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DE2627230A1 - BRASS CATALYST AND ITS USE FOR DEHYDRATING PRIMARY AND SECONDARY ALCOHOLS - Google Patents

BRASS CATALYST AND ITS USE FOR DEHYDRATING PRIMARY AND SECONDARY ALCOHOLS

Info

Publication number
DE2627230A1
DE2627230A1 DE19762627230 DE2627230A DE2627230A1 DE 2627230 A1 DE2627230 A1 DE 2627230A1 DE 19762627230 DE19762627230 DE 19762627230 DE 2627230 A DE2627230 A DE 2627230A DE 2627230 A1 DE2627230 A1 DE 2627230A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
catalyst
temperatures
pressures
dehydrogenation
copper
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DE19762627230
Other languages
German (de)
Inventor
Carlton H Jewitt
Stephen M Kovach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ashland LLC
Original Assignee
Ashland Oil Inc
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 Ashland Oil Inc filed Critical Ashland Oil Inc
Publication of DE2627230A1 publication Critical patent/DE2627230A1/en
Pending legal-status Critical Current

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
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/80Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with zinc, cadmium or mercury
    • 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)

Description

u.Z.: L 747 (Vo/ Ra/H)
Case : 363Ο
uZ: L 747 (Vo / Ra / H)
Case: 363Ο

ASHLMD OIL, INC.ASHLMD OIL, INC.

Ashland? Kentucky. V.St.A.Ashland ? Kentucky. V.St.A.

"Messing-Katalysator und seine Verwendung zum Dehydrieren von primären und sekundären Alkoholen""Brass catalyst and its use for the dehydrogenation of primary and secondary alcohols"

Priorität: 18. Juni 1975, V.St.A., Sr. 587 893Priority: June 18, 1975, V.St.A., Sr. 587 893

Die Verwendung von Messing "bei der Dehydrierung von Isopropanol und sek.-Butanol zu Aceton und Methyläthylketon ist "bekannt; vgl. Faith, Industrial Chemicals, John Wiley, 3· Auflage,· 1965» Seiten 23 und 51'+.The Use of Brass "in the Dehydrogenation of Isopropanol and sec-butanol to acetone and methyl ethyl ketone is "known; see Faith, Industrial Chemicals, John Wiley, 3rd edition, 1965 pages 23 and 51 '+.

Bei diesen Umsetzungen kann der Messing-Katalysator einen verschiedenen Gehalt an Kupfer und Zink und anderen Elementen haben und er wird normalerweise in fester Form verwendet. Der Messing-Kata'17/sator kann entweder in kompakter Form oder auf einein anorganischen Träger vorliege;η.In these reactions, the brass catalyst can be different Contain copper and zinc and other elements and it is usually used in solid form. Of the Brass Kata'17 / sator can either be in compact form or on an inorganic carrier is present; η.

Messing-Katalysatoren ermöglichen die Herstellung von Carboxylverbindungen aus Alkoholen in hoher Selektivität gegenüber an-Brass catalysts enable the production of carboxyl compounds from alcohols in high selectivity towards other

609852/10S7609852 / 10S7

deren möglichen Produkten, wie Olefinen. Sie sind darüber hinaus sehr stabil und lassen sich für die verschiedensten Alkohole verwenden. In der US-PS 2 829 165 ist beschrieben, daß feste messing.haltige Katalysatoren auch in flüssiger Phase für die Umwandlung von Alkoholen in Carbony!verbindungen benutzt werden können.their possible products, such as olefins. You are beyond very stable and can be used for a wide variety of alcohols. It is described in US Pat. No. 2,829,165 that solid brass containing catalysts also in liquid phase used for the conversion of alcohols into carbony compounds can be.

Es ist seit langem bekannt, daß die spezifische Oberfläche eines festen Katalysators einen entscheidenden Einfluß auf seine Aktivität hat. Zur Vergrößerung der Oberfläche von Katalysatoren wurden verschiedene Methoden benutzt. In der GB-PS 624 035 wir.d die Behandlung mit Säuren beschrieben, in der US-PS 3 554 930 die Reduktion und/oder Zersetzung von Metallsalzen auf einem Träger und in der US-PS 2 475 965 das Vorpressen von Kupferoxid im Katalysatorformteil mit anschließender Reduktion des Oxides zu elementarem Kupfer.It has long been known that the specific surface area of a solid catalyst has a decisive influence on its Has activity. Various methods have been used to increase the surface area of catalysts. In the GB PS 624 035 we.d the treatment with acids described in the U.S. Patent 3,554,930 describes the reduction and / or decomposition of metal salts on a carrier and in US Pat. No. 2,475,965, the prepressing of copper oxide in the shaped catalyst part with subsequent Reduction of the oxide to elemental copper.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Katalysatoren aus Messing-Pulver oder aus pulverförmigen Gemischen von Kupfer und Zink herzustellen, die die Umwandlung von Alkoholen in Aldehyde und Ketone mit hoher Selektivität ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.The invention is based on the problem of catalysts made from brass powder or from powdered mixtures of copper and zinc, which enable the conversion of alcohols to aldehydes and ketones with high selectivity. These The object is achieved by the invention.

Die Erfindung betrifft somit den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.The invention thus relates to that characterized in the claims Object.

Zur Herstellung der Katalysatoren kann Messingpulver, d.h. eine Legierung aus Kupfer und Zink, oder ein pulverförmigesBrass powder, e.g. an alloy of copper and zinc, or a powdery one

609852/1057609852/1057

Gemisch aus Kupfer und Zink im angegebenen Mengenverhältnis verwendet werden. Gegebenenfalls kann das Pulvergemisch bis zu 25% Zinn enthalten. Ein Mengenverhältnis von Kupfer au Zink von 80:20 ist besonders bevorzugt. Die Teilchengröße in den erfindungsgemäß verwendeten Pulvern reicht von 0,0025 bis 0,25 cm.. Die Teilchen haben im allgemeinen kugelförmige Gestalt.Mixture of copper and zinc used in the specified proportions will. The powder mixture can optionally contain up to 25% tin. A proportion of copper to zinc of 80:20 is particularly preferred. The particle size in the invention powders used ranges from 0.0025 to 0.25 cm. The particles are generally spherical in shape.

Das Verpressen und Sintern der Pulver erfolgt nach den in der Pulvermetallurgie üblichen Methoden. Die Pulver werden in einerThe powder is pressed and sintered using the methods customary in powder metallurgy. The powders are in a

2 Form bei Drücken von 140 bis 14 000 kg/cm , vorzugsweise von2 form at pressures of 140 to 14,000 kg / cm, preferably of

5600 bis 8400 kg/cm zu der gewünschten Form verpreßt. Gegebenenfalls kann ein organisches Bindemittel mit dem Metallpulver vermischt werden, um die Adhäsion der Teilchen während des Verpressens zu erhöhen. Verwendbare organische Bindemittel sind z.B. Graphit oder hochmolekulare organische Säuren. Das Sintern der Formteile wird vorzugsweise unter Inertgas bei Temperaturen von 820 bis 14400C durchgeführt.5600 to 8400 kg / cm pressed into the desired shape. If necessary, an organic binder can be mixed with the metal powder in order to increase the adhesion of the particles during pressing. Organic binders that can be used are, for example, graphite or high molecular weight organic acids. The sintering of the mold parts is preferably carried out under inert gas at temperatures of 820-1440 0 C.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Katalysatoren in beliebiger Gestalt hergestellt werden, beispielsweise als Kugeln, Kegel, Zylinder, Sattel oder Ringe. Die erfindungsgemäß geformten Katalysatoren besitzen eine große Oberfläche und eine poröse Struktur im Gegensatz zu den üblichen kompakten Katalysatoren mit geringer Oberfläche und nicht poröser Struktur. Besonders bevorzugt sind ringförmige Katalysatorformteile.In the process according to the invention, the catalysts can be produced in any shape, for example as balls, cones, cylinders, saddles or rings. According to the invention shaped catalysts have a large surface area and a porous structure in contrast to the usual compact ones Catalysts with a small surface area and a non-porous structure. Annular shaped catalyst parts are particularly preferred.

Die erf j.ndungsgemäßen Katalysatoren können ohne vorherige Aktivierung mit hoher Wirksamkeit für die Dehydrierung von Alko-The catalysts according to the invention can without prior activation with high effectiveness for the dehydration of alcohol

6098 5 2/1057 J 6098 5 2/1057 J

holen zu den entsprechenden Carbonylverbindungen eingesetzt werden. Primäre Alkohole v/erden zu Aldehyden und sekundäre Alkohole zu Ketonen dehydriert. Es können aliphatisch^, cycloaliphatische (naphthenische) und aromatische Alkohole eingesetzt werden. Beispielsweise wird· aus " '/ Methyläthy!keton, aus Cyclohexanol Cyclohexanon und aus 1-Phenyläthanol Acetophenon erhalten.pick up the corresponding carbonyl compounds used will. Primary alcohols are dehydrated to aldehydes and secondary alcohols to ketones. It can be aliphatic ^, cycloaliphatic (naphthenic) and aromatic alcohols are used will. For example, from "" / methyl ethyl ketone becomes from Cyclohexanol and cyclohexanone from 1-phenylethanol and acetophenone obtain.

Die mit den erfindungsgemäßen Katalysatoren erzielten Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengefaßt. Bei allen Versuchen in Tabelle I enthält der Katalysator 80% Kupfer und 20% Zink. Zu seiner Herstellung wurde ein entsprechendes Messingpulver beiThe results achieved with the catalysts of the invention are summarized in Table I. In all of the experiments in Table I, the catalyst contains 80% copper and 20% zinc. to a corresponding brass powder was used in its manufacture

einem Druck von 7OOO kg/cm in Ringform verpreßt und anschließend ungefähr 4- Stunden bei 11500C gesintert. Eine Aktivierung des Katalysators ist nicht nötig.a pressure of 700 kg / cm pressed in a ring shape and then sintered at 1150 0 C for about 4 hours. It is not necessary to activate the catalyst.

Die Dehydrierung wird in einem vertikal in einer Heizvorrichtung befestigten Reaktionsgefäß aus korrosionsbeständigem Stahl mit einem Innendurchmesser von 2,5 cm und einer Länge von 127 c durchgeführt. Das Reaktionsrohr besteht aus einer Vorheizzone, daran anschließend einer 53 cm langen Katalysatorzone und einer Kachheizzone. Durch verschiedene Einlaßöffnungen kann der Reaktionsraum mit Stickstoff zum Spülen, mit Wasserstoff zur Reduktion der Oxidhaut auf dem Katalysator oder zur Regenerierung von verbrauchtem Katalysator und mit Alkohol beschickt werden. Der Alkohol wird zur Beschickung aus einem geeichten Gefäß entnommen und mit einer Lapp-Dosierpumpe in das Reaktionsgefäß eingespeist. Die aus dem Reaktionsgefäß axistretenden Verbin-The dehydration is done in a vertical position in a heater attached reaction vessel made of corrosion-resistant steel with an inner diameter of 2.5 cm and a length of 127 c carried out. The reaction tube consists of a preheating zone, followed by a 53 cm long catalyst zone and one Kachheizzone. The reaction space can through various inlet openings with nitrogen for purging, with hydrogen to reduce the oxide skin on the catalyst or for regeneration of spent catalyst and be charged with alcohol. The alcohol is taken from a calibrated vessel for loading and into the reaction vessel with a Lapp dosing pump fed in. The connections emerging from the reaction vessel

L 609852/1057 L 609852/1057

düngen werden in einem wassergekühlten Kühler kondensiert. Die flüssigen Produkte werden gesammelt, die austretenden Gase werden mit einer Gasbürette gemessen. Die erhaltenen Werte sind in den Tabellen I und II zusammengefaßt.fertilizers are condensed in a water-cooled cooler. the Liquid products are collected, the escaping gases are measured with a gas burette. The values obtained are in summarized in Tables I and II.

609852/1057609852/1057

Beisp. 1Example 1

Dur oiischnitts- Major cut

temperat. 0Otemperate. 0 O

StunStun

denthe

Ausbeute^, _ VoI %Yield ^, _% by volume

tabelle Itable I.

MÄK,MÄK,

SBA, % ■ SBA, % ■

HpO,HpO,

Unbekannte unknown

ProdukteProducts

IHSVIHSV

CD STl CD STl

a b c d e fa b c d e f

g __2g __2

a b c d e £a b c d e £

Beisp. 3 a b c d e Example 3 abcde

li ali a

b c d eb c d e

449 458 459 459 458 457 458449 458 459 459 458 457 458

300 341 375 405 413 451300 341 375 405 413 451

437 447 442. .470.437 447 442, .470.

285-328 375 -. 402. .. ...478 519285-328 375 -. 402 ... ... 478 519

14 25 38 49 51 5514 25 38 49 51 55

3 4 5 6 6,73 4 5 6 6.7

4 5 6 4 5 6

2 3 4 5 6 7 S2 3 4 5 6 7 p

87,4 85,5 86,4 85.8 86', 82,8 837787.4 85.5 86.4 85.8 86 ', 82.8 83 7 7

100,0 97,0 S9,0 81,0 83,3 80r2100.0 97.0 S9.0 81.0 83.3 80 r 2

82.0 87', 86,0 88.8 88;382.0 87 ', 86.0 88.8 88 ; 3

100.0 97,5 92,9 90; 87.7 81,9 76,3100.0 97.5 92.9 90; 87.7 81.9 76.3

94 .'5 93,3 92'8 93.1 92.3 92.7 92,894 ,'5 93.3 92'8 93.1 92.3 92.7 92.8

9,2 34.8 70 0 87,8 91,0 91J29.2 34.8 70 0 87.8 91.0 91J2

.92.0 93,8 89,1 86,2.92.0 93.8 89.1 86.2

84,584.5

1,711.71

18.2 60 6 87 2 94 4 95,1 92'618.2 60 6 87 2 94 4 95.1 92'6

h7 2,3· h 7 2.3

1?5 21 2 11 ? 5 21 2 1

89.7 63.4 26'. 5 6.8 3,289.7 63.4 26 '. 5 6.8 3.2

1919th

1,8. 1,8 6 5 10 0 9T71.8. 1.8 6 5 10 0 9 T 7

98,3 81 4 39.4 10,398.3 81 4 39.4 10.3

0.7
1,3
07
0.7
1.3
07

1111

0909

2.52.5

13
1,0
0,6
13th
1.0
0.6

1,8
2,1
2;4
1.8
2.1
2 ; 4th

374 3;7 423 7 4 3 ; 7 42

39 4,539 4.5

4.2 4; r54.2 4 ; r 5

18 3,5 54 5,8 6;918 3.5 54 5.8 6 ; 9

3;7 2 9 3; 4 3,23 ; 7 2 9 3; 4 3.2

5705 7 0

0,40.4

2,52.5

2 4 2 9-5,0 2 4 2 9-5.0

2 2 2 2 2 2 22 2 2 2 2 2 2

2 2 2 2 2 22 2 2 2 2 2

3 4 5 63 4 5 6

3.3.

