DE4143085C2 - Verfahren zur Herstellung eines Alkohols - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Alkohols

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Description

Diese Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Fettalkohols, das die kontinuierliche Hydrierung eines Fettsäureesters, eines Fettsäuretriglycerides oder einer Fettsäure umfaßt.
Ein konventionelles Verfahren zur Herstellung eines Fettalkohols umfaßt die kontinuierliche katalytische Hydrierung von natürlichen Fetten und Ölen, Fettsäuren oder Fettsäureestern bei einem Druck von 250 bis 300 bar und einer Temperatur von 200°C oder mehr in einer über­ mäßigen Wasserstoffatmosphäre.
Da eine Reduktion eines Fettsäureesters, einem Fettsäuretriglycerid oder einer Fettsäure eine exotherme Reaktion ist, wenn ein Alkohol durch katalytische Reduktion dieses Fettsäureesters, Fettsäuretriglycerids oder dieser Fettsäure mit einem Festbettreaktor erzeugt wird, wurde die Reaktion unter offensichtlich isothermer Bedingung durchgeführt, wobei die während der Reaktion erzeugte Wärme freigesetzt wird, um die Qualitäten des Alkohols zu verbessern, wie es in JP-A-64-47725 (entsprechend US-PS 5,043,485), JP-A-63-39829 (entsprechend US-PS 4,982,020) und JP-A-1-275542 (entsprechend US-PS 4,942,266) (der Ausdruck "JP-A", wie er hierin verwendet wird, bedeutet eine ungeprüfte veröffentlichte japanische Patentanmeldung) und in US-PS 4,855,273, US-PS 4,935,556 und DE 39 13 387 A1 beschrieben ist.
Wenn eine derartige katalytische Reduktion kontinuierlich mit einem Festbettreaktor durchgeführt wird, ist es wichtig, die Lebensdauer des Katalysators zu verlängern, da die Leistung der Vorrichtung sowie die Produktivität signifikant von der Lebensdauer des Katalysators abhängen. Bei dem üblichen Verfahren, bei dem die Temperatur in dem Reaktor isotherm ist, kann die Bildung von Nebenprodukten wie Kohlenwasserstoffen und Aldehyden unterdrückt werden. Wenn die katalytische Reduktion kontinuierlich in einem Reaktor durchgeführt wird, in dem eine geringe Menge des Katalysators fixiert ist (beispielsweise einem Festbettreaktor), erniedrigt sich auf der anderen Seite die katalytische Aktivität, wenn die Verfahrenszeit verlängert wird, und somit muß die Reaktionstemperatur erhöht werden, um das Umwandlungsverhältnis aufrechtzuerhalten. Durch die Erhöhung der Reaktionstemperatur kann die Bildung von Nebenprodukten erhöht werden.
Die Lebensdauer des Katalysators wird hauptsächlich durch das Umwandlungsverhältnis und die Menge an Verunreinigungen und Nebenprodukten beeinflußt. Somit könnten die Qualitäten des Alkoholproduktes graduell verschlechtert werden, obwohl die katalytische Reduktion isotherm durchgeführt wird. Es ist schwierig, einen Alkohol mit hohen Qualitäten über eine lange Zeitperiode kontinuierlich zu erzeugen.
Weiterhin ist es erforderlich, Kohlenwasserstoffe oder Aldehyde, die durch die übermäßige Reaktion gebildet sind, zu entfernen, da die Qualitäten des Alkohols durch diese Nebenprodukte verschlechtert werden. Die Siedepunktbereiche der Kohlenwasserstoffe überlappen die von kurzkettigen Alkoholen, und somit muß das Ausgangsmaterial vor der Reaktion z. B. fraktioniert destilliert werden. Auf der anderen Seite werden die Aldehyde in Fettalkohole mit der entsprechenden Kettenlänge umgewandelt, indem sie beispielsweise mit einem Reduktionsmittel behandelt werden. Diese Behandlungen machen das Verfahren kompliziert und verursachen höhere Produtionskosten.
Daher ist es erforderlich, ein Verfahren zur Herstellung eines Alkohols zu entwickeln, bei dem ein Festbettreaktor verwendet wird, wobei die Lebensdauer des Festbettkatalysators verlängert und ein Fettalkohol mit hohen Qualitäten und einer hohen Reinheit kontinuierlich über eine lange Zeitspanne hinweg erzeugt werden kann.
