Verfahren zur synthetischen Gewinnung von Alkoholen aus Kohlenoxyd
und Wasserstoff enthaltenden Gasgemischen Zur Gewinnung von synthetischen Alkoholen
aus Kohlenoxyd und Wasserstoff enthaltenden Gasgemischen, insbesondere aus Wassergas,
wurde im Patent 902 ¢92 ein Kombinationsverfahren vorgeschlagen, bei dem zunächst
ein Teil des Gasgemisches mit Eisenkatalysatoren zu stark sauerstoffhaltigen und
olefinischen Syntheseprodukten umgesetzt wird. Diese Syntheseprodukte werden darauf
unter hohem Druck mit Wassergas behandelt. Hierbei ergeben sich Reaktionsgemische,
die vorwiegend Aldehyde und Alkohole enthalten. Daneben werden geringe oder höhere
Mengen von ätherartig gebundenen sauerstoffhaltigen Verbindungen gebildet. Durch
katalytische Anlagerung von Wasserstoff lassen sich diese Gemische in Endprodukte
überführen, die vorwiegend aus Alkoholen der verschiedensten Molekülgröße bestehen.Process for the synthetic production of alcohols from carbon monoxide
and gas mixtures containing hydrogen for the production of synthetic alcohols
from gas mixtures containing carbon oxide and hydrogen, in particular from water gas,
a combination process was proposed in the patent 902 [92] in which initially
part of the gas mixture with iron catalysts to be highly oxygenated and
olefinic synthesis products is implemented. These synthesis products are on it
treated with water gas under high pressure. This results in reaction mixtures
which mainly contain aldehydes and alcohols. In addition, there will be lower or higher
Amounts of ether-like bound oxygen-containing compounds are formed. By
catalytic addition of hydrogen converts these mixtures into end products
transfer, which mainly consist of alcohols of various molecular sizes.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die ätherartigen Produkte bisher
nicht restlos zur Alkoholbildung ausgenutzt werden konnten. Zum größten Teil bestehen
diese ätherartigen Verbindungen aus Acetalen, die sich mit Aldehyden aus im Gemisch
vorhandenen oder während der Reaktion entstehenden Alkoholen bilden. Acetale und
ähnliche Verbindungen zeigen weder eine Hydroxylzahl noch andere Kennzahlen, so
daß ihre Menge analytisch nicht ohne weiteres angegeben werden kann. Ihre Bildung
führt zu einer nicht
unerheblichen Verminderung der theoretisch
möglichen Alkoholausbeute.This method has the disadvantage that the ethereal products so far
could not be used completely for alcohol formation. For the most part exist
These ethereal compounds are made from acetals, which are mixed with aldehydes
form alcohols present or formed during the reaction. Acetals and
similar compounds show neither a hydroxyl number nor other indicators, see above
that their amount cannot easily be stated analytically. Your education
does not lead to one
insignificant reduction in theoretical
possible alcohol yield.
Es wurde gefunden, daß sich die Ausbeute an Alkoholen erhöhen läßt,
wenn man die Hydrierung der aus den Kohlenoxydhydrierungsprodukten durch katalytische
Wassergasanlagerung erhaltenen Reaktionsprodukte nicht mit Wasserstoff allein, sondern
hydratisierend in Gegenwart von ausreichenden Mengen Wasser durchführt. Hierbei
wird der primär durch Acetalaufspaltung neben dem Alkohol entstehende Aldehyd ebenfalls
durch Wasserstoff zum Alkohol reduziert, so daß man sowohl den Alkohol der Aldehydkomponente
als auch den der Alkoholkomponente als zusätzliche Alkoholmenge erhält.It has been found that the yield of alcohols can be increased
if one considers the hydrogenation of the caroxydrogenation products by catalytic
Reaction products obtained by the addition of water gas are not obtained with hydrogen alone, but
hydrating in the presence of sufficient amounts of water. Here
the aldehyde, which is primarily formed by splitting acetal, is also formed in addition to the alcohol
reduced by hydrogen to the alcohol, so that both the alcohol and the aldehyde component
as well as that of the alcohol component as an additional amount of alcohol.
