DE2726978A1

DE2726978A1 - Verfahren zur herstellung von aethanol

Info

Publication number: DE2726978A1
Application number: DE19772726978
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Chem Dr Elstner; Max Dipl Chem Dr Fremery; Johannes Zimmermann
Original assignee: Union Rheinische Braunkohlen Kraftstoff AG
Current assignee: Union Rheinische Braunkohlen Kraftstoff AG
Priority date: 1977-06-15
Filing date: 1977-06-15
Publication date: 1979-01-04

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Äthanol
durch katalytische Umsetzung von Methanol mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff.
Es ist bekannt, aus Methanol durch Umsetzung mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff Äthanol zu gewinnen. Man arbeitet dabei in Gegenwart eines Kobaltkatalysators und von geringen Mengen Jod als Promotor, wobei man hohe Drücke und Temperaturen anwendet. Das bei der Synthese erhaltene Reaktionsgemisch enthält im allgemeinen nur bis zu etwa 45 % Äthanol sowie neben dem Reaktionswasser und nicht umgesetzten Methanol kleinere Mengen an Nebenprodukten, wie Aldehyde, Ester und Säuren (DT-PS 1 215 673).
Es wurde nun gefunden, daß man das Verfahren mit besonderem Vorteil durchführen kann, wenn man anstelle eines Kobaltkatalysators bei bestimmter Arbeitsweise einen Nickelkatalysator einsetzt. Demententsprechend ist das erfindungsgemäßs Verfahren zur Herstellung von Äthanol durch katalytische Umsetzung von Methanol mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff bei hohen Drücken und Temperaturen dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines Nickelkatalysators und von Jod als Promotor bei Drücken von 200 bis 1000 bar und Temperaturen von 150 bis 2500C durchführt und das erhaltene Reaktionsgemisch einer katalytischen Hydrierung bei Drücken von 100 bis 300 bar und Temperaturen von 150 bis 2500C unterwirft. Es gelingt so durch Einsatz von Nickelkatalysatoren anstelle der bisher gebräuchlichen Kobaltkatalysatoren die Ausbeute an Äthanol in überraschender Weise zu steigern.
Als Nickelkatalysator kann man sowohl Nickelsalze, z. 8. Nickelacetat, wiu auch aktiviertes Nickelmetall, z. B. Raneynickel, einsetzen.
Besonders vorteilhaft ist es, daß das erfindungsgumäße Verfahren auch den Einsatz von nickelhaltigen Trägerkatalysatoren, z. B von Nickel auf Aluiiniumoxid oder Alu.inium-/Siliciumoxiden, erlaubt, wodurch die Vurfahrsnsdurchfflhrung wesentlich erleichtert wird. Dabei wird man zwscksSig derartige rest Katalysatoren mit einem Nickelgehalt von Ober etwa 30 $ wihlen. Bei Einsatz von Nlcklsalzen oder metalls schem Nickel liegt das Verhältnis von Nickel zu Methanol vorteilhaft bei zwischen 0,05 - 0,5 g Ni je Mol Methanol. Der Zusatz von Jod als Promotor erfolgt z. B. in Mengen von 0,02 - 0,3 g je Mol Methanol.
ar Reaktionsdruck liegt im Bereich von 200-1000 bar, insbesondere 0 250-750 bar, die Reaktionstemperatur im 8ereich von 150-250 C, ins-0 besondere 175-Z10 C. Das Verhältnis von Kohlenmonoxid zu Wasserstoff liegt zwischen etwa 2:1 bis 1:3, vorteilhaft bei etwa 1:1 bis 1:2.
Als Reaktionszeiten wendet man etwa 10 bis 120 Minuten, insbesondere 15-30 Minuten, an. Die Hydrierung des Reaktionsprodukts wird in üblicher Weise unter Einsatz bekannter Katalysatoren, die selbstverständlich gegenüber den Reaktionsprodukten beständig sein müssen, durchgeführt. So kann man Nickel- oder Edelmetalle enthaltende Katalysatoren einsetzen. Es kann von Vorteil sein, vcr der Hydrierung das im Reaktionsgemisch enthaltene Jod, z. 8. durch Destillation, abzutrennen, damit die Hydrieraktivität des eingesetzten Katalysators nicht beeinträchtigt wird.
Beispiel 1 In einem Schüttelautoklav wurden 480 g Methanol, 0,4 g Jod und 3,0 g aktiviertes metallisches Nickel eingesetzt. Nach Selen des Autoklavs mit StickstoffwuSe auf die Reaktionstemperatur von 2000C erhitzt. Es wurde dann ein Gemisch aus 1 Teil Kohlenmonoxid und 1 Teil Wasserstoff aufgepreßt und ein Druck von 300 bar 30 Minuten lang gehalten. Anschlieflend wurde das Reaktionsgemisch auf etwa OOC gekühlt. Aus dem erhaltenen flüssigen Produkt wurde das Jod destillativ abgetrennt. Nach in bekannter Weise bei etwa 150 bar und 150-1600C über einem Nickel enthaltenden Katalysator durchgeführter Hydrierung wurden 625 g eines Gemischs erhalten, das neben nicht umgesetztem Methanol, Reaktionswasser und geringen Anteilen von Nebenprodukten 26 $ Äthanol enthielt.
Beispiel 2 Es wurde wie unter Beispiel 1 beschrieben gearbeitet, jedoch anstelle des metallischen Nickels ein fester Katalysator eingesetzt, der ca.
50 46 Nickel, in üblicher Weise auf Aluminiumoxid aufgebracht, enthielt.
Nach der Hydrierung wurden 636 g eines Gemischs mit 26,5 96 Äthanol erhalten.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Äthanol Patentansprüche: Verfahren zur Herstellung von Äthanol durch katalytische Um Setzung von Methanol mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff bei hohen Drücken und Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines Nickelkatalysators und von Jod als Promotor bei Drücken von 200 bis 1000 bar 0 und Temperaturen von 150 bis 250 C durchführt und das erhaltene Reaktionsgemisch einer katalytischen Hydrierung bei Drücken von 100 bis 300 bar und Temperaturen von 150 bis 2500C unterwirft.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung des Methanols in Gegenwart eines über etwa 30 % Nickel auf einem Trägermaterial enthaltenden Katalysators durchführt.
3) Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man vor der Hydrierung das im Umsetzungsprodukt enthaltene Jod entfernt.
4) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in einem Zeitraum von etwa 10 bis 60 Minuten durchführt.