DEST006300MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
Tag der Anmeldung: 24. April 1953 Bekanmtgennacht am 9. August 1956
DEUTSCHES PATENTAMT
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wiedergewinnung von Kobaltkatalysatoren,
die bei der sogenannten Oxoreaktion, d. h. der Umsetzung olefinischer Verbindungen
mit Kohlenmonoxyd und Wasserstoff, verwendet werden. ,
Die genannte Oxoreaktion besteht darin, daß in einer ersten Stufe die olefinische Verbindung in Gegenwart
eines Katalysators, der insbesondere Kobalt enthält, unter Zusatz der entsprechenden Mengen CO
und H2 zu einem Produkt umgesetzt wird, das hauptsächlich
aus Aldehyden besteht, die ι Kohlenstoffatom mehr als das eingesetzte Olefin enthalten. Dieses
Reaktionsgemisch wird in einer zweiten Verfahrensstufe von dem Oxokatalysator befreit und dann in
einer dritten Behandlungsstufe entweder zu den entsprechenden Alkoholen hydriert oder auch zu den
entsprechenden Säuren oxydiert. Diese Carbonylierungsreaktion ist besonders wichtig geworden zur
Herstellung wertvoller primärer Alkohole, die insbesondere als Zwischenprodukte für die Herstellung
von Weichmachern, Wasch- und Lösungsmitteln große Bedeutung haben. Für das Verfahren kommen nicht
nur Olefine, sondern auch andere organische Verbindungen in Frage, die mindestens eine nicht aromatische
Kohlenstoffdoppelbindung besitzen.
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Bei dem genannten dreistufigen Oxoverfahren ist
besonders die zweite Stufe, nämlich die Trennung des Kobaltkatalysators von den organischen Reak-
, . :tionsprodukten der ersten Stufe, mit Schwierigkeiten
verbunden. Der Kobaltkatalysator setzt sich unter
; ■; : :den Reaktionsbedingungen großenteils mit Kohlenmonoxyd
zu Metallcarbonyl um. Es besteht Grund zu der Annahme, daß dieses Carbonyl selbst die wirksame
Form des Katalysators ist. Dieser gelöste
ίο Katalysator muß vor der nachfolgenden Hydrierung
oder Oxydation in der dritten Stufe entfernt werden, da er sich sonst auf dem Hydrierungskatalysator
abscheiden und die Leitungen, Wärmeaustauscher usw. verstopfen würde.
Eine Möglichkeit zur Entfernung des Kobalts besteht in einer 'therriiischen Behandlung, bei der
das Produktgemisch, das aus Aldehyden mit wesentlichen Mengen an gelöstem Kobalt in Carbonylform
und ebenfalls öllöslichen Salzen, Komplexen und Verbindungen besteht, vorzugsweise in Gegenwart
eines Abstreifgases, bei etwa 150 bis 175 °, behandelt
wird. Der Zweck des inerten Abstreifgases, z. B. Wasserstoff, besteht dabei darin, den Teildruck des CO
zu vermindern.
Bei dieser Behandlung ist es nicht zu vermeiden, daß das angesammelte metallische Kobalt von Zeit
zu Zeit entfernt und Verstopfungen der Beschickungsleitungen und Wärmeübertragungsflächen beseitigt
werden müssen. Außerdem ist aber nach diesem Verfahren das lösliche Kobalt nicht vollständig aus
dem Aldehydprodukt zu entfernen. Man hat deshalb versucht, das Kobalt noch wirksamer zu entfernen
und hat dies auch bis auf weniger als 0,001 % erreicht, indem man das von der Oxostufe kommende verunreinigte
Aldehydprodukt nach Entgasung zwecks Entfernung des nicht umgesetzten und gelösten CO
und H2 mit verdünnten wäßrigen Lösungen solcher organischer ,Säuren behandelte, deren Kobaltsalze
wasserlöslich und ölunlöslich sind. Ein wesentlicher Vorteil dieser Säurebehandlung · besteht auch darin,
daß man bei'niedrigeren Temperaturen arbeiten kann als nach der vorher üblichen thermischen Kobaltbeseitigung
und daß die Kobaltrückgewinnung beträchtlich vereinfacht und leichter durchführbar ist.
