SK172198A3 - Catalyst for dehydrogenation of cyclohexanol, process for the preparation of said catalyst and use thereof - Google Patents

Catalyst for dehydrogenation of cyclohexanol, process for the preparation of said catalyst and use thereof Download PDF

Info

Publication number
SK172198A3
SK172198A3 SK1721-98A SK172198A SK172198A3 SK 172198 A3 SK172198 A3 SK 172198A3 SK 172198 A SK172198 A SK 172198A SK 172198 A3 SK172198 A3 SK 172198A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
catalyst
alumina
copper
surface area
cyclohexanol
Prior art date
Application number
SK1721-98A
Other languages
Slovak (sk)
Inventor
Daniel Heineke
Ruprecht Meissner
Michael Hesse
Robert Markl
Original Assignee
Basf Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Ag filed Critical Basf Ag
Publication of SK172198A3 publication Critical patent/SK172198A3/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/89Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
    • B01J23/8926Copper and noble metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/02Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/04Alumina
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/72Copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/002Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by dehydrogenation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

The invention relates to a catalyst comprising alpha -aluminium oxide as the support material and copper as the active constituent, the BET surface (as defined in DIN 66131) of the aluminium oxide being not lower than 30 m<2>/g. It also relates to a process for preparing said catalyst according to the invention, and the use thereof in dehydrogenation of cyclohexanol to form cyclohexanone, and also to the use of alpha -aluminium oxide, the BET surface (as defined in DIN 66131) of said aluminium oxide being not lower than 30 m<2>/g, to prepare a catalyst.

Description

Oblasť technikyTechnical field

Predložený vynález sa týka zlepšeného katalyzátora pozostávajúceho z medi na α-oxide hlinitom, pričom plocha BET povrchu (merané podľa DIN 66131) oxidu hlinitého nie je menší ako 30 m2/g.The present invention relates to an improved copper catalyst comprising α-alumina, wherein the BET surface area (measured according to DIN 66131) of alumina is not less than 30 m 2 / g.

Tento vynález sa ďalej týka spôsobu prípravy katalyzátora podľa tohto vynálezu a jeho použitia pri dehydrogenácii cyklohexanolu na cyklohexanón a použitia aoxidu hlinitého, ktorý má plochu BET povrchu (stanovené podľa DIN 66131) nie menšiu ako 30 m2/g, na prípravu katalyzátora.The invention further relates to a process for the preparation of a catalyst according to the invention and its use in the dehydrogenation of cyclohexanol to cyclohexanone and to the use of an aluminum oxide having a BET surface area (determined according to DIN 66131) of not less than 30 m 2 / g.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Cyklohexanón je dôležitým medziproduktom pre nylon-6 a nylon-6,6 a produkuje sa vo veľkom množstve v priemysle katalytickej dehydrogenácie cyklohexanolu. Jestvujú dve metódy spôsobu katalytickej dehydrogenácie cyklohexanolu. Metóda využívajúca vysokú teplotu sa uskutočňuje pri teplote od 320 do 420°C, metóda s nízkou teplotou sa uskutočňuje pri teplote od 220 do 260°C.Cyclohexanone is an important intermediate for nylon-6 and nylon-6,6 and is produced in large quantities in the catalytic dehydrogenation of cyclohexanol industry. There are two methods of catalytic dehydrogenation of cyclohexanol. The high temperature method is carried out at a temperature of 320 to 420 ° C, the low temperature method is carried out at a temperature of 220 to 260 ° C.

Dehydrogenácia pri vysokej teplote je nevýhodná z dôvodu nízkej selektivity cyklohexanolu, keďže pri vysokých teplotách sa uplatňujú rôzne vedľajšie reakcie, ako je dehydratácia cyklohexanolu na cyklohexén alebo dimerizácie, ako je tvorba cyklohexanylcyklohexanónu. Vedľajšie produkty vyžadujú náročné spracovanie a znižujú hospodárnosť spôsobu.Dehydrogenation at high temperature is disadvantageous because of the low selectivity of cyclohexanol, since various side reactions such as dehydration of cyclohexanol to cyclohexene or dimerizations such as the formation of cyclohexanylcyclohexanone occur at high temperatures. By-products require complex processing and reduce process economy.

Dehydrogenácia cyklohexanolu pri nízkej teplote je katalyzovaná predovšetkým katalyzátormi na báze medi. Tieto katalyzátory umožňujú znížiť reakčnú teplotu na asi 240 až 280°C a takto poskytujú vyššiu selektivitu cyklohexanónu. Avšak, pretože rovnováha je pri porovnateľne nižšej teplote posunutá, konverzia nie je v zásade veľmi vysoká.The dehydrogenation of cyclohexanol at low temperature is catalyzed primarily by copper catalysts. These catalysts make it possible to reduce the reaction temperature to about 240 to 280 ° C and thus provide greater selectivity of cyclohexanone. However, since the equilibrium is shifted at a comparatively lower temperature, the conversion is not very high.

Jedna trieda z týchto nízkoteplotných katalyzátorov zahrňuje kompozície medi a keramického nosiča, ktorým môže byť SiO2 alebo AI2O3 alebo ich zmes. Obsah medi v týchto katalyzátoroch môže predstavovať až do 50% hmotnostných. Tieto katalyzátory môžu ďalej obsahovať malé množstvá alkalických kovov ako promótorov.One class of these low temperature catalysts includes copper and ceramic carrier compositions, which may be SiO 2 or Al 2 O 3, or a mixture thereof. The copper content of these catalysts may be up to 50% by weight. These catalysts may further contain small amounts of alkali metals as promoters.