Die Erfinder haben festgestellt, daß bei einem Verfahren zur Herstellung eines Fettalkohols durch Hydrierung eines Fettsäureesters, eines Fettsäuretriglycerids oder einer Fettsäure (nachfolgend manchmal mit Ausgangsmaterial oder Ausgangsöl abgekürzt) ein Fettalkohol mit extrem hoher Qualität und hoher Reinheit kontinuierlich über eine lange Zeitspanne hergestellt werden kann, während eine lange Lebensdauer eines Festbettkatalysators beibehalten wird, und wobei keine Nachbehandlung des Produktes erforderlich ist. Hierfür wird ein Festbettreaktor verwendet wird und die Temperatur in dem Reaktor wird genau gesteuert.
Demgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines Alkohols vorgeschlagen, das wie in Anspruch 1 definiert ist. Bevorzugte Merkmale des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 13 beschrieben.
Der zu verwendende Festbettreaktor wird mit zumindest einer Kühleinrichtung zum Kühlen des Reaktionssystems (einer Flüssigkeit, einem Gas und einem Feststoff) an einer Position in der vertikalen Richtung davon ausgerüstet.
Als Festbettreaktor können solche verwendet werden, die üblicherweise im Stand der Technik verwendet werden. Beispiele des Festbettreaktors umfassen solche, die ein Einzelfestbett aufweisen, oder solche, bei denen mehrere Festbetten in einer Serie als Mehrstufenreaktor vorgesehen sind. In dem zuletzt genannten Fall kann die Kühleinrichtung zwischen den Festbetten angeordnet sein. Bezüglich der Einzelheiten von Festbettreaktoren wird beispielsweise auf THE OIL AND GAS JOURNAL, 16. Mai 1966, Seiten 173-178 (1966) und HYDROCARBON PROCESSING, November 1970, Seiten 187-191 (1970) verwiesen.
Als Kühleinrichtung kann eine direkte Kühleinrichtung unter Verwendung von Abkühlwasserstoff, einem Abkühlöl oder einer inerten Abkühlsubstanz, eine indirekte Kühleinrichtung unter Verwendung eines Kühlmittels oder eine Kombination dieser Einrichtungen verwendet werden. Bezüglich der Einzelheiten der Kühleinrichtung wird beispielsweise auf Stanley M. Walas, Chemical Process Equipment, veröffentlicht von Butterworth Publishers, Seiten 572-579 (1988); Chemical Economy & Engineering Review, Band 3, Nr. 9 (Nr. 41), Seiten 14-28 (1971); Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev., Band 15, Nr. 3, Seiten 400-406 (1976); Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev., Band 17, Nr. 1, Seiten 27 ff. (1978); Howard F. Rase, CHEMICAL REACTOR DESIGN FOR PROCESS PLANTS, veröffentlicht von A. WILEY-INTERSCIENCE PUBLICATION, Bd. 2, Seiten 61-84 (1977) verwiesen.
Die Position und die Anzahl der Kühleinrichtungen sowie die Menge an Kühlwasserstoff, Kühlöl inerter Kühlsubstanz oder Kühlmittel können in Abhängigkeit von der Art und Aktivität des Hydrierungskatalysators, der Reaktionstemperatur, dem molaren Verhältnis von Wasserstoff zu der Fettsäuregruppe des Ausgangsmaterials und der Art und der Fließrate des Ausgangsmaterials bestimmt werden.
Die Temperatur in dem Bereich des Reaktors, bei dem das Umwandlungsverhältnis etwa 60% übersteigt, wird auf 100 bis 220°C, vorzugsweise 100 bis 190°C mehr bevorzugt 100 bis 160°C eingestellt, wodurch die Reaktion in dem Bereich mild durchgeführt werden kann. Somit kann die Menge an Nebenprodukten wie Kohlenwasserstoffen und Aldehyden sehr gering werden. Wenn die Temperatur in dem Bereich, bei dem das Umwandlungsverhältnis etwa 60% übersteigt, bei mehr als 220°C gehalten wird, kann die Bildung der Nebenprodukte unerwünscht gefördert werden. Wenn die Temperatur in dem Bereich, bei dem das Umwandlungsverhältnis etwa 60% übersteigt, auf weniger als 100°C gehalten wird, kann auf der anderen Seite das Umwandlungsverhältnis unerwünschterweise erniedrigt werden. Die Temperatur kann in einigen Teilen in dem Bereich, bei dem das Umwandlungsverhältnis 60% übersteigt, in dem Reaktor außerhalb des genannten Temperaturbereiches liegen, solang die Wirkungen dieser Erfindung dadurch nicht verschlechtert werden.
In dem Bereich, bei dem das Umwandlungsverhältnis 60% oder weniger ist, kann die Reaktionstemperatur willkürlich in Abhängigkeit von dem Umwandlungsverhältnis, basierend auf der Art und Aktivität des Hydrierungskatalysators, des molaren Verhältnisses von Wasserstoff zu der Fettsäuregruppe des Ausgangsmaterials und der Art und Fließrate des Ausgangsmaterials bestimmt werden. Bevorzugt wird sie auf 150 bis 300°C, und mehr bevorzugt auf 170 bis 280°C eingestellt.
Das Umwandlungsverhältnis und die Zusammensetzung des Ausgangsmaterials und die Reaktionsprodukte in dem Reaktor können durch Analyse des Reaktionssystems bestimmt werden. Alternativ kann dies leicht durch ein übliches Berechnungsverfahren bestimmt werden, d. h. durch die Berechnung der Stoffbilanz und der Wärmebilanz, wenn das Gas/Flüssig-Gleichgewicht, die chemische Reaktionsrate und die physikochemischen Phänomene in dem Reaktor berücksichtigt werden. Das Probenziehen bei dem Reaktionssystem kann durch Probendüsen durchgeführt werden, die an Positionen in der vertikalen Richtung des Reaktors vorgesehen sind. Wenn der Reaktor mehrere Festbetten in Serie aufweist, kann das Probenziehen durch eine Düse vorgenommen werden, die an einer Transportlinie zwischen den Festbetten vorgesehen ist. Ein Alkohol, Kohlenwasserstoff, ein Fettsäureester, Glycerid, eine Fettsäure und Kohlenmonoxid in dem Reaktionssystem können durch Gaschromatographie analysiert werden, während ein Aldehyd durch ein Verfahren entsprechend JIS K 1525-1960 (der Ausdruck "JIS", wie er hierin verwendet wird, bedeutet Japanese Industrial Standard) oder auf eine Art, wie es beispielsweise in A. S. Henick et al. J. Am. Oil Chemists Socy., Bd. 31, 88 (1954) und Shinji Mitsunaga et al. Oil Chemistry, Bd. 7, (5), 275 (1958) beschrieben ist, analysiert wird. In bezug auf das Berechnungsverfahren wird beispielsweise auf Shigeo Got, AIChE Journal, Bd. 21, Nr. 4, S. 706 (1975); ibid, S. 714; und Giorgio Soave, Chemcial Engineering Science, Bd. 27, S. 1197-1203 (1972) verwiesen.
Das Kühlen erfolgt so, daß der Unterschied zwischen der maximalen Temperatur des Reaktors, bei dem das Umwandlungsverhältnis etwa 60% oder weniger ist, (T1) und der minimalen Temperatur des Bereiches, bei dem das Umwandlungsverhältnis 60% übersteigt (T2), zumindest 10°C, vorzugsweise zumindest 20°C und mehr bevorzugt zumindest 30°C ausmacht, wobei T1 größer ist als T2.
Das Kühlen wird ebenfalls durchgeführt, um dafür zu sorgen, daß die minimale Temperatur des Bereiches mit dem Umwandlungsverhältnis von etwa 60% oder weniger höher ist als die minimale Temperatur des Bereiches mit dem Umwandlungsverhältnis von mehr als etwa 60%. Der Unterschied zwischen der minimalen Temperatur des Bereiches mit dem Umwandlungsverhältnis von etwa 60% oder weniger und der minimalen Temperatur des Bereiches mit dem Umwandlungsverhältnis von mehr als etwa 60% wird vorzugsweise auf wenigstens 5°C, mehr bevorzugt auf 10°C, und weiterhin bevorzugt 20°C und noch mehr bevorzugt 40°C eingestellt. Wenn die katalytische Aktivität abnimmt, sind größere Unterschied zwischen der minimalen Temperatur des Bereiches mit dem Umwandlungsverhältnis von mehr als etwa 60% und der maximalen und minimalen Temperatur des Bereiches mit dem Umwandlungsverhältnis von etwa 60% oder weniger mehr vorteilhaft.
