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Verfahren zur Herstellung von Äthylalkohol aus Acetylen. Es ist bereits
bekannt, daß man Acetylen durch Vermittlung von Metalloxyden oder Metallsalzen in
Gegenwart von Wasser in Äthylen überführen kann (vgl. B e r t h e 1 o t, Annales
de Chitriie et de Physique, q:. Ser. Bd. g (z866), S. qoi). Gleichfalls bekannt
ist, daß Äthylen mit Schwefelsäure über Äthylschwefelsäure in Alkohol übergeführt
werden kann. Bei der ersten Reaktion werden die angewandten Metallverbindungen in
eine höhere Oxydationsstufe umgewandelt und dadurch unwirksam; zwecks weiterer Verwendung
müssen sie stets neu reduziert werden, Die Erfindung sucht diesen Vorgang in einen
fortlaufenden umzuwandeln und bedient sich hierzu der schwefligen Säure als Reduktionsmittel,
die dabei selbst in Schwefelsäure übergeht.
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Als brauchbar haben sich die folgenden zwei Reaktionstypen erwiesen:
i. Acetylen, schweflige Säure und Wasser in Gegenwart eines Metalloxydes oder Metallsalzes
(Eisen, Mangan, Chrom, Vanadin, Titan, Thorium, Wolfram, Molybdän, Uran, Cer) als
Katalysator.
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2. Acetylen, schweflige Säure und Knallgas in Gegenwart eines Metalloxydes
oder Metallsalzes als Katalysator (s. i.) und eines Metallkatalysators. Für den
letzteren kommen Metalle wie Platin, Palladium, Rhodium oder solche vom Typus des
Nickels einzeln oder in Mischung in Betracht.
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Beiden Reaktionstypen gemeinsam ist die Verwendung von Acetylen, schwefliger
Säure und eines Metallsalzkatalysators, sie unterscheiden sich nur darin, daß bei
i. der Vorgang in Gegenwart von Wasser erfolgt; bei 2. die Elemente des Wassers
(Knallgas) in Gegenwart noch eines zweiten, und zwar metallischen Katalysators,
der Wasser gewissermaßen in statu nascendi liefert, in den Vorgang eingehen. Die
zweite Type ist eine reine Gasreaktion.
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Von dem Verfahren nach dem Patent 356175 unterscheidet sich
die zweite Reaktionstype dadurch, daß zwar hier wie dort Acetylen, Knallgas und
ein metallischer Katalysator zur Anwendung kommen; während aber dort infolge ganz
anderen Reaktionsverlaufs-nur noch ein indifferentes Gas (Stickstoff, Kohlensäure)
in den Vorgang eingeführt wird, ist das hier verwendete Schwefligsäuregas nicht
indifferent, sondern bewirkt gerade durch Vermittlung eines Metalloxyd-oder Metallsalzkatalysators
- auch ein solcher kommt bei dem älteren Verfahren nicht vor -' die Reduktion des
Acetylens zu Äthylen, indem es sich selbst oxydiert. Auch darin unterscheidet sich
das vorliegende Verfahren von dem älteren, daß die dort eintretenden Nebenreaktionen
(Bildung von Kondensationsprodukten) hier zurücktreten. Beispiel i. Bei 8o bis 9o°
wird durch eine Lösung von io Prozent Titansulfat in Wasser ein Gasgemenge von gleichen
Teilen Acetylen und schwefliger Säure unter starkem Durchmischen geleitet, das hierbei
gebildete Äthylen setzt sich mit Hilfe der gleichfalls entstandenen Schwefelsäure
in Alkohol um, der durch Destillation gewonnen wird. Es ergibt sich, daß fast 5
Prozent des Acetylens in Alkohol umgewandelt werden, während durch Analyse
der
austretenden Gase ein Verlust von G Prozent des angewandten Acetylens festzustellen
ist. Die Urrisetzting der schwefligen Säure ergibt - Prozent Schwefelsäure.
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Beispiel e.
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Bei r5o° wird ein Gasgemenge aus je einem Raumteil Acetylen, schwefliger
Säure, Sauerstoff und zwei Raumteilen Wasserstoff über einen Katalysator geleitet,
der aus feinverteiltem Platin und Chromosttlfat in feiner Mischung besteht. In einer
gekühlten Vorlage «-erden die Reaktionsprodukte, Alkohol und Schwefelsäure, aufgefangen;
nach Verdünnen mit Wasser kann der Alkohol abdestilliert werden. Es ergibt sich,
daß 3 Prozent (les Acetylens in Alkohol umgesetzt werden, und durch Analyse der
abgehenden Gase ist ein Verlust voi@ 3 Prozent des angewandten Acetylens festzustellen.
Von der schwefligen Säure werden 3,7 Prozent in Schwefelsäure umgewandelt.
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Der Chemismus des vorliegenden Verfahrens stellt sich dar als die
Kupplung eines Reduktionsprozesses C2 HZ +. H_ = C, H4 mit einem Oxydationsprozeß
2502+0==2S0,, und führt mit Hilfe von Wasser oder seinen Elementen (Knallgas) zu
Äthylalkohol und Schwefelsäure. In wirtschaftlicher Hinsicht ist durch diese Kupplung
erreicht, claß erstens iias Metalloxyd oder Metallsalz unverändert und (lauernd
wirksam bleibt, also nicht immer neu reduziert werden muß, daß vielmehr ein Katalysator
aus ihm geworden ist, und zweitens, daß an Stelle eines Oxydations- und eines Reduktionsmittels
im Reaktionstyp t Wasser, im Typ 2 das leicht zugängliche Knallgas verwendet wird.
Dies im 7usaininenhang mit der Billigkeit der anderen Ausgangsprodukte (Acetylen
und schweflige Säure) und der Einfachheit des Verfahrens macht die technische Bedeutung
dieser Äthylalkoholherstellung aus. Die daneben anfallende, wenn auch verdünnte
Schwefelsäure ist nicht wertlos.
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Die Möglichkeit einer rationellen Durchführung trotz von vornherein
geringer Ausbeute beruht auf der stets erneuten Verwendungsmöglichkeit der unverbrauchten
Gase (Acetylen und schwefliger Säure) im Kreislauf.