Napríklad GB-A 1 081 491 opisuje Cu/ AI2O3, SU-A 465217 opisujeCu/l_i/Si02 a SU-A 522853 uvádza Cu/K/ AI2O3 na neoxidačnú dehydrogenáciu cyklohexanolu. Uvedený katalyzátor medi sa zvyčajne pripravuje aplikáciou aktívnej zložky medi buď na prefabrikovaný nosič, vyzrážaním soli medi alebo impregnáciou s vhodným roztokom soli medi, alebo spoločným vyzrážaním zložiek tvoriacich katalyzátor. Ďalším spôsobom prípravy katalyzátorov medi je vysušenie zmesi zložiek a kalcinácia zmesi.For example GB-A 1 081 491 discloses Cu / Al 2 O 3 , SU-A 465217 discloses Cu / Al / SiO 2 and SU-A 522853 discloses Cu / K / Al 2 O 3 for the non-oxidative dehydrogenation of cyclohexanol. Said copper catalyst is usually prepared by applying the active copper component either to a prefabricated carrier, precipitating the copper salt or impregnating it with a suitable copper salt solution, or co-precipitating the catalyst constituents. Another way to prepare copper catalysts is to dry the mixture of ingredients and calcine the mixture.

Neelektrické pomeďovanie alebo redukčné vyzrážanie medi na nosiči s použitím redukčného činidla v prítomnosti komplexotvorného činidla pri príprave katalyzátorov pre neoxidačnú dehydrogenáciu cyklohexanolu je známe z práce Changa a kol., Appl. Catal. A 103 (1994) 233 - 42. Použitým nosičom je a-AI2O3, ktorá má plochu povrchu 22,6 m2/g. Podľa Changa selektivita je ovplyvnená kyslosťou nosiča, pričom kyslé nosiče, ako je AI2O3 alebo SiO2 budú katalyzovať vedľajšie reakcie, ako je dehydratácia na cyklohexén alebo dimerizácie. Pridaním iónov alkalického kovu alebo kovu alkalickej zeminy je možné znížiť kyslosť (pozri napríklad Appl. Cat. A: General Vol. 83, No. 2 (1992), 201 - 11), avšak toto opatrenie zníži tiež aktivitu. Výhoda vyššej aktivity katalyzátorov medi pri vysokoteplotných katalyzátoroch sa teda opäť do určitej miery stráca pridaním alkalického kovu alebo kovu alkalickej zeminy.Non-electrical copper or reductive precipitation of copper on a support using a reducing agent in the presence of a complexing agent in the preparation of catalysts for the non-oxidative dehydrogenation of cyclohexanol is known from Chang et al., Appl. Catal. A 103 (1994) 233-42. The carrier used is α-Al 2 O 3 having a surface area of 22.6 m 2 / g. According to Chang, selectivity is affected by the acidity of the carrier, and acidic carriers such as Al 2 O 3 or SiO 2 will catalyze side reactions such as dehydration to cyclohexene or dimerization. By adding alkali metal or alkaline earth metal ions, acidity can be reduced (see, for example, Appl. Cat. A: General Vol. 83, No. 2 (1992), 201-11), but this measure also reduces activity. Thus, the advantage of the higher activity of copper catalysts in high temperature catalysts is again lost to some extent by the addition of an alkali metal or an alkaline earth metal.

Katalyzátory opísané v Appl. Catal. A 103 (1994), 233 - 42, nie sú však vhodné na priemyselné použitie, pretože sú práškové. Lisovanie do tvarovaných výrobkov, ako sú tablety, je ťažké, pretože sú slabo tabletovateľné. Okrem toho, z dôvodu nízkej tvrdosti výsledných tvarovaných výrobkov majú nízku odolnosť voči oderu v reaktore, čo má za následok zvýšený pokles tlaku pri reakčnom postupe. Teda ich plné využitie v priemysle nie je vo všeobecnosti možné.The catalysts described in Appl. Catal. A 103 (1994), 233-42, but are not suitable for industrial use because they are powdered. Compression into shaped articles such as tablets is difficult because they are poorly tabletable. In addition, due to the low hardness of the resulting molded articles, they have low abrasion resistance in the reactor, resulting in an increased pressure drop in the reaction process. Thus, their full use in industry is generally not possible.

Ďalšou nevýhodou použitia a-AI2O3 ako nosného materiálu je nízka interakcia s aktívnou zložkou medi. Z dôvodu tejto nízkej interakcie nastáva rýchla aglomerácia aktívnej zložky, čo má za následok stratu katalytický účinnej plochy povrchu a tým i pokles aktivity. Aby sa dosiahla vysoká konverzia bez straty, teplota reaktora by sa mala zvyšovať v priebehu dehydrogenácie, pričom sa však, bude ďalej urýchľovať aglomerácia a súbežne deaktivovať katalyzátor.Another disadvantage of using α-Al 2 O 3 as a carrier material is the low interaction with the active copper component. Because of this low interaction, rapid agglomeration of the active ingredient occurs resulting in a loss of the catalytically effective surface area and thus a decrease in activity. In order to achieve a high conversion without loss, the temperature of the reactor should be increased during dehydrogenation, but the agglomeration will be further accelerated and the catalyst inactivated simultaneously.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Predmetom predloženého vynálezu je poskytnúť katalyzátor, ktorý nebude mať vyššie uvedené nedostatky. Okrem toho by katalyzátor mal predovšetkým vykazovať dlhú životnosť a poskytovať dehydrogenáciu cyklohexanolu na cyklohexanón vo vysokom výťažku a selektivite pri porovnateľne nízkych reakčných teplotách. Konštantné readjustovanie reakčnej teploty nebude pravdepodobne potrebné. Okrem toho katalyzátor bude možné bez vysokých nákladov priamo spracovať na tvarované výrobky, predovšetkým tablety, pásiky, krúžky, valčeky a bude sa môcť použiť v takejto forme, na základe dobrej tvrdosti a odolnosti proti oderu.It is an object of the present invention to provide a catalyst that does not have the above drawbacks. In addition, the catalyst should, in particular, exhibit a long service life and provide dehydrogenation of cyclohexanol to cyclohexanone in high yield and selectivity at comparatively low reaction temperatures. Constant readjusting of the reaction temperature is unlikely to be necessary. In addition, the catalyst will be able to be processed directly into shaped articles, especially tablets, strips, rings, rollers, without cost, and can be used in such a form, based on good hardness and abrasion resistance.