Diese Temperaturkontrolle ermöglicht, die Temperatur in dem Bereich mit dem Umwandlungsverhältnis von etwa 60% oder weniger zu erhöhen, wenn die katalytische Aktivität abnimmt, wodurch das definitive Umwandlungsverhältnis beibehalten wird, ohne daß die Menge an Nebenprodukten erhöht wird. Somit kann ein Alkohol mit hoher Qualität kontinuierlich über eine lange Zeitspanne durch das Verfahren hergestellt werden.
Die Temperatur an dem Eingang des Reaktors kann frei bestimmt werden, um so das definitive Umwandlungsverhältnis zu erreichen.
Bei dem Verfahren werden das Ausgangsmaterial und Wasserstoff in den Festbettreaktor so eingegeben, daß ein molares Verhältnis von Wasserstoff zu der Fettsäuregruppe des Ausgangsmaterials von etwa 5 : 1 bis etwa 500 : 1, vorzugsweise etwa 10 : 1 bis etwa 200 : 1, mehr bevorzugt von etwa 15 : 1 bis etwa 100 : 1 resultiert.
Obwohl die Fließrate des Ausgangsmaterials in dem Verfahren in Abhängigkeit von der Art und Aktivität des verwendeten Hydrierungskatalysators, der Reaktionstemperatur, des molaren Verhältnisses von Wasserstoff zu der Fettsäuregruppe des Ausgangsmaterials und der Art des Ausgangsmaterials, kann sie kontrolliert werden, um so ein Volumenverhältnis zu dem Reaktor pro Stunde (flüssige, stündliche Raumgeschwindigkeit, nachfolgend mit LHSV abgekürzt) von etwa 0,05 bis 20 l/h, vorzugsweise etwa 0,1 bis 10 l/h und mehr bevorzugt etwa 0,2 bis 5 l/h zu erhalten.
Der Ausgangsfettsäureester ist ein geradkettiger oder verzweigter und gesättigter oder ungesättigter Fettsäureester, der einen oder mehrere Alkoholreste mit einem oder mehreren Kohlenstoffatomen enthält. Weiterhin können alicyclische Carbonsäureester und aromatische Carbonsäureester dafür verwendet werden.
Beispiele des zuvor genannten Alkoholrestes umfassen Reste von geradkettigen oder verzweigtkettigen Alkoholen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, beispielsweise Methanol, Ethanol, 1-Propanol, 2-Propanol, 1-Butanol, 2-Butanol, 2-Ethylhexanol, 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol, Ethylenglykol, Propylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, 1,10-Decandiol, Cyclohexanol, Benzylalkohol, Diethylenglykol, Glycerin und Trimethylolpropan.
Die oben genannten Fettsäureester und Carbonsäureester sind nicht besonders beschränkt. Beispiele davon umfassen Formiate, Acetate, Caproate, Caprate, Undecenoate, Laurate, Myristate, Palmitate, Stearate, Isostearate, Oleate, Oxalate, Maleate, Adipate, Sebacinsäureester, Cyclohexancarboxylate, Benzoate und Phthalate.
Beispiele des Fettsäuretriglycerids als Ausgangsmaterial umfassen Kokosnußöl, Palmöl, Palmkernöl, Sojabohnenöl, Rapssamenöl, Baumwollsamenöl, Olivenöl, Rindertalg und Fischöl.
Als Ausgangsfettsäure können solche erwähnt werden, die die vorgenannten Fettsäureester und Fettsäuretriglyceride bilden.
Unter diesen Ausgangsmaterialien wird Fettsäuremethylester in großem Umfang verwendet.
