PL95215B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób dekarbonylacji aldehydów furanowych, zwlaszcza aldehydu furfurylowego. < Dotychczasowy stan techniki. Znane sa z publikacji i zastosowan rózne sposoby dekarbonylacji aldehydów furanowych, a zwlaszcza aldehydu furfurylowego do odpowiadajacych im zwiazków furanowych. Niektóre z tych sposobów polegaja na utlenieniu aldehydu w mieszaninie z para wodna przy pomocy latwo redukujacego sie tlenku metalu jak np. tlenku olowiu (PbO) lub tlenku kadmu (CdO) i jednoczesnej dekarbonylacji termicznej powstajacego przejsciowo kwasu (patent wegierski nr 151590 i patent RFN nr 1180531). rYoduktami tak prowadzonego procesu sa odpowiedni zwiazek furanowy np. furan z aldehydu furfurylowego oraz dwutlenek wegla i metal (olów, kadm). W metodzie tej tlenek metalu zuzywa sie i konieczne jest kazdorazowe utlenienie powstalego metalu powietrzem, co stwarza koniecznosc periodycznej pracy. < Wedlug opisu patentowego radzieckiego nr 261391 dekarbonylacje aldehydu furfurylowego prowadzi sie w obecnosci katalizatora palladowego osadzonego na nosniku. Reakqa zachodzi w strumieniu wodoru w temperaturze 200—340°C. Wada tej metody jest wysoka cena katalizatora palladowego oraz brak mozliwosci regeneracji katalizatora. ' W opisach patentowych radzieckich nr 115346 i 191490 przedstawiono katalizatory dekarbonylacji aldehydu furfurylowego pracujace w temperaturze od 300 do 450° C. Proces prowadzi sie w sposób ciagly w strumieniu pary wodnej stosujac okolo 15-krotny (molowo) nadmiar pary wodnej. Stosowane katalizatory zawieraja okolo 30% wag. tlenku cynku, 6% wag. tlenku manganu, 61% wag. tlenku chromowego i okolo 3% wag. weglanu potasu. W obecnosci tych katalizatorów uzyskuje sie wydajnosc f uranu rzedu 80%.Wedlug patentu Stanów Zjedn. Ameryki nr 2776981 proces dekarbonylacji prowadzi sie w analogicznych warunkach w obecnosci katalizatora zawierajacego okolo 30% wag. tlenku cynku, 10% wag. tlenku zelaza i 60% wag. tlenku chromu. Kontakty te moga zawierac tez od 0,1 do 5% wag. weglanów sodu lub potasu uzytych w charakterze promotorów. Wydajnosci furanu z aldehydu furfurylowego sa takze rzedu 80-85%.2 95 215 We wszystkich przedstawionych procesach wydajnosci furanu sa stosunkowo niskie z powodu wytwarzania sie na powierzchni katalizatorów polimeru powstajacego w wysokich temperaturach, rzedu 400°C z aldehydu furfurylowego. Pokrywanie sie powierzchni kontaktów polimerem przyczynia sie takze do obnizenia czasu zycia tych katalizatorów. Wadami powyzszych rozwiazan sa takze niska wytrzymalosc mechaniczna ksztaltek katalizatora, stosowanego w tych procesach, oraz niska sprawnosc katalizatora. < Celem wynalazku jest rozwiazanie sposobu dekarbonylaqi aldehydów f uranowych, a w szczególnosci aldehydu furfurylowego, pozwalajacego na prowadzenie procesu w sposób ciagly, przy wysokich obciazeniach katalizatora oraz podwyzszenie wytrzymalosci mechanicznej katalizatora stosowanego w procesie. < Istota wynalazku i jego skutki techniczna Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze proces dekarbonylacji aldehydów furanowych a zwlaszcza aldehydu furfurylowego prowadzi sie w fazie parowej, przy czym do reaktora zawierajacego katalizator cynkowo-manganowo-chromowy o znanym skladzie, zmodyfikowany dodatkiem tlenku glinu (w ilosci od 1 do 5% wag. w stosunku do masy katalizatora) oraz znanych promotorów (weglany sodu lub potasu w ilosciach od 0,1 do 5% wag.), wprowadza sie mieszanine aldehydu furfurylowego, pery wodnej i powietrza o takim skladzie, by utrzymac stosunek molowy pary wodnej do aldehydu furfurylowego od 5 :1 do 20 :1, optymalnie jak 15:1 oraz stosunek tlenu wprowadzonego wraz z powietrzem do aldehydu furfurylowego (molowo) od 0 do 1:1. Proces prowadzi sie w sposób ciagly w temperaturze od 350 do 430°C. Katalizator przed prowadzeniem procesu dekarbonylacji aktywuje sie wodorem lub mieszanina wodoru i gazu obojetnego w