Zistili sme, že tento predmet sa dá dosiahnuť pomocou zlepšeného katalyzátora medi na α-oxide hlinitom, pričom plocha BET povrchu (merané podľa DIN 66131) oxidu hlinitého nie je menšia ako 30 m2/g.We have found that this object can be achieved by an improved copper catalyst on α-alumina, whereby the BET surface area (measured according to DIN 66131) of alumina is not less than 30 m 2 / g.

Tento vynález sa ďalej poskytuje spôsob prípravy katalyzátora podľa uvedeného vynálezu, jeho použitie pri dehydrogenácii cyklohexanolu na cyklohexanón a použitie α-oxidu hlinitého, ktorý má plochu BET povrchu (merané podľa DIN 66131), nie menšiu ako 30 m2/g, na prípravu katalyzátora.The invention further provides a process for preparing a catalyst according to the invention, its use in the dehydrogenation of cyclohexanol to cyclohexanone and the use of α-alumina having a BET surface area (measured according to DIN 66131) of not less than 30 m 2 / g for catalyst preparation. .

Katalyzátor podľa tohto vynálezu sa pripraví nanesením aktívnej zložky medi konvenčným spôsobom, ako je impregnácia, vyzrážanie, miešanie za sucha alebo neelektrické pomeďovanie, na a-AI2O3 nosič, ktorý má plochu BET povrchu nie menšiu ako 30 m2/g.The catalyst of the invention is prepared by depositing the active ingredient copper in a conventional manner, such as impregnation, precipitation, dry mixing or non-electrical metering, on an α-Al 2 O 3 support having a BET surface area of not less than 30 m 2 / g.

Použitý a-AI2O3 má plochu BET povrchu v rozsahu od 50 do 300 m2/g, predovšetkým výhodne v rozsahu od 100 do 250 m2/g. Takéto a-AI2O3 s vysokým BET sú komerčne dostupné (napríklad firma Alcoa).The α-Al 2 O 3 used has a BET surface area in the range of 50 to 300 m 2 / g, particularly preferably in the range of 100 to 250 m 2 / g. Such high-BET α-Al 2 O 3 are commercially available (e.g., Alcoa).

Impregnácia v zásade zahrňuje nasýtenie nosiča vodným roztokom solí medi, výhodne dusičnanmi, síranmi, acetátmi alebo chloridmi medi, vysušenie a následnú kalcináciu impregnovaného nosiča.Impregnation basically involves saturating the carrier with an aqueous solution of copper salts, preferably nitrates, sulphates, acetates or copper chlorides, drying and then calcining the impregnated carrier.

Vyzrážanie vo všeobecnosti zahrňuje primiešanie vodného roztoku soli medi (pozri vyššie) v prítomnosti nosiča so zrážacím činidlom, čo vedie k tvorbe ťažko rozpustnej zlúčeniny medi. Na vyzrážanie medi je výhodný predovšetkým uhličitan sodný. Nasleduje vysušenie a kalcinácia bežne známym spôsobom.Precipitation generally involves admixing an aqueous copper salt solution (see above) in the presence of a carrier with a precipitating agent, resulting in the formation of a sparingly soluble copper compound. Sodium carbonate is particularly preferred for copper precipitation. This is followed by drying and calcination in a conventional manner.

Miešanie za sucha v zásade zahrňuje miešanie nosiča s požadovanou soľou medi a následnú kalcináciu.Dry mixing essentially involves mixing the carrier with the desired copper salt and subsequent calcination.

V ďalšom uskutočnení sa katalyzátor pripraví neelektrickým usadzovaním (pomeďovaním) v prítomnosti α-oxidu hlinitého s vysokým BET podľa vynálezu (pozri tiež Appl. Catal. A 103 (1994), 233 - 242).Na tento účel sa nosič v zásade “naočkuje vzácnym kovom, ako je platina, ródium, irídium, zlato alebo paládium, výhodne paládium, aby sa vytvorili kryštalizáciu iniciujúce centrá. Potom sa meď uvoľní z komplexu pomocou redukčného činidla, aby sa takto naniesla na nosič.In another embodiment, the catalyst is prepared by non-electrical deposition in the presence of high BET α-alumina according to the invention (see also Appl. Catal. A 103 (1994), 233-242). a metal such as platinum, rhodium, iridium, gold or palladium, preferably palladium, to form crystallization-initiating centers. Then the copper is released from the complex by means of a reducing agent to be applied to the support.

Aby sa zamedzilo predčasnému vyzrážaniu medi pri zvyčajne vysokej požadovanej hodnote pH, je výhodné pridať silné komplexotvorné činidlo, ako je etyléndiamíntetraacetát, jeho soli s alkalickými kovmi, ako je tetrasodná soľ, etyléndiamin alebo fenantrolín. Redukcia (alebo vlastné pomeďovanie) sa potom v vo všeobecnosti uskutočňuje pomocou redukčného činidla, ktoré je schopné nanášať meď (0) z roztokov soli medi, ako je formaldehyd alebo mravčan sodný.To avoid premature copper precipitation at the usually high desired pH, it is preferred to add a strong complexing agent such as ethylenediaminetetraacetate, its alkali metal salts such as tetrasodium salt, ethylenediamine or phenanthroline. The reduction (or self-sweeping) is then generally carried out with a reducing agent capable of depositing copper (0) from copper salt solutions such as formaldehyde or sodium formate.

Z doterajších pozorovaní usudzujeme, že neelektrické nanášanie vytvára predovšetkým malé častice medi. Ich veľkosť je vo všeobecnosti 50 nm, výhodne 20 nm, namerané pomocou difrakcie rontgenového žiarenia.From the previous observations, it is concluded that non-electric deposition produces mainly small copper particles. Their size is generally 50 nm, preferably 20 nm, as measured by X-ray diffraction.

Bez ohľadu na spôsobu nanášania medi na nosič, výsledný prášok alebo zodpovedajúco tvarovaný výrobok sa kalcinuje pri teplote v rozsahu od 250 do 450°C na vzduchu počas obdobia v rozpätí od 1 do 24 hodín. Tvarované výrobky sa môžu tvarovať pred alebo po kalcinácii.Regardless of the method of depositing copper on the support, the resulting powder or correspondingly shaped article is calcined at a temperature in the range of 250 to 450 ° C in air for a period of from 1 to 24 hours. The shaped articles may be shaped before or after calcination.

Katalyzátorový prášok získaný pri neelektrickom nanášaní alebo pri iných spôsoboch, ktoré sú uvedené vyššie, sa výhodne lisuje do tvarovaných výrobkov, ako sú tablety, pásiky, krúžky, kotúče, hviezdy, monolity, guličky, granuly alebo vytláčané výrobky, výhodne tablety, v zásade primiešaním tabletovacích pomocných pros5 triedkov. Môžu sa použiť zvyčajné tabletovacie pomocné prostriedky. Príkladmi sú uhlík, stearát horečnatý, metylcelulózy (ako je WaloceP), Cu-prášok alebo ich zmesi.The catalyst powder obtained in the non-electric deposition or other processes mentioned above is preferably compressed into shaped articles such as tablets, strips, rings, discs, stars, monoliths, beads, granules or extrudates, preferably tablets, essentially by admixing. tableting auxiliary pros5 classes. Conventional tableting aids may be used. Examples are carbon, magnesium stearate, methylcellulose (such as WaloceP), Cu powder or mixtures thereof.

Obsah medi katalyzátora sa zvyčajne zvolí v rozsahu od 0,01 do 50% hmotnostných, výhodne v rozsahu od 2 do 30% hmotnostných, predovšetkým výhodne v rozsahu od 5 do 20% hmotnostných, vztiahnuté na celkovú hmotnosť materiálu katalyzátora.The copper content of the catalyst is usually chosen in the range from 0.01 to 50% by weight, preferably in the range from 2 to 30% by weight, particularly preferably in the range from 5 to 20% by weight, based on the total weight of the catalyst material.

Plocha BET povrchu (merané podľa DIN 66131) katalyzátora je vo všeobecnosti nie menšia ako 30 m2/g, výhodne v rozsahu od 50 do 300 m2/g, predovšetkým výhodne v rozsahu od 100 do 250 m2/g.The BET surface area (measured according to DIN 66131) of the catalyst is generally not less than 30 m 2 / g, preferably in the range of 50 to 300 m 2 / g, particularly preferably in the range of 100 to 250 m 2 / g.

Dehydrogenácia cyklohexanolu na cyklohexanón sa vo všeobecnosti uskutočňuje v plynnej fáze pri teplote od 180 do 400°C, výhodne pri teplote od 200 do 350°C, predovšetkým výhodne pri teplote od 220 do 260°C. Tlak sa v vo všeobecnosti volí v rozsahu od 50 kPa do 5 MPa, predovšetkým výhodne sa pracuje pri atmosférickom tlaku.The dehydrogenation of cyclohexanol to cyclohexanone is generally carried out in the gas phase at a temperature of from 180 to 400 ° C, preferably at a temperature of from 200 to 350 ° C, particularly preferably at a temperature of from 220 to 260 ° C. The pressure is generally selected in the range from 50 kPa to 5 MPa, particularly preferably at atmospheric pressure.

Východiskovým materiálom pre reakciu je vo všeobecnosti zmes cyklohexanolu a cyklohexanónu. Je prirodzene tiež možné použiť čistý cyklohexanol. Použitá zmes zvyčajne obsahuje od 50 do 100, výhodne od 60 do 99, predovšetkým 96% hmotnostných cyklohexanolu a od 50 do 0, výhodne od 40 do 1, predovšetkým 4% hmotnostné cyklohexanónu. Cyklohexanón a cyklohexanol sa bežne dajú získať oxidáciou cyklohexánu a následným zahustením cyklohexanolu odstránením cyklohexanónu a ďalších nízkovriacich zložiek pomocou destilácie.The starting material for the reaction is generally a mixture of cyclohexanol and cyclohexanone. Naturally, it is also possible to use pure cyclohexanol. The mixture used usually contains from 50 to 100, preferably from 60 to 99, in particular 96% by weight of cyclohexanol and from 50 to 0, preferably from 40 to 1, in particular 4% by weight of cyclohexanone. Cyclohexanone and cyclohexanol can conveniently be obtained by oxidation of cyclohexane followed by concentration of cyclohexanol by removal of cyclohexanone and other low-boiling components by distillation.

Vo všeobecnosti sa katalyzátor redukuje vodíkom pred vlastnou reakciou. Toto sa vo všeobecnosti uskutočňuje tak, že sa pri určitej teplote, výhodne pri teplote v rozsahu od 120 do 300°C, nechá cez katalyzátor prechádzať prúd vodíka zriedený inertným plynom, výhodne dusíkom. Obsah vodíka v redukčnom plyne sa potom zvyčajne kontinuálne zvyšuje, až pokým sa už nepozorujú ďalšie signifikantné zmeny teploty.Generally, the catalyst is reduced with hydrogen prior to the actual reaction. This is generally done by allowing a stream of hydrogen diluted with an inert gas, preferably nitrogen, to pass through the catalyst at a certain temperature, preferably at a temperature in the range of from 120 to 300 ° C. The hydrogen content of the reducing gas is then usually continuously increased until further significant temperature changes are observed.