Weiterhin können die Fettsäureester oder Fettsäuren beispielsweise durch Destillation in Fraktionen getrennt werden. Es kann auch mit dem Fettsäureester, Fettsäuretriglycerid oder der Fettsäure als Ausgangsmaterial eine Vorbehandlung vor der Hydrierung durchgeführt werden, um so die darin enthaltenen Verunreinigungen zu eliminieren. Beispielsweise können Schwefel, Stickstoff, Phosphor und Halogene aus dem Ausgangsmaterial eliminiert werden, wenn ein Schutzreaktor verwendet wird, der mit einem Katalysator zur Entfernung von Verunreinigungen gepackt wird, oder eine Destillation, Extraktion oder eine Kombination dieser Vorgehensweisen angewandt wird.
Der Katalysator, der bei dem Verfahren nützlich ist, kann ein bekannter, allgemein bei der Hydrierung verwendeter Katalysator sein, beispielsweise ein Cu-Cr-Katalysator, wie er beispielsweise in Industrial and Engineering Chemistry, Bd. 26, S. 878 (1936) offenbart ist; ein Cu-Zn-Katalysator, der beispielsweise in JP-A-63-141937, JP-A-2-36135 und JP-A-2-157044 offenbart ist; ein Cu-Fe-Al-Katalysator, wie er beispielsweise in JP-B-58-50775 offenbart ist (der Ausdruck "JP-B", wie er hierin verwendet wird, bedeutet geprüfte japanische Patentveröffentlichung); und ein Cu-Zn-Ti-Katalysator, wie er beispielsweise in JP-A-1-305042 offenbart ist. Der Katalysator liegt entweder in der Form von Körnchen oder in der Form von Tabletten vor, die zum Packen in den Festbettreaktor geeignet sind.
Der Gehalt an Kohlenwasserstoffnebenprodukten in dem erhaltenen Fettalkohol ist 0,5 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise 0,3% oder weniger und mehr bevorzugt 0,1% oder weniger.
Dies ist möglich, weil die Bildung der Kohlenwasserstoffnebenprodukte durch die genaue Einstellung des Herstellungsverhältnisses des Alkohols, der Reaktionstemperatur und des Druckes gesteuert werden kann.
Der Gehalt von Aldehydnebenprodukten in dem erhaltenen Fettalkohol ist 30 ppm oder weniger, vorzugsweise 10 ppm oder weniger und mehr bevorzugt 3 ppm oder weniger. Dies kommt daher, weil diese Aldehyde in die entsprechenden Alkohole umgewandelt werden, wenn sie in der Gegenwart eines Hydrierungskatalysators unter einer Wasserstoffatmosphäre bei niedriger Temperatur zur Reaktion gebracht werden.
Weiterhin ist es möglich, den Gehalt an Kohlenmonoxid zu erniedrigen, das in dem überschüssigen Wasserstoff in dem Reaktor enthalten ist. Dieses Kohlenmonoxid übt keine Wirkung auf die Qualitäten des Alkohols aus. Wenn der überschüssige Wasserstoff, der Kohlenmonoxid enthält, wiedergewonnen und wiederverwendet wird, reagiert jedoch Kohlenmonoxid als Gift für den verwendeten Hydrierungskatalysator, und somit wird die katalytische Aktivität verschlechtert. Dieses Phänomen stellt insbesondere für einen Festbettreaktor ein ernsthaftes Problem dar. Das oben erwähnte Kohlenmonoxid kann in Methanol bei der Reaktion in der Gegenwart eines Hydrierungskatalysators unter Wasserstoffatmosphäre bei einer niedrigen Temperatur umgewandelt werden. Somit kann der Kohlenmonoxidgehalt in überschüssigem Wasserstoff von dem Reaktor auf 1000 ppm oder weniger, vorzugsweise 200 ppm oder weniger und am meisten bevorzugt 10 ppm oder weniger durch Kontrollieren der Temperatur, wie oben beschrieben, reduziert werden.
Diese Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele näher erläutert.
Die Fettsäureester, Fettsäuretriglyceride und Fettsäuren, die bei diesen Beispielen verwendet werden, sind nicht destilliert.
