DE3933661A1 - Kupfer und chrom enthaltender traegerkatalysator zur hydrierung von acetophenon zu methylbenzylalkohol - Google Patents

Kupfer und chrom enthaltender traegerkatalysator zur hydrierung von acetophenon zu methylbenzylalkohol

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Description

Die Erfindung betrifft einen Kupfer und Chrom enthaltenden Trägerkata­ lysator mit Siliciumdioxid als Trägermaterial zur Hydrierung von Aceto­ phenon zu Methylbenzylalkohol.
Methylbenzylalkohol ist ein weit verbreitetes Lösemittel und wird u. a. in Lacken und Abbeizmitteln verwendet.
Es ist bekannt, gemäß D.V. Mushenko et al., Journal of Applied Chemi­ stry of the USSR, Vol. 41, Nr. 10, S. 2569 ff., October, 1968, Aceto­ phenon (im weiteren als AP abgekürzt) zu Methylbenzylalkohol (im weite­ ren als MBA abgekürzt) an einem Kupfer und Chrom enthaltenden Katalysa­ tor zu hydrieren.
Die Verwendung von Kupfer(I)-chromit als Katalysator ist in Comprehensive Inorganic Chemistry, Vol. 2, S. 97, M. Canon Sneed et al., beschrieben.
DE-PS 11 44 703 lehrt ein Verfahren zur Herstellung von Alkoholen durch Hydrierung von Estern an pastillenförmigen Kupferchromitkatalysatoren, die ein wasserlösliches Bindemittel enthalten, das vor Verwendung des Katalysators ausgewaschen wird.
Gemäß DE-PS 23 11 114 läßt sich ein auf einen Träger aufgebrachter Kupferchromitkatalysator herstellen, indem man das Trägermaterial mit einer Lösung aus Kupferammoniumcarbonat oder -bicarbonat imprägniert, zwischentrocknet, anschließend mit Chromsäure oder einer Kupferdichro­ matlösung imprägniert, trocknet und calciniert. Als Trägermaterial sind u. a. auch Siliciumoxide genannt. Das Verhältnis von Kupfer- zu Chrom­ gehalt des Katalysators ist nicht an die stöchiometrische Zusammenset­ zung des Kupferchromits gebunden, sondern kann auch je nach Einsatzzweck variieren.
Diese Katalysatoren werden u. a. zur Hydrierung von Ketonen verwendet.
DE-PS 29 20 996 offenbart einen Katalysator für die Flüssigphasenhydrie­ rung von AP zu MBA, der außer 30 bis 55 Gew.-% CuO und 30 bis 57 Gew.-% Cr2O3 auch noch bis zu 16 Gew.-% BaO und 1 bis 13 Gew.-% ZnO enthält.
Die mit den Kupfer und Chrom enthaltenden Katalysatoren gemäß dem Stand der Technik erzielbaren Umsatzraten und Selektivitäten bezüglich der Bildung von MBA aus AP sind in keiner Weise zufriedenstellend.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Katalysator zu entwickeln, der die Hydrierung von AP zu MBA in wirtschaftlicherer Weise mit höherem Umsatz bei höherer Selektivität zu MBA ermöglicht.
Es wurde nun gefunden, daß man mit einem Trägerkatalysator, der verhält­ nismäßig wenig Kupfer enthält, das nur mit einer geringen Menge an Chrom stabilisiert ist, einen ausgezeichneten Umsatz von AP bei gleichzeitig sehr hoher Selektivität zu MBA erreicht.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Kupfer und Chrom enthaltender Trägerkatalysator mit Siliciumdioxid als Trägermaterial zur Hydrierung von Acetophenon zu Methylbenzylalkohol, welcher dadurch ge­ kennzeichnet ist, daß der Katalysator, erhältlich durch Imprägnierung des Trägers mit einer Lösung von Kupfertetramincarbonat und einer Lösung von Ammoniumchromat oder mit deren Gemisch und anschließende Trocknung, einen Gehalt von 5 bis 15 Gew.-% Kupfer und von 0,2 bis 2 Gew.-% Chrom, bezogen auf die gesamte Katalysatormasse, besitzt.
Das Trägermaterial Siliciumdioxid kann u. a. in Form von Perlen oder Granulat eingesetzt werden. Bevorzugt ist die Perlform, besonders bevor­ zugt mit einem Perldurchmesser von 3 bis 6 mm und einer Schüttdichte von 0,4 bis 0,6 g/cm3. Poröses Kieselgel mit einem spezifischen Porenvolumen von 0,9 bis 1,1 cm3/g und einer spezifischen inneren Oberfläche von 250 bis 350 m2/g, gemessen nach der BET-Methode, ist als Trägermaterial be­ sonders geeignet.
