DE441433C

DE441433C - Verfahren zur Gewinnung organischer Verbindungen durch katalytische Gasreaktionen

Info

Publication number: DE441433C
Application number: DEB111228D
Authority: DE
Inventors: Dr Alwin Mittasch; Dr Mathias Pier; Dr Karl Winkler
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1923-09-27
Filing date: 1923-09-27
Publication date: 1927-03-07

Description

Verfahren zur Gewinnung organischer Verbindungen durch katalytische Gasreaktionen. Es ist bereits gezeigt worden, daß für die katalytische Hydrogenisation von Gasen und Dämpfen, insbesondere von Oxyden des Kohlenstoffs behufs Gewinnung organischer Verbindungen, die Oxyde des Zinks und Cadmiums für sich oder namentlich in Gemischen besonders wertvolle Katalysatoren sind.
Es wurde nun gefunden, daß man sowohl für die Hydrogenisation von Kohlenstoff@-oxyden als auch für andere katalytische Verfahren zur Gewinnung organischer Verbindungen mit besonderem Vorteil Kontaktmassen benutzen kann, die außer Zinkoxyd oder Cadmiumoxyd schwer reduzierbare Oxyde von mindestens zwei den höheren Gruppen des periodischen Systems, insbesondere der 5., 6. oder 7. Gruppe, angehörenden Metallen enthalten. Die in der Kontaktmasse vorhandenen derartigen Metalle können entweder der gleichen Gruppe oder zweckmäßiger verschiedenen Gruppen angehören; auch können noch weitere Stoffe, namentlich Alkaliverbindungen, zugegen sein. Oft empfiehlt es sich, das Zinkoxyd oder Cadmiumoxyd, die in der Regel den basischeren Bestandteil darstellen, in überwiegender Menge zu verwenden, doch können im allgemeinen die Mengenverhältnisse sehr weitgehend abgestuft werden.
Die genannten Kontaktmassen bieten in verschiedenster Weise Vorteile. Vor allem sind sie viel weniger empfindlich gegen Kontaktgifte, wie Schwefel-, Phosphor- und Arsenverbindungen, als die bisher bekannten Katalysatoren. Infolgedessen erfordern sie eine weniger sorgfältige Reinigung der zur Reaktion zu bringenden Gase und Dämpfe. Weiter haben sie den Vorteil, daß z. B. bei der Reduktion von Kohlenoxyden im allgemeinen einheitliche Produkte, nämlich praktisch ausschließlich Alkohole, nicht aber andere Verbindungen, wie Kohlenwasserstoffe, Ester, Säuren usw., die häufig unerwünscht sind, entstehen. Die in dem Patent 415 6$6 beanspruchten Kontaktmassen werden hier ausgenommen. Beispiel i.
Über eine gekörnte Kontaktmasse, die durch Erhitzen einer Mischung von i bis 2 Mol. Zinkoxyd, i Mol. Chromsäure und i Mol. Manganoxyd gewonnen wurde, wird bei 4.oo bis ¢2o° ein Gasgemisch von 7o Teilen Wasserstoff und 3o Teilen Kohlenoxyd unter Zoo Atm. Druck rasch geleitet. Die Abgase scheiden beim Kühlen große Mengenpraktisg-h reines Methanol ab. Durch Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit oder Erhöhung der Temperatur und insbesondere Beigabe von Alkaliverbindungen, namentlich Kalium-, Rubidium- oder Cäsiumhydroxyd, können auch höhere Alkohole und verschiedene andere sauerstoffhaltige Produkte erhalten werden. Beim Arbeiten im Kreislauf läßt sich das Kohlenoxyd vollständig in sauerstoffhaltige organische Verbindungen überführen.