Die Weiterverwendung der erhaltenen wäßrigen Kobaltlösung, die eine Kobaltkonzentration von 0,5
bis 10% haben kann, ist jedoch mit mehreren Schwierigkeiten verbunden. Der einfachste Weg zur Weiterverwendung
könnte darin bestehen, daß man diese wäßrige Lösung unmittelbar in die Oxostufe zurückleitet.
Hierdurch gelangen jedoch erhebliche Wassermengen in diese Reaktionszone, insbesondere, wenn
die zurückfließende Lösung verdünnt ist. Wenn auch geringe Mengen Wasser zur Erhöhung der Selektivität
bei der Aldehydbildung und auch für die Umwandlung der Olefine nützlich sind, stören doch größere Mengen
davon in der Reaktionszone durch örtliche Schichtenbildung und Abkühlung. Andererseits wird aber die
Konzentration nach oben durch die Löslichkeit der Kobaltsalze in Wasser begrenzt, die z. B. bei Kobaltacetat
etwa 7 Gewichtsprozent (bezogen auf Kobalt) beträgt; Kobaltformiat ist noch weniger löslich.
Störungen ergeben sich bereits in der Reaktionszone, wenn man versucht, so, viel ,.an. wäßriger. Lösung,
zurückzuführen, daß in der Reäktionszone eine· al· 1J65
gemessene Katalysatormenge,,entsprechend etwa 0,1
bis 0,5 % Kobalt, vorhanden' ist.
Nach vorliegender Erfindung gewinnt man die Kobaltkatalysatoren aus dem Reaktionsgemisch der
Oxostufe unter Behandlung mit einer wäßrigen Lösung
einer organischen Säure dadurch, daß man das die Kobaltverbindungen gelöst enthaltende! Qxor,eäktionsprodukt
mit der wäßrigen Lösung einer organischen Säure, besonders Essigsäure, unter Aufrechterhaltung
eines H2- und CO-Teildruckes über 0,7 kg/cm2, vorzugsweise
jedoch nicht über 10,5 kg/cm2, behandelt, die entstehende, das Kobalt sowohl in anionischer wie
in kationischer Form enthaltende, wäßrige Lösung von den praktisch^ kobaltfreien Aldehyden abtrennt
.und. wieder in eineCarbonylierungszone zurückleitet,
um wenigstens einen Teil des für die Oxoreaktion, erforderlichen Katalysators zu liefern. Es hat sich
gezeigt, daß bei der erwähnten Begrenzung des Teildruckes an H2 und CO die Säurebehandlung das in
dem Aldehydprodukt gelöste Kobaltcarbonyl selbst bei verhältnismäßig hohen Temperaturen' von etwa
65 bis 950 nicht in wesentlichen Mengen in das entsprechende
Säuresalz umwandelt, z. B. in Kobaltacetat, wenn Essigsäure zur. Kobaltentfernung ver-.
wendet wurde. An Stelle der unter diesen Umständen, d. h. in Anwesenheit größerer Mengen von CO und H2,
erwarteten hydrolytischen Reaktion wurde gefunden, daß ein wesentlicher Teil des Kobalts eher als Anion
in der Wasserschicht als in Form des Kobalto-Kations zugegen ist. Die Analyse der Wasserschicht ergab,
daß 30 bis 50 % und mehr des gesamten Kobalts als Anion Co(CO)4 bzw. dessen Salz Co(Co(CO)J2 zugegen
sind.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Entfernung des Kobalts durch Einspritzen einer wäßrigen
Säure bei erhöhten Temperaturen und unter einem bestimmten Partialdruck des Synthesegases in das
Gefäß zur Kobaltentfernung ist man daher in der Lage, eine wäßrige Kobaltlösung zu erhalten, die nicht
nur das Element in einer hochaktiven Katalysatorform enthält, d.h. als das Co(CO4)"-Ion, wodurch die
Bildung dieses Materials in der anfänglichen Reaktionszone nicht mehr erforderlich ist, sondern man kann
auch wäßrige Kobaltlösungen wiedergewinnen, die eine wesentlich höhere Konzentration dieses Elementes
haben, als bei der Kobaltwiedergewinnung als Salz einer organischen Säure mit niedrigem Molekulargewicht,
wie z. B. Kobaltacetat oder -formiat, möglich wäre. Obwohl die Löslichkeit .des Kobaltacetats in
Wasser etwa 7,5% (bezogen auf Kobalt) beträgt, sind gemäß der vorliegenden Erfindung wäßrige
Lösungen mit 9 bis 10% Kobalt und sogar mehr erhalten worden. Das Salz Co(Co(CO)4)2 hat einen
Kobaltgehalt von 44% gegenüber einem Gehalt von 23% bei Kobaltacetat (Tetrahydrat). Auf diese Art
wird eine wäßrige Lösung mit höherem Kobaltgehalt hergestellt, als bisher zur Rückführung in das Reaktionsgefäß
erhältlich war. Deshalb braucht weniger Wasser rückgeführt zu werden, wodurch die bei der
Einführung großer Wassermengen auftretenden Schwierigkeiten
vermieden werden.