Vo výhodnom uskutočnení sa východiskový materiál vedie vo forme plynu cez katalyzátor, pričom LHSV (liquid hourly space velocity, objemová rýchlosť kvapaliny za hodinu) je výhodne od 0,1 do 20 h'1. Východiskový materiál sa môže zmiešať s inertným plynom, ako je dusík, alebo s parou. Produkt dehydrogenácie sa môže spracovať bežným spôsobom (pozri napríklad DE-A 1,296,625 a DE-A 1,443,462) a ďalej sa spracovávať.In a preferred embodiment, the starting material is passed in the form of a gas through the catalyst, wherein the LHSV (liquid hourly space velocity) is preferably from 0.1 to 20 h -1 . The starting material may be mixed with an inert gas such as nitrogen or steam. The dehydrogenation product can be worked up in a conventional manner (see for example DE-A 1,296,625 and DE-A 1,443,462) and further processed.

V ďalšom výhodnom uskutočnení sa vodík oddelí od reakčnej zmesi opúšťajúcej reakčnú zónu a pridá sa k plynnej zmesi vstupujúcej do reakčnej zóny. Ďalej je výhodnou recyklácia reakčnej zmesi, až pokým sa nedosiahne požadovaná konverzia.In another preferred embodiment, hydrogen is separated from the reaction mixture leaving the reaction zone and added to the gaseous mixture entering the reaction zone. Further, it is preferred to recycle the reaction mixture until the desired conversion is achieved.

Katalyzátor podľa uvedeného vynálezu je veľmi aktívny a môže sa preto používať pri signifikantne nižších teplotách ako jestvujúce katalyzátory používané v priemysle, rýchle sa aktivuje a poskytuje vysokú selektivity a konverzie blízke rovnováhe. Navyše, poznateľná deaktivácia sa vyskytuje až po podstatne dlhších obdobiach, než ako pri doteraz jestvujúcich katalyzátoroch.The catalyst of the present invention is very active and can therefore be used at significantly lower temperatures than existing catalysts used in industry, activates rapidly and provides high selectivity and near-equilibrium conversions. In addition, appreciable deactivation occurs only after considerably longer periods than with existing catalysts.

Katalyzátor podľa uvedeného vynálezu sa vyznačuje dobrou tabletovateľnosťou, primeranou tvrdosťou, vysokou konverziou pri nízkych pracovných teplotách, vysokými selektivitami cyklohexanónu a dlhou životnosťou.The catalyst according to the invention is characterized by good tabletability, adequate hardness, high conversion at low operating temperatures, high cyclohexanone selectivities and long life.

Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Príklad 1Example 1

Príprava katalyzátoraPreparation of the catalyst

Ku zmesi 27,27 g 11%-ného (hmotn.) roztoku Pd(NO3)2 (počítané ako Pd), 495 ml redestilovanej vody a 495 ml etanolu sa pridalo 5 g polyvinylpyrolidónu (“PVP”, od firmy Merck, objedn. No. 7443, priemerná molárna hmotnosť 25,000 g/ml) a výsledná zmes sa zahrievala na reflux počas 4 hodín. Získaný sól (“Pd sól” ) mal obsah paládia 0,34% hmotnostných (vztiahnuté na celkovú hmotnosť Pd sólu).To a mixture of 27.27 g of a 11% by weight solution of Pd (NO 3 ) 2 (calculated as Pd), 495 ml of redistilled water and 495 ml of ethanol was added 5 g of polyvinylpyrrolidone ("PVP", from Merck, order). No. 7443 (average molecular weight 25,000 g / ml) and the resulting mixture was heated to reflux for 4 hours. The obtained sol ("Pd sol") had a palladium content of 0.34% by weight (based on the total weight of the Pd sol).

Ku 20,6 ml Pd-sólu pripraveného vyššie sa primiešalo 23 ml vody a 125 g aoxidu hlinitého (od firmy Alcoa, plocha BET povrchu 156 m2/g, sorpcia vody 0,35 ml/g AI2O3). Nasýtený nosič sa potom vysušil na vzduchu. Takto predupravený a vysušený nosič sa potom suspendoval v 3,894 ml čerstvo pripraveného roztoku, ktorý obsahoval 0,1 M Cu(OAc)2, 0,2 M Na4EDTA, 0,2 M formaldehydu a 0,125 M pyridínu. pH roztoku sa adjustovalo na 12,5 použitím 35%-ného (hmotn.) NaOH pri intenzívnom miešaní. Pozorovalo sa šedočierne až červenohnedé sfarbenie. Suspenzia sa zahriala na teplotu 70°C a hodnota pH sa udržiavala v rozsahu od 12 doTo 20.6 ml of the Pd-sol prepared above was admixed with 23 ml of water and 125 g of aluminum oxide (from Alcoa, BET surface area 156 m 2 / g, water sorption 0.35 ml / g Al 2 O 3 ). The saturated support was then air dried. The pretreated and dried carrier was then suspended in 3.884 ml of a freshly prepared solution containing 0.1 M Cu (OAc) 2 , 0.2 M Na 4 EDTA, 0.2 M formaldehyde and 0.125 M pyridine. The pH of the solution was adjusted to 12.5 using 35% (w / w) NaOH with vigorous stirring. A gray-black to red-brown color was observed. The suspension was heated to 70 ° C and the pH was maintained in the range of from 12 to 12 ° C

