined analytically.
Beispiel 3 Die Hydrierung des Äthylenoxid-Acetaldehydgemisches wurde wie in Beispiel 1 bei einem Wasserstoffpartialdruck von 40 bar durchgeführt. Die zu hydrierende wäßrige Lösung bestand jedoch aus 20 Vol.-% Äthylenoxid und 5 Vol.-% Acetaldehyd. Verweilzeit und Katalysatorbelastung entsprachen den Werten wie in Beispiel 1 und 2. Als Katalysator wurde der beschriebene Metall-Trägerkatalysator eingesetzt. Die Temperatur längs der Katalysatorschüttung lag zwischen 140 - 1600C. Eine Durchschnittsanalyse gibt die folgende Tabelle wieder: Einsatzprodukt Hydrierprodukt Äthanol 15 Gew.-% Äthylenoxid 17,2 Gew.-% 200 Gew.ppm Acetaldehyd 4,0 Gew.-% 10 Gew.ppm Monoäthylenglykol 4,6 Gew.-% Xthylglykol 0,1 Gew.-% Rest 300 Gew.ppm Die Ausbeute an Äthanol liegt bei ca. 70 %.Example 3 The hydrogenation of the ethylene oxide-acetaldehyde mixture was carried out as in Example 1 at a hydrogen partial pressure of 40 bar. the However, there was an aqueous solution to be hydrogenated from 20 vol .-% ethylene oxide and 5% by volume of acetaldehyde. Residence time and space velocity over the catalyst corresponded to the values as in Examples 1 and 2. The supported metal catalyst described was used as the catalyst used. The temperature along the catalyst bed was between 140-1600C. The following table shows an average analysis: Feedstock hydrogenation product Ethanol 15% by weight ethylene oxide 17.2% by weight 200 ppm by weight acetaldehyde 4.0% by weight 10 Ppm by weight of monoethylene glycol 4.6% by weight of ethylene glycol 0.1% by weight, remainder 300 ppm by weight of die The ethanol yield is approx. 70%.
Infolge der hohen Reaktionstemperatur ist der Anteil an Monoäthylenglykol auf 4,6 Gew.-% im Hydrierprodukt angestiegen.The proportion of monoethylene glycol is due to the high reaction temperature increased to 4.6% by weight in the hydrogenation product.
Beispiel 4 Die Hydrierung des Xthylenoxid-Acetaldehydgemisches wurde wie in Beispiel 1 bei einem Wasserstoffpartialdruck von 40 bar durchgeführt. Die zu hydrierende wäßrige Lösung bestand aus 10 Vol.-% Äthylenoxid und 2,5 Vol.-% Acetaldehyd. Die Katalysatorbelastung betrug jedoch nur 0,75 m3/m3 x h. Als Katalysator wurde der beschriebene Metall-Trägerkatalysator eingesetzt. Die Temperatur längs der Katalysatorschüttung betrug 120 - 1300C. Eine durchschnittliche Analyse des Hydrierproduktes gibt die folgende Tabelle: Einsatzprodukt Hydrierprodukt Äthanol 7,8 Gew.-% Xthylenoxid 8,8 Gew.-% 900 Gew.ppm Acetaldehyd 2,0 Gew.-% 70 Gew.ppm Monoäthylenglykol 4,5 Gew.-% Äthylglykol 800 Gew.ppm Methyldioxolan 400 Gew.ppm Rest 200 Gew.ppm Die Ausbeute an Äthanol liegt bei ca. 69 %.Example 4 The hydrogenation of the ethylene oxide / acetaldehyde mixture was carried out as in Example 1 at a hydrogen partial pressure of 40 bar. the The aqueous solution to be hydrogenated consisted of 10% by volume of ethylene oxide and 2.5% by volume of acetaldehyde. However, the space velocity over the catalyst was only 0.75 m 3 / m 3 × h. as catalyst the supported metal catalyst described was used. The temperature along the catalyst bed was 120-1300C. An average analysis of the The following table gives the hydrogenation product: Starting product, hydrogenation product, ethanol 7.8% by weight ethylene oxide 8.8% by weight 900% by weight acetaldehyde 2.0% by weight 70% by weight Monoethylene glycol 4.5 wt .-% ethyl glycol 800 wt.ppm methyldioxolane 400 wt.ppm Remainder 200 ppm by weight The ethanol yield is approx. 69%.
Beispiel 5 Die Hydrierung des Äthylenoxid-Acetaldehydgemisches wurde wie in Beispiel 1 bei einem Wasserstoffpartialdruck von 40 bar durchgeführt. Die zu hydrierende wäßrige Lösung bestand aus 10 Vol.-% Äthylenoxid und 2,5 Vol.-% Acetaldehyd.Example 5 The hydrogenation of the ethylene oxide-acetaldehyde mixture was carried out as in Example 1 at a hydrogen partial pressure of 40 bar. the The aqueous solution to be hydrogenated consisted of 10% by volume of ethylene oxide and 2.5% by volume of acetaldehyde.