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Die ungewöhnliche Wärme- und Lagerbeständigkeit der wäßrigen Lösung des Kobaltkomplexsalzes ist
überraschend. Sie kann unbegrenzte Zeit ohne besondere Vorsichtsmaßregeln ohne wesentliche Zer-Setzung
gelagert werden. Außerdem kann diese Lösung bei nur geringer Zersetzung durch Abdestillieren
von Wasser bei atmosphärischem Druck konzentriert werden, wodurch Kobaltkonzentrationen in
Wasser von jedem gewünschten Wert erhalten werden.
ίο Dies ist bei der Verwendung von Kobaltacetat oder
-formiat nicht möglich, da diese Verbindungen eine nur begrenzte Wasserlöslichkeit haben.
So gelangen durch Rückführung dieser Wasserschicht entweder mit oder ohne Konzentration recht
konzentrierte Kobaltlösungen, mit z.B. 8 bis 10%, in das Reaktionsgefäß zur Aldehydsynthese, wodurch
die erforderliche Wassermenge und die Gefahr des Eintretens von Komplikationen herabgesetzt werden.
Auch das unmittelbare Rückführen einer wesentlichen Menge eines sofort verwendbaren Katalysators trägt
dazu bei, das Verfahren wirksamer zu machen, und verhütet die bei der Herstellung des aktiven Katalysators
aus den üblichen Kobaltbeschickungen, wie z. B. Kobaltoleat, -acetat, -metall u. dgl., in dem
Reaktionsgefäß eintretende Verzögerung.
Diese Verzögerung, die auch Induktionsperiode genannt wird, tritt besonders bei gewissen olefinischen,
aus thermischen oder katalytischen Krackverfahren stammenden Beschickungen auf, und man nimmt an,
daß sie durch die Anwesenheit von Verzögerern hervorgerufen wird, die, die Umwandlung der Kobaltkatalysatoren
zu Kobaltcarbonyl stören. Deshalb kann es besonders erwünscht sein, eine wesentliche
Menge des Katalysators als Co (C0)4-Ion einzuführen.
Die vorliegende Erfindung wird an Hand der nachstehenden ausführlicheren Beschreibung erläutert,
wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird, welche eine Anlage für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung schematisch darstellt.
Nach der Zeichnung wird die Olefinbeschickung nach vorhergehender Erwärmung in einer Wärmeschlange
(hier nicht gezeigt) durch Leitung 4 zum unteren Teil des ersten Reaktionsgefäßes 2 geschickt.
, Letzteres besteht aus einem Reaktionskessel, der, falls erwünscht, mit.nicht katalytischem Material, wie z. B.
Raschigringen, Porzellanstücken u. dgl., gepackt ist und in gesonderte, derart gefüllte Zonen eingeteilt
sein kann.
Anfänglich kann der Katalysator als eine öllösliche Kobaltseife, wie z. B. Kobaltoleat oder -naphthenat
od. dgl., zusammen mit dem Olefin in Mengen von etwa 0,1 bis 0,5% Kobalt, bezogen auf das Olefin,
eingespritzt werden. Die Zugabe dieses öllöslichen Katalysators wird später gedrosselt, wenn die rückgeführte
wäßrige Kobaltlösung zugegeben wird. Es kann auch wäßrige, Co(Co(CO)J2 enthaltende Kobaltlösung
aus einem früheren Verfahren gerade wegen der Lagerbeständigkeit dieser wäßrigen Kobaltlösung
verwendet werden.