12,5 ďalším pridávaním NaOH (spotreba NaOH: približne 400 ml). Suspenzia sa miešala pri teplote 70°C počas 30 minút a potom sa ochladila na laboratórnu teplotu. Suspenzia sa prefiltrovala a zvyšok na filtri sa premyl vodou až pokým voda nevykazovala neutrálnu pH hodnotu (filtrát mal bledo modrú farbu). Premytá pevná látka sa potom vysušila pri teplote 110°C pod dusíkovou atmosférou počas 16 hodín a následne sa kalcinovala pri teplote 300°C počas 2 hodín.12.5 by further addition of NaOH (NaOH consumption: about 400 mL). The suspension was stirred at 70 ° C for 30 minutes and then cooled to room temperature. The suspension was filtered and the filter residue was washed with water until the water showed a neutral pH (the filtrate was pale blue). The washed solid was then dried at 110 ° C under a nitrogen atmosphere for 16 hours and then calcined at 300 ° C for 2 hours.

Výsledný katalyzátor obsahoval 16,5% hmotnostných medi a 0,046% hmotnostných sodíka, vztiahnuté na celkovú hmotnosť šedočierneho katalyzátora.The resulting catalyst contained 16.5 wt% copper and 0.046 wt% sodium based on the total weight of the gray-black catalyst.

Stanovenie pomocou difrakcie rontgenového žiarenia vykazovalo pre kryštalické zložky nasledujúce údaje: AI2O3 (19 nm), CuO (13,0 nm), Cu2O (stopy).The X-ray diffraction assay showed the following data for the crystalline components: Al 2 O 3 (19 nm), CuO (13.0 nm), Cu 2 O (traces).

Príprava tabliet (dĺžka 5 mm, priemer 3 mm)Preparation of tablets (length 5 mm, diameter 3 mm)

100 g katalyzátorového prášku pripraveného vyššie sa predlisovalo s 1% hmotn. Cu-prášku FFĽ (Norddeutsche Affinerie # 10914) a 1% hmotn. práškového stearátu horečnatého (Riedel de Haén # 4162757), vztiahnuté na hmotnosť katalyzátora, na tablety s dĺžkou 20 mm a priemerom 1 mm. Tieto tablety sa potom pretláčali cez sito s veľkosťou 1,6 mm a, po pridaní 2% hmotn. grafitu sa lisovali do tabletiek s dĺžkou 5 mm a priemerom 3 mm.100 g of the catalyst powder prepared above were pre-pressed with 1 wt. % Cu-powder FFL (Norddeutsche Affinerie # 10914) and 1 wt. Magnesium stearate powder (Riedel de Haen # 4162757), based on the weight of the catalyst, for tablets having a length of 20 mm and a diameter of 1 mm. These tablets were then passed through a 1.6 mm sieve and, after addition of 2 wt. The graphite was compressed into tablets having a length of 5 mm and a diameter of 3 mm.

Bočná pevnosť v tlaku tabliet bola 53 N so štandardnou odchýlkou 16 N (merané s použitím zariadenia firmy Frank, Model No. 81557).The lateral compressive strength of the tablets was 53 N with a standard deviation of 16 N (measured using a Frank apparatus, Model No. 81557).

Príklad 2Example 2

Testovanie katalyzátoraCatalyst testing

Testy sa katalyzátora sa uskutočňovali v rúrkovom reaktore s priemerom 5 mm a dĺžkou 60 cm. Pri každom teste sa nanieslo 20 ml katalyzátora, ktorý sa pred reak8 ciou aktivoval vodíkom .Pred zavedením východiskového materiálu sa katalyzátor aktivoval so 150 I N2/h a 1,5 I H2/h pri teplote 120°C. Prúd vodíka sa zastavil, keď teplota vystúpila na viac ako 10°C. Teplota sa potom po prírastkoch 20°C zvýšila na 240°C, pričom sa množstvo vodíka udržiavalo konštantné. Pri teplote 240°C sa potom katalyzátor aktivoval so 150 I N2/h a 7,5 I H2/h. Po aktivácii sa katalyzátor uviedol do styku so zmesou pozostávajúcou z 96% cyklohexanolu/4% cyklohexanónu, pričom hodnota LHSV predstavovala približne 0,7 h'1. Zložky odchádzajúce z reaktora sa analyzovali pomocou plynovej chromatografie. Výsledky sú zhrnuté v nižšie uvedenej tabuľke.Catalyst tests were performed in a tubular reactor with a diameter of 5 mm and a length of 60 cm. For each test, 20 ml of the catalyst, which had been activated with hydrogen prior to the reaction, were loaded. Before the starting material was introduced, the catalyst was activated with 150 IN 2 / h and 1.5 IH 2 / h at 120 ° C. The hydrogen flow stopped when the temperature rose to more than 10 ° C. The temperature was then increased in increments of 20 ° C to 240 ° C while keeping the amount of hydrogen constant. At 240 ° C, the catalyst was then activated with 150 IN 2 / h and 7.5 IH 2 / h. After activation, the catalyst was contacted with a mixture of 96% cyclohexanol / 4% cyclohexanone, with an LHSV of about 0.7 h -1 . The components leaving the reactor were analyzed by gas chromatography. The results are summarized in the table below.

Porovnávací príkladComparative example

Test dehydrogenácie z príkladu 2 sa opakoval s použitím komerčného katalyzátora medi (katalyzátor CU 940 od firmy Procatalyse).The dehydrogenation assay of Example 2 was repeated using a commercial copper catalyst (Catalyst CU 940 from Procatalyse).

Katalyzátor catalyst Teplota [°C] Temperature [° C] Čas [h] Time [h] Konverzia [%] Conversion [%] Selektivita [%] Selectivity [%] Príklad 2 Example 2 229 229 42 42 57 57 97.7 97.7 228 228 150 150 56 56 99.2 99.2 228 228 246 246 59 59 99.4 99.4 226 226 438 438 55 55 99.9 99.9 229 229 558 558 55 55 99.7 99.7 237 237 630 630 61 61 99.6 99.6 242 242 774 774 60 60 99.5 99.5 Porovnanie comparison 277 277 0 0 68 68 98.3 98.3 275 275 12 12 63 63 98.4 98.4 275 275 24 24 62 62 98.5 98.5 275 275 36 36 61 61 98.6 98.6 276 276 48 48 61 61 98.5 98.5 280 280 168 168 60 60 98.1 98.1

Katalyzátor podľa toho vynálezu poskytuje konverziu blízku rovnováhe pri veľmi vysokej selektivite > 99%, pri teplote < 230°C. Pri tejto teplote nenastala žiadna pozorovateľná deaktlvácia katalyzátora. Pri miernom zvýšení reakčnej teploty na približne 240°C sa konverzia zvýšila na asi 60% bez straty selektivity. Taktiež pri tejto teplote sa pozorovala len veľmi pomalá deaktivácia.The catalyst of the invention provides near-equilibrium conversion at a very high selectivity of > 99% at a temperature < 230 ° C. There was no observable deactivation of the catalyst at this temperature. With a slight increase in the reaction temperature to about 240 ° C, the conversion increased to about 60% without loss of selectivity. Also at this temperature only very slow deactivation was observed.

Ako sa dá pozorovať, pri porovnávacom teste sa požadovalo nastavenie teploty už po 168 hodinách, aby sa udržala konverzia, zatiaľ čo takáto korekcia je potrebná pre katalyzátor pripravený podľa uvedeného vynálezu až po 600 hodinách. Okrem toho, teploty pri porovnávacom príklade sú približne o 40°C vyššie ako teploty v príklade podľa vynálezu. Napokon je potrebné poukázať na to, že selektivity v príklade podľa vynálezu sú optimálne. Toto bolo neočakávateľné pre oxid hlinitý s plochou BET povrchu menej ako 30 m2/g.As can be seen, in the comparative test, a temperature adjustment was required as early as 168 hours to maintain the conversion, while such a correction is required for the catalyst prepared according to the present invention only after 600 hours. In addition, the temperatures of the comparative example are approximately 40 ° C higher than the temperatures of the present invention. Finally, it should be pointed out that the selectivities in the example of the invention are optimal. This was unexpected for alumina with a BET surface area of less than 30 m 2 / g.

Claims (6)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Katalyzátor pozostávajúci z α-oxidu hlinitého ako nosiča, vyznačujúci sa tým, že plocha BET povrchu (merané podľa DIN 66131) oxidu hlinitého nie je menšia ako 30 m2/g.Catalyst consisting of α-alumina as carrier, characterized in that the BET surface area (measured according to DIN 66131) of alumina is not less than 30 m 2 / g. 2. · Katalyzátor pozostávajúci z α-oxidu hlinitého ako nosiča a medi ako aktívnej zložky, vyznačujúci sa tým, že plocha BET povrchu (merané podľa DIN 66131) oxidu hlinitého nie je menšia ako 30 m2/g, ktorý sa dá získať nanesením medi impregnovaním, vyzrážaním, miešaním za sucha alebo neelektrickým pomed’ovaním bežne známym spôsobom, na nosič α-oxid hlinitý.2. Catalyst consisting of α-alumina as carrier and copper as active ingredient, characterized in that the BET surface area (measured according to DIN 66131) of alumina is not less than 30 m 2 / g obtainable by copper deposition by impregnation, precipitation, dry mixing or non-electric copper plating in a manner known per se, onto the support of α-alumina. 3. Spôsob prípravy katalyzátora podľa nároku 1 alebo 2, pri ktorom sa meď impregnovaním, vyzrážaním, miešaním za sucha alebo neelektrickým pomeďovaním bežne známym spôsobom nanesie na nosič α-oxid hlinitý, vyznačujúci sa tým, že sa použije α-oxid hlinitý s plochou BET povrchu (stanovené podľa DIN 66131) nie menšou ako 30 m2/g.A process for the preparation of a catalyst according to claim 1 or 2, wherein the copper is impregnated, precipitated, dry blended or non-electrically converted by a known method to an α-alumina support, characterized in that α-alumina with a BET surface area is used. surface area (determined according to DIN 66131) not less than 30 m 2 / g. 4. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že katalyzátor sa spracuje na tvarované výrobky, predovšetkým na tablety, pásiky, kruhy, valčeky.Process according to claim 3, characterized in that the catalyst is processed into shaped products, in particular tablets, strips, rings, rollers. 5. Použite katalyzátora podľa nároku 1 alebo 2 alebo pripraveného podľa nároku 3 alebo 4 na prípravu cyklohexanónu dehydrogenáciou cyklohexanolu.Use a catalyst according to claim 1 or 2 or prepared according to claim 3 or 4 for the preparation of cyclohexanone by dehydrogenation of cyclohexanol. 6. Použite α-oxidu hlinitého, s plochou BET povrchu (stanovené podľa DIN 66131) nie menšou ako 30 m2/g, na prípravu katalyzátora.6. Use α-alumina, with a BET surface area (determined according to DIN 66131) of not less than 30 m 2 / g, to prepare the catalyst.
SK1721-98A 1996-07-02 1997-06-17 Catalyst for dehydrogenation of cyclohexanol, process for the preparation of said catalyst and use thereof SK172198A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19626587A DE19626587A1 (en) 1996-07-02 1996-07-02 Cyclohexanol dehydrogenation catalyst
PCT/EP1997/003135 WO1998000233A1 (en) 1996-07-02 1997-06-17 Catalyst for dehydrogenation of cyclohexanol, process for the preparation of said catalyst and use thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK172198A3 true SK172198A3 (en) 1999-04-13

