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Verfahren zur Herstellung von Acetaldehyd und Essigsäure In dem Patent
544 691 ist ein Verfahren zur Herstellung von Acetaldehyd und Essigsäure
angegeben, bei dem ein Acetylen, Wasserdampf und Sauerstoff enthaltendes Gemisch
finit Quecksilberdampf beladen und sodann über Quecksilberverbindungen oder Mischungen
dieser mit anderen Schwermetallsalzen oder anderen Stoffen bei erhöhter Temperatur
geleitet wird.
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Es hat sich nun gezeigt, daß man bei dem Verfahren des Patens 544
691 auch mit einem Katalysator arbeiten kann, der aus einem mit einer nicht flüchtigen
anorganischen Säure oder deren saurem Salz beladenen porösen Träger besteht. Als
poröse Träger kommen die für Katalysatoren üblichen, beispielsweise aktivierte Kohle,
Tonscherben, Bimsstein, Kieselgur, aktivierte Kieselsäure, poröse Glasmassen u.
a. m., in Frage. Geeignete nicht flüchtige anorganische Säuren sind z. B. Phosphorsäure,
Schwefelsäure, Phosphorwolframsäure, Wolframsäure usw. sowie deren sauren Salze.
Auch Chromsäure kommt als Katalysator in Frage. Man kann zu den Katalysatoren noch
Metallverbindungen, wie Metalloxyde, z. B. Aluminiumoxyd, Chromoxyd, Zinkoxyd, Eisenoxyd,
Quecksilberoxyd, Vanadinpentoxyd, Molybdänoxyd, oder auch Metallsalze, wie Chromphosphat,
Eisensulfat, Zinkphosphat, Aluminiumnitrat, Zinkacetat u. dgl., zusetzen und so
das Bildungsverhält_ nis zwischen Acetaldehyd und Essigsäure variieren.
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Man arbeitet beispielsweise so, daß man das Acetylen, Wasserdampf
und Sauerstoff enthaltende Gemisch vor dem Überleiten über den Katalysator an einer
geeigneten Stelle des Reaktionsraumes oder auch außerhalb dieses durch oder über
erhitztes Quecksilber führt. Das aus dem umgesetzten Gasgemisch in geeigneter Weise,
z. B. durch Abkühlen, abgeschiedene Quecksilber kann wieder für die Reaktion verwendet
werden. Es gelingt in der angegebenen Weise nicht nur, dem Katalysator eine praktisch
unbegrenzte Lebensdauer zu geben, sondern auch höhere Umsätze zu erzielen, so daß
selbst bei hoher Gasgeschwindigkeit das gesamte im Ausgangsgas vorhandene Acetylen
umgesetzt wird. Beispiel i Ein Gasgemisch, das 601, Acetylen, 84'/, Wasserstoff
und etwa io °/o Sauerstoff enthält und bei 70 bis 80° mit Wasserdampf gesättigt
wurde, wird bei 26o° durch metallisches Quecksilber und darauf bei der gleichen
Temperatur
über aktivierte Kohle geleitet. auf die auf, je Zoo ccm der, aktivierten Kohle eine
Lösung von ro ccm einer 66 %igen Phosphorsäure in 3o ccm Wasser aufgebracht würde.
Man erhält eine Ausbeute von 26 % Essigsäure und 43 0/0 Acetaldehyd, bezogen auf
die aus der angewandten Menge Acetylen sich errechnende Ausbeute. Setzt man zu der
mit Phosphorsäure getränkten aktivierten Kohle auf je Zoo ccm aktivierte Kohle die
nachstehend angegebenen Mengen Metalloxyd, so erzielt man folgende Ausbeuten: Bei
einem Zusatz von 2 g Zinkoxyd erhält man bei 26o° 36 0/0 Essigsäure und 40 0% Acetaldehyd,
2 g Eisenhydroxyd erhält man bei 26o' 33 % Essigsäure und 40 % Acetaldehyd, 0,5-g
Vanadinpentoxyd erhält man bei 230° 23 % Essigsäure und 5 1 % Acetaldehyd.
Die bei dem vorliegenden Verfahren angewandte Strömungsgeschwindigkeit des umzusetzenden
Gasgemisches kann etwa achtmal so groß sein als beim Arbeiten mit festen Quecksilberkatalysatoren
in Abwesenheit von Öuecksilberdampf; sie kann beispielsweise bei je Zoo ccm eines
der obengenannten Katalysatoren etwa 241 Gasgemisch pro Stunde betragen gegen 31
Gasgemisch bei einem aus Quecksilberphosphat bestehenden Katalysator unter sonst
gleichen Bedingungen, aber in Abwesenheit von Quecksilberdampf. Beispiel e Ein Gasgemisch,
das 6,8 0% Acetylen, 84,8
0/0 Wasserstoff und 8,4 % Sauerstoff enthält und
bei 7o bis 8o° mit Wasserdampf gesättigt wurde, wird bei 2oo° durch metallisches
Quecksilber und darauf bei der gleichen Tetnperatur über aktivierte Kohle geleitet,
die mit verdünnter Schwefelsäure getränkt wurde. Zur Tränkung von je 400 ccm aktivierter
Kohle wurde eine Lösung von 5 ccm 98 %iger Schwefelsäure in 6o ccm Wasser verwendet.
Man erhält eine Ausbeute von 15 % Essigsäure und 57 % Acetaldehyd, bezogen auf die
aus der angewandten Menge Acetylen sich errechnende Ausbeute.
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Das Gasgemisch wurde mit solcher Geschwindigkeit über den Katalysator
geleitet, daß in der Stunde über je 400 ccm des Katalysators 201 des Gasgemisches
strömten.