DD226872A1 - METHOD FOR CATALYTIC HYDROGENATION IN THE LIQUID PHASE - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchfuehrung katalytischer Fluessigphasenhydrierungen einschliesslich stark exothermer, wie z. B. der von Nitroaromaten zu den entsprechenden Aminen, mittels gasfoermigen Wasserstoffs an suspendierten Katalysatoren, vorzugsweise unter Druck und bei erhoehter Temperatur unter vorzugsweise kontinuierlicher Prozessfuehrung. Das Verfahren wird in einem Rohrreaktor durchgefuehrt, in welchem sgn. Statikmischelemente fest angeordnet sind und in dem der 3-Phasenproduktstroemung aus Gas, Fluessigkeit und Feststoff eine Pulsation ueberlagert wird, wodurch erreicht wird, dass die Reaktion im quasi-kinetischen Bereich ablaeuft. Die Waermeabfuehung erfolgt ueber einen Heiz-/Kuehlmantel. Nach dem Baukastenprinzip lassen sich beliebig mehrere Reaktorrohre zu einer Reaktionseinheit zusammenfassen.The invention relates to a process for carrying out catalytic liquid phase hydrogenations including highly exothermic, such as. B. from nitroaromatics to the corresponding amines, by gaseous hydrogen to suspended catalysts, preferably under pressure and at elevated temperature under preferably continuous Prozeßfuehrung. The process is carried out in a tubular reactor in which sgn. Static mixing elements are fixed and in which the 3-Phasenproduktstroemung of gas, liquid and solid is superimposed on a pulsation, whereby it is achieved that the reaction proceeds in the quasi-kinetic range. The heat dissipation takes place via a heating / cooling jacket. According to the modular principle, it is possible to combine any number of reactor tubes into one reaction unit.
Description
1ΓΒΒ CHEMIEKOMBDTAT BITTERSELD1ΓΒΒ CHEMICAL COMPETITOR BITTERSELD
25472547
Verfahren zur... katalanischen Hydrierung in der PlüssigphaseCatalan hydrogenation in the liquid phase
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung von katalytischen Hydrierungen in der Flüssigphase mit gasförmigem Wasserstoff an suspendierten Katalysatoren·The invention relates to a process for carrying out catalytic hydrogenations in the liquid phase with gaseous hydrogen on suspended catalysts.
Pur die Plüssigphasenhydrierung mit gasförmigem Wasserstoff in Gegenwart suspendierter Katalysatoren gibt es eine Reihe technisch eingeführter Verfahren.Pure hydrogen peroxide hydrogenation with gaseous hydrogen in the presence of suspended catalysts, there are a number of technically introduced process.
λ -i ; ·:. Π Ί ί Χ /λ -i; · :. Π Ί ί Χ /
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Die Mehrzahl läuft in Autoklaven ab, die mit wirkungsvollen Mischaggregaten, z. B. mit schnellaufenden Rührern und Stromstörern sowie mit Heiz- bzw· Kühlmöglichkeiten in form von z. B. Kuhl-/Heizmantel, Innenschlange, Einrichtung zur Verdampfungskühlung ausgestattet sind. Pur eine kontinuierliche Prozeßführung können mehrere Autoklaven zu einer Reaktorkaskade zusammengefaßt oder der Reaktor kaskadenartig in mehrere Stufen untergliedert sein. (Chem. Eng. J_£, Hov. 6, (1967) S. 251; Chem. Eng. 2£>. 0^· 9» (1967) S. 249) Auch für den*kontinuierlichen Betrieb wurde beschrieben, