NL8201095A - In meerdere trappen uitgevoerde katalytische omzetting van aldosen in alditolen. - Google Patents

Description

* VO 3078

In meerdere trappen uitgevoerde katalytische omzetting van aldosen in alditolen.

Deze uitvinding heeft betrekking op een in meerdere trappen uitgevoerde katalytische hydrogenering van monosacchariden, zoals glucose, ter bereiding van alditolprodukten, zoals zeer zuivere sorbitol, De uitvinding heeft meer in het bijzonder betrekking op een continue werkwijze 5 voor de katalytische hydrogenering van dergelijke monosacchariden onder toepassing van een reactiezone van het terugmengtype als eerste trap en van ten minste een reactor van het type met vast katalysatorbed die in serie is verbonden, waarbij de werking is gericht op het regelen van de pH van de vloeistof in de reactiezone en het in stand houden van de 10 activiteit van de katalysator, terwijl een sorbitolprodukt met een grote zuiverheid wordt geproduceerd.

Sorbitol kan commercieel worden geproduceerd uit glucose, en wel door elektrolytische reductie, langs enzymatische weg of door katalytische hydrogenering, maar om redenen van economische aard hebben de 15 katalytische hydrogeneringsprocessen voor het maken van sorbitol in sterke mate de beide andere processen vervangen. Een ladingsgewijs uitgevoerde : reactie in een autoclaaf onder toepassing van een katalysator bestaande uit Raney-nikkelpoeder, is thans het belangrijkste in de industrie toegepaste hydrogeneringsproces voor glucose. Ladingsgewijze uitgevoerde werkwijzen 20 hebben evenwel het nadeel, dat nieuwe katalysator in situ moet worden gevormd voor elke lading of voeding. Ofschoon een dergelijke katalysator kan worden gefiltreerd en opnieuw kan worden gebruikt, gaat ongeveer 25% verloren, die dan dient te worden vervangen door nieuwe katalysator. Een ander nadeel van installaties waarin ladingsgewijs wordt gewerkt, is dat 25 hun jaarlijkse capaciteit ten opzichte van het reactievolume zeer klein is, waardoor grote dure reactoren nodig zijn. Ook hun behoeften aan stoom, energie en arbeidskracht zijn tamelijk groot. Ten einde deze nadelen van het ladingsgewijs werken te vermijden, werd een continu hydrogeneringsproces ontwikkeld, waarbij Raney-nikkelkatalysator in poedervorm in 30 suspensie wordt toegepast en 2 geroerde reactortanks in serie worden gebruikt, en wordt een dergelijk proces door enkele bedrijven toegepast, als beschreven door Haidegger e.a. in "Industrial and Engineering Chemistry", Ί_, nr. 1, januari 1968, biz, 107-110. Een nog steeds aanwezig nadeel is evenwel de noodzaak om de katalysator uit het vloeistof- 8201095 V 4 -2-

V

produkt te filtreren, ten einde de katalysator te recirculeren en om dit uit te voeren zonder de activiteit van de gerecirculeerde katalysator te verminderen door zijn blootstelling aan de lucht (zuurstof).

Voorts is in het genoemde artikel van Haidegger vermeld, dat VEB 5 (Deutsches Hydrierwerk een continue werkwijze met vast katalytisch bed toepast om glucose om te zetten in sorbitol, waarbij een op een drager aangebrachte mengkatalysator van koper/nikkel wordt gebruikt. Deze werkwijze vereist evenwel een tamelijk hoge waterstofdruk van bijna 20.670 kPa overdruk en heeft een lage ruimtesnelheid van de vloeistof per uur.

10 Voorts is door Haidegger aangegeven, dat plaatselijke oververhitting van het katalysatoroppervlak als gevolg van de warmte van de hydrogenerings-reactie leidt tot isomerisatie, kraken en caramelvorming, zodat het te bereiden produkt sorbitol een aanzienlijke hoeveelheid mannitol bevat. De stroomomstandigheden in dergelijke processen met een vast IS katalysatorbed werden dus beschouwd als zijnde minder wenselijk dan in continue reactoren onder toepassing van in suspensie aanwezige katalysatoren .

Andere werkwijzen voor de ladingsgewijze katalytische hydroge-nering van suikers ter vervaardiging van sorbitol en analoge produkten 20 zijn beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 1.963.999 en 1.990.245. Het Amerikaanse octrooischrift 2.650.941 beschrijft een continue werkwijze voor de katalytische omzetting van koolhydraten in waterige oplossingen ter verkrijging van meerwaardige alcoholen, waarbij één of meer reactoren met vast bed in serie zijn verbonden.

25 Bruikbare reactieomstandigheden zijn gelegen in het gebied van 100-165°C en 4560-20.265 kPa waterstofdruk. De vloeistof-ruimtesnelheden zijn evenwel klein en bedragen slechts ongeveer 0,15 1 40%'s glucose per liter katalysator in beide reactoren voor het verkrijgen van een maximale omzetting van glucose van 98.8%, terwijl geen melding is gemaakt 30 van de levensduur van de katalysator.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.329.729 beschrijft een in meerdere trappen ladingsgewijze uitgevoerde katalytische hydrogeneringswerkwijze voor de omzetting van een mengsel van glucose en fructose ter verkrijging van mannitol en sorbitol. De voeding bevat 20-80 gew.% suikers en de 35 katalysator bevat ongeveer 20% nikkel. Bruikbare reactieomstandigheden 8201095 — ...... .......... - - - -- V f -3- zijn gelegen in het gebied van een temperatuur van 50-8Q°C en een waterstof druk van 3.445-20.670 kPa overdruk. Het Amerikaanse octrooischrift 3.538.019 beschrijft een katalysator samengesteld uit nikkel en nikkel-fosfaat op een inerte drager en met in totaal 12-45 gew. % nikkel, 5 Dergelijke katalysatoren zijn bruikbaar voor het produceren, van meerwaardige alcoholen uit koolhydraten en worden gebruikt in de vorm van suspensies met de koolhydraatvoeding. Bruikbare reactieomstandigheden zijn een temperatuur van 120-210°C en een druk van 2.533-20.265 kPa.

Er blijft commerciële behoefte bestaan aan een economische 10 continue werkwijze voor het produceren van een zeer zuivere, aan de in de Verenigde Staten gestelde normen beantwoordende sorbitoloplossing uit glucose, waarbij een maximumgehalte aan reducerende suikers, waaronder glucose is bepaald op een waarde van slechts 0,21 gew.%. Een eerdere werkwijze, die door aanvraagster is ontwikkeld, maakt gebruik 15 van een continue katalytische hydrogeneringswerkwijze in 1 trap en met vast bed voor het omzetten van glucose in sorbitol. Door een bij voorkeur toegepaste katalysator met een hoog nikkelgehalte te gebruiken en te werken onder de voorkeursomstandigheden, kan 90 tot 99% van de glucose in de voedingsstroom worden omgezet in sorbitol en kan 20 de katalysatoractiviteit tot ongeveer 100 uren worden in stand gehouden alvorens regenerering nodig is. De levensduur van de katalysator bij deze werkwijze dient evenwel aanzienlijk te worden verlengd, ten einde de kosten van het regenereren of vervangen van de katalysator te verminderen. Ook vanwege het feit dat volgens de in de V.S. gestelde 25 normen een sorbitoloplossing slechts een minimale hoeveelheid reducerende suikers mag bevatten, moet ten minste 99 gew.% van een voedings-voorraad die 40 gew.% glucose bevat, worden omgezet in sorbitolprodukt.

Er werd verrassenderwijze waargenomen dat in de reactieoplossing een zuur ontstaat en dat dit de belangrijkste oorzaak is voor het deactiveren 30 van de katalysator. Gluconzuur ontstaat tijdens de werkwijze als nevenprodukt en onttrekt nikkelmetaal aan de katalysator, waardoor deze laatste wordt gedeactiveerd en het beoogde produkt met nikkel wordt verontreinigd. Een dergelijke deactivering treedt niet op met een rutheniumkatalysator als beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 35 2.868.847, maar de onderzochte rutheniumkatalysator had een veel lagere 8201095 V < . r .

- .... . ....... - . , * t -4- activitext dan de nikkelkatalysator.

Ten einde een sorbitoloplossing te verkrijgen die voldoet aan de in de Verenigde Staten gestelde nonnen en ook voor het aanzienlijk verlengen van de nuttige levensduur van de katalysator, werd een v 5 verbeterde, in meerdere trappen uitgevoerde werkwijze opgezet en met succes onderzocht. De verkregen resultaten bewijzen de doelmatigheid van deze nieuwe werkwijze om een sorbitoloplossing te bereiden die voldoet aan de in de. Verenigde Staten gestelde normen, en om tevens een lange levensduur van de katalysator te verzekeren.

10 De onderhavige uitvinding verschaft een verbeterde, continue, in meerdere trappen uitgevoerde werkwijze voor de katalytische hydrogene-ring en omzetting van aldosen en monosacchariden, zoals glucose in aldi-tolen, zoals sorbitol met een grote zuiverheid, en maakt gebruik van ten minste 2 katalytische reactietrappen of zones, die in een in serie 15 uitgevoerde stroomopstelling met elkaar zijn verbonden. De pH van de effluentvloeistof uit elke reactiezone wordt boven ongeveer 4,5 gehouden, en bij voorkeur in het gebied van 5-7, door een combinatie van het toevoegen van een alkalische oplossing aan de voedingsstroom aan elke zone, ten einde de pH van de voedingsstroom te regelen in een gebied 20 van ongeveer 7-13, en tevens het beperken van het increment van het aldose-omzettingspercentage, dat in elke zone wordt bereikt, tot een specifiek gebied. Deze maatregelen verhinderen grotendeels de ongewenste vorming van zuren, zoals gluconzuur in elke reactiezone, en verhinderen aldus ook dat het zuur actieve metalen uit de katalysator 25 uitloogt en zorgen dus voor het behoud van een grote katalysator-activiteit en een lange nuttige levensduur.

In de eerste reactiezone voor de onderhavige wwrkwijze wordt bij voorkeur een reactor vair het terugmengtype gebruikt, die zorgt voor het mengen van een deel van de reactorvloeistof met de voedingsstroom 30 en daardoor helpt voor het regelen van de pH van de vloeistof in de reactiezone in het gewenste gebied en verhindert dat deactivering van de katalysator optreedt. De laatste reactiezone in serie geschakeld is een katalytische reactor van het type met vast bed, die essentieel is voor het verkrijgen van hoge omzettingsgraden op een economische wijze.

35 De uitvoeringsparameters dienen gewoonlijk zo te worden gekozen, dat het bereikte increment van het percentage katalytische omzetting, van monosacchariden in een in een eerste trap toegepaste reactor van 8201095 _____ 5 i r -5- het terugmengtype is gelegen in het gebied van ongeveer 20-80 gew.%, en het increment van het percentage omzetting bereikt in elke volgende reactor van het vaste-bedtype ongeveer 5-20 gew.% bedraagt, ten einde hoge reactiesnelheidsconstanten te behouden door het in stand houden 5 van de gewenste pH van de reactorvloeistof en aldus de nuttige levensduur van de katalysator te verlengen. Voorts dient'het increment van de verkregen vloeistofsamenstelling in elke reactietrap of zone met vast bed niet hoger te zijn dan ongeveer 35 gew.%, en bij voorkeur niet hoger dan ongeveer 20 gew.%. Het totale aantal reactietrappen of reac-10 toren gebruikt bij deze werkwijze zal afhangen van het type reactor en de toegepaste werkingsomstandigheden en kan worden geoptimaliseerd onder inachtneming van de kosten van de reactoren en de kosten van de gebruikte katalysator en desgewenst kunnen tot 10 reactoren worden gebruikt, die in serie met elkaar zijn verbonden.

15 Fig, 1 is een schematisch stroomschema van een in 3 trappen uit gevoerde katalytische werkwijze voor de omzetting van monosacchariden· ter verkrijging van een sorbitoloplossing, gevolgd door zuiverings-trappen van het verkregen produkt.

Fig. 2 is een grafiek, die het verband toont tussen de pH van 20 het reactorvloeistofeffluent en de ouderdom van de katalysator voor diverse procentuele omzettingsincrementen van de glucosevoedings-stroom in sorbitol.

Fig. 3 is een grafiek, die het algemene verband toont tussen het logaritme van de glucoseconcentratie en het omgekeerde van de ruimte-25 snelheid bij in 1 trap en in meerdere trappen uitgevoerde werkwijzen.

Fig. 4 is een stroomschema van een katalytische reactor met vaste-Bed- en van het terugmengtype, die geschikt is voor het uitvoeren van de eerste reactietrap bij de onderhavige werkwijze.

De ruime omstandigheden voor het uitvoeren van de hydrogenerings-30 reactie, die worden toegepast bij de onderhavige, verbeterde, in meerdere trappen uitgevoerde, katalytische hydrogeneringswerkwijze voor het verkrijgen van een grote omzetting van monosacchariden ter verkrijging van een sorbitolprodukt met een grote zuiverheid zijn gelegen in het gebied van een temperatuur van 130-180°C, een partiële waterstofdruk van 35 3445-13780 kPa overdruk, en een voedingssnelheid of vloeistof-ruimte- 8201095 -6- snelheid van 0,5-16 V./uur/V (volume voedingsoplossing per mar per totaal volume katalysator in alle reactoren) voor het verkrijgen van een totale omzetting tot 99,9 gew.% of zelfs hoger, wanneer een lagere incrementele omzetting per reactietrap wordt gebruikt. Anders 5 dient de ruimtesnelheid, betrokken op het gewicht aan monosacchariden in de voedingsstroom, te zijn gelegen in het gebied van ongeveer 0,30-10 g/uur/cm katalysator, bij voorkeur in het gebied vair..0,40-8 g/uur/cm .

