NL8200563A

NL8200563A - Werkwijze voor de bereiding van cyclohexylcyclohexanon.

Info

Publication number: NL8200563A
Application number: NL8200563A
Authority: NL
Original assignee: Stamicarbon
Priority date: 1982-02-15
Filing date: 1982-02-15
Publication date: 1983-09-01
Also published as: EP0087187A1; US4484005A

Description

STAMICARBON B.V.

Uitvinder: Petrus J.H. THOMISSEN te Maastricht 1 PN 3361

WERKWIJZE VOOR DE BEREIDING VAN CYCLOHEXYLCYCLOHEXANON

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de bereiding van cyelohexylcyclohexanon (hierna afgekort tot CHA) door hydrogenering in de vloeistoffase van cyclohexylideencyclohexanon (hierna afgekort tot CHDA) waaronder hier tevens het tautomeer 5 2-(1-cydohexeny 1)-cyclohexanon wordt verstaan, welke hydrogenering * bekend is uit het Japanse octrooischrift 47-16434.

Het bij deze werkwijze te hydrogeneren CHDA kan worden verkregen, door zelf-condensatie van cyclohexanon volgens diverse bekende methoden, bijvoorbeeld door cyclohexanon bij 90 °C over een 10 zure ionenwisselaar te leiden en het verkregen reactiemengsel te onderwerpen aan een destillatie onder verminderde druk (zie het Duitse octrooischrift 837.960). Soortgelijke methoden voor de praktische realisatie van deze zelf-condensatie van cyclohexanon zijn bekend uit het Japanse octrooischrift 70.41377, het Franse octrooischrift 15 2.186.456 en het Britse octrooischrift 1,493,231.

Het reactiemengsel dat bij deze zelf-condensatie van cyclohexanon verkregen wordt bevat niet omgezet cyclohexanon dat door gefractioneerde destillatie van het gewenste produkt wordt gescheiden. Bij deze gefractioneerde destillatie wordt tevens het bij de zelf-20 condensatie gevormde water verwijderd, zodat het CHDA in nagenoeg zuivere vorm wordt afgescheiden.

Er is nu gevonden dat men bij de hydrogenering van CHDA tot CHA niet van CHDA in nagenoeg zuivere vorm hoeft uit te gaan doch dat men evengoed kan uitgaan van het bij de zelf-condensatie van cyclo-25 hexanon verkregen CHDA-bevattend mengsel waarin nog water en cyclohexanon aanwezig is en men derhalve dit mengsel niet eerst hoeft op te werken. Bij genoemde hydrogenering blijkt water niet te storen en wordt het cyclohexanon niet gehydrogeneerd.

» * 8200563 2

De werkwijze volgens de uitvinding voor de bereiding van CHA door hydrogenering in de vloeistoffase van CHDA is hierdoor gekenmerkt, dat men uitgaat van een door zelf-condensatie van cyclohexanon verkregen CHDA-bevattend mengsel dat tevens water en cyclohexanon 5. bevat en uit het verkregen hydrogeneringsmengsel CHA en cyclohexanon wint.

De hydrogenering volgens de uitvinding kan bij diverse temperaturen, bijvoorbeeld temperaturen van 10-350 °C, onder toepassing van op zichzelf bekende hydrogeneringskatalysatoren worden uitgevoerd.

10 Bij voorkeur wordt een temperatuur van 50-165 °C toegepast omdat men dan bij atmosferische druk in de vloeistoffase kan werken. Als hydro- v generingskatalysator zijn de edelmetalen uit de 8e groep van het periodiek systeem der elementen volgens Mendelejeff, in het bijzonder platina en paladium, of een verbinding van deze metalen, bijvoorbeeld 15 een oxyde, zeer geschikt. Deze katalysatoren kunnen op een drager worden toegepast zoals bijvoorbeeld kool, SiOj, MgO en AI2O3.

Door toevoeging van een alcohol, bijvoorbeeld in een hoeveelheid van 2-100 g alcohol per 100 g uitgangsmengsel, aan het reactiemengsel kan de hydrogeneringssnelheid belangrijk worden 20 verhoogd. Daartoe geschikte alcoholen zijn bijvoorbeeld methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, hexanol en cyclohexanol. De te gebruiken alcohol hoeft niet watervrij te zijn. Zelfs met waterige alcohol, bijvoorbeeld ethanol die 50% water bevat, kan de hydrogeneringssnelheid belangrijk worden verhoogd. De hoeveelheid alcohol 25 wordt bij voorkeur zodanig gekozen dat per 100 g van het te hyroge-neren mengsel 10-50 g alcohol aanwezig is. Beneden de waarde van 10 g alcohol is de verhoging van de hydrogeneringssnelheid namelijk gering terwijl boven de waarde van 50 g de hydrogeneringssnelheid nauwelijks meer toeneemt.

30 De partiële waterstofdruk kan bij de hydrogenering verschillend worden gekozen bijvoorbeeld van 0,5-50 bar. Bij voorkeur wordt een partiële waterstofdruk van 0,5-1 bar toegepast omdat men dan niet in druk-apparatuur hoeft te werken.

Het volgens de uitvinding verkregen hydrogeneringsmengsel kan 35 op diverse manieren bijvoorbeeld door gefractioneerde destillatie worden opgewerkt. Men verkrijgt dan het gewenste produkt naast de eventueel toegepaste alcohol,eventueel niet omgezet CHDA en cyclohexanon.

