PL92724B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia alkoholu furfurylowego w fazie cieklej, stoso¬ wanego miedzy innymi do wytwarzania zywic do mas formierskich dla odlewnictwa i kitów che¬ moodpornych, przez katalityczne uwodornienie al¬ dehydu furfurylowego w fazie cieklej. Reakcja uwodorniania aldehydu jest reakcja egzotermiczna i w warunkach przemyslowych powazny problem stwarza koniecznosc odprowadzania znacznych ilo¬ sci ciepla reakcji (19 kcal/mol). Dla selektywnego przebiegu reakcji uwodorniania w kierunku na al¬ kohol furfurylowy istotne znaczenie ma wlasciwy dobór metody prowadzenia procesu i dobór od¬ powiedniego katalizatora.

Znane sa sposoby wytwarzania alkoholu furfu¬ rylowego zarówno w fazie parowej jak i cieklej.

Metody wytwarzania alkoholu furfurylowego na drodze uwadarniania furfuralu w fazie parowej prowadzi sie na ogól wobec katalizatorów stacjo¬ narnych w temperaturze 140—220°C i pod cisnie¬ niem 1—10 atn.

Uwodornienie w fazie parowej wymaga rozbu¬ dowanej aparatury ze wzgledu na koniecznosc od¬ parowywania aldehydu co sie wiaze ze stratami na skul/ek jego polimeryzacji w wyzszych tempe¬ raturach oraz na koniecznosc stosowania cyrkula¬ cji duzych ilosci wodoru w obrebie ukladu reak¬ cyjnego. Powazny problem stwarza równiez odbiór ciepla reakcji uwodornienia, a tym samym budo¬ wa reaktorów. Ponadto zarówno aldehyd furfurylo- wy, jak i produkty jego uwodornienia, czesciowo polimeryzuja na zlozu katalizatora, czemu sprzyja wysoka temperatura. Wytworzone smólki dezakty- wuja katalizator.

Otrzymywany tymi metodami produkt zawiera na ogól znaczne ilosci nieprzereagowanego alde¬ hydu furfurylowego oraz ubocznych produktów reakcji. Celem otrzymania z produktu uwodornia¬ nia alkoholu furfurylowego o odpowiedniej czy¬ stosci prowadzi sie kilkustopniowa irektyfikacije celem oddzielenia lekkich produktów ubocznych (glównie sylwanu), nieprzereagowanego aldehydu, a nastepnie oddzielenie czystego alkoholu od zwia¬ zków wyzej wrzacych. v * Metody wytwarzania alkoholu furfurylowego na drodze uwodorniania furfuralu w fazie cieklej po¬ zwalaja na eliminacje niektórych wad wystepuja¬ cych przy uwodornianiu w fazie parowej. W szcze¬ gólnosci metody w fazie cieklej pozwalaja unik¬ nac operacji odparowywania aldehydu furfurylo¬ wego i zwiazanych z tym strat oraz eliminuja ko¬ niecznosc stosowania cyrkulacji duzych objetosci wodoru.

W opisie patentowym St. Zjedn. Am. nr 2763666 stosuje sie katalizator Ni-Raneya, przy czyim kon¬ wersje w granicach 90% prowadzi przy cisnieniu 2—42 atn., i temperaturze 80—130°C. Glówna nie¬ dogodnoscia tej metody jest tworzenie sie znacz¬ nych ilosci produktów ubocznych.

Znana jest równiez metoda (J. F. Belskij Usp. 9272492724 Chim. 1963, 32, 70), w której stosuje sie kataliza¬ tor Cu-Cr, a konwersje prowadzi sie przy cisnie¬ niu 300 atn. W temperaturze 60—100°C. Konwer¬ sja aldehydu wynosi w tej metodzie okolo 90%, uzyskuje sie produkt o zawartosci 85—92% alko¬ holu. Powazna wada metody jest stosowanie bar¬ dzo wysokiego cisnienia.