Beisp.5Example 5

a
b
c
d
e
a
b
c
d
e

Durchschnittst euro er at.
0G
Average euro er at.
0 G

289289

358
401
444
480
358
401
444
480

Tabelle I (Fortsetzung) Table I (continued)

,Stun-., Hour.

den 'the '

Aus- ' beute, YoI % Yield, YoI %

KÄE,CHEESE,

SBA,SBA,

3,5 4,5 5 5 6,53.5 4.5 5 5 6.5

100T0 92.3 88,2 85^0 84'.8100 T 0 92.3 88.2 85 ^ 0 84'.8

4I1 48 3 4 I 1 48 3

84,4 95,1 94r884.4 95.1 94 r 8

95.7 51 JO 12.795.7 51 JO 12.7

Unbekannte unknown

ProdukteProducts

0,3
0,7
1,9
0.3
0.7
1.9

3? r43 ? r 4

LHSYLHSY

4 4 4 4 44 4 4 4 4

,Beisp. 6, Ex. 6th

CjO COCjO CO

a
b
c
a
b
c

297
346
397
428
297
346
397
428

490 "'490 "'

2 32 3

5,7 6,75.7 6.7

100,0 93.7 89,4 87 7 80;8100.0 93.7 89.4 87 7 80 ; 8th

13,1 47,3 85,3 94 413.1 47.3 85.3 94 4

94 494 4

.86,5 51,8.86.5 51.8

1^? 1 ^?

0,4
1,0
0
18
3.9
0.4
1.0
0
18th
3.9

5 5 5 5 55 5 5 5 5

a 405 2a 405 2

b " '"381 j 4b "'" 381 j 4

c 397 " . . . 6 ■c 397 "... 6 ■

d ""397 ' '■ 6,3d "" 397 "■ 6.3

Beschickung abgestellt,-Loading shut down,

c 395 10.3c 395 10.3

f 396"· 12.3f 396 "· 12.3

82,1 81.4 85 9 84,682.1 81.4 85 9 84.6

16,1· 17,3 11,7 13,816.1 x 17.3 11.7 13.8

93,1
15 Stunden bei 397°C mit Έ£ gespült·
93.1
Rinsed with Έ £ for 15 hours at 397 ° C

81,8 82,481.8 82.4

16.1 15,816.1 15.8

1I9
lj2
1 I 9
lj2

1,21.2

5 5 5 55 5 5 5

5 55 5

BeispEx

aa 409409 .4.4 100,0100.0 bb 408408 66th 100r0100 r 0 CC. . 410...... 410 ..... 1313th 99,999.9 . d. d ·' 408· '408 2121 99,899.8 -" 409""- "409" " 2929 , 99,8, 99.8 ff ____40S____40S ZOZO 1.00J.O.1.00J.O.

: 6,86: 6.86

8,92 35,3 44,4 40,1 ■yx ■8.92 35.3 44.4 40.1 ■ yx ■

92,8 90,9 64,5 55,4 59,692.8 90.9 64.5 55.4 59.6

6 6 6 66 6 6 6

6 .6..6 .6 ..

NJ GO ONJ GO O

Tabeille I (Fortsetzung) Table I (continued)

Beisp. 9Example 9

a
b
c
d
e
£
a
b
c
d
e
£

sp .sp.

1010

a
b
c
a
b
c

Durchschnitts- Stun-, temperat. denAverage hour, temperat. the

3-84 389 390 396 393 397 3973-84 389 390 396 393 397 397

408 430 482 490408 430 482 490

Ausbeute,
VoI %
Yield,
VoI %

H2O,H 2 O,

87,8
95r8
98t4
95T8
96T0
96.0
99?1
87.8
95 r 8
98 t 4
95 T 8
96 T 0
96.0
99 ? 1

80,0
92.2
91.1
91 Jl
80.0
92.2
91.1
91 Jl

45.6 47,8 49,1 48.4 39,1 43.245.6 47.8 49.1 48.4 39.1 43.2

45; 745; 7th

47.5 78,1 90,1 98 Jo 47.5 78.1 90.1 98 Jo

53,6 52,0 50,7 51.5 60i5 56,5 54053.6 52.0 50.7 51.5 60i5 56.5 540

Unbekannte unknown

ProdukteProducts

0.8 0,2 0r2 0,2 0,4 0,3 0730.8 0.2 0 r 2 0.2 0.4 0.3 0 7 3

0;30 ; 3

2,r7 0,32, r 7 0.3

IHSVIHSV

6 6 6 6 5 5 56 6 6 6 5 5 5

5 5 5 5·5 5 5 5

K) CO OK) CO O

Tabelle IITable II

Durchschnitt stemp.,°C Average temp., ° C

Stunden hours

Ausbeute
VoI %
yield
VoI%

SBA, Unbekannte
HpO, Produkte
SBA, stranger
HpO, products

BeisD. 11BeisD. 11

374
454
374
454

Beisp. 12Example 12

Mit
34,0
338
33l8
339
224
230
23.4
214
With
34.0
338
33 l 8
339
224
230
23.4
214

,341
-.'341
341
__340
, 341
-. '341
341
__340

beiat

ό
6
9
ό
6th
9

510°0 regeneriert
2
4
510 ° 0 regenerated
2
4th

40,540.5

340340

6
7
9
6th
7th
9

11
13
14
11
13th
14th

4
6
7
4th
6th
7th

24
26
28
24
26th
28

50,0
55,2
55,0
89,5
97,3
96,4
96,4
50.0
55.2
55.0
89.5
97.3
96.4
96.4

56,856.8

55.9
54i5
75^2
55.9
54i5
75 ^ 2

7o;o7o; o

68,168.1

44T7
5,0
44 T 7
5.0

31,5 .
31,8.
33r0
32?9
31.5.
31.8.
33 r 0
32 ? 9

81,59
76.49
72,71
j 36
61,42
61,12
81.59
76.49
72.71
j 36
61.42
61.12

36.0 91,936.0 91.9

38,938.9

40,340.3

44,044.0

45f645 f 6

100100

100100

100100

100100

13,94 18 J 43 20.55 29jl8 52,07 32?7213.94 18 J 43 20.55 29jl8 52.07 32 ? 72

Beisp. 13':Example 13 ':