Ein Gasgemisch, das vorzugsweise aus etwa gleichen Teilen H2 und CO besteht, wird durch die Leitung 3
in. das erste Reaktionsgefäß 2 geleitet und fließt im
Gleichstrom mit der Olefinbeschickung. Das Reaktionsgefäß 2 wird vorzugsweise bei einem Druck von
etwa 175 bis 245 kg/cm2 und einer Temperatur von
etwa 95 bis 2300 betrieben, je nach der Beschaffenheit der Olefinbeschickung und anderen Reaktionsbedingungen.
Das flüssige sauerstoffhaltige Reaktionsprodukt, das Katalysator in Lösung und nicht umgesetztes
Synthesegas enthält, wird vom oberen Teil des Reaktionsgefäßes 2 abgezogen und durch Leitung 8 und
den Kühler 10 in das Hochdrucktrenngefäß 12 geleitet,
in dem Drücke von etwa der gleichen Größenordnung wie im Reaktionsgefäß 2 aufrechterhalten
werden und in dem ein Teil des nicht umgesetzten H2 und CO oben durch Leitung 14 abgezogen und vorzugsweise
wenigstens zum Teil rückgeführt wird. Ein Teil kann durch die Leitung 18 abgezogen und in
dem Mischgefäß zur Kobaltentfernung verwendet werden, um den in dieser Zone erforderlichen CO-H2-Druck
aufrechtzuerhalten.
Ein aus dem ersten Reaktionsprodukt bestehender Strom, der eine verhältnismäßig große Menge von
Kobaltcarbonyl und andere Formen von Kobalt gelöst enthält, wird aus dem Trenngefäß 12 durch
die Leitung 20 abgezogen. Ein Teil dieses Stromes kann durch die Leitung 22 in das ■ Reaktionsgefäß 2
rückgeführt werden, um bei der Kühlung, Aufrechterhaltung und Steuerung der Temperatur der ersten
Carbonylierungsstufe von Nutzen zu sein. Der Rest des ersten Reaktionsproduktes wird nun ohne Entgasung
oder unter nur teilweiser Entgasung in den Mischer 26 geleitet, in dem eine wäßrige und eine
wasserunlösliche flüssige organische Phase gründlich miteinander vermischt werden.
Hier wird Wasser (durch die Leitung 30) und eine organische Säure von niedrigem Molekulargewicht,
wie z. B. Essigsäure, Ameisensäure u. dgl., (durch die Leitung 28) zugeführt. Etwa 5 bis 15 % (bezogen auf
Aldehyd) einer ioprozentigen wäßrigen Essigsäurelösung kann verwendet werden. Es ist wesentlich
weniger Wasser erforderlich, als wenn die Löslichkeitsbegrenzungen des Kobaltacetats beachtet werden
müßten.
Die Temperatur innerhalb der Mischvorrichtung 26 muß sorgfältig gesteuert werden. Hohe Temperaturen
beschleunigen die Reaktionsgeschwindigkeit, zu hohe Temperaturen bewirken jedoch die thermische Zersetzung
des Kobaltcarbonyls zu metallischem Kobalt, das in dem verdünnten Säuregemisch schwierig zu
lösen und deshalb unerwünscht ist. Die Temperatur innerhalb der Mischzone 26 wird vorzugsweise auf
etwa 65 bis 85 ° gehalten und soll etwa 95 ° nicht überschreiten.
Innerhalb der Zone 26 wird ein Kohlenmonoxyd- und Wasserstoff-Partialdruck von etwa 0,7 bis etwa
10,5 kg/cm2, vorzugsweise etwa 3,5 bis etwa 7 kg/cm2,
aufrechterhalten. Dies steht im Gegensatz zu den bisher bekannten Verfahren, laei denen Reinigungsgase
verwendet wurden, um CO zu entfernen und die Zersetzung des gelösten Kobaltcarbonyls zu beschleunigen.
In dem vorliegenden Verfahren ist es jedoch notwendig, einen bestimmten CO-Partialdruck
aufrechtzuerhalten, um die bereits erwähnte hohe Konzentration der wäßrigen Kobaltlösung zu erhalten.
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Falls es erforderlich ist, kann zusätzliches H2 und CO
durch die Leitung 33 zugegeben werden; der Überschuß aus 18 kann so Verwendung finden.