Beispiele 1 und 2 und Vergleichsbeispiele 1 und 2
Ein Reaktor (Innendurchmesser: 25 mm; Höhe: 2.000 mm) wurde mit 500 cm3 von kommerziell erhältlichen Cu-Cr-Katalysatorpellets (Durchmesser: 3 mm) (N202D, hergestellt von NIKKI CHEMICAL CO., Ltd.) gepackt. Nach der Aktivierung des Katalysators durch Reduktion wurde Kokosnußölmethylester kontinuierlich zusammen mit Wasserstoff bei 230 bar in herabfließendem Fluß hineingeführt, wodurch eine Reaktion bewirkt wurde.
Kühlwasserstoff wurde in den Reaktor an den Punkten von 1/4 und 2/4 von der Spitze eingeführt, um so die Temperatur in dem Reaktor und die Auslaßtemperatur zu kontrollieren.
Bei den Vergleichsbeispielen wurde das Verfahren unter annähernd isothermen Bedingungen durchgeführt.
Tabelle 1 zeigt die Reaktionsbedingungen und die analytischen Daten des in jedem einzelnen Fall erhaltenen Produktes.
Tabelle 1
Das Umwandlungsverhältnis (%) wurde entsprechend der folgenden Gleichung berechnet:
(1 - SV/SVo) × 100,
worin SV den Verseifungswert des Reaktionsproduktes bedeutet und worin SVo den Verseifungswert des Ausgangsmaterials darstellt.
Die analytischen Daten des Ausgangskokosnußölmethylesters waren wie folgt:
Verseifungswert: 255
Säurewert: 0,1
Hydroxylwert: 0,1
Wie Tabelle 1 zeigt, waren die Mengen an den Nebenprodukten gemäß den Beispielen 1 und 2 extrem gering, während offensichtlich größere Mengen an Nebenprodukten in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 gebildet wurden.
Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 3
Unter Verwendung des gleichen Reaktors und des gleichen Katalysators wie bei den Beispielen 1 und 2 wurde Kokosnußöltriglycerid kontinuierlich zusammen mit Wasserstoff bei 230 bar in herabfließendem Fluß hineingeführt, um dadurch eine katalytische Reduktion zu bewirken.
Bei dem Vergleichsbeispiel 3 wurde das Verfahren unter annähernd isothermen Bedingungen durchgeführt.
Tabelle 2 zeigt die Reaktionsbedingungen und die analytischen Daten des in einem jeden Fall erhaltenen Produktes.
Das Reaktionsverhältnis wurde auf gleiche Weise wie bei den Beispielen 1 und 2 definiert.
Tabelle 2
Die analytischen Daten des Ausgangskokosnußöltriglycerids waren wie folgt:
Verseifungswert: 245
Säurewert: 0,1
Hydroxylwert: 0,1
Wie Tabelle 2 zeigt, waren die Mengen an den Nebenprodukten gemäß Beispiel 3 sehr gering, während hauptsächlich größere Mengen an Kohlenwasserstoffen und Aldehyden in dem Vergleichsbeispiel 3 gebildet worden sind.
Beispiel 4 und Vergleichsbeispiel 4
Unter Verwendung des gleichen Reaktors und des gleichen Katalysators wie bei den Beispielen 1, 2 und 3 wurde eine Kokosnußölfettsäure kontinuierlich zusammen mit Wasserstoff bei 230 bar in herabfließendem Fluß hineingeführt, um dadurch eine katalytische Reduktion zu bewirken.
In dem Vergleichsbeispiel 4 wurde das Verfahren unter annähernd isothermen Bedingungen durchgeführt.
Tabelle 3 zeigt die Reaktionsbedingungen und die analytischen Daten des in einem jeden Fall erhaltenen Produktes.
Das Umwandlungsverhältnis (%) wurde wie folgt definiert:
(1 - AV/AVo) × 100,
worin AV den Säurewert des Reaktionsproduktes bedeutet und worin AVo den Säurewert des Ausgangsmaterials bedeutet.
Tabelle 3
Die analytischen Daten der Ausgangskokosnußölfettsäure waren wie folgt:
Säurewert: 265
Jodwert: 8,5
Wie Tabelle 3 zeigt, waren die Mengen an den Nebenprodukten gemäß Beispiel 4 extrem gering, während offensichtlich höhere Mengen an Nebenprodukten in dem Vergleichsbeispiel 4 gebildet wurden.
