PL47314B1 - - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy uwodorniania kwasu ben¬ zoesowego do cykloheksanokarboksylowego.Uwodornianie kwasu benzoesowego do kwasu cykloheksanokarboksylowego mozliwe na dro¬ dze teoretycznej nie bylo dotychczas urzeczy¬ wistnione w praktyce. Jest jednak ogólnie wia¬ domo, ze inne produkty jak np. estry etery i alkohole mozna wytwarzac przez uwodornia¬ nie kwasów karboksylowych lacznie z kwasem benzoesowym.Stwierdzono, ez kwas benzoesowy mozna uwo¬ dorniac do kwasu cykloheksanokarboksylowego bez tworzenia produktów ubocznych w ten spo¬ sób, ze kwas benzoesowy w postaci pary oraz wodór doprowadza sie w temperaturze miedzy temperatura topnienia i wrzenia kwasu benzo¬ esowego przy panujacym cisnieniu do zetknie¬ cia z katalizatorem, który zawiera w postaci me¬ talu co najmniej jeden z takich metali jak pal¬ lad, rod, ruten, platyna, iryd, nikiel i kobalt.Katalizatory stosowane w postaci metalu moga byc naniesione na nosnik np. tlenek toru, tle¬ nek glinu lub silikazel.Sposób wedlug wynalazku mozna prowadzic nastepujaco: wodór przepuszcza sie przez sto¬ piony kwas benzoesowy i utworzona miesza¬ nine z par kwasu benzoesowego i wodoru do¬ prowadza do zetkniecia z katalizatorem. Jezeli proces prowadzi sie pod cisnieniem atmosfery¬ cznym, wówczas temperatura kwasu benzoeso¬ wego w postaci par i wodoru w czasie zetknie¬ cia z katalizatorem powinna wynosic 122—249°C.Mieszanine par kwasu benzoesowego i wodo¬ ru mozna wytworzyc równiez w inny sposób np.kwas benzoesowy odparowuje sie osobno — je¬ zeli sie chce, za pomoca gazu obojetnego jak np. azotu — a w koncu do par kwasu benzoesowe¬ go doprowadza wodór. Reakcja nie zostaje za¬ klócona obecnoscia gazu obojetnego.Sposób wedlug wynalazku mozna prowadzic pod cisnieniem atmosferycznym; mozliwe jest równiez stosowanie nizszych lub wyzszych ci¬ snien np. 10, 25, 50, 100 atm. lub jeszcze wyz¬ szego cisnienia. Stosowanie wysokiego cisnienia wymaga uzycia aparatury do uwodorniania od¬ pornej na wysokie cisnienie.Srodki stosowane do doprowadzania reagen¬ tów, regulowania temperatury i cisnienia, od¬ prowadzania mieszaniny reakcyjnej oraz do pro¬ wadzenia procesu w sposób ciagly sa znane; nie wymagaja wiec objasnienia.Proces mozna prowadzic w sposób ciagly; nie- przereagowany kwas benzoesowy i niezuzyty wodór mozna z powrotem zawrócic do ukladu.W takich przypadkach moze okazac sie, ze dzia¬ lanie katalizatora po pewnym czasie zmniejsza sie. Zmniejszenia dzialania katalizatora mozna uniknac albo mozliwie ograniczyc,, jezeli uwo¬ dornianie prowadzi sie w obecnosci tlenu cza¬ steczkowego. Tlen mozna ewentualnie stosowac w postaci gazu zawierajacego tlen,~hp. powie¬ trza. Juz przy zastosowaniu bardzo malych ilo¬ sci tlenu, mniejszych od 1% objetosciowo tlenu w odniesieniu do ilosci wodoru np. 0,1, 0,2 lub 0,6% objetosciowo tlenu, uzyskuje sie znaczne polepszenie zywotnosci katalizatora. W celu za¬ pewnienia bezpiecznego prowadzenia uwodor¬ niania nie nalezy przekroczyc granicy eksplozji mieszaniny gazu. Z tego wzgledu w wiekszosci przypadków stosuje sie nie wiecej niz 5% obje¬ tosciowych tlenu.Przyklad I. Przez 300 g stopionego kwa¬ su benzoesowego w cylindrycznej wyparce (po¬ jemnosc 1 litra) przepuszcza sie wodór w tem¬ peraturze 134°C. Przez stopniowe doprowadza¬ nie kwasu benzoesowego utrzymuje sie jego ilosc w wyparce na stalym poziomie. Otrzyma¬ na mieszanine z pary kwasu i wodoru zawiera¬ jaca 1,6% objetosciowych kwasu azotowego przepuszcza sie pod cisnieniem atmosferycznym przez rure w ksztalcie litery U (o przekroju 1 cm3), w której umieszczono 25 cm3 kataliza¬ tora. Szybkosc przepustowa mieszaniny gaz — para reguluje sie w ten sposób, ze do rury re¬ akcyjnej wprowadza sie 0,1 kg kwasu benzo¬ esowego na 1 litr masy katalizatora na godzine.W rurze reakcyjnej utrzymuje sie temperatu¬ re 147°C. Jako katalizator stosuje sie nikiel na tlenku glinu (15% Ni) w postaci tabletek o\sred¬ nicy 3 — 4 mm. Wychodzaca z rury reakcyjnej mieszanine gazu i pary ochladza sie w strefie kondensacyjnej do temperatury 35°C. Nieskrop- lony gaz, który prawie calkowicie sklada sie z wodom doprowadza sie z powrotem