De aldoseconcentratie in de voedingsstroom zal gewoonlijk zijn gelegen tussen ongeveer 10 en 60 gew.%. Om de katalysatoractiviteit en een 10 lange levensduur van de katalysator' te behouden, is het nodig om de pH van de vloeistof in de reactiezone boven ongeveer 4,5 te houden en bij voorkeur in het gebied van 5-7, ten einde te verhinderen dat daarin zuren worden gevormd, zoals gluconzuur, die actieve metalen, zoals nikkel, uit de katalysator kunnen uitlogen. Verlies van dergelijke 15 metalen veroorzaakt een permanente afname van de katalysatoractiviteit en dient derhalve te worden vermeden. Verrassenderwijze is gevonden, dat een hoge katalysatoractiviteit kan worden behouden en een lange nuttige levensduur van de katalysator kan worden bereikt door de procentuele incrementele omzetting in elke reactiezone te beperken, vooral door 20 het regelen van de ruimtesnelheid en tevens door toevoeging van een alkalische oplossing, zoals natriumhydroxyde, aan de voedingsstroom voor elke reactiezone, ten einde te helpen om de pH van de vloeistof daarin te regelen binnen het gewenste gebied. Waterstofgas wordt aan de voedingsstroom voor elke trap toegevoegd in een voldoende mate 25 om een overmaat aan waterstof in de reactiezone te behouden.

In de reactiezone voor de eerste trap wordt bij voorkeur een reactor van het terugmengtype gebruikt, die zorgt voor het mengen van een deel van de reactorvloeistof met de voedingsstroom ten einde de omzetting per passage te beperken en daardoor te helpen voor het regelen van de 30 pH van de reactorvloeistof. De reactor in de eerste trap is met grotere voorkeur een reactor met opwaarts borrelend katalysatorbed, die niet alleen inherent zorgt voor inwendige terugmenging van vloeistoffen, maar ook op geschikte wijze zorgt voor menging van een alkalische oplossing met de gerecirculeerde reactorvloeistofstroom ten einde de 35 pH van de reactorvloeistof binnen het gewenste gebied te regelen.

8201095 _____ - ——---- 1 t: -7-

Voor de reactoren met vast katalysatorbed is de toegepaste waterstofstroomsnelheid tamelijk belangrijk en bestaat er een verband tussen deze en de vloeistofvoedingssnelheid alsmede de gebruikte hoeveelheid katalysator, aangezien de stroom waterstofgas zorgt, voor het 5 transport van de toegevoerde vloeistofdruppeltjes door de bedden van het vaste-katalysatortype, ten einde innig contact met de katalysator-deeltjes te verkrijgen. De overmaat waterstof vormt de continue fase in de reactor met vast bed., terwijl de vloeistof naar handden stroomt over de katalysatordeeltjes. Plaatselijke oververhitting in het bed wordt 10 vermeden door beginnende verdamping van water, dat als oplosmiddel wordt gebruikt. Er is gevonden dat de verhouding van waterstofgas tot vloeistoftoevoersnelheid bij standaardomstandigheden binnen het gebied van ongeveer 500-5000 dient te zijn gelegen voor het verkrijgen van een bevredigende omzetting van glucose in sorbitolprodukt. De om-15 standigheden van partiële waterstofdruk, temperatuur en ruimtesnelheid worden gekozen als eerder besproken voor het verkrijgen van een totale omzetting van tenminste ongeveer 99,8 gew.% van. de toevoer of het uitgangsprodukt in het alditolprodukt.

Eeactiezoneomstandigheden welke de voorkeur hebben voor het 20 verkrijgen van een grote totale omzetting van monosacchariden, zoals glucose, in sorbitol, zijn een temperatuur van 140-170°C, een partiële waterstofdruk van 5168-11024 kPa overdruk, een ruimtesnelheid van 1,5-10 V^/uur/V^, en een volumetrische toevoerverhouding waterstof/vloeistof van 1000-4000. De toegepaste ruimtesnelheid is afhankelijk van de 25 gewenste incrementele omzetting en kan tot 16 bedragen voor 10-20 gew.% incrementele omzetting, en zo weinig als 1,5 voor 90 - 99,8 gew.% incrementele omzetting, maar is in het algemeen gelegen in het gebied van 2-10. De onverbruikte waterstof van de reactie wordt gezuiverd en gerecirculeerd door de reactiezones om opnieuw te worden 30 gebruikt tezamen met verse waterstof met een grotere zuiverheid volgens behoefte.

De katalysator die in de reactiezones wordt gebruikt is bij voorkeur gereduceerd en gestabiliseerd nikkel op een inerte drager, zoals siliciumoxydealuminiumoxyde, en bevat gewoonlijk 40-70 gew.% 35 nikkel. Bruikbare katalysatorafmetingen zijn gelegen in een ruim gebied 8201095 -8- equivalent aan een deeltjesgroottediameter van 0,5-6,4 mm, en de katalysator kan de vorm hebben van extrudaten, bolletjes of pellets.

Voor reactoren van het borrelende-bed-type zijn de katalysatorafme-tingen gewoonlijk gelegen in het gebied van 0,5-5,1 mm, en voor reactoren 5 met vast bed gaat gewoonlijk de voorkeur uit naar een katalysator in pellet- of tabletvörm met een diameter in het gebied van 1,3-6,4 mm, vanwege het grotere gemak van het hanteren en gebruik in de reactoren.

Bij de onderhavige, in meerdere trapoen uitgevoerde werkwijze kunnen als uitgangs- of voedingsmateriaal alle aldosen, waaronder 10 hexosen (monosacchariden) worden gebruikt, die kinnen worden omgezet in alditolen, waaronder glucose, fructose en mannose, waarbij als uitgangsmateriaal voor de bereiding van sorbitol bij voorkeur glucose wordt gebruikt. De als uitgangsmateriaal gebruikte glucose kan worden verkregen uit mais, aardappelen, melasse, celluloseprodukten en hemi-cellulose-15 produkten, waarbij de voorkeur uitgaat naar uitgangsmateriaal afkomstig van maiszetmeel, wanneer het wenselijk is om slechts kleine percentages mannitol in het sorbitolprodukt te verkrijgen.