temperaturze od 330 do 450°C. Stosowany w procesie katalizator zawiera okolo 30% wag. tlenku cynku, 6% wag. tlenku manganu, 60% wag. tlenku chromu i od 1 do % wag. tlenku glinu. Ponadto w sklad kontaktu wchodzi od 0,1 do 5% wag. promotorów, takich jak weglan sodu lub weglan potasu. « Dzieki zastosowaniu w procesie katalizatora zawierajacego w swym skladzie tlenek glinu uzyskuje sie wyzsza wydajnosc furanu oraz eliminuje sie trudnosci wprowadzeniu procesu dekarbonylacji zwiazane z rozsypywaniem sie ksztaltek katalizatora. < Zastosowanie dodatku powietrza do mieszaniny reagentów pozwala na podwyzszenie wydajnosci furanu oraz przyczynia sie do przedluzenia czasu zycia katalizatorów.Przyklady realizacji wynalazku. « Przyklad I. W reaktorze przeplywowym umieszczono 70 g katalizatora zawierajacego 31,4% wag. tlenku cynku, 5,9% wag. tlenku manganu, 59,9% wag. tlenku chromu, 1,5% wag. weglanu potasu i 1,3% wag. tlenku glinu sformowanego w granulki o srednicy 3—4 mm i poddano go aktywacji mieszanina wodoru i azotu (1 :1) w temperaturze 400°C w ciagu 6 godz., a nastepnie wodorem w ciagu 2 godz. Po zakonczeniu aktywacji przerwano doplyw wodoru i podawano do reaktora przegrzana pare wodna, a nastepnie po schlodzeniu katalizatora do temperatury 360-370°C podawano aldehyd furfurylowy z szybkoscia 0,4 g aldehydu furfurylowego na 1 g katalizatora w ciagu 1 godz. w mieszaninie z para wodna przy stosunku wody do aldehydu jak 15:1. Wciagu 8 godz. pracy uzyskiwano przereagowanie aldehydu furfurylowego rzedu 100% przy 98% konwersji aldehydu furfurylowego do furanu. < Przyklad II. Po przygotowaniu katalizatora do reakcji w warunkach jak w przykladzie l# prowadzono proces dekarbonylacji w temperaturze 400°C podajac aldehyd furfurylowy z szybkoscia 0,2 g/g katalizatora/godz. w strumieniu pary wodnej przy stosunku molowym wody do furfuralu jak 13 :1. W ciagu 20 godzin pracy uzyskano furan z wydajnoscia 99%.Przyklad III. W reaktorze przeplywowym umieszczono 70 g katalizatora zawierajacego 31,4% wag. tlenku cynku, 5,9% wag. tlenku manganu, 59,9% wag. tlenku chromu, 1,5% wag. weglanu sodu i 1,3% wag. tlenku glinu sformowanego w ksztaltki o srednicy 3—4 mm i po przeprowadzeniu aktywacji w warunkach jak w przykladzie I, prowadzono proces dekarbonylacji aldehydu furfurylowego w warunkach jak w przykladzie I.W ciagu 8 godz. prowadzenia reakcji uzyskano furan z wydajnoscia 86%.Przyklad IV. Po przygotowaniu katalizatora do reakcji, jak w przykladzie I, przedmuchano zloze kontaktu azotem, schlodzono katalizator w strumieniu pary wodnej do temperatury 400°C i prowadzono proces dekarbonylacji podajac do reaktora aldehyd furfurylowy z szybkoscia 0,25 g/g katalizatora/godz., pare wodna w stosunku molowym wody do aldehydu jak 15 : 1 i powietrze z szybkoscia taka, by stosunek molowy zawartego w nim tlenu (przyjeto 20% molowo) do aldehydu furfurylowego wynosil jak 1:1. Po 180 godz. pracy katalizatora otrzymywano furan z wydajnoscia rzedu 95%. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób otrzymywania furanu na drodze katalitycznej dekarbonylacji aldehydów furanowych, zwlaszcza aldehydu furfurylowego w strumieniu pary wodnej w podwyzszonej temperaturze w obecnosci katalizatora95 215 3 cynkowo-manganowo-chromowego, promotorc vanego weglanami metali alkalicznych takimi jak weglan potasu lub sodu, znamienny tym, ze mieszanine aldehydów furanowych, zwlaszcza aldehydu furf urylowego z para wodna w stosunku molowym pary wodnej do aldehydu w granicach 5:1 — 20 :1 optymalnie w stosunku jak 15:1 w temperaturze 300-500°C poddaje sie w fazie parowej dekarbonylacji w obecnosci katalizatora zmodyfikowanego dodatkiem 1v5% wagowych tlenku glinu. <
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze mieszanine reagentów wprowadzonych do reaktora uzupelnia sie powietrzem w takiej ilosci, by stosunek molowy tlenu zawartego w powietrzu do aldehydu furf urylowego nie przekraczal stosunku 1:1. PL