Nach genügendem Mischen während etwa 30 bis 120 Minuten wird das Gemisch durch die Leitung 32
in den Scheider 34 geleitet, wo man die wäßrige Schicht und Aldehydschicht sich absetzen läßt. Die
obere Aldehydschicht kann dann in die Wasserwaschvorrichtung 36 geleitet werden, wo heißes Wasser bei
etwa 65 bis etwa γ]° durch die Leitung 37 eingespritzt
werden kann, um die letzten Kobalt- und Säurespuren auszuwaschen. Etwa 10 % Wasser können verwendet
werden, und das durch die Leitung 39 abgezogene Waschwasser kann vorteilhaft in dem Konzentrierungsgefäß
45 konzentriert werden und als Verdünnungsmittel für die als Kobaltentfernungsmittel verwendete
Säure Verwendung finden.
Von 36 wird durch die Leitung 41 das im wesentlichen
vollständig vom Kobalt befreite Aldehydprodukt nach oben abgezogen, das dann gelagert und
anschließend nach bekannten Verfahren z. B. in Alkohole umgewandelt werden kann.
Die untere wäßrige Schicht, die nun wesentliche Mengen von Co (Co (CO)4J2 und auch etwas Kobaltacetat
enthält, wird durch die Leitung 35 von dem Absetzgefäß 34 abgezogen. Die Lösung kann gewünschtenfalls
in der Vorrichtung 38 durch eine einfache Destillation und Abdampfen des Wassers
sogar weiter konzentriert werden. Dies kann sogar bei atmosphärischen Drücken ohne wesentliche Zersetzung
des Kobaltkomplexes durchgeführt werden. Falls gewünscht, kann die. Konzentration bei verminderten
Drücken durchgeführt oder völlig weggelassen werden. Im letzteren Fall wird die Konzentariervorrichtung
durch die Umwegleitung 40 umgangen. Die 5 bis 10 Gewichtsprozent Kobalt enthaltende
wäßrige Lösung wird in den Vorratstank 42 und nach Bedarf durch die Leitung 44 in das Reaktionsgefäß
2 zur Aldehydsynthese gepumpt.
Die Erfindung wird durch die folgenden spezifischen,
im Laboratorium und in industriellen Anlagen durchgeführten Beispiele weiter erläutert.
Kobaltentfernung mittels Säure
Herstellung von wäßrigen Lösungen mit Kobaltanionen in einer halbtechnischen Anlage zur Kobaltentfernung
mittels Essigsäure.
Oxostufe
Beschickungsgeschw. B/D
Katalysator, Gewichtsprozent Kobalt, bezogen auf
Katalysator, Gewichtsprozent Kobalt, bezogen auf
Olefin
Olefinumwandlung, MoI-
prozent
Temperatur des Oxoreaktionsgefäßes, durchschnittlich ° C ....
| 24 | Versuch Nr. | 32 | 3 | |
| I | 00 | 2 | OO | 262 |
| 269 | 250 | 0,28 | ||
| O | 0, | 67,00 | ||
| 71 | 70, | 164 | ||
| 171 | 167 | |||
317
0,24
0,24
66,00 166
| I | Versuch Nr. | 3 | 4 | |
| 82 | 2 | 82 | 82 | |
| Temperatur, 0C | 7Q | |||
| Wasser, Volumprozent, be | 5,o | etwa | etwa | |
| zogen auf Olefin | 7,1 | 2,0 | 2,0 | |
| Essigsäure, Volumprozent, | 0,8 | 0,29 | 0,24 | |
| bezogen auf Olefin | o,35 | |||
Entgasung
Sehr schwach — es wurde kein inertes Abstreifmedium verwendet.
Zusammensetzung der wäßrigen Schicht aus dem Kobaltentfernungsverfahren mittels Säure
Spezifisches Gewicht
(25,55° 9
Gesamtazidität, Gewichtsprozent (als Essigsäure berechnet)
Kobalt als Co + +, Gewichtsprozent ..
Gesamtes Kobalt, Gewichtsprozent...
Kobalt als Anion, Gewichtsprozent ....
Prozent des als Anion anwesendenGesamtkobalts
| Versuch Nr. | 2 | 2 1.3 Nach 3tägiger Lagerung |
1,172 | |
| I | I,o6o | 1,065 | 0,63 | |
| 1,058 | 1,20 | 1,14 | 6,17 | |
| 2,89 | 1,86 | 1,96 | 8,98* | |
| 1,62 | 3,09 | 3,o6 | 2,8l | |
| 2,42 | 1,23 | 1,14 | 31,00 | |
| 0,80 | 40,00 | 36,00 | ||
| 33,00 |
1,202
o,34 6,90
3,oo
30,00
* Die Konzentrationssteigerung an gelöstem Kobalt über die normale Löslichkeit des Kobaltacetats wird hierdurch
erläutert.