Een bij voorkeur toegepaste werkwijzevolgorde bestaat uit 3 katalytische reactoren, die in serie zijn verbonden, waarbij de eerste reactie 20 van het terugmengtype is voor het verkrijgen van een geschikte terug-menging van reactorvloeistof ten einde te helpen om de pH van de vloeistof binnen het gewenste gebied van 4,5-7 te regelen, en verschaft een glucoseomzetting van ongeveer 60-80 gew.% in sorbitol. De tweede en derde reactoren in serie zijn reactoren van het katalytische vaste-bed-25 type, die elk ongeveer 10-20 gew.% van het overblijvende glucose-uitgangs-materiaal omzetten in sorbitol, terwijl de pH van de vloeistof boven 4,5 wordt gehouden. De pH van de uitgangs- of voedingsoplossing aan elke reactor, met inbegrip van de gerecirculeerde reactorvloeistofstroom voor de reactor van het borrelende-bed type, wordt weer ingesteld in het 30 gebied van 7-8,5 door toevoeging van een alkalische oplossing, zoals calciumhydroxyde of natriumhydroxyde. Metaaionzuiverheden in het prddukt worden verwijderd in een of meer de-ioniseringstrappen. Ook wordt het omgezette vloeistofprodukt gewoonlijk door een koolstofadsorptie-trap gevoerd, ten einde geringe organische onzuiverheden te verwijderen 35 en de helderheid, de kleur en de geur van het produkt te verbeteren.

8201095 -9-

Eet is een belangrijk, voordeel van de onderhavige uitvinding dat door gebruik te maken van een reactor van het terugmengtype voor de eerste reactiezone de pE van de vloeistof daarin op geschikte wijze kan worden gehouden in een gewenst gebied van 4,5-7, ten einde 5 zure uitloging van katalysator te verhinderen, door toevoeging van een alkalische oplossing aan de vloeistof die naar de reactor wordt ge-recirculeerd. Een ander voordeel van de in de eerste trap gebruikte reactor van het terugmengtype is, dat de reactietemperatuur veel beter kan worden geregeld dan bij een reactor van het vaste-bed type, hetgeen 10 ' belangrijk is voor de aanvankelijke omzetting ten einde de vorming van gekleurd materiaal in de reactor te vermijden. Een derde voordeel is, dat de ruimtesnelheden op ongeveer 2 kunnen worden gehouden, hetgeen massa-overdrachtsbeperkingen van de reactiesnelheden vermindert.

Zoals getoond in fig. 1 wordt een 20-40 gew.%'s oplossing van 15 glucose in water verschaft bij 10 en wordt de pE daarvan ingesteld in een gebied van 7-8,5 door toevoeging van een alkalische oplossing 11a, zoals natriumhydroxyde, bij de mengtrap 11. Eet verkregen mengsel wordt onder druk gebracht bij 12, waterstof wordt toegevoegd bij 13 en de stroom wordt bij 14 voorverwarmd op ..ten minste ongeveer 100°C 20 en gewoonlijk op 1QQ-120°C. De voorverwarmde stroom 15 wordt vervolgens toegevoerd aan de onderkant van de reactor 16, die een wervelbed van katalysator 16a bevat. De.reactieomstandigheden worden gehouden in het ruime gebied van een temperatuur van 13Q-180°C, een partiële waterstofdruk van 3.445 - 13.780 KPa overdruk en een ruimtesnelheid 25 voor 4Q%'s glucose-oplossing van ten minste ongeveer 1,5 V_/uur/V en ΐ c gewoonlijk niet groter dan ongeveer 10 V^/uur/V^. De reactorvloeistof wordt gerecirculeerd door een valpojp 17 en een recirculatiepomp 26, teneinde het katalysatorbed 16a in uitgespreide en wervelende omstandigheden te houden. Een alkalische oplossing wordt toegevoegd in 30 17a volgens behoefte voor het regelen van de pH van de reactorvloeistof in het gebied van ongeveer 5 - 8,5. De vloeistofrecirculatiewaarde door de pomp 26 kan worden gevarieerd tussen 0 en ongeveer 10 maal de toevoerwaarde bij 10, afhankelijk van de warmte die ontstaat in het katalysatorbed 16a en het daarin gewenste percentage glucose-omzetting. 35 De gebruikte katalysator bevat 40-70 gew.% nikkel, dat is afgezet 8201095 -10- op een inerte drager, zoals siliciumoxyde-aluminiumoxyde, en een deeltjesgrootte heeft in het gebied van ongeveer 0,5-5,1 mm diameter.

De effluentstroom uit de reactor bij 18, die ongeveer 6-10 gew.% glucose en 24-40 gew.% sorbitol bevat, wordt bij 19 gemengd met een 5 voldoende hoeveelheid van een alkalische oplossing om de pH weer in het gebied van 7-8,5 te brengen. De verkregen oplossing bij 20, samen met waterstof toegevoegd bg 21, wordt toegevoerd aan de bovenkant van een karalytische reactor met vast bed 24 voor verdere omzetting van overblijvend glucose in sorbitol. Indien nodig kan verdere voorver-10 warming van de stroom 20 worden uitgevoerd in de verwarmer 22. De reactieomstandigheden toegepast in de reactor 24 zijn grotendeels dezelfde als die in de reactor 16 met wervelend bed; de ruimtesnelheid wordt evenwel gewoonlijk verhoogd, omdat een kleinere procentuele omzetting van. glucose in. sorbitol daarin wordt gewenst. De gebruikte 15 katalysator omvat 40-70 gew.% nikkel op een inerte drager, zoals siliciumoxyde-aluminiumoxyde, met een deeltjesgrootte in een gebied van ongeveer 0,8-7,6 mm diameter.

De omgezette stroom 25 wordt afgevoerd en bij 27 gemengd met een voldoende hoeveelheid alkalisch materiaal om de pH-waarde van de stroom 20 weer op 7-8,5 te brengen. De verkregen oplossing bij 30 wordt tezamen met aanvullende waterstof bij 31 in een derde katalytische reactor 34 met vast bed gebracht. Desgewenst kan verdere verwarming van de stroom 30 worden uitgevoerd in de voorverwarmer 32. De reactor 34 bevat katalysator met 40-70 gew.% nikkel op een inerte drager en leidt tot het ver-25 krijgen van een totale omzetting van de glucose in sorbitol van ten minste ongeveer 99,8 gew.%.

Verbruikte katalysator 16a in de reactor met wervelbed 16 kan geleidelijk worden afgevoerd en vervangen door verse of geregenereerde katalysator, zodat de katalysator niet ter plaatse behoeft te worden 30 geregenereerd. De katalysator in de reactoren 24 en 34 met vast bed kunnen volgens behoefte worden geregenereerd door waterstofgas door het bed te voeren bij een temperatuur van 149-177°C en een druk van 689 - 3.445 kPa overdruk gedurende een tijd van ten minste ongeveer 4 uren, 35 De verkregen waterige sorbitoloplossing 35 wordt gekoeld in 36 en 8201095 ____ 1 * *. .