8200563 3

De alcohol, het CHDA en het cyclohexanon kunnen desgewenst opnieuw worden toegepast. Het verkregen CHA kan bijvoorbeeld In de reukstoffenindustrie worden toegepast.

De werkwijze volgens de uitvinding zal in de volgende voor-5 beelden nader worden toegelicht.

Voorbeeld I

Over een kolom (diameter 20 mm, hoogte 180 mm) gevuld met 35 g sterk zure ionenwisselaar (Lewatit SPC 118 W) wordt cyclohexanon geleid met een ruimtelijke doorvoersnelheld van 8 ml cyclohexanon per 10 ml ionenwisselaar (schudvolume) per uur* Door middel van een man- telverwarming van de kolom wordt de temperatuur in de kolom op 90 °C * gehouden. Men verkrijgt een reactieprodukt dat 88,6 gew.% cyclohexanon, 9,2 gew.% CHDA, 0,2 gew.% CHA en 2 gew.% water bevat.

In een kolf met een inhoud van 1 liter, voorzien van een 15 terugvloeikoeler en een inleidbuisje voor waterstof, wordt 600 g van genoemd reactieprodukt in aanwezigheid van 245 g n-hexanol bij een temperatuur van 75 °C met behulp van een palladium op AI2O3 katalysator (10 gew.% Pd, in de handel verkrijgbaar onder de naam Engelhard A 720085) met waterstof (zuiverheid 99%) onder roeren 20 gehydrogeneerd· De toegepaste hoeveelheid palladium bedraagt 0,25 g per 100 g CHDA. De waterstof wordt ingeleid met een snelheid van 0,7 normaal liter per minuut. Na 1 uur blijkt 83% van het'CHDA omgezet te zijn in CHA.

Voorbeeld II

25 Op de wijze als in voorbeeld I wordt 600 g van het genoemde reactieprodukt in aanwezigheid van 165 g n-hexanol met een platina op kool katalysator (5 gew.% Pt, in de handel verkrijgbaar onder de naam Engelhard A 723315) onder overigens gelijke omstandigheden gehydrogeneerd. Na 1 uur blijkt 91% van het CHDA omgezet te zijn in CHA. 1 8200563

Voorbeeld III

Op de wijze als in voorbeeld I wordt cyclohexanon met behulp van de ionenwisselaar bij 110 eC en dezelfde ruimtelijke door-

V

4 voersnelheid omgezet in een reactieprodukt dat 61,4 gew.% cyclohexa-non, 31,8 gew.% CHDA, 0,8 gew.% CHA en 6 gew.% water bevat.

Dit reactieprodukt wordt bij een temperatuur van 70 eC met een palladium op kool katalysator (5 gew.% Pd, in de handel verkrijgbaar onder 5 de naam Engelhard A 722441) gehydrogeneerd op de wijze als vermeld in voorbeeld 1.

In de kolf brengt men 600 g reactieprodukt en 120 g ethanol (96 gew.%). De toegepaste hoeveelheid palladium bedraagt 0,25 g per 100 g CHDA. Na 40 minuten blijkt het CHDA vrijwel volledig te zijn 10 omgezet tot CHA. Het hydrogeneringsmengsel wordt dan gescheiden van de katalysator en de afgescheiden katalysator opnieuw toegepast voor de Ψ hydrogenering van een volgende portie van 600 g reactieprodukt op dezelfde wijze. Daarna worden nog 50 porties op deze wijze gehydrogeneerd· De totale hoeveelheid hydrogeneringsmengsel (36 kg) wordt 15 onderworpen aan een gefractioneerde destillatie bij atmosferische druk. Men verkrijgt daarbij 69 kg van een ethanol-water mengsel (87 gew.% ethanol), 19,1 kg cyclohexanon en 99,9 kg CHA (zuiverheid ongeveer 96%) dat door destillatie onder verminderde druk (50 m bar) in 86,3 kg nagenoeg zuiver CHA wordt overgevoerd.

» 8200563

Claims

1. Werkwijze voor de bereiding van cyclohexyldyclohexanon door hydrogenering in de vloeistoffase van cyclohexylideencyclohexanon, met het kenmerk, dat men uitgaat van een door zelf-condensatie van cyclohexanon verkregen cyclohexylideencyclohexanon-bevattend 5 mengsel dat tevens water en cyclohexanon bevat en uit het verkre gen hydrogeneringsmengsel cyclohexylcyclohexanon wint.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men de hydrogenering uitvoert bij een temperatuur van 50-165 °C.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men de 10 hydrogenering uitvoert met behulp van een hydrogeneringskatalysa- tor die een edelmetaal uit de 8e groep van het periodiek systeem der elementen volgens Mendelejeff of een verbinding van een dergelijk metaal bevat.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat men een 15 hydrogeneringskatalysator toepast die platina en/of palladium, in de vorm van metaal en/of in de vorm van een verbinding, bevat.

5. Werkwijze volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat men de hydrogenering uitvoert in aanwezigheid van een alcohol.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat men per 100 g 20 te hydrogeneren mengsel 10-50 g alcohol toepast.

7. Werkwijze volgens een der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat men de hydrogenering uitvoert onder toepassing van een partiële waterstofdruk van 0,5-1 bar.

8. Werkwijze volgens conclusie 1, zoals in hoofdzaak is beschreven 25 en/of in de voorbeelden nader is toegelicht.

9. Cyclohexylcyclohexanon, verkregen onder toepassing van de werkwijze volgens een der voorgaande conclusies. i 8200563