Ein Alkohol, der extrem hohe Qualitäten und eine hohe Reinheit aufweist und der nur wenig Kohlenwasserstoff- und Aldehydnebenprodukte enthält, kann unter Verwendung eines Festbettreaktors entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden.
Weiterhin macht es das erfindungsgemäße Verfahren möglich, eine Nachbehandlung zur Entfernung von Nebenprodukten zu vermeiden.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung eines Alkohols durch kontinuierliche Hydrierung eines Fettsäureesters, eines Fettsäuretriglycerids oder einer Fettsäure mit Wasserstoff in einem Festbettreaktor mit einem Hydrierungskatalysator bei 20 bis 300 bar und einem molaren Verhältnis von Wasserstoff zu der Fettsäuregruppe des Ausgangsmaterials von 5 : bis 500 : 1, wobei das Ausgangsmaterial und der Wasserstoff durch den Hydrierungskatalysator in paralleler, herabfließender Flußrichtung geleitet werden und anschließend der Alkohol gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor mit zumindest einer Kühleinrichtung zum Kühlen des Reaktionssystemes an einer Position in der vertikalen Richtung vorgesehen ist, mit der die Temperatur des Bereiches in diesem Reaktor, bei dem das Umwandlungsverhältnis des Ausgangsmaterials etwa 60% übersteigt, auf 100 bis 220°C gesteuert wird, mit dem Vorbehalt, daß die maximale Temperatur des Bereiches in dem Reaktor, bei dem das Umwandlungsverhältnis des Ausgangsmaterials etwa 60% oder weniger ist, zumindest 10°C höher ist als die minimale Temperatur des Bereiches in dem Reaktor, bei dem das Umwandlungsverhältnis 60% übersteigt, und daß die minimale Temperatur des Bereiches, bei dem ein Umwandlungsverhältnis des Ausgangsmaterials 60% oder weniger ist, höher ist als die minimale Temperatur des Bereiches, bei dem das Umwandlungsverhältnis des Ausgangsmaterials 60% übersteigt, so daß der Gehalt an Kohlenwasserstoffnebenprodukten bei etwa 0,5 Gew.-% oder weniger und der Gehalt an Aldehydnebenprodukten 30 ppm oder weniger in dem gewonnenen Alkohol ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Bereiches, bei dem das Umwandlungsverhältnis des Ausgangsmaterials 60% übersteigt, auf 100 bis 190°C gesteuert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Bereiches, bei dem ein Umwandlungsverhältnis des Ausgangsmaterials 60% übersteigt, auf 100 bis 160°C gesteuert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die minimale Temperatur des Bereiches, bei dem das Umwandlungsverhältnis des Ausgangsmaterials bei 60% oder weniger liegt, zumindest 10°C höher ist als die minimale Temperatur des Bereiches, bei dem das Umwandlungsverhältnis des Ausgangsmaterials 60% übersteigt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die minimale Temperatur des Bereiches, bei dem das Umwandlungsverhältnis des Ausgangsmaterials bei 60% oder weniger liegt, wenigstens 20°C höher ist als die minimale Temperatur des Bereiches, bei dem das Umwandlungsverhältnis des Ausgangsmaterials 60% übersteigt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial ein Fettsäuremethylester verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Kohlenwasserstoffnebenprodukten in dem gewonnenen Alkohol bei etwa 0,3 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise 0,1 Gew.-% oder weniger, liegt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Aldehydnebenprodukten in dem gewonnenen Alkohol 10 ppm oder weniger, vorzugsweise 3 ppm oder weniger, ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Hydrierungskatalysator ein Cu- Zn-Ti-Katalysator verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Hydrierungskatalysator ein Cu- Fe-Al-Katalysator verwendet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Hydrierungskatalysator ein Cu- Cr-Katalysator verwendet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Kohlenmonoxid in dem überschüssigen Wasserstoffgas aus dem Reaktor 1.000 ppm oder weniger ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Kohlenmonoxid in dem überschüssigen Wasserstoffgas aus dem Reaktor bei 200 ppm oder weniger, vorzugsweise bei 10 ppm oder weniger, liegt.
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