Verwendung von wäßrigen Lösungen mit Gehalt
an Kobaltanion als Oxokatalysator.
Beschickung Heptene aus C3 — C4-
Mischpolymeren
,Beschickungsgeschwindigkeit
der Flüssigkeit 0,3 Vol/Vol/Stunde
Temperatur 1760
Druck 210 kg/cm2
Katalysatormenge 0,12 bis 0,15 Gewichtsprozent
Co (bezogen auf Olefin)
Katalysatorlösung* etwa 3 Volumprozent,
bezogen auf Olefin
Stunden
31 bis 36
37 - 42
43-48
49 - 54
55 - 60
31 bis 36
37 - 42
43-48
49 - 54
55 - 60
Olefinumwandlung 74 Molprozent
72 -
. 75
* Die Katalysatorlösung war dieselbe wie in Versuch (frisch) oben.
578/488
St 6300 IVb/12 ο
Unter Verwendung von Kobaltoleat als Katalysator wurden unter ähnlichen Bedingungen durchschnittliche
Olefinumwandlungen von 73% erzielt.
Beispiel 3
In der folgenden Tabelle werden die Ergebnisse einer Reihe von Versuchen gezeigt, die die Wirkung des Kohlenmonoxyd- und Wasserstoffpartialdrucks auf die Kobaltentfernung mittels Säure erläutern und die Notwendigkeit der Aufrechterhaltung eines ausreichenden Drucks dieser Gase während der Kobaltentfernung mittels Säure zeigen.
In der folgenden Tabelle werden die Ergebnisse einer Reihe von Versuchen gezeigt, die die Wirkung des Kohlenmonoxyd- und Wasserstoffpartialdrucks auf die Kobaltentfernung mittels Säure erläutern und die Notwendigkeit der Aufrechterhaltung eines ausreichenden Drucks dieser Gase während der Kobaltentfernung mittels Säure zeigen.
Versuch Nr.
4251
4251
4256
Synthese 500 ecm C7-01efin mit einem Gehalt von 0,2 Gewichtsprozent
Kobalt als Kobaltacetat wurde bei 140 bis 204 kg/cm2 und
149 bis 1630 mit CO und H2 behandelt, bis die Gasabsorption
abgeschlossen war. Das Verfahren wurde in einem Schüttelautoklav
durchgeführt.
Reinigungsbedingungen, Verfahren Der Autoklav wurde mit dem Reinigungsmittel (N2) auf einen
Druck von etwa 140 kg/cm2 gebracht und 5 Minuten ge- 80
schüttelt, dann wurde der Druck abgelassen.
Zahl der Reinigungen 3 3 entfällt
Reinigungstemperatur ° C 52 32 —■
Kobaltentfernung Die Produkte wurden mit 10 % (bezogen auf .die Olefinbe- 85
Schickung) einer 5prozentigen Essigsäure bei yy° 2 Stunden
lang geschüttelt. Nach der Entnahme wurden die Aldehydschicht und die wäßrige Schicht getrennt und analysiert.
Druck, kg/cm2, während der Kobaltentfernung
Druckgas
Druckgas
Aldehydprodukt
Kobalt, Gewichtsprozent
Kobaltgehalt, Gewichtsprozent nach
Waschung mit heißem Wasser
Waschung mit heißem Wasser
Wäßrige Schicht
Kationkobalt, Gewichtsprozent
Anionkobalt, Gewichtsprozent
Prozent Kobalt in Wasser in Form von Anionen
In dem Versuch 4258 wurde das Produkt in drei aufeinanderfolgenden Stickstoffreinigungen bei 520
entgast; bei dem in der Anlage bei der Kobaltentfernung herrschenden Druck von 7 kg/cm2 wird angenommen,
daß kein Wasserstoff- oder Kohlenmonoxydpartialdruck herrscht. Die wäßrige Schicht
aus diesem Kobaltentfernungsverfahren enthielt keinen feststellbaren anionischen Kobalt. Dies dient' zum
unmittelbaren Vergleich mit dem Versuch 4256, in dem keine Reinigung vorgenommen wurde und in dem
bei der Kobaltentfernung der Druck von 7 kg/cm2 fast vollständig Kohlenmonoxyd- und Wasserstoff druck
war. In diesem Fall war 40% des in der wäßrigen Phase anwesenden Kobalts als Anion zugegen. Die
Bedingungen des Versuchs 4251 liegen dazwischen und verkörpern die unvollständige Entgasung bei
einer Reinigungstemperatur von etwa 320.