Die Katalysatorbelastung betrug jedoch 2,25 m3/m3 x h. Als Katalysator wurde der beschriebene Metall-Trägerkatalysator eingesetzt. Die Temperatur längs der Katalysatorschüttung betrug 130 - 1450C. Die folgende Tabelle gibt eine durchschnittliche Analyse wieder: Einsatzprodukt Hydrierprodukt Äthanol 10,4 Gew.-% Xthylenoxid 8,8 Gew.-% 440 Gew.ppm Acetaldehyd 2,0 Gew.-% 10 Gew.ppm Monoäthylenglykol 0,9 Gew.-% Xthylglykol 900 Gew.ppm Rest 150 Gew.ppm Die Ausbeute an Alkohol liegt unter diesen Bedingungen bei ca. 89 - 92 %.However, the space velocity over the catalyst was 2.25 m 3 / m 3 × h. As a catalyst the supported metal catalyst described was used. The temperature along the catalyst bed was 130-1450C. The following table gives an average Analysis again: Feedstock hydrogenation product ethanol 10.4% by weight Xethylene oxide 8.8% by weight 440 ppm by weight acetaldehyde 2.0% by weight 10 ppm by weight monoethylene glycol 0.9% by weight of ethylene glycol 900 ppm by weight, the remainder 150 ppm by weight The alcohol yield is under these conditions at approx. 89-92%.
Beispiel 6 Die Hydrierung des Xthylenoxid-Acetaldehydgemisches wurde in äthanolischer Lösung (absoluter Alkohol) bei einem Wasserstoffpartialdruck von 40 bar wie in Beispiel 1 durchgeführt.Example 6 The hydrogenation of the ethylene oxide / acetaldehyde mixture was in ethanol solution (absolute alcohol) at a hydrogen partial pressure of 40 bar carried out as in Example 1.
Die zu hydrierende äthanolische Lösung bestand aus 10 Vol.-% Xthylenoxid und 2,5 Vol.-% Acetaldehyd. Die Katalysatorbelastung betrug 1,5 m3/m3 x h. Als Katalysator wurde der beschriebene Metall-Trägerkatalysator eingesetzt. Ein fallendes Temperaturprofil mit einem a T von 20 bis 250C und einer Kopftemperatur von ca. 1500C stellte sich längs der Katalysatorschüttung ein.The ethanolic solution to be hydrogenated consisted of 10% by volume of ethylene oxide and 2.5% by volume acetaldehyde. The space velocity over the catalyst was 1.5 m 3 / m 3 × h. As a catalyst the supported metal catalyst described was used. A falling temperature profile with an a T of 20 to 250C and a head temperature of approx. 1500C along the catalyst bed.
In der folgenden Tabelle sind Durchschnittsanalysen des erhaltenen Hydrierproduktes für den einmaligen Durchgang und für die Rückführung des Hydrierproduktes als Verdünnungsmediui zum Kopf des Hydrierreaktors (nach ca. 40 Durchgängen stellte sich ein konstanter Spiegel an Nebenprodukten im Hydrierprodukt ein) aufgeführt.In the following table are average analyzes of the obtained Hydrogenation product for a single pass and for recycling the hydrogenation product as a dilution medium to the head of the hydrogenation reactor (after about 40 passes a constant level of by-products in the hydrogenation product is listed.
Einsatzprodükt Hydrierprodukt per pa nach 40 Durchgängen Äthanol zur86,5 Gew.-% ~ 98 Gew.-% N 98 Gew.-% Äthylenoxid 10,9 Gew.-% 10 Gew.ppn 100 Gew.ppn Acetaldehyd 2,5 Gew.-% <10 Gew.rn 10 Gew.ppn Monoäthylenglykol 0,1 Gew.-% 0,2 Gew.-% Äthylglykol 0,8 Gew.-% 2,8 Gew.-% Kohlenwasserstoffe 600 Gew.ppn 0,12 Gew.-% Wasser 0,1 Gew.-% 0,2 Gew.-% 0,5 Gew.-% Rest Beispiel 7 Die Hydrierung des Äthylenoxid-Acetaldehydgemisches wurde wie in Beispiel 1 bei einem Wasserstoffpartialdruck von 60 bar durchgeführt. Alle anderen Versuchsbedingungen entsprachen den Werten wie in Beispiel 2. Eine durchschnittliche Analyse des Hydrierproduktes gibt die folgende Tabelle: Einsatzprodukt Hydrierprodukt Äthanol ~ 10,4 Gew.-% Äthylenoxid 8,8 Gew.-% 200 Gew.ppm Acetaldehyd 2,0 Gew.-% <10 Gew.ppm Monoäthylenglykol 0,6 Gew.-% Xthylglykol 650 Gew.ppm Rest 100 Gew.ppm Die Ausbeute an Alkohol liegt bei ca. 89 - 92 %. Starting product hydrogenation product per annum after 40 ethanol runs for 86.5% by weight ~ 98% by weight N 98% by weight ethylene oxide 10.9% by weight 10% by weight 100% by weight Acetaldehyde 2.5% by weight <10% by weight 10% by weight of monoethylene glycol 0.1% by weight 0.2 Wt .-% ethyl glycol 0.8 wt .-% 2.8 wt .-% hydrocarbons 600 wt.ppn 0.12 wt .-% Water 0.1% by weight 0.2% by weight 0.5% by weight remainder Example 7 The hydrogenation of the ethylene oxide-acetaldehyde mixture was carried out as in Example 1 at a hydrogen partial pressure of 60 bar. All other test conditions corresponded to the values as in Example 2. One The following table gives an average analysis of the hydrogenation product: Feedstock Hydrogenation product ethanol ~ 10.4% by weight ethylene oxide 8.8% by weight 200 ppm by weight acetaldehyde 2.0% by weight <10 ppm by weight monoethylene glycol 0.6% by weight ethylene glycol 650 ppm by weight remainder 100 ppm by weight The alcohol yield is approx. 89 - 92%.
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