285285

286286

284284

Γ285"Γ285 "

75,0 · ' 2,2 97,875.0 · 2.2 97.8

70,6 · 2,3 97,770.6 x 2.3 97.7

• 11 66,8 : 1.7 .98 3• 11 66.8: 1.7 .98 3

* ' 75j0 ./ 1,6 98.4 ■* '75j0 ./ 1.6 98.4 ■

Katalysator regeneriert; im,folgenden 4,9 a'tü DruckCatalyst regenerated; in the following 4.9 a'tü pressure

1295
1293
1295
1293

)345) 345

80,080.0

jün\younger \

,46, 46

67,867.8

61,761.7

den. Atmosphärendruck
S4?7
the. Atmospheric pressure
S4 ? 7th

16,2
34,4
51.5
16.2
34.4
51.5

si,:si ,:

S871 35,2S8 7 1 35.2

1414th

46,846.8

. 72,7 13,0. 72.7 13.0

24,2
18.3
3
14.9
24.2
18.3
3
14.9

3,10
3.45
5,24
4;36
3.96
47·10
3.10
3.45
5.24
4; 36
3.96
4 7 10

lr5l r 5

4;s4; s

237523 7 5

9,89.8

2,1
1,0
2.1
1.0

6;4
31
6 ; 4th
31

5,4
6
6,3
6,7
5.4
6th
6.3
6.7

1,36
1,63
50
2,10
1.36
1.63
50
2.10

2',55
2706
2 ', 55
2 7 06

1-21-2

2.72.7

3,53.5

o,7o, 7

0,50.5

WHSYWHSY

1 11 1

1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1

2 2 2 2 2 22 2 2 2 2 2

2 2 2 22 2 2 2

2 2 22 2 2

2 22 2

Tabelle II (Portsetzung) Table II (porting)

Durchschnitts·
temoerat
Average
temoerat

Stunden hours

Ausbeute, YoI % Yield, YoI %

SBA,SBA,

H2O,H 2 O,

Unbekannte
'Produkte
unknown
'Products

Beisp.Ex.

330 .330

315 ■315 ■

315
324
334 \
315
324
334 \

334 \
V
334 \
V

333 ι
333 .'
333 ι
333. '

335 "335 "

340340

j
344 Ί
j
344 Ί

Ί-346 ; Ί- 346;

4
■ ■ WHSV auf
4th
■ ■ WHSV on

7
9
7th
9

11
WHSV auf 2
11
WHSV on 2

13
■" 15
13th
■ "15

17
-WHSV auf
17th
-WHSV on

19
- WSHV auf
19th
- WSHV on

21
WHSV ' auf
21
WHSV '

60,060.0

61,1 A- erhöht61.1 A- increased

66,366.3

64.264.2

63.963.9

60.0 gesenkt60.0 lowered

48,048.0

42;242 ; 2

46,0 5' erhöht46.0 5 'increased

62,4 , 6 erhöht62.4, 6 increased

73,2 8 erhöht73.2 8 increased

69,8 Zweiphasen-Produfct·.69.8 two-phase produfct ·.

77,69 11·, 86 7T08 3,3777.69 11.86 7 T 08 3.37

77,68 8,84 8.82 3.8677.68 8.84 8.82 3.86

50,52 33,18 13^21 3,0950.52 33.18 13 ^ 21 3.09

47;92 33,16 13?29 5,1447 ; 92 33.16 13 ? 29 5.14

Zweiphasen-Produkt Two-phase product

25,98
20,37
18,27
25.98
20.37
18.27

52,27
62738
.,97
52.27
62 7 38
., 97

.14r99 6,62.14 r 99 6.62

10,1410.14

7,107.10

10,02 6,7410.02 6.74

VHSV.VHSV.

2 22 2

4 4, 4 44 4, 4 4

2 2 22 2 2

.4' 6 8.4 '6 8

Beisp.\15Example \ 15

353 _„.
329 J__
327
353 _ ".
329 Y__
327

328 ,-327_.„-327 328, -327 _. "- 327

328
328
328
328

4
6
8
4th
6th
8th

10
11
10
11

•67,8 77.1 76 5 74,1 73,0 74,0• 67.8 77.1 76 5 74.1 73.0 74.0

V/.HSV auf. A- 'erhöht 13 80r0V / .HSV on. A- 'increases 13 80 r 0

15 . 77,2 80,79
45,99
•■46,27 ·
45,56
47,95
44;S1
15th 77.2 80.79
45.99
• ■ 46.27 ·
45.56
47.95
44 ; S1

34,26
32,43
34.26
32.43

42,2942.29

41.54
42,20
39,54 ·
42,54 '
41.54
42.20
39.54
42.54 '

54.8654.86

55; 97...55; 97 ...

