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Verfahren zur Herstellung von Acetaldehyd Es ist bekannt, Acetaldehyd
derart herzustellen, daß Acetylen im Überschuß durch Quecksilbersalze enthaltende
Säuren geleitet wird. Hierbei findet eine Reaktion im Sinne der folgenden Gleichung
statt: C, H. + H. O = CH, CH0 -;- 37 Cal. -Nach der Erfindung
wird der Prozeß mit der Maßgabe durchgeführt, daß ein so großer Überschuß von Acetylen
angewendet wird, daß die beim Durchleiten des Acetylens durch die Reaktionsflüssigkeit
gebundene Verdampfungswärme größer ist als die Reaktionswärme, mit der Maßgabe,
daß die zur Aufrechterhaltung der Reaktionstemperatur erforderliche Wärme von außen
zugeführt wird.
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Im allgemeinen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, mindestens achtmal
so viel Acetylen durch die Reaktionsflüssigkeit zu leiten, als während des Durchgangs
gebunden wird. Man kann z. B. die 8 bis 12 fache Menge an Acetylen verwenden. Mit
besonderem Vorteil wird die Erfindung derart durchgeführt, daß zur Deckung des Wärmeverlustes,
welcher dadurch bedingt ist, daß durch die Verdampfungswärme des Wassers und des
gebildeten Acetaldehyds der Reaktionsflüssigkeit mehr Wärme entzogen wird, als die
Acetaldehydbildung zu liefern vermag, passende Mengen von Wasserdampf in die Reaktionsflüssigkeit
eingeleitet werden. Auf diese Weise gelingt es, wie gefunden wurde, in einfachster
Weise die Temperatur konstant auf gewünschter Höhe zu halten. Der in das Reaktionsgefäß
eingeführte Dampf dient dabei zugleich noch zum vollständigen oder teilweisen Ersatz
des durch Bindung und Verdampfung verbrauchten Wassers. Der Dampf kann als solcher
direkt in das Reaktionsgefäß eingeleitet werden. Man kann denselben aber auch zusammen
mit dem Acetylen einführen, z. B. derart, daß man das Acetylen durch einen Sättiger
leitet, welcher Wasser von bestimmter Temperatur enthält. Durch Regulierung der
Temperatur des Sättigers wird erreicht, daß das Acetylen sich mit einer bestimmten
Menge von Wasserdampf belädt, der auf diese Art der Reaktionsflüssigkeit zugeführt
wird. Da bei einem konstant großen Acetylenüberschuß auch die abgeführte Wärmemenge
konstant bleibt, genügt es, die Zufuhr von Dampf ein für allemal so zu bemessen,
daß die Temperatur #in dem Reaktionsgefäß auf der gewünschten Höhe bleibt. Die Steuerung
und Überwachung des Betriebes ist infolgedessen eine außerordentlich einfache.
Die
Einleitung des Acetylens in die Reaktionsflüssigkeit erfolgt vorteilhaft derart,
daß hierdurch eine kräftige Rührwirkung erzielt wird.
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Durch den großen Acetylenüberschuß wird ein rascher und störungsfreier
Reaktionsverlauf gewährleistet. Die Produktionsleistung einer Betriebseinheit ist
bei Anwendung des Verfahrens außerordentlich groß. Die Ausbeuten an Acetaldehyd
erreichen Werte von 98% und mehr. Die bei bekannten Verfahren vielfach in Erscheinung
tretende Abscheidung des Quecksilberkatalysators in Form eines nur schwierig zu
regenerierenden Schlammes findet bei vorliegendem Verfahren nicht statt.
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Wie einleitend erwähnt worden ist, sind bereits Verfahren zur Herstellung
von Acetaldehyd aus Acetylen bekannt, nach welchen Acetylen im Überschuß verwendet
wird. Nach diesen Verfahren könnte der Acetylenüberschuß, abgesehen von anderen
Verwendungszwecken, gegebenenfalls dazu benutzt werden, daß die Reaktionstemperatur
während des Prozesses unter dem Siedepunkt bleibt, aber höhere Temperaturen aufrechterhalten
werden. Zur Erreichung dieses Zieles wurde unter Umständen so gearbeitet, daß Reaktionswärme
und gebundene Verdampfungswärme sich ausgleichen. Selbst in solchen Fällen liegt
aber die verwendete Acetylenmenge wesentlich unter den für das vorliegende Verfahren
in Betracht kommenden Mengen.
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Es ist weiterhin auch schon ein Verfahren zur Herstellung von Acetaldehyd
aus Acetylen vorgeschlagen worden, bei welchem der Acetylenüberschuß ein Mehrfaches
der jeweils absorbierten Masse beträgt. Im Sinne vorliegender Erfindung kommt es
aber nicht darauf an, wie groß der Acetylenüberschuß zahlenmäßig ist, sondern darauf,
daß er so groß ist, daß er mehr Wärme aus dem Reaktionsgefäß wegführt, als die Reaktion
erzeugt. Dieses Kennzeichen beruht auf der Abhängigkeit der abgeführten Wärmemenge
von der Temperatur und dem Acetylenüberschuß in dem Sinne, daß bei einer bestimmten
Temperatur um so mehr Wärme abgeführt wird, je höher der Acetylenüberschuß ist.
Bei jeder Temperatur ergibt sich daraus eine Grenze des Acetylenüberschusses. Unter
dieser Grenze ist die Reaktionswärme größer als die abgeführte Wärmemenge; oberhalb
dieser Grenze ist die abgeführte Wärmemenge größer.
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Die Acetylenüberschüsse nach dem oben genannten Verfahren liegen alle
unterhalb dieser Grenze, was schon daraus hervorgeht, daß besondere Maßnahmen zur
Kühlung während der Reaktion vorgesehen sind. Bei dem vorliegenden Verfahren wird
demgegenüber zur Regelung der Reaktionstemperatur, insbesondere aus Gründen der
-müheloseren und besseren Durchführung, sowie zur Erzielung eines höheren Durchsatzes
der Acetylenüberschuß derart groß bemessen, daß nicht eine Erwärmung, sondern eine
Abkühlung eintritt, worauf die Reaktionstemperatur durch Wärmezufuhr von außen,
z. B. durch Zuführung von Dampf, auf der gewünschten Höhe gehalten wird. Beispiel
Durch 1o,6 kg 25°/°ige Schwefelsäure, welche 1,75 g Hg0 im Liter enthält, werden
bei 6o' 15 cbm Acetylen pro Stunde eingeleitet, welches zuvor eiri mitWasser von
55 'gefülltes Sättigungsgefäß passiert hat. > Die Menge der Reaktionsflüssigkeit
wird durch kontinuierliche Zugabe von Wasser von 6o0 konstant gehalten. Es werden
stündlich 18oo 1 Acetylen absorbiert. Die Temperatur im Reaktionsgefäß bleibt dauernd
unverändert. Die als Metall ausgeschiedene Quecksilbermenge wird durch Zufuhr einer
sauren Quecksilbersulfatlösung ersetzt, derart, daß der Quecksilbergehalt der Reaktionsflüssigkeit
etwa auf gleicher Höhe gehalten wird.
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Die Reaktionsflüssigkeit bleibt auch bei längerem Betrieb klar. Die
Ausbeute beträgt 990/0 der Theorie.