DE722731C - Verfahren zur Herstellung von Butadien - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Butadien

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DE722731C
DE722731C DEI57890D DEI0057890D DE722731C DE 722731 C DE722731 C DE 722731C DE I57890 D DEI57890 D DE I57890D DE I0057890 D DEI0057890 D DE I0057890D DE 722731 C DE722731 C DE 722731C
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DE
Germany
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monovinylacetylene
butadiene
amalgam
amalgams
hydrogen
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Expired
Application number
DEI57890D
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English (en)
Inventor
Dr Karl Ackermann
Dr Erwin Lehrer
Dr Robert Stadler
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IG Farbenindustrie AG
Original Assignee
IG Farbenindustrie AG
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/02Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by hydrogenation
    • C07C5/08Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by hydrogenation of carbon-to-carbon triple bonds
    • C07C5/09Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by hydrogenation of carbon-to-carbon triple bonds to carbon-to-carbon double bonds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

  • Verfahren zur Herstellung von Butadien Es ist bekannt, Verbindungen mit dreifacher Kohlenstoffbindung mit Hilfe von naszierendem Wasserstoff zu hydrieren. So hat man Methylbutinol und seine Homologen durch naszierenden Wasserstoff, wie er beispielsweise bei der Einwirkung von Natrium auf Alkohol entsteht, in die entsprechenden Butenole übergeführt. Auch mit Natriumamalgam hat man bereits eine dreifach ungesättigte Verbindung, die Diacetylendicarbonsäure, hydriert, wobei mindestens eine der beiden dreifachen Bindungen vollständig durchhydriert wird. Man hat auch bereits vorgeschlagen, Monovinylacetylen durch Behandlung mit verkupfertem Zinkstaub und Wasser in Butadien überzuführen. Eine technische Bedeutung hat dieses Verfahren jedoch nicht erlangt, weil die Rückgewinnung des Zinks und die Abtrennung des Kupfers besondere Maßnahmen erforderlich machen. Es wurde nun gefunden, daß man in technisch einfacher und besonders wirtschaftlicher Weise Butadien durch partielle Hydrierung von Monovinylacetylen mit naszierendem Wasserstoff erhält, wenn man Monovinylacetylen mit Amalgamen der Alkalimetalle in Gegenwart von Stoffen behandelt, die mit den Amalgamen naszierenden Wasserstoff bilden. Dies ist überraschend, da es unter den gleichen Bedingungen praktisch nicht gelingt, Acetylen in Äthylen überzuführen, und da auch, wie eingangs erwähnt, in anderen Verbindungen der Acetylenreihe die dreifache Bindung bei der Einwirkung von Natriumamalgam vollständig hydriert wird.
  • Als Stoffe, die mit Amalgamen Wasserstoff entwickeln, sind neben Wasser vor allem Alkohole, wie auch Gemische von Wasser und Alkoholen geeignet. Die Verwendung von Alkoholen hat den Vorteil, daß die Flüssigkeit ein höheres Lösungsvermögen für Monoviny lacetylen besitzt. Das. Verfahren kann bei normaler oder erhöhter Temperatur und bei beliebigem Druck ausgeführt werden. So kann man beispielsweise in einem Rührgefäß das Amalgam mit Wasser zusammenbringen und gasförmiges _Monovinylacetylen einleiten. :Ulan kann auch gasförmiges Monovinylacetylen zusammen mit Wasserdampf bei erhöhter Temperatur durch oder über wasserfreies Amalgam leiten. Durch Änderung der Wasserdampfmenge kann man dabei die Menge :des sich entwickelnden Wasserstoffs und damit die Geschwindigkeit der Umsetzung in jeder gewünschten Weise beeinflussen. Auch kann man flüssiges Amalgam und eine Flüssigkeit, die Monov inylacetylen gelöst enthält und mit Amalgamen Wasserstoff entwickelt, z. B. einen Alkohol, im Gegenstrom aufeinander zur Einwirkung bringen.