Family

ID=7798698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK1721-98A SK172198A3 (en) 1996-07-02 1997-06-17 Catalyst for dehydrogenation of cyclohexanol, process for the preparation of said catalyst and use thereof

Country Status (15)

Country Link
EP (1) EP0909214A1 (en)
JP (1) JP2000513269A (en)
KR (1) KR20000022369A (en)
CN (1) CN1094785C (en)
AU (1) AU3176497A (en)
BR (1) BR9710017A (en)
CA (1) CA2258549A1 (en)
CZ (1) CZ425498A3 (en)
DE (1) DE19626587A1 (en)
NO (1) NO986155L (en)
PL (1) PL330957A1 (en)
RU (1) RU2190468C2 (en)
SK (1) SK172198A3 (en)
TW (1) TW460327B (en)
WO (1) WO1998000233A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6573409B1 (en) 1999-07-02 2003-06-03 The Nutrasweet Company Process for the preparation of 3,3-dimethylbutanal
KR100409083B1 (en) * 2001-03-12 2003-12-11 주식회사 엘지화학 Steam cracking catalyst of hydrocarbons for olefins production
KR100431898B1 (en) * 2001-08-04 2004-05-17 애경유화 주식회사 A copper-silica catalyst useful for hydrogenation of a carbonyl group-containing compound or dehydrogenation of a cycloalcohol and a preparation thereof
CN100360228C (en) * 2005-05-31 2008-01-09 中国石油化工股份有限公司 Ketone catalyst fabricated by dehydrogenating alcohol, and preparation method
CN102500420B (en) * 2011-11-30 2014-03-05 大丰海嘉诺药业有限公司 Alcohol gas phase dehydrogenation catalyst, preparation method thereof and application
RU2546122C1 (en) * 2013-10-10 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования (Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева) Catalyst for dehydration of cyclohexanol into cyclohexanone

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU522853A1 (en) * 1974-12-13 1976-07-30 Институт физико-органической химии АН Белорусской ССР Cyclohexanol dehydrogenation catalyst
JPS5620541A (en) * 1979-07-30 1981-02-26 Mitsubishi Chem Ind Ltd Preparation of cyclohexanone
US4472593A (en) * 1981-10-16 1984-09-18 Shell Oil Company Conversion of isopropyl alcohol to acetone
US5202511A (en) * 1989-08-16 1993-04-13 The Dow Chemical Company Catalyst diluent for oxychlorination process
CN1056067A (en) * 1990-04-29 1991-11-13 王炳炎 Multi component cyclohexanol dehydrogenation catalyst

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000513269A (en) 2000-10-10
PL330957A1 (en) 1999-06-21
CN1224371A (en) 1999-07-28
AU3176497A (en) 1998-01-21
CZ425498A3 (en) 1999-11-17
EP0909214A1 (en) 1999-04-21
NO986155D0 (en) 1998-12-28
TW460327B (en) 2001-10-21
CA2258549A1 (en) 1998-01-08
RU2190468C2 (en) 2002-10-10
CN1094785C (en) 2002-11-27
DE19626587A1 (en) 1998-01-08
KR20000022369A (en) 2000-04-25
NO986155L (en) 1998-12-28
BR9710017A (en) 1999-08-10
WO1998000233A1 (en) 1998-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6455464B1 (en) Preparation and use of non-chrome catalysts for Cu/Cr catalyst applications
EP1218322B1 (en) Process for making a catalyst composition
RU2154527C2 (en) 2-butene-1,4-diol production process
EP1151790B1 (en) Catalyst for selective hydrogenation, process for preparation of the same, its use in selective hydrogenation
US7847129B2 (en) Method for dehydrogenating alcohols
EP1042066B1 (en) Method for producing oxidic catalysts containing copper with an oxidation number greater than 0
Das et al. Influence of the metal function in the “one-pot” synthesis of 4-methyl-2-pentanone (methyl isobutyl ketone) from acetone over palladium supported on Mg (Al) O mixed oxides catalysts
SK172198A3 (en) Catalyst for dehydrogenation of cyclohexanol, process for the preparation of said catalyst and use thereof
EP0566197B1 (en) Process for preparing primary amines
Sivaraj et al. Selective dehydrogenation of cyclohexanol to cyclohexanone on Cu ZnO Al2O3 catalysts
EP1968931B1 (en) Process for producing nitrogen-containing compounds
US5851949A (en) Sulfur tolerant hydrocarbon conversion catalyst
EP0567198B1 (en) Process for preparing a supported metal catalyst and selective hydrogenation process using such a catalyst
US5716897A (en) Sulfur tolerant hydrocarbon conversion catalyst
EP1288188A1 (en) Supported catalyst composition, processes for the preparation thereof and use of the supported catalyst composition
Jyothi et al. Formation of anisaldehyde via hydroxymethylation of anisole over SnO 2–CeO 2 catalysts
EP0080759B1 (en) Process for the preparation of 3,5-dimethylphenol
CZ36199A3 (en) Process for preparing 6-aminocaproic acid nitrile
Bautista et al. Liquid-Phase Selective Hydrogenation of 1, 4–Butynediol on Supported Ni and Ni-Cu Catalysts.
JPS6046096B2 (en) Method for producing cyclohexylbenzene
CA2020162A1 (en) Process for the preparation of carbonyl compounds
JPH0236136A (en) Production of alcohol
Lanini et al. Deactivation during the hydrogenation of 2-methylglutaronitrile to β-picoline
Espinosa et al. Deactivation of Pt-Au/Al2O3 catalysts prepared by surface redox reaction: Effects of sulfur and coke deposition
Di Castro et al. Selective Hydrogenation of Cyclododecatriene Isomers to Cyclododecene Catalysed by Cu-Al2O3.