12,69 . ■ 6TS2
4,45
12.69. ■ 6 T S2
4.45

7,077.07

•l\ 06 • l \ 06

7,78 v 7.78 BC

7'l3-\ y 7'l3 - \ y

7.98 :7.98:

5,90
6,79
5.90
6.79

5,13
■4 47
5.13
■ 4 47

4.J 97·4th year 97

4.98
81
4.98
81

2 2 2 2 2 22 2 2 2 2 2

4 44 4

262723Q262723Q

In den Tabellen I und II bedeutet LHSV die Raumgeschwindigkeit (liquid hourly space velocity), definiert als Volumen der flüssigen Beschickung pro Volumen des Katalysators pro Stunde. WHSV (weight hourly space velocity) bedeutet das Gewicht der flüssigen Beschickung pro Gewicht des Katalysators pro Stunde. MÄK bedeutet Methyläthylketon, SBA bedeutet sek.-Butanol und Volumenprozent Ausbeute bedeutet den in Form von Flüssigkeiten, d.h. als Methyläthylketon, sek.-Butanol, Wasser oder unbekannte Flüssigkeit wiedergewonnenen Teil der Beschickung.In Tables I and II, LHSV means liquid hourly space velocity, defined as the volume of liquid Feed per volume of catalyst per hour. WHSV (weight hourly space velocity) means the weight of the liquid feed per weight of catalyst per hour. MÄK means methyl ethyl ketone, SBA means sec-butanol and Percentage by volume means the yield in the form of liquids, i.e. as methyl ethyl ketone, sec-butanol, water or unknown Liquid recovered portion of the feed.

Beispiel 1 zeigt die Wirksamkeit und die Stabilität des Katalysators, bei ununterbrochenem Betrieb von 55 Stunden. Die Aus-. beute an Methyläthylketon geht nach den 55 Stunden nur vm 2 Gewichtsprozent zurück. Die Gesamtausbeuten im Versuch 1 sind relativ niedrig, da die flüssigen Produkte bei Raumtemperatur aufgefangen wurden. Durch Auffangen bei 00C wird die Volumenausbeute auf über 90% erhöht.Example 1 shows the effectiveness and the stability of the catalyst, with uninterrupted operation for 55 hours. From-. The amount of methyl ethyl ketone only decreases by 2 percent by weight after 55 hours. The overall yields in Experiment 1 are relatively low because the liquid products were collected at room temperature. By collecting at 0 ° C., the volume yield is increased to over 90% .

Die Beispiele 2 und 6 zeigen die Wirkung der Temperatur und der Baumgeschwindigkeit auf die Umwandlung von sek.-Butanol in Methyl athylketoni^J^h^O^bell-e—^^ der Umwand-__ Examples 2 and 6 show the effect of temperature and tree speed on the conversion of sec-butanol to methyl athylketoni ^ J ^ h ^ O ^ bell-e - ^^ the conversion -__

lung bei einer Raumgeschwindigkeit von 2 bei 4060C und bei einer Raumgeschwindigkeit von 6 bei 4-860C.development at a space velocity of 2 at 406 0 C and at a space velocity of 6 at 4-86 0 C.

Die Beispiele—7 bis 1O^ze-igen die Ergebnisse von Langzeitver-"^"— suchen bei Raumgeschwindigkeiten von fT^raidö.. Der Katalysator zeigt während dieser ausgedehnten Versuche bei höherer Raumgeschwindigkeit keine auffallende Verminderung seiner Wirksamkeit.Examples — 7 to 1O ^ show the results of long-term events - "^" - looking at space velocities of fT ^ raidö .. The catalyst shows during these extended experiments at higher space velocity no noticeable reduction in its effectiveness.

609852/1057609852/1057

Zum Vergleich, der Ergebnisse von erfindungsgemäßen Katalysatoren mit anderen Katalysatoren wurden Vergleichsversuche mit bekannten Dehydrierungs-Katalysatoren durchgeführt. Diese Versuche (Beispiele 11 bis 14) wurden in der gleichen Weise wie die Beispiel 1 bis 10 durchgeführt. Ihre Ergebnisse sind in der Tabelle II zusammengefaßt.For comparison, the results of catalysts according to the invention Comparative experiments with known ones were carried out with other catalysts Dehydrogenation catalysts carried out. These experiments (Examples 11-14) were carried out in the same manner as the Example 1 to 10 carried out. Their results are summarized in Table II.

Im Beispiel 11 wurden Kupferchromittabletten (0,5 cm) (Harshaw CU-0203) als Katalysator benutzt. Die Werte zeigen den Einfluß der Temperaturänderung bei einer WHSV von 1. Die Umwandlung von sek.-Butanol in Methyläthy!keton ist gering.In Example 11, copper chromite tablets (0.5 cm) (Harshaw CU-0203) used as a catalyst. The values show the influence of the temperature change at a WHSV of 1. The conversion of sec-butanol in methyl ethyl ketone is low.