  • Die Wirksamkeit der Amalgame der einzelnen Alkalimetalle ist unterschiedlich. Das Natriumamalgam wirkt am langsamsten, das Kaliumamalgam wirkt wesentlich schneller, und das Rubidiumamalgarn zeigt besonders große Hydrierwirkung. Überraschenderweise läßt sich die Wirkung erhöhen durch Verwendung gemischter Alkaliumamalgame, z. B.
  • atrium-Kalium-Amalgam. SolcheAmalgame 1 können auch höher mit Alkalimetall beladen werden als die einfachen Alkaliamalgame, ohne daß sie fest werden.
  • Die Wirkung der Amalgame läßt sich auch durch Zusätze anderer Metalle beeinflussen. Ein Zusatz von Thallium wirkt beschleunigend. Auch durch Zusätze von Elektrolyten, wie Kaliumphosphat, Kochsalz oder Chromsalze, zur Reaktionsflüssigkeit oder durch Zusätze von Gasen zum Monovinylacetylen kann man die Umsetzung beeinflussen. So wird durch Zugabe von io% Kohlendioxyd zum gasförmigen Monovinylacetylen die Hydrierungsgeschwindigkeit auf mehr als das Doppelte gesteigert. Das Alkaliamalgam zersetzt sich bei der Reaktion beispielsweise unter der Einwirkung des Wassers in metallisches Quecksilber, Wasserstoff und Alkalilauge, die praktisch rein bleibt und daher nutzbringend verwendet werden kann. Das abgeschiedene Quecksilber kann mit frischem Alkalimetall legiert werden. Man kann auch das bei der Alkalielektrolyse direkt erhältliche Amalgam verwenden.
  • Das vorliegende Verfahren hat vor dem eingangs erwähnten bekannten Verfahren der partiellen Hydrierung des Monovinylacetylens mit Hilfe von verkupfertem Zinkstaub und Wasser den Vorteil, daß es sich mühelos zusammen mit der großtechnisch betriebenen Herstellung von Alkalilauge und Chlor durch Chloralkalielektrolyse verbinden läßt und daher nicht besondere Vorrichtungen erforderlich macht, die zur Rückgewinnung des Zinks und Kupfers beim bekannten Verfahren notwendig sind. Der bei der Alkalilaugeherstellung durch Elektrolyse üblicherweise bei der Zersetzung des Alkaliamalgams frei gemachte Wasserstoff wird durch die Erfindung zur Herstellung des Butadiens ganz unmittelbar nutzbar gemacht. Man erhält hierbei auch neben 1, 3-Butadien das sonste schwer zugängliche Methylallen (i, 2-Buta= dien), das durch partielle Hydrierung von Monovinvlacetvlen mit Zinkstaub nicht entsteht. Beispiel i In einem Rührgefäß werden 91 gasförmiges Monovinylacetylen, das im Kreislauf geführt wird, mit i5oo g 20%igem Kaliumamalgam und Wasser bei gewöhnlicher Temperatur behandelt. ZTach i Stunde zeigt eine Probe des Gases einen Gehalt von 1n.70,/0 Butadien. Nach Behandeln während einer weiteren Stunde bei 55° besitzt das Gas die folgende Zusammensetzung: Monovinylacetvlen 32,8%, 1,3-Butadien d.80/0, 1,2-Butadien 8"50/" Sauerstoff 0,d.0/0, Wasserstoff 8,7/" Methan und Homologe 0,o0/0, Stickstoff 1,711/0.
  • Nach 2stündiger Behandlungsdauer werden aus 91 des im Kreislauf geführten Monovinylacetvlens io 1 Endgas erhalten. Die Strömungsgeschwindigkeit beträgt 11 bis 12 1 in der Stunde.
  • Das Gas wird sodann verflüssigt und fraktioniert destilliert. Bei -q. bis -3° wird praktisch reines I, 3-Butadien erhalten, das sich in bekannter Weise zu Kautschuk polymerisieren läßt. Beispiel a In einem Schüttelgefäß werden i3oo g Rubidiumamalgam mit etwa 1,5% Rubidium und a.00 ccm Wasser mit 2,51 gasförmigem Monovinylacetylen 5 Minuten lang bei 2o° kräftig geschüttelt. Es werden dabei 3o,80% des Monovinylacetylens in Butadien übergeführt.