do wy¬ parki.Ze strefy kondensacyjnej odprowadza sie produkt reakcji, który sklada sie prawie calko¬ wicie z kwasu cykloheksanokarboksylowego i zawiera tylko niewiele nieprzereagowanego kwasu benzoesowego (mniej anizeli 2%). W tem¬ peraturze pokojowej produkt przemienia sie w biala krystaliczna mase, z której po przekrysta- lizowaniu z etanolu mozna otrzymac czysty kwas cykloheksanokarboksylowy (temperatura topnienia 31°C).Przyklad II. Uwodornianie kwasu benzo¬ esowego prowadzi sie za pomoca katalizatora palladowego (0,4% Pd) osadzonego na nosniku z tlenku glinu w sposób opisany w przykla¬ dzie I.Do uwodorniania wybrano nastepujace para¬ metry reakcji: temperatura w przestrzeni wyparki 138°C; temperatura w rurze reakcyjnej 139°C; szybkosc przepustowa na litr masy katalizato¬ ra/godzine 0,04 kg kwasu benzoesowego.Równiez w ten sposób otrzymuje sie produkt reakcji, który prawie calkowicie sklada sie z kwasu cykloheksanokarboksylowego i zawiera niewielkie ilosci kwasu benzoesowego (mniej anizeli 2%).Przyklad III. W takich samych warun¬ kach jak w przykladzie I prowadzi sie uwodor¬ nianie jak ponizej: katalizator platyna na Al2Oz (0,4% Pt) temperatura w przestrzeni wyparki : 133°C temperatura w rurze reakcyjnej : 162°C szybkosc przepustowa : 0,02 kg Wynik jest taki sam jak w przykladzie I.Przyklad IV. W takich samych warun¬ kach jak w przykladzie I prowadzi sie uwodor¬ nianie jak ponizej: katalizator: rod na Al203 (0,5% Rh) temperatura w przestrzeni wyparki : 140°C temperatura w rurze reakcyjnej : 155°C szybkosc przepustowa : 0,1 kg Otrzymany kwas cykloheksanokarboksylowy zawiera mniej niz 2% kwasu benzoesowego, -p- 2 —podczas gdy w produkcie reakcji znajduje sie 0,1 toluenu.Przyklad V. Przez 300 g kwasu stopio¬ nego kwasu benzoesowego znajdujacego sie w cylindrycznej wyparce (pojemnosc 1 litr) prze¬ puszcza sie wodór w temperaturze 130°C. Przez stopniowe doprowadzanie kwasu benzoesowego utrzymuje sie jego ilosc w wyparce na stalym poziomie. Otrzymana mieszanine z pary kwasu i wodoru zawierajaca 1,5% objetosciowo kwasu benzoesowego w postaci pary przepuszcza sie pod cisnieniem atmosferycznym przez rure re¬ akcyjna w ksztalcie litery U (o przekroju 1 cm2), w której umieszczono 25 cm3 katalizatora. Szyb¬ kosc przepustowa mieszaniny pary i gazu re¬ guluje sie w ten sposób, ze do rury reakcyjnej wprowadza sie 0,6 kg kwasu benzoesowego na 1 Utr katalizatora/godzine. W rurze** reakcyjnej utrzymuje sie temperature 141aC. Jako katali¬ zator stosuje sie platyne na tlenku glinu (0,4% Pt) w postaci tabletek o srednicy 3—4 mm.Mieszanine gazu i pary wychodzaca z rury reakcyjnej chlodzi sie w kondensatorze do tem¬ peratury 35°C. Gaz nieskroplony skladajacy sie pratwie calkowicie z wodoru doprowadza sie z powrotem do przestrzeni wyparki. Z prze¬ strzeni kondensatora odprowadza sie produkt reakcji skladajacy sie prawie calkowicie z kwa¬ su cykloheksanokarboksylowego i zawierajacy tylko niewielkie ilosci nieprzereagowanego kwasu benzoesowego. W temperaturze po¬ kojowej produkt przemienia sie w biala krystaliczna mase, z której po przekry- stalizowaniu z etanolu otrzymuje sie czysty kwas cykloheksanokarboksylowy (temperatura topnienia 31°C). Po 24 godzinach poczatko¬ wo wysoka konwersja, w czasie której w pro¬ dukcie reakcji znaleziono mniej anizeli 2% nie¬ przereagowanego kwasu benzoesowego, zmalala o 5%. Przez dodanie do mieszaniny gazu i pary 0,2% objetosciowo tlenu w odniesieniu do ilosci wodoru, konwersja osiaga swoja poczatkowa wartosc. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób uwodorniania kwasu benzoesowego do kwasu cykloheksanokarboksyolwego, zna¬ mienny tym, ze kwas benzoesowy w postaci pary razem z wodorem doprowadza sie do zetkniecia z katalizatorem w temperaturze miedzy temperatura topnienia i wrzenia kwasu benzoesowego przy panujacym cisnie¬ niu, przy czym katalizator zawiera w posta¬ ci metalu co najmniej jeden z takich metali jak pallad, rod, ruten, platyna, iryd, nikiel i kobalt.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze uwodornianie prowadzi sie w obecnosci wol¬ nego tlenu. Stamicarbon N.V. Zastepca: mgr inz. Adolf Towpik rzecznik patentowy PL