Die erfindungsgemäß anzuwendende hydratisierende Hydrierung wird zweckmäßig
mit Nickel enthaltenden Katalysatoren durchgeführt. Am besten verwendet man Katalysatoren,
die aus Nickel und Magnesiumoxyd bestehen und als Trägerstoff Kieselgur enthalten.
Durch kurzzeitige Wasserstoffbehandlung bei annähernd 16o bis 18o° werden die in
den Reaktionsprodukten vorhandenen Acetale gespalten, wobei die in Freiheit gesetzten
Aldehyde zu Alkoholen aufhydriert werden.The hydrating hydrogenation to be used according to the invention is expedient
carried out with nickel-containing catalysts. It is best to use catalysts
which consist of nickel and magnesium oxide and contain kieselguhr as a carrier.
Brief hydrogen treatment at approximately 16o to 18o ° removes the in
split the acetals present in the reaction products, with those set free
Aldehydes are hydrogenated to alcohols.
Bei der abschließenden hydratisierenden Hydrierung der oxolierten
Kohlenoxydhydrierungsprodukte muß eine Wassermenge anwesend sein, welche die von
denaufzuspaltenden Ätherbindungen aufzunehmende Wassermenge möglichst übersteigt.
Diese Wassermenge wird vor der hydrierenden Behandlung zugesetzt; teilweise kann
sie aber auch von einer wäßrigen Katalysatorlösung geliefert werden, die bei der
Hochdruck-Wassergas-Anlagerung benutzt wird und deren Wassergehalt sich zu einem
geringen Teil in den Formylierungsprodukten löst. Beispiel Durch katalytische Wassergasumsetzung
an Eisenkatalysatoren wurden imZweistufenverfahren mit zwischen den Stufen in üblicher
Weise eingeschalteter Kohlensäurewäsche und Ölwäsche Kohlenoxydhydrierungsprodukte
gewonnen, aus denen man unter Weglassung der gasförmigen Kohlenwasserstoffe (Gasole),
dier wäßrigen Produkte und der Paraffinfraktion eine zwischen So bis 36o° siedende
Fraktion herausschnitt. Diese Fraktion besaß folgende Kennzahlen:
Dichte ..................... = 0,779
Brechungsindex . . . . . . . . n10 = 1,4178
D
Hydroxylzahl .. .. .. .. . OHZ =:2i2
Neutralisationszahl ...... NZ = 0,2
Esterzahl................ EZ = 12,3
Carbonylzahl . . . . . . . . . . . COZ = 21
Jodzahl.................. JZ = So
Von dieser Fraktion wurden 48oo ccm mit r5oo ccm einer Lösung vermischt, die bei
einer Wasserstoffionenkonzentration von pH=5,8/1 13,6 g Co als Co S 04 und 21 g
Mg O als Mg S 04 enthielt. Die Mischung wurde go Minuten bei 117 bis 188 kg/qcm
und 15o bis 16o° mit Wassergas behandelt, das 41 Volumprozent Kohlenoxyd und 5 i
Volumprozent Wasserstoff enthielt. Hierbei ergaben sich 4750 ccm eines Formylierungsproduktes,
das folgende Kennzahlen aufwies
Dichte.................... = o,812
Brechungsindex . . . . . . . . n ö = 44299
Hydroxylzahl .. .. . . .. . OHZ = Ioi
Carbonylzahl . . . . . .. . . . COZ = 51
Neutralisationszahl ...... NZ = o,8
Esterzahl ............... EZ = 14,8
Jodzahl.................. JZ = 2
Die vorstehenden Zahlenwerte zeigen, daß von der Carbonylzahl offenbar annähernd
5o0/9 analytisch nicht nachweisbar sind, denn auf Grund der Jodzahlabnahme von So
vor der Oxolierung auf :2 nach der Oxolierung, d. h. um etwa 48 Einheiten, hätte
die Carbonylzahl auf etwa den doppelten Wert, d. h. auf annähernd 1o2 ansteigen
müssen. Hieraus läßt sich erkennen, daß zwischen den entstandenen Aldehyden und
Alkoholen teilweise ätherartige Verbindungen gebildet sein müssen.During the subsequent hydrating hydrogenation of the oxolated carbohydrate hydrogenation products, an amount of water must be present which, if possible, exceeds the amount of water to be absorbed by the ether bonds to be broken down. This amount of water is added before the hydration treatment; but in some cases it can also be supplied by an aqueous catalyst solution which is used in the high-pressure water gas addition and the water content of which dissolves to a small extent in the formylation products. EXAMPLE By catalytic water gas conversion on iron catalysts in a two-stage process with carbonic acid washing and oil washing switched on in the usual way between the stages, carbohydrate hydrogenation products were obtained, from which, leaving out the gaseous hydrocarbons (gasols), the aqueous products and the paraffin fraction, a fraction boiling between 50 ° and 360 ° was cut out. This group had the following indicators: Density ..................... = 0.779
Refractive index. . . . . . . . n10 = 1.4178
D.