  • Bei Verwendung von i2oo g Kalium-Thallium-Amalgam mit etwa i % Kalium und 1o0% Thallium werden unter sonst gleichen Bedingungen 590% des Monovinylacetylens in Buta@dien übergeführt. , Beispiel 3 In einem Elektrolysiergefäß mit 5,5 kg Quecksilber mit einem Gehalt von io% Thallium wird fortlaufend 200%ige Kalilauge elektrolysiert. Das dabei gebildete Amalgam wird im Kreislauf durch ein Gefäß, in dem es in innige Berührung mit Wasser und Monovinylacetylen gebracht wird, und dann wieder in das Elektrolysiergefäß gepumpt. Die entstandene Kalilauge wird fortlaufend oder zeitweilig durch frisches Wasser ersetzt. Bei einem einmaligen Durchgang von 18 1-Std. Monovinylacetylen werden so bis zu 42,0/0 i, 3-Butadien und etwa 80/0 i, 2-Butadien oder Methylallen neben weniger als 2% freiem Wasserstoff erhalten. Paraffinkohlenwasserstoffe sind im Gas nicht nachzuweisen. In gleicher Weise kann man ein Monovinylacetylen verwenden, das etwa 4 bis 5 °% Acetaldehyd und einige Prozent Diacetylen enthält, so wie es bei der Behandlung eines Lichtbogenacetylens mit einem Gehalt von etwa 9o % Acetylen und etwa 4% Diacetylen mit einer Lösung von Kupferchlorür und Chlorammonium in bekannter Weise erhalten wird. Wenn etwa 4o0% dieses Monovinylacetylens in Butadien umgewandelt sind, so ist auch das vorhandene Diacetylen reduziert und praktisch nicht mehr nachweisbar. Auch der in dem Monovinylacetylen enthaltene Acetaldehyd stört die Reaktion nicht. Er wird quantitativ in Äthylalkohol übergeführt. Beispiel 4 In einem Elektrolyseur, der dauernd von Ouecksilber durchflossen wird, wird mit 5oo Ampere bei einer Stromdichte von 25 Ampere/dm2 fortlaufend Natronlauge oder Kochsalzlösung elektrolysiert. Das dabei gebildete Amalgam mit etwa o,i °% Natrium wird im Kreislauf durch einen horizontal liegenden Zersetzer von etwa 41 Inhalt geführt, der bei etwa 45° und etwa 6 Atm. arbeitet. In ihm läuft ein ebenfalls horizontal liegender, etwas exzentrisch gelagerter Intensivrührer. Durch den Zersetzer fließen im Gegenstrom zu dem Quecksilber flüssiges Monovinylacetylen und Wasser. Die Menge des Monovinylacetylens beträgt 55o g in der Stunde. Die Umsetzungserzeugnisse werden zusammen mit dem nicht umgesetzten Monovinylacetylen in einem Absitzgefäß von der gebildeten Lauge getrennt. Aus diesem Gefäß werden in der Stunde abgezogen: etwa i io g Monovinylacetylen, 360 g i, 3-Butadien und 9o g i, 2-Butadien.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Butadien durch partielle Hydrierung von Monovinylacetylen mit naszierendem Wasserstoff, dadurch gekennzeichnet, daß man Monovinylacetylen mit Amalgamen der Alkalimetalle in Gegenwart von Stoffen, die mit den Amalgamen naszierenden Wasserstoff bilden, behandelt.
  2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Amalgam, zur Reaktionsflüssigkeit und bzw. oder zum Monovinylacetylen Stoffe zusetzt, die die Geschwindigkeit der Hydrierung regeln.
DEI57890D 1937-05-04 1937-05-04 Verfahren zur Herstellung von Butadien Expired DE722731C (de)

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