In Beispiel 12 wurde der gleiche Katalysator wie in Beispiel 11 benutzt, die Dehydrierung wird jedoch 28 Stunden bei konstanter Temperatur und einer WHSV von 2 durchgeführt. Die Werte in Tabelle II zeigen die Abnahme der Wirksamkeit; des Katalysators mit der Zeit, denn der Gehalt von Methyläthylketon geht von 81%' auf 61% zurück.In Example 12, the same catalyst was used as in Example 11, but the dehydrogenation is 28 hours at a constant rate Temperature and a WHSV of 2. The values in Table II show the decrease in potency; of the catalyst over time, because the methyl ethyl ketone content is 81% ' back to 61%.

In Beispiel 13 wurde ein Katalysator aus Kupfermetall (4-, 76 χ 1,68 mm) (Harshaw CU-2501) benutzt. Die Werte in Tabelle II zeigen bei einer WHSV von 2 eine sehr geringe Umwandlung von sek.-Butanol in Hethyläthylketon.In Example 13, a copper metal catalyst (4-, 76 χ 1.68 mm) (Harshaw CU-2501) is used. The values in Table II show a very low conversion of sec-butanol into ethyl ethyl ketone at a WHSV of 2.

In Beispiel 14 wurden Tabletten mit einem Durchmesser von 0,3 cm von Kupferoxid auf Kieselgur (Girdler T-366) als Katalysator benutzt. Die Temperatur und die V/HSV wurden variiert. Bei diesem Beispiel findet teilweise eine Dehydratisierung des AlkoholsIn Example 14 tablets with a diameter of 0.3 cm of copper oxide on diatomaceous earth (Girdler T-366) used as a catalyst. The temperature and the V / HSV were varied. With this one Example finds partial dehydration of alcohol

609852/1057609852/1057

statt. Da auch.,Wasser entsteht, wird ein Zweiphasenprodukt erhalten. instead of. Since water is also formed, a two-phase product is obtained.

In Beispiel 15 wurden Tabletten (0,4-7 x 0,3 cm) aus Kupfer, Chrom und Mangan (38/31/3) (Girdler T-97O) als Katalysator verwendet. Der Katalysator bewirkte bei einer VJHSV von 2 oder 4-eine geringe Umwandlung von sek.-Butanol in Methyläthylketon.In example 15 tablets (0.4-7 x 0.3 cm) made of copper, Chromium and manganese (38/31/3) (Girdler T-97O) used as a catalyst. At a VJHSV of 2 or 4, the catalyst caused a slight conversion of sec-butanol into methyl ethyl ketone.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Katalysatoren ergeben eine deutliche Verbesserung gegenüber den bekannten Katalysatoren. Die erfindungsgemäßen Katalysatoren zeigen eine hohe Selektivität für die Dehydrierung gegenüber der Spaltung oder Dehydratisierung des Alkohols und eine gute Stabilität. The catalysts produced by the process according to the invention result in a significant improvement over the known catalysts. The catalysts according to the invention show a high selectivity for the dehydrogenation versus the cleavage or dehydration of the alcohol and a good stability.

Die erfindungsgemäßen Katalysatoren benötigen normalerweise vor dem Gebrauch keine Aktivierung. Die Vorbehandlung des Katalysators mit Luft und/oder Wasserstoff bei 54-00G ver- - ändert die Ergebnisse des Beispiels 1 nicht wesentlich.The catalysts of the invention normally do not require activation before use. The pretreatment of the catalyst with air and / or hydrogen at 54-0 0 G - does not change the results of Example 1 significantly.

In den Beispielen 1 bis 15 wurde sek.-Butanol eingesetzt. Die Verwendung der Katalysatoren ist aber nicht auf niedere Alkohole und nicht auf Umsetzungen in der Gasphase beschränkt. Es ist bekannt, daß für Umsetzungen in der Gasphase geeignete Katalysatoren aus Metallen in elementarer Form auch für Umsetzungen in flüssiger Phase geeignet sind. Die erfindungsgemäßen Katalysatoren können zur Dehydrierung von Alkoholen verwendet werden, die bei den erforderlichen Temperaturen thermischIn Examples 1 to 15, sec-butanol was used. The use of the catalysts is not limited to lower alcohols and not limited to reactions in the gas phase. It is known that catalysts suitable for reactions in the gas phase of metals in elemental form are also suitable for reactions in the liquid phase. The invention Catalysts can be used for the dehydrogenation of alcohols at the required temperatures thermally

L JL J

609852/1 057609852/1 057

I Ji ti I Ji ti

stabil sind. Beispiele für verwendbare Alkohole sind langkettige aliphatische cycloaliphatische Benzyl- und AralkylalkohoIe,are stable. Examples of alcohols that can be used are long-chain aliphatic cycloaliphatic benzyl and aralkyl alcohols,

L 609852/1057 L 609852/1057

Claims (2)