Hydroxyl number .. .. .. ... OHZ =: 2i2
Neutralization number ...... NZ = 0.2
Ester number ................ EZ = 12.3
Carbonyl number. . . . . . . . . . . COZ = 21
Iodine number .................. JZ = So
48oo ccm of this fraction were mixed with 500 ccm of a solution which, at a hydrogen ion concentration of pH 5.8 / 1, contained 13.6 g of Co as Co S 04 and 21 g of Mg O as Mg S 04. The mixture was treated with water gas containing 41 percent by volume of carbon oxide and 5 percent by volume of hydrogen at 117 to 188 kg / sq. This resulted in 4750 ccm of a formylation product which had the following key figures Density .................... = o, 812
Refractive index. . . . . . . . n ö = 44299
Hydroxyl number .. ... . ... OHZ = Ioi
Carbonyl number. . . . . ... . . COZ = 51
Neutralization number ...... NZ = o, 8
Ester number ............... EZ = 14.8
Iodine number .................. JZ = 2
The above numerical values show that approximately 50/9 of the carbonyl number cannot be detected analytically, because due to the decrease in iodine number from So before oxolation to: 2 after oxolation, i.e. by about 48 units, the carbonyl number would have doubled , ie have to rise to approximately 1o2. From this it can be seen that ethereal compounds must be formed between the aldehydes and alcohols formed.
Zur Freimachung dieser Alkoholmengen wurden die bei der katalytischen
Wassergasanlagerung (Oxolierung) erhaltenen Produkte mit 400 ccm Wasser vermischt
und mit 15o g eines Katalysators versetzt, der auf ioo Teile Ni-Metall i2 Teile
Magnesiumoxyd und 6o Teile Kieselgur enthielt. Die Reaktionsmischung wurde sodann
6o Minuten bei 15o kg/qcm und 16o° mit Wasserstoff behandelt.To release these amounts of alcohol, the catalytic
Water gas accumulation (oxolation) is mixed with 400 cc of water
and 150 g of a catalyst were added containing ioo parts of Ni-Metal i2 parts
It contained magnesium oxide and 60 parts of diatomite. The reaction mixture was then
Treated with hydrogen for 60 minutes at 150 kg / qcm and 160 °.
Hierbei ergab seich ein Endprodukt, dias folgernde Kennzahlen aufwies:
Dichte.. ................... = o,8o8
Brechungsindex ... .. ... nm = 1,4229
Hydroxylzahl . . . . . . . . . OHZ = 317
Carbonylzahl . . . . . . . . . . COZ = 2
Neutralisationszahl ...... NZ = i
Esterzahl ............... EZ = IS
Jodzahl................. JZ = o
Wenn man dieHydrierung in der bisher üblichen Weise ohne ausreichenden Wasserzusatz
durchführte, konnte eine Hydroxylzahl von nur 2g6 erreicht werden. Aus der Differenz-zwischen
den Hydroxylzahlen 317 und 296 ergibt sich, daß bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise
eine Mehrausbeute von mindestens 61/& Alkohole entstand.This resulted in an end product that had the following key figures: Density .. ................... = o, 8o8
Refractive index ... .. ... nm = 1.4229
Hydroxyl number. . . . . . . . . OHZ = 317
Carbonyl number. . . . . . . . . . COZ = 2
Neutralization number ...... NZ = i
Ester number ............... EZ = IS
Iodine number ................. JZ = o
If the hydrogenation was carried out in the usual manner without sufficient addition of water, a hydroxyl number of only 2g6 could be achieved. The difference between the hydroxyl numbers 317 and 296 shows that the procedure according to the invention resulted in a higher yield of at least 61% alcohols.