Der Träger wird mit einer wäßrigen Lösung von Kupfertetramincarbonat und einer wäßrigen Lösung von Ammoniumchromat oder mit deren Gemisch impräg­ niert.
Der Gehalt an Kupfertetramincarbonat beträgt vorzugsweise 1,6 mol/l Lösemittel und der Gehalt an Ammoniumchromat vorzugsweise 0,1 mol/l Lösemittel.
Die Imprägnierung des Trägers kann nach jedem bekannten Verfahren erfol­ gen, vorzugsweise durch Besprühen mit den erfindungsgemäß eingesetzten Lösungen. Die Imprägnierung kann sowohl bei Raumtemperatur als auch bei erhöhten Temperaturen durchgeführt werden, wobei erhöhte Temperaturen bevorzugt sind, besonders bevorzugt sind Temperaturen von 85 bis 95°C.
Anschließend erfolgt die Trocknung, und zwar bevorzugt bei erhöhter Tem­ peratur, besonders bevorzugt bei 100 bis 120°C.
Vor seinem Einsatz zur Hydrierung von AP ist der erfindungsgemäße Kata­ lysator noch im Wasserstoffstrom zu aktivieren.
Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel näher erläutert:
Beispiel
Als Trägermaterial wird ein poröses Kieselgel in Perlform mit
einer Korngröße von
3 bis 6 mm
einer Schüttdichte von 0,4 g/cm³
einem spezifischen Porenvolumen von 0,95 cm³/g und
einer spezifischen inneren Oberfläche von 300 m²/g, gemessen nach der BET-Methode
eingesetzt.
Der Träger wird in einer Drageetrommel unter Beheizung mit einer Gas­ flamme so schnell mit einer wäßrigen Lösung von 1,61 mol Kupfertetramin­ carbonat/l und 0,09 mol Ammoniumchromat/l besprüht, daß die Temperatur innerhalb einer Schwankungsbreite von 85 bis 95°C konstant bleibt. Das so erhaltene Produkt wird danach umgehend bei 110°C in einem Luftstrom getrocknet. Es enthält die aktiven Komponenten Kupfer und Chrom in einer Randzone des Trägers, die nur wenige Zehntel mm beträgt.
Die chemische Analyse des erfindungsgemäßen Katalysators ergab
einen Kupfer-Gehalt von
12,5 Gew.-%
einen Chrom-Gehalt von 0,6 Gew.-% und
einen Ammoniak-Gehalt von 0,9 Gew.-%
Der Glühverlust betrug gemessen bei 850°C, 6,0 Gew.-%
Zu Ermittlung der katalytischen Eigenschaften wurde der erfindungsgemäße Katalysator nach in situ-Aktivierung im Wasserstoffstrom zur Hydrierung von AP zu MBA bei einem Druck von Pabs = 15 bar und einer Temperatur von 110°C eingesetzt.
Hierbei wurde ein Gemisch aus 80 Gew.-% MBA und 20 Gew.-% AP mit einem Wasserstoffstrom von 200 Normliter/h über ein Katalysatorbett mit einem Volumen von 100 cm3 geleitet und die Abnahme der Konzentration an AP so­ wie die Zunahme der Konzentrationen an MBA und Ethylbenzol gaschromato­ graphisch bestimmt. Daraus wurden die in nachstehender Tabelle aufge­ führten Werte des spezifischen Umsatzes von AP (10-2 mol AP/g Katalysa­ tor) und der Selektivität (in %) der MBA-Bildung als Funktion der Zeit erhalten.
Zum Vergleich wurde ein gemäß DE-PS 29 20 996 hergestellter Katalysator unter den obengenannten Reaktionsbedingungen für die Hydrierung von AP in gleicher Weise getestet. Die hierbei erhaltenen Werte für Umsatz und Selektivität sind ebenfalls in nachstehender Tabelle aufgeführt.
Tabelle
Aus obenstehender Tabelle geht klar hervor, daß der erfindungsgemäße Katalysator den gemäß dem Stand der Technik (DE-PS 29 20 996) bezüglich Umsatz von AP und Selektivität zu MBA bei weitem übertrifft.

Claims (1)

  1. Kupfer und Chrom enthaltender Trägerkatalysator mit Siliziumdioxid als Trägermaterial zur Hydrierung von Acetophenon zu Methylbenzylalkohol, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator, erhältlich durch Imprägnierung des Trägers mit einer Lösung von Kupfertetramincarbonat und einer Lösung von Ammonium­ chromat oder mit deren Gemisch und anschließende Trocknung, einen Gehalt von 5 bis 15 Gew.-% Kupfer und von 0,2 bis 2 Gew.-% Chrom, bezogen auf die gesamte Katalysatormasse, besitzt.
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