W wegierskim opisie patentowym 147519 omó¬ wiono metode uwodorniania aldehydu furfurylo¬ wego w fazie cieklej polegajaca na przepuszcza¬ niu przez nagrzany reaktor nasyconej wodorem zawiesiny pylistego katalizatora miedziowo-chro- moiwego w furfuralu w temperaturze 170—220°C i pod cisnieniem 250 atn. W metodzie tej uzyskuje sie wysoka koinjwleirBje 97% i dobra selektywnosc (97%).

Powazna wada takze i tej metody jest koniecz¬ nosc stosowania bardzo wysokich cisnien. Wsp61- na wada stosowanych metod otrzymywania alko¬ holu furfurylowego przez uwodornianie furfuralu w fazie cieklej jest stosowanie katalizatora w for¬ mie zawiesiny co powoduje koniecznosc prowadze¬ nia dodatkowej operacji filtracji produktu od ka¬ talizatora. Operacja ta, poza tym, ze jest techno¬ logicznie klopotliwa, powoduje dodatkowe straty.

W zwiazku z przytoczonymi wadami otrzymywa¬ nia alkoholu furfurylowego na drodze uwodornia- inrta furfuralu w fazie cieklej, metody te sa mniej rozpowszechnione.

Istota wynalazku jest taki sposób prowadzenia procesu uwodorniania furfuralu w fazie cieklej, który pozwala na otrzymywanie alkoholu furfu¬ rylowego z dobra wydajnoscia i z mala iloscia produktów ubocznych w katalitycznym ukladzie reakcyjnym eliminujacym koniecznosc odsaczania produktu od katalizatora i zapewniajacym dlugie dzialanie katalizatora. Istotnym dla wynalazku jest równiez stosowanie niewysokich temperatur reak- 'Cji i stosunkowo niskich cisnien dzieki opracowa¬ niu odpowiedniego katalizatora i sposobu postepo¬ wania.

Sposób wedlug wynalazku polega na prowadze¬ niu procesu uwodorniania aldehydu furfurylowe¬ go w fazie cieklej wodorem lub gazami zawieraja¬ cymi wodór na katalizatorze stacjonarnym zawie¬ rajacym po redukcji miedz metaliczna w ilosci —70% wagowych, tlenki metali II i/lub III gru¬ py ukladu okresowego w ilosci nie mniej niz 25% wagowych oraz promotory, jak tlenek sodu i sub¬ stancje obojetne, jak grafit w lacznej ilosci do 5% wagowych. Proces prowadzi sie w temperaturze 100—160°C, przy czym do reaktora wprowadza sie aldehyd furfurylowy rozcienczony cieklym produk¬ tem reakcji cyrkulujacym przez zloze katalizatora.

Dzieki takiemu postepowaniu proces mozna w fazie cieklej prowadzic pod niskim cisnieniem, w granicach 1—15 atn. Mozna oczywiscie stosowac wyzsze cisnienie, co ze wzgledów zarówno tech¬ nicznych jak i technologicznych jest nieuzasadnio¬ ne. Zastosowanie rozcienczania wprowadzanego al¬ dehydu furfurylowego cieklym produktem reakcji cyrkulujacym przez zloze katalizatora zapobiega wzrostowi temperatury spowodowanym cieplem reakcji uwodorniania oraz pozwala na wymywa¬ nie z katalizatora stacjonarnego tworzacych sie na jego powierzchni smólek obnizajacych aktywnosc katalizatora. Sposób ten wykazuje dodatkowy efekt zmniejszajac ilosc produktów ubocznych syntezy na skutek przesuniecia równowagi reakcji w kie- runku produktu glównego.

Przyklad I. Do reaktora rurowego o sredni¬ cy 32 mm i wysokosci 1500 mm zaladowano 1300 ml spastylkowanego (5 X 5) katalizatora zawiera¬ jacego CuO, MgO, Na^O i grafit. Katalizator, któ- ry jest produkowany w postaci tlenków reduko¬ wano wodorem w temperaturze 220°C celem prze¬ prowadzenia tlenku miedzi w miedz metaliczna.

Po redukcji katalizator zawieral 46,3% Ou, 52,1% MgO, 0,1% Na20 oraz 1,5% grafitu.