-11- wordt naar de fasescheider 38 gevoerd, waar de vloeistof wordt gescheiden in een gasstrocm 39 aan de bovenkant en een vloeistofstroom 43 aan de onderkant. De stroom 39 aan de bovenkant, die vooral waterstof bevat, wordt naar de waters tofzuiveringstrap 40 gevoerd. De verkregen ge-1 5 zuiverde waterstofstroom 41 met een zuiverheid van ten minste ongeveer 75%. waterstof,· wordt gerecirculeerd via de compressor 42 voor het verschaffen van de stroom 13, 21 en 31 om opnieuw te worden gebruikt in. de ·· katalytische reactietrap. Zeer zuivere extra waterstof kan. zo nodig worden toegevoegd in 41a.

10 De vloeistofstroom 43, gewoonlijk bij een reactordruk. van 5.168 - 11.024 kPa overdruk, wordt bij de klep 43a op een lagere druk gebracht van 172 -689 kPa overdruk en wordt dan gevoerd naar kolom 44, die geactiveerde adsorberende kool bevat, ten einde sporen, onzuiverheden en alle ongewenste geuren te verwijderen uit. de vloeistof en de helder-15 heid te verbeteren. De behandelde oplossing 45 wordt vervolgens naar een kationen-uitwisselende kolom 46. gevoerd,, die een geschikt harsmateriaal bevat, zoals Amberlite IRC-120 van Rohm & Haas Co., voor het verwijderen van de alkalimetaalbonen, die zijn toegevoegd bi.j de stroomopwaarts van elke katalytische reactor geplaatste neutralisatie-20 trappen 11, 19 en 27 voor de toevoerstroom. Tevens wordt een.anionen-uitwisselende kolom 48, die een geschikt harsmateriaal bevat, zoals Amberlite IRC-402, verschaft voor een user volledige verwijdering van de zure groepen en anionisch materiaal uit stroom 47. Deze ionen-uitwisselende kolommen zorgen tevens voor verwijdering van alle metalen die uit de 25 katalysator in de reactoren 16, 24 en 34 kunnen zijn uitgeloogd ten gevolge van de vorming van gluconzuur daarin.

De effluentstroom bij 49, die gewoonlijk ongeveer op atmosferische druk is, wordt bij de klep 51 op lagere druk gebracht en naar de verdamper 50 gevoerd voor het verwijderen van overmaat water en voor het 30 verkrijgen van een meer geconcentreerde sorbitoloplossing, waarbij de waterdamp wordt verwijderd bij 52. De verdamperdruk wordt gewoonlijk gehandhaafd in een gebied van 50-150 mm Hg, terwijl de·verdampertempera-tuux wordt gehouden in’ het gebied van ongeveer 20-45°C, en wel door te verwarmen, zoals door een fluidumpassage 53, die een heet fluïdum zoals 35 stoom bevat. Het verkregen sorbitolprodukt in water, dat voldoet aan de in de Verenigde Staten gestelde normen, wordt afgevoerd bij 54.

8201095 -12-

Er werd gevonden dat er een belangri jk verband bestaat, tussen bet percentage omzetting van glucose ia sorbitol bereikt in elke reactor, . de pH van de effluentstroom. van de reactor en de nuttige levensduur van de katalysator. Dit verband is in het algemeen weergegeven in S fig. 2, die toont dat voor een in een enkele, trap. uitgevoerde hydro.-generingsreactie, waarbij een omzettingsincrement van ten minste ongeveer 75 gew.% wordt bereikt, de pH van de. reactorvloeistof snel afneemt, met een afnemende levensduur voor de katalysator, tot ongeveer 3,5, klaarblijkelijk te wijten aan.de vorming van gluconzuur in de 10 reactor.. Bij in meerdere trappe n uit ge voerde reacties met een glucose-omzettingsincrement per. trap van niet meer dan ongeveer 35 gew.%, wordt de pH van de reactorvloeistof daarentegen, op een waarde boven ongeveer 4,8 gehouden en kan een krachtige katalysatoractiviteit gedurende meer. dan ongeveer 500 uren worden verkregen. Wanneer het. percentage glucose.-15 omzettingsincrement per reactietrap verder wordt beperkt tot niet boven ongeveer 10 gew.%, wordt de pH van de reactorvloeistof boven ongeveer 5.4 gehouden en wordt de daling daarvan verder verminderd, en de nuttige levensduur van de katalysator nog meer. verlengd. Het is dus nuttig om in meerdere trappen werkende reactoren te gebruiken, die in serie 20 zijn verbonden, ten einde de pH van de reactievloeistof.boven ongeveer 4.5 te houden on iedere ongewenste mate van produktie van gluconzuur in elke reactor te verminderen en aldus een zeer lange levensduur van de katalysator in stand te houden, waardoor de katalysatorkosten aanzienlijk worden gedrukt.

25 Bij deze werkwijze voor katalytische hydrogenering van aldosen werd ook gevonden, dat het regelen van de pH van de reactorvloeistof in het gewenste gebied tevens een grote activiteit van de katalysator in stand houdt. Wanneer wordt gewerkt zonder de pH van de reactorvloeistof boven ongeveer 4,5 te houden, zoals bij de gegevens in fig. 2 over de 30 in een enkele trap uitgevoerde reactie, wordt opgemerkt dat de pH daalde tot 3,5 en dat de activiteit van de katalysator verminderde tot slechts ongeveer 20% van zijn normale waarde. Wanneer de pH van de reactorvloeistof evenwel boven ongeveer 4,5 werd gehouden, zoals bij de in fig. 2 getoonde gegevens over het werken in meerdere trappen, bleef de activiteit 35 van de katalysator op nagenoeg zijn normale waarde na een gebruiksduur van de katalysator van 500 uren. Deze verbetering van de activiteit van 8201095 -13- da katalysator versus de ouderdom van. de katalysator is algemeen getoond-in fig. 3, dia weergeeft de reactieomzettingsindex (ROI) als gedefinieerd. door het negatieve natuurlijke logaritme van.de glucoseconcentratie-verhouding tussen da reactiezonetoevoer. en -produkt uitgezet tegen 5 het omgekeerde van de ruimtesnelheid in de reactiezone. Er valt. te zien, dat. bij de reactie in een enkele trap de activiteit van de katalysator, weergegeven door de helling, daalde tot 2,5 na 250 uren, maar bij de reactie in meerdere trappen werd de activiteit van de katalysator gehouden op een helling van 11,2, zelfs nadat de katalysator gedurende 10 500 uren was gebruikt.

Volgens een andere nuttige uitvoeringsvorm van deze uitvinding wordt een katalytische reactor van het terugmeng- en vast-bedtype met voordeel gebruikt, voor de reactie in de eerste trap. Zoals getoond in fig. 4 wordt een toevoerstroom bij 60, die 30-50 gew.% glucose in wate-15 rige oplossing bevat, gemengd in de mengtank 61 met. een alkaii-oplossing 61a, voldoende voor het regelen, van de pH in het gebied, van 7-10. Het verkregen vloeistofmengsel wordt onder druk gebracht in 62, waterstofgas : wordt toegevoegd in 63 en de stroom, in 64 voorverwarmd, tot een temperatuur van 100-120°C. De voorverwarmde, stroom 65 wordt vervolgens toegevoerd 20 aan een katalytische valstroomreactor 66 van het vaste.-bedtype, die een. deeltjes vormige katalysator bevat, bestaande uit veel nikkel op een drager en waarin nagenoeg dezelfde, reactieomstandigheden worden gehanteerd. als in de wervelbedreactor 16 van fig. 1.