Dieses Beispiel erläutert die ungewöhnliche und unerwartete Wärmebeständigkeit von das Anion
Co (C 0)7 enthaltenden Lösungen und die praktische Anwendung, derzufolge verhältnismäßig verdünnte
Lösungen unter Bedingungen konzentriert werden können, bei denen Kobaltcarbonyl im wesentlichen
| 7 N2 |
N2H | CO | 7 + H2 |
| 0,0021 | 0,025 | ||
| 0,0008 | |||
| i,34 0,0 |
0,78 0,52 |
||
| 0 | 40 | ||
| 12 L CO + H2 |
|||
| 0,0054 | |||
| — | |||
| 1,03 o,49 |
|||
| 32 |
völlig zersetzt wird. Eine den oben beschriebenen Lösungen entsprechende wäßrige Lösung, die aus
einer im halbtechnischen Maßstab vorgenommenen Kobaltentfernung aus Isooctylaldehyd mittels wäßriger
Essigsäure erhalten wurde, zeigte die folgende Zusammensetzung:
Spezifisches Gewicht (25,55° C) 1,0736
Gesamtacidität als Essigsäure, Gewichtsprozent 0,79
Kobalt als Co + + , Gewichtsprozent .. 2,39
Kobalt als Co(CO)J, Gewichtsprozent .. 1,52
315 ecm dieser Lösung wurden durch Ab destillieren
des Wassers bei atmosphärischem Druck konzentriert, bis der Rückstand sich auf 218 ecm belief. Dies entspricht
einer Volumeneinbuße von 30,8 °/0. Die restliche Lösung wurde analysiert und hatte die folgende
Zusammensetzung:
Spezifisches Gewicht (25,55° Q 1,108
Gesamtacidität als Essigsäure, Gewichtsprozent 0,64
Kobalt als Co ++, Gewichtsprozent .. 3,12
Kobalt als Co(CO)^, Gewichtsprozent.. 2,00
Zurückerhaltenes Kobalt (bezogen auf ur-
sprünglichen Kobaltgehalt) °/0 94
609 578/488
St 6300 IVb/12 ο
Diese Angaben zeigen, daß die Kobaltbestandteile im Verhältnis zu der Volumeneinbuße der Lösung an
Konzentration zugenommen haben, wobei nur ein geringer Verlust an Kobalt in Form des Hydrocarbonylanions
eintritt. Die Volumen verminderung um 30,8% während der Konzentration war völlig
willkürlich, so daß Konzentrationen von wenigstens 10% Kobalt leicht erhalten werden können.
Claims (3)
- PATENTANSPRÜCHE:i. Verfahren zur Wiedergewinnung von Kobaltkatalysatoren aus nach dem Oxoverfahren hergestellten Aldehyden durch Behandeln mit einer wäßrigen Lösung einer organischen Säure, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kobaltverbindungen gelöst enthaltende Oxoreaktionsprodukt bei 65 bis 950 mit der wäßrigen Lösung der organischen Säure, besonders Essigsäure, ■ unter Aufrechterhaltung eines H2- und CO-Teildruckes über O;7 kg/cm2, vorzugsweise jedoch nicht über 10,5 kg/cm2 behandelt, die entstehende, das Kobalt sowohl in anioriischer als auch in kationischer Form enthaltende wäßrige Lösung von den praktisch kobaltfreien Aldehyden abgetrennt und wieder in eine Carbonylierungszone zurückleitet, um wenigstens einen Teil des für die Oxoreaktion erforderlichen Katalysators zu liefern.
- 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der erforderliche H2- und CO-Teil- i druck in der Regenerierzone durch teilweise Entgasung der aus der Oxoreaktionszone ausströmenden Flüssigkeit aufrechterhalten wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Kobalt sowohl in anionischer wie in kationischer Form enthältende wäßrige Lösung vor der Rückführung in die Oxoreaktionszone konzentriert wird, vorzugsweise durch Erhitzen unter Normaldruck.Hierzu ι Blaitt Zeichnungen
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