Uwodornienie prowadzono w nastepujacy sposób: Do reaktora w sposób ciagly dozowano od góry 0,2 1/godz. 15%-owego roztworu aldehydu w suro¬ wym alkoholu furfurylowym i 10 1/godz wodoru.

W reaktorze utrzymywano temperature 100°C i ci- snienie 8 atn. U dolu reaktora odbierano produkt zawierajacy 0,8% nieprzereagowanego aldehydu, 0,8% sylwanu i 0,3% zwiazków wyzej wrzacych, reszte stanowil alkohol furfurylowy. Konwersja aldehydu w kierunku na alkohol wyniosla 94,5%.

Produkt poddawano destylacji celem oddzielenia sylwanu. Pozostalosc po destylacji spelniala ja¬ kosciowe wymagania stawiane alkoholowi furfu- rylowemu.

Przyklad II. Do reaktora pracujacego w ana- logicznych warunkach jak w przykladzie I dozo¬ wano z szybkoscia 0,25 1/godz. 15%-owy roztwór aldehydu furfurylowego w produkcie otrzymanym z uwodorniania aldehydu.

Otrzymano produkt, w którym stezenie nieprze- reagowanego aldehydu wynosilo 0,8%, stezenie syl¬ wanu 1,4%, a stezenie zwiazków wyzej wrzacych 0,9%. Po oddestylowaniu sylwanu produkt spelnial wymagania jakosciowe stawiane alkoholowi furfu- rylowemu. 40 Przyklad III. Do reaktora jak w przykladzie I zaladowano 1320 ml katalizatora skladajacego sie glównie z tlenków miedzi i cynku. Katalizator poddawano redukcji wodorem w temperaturze 220°C. Po zredukowaniu katalizator zawieral oko- « lo 65% Ou, ok. 32% ZnO, ok. 3% A1203.

Proces uwodorniania aldehydu furfurylowego prowadzono w temperaturze 100°C i pod cisnie¬ niem 4 atn. Do reaktora dozowano od góry 500 ml na godz 16,5%-owy roztwór aldehydu furfurylo- 50 Wego w produkcie uwodorniania oraz 20 1/godz. wodoru. W podanych warunkach 95% aldehydu furfurylowego zawartego w strumieniu skierowa¬ nym do reaktora przereagowalo na alkohol fur¬ furylowy. Produkt uwodorniania zawieral 0,8% 55 sylwanu, 0,4% nieprzereagowanego aldehydu i 0,3% zwiazków wyzej wrzacych.

Przyklad IV. Do reaktora jak w przykladzie I zaladowano 1300 ml katalizatora, który po re¬ dukcji w 220°C wodorem zawieral 32% Cu, 63% 60 ZnO, 5% AI2O3 oraz niewielkie ilosci tlenków ze¬ laza.

Proces uwodorniania aldehydu prowadzono w 100°C i pod cisnieniem 16 atn. Do reaktora dozo¬ wano 15%-owy roztwór aldehydu w alkoholu fur- 65 furylowym z szybkoscia 250 ml/godz. oraz wodór5 92724 6 w ilosci o 50% wyzszej niz to wynikalo ze stechio¬ metrii. Ciecz poreakcyjna zawierala 0,5°/o nieprze- reagowanego aldehydu oraz 0,2% sylwanu.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób wytwarzania alkoholu furfuryl owego na drodze katalitycznego uwodorniania aldehydu furfurylowego w fazie cieklej wodorem lub gaza¬ mi zawierajacymi wodór, znamienny tym, ze pro¬ ces prowadzi sie w 'reaktorze wypelnionym kata¬ lizatorem stacjonarnym zawierajacym po redukcji miedz metaliczna w ilosci 30—70% wagowych, tlenki metali II i/lub III grupy ukladu okresowego w ilosci nie mniejszej niz 25% wagowych oraz promotory, jak tlenek ^odu i substancje obojetne, jak grafit, w lacznej ilosci do 5% wagowych, przy czym do reaktora wprowadza sie aldehyd furfu- rylowy rozcienczony produktami reakcji utrzymu¬ jac temperature w granicach 100—160°C.

2. Sposób wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze proces prowadzi sie pod cisnieniem 1—15 atn. 5 10 /