Het grootste gedeelte 69 van de effluentstroom 67 uit de reactor 25 wordt gerecirculeerd naar de mengtank 61. om te helpen om de pH van de effluentvloeistof uit de reactor boven ongeveer 4,5 te regelen en gewoonlijk in het gebied van 5-9. De overige stroom 68 wordt gevoerd naar een andere katalytische.reactietrap voor verdere omzetting in sorbitol, op analoge wijze als in fig. 1. De stroomverhouding van de gere-30 circuleerde stroom 69 tot de voedingsstroom 60 is bij voorkeur gelegen in het gebied van 2-10.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden, die evenwel geen beperkende betekenis hebben.

Voorbeeld I

35 De werking van een reactor van het terugmengtype werd gesimuleerd 8201095 -14- in behandelingen, waarbij een. reactor met een vast katalysatorbed. werd gebruikt. Een toevoerstroom, die aanvankelijk 40 gew.% glucose, afkomstig van aardappelzetmeel in waterige oplossing bevatte, werd. door toevoeging van een natriumhydrozydeoplossing gebracht op een pH van 5 7 - 8,5. Het mengsel werd samen met overmaat waterstofgas naar. beneden in de reactor gébracht, die een binnendiameter had van 2,5 cm. en 43 cm.

3· lang·, was. Het onderste einde van. de reactor bevatte ongeveer 70 cm katalysatordeeltjes, omvattende veel nikkel op een siliciumoxyde-alu-miniumoxydedrager in de vorm van extrudaten met een diameter van 1,5 10 mm. Het bovenste einde van de reactor bevatte inerte aluminiumxoyde-tabletten, die dienden, als voorverwarm- en stroomverdeelsectie. De reactor werd met een elektrisch verwarmd zandbad verwarmd, ten einde uniforme temperaturen in. het katalysatorbed te behouden. De partiële waterstofdruk werd gehandhaafd bij 10.507 kPa. overdruk. De effluent-15 stroom uit de reactor met vast bed. werd gemengd met een voldoende hoeveelheid natriumhydroxydeoplossing om de pH van de stroom weer op 7-8,5 te brengen, en het mengsel werd. toegevoegd aan verse voeding en vervolgens nog een aantal, malen gerecirculeerd. door dezelfde reactor.

De werkingsomstandigheden en de resultaten van deze behandelingen met 20 een. reactor van het terugmengtype zijn weergegeven in de onderstaande tabel A.

TABEL· A

Werkingsomstandigheden van katalytische reactor met vast bed onder toepassing van vloeistofrecirculatle._ eerste door- tweede door- derde doorgang_ gang_ gang toegepaste verse toevoer (%) 100 30 30 gemiddelde temperatuur van reactor (°C) 152 152 152 ruimtesnelheid van de vloeistof per uur (cm^/uur/cm^) 8,8 3,6 2,1 pH van effluent van reactor 4,5 5,0 5,0 glucose in toevoer (gew.%) (berekend op de vaste stof) 100 44,6 24,6 sorbitol in het produkt (gew.%); (berekend op de vaste stof) 72 98 99,9 glucose-omzetting (gew.%) 72 95,5 99,6 8201095 -15-

De resultaten tonen dat de glucose-omzetting 72 gew.% bedroeg na de eerste doorgang door het katalytische bed van de reactor. Nadat, een mengsel van het effluent van de reactor, bevattende meer sorbitol en verse toevoer bevattende 40 gew.% glucose, een tweede maal door het katalysa-5 torbed. werd. gevoerd bij een kleinere ruimtesnelheid, bedroeg de omzetting ongeveer 85,5 gew.% en de totale omzetting ongeveer 98 gew.%.

Nadat effluent van de tweede doorgang gemengd met verse toevoer een derde maal door de reactor werd gevoerd, bedroeg de omzetting 99.6 gew.% en de totale omzetting van glucose 99,9 gew.%. Deze gegevens tonen dus aan 10 dat de toepassing van een reactor, waarbij terugmenging plaatsvindt, zodat een. deel van het effluentprodukt van. da reactie wordt gemengd met toevoer en opnieuw door de reactor wordt gerecirculeerd, praktisch en nuttig is om de pH.van de reactorvloeistof boven ongeveer 4,5 te houden en aldus uitloging van de katalysator door de inwerking van zuur 15 te verhinderen en daardoor een hogere omzetting te bereiken alsmede een verlengde levensduur van de. katalysator.

Voorbeeld II

Een voedingsstroom, die 40 gew.% glucose in waterige oplossing bevatte, werd met waterstofgas naar beneden toe aangebracht in· de in 20 voorbeeld I gebruikte reactor met vast katalysatorbed, ten einde, de resultaten van de typische werking· van de reactor met. vast bed in de tweede trap te bepalen. Het onderste einde van de reactor bevatte 60 cm^ katalysator, omvattende veel nikkel op siliciumoxyde-aluminiumoxyde-drager, in de vorm van extrudaten met een diameter van 1,5 mm. Het 25 bovenste einde van de reactor bevatte inerte, aluminiumoxydetabletten, die zorgden voor de voorverwarming en stroomverdeling. De behandelingen werden uitgevoerd met overmaat watertsof bij reactieomstandigheden als weergegeven in de onderstaande tabel B, die eveneens de verkregen resultaten weergeeft.

8201095

-16-TABEL B

Werkingsomstandigheden van katalytische reactor met vast bed.

ouderdom van katalysator 50 100, 150 « gemiddelde temperatuur van reactor 5 (°C) 150 150 150 partiële waterstofdruk (kPa overdruk) 10.507 10.507 10.507 ruimtesnelheid van dè vloeistof per uur (V-/uur/V ) 1,33 1,53 1,46 X c 10 pH van effluent van reactor 5,0 5,0 5,0 increment glucose-omzetting(gew.%1 39,4 39,0 39,12 totale glucose-omzetting (gew.%) 98,6 97,5 ' 99,8

De resultaten weergegeven in tabel. B tonen aan, dat door toevoeging van een alkalische oplossing om de pH van de effluentvloeistof 15 van de reactor boven ongeveer 5,0 te houden, de activiteit van de katalysator nagenoeg onverminderd in stand werd gehouden gedurende ten minste ongeveer 150 uren.