PatentansprücheClaims •Ί* Messing-Katalysator, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Messingpulver oder aus einem pulverförmigen Gemisch von Kupfer und Zink mit einem Teilchendurchmesser von 0,0025 bis 0,25 cm und einem Mengenverhältnis von 95:5 "bis 50:50 durch Verpressen unter Formgebung bei Drücken von 140 bis 14 000 kg/cm und anschließendem Sintern der Formteile bei Temperaturen von 820 bis 14400C ohne Verminderung der Porosität hergestellt worden ist.• Ί * Brass catalyst, characterized in that it consists of a brass powder or a powdery mixture of copper and zinc with a particle diameter of 0.0025 to 0.25 cm and a ratio of 95: 5 "to 50:50 by pressing with molding at pressures of 140 to 14,000 kg / cm and subsequent sintering of the molded parts at temperatures of 820 to 1440 ° C. without reducing the porosity. 2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er Kupfer und Zink in einem Mengenverhältnis von 95:5 bis 80:202. Catalyst according to claim 1, characterized in that it Copper and zinc in a proportion of 95: 5 to 80:20 2 enthält und bei Drücken von 56ΟΟ bis 8400 kg/cm und bei Sintertemperaturen von 1000 bis 13250C hergestellt worden ist.2 contains and at pressures of 56ΟΟ to 8400 kg / cm and sintering temperatures of 1000 to 1325 0 C has been produced. 35. Verfahren zur Herstellung des Katalysators nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Messingpulver oder ein pulverförmiges Gemisch von Kupfer und Zink mit einem Teilchendurchmesser von 0,0025 bis 0,25 cm und einem Mengenverhältnis Kupfer zu Zink von 95:5 bis 50:50 bei Drücken von35. A method for producing the catalyst according to claim 1, characterized in that a brass powder or a powdery mixture of copper and zinc with a particle diameter from 0.0025 to 0.25 cm and a ratio of copper to zinc of 95: 5 to 50:50 at pressures of 140 bis 14 000 kg/cm unter Formgebung verpreßt und anschließend die Formteile bei Temperaturen von 820 his 144O°C ohne Verminderung der Porosität sintert.140 to 14,000 kg / cm pressed with molding and then the molded parts at temperatures of 820 to 1440 ° C without Reduction in porosity sinters. 609852/1057609852/1057 Γ - 16 - Γ - 16 - und 2 4. Verwendung des Katalysators nach Anspruch 1/zum Dehydrierenand 2 4. Use of the catalyst according to claim 1 / for dehydrogenation von primären und sekundären Alkoholen bei Temperaturen vonof primary and secondary alcohols at temperatures of 2 94 bis 5400C und Drücken von 0,07 bis 7 kg/cm .2 94 to 540 0 C and pressures of 0.07 to 7 kg / cm. 5. Ausführungsform nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Dehydrierung bei Temperaturen von 260 bis 5000C durchführt.5. Embodiment according to claim 4, characterized in that the dehydrogenation is carried out at temperatures of 260-500 0 C. 6. Ausführungsform nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß man einen sekundären Alkohol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht unter 100 bei einer Eaumgeschwindig-6. Embodiment according to claim 4 and 5, characterized in that that a secondary alcohol with an average molecular weight below 100 at an Eaumgeschwindig- 3 33 3 keit von 0,1 bis 20 m Alkohol pro m des Katalysators undspeed of 0.1 to 20 m of alcohol per m of the catalyst and 2 Stunde und bei Drücken von 0,14 bis 6 kg/cm dehydriert.2 hours and dehydrated at pressures of 0.14 to 6 kg / cm. 7. Ausführungsform nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man sek.-Butanol bei einer Raumgeschwindigkeit von7. Embodiment according to claim 4 to 6, characterized in that sec-butanol at a space velocity of 3 33 3 1 bis 6 m pro m des Katalysators und Stunde dehydriert.Dehydrogenated 1 to 6 m per m of the catalyst per hour. 8.. Ausführungsform nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Alkohol und den Katalysator in einem inerten und bei der Temperatur der Dehydrierung wenig flüchtigen Lösungsmittel miteinander in Kontakt bringt und daß man die Dehydrierung bei Temperaturen oberhalb des Siedepunktes der entstehenden Carbony!verbindung, aber unterhalb des Siedepunktes des eingesetzten Alkohols durchführt.8 .. embodiment according to claim 4, characterized in that the alcohol and the catalyst are in an inert solvent which is not very volatile at the temperature of the dehydrogenation brought into contact with one another and that the dehydrogenation is carried out at temperatures above the boiling point of the resulting Carbony! Compound, but below the boiling point of the alcohol used. J 6 0 9 8 5 ? / 1 Π 5 7 J 6 0 9 8 5 ? / 1 Π 5 7 1 - 17 - 1 - 17 - 9. Ausführungsform nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Dehydrierung bei Temperaturen von 94- his 318°C9. Embodiment according to claim 8, characterized in that that the dehydrogenation at temperatures from 94 to 318 ° C 2 und bei Drücken von 0,14- bis 1 kg/cm durchführt.2 and at pressures of 0.14 to 1 kg / cm. J 609852/1 057 J 609852/1 057
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4075128A (en) * 1976-11-26 1978-02-21 Atlantic Richfield Company Preparation of methyl ethyl ketone
DE3425424A1 (en) 1983-07-28 1985-02-07 General Electric Co., Schenectady, N.Y. Process for preparing alkylhalosilanes
DE3448237C2 (en) * 1983-07-28 1995-02-02 Gen Electric Silicon-, copper- and zinc-containing material for the catalytic preparation of alkylhalosilanes and its use

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