Statt Ider Kontaktmasse aus Zinkoxyd,. Chromsäure und Manganoxyd lassen sich beispielsweise auch solche aus Zinkoxyd-Chromoxyd - Uranoxyd, Zinkoxyd-Chromoxyd - Vanadiumoxyd, Cadmiumoxyd - Chromoxyd-Wolframoxyd, Zinkoxyd - Manganoxyd - Vanadiumoxyd, Zinkoxyd-Vanadiumoxyd-Uranoxyd, Zinkoxyd-Cadmiumoxyd-Chromoxyd-Uranoxyd usw. verwenden. Man kann dabei auch noch Metalle wie Kupfer, Silber, Blei, Thallium als solche oder in Form ihrer Sauerstoffverbindungen zufügen. Ein Eisengehalt ist im all-' gemeinen zu vermeiden, wenn es sich um Gewinnung von Methanol handelt; auch wird in diesem Falle der Kohlenoxydgehalt zweckmäßig niedrig gehalten.
je nach der Zusammensetzung des Katalysators und den angewandten Arbeitsbedingungen können sehr verschiedene Produkte erhalten werden.
Beispiel 2.
Ein Gemisch von 35 Prozent Äthylen und 65 Prozent Wasserstoff wird bei 38o bis 4oo° über ein: Kontaktmasse geleitet, die aus 3 Mol. Zinkoxyd, 2 MOI. Chromoxyd und i Mol. Uranoxyd besteht. Das, Äthylen wird quantitativ in Äzthan übergeführt.
In ähnlicher Weise lassen sich andere ungesättigte Kohlenwasserstoff: hydrieren. Beispiel 3.
Man leitet ein Gemisch von Nitrohenzoidampf und überschüssigem Wasserstoff bei etwa 36o° über eine Kontaktmasse, die aus einem Gemisch von Zink-, Chrom- und Manganoxyd in molekularen Mengen besteht. Je nach der angewandten Strömungsgeschwindigkeit findet eine mehr oder weniger.- weitgehende Reduktion des Nitrobenzols zu Anilin statt.
Beispiel 4.
Über einen Katalysator,. der aus einem Gemisch der Oxyde von Zink, Vanadin und Mang;%n besteht, wird bei etwa 375° ein Gemisch von Toluoldampf und Luft geleitet. In der Vorlage sammeln sich neben unverändertem Toluol reichliche Mengen Benzoesäure und Benzaldehyd an. Das unveränderte Toluol kann von neuem der Oxydation unterworfen werden, und es gelingt auf diese Weise, .eine praktisch vollständige überführung des angewandten Toluols in die genannten Sauerstoffverbindungen zu erreichen.
Beispiel 5.
Ein Gemisch von 2 bis. 3 Volumteilen Luft und i Volumteil Methylalkoholdampf wird bei etwa 500° über eine Kontaktmass;: geleitet, die außer Cadmium noch Oxyde des Chroms und Mangans enthält. Der Methylalkohol wird hierbei praktisch quantitativ in Formaldehyd umgewandelt.
Beispiel b.
Ein Gemisch von etwa io bis, 15 Volumprozent Äthylalkoholdampf, 8o Prozent Kohlenoxyd, 3 Prozent Wasserstoff und 2 Prozent Stickstoff wird bei etwa ¢0o° und einem Druck von etwa 2ooAtm. über eine *Kontaktmasse geleitet, die aus einem Gemisch der Oxyde von Zink, Chrom und Mangan besteht. In der Vorlage scheidet sich beim Abkühlen eine Flüssigkeit ab, die neben"wienig unverändertem Äthylalkohol und Wasser hauptsächlich höhermolekulare Alkohole neben anderen sauerstoffhaltigen Verbindungen enthält. Es werden hierbei über 8o Prozent des angewandten Äthylalkohols in höhermolekulare, wasserstoffhaltige organische Verbindungen umgewandelt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Gewinnung organischer Verbindungen durch katalytische Gasreaktionen, insbesondere zur katalytischen Hydrogenisation. der Oxyde des, Kohlenstoffs, dadurch gekennzeichnet, daß man Kontaktmassen 'benützt, die außer den Oxyden des Zinks oder Cadmiums schwer reduzierbare Sauerstoffverbindungen von mindestens. zwei den höheren Gruppen des periodischen Systems artgehörenden Metallen enthalten.