Voorbeeld III

Een. toevoerstroom, die 4 gew.% glucosemonohydraat, 36 gew.%' sor-20 bitol en 60 gew.% water bevatte, werd met overmaat waterstofgas toegevoerd aan de in voorbeeld I gebruikte reactor met vast katalysator-bed, ten einde typische werkingsomstandigheden van de reactor met vast bed in de derde trap te simuleren. De gebruikte katalysator bestond uit extrudaten met een diameter van 1,5 mm, omvattend veel nikkel 25 op siliciumoxyde-aluminiumoxydesubstraat. De werking werd uitgevoerd bij reactieomstandigheden die typisch zijn voor een reactor in de derde trap; de omstandigheden en resultaten zi.jn weergegeven in. tabel C.

8201095 ^ _ ..... . ^ . . - · » · - ·;· ·

-17-TABEL C

Werkingsomstandigheden van katalytische reactor met vast bed ouderdom van katalysator (turen} · 10-50 90-120 gemiddelde temperatuur van reactor (°Cl 150 150 5 partiële waterstofdruk (kPa overdruk! 10.507 10.5Q7 ruimtesnelheid van de vloeistof per uur, V./uur/V 1,6 1,6 ic pH van effluent van reactor 5,5 5,5 glucose-omzetting (gew.% ) 99,78 99,73 10 De hierboven weergegeven typische resultaten tonen dat totale omzettingspercentages van boven 99,95 gew.% werden bereikt en dat de activiteit van de katalystaor nagenoeg onverminderd werd gehandhaafd gedurende 120 uur.

Voorbeeld IV

15 Uitgebreide werkingsproeven met een reactor met. vast bed werden uitgevoerd met 40 gew.% glucosetoevoer bij. omstandigheden van gemiddelde temperatuur van 150°C en een partiële waterstofdruk. van 7.579 kPa overdruk. De gebruikte katalysator bevatte een hoge concentratie aan nikkel en had een deeltjesgrootte van 1,7-2,4 mm. Na een werkingsduur van 240 20 uren daalde de procentuele omzetting van 99,7 tot 90%, klaarblijkelijk te wijten aan een afname van de activiteit van. de katalysator. De toevoer werd onderbroken en de katalysator werd. geregenereerd door waterstofgas door het katalysatorbed te voeren bij ongeveer 150°C en 3.445 kPa overdruk gedurende 4 uren. De toevoer van glucose werd weer voortgezet 25 en de glucoseomzetting steeg tot 99,7 gew.%. Aldus werd bepaald, dat verbruikte katalysator kan worden geregenereerd door hem te behandelen met heet waterstofgas bij omstandigheden van ten minste ongeveer 150°C en 1 atmosfeer partiële waterstofdruk gedurende een periode van ten minste ongeveer 4 uren.

30 Voorbeeld V

Een toevoerstroom, die 40 gew.% glucose in waterige oplossing bevatte en een pH had van 8,2, werd met waterstofgas toegevoerd aan een reactor van het terugmengtype, die een wervelbed van katalytische deeltjes bevatte. De katalysator was rijk aan nikkel op een siliciumoxyde- 8201095 -18- aluminiumoxydedrager en had een deeltjesgrootte van 1,3 mm. De reactie-omstandiRieden waren een temperatuur van 150°C, een partiële waterstof-druk van 10.507 kPa. overdruk en een ruimtesnelheid van de vloeistof: per uur (Y^/uur/Vj van 8,1. De expansie van het. katalytische bed werd.

5 in stand gehouden bij 20% boven de vulhoogte door reactorvloeistof vanaf een punt boven het katalysatorbed. te recirculeren naar een stroomver-deler, geplaatst beneden het bed,, waardoor werd gezorgd voor terug-menging van. reactorvloeistof met verse toevoer. De pH van.de. reactorvloeistof werd gehandhaafd binnen het gebied van 5 ,-5-7. door die reactor-10 ’ vloeistof te mengen met voldoende natriumhydrozyde-oplossing. De bereikte omzetting van glucose bedroeg 80% bij een recirculeringsverhouding van 10. Een stroom van gedeeltelijk omgezette glucose werd aan de top afgevoërd uit de reactor en naar een tweede katalytische reactor gevoerd, voor verdere omzetting van de overblijvende glucose in sorbitoloplossing.

15 Ofschoon deze uitvinding is beschreven aan de. hand van de bege leidende tekening en een voorkeursuitvoeringsvorm, zal het aan de vakman zonder meer duidelijk zijn, dat talrijke wijzigingen en aanpassingen aan de basiswerkwijze, mogelijk zijn, zonder dat wordt afgeweken van de geest en de omvang van deze uitvinding, die wordt gedefinieerd in de 20 hierna volgende conclusies .

8201095

Claims (17)

1. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de katalysator in elke reactiezone 40 - 70 gew.% gestabiliseerd nikkel 25 bevat, dat is afgezet op een siliciumoxyde-aluminiumoxydedrager, en die katalysator een deeltjesdiameter heeft van 0,5 - 6,4 mm en een specifiek 2 oppervlak van 140-180 m /g.
2. 3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat .de pH van de toevoerstroom stroomopwaarts van elke reactiezone wordt geregeld 30 in het gebied van ongeveer 8 tot 12 door een alkalische oplossing met die toevoerstroom te mengen, en dat de reactiezone zorgt voor Met terugmengen van een deel van het effluent van de reactiezone met de toevoer-· stroom, en de werkingsparameters worden geregeld voor het in stamdhouden van de pH van de vloeistof in elke reactiezone van ten minste ongeveer 4,5. 8201095 -20- *- . -t
3. 4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk., dat de eerste reactiezone gebruik maakt van een reactor met stroming naar boven en waarin de katalysator een wervelbed vormt, welke reactor zorgt voor inwendige terugmenging van reactiezonevloeistof met de toevoerstroom, dat 5 de laatste reactiezone een reactor is van bet vaate-bedkatalysatortype en de omstandigheden in elke. reactiezone worden gehouden in het gebied van een temperatuur van. 140-170°C, een partiële waterstofdruk van 5.168 - 11.024 kPa overdruk en een ruimtesnelheid van 1,0 - 10 V^/uur/V^.
4. 5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat een deel van de 10 reactorvloeistof.. in die reactiezone met wervelend katalysatorbed wordt. afgevoerd, wordt gemengd met een alkalische oplossing, en vervolgens naar de reactor wordt, gerecirculeerd, ten einde de pH van de vloeistof daarin te helpen regelen in het gebied.van 4,8 tot 7.
5. 6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de toevoer 15 aan de reactiezone een 10-60 gew.% glucose-oplossing in water is,en de totale glucose-omzetting in sorbitol in waterige oplossing 98,5-99,9 gew.% bedraagt.
6. 7. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat drie reactie— zones worden toegepast en de verhouding van waterstofgas tot vloeistof- 20 toevoer bij standaardomstandigheden voor elke reactiezone is gelegen tussen ongeveer 500 en 4000.
7. 8. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat. de katalysator, nadat de omzetting ten minste ongeveer 5 gew.% is afgenomen, wordt geregenereerd door de toevoer te onderbreken en de waterstof stroom 25 voort te zetten gedurende ten minste ongeveer 4 uur.
8. 9. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat metaalionen uit de alditolvloeistof van trap (d) worden verwijderd ter verkrijging van een gedeioniseerd alditolprodukt.
9. 10. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een behande-30 lingstrap met geactiveerde kool wordt toegepast na de laatste katalytische reactietrap, ten einde een heldere alditoloplossing te krijgen..
10. 11. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk., dat de toevoerstroom bestaat uit aardappelglucose.
11. 12. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de toevoer stroom bestaat uit glucoSsmonohydraat. 8201095 -21-
12. 13. Werkwijze voor het bereiden van sorbitol door katalytische omzetting van glucose, met het kenmerk, dat de werkwijze de volgende trappen omvat: (al het verschaffen van een toevoerstroom, die ongeveer 1Q-6Q gew.% 5 glucose-oplossing in water bevat en een pa heeft van 7 tot 12 r (b) het voorverwarmen van de toevoer en daaraan toegevoegd waterstofgas op ongeveer 100-120°C en het voeren van het verwarmde toevoerstroom-mengsel door 3 katalytische reactiezones, die in serie zijn verbonden, waarbij elke zone een zeer actieve nikkelkatalysator. bevat, omvattende 40-70 gew.% nikkel af gezet op een siliciumoacyde-aluminium- 10 oxydedrager en met een deeltjesdiameter in het gebied van 0,76-7,6 mm; (c) het mengen van. een alkalische oplossing met de toevoerstroom aan elke volgende.reactiezone, ten einde de pH van de toevoer te herstellen in het gebied van 7-12; (d) het houden van elke reactiezone in omstandigheden van temperatuur 15 in het gebied van 140-17Q°C, een partiële waterstofdruk. van 5.168 - 11.024 kPa. overdruk en een ruimtesnelheid van 1,5-10 Vj/uur/V^, alsmede het houden, van de toevoerverhouding waterstof-gas/vloelstof op 500 - 4000 bij standaardomstandigheden voor het verkrijgen van een totale omzetting van de glucosetoevoer 20 in sorbitol van tenminste ongeveer 99 gew.% en (e) het afvoeren van reactieprodukt, dat in hoofdzaak. sorbitol in waterige oplossing, bevat.
13. 14. Werkwijze voor het bereiden van alditolen door katalytische omzetting van aldosen, met het kenmerk, dat de werkwijze de volgende 25 trappen omvat: (a) het verschaffen van een toevoerstroom die ten minste ongeveer 10 gew.% aldoseoplossing in water bevat en een pH heeft van 7 tot 13; (b) het toevoegen van waterstofgas en het voorverwarmen van het toevoermengsel op ten minste ongeveer 100°C, en het doorvoeren van het 30 verwarmde toevoerstroommengsel door ten minste 2 katalytische reactie zones, die in serie zijn verbonden, waarbij elke zone katalysator bevat, omvattende 40 - 70 gew.% nikkel afgezet op een siliciumoayde-aluminiumoxydedrager; (c) het mengen van de toevoerstroom aan elke volgende reactiezone met 35 een alkalische oplossing, ten einde te helpen om de pH van het 8201095 j'_" ; .-ΤΓΙΊΤΠΓΙ·'-.. n.m Μ I U-ΙΙ.ΤΓ 1 ' - ~ -22- effluent uit die zone te houden in het gebied van 4,5 tot 7; (d) het handhaven van omstandigheden, in de reactiezones van temperatuur in het gebied van 130 - 180°C, een partiële waterstofdruk van 3.445 - 13.780 kPa overdruk en ruimtesnelheid in het gebied van 5 1,0-15 V_/uur/V , ten einde de pH van de effluentstroom van de X c reactiezone te houden in het gebied van 4,5-7 voor het bereiken van een totale omzetting van de toevoer in alditolen van ten minste ongeveer 98 gew.%, en (e) het afvoeren van het reactieprodukt bevattende in hoofdzaak alditol in 10 waterige oplossing.
14. 15. Werkwijze volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de eerste reactiezone zorgt voor terugmenging van een deel van de vloeistof van de reactiezone met de toevoerstroom, en de specifieke omzetting, die in de eerste zone wordt bereikt, is gelegen in het. gebied van 40-80 15 gew.% van het toevoermateriaal, en de specifieke omzetting die wordt bereikt in de volgende reactiezones is gelegen in het gebied, van 5-20 gew.%.
15. 16. Werkwijze volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de toevoerstroom een 20-50 gew.% mannoseoplossing is en het reactieprodukt in 20 hoofdzaak. uit mannitol bestaat.
16. 17. Werkwijze volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de toevoerstroom en 20-50 gew.% xylose-oplossing is en het reactieprodukt in hoofdzaak uit xylitol bestaat.
17. 18. Werkwijze voor het bereiden van alditolen door katalytische om-25 zetting van aldosen, met het kenmerk, dat de werkwijze de volgende trappen omvat: (a) het verschaffen van een toevoerstroom die tenminste ongeveer 10 gew.% aldoseoplossing in water bevat en een pE heeft van 7 tot 13; {b) het toevoegen van waterstofgas en het voorverwarmen van het toevoer-30 mengsel op ten minste ongeveer 100°C en het voeren'van het. verwarmde toevoerstroommengsel. door een eerste-trap katalytische reactiezone die katalysator bevatomvattende 40-70 gew.% nikkel afgezet op een inerte, drager, en waarbij de zone zorgt voor terugmenging en reoir-culering van een deel van. reactiezonevloeistof met. de toevoerstroom, 35 ten einde de omzetting per doorgang te regelen op minder dan ongeveer 10 gew.% en te helpen voor het regelen van de pH van de reactor- 8201095 -23- vloeistof op ten minste ongeveer 4,5; ; ,.(c) het afvoeren van een. ten dele omgezette efflueatstroom en het mengen daarvan met een alkalische oplossing in voldoende hoeveelheid. om de pH van het effluent van die zone opnieuw te brengen 5 in het gebied van 7 - 10; (d) het voeren van het mengsel uit (c) met waterstof naar een- tweede-trap reactiezone van het vaste-bed katalysatortype, bevattende een deeltjesvormige katalysator met 40-70 gew.% nikkel, op een inerte:-drager; 10 (e) het behouden van beide reactiezones in omstandigheden in het gebied van een temperatuur van 130-180°C, een partiële waterstofdruk van 3.445 - 13.780 kPa overdruk en een ruimtesnelheid van 0,5 - 16 VJzEon/V voor het bereiken van een totale, omzetting van de toe-f c voer in alditolen van ten.minste ongeveer 98 gew.%; en 15 (f) het afvoeren uit de tweede reactiezone van een produkt, dat in hoofdzaak alditol in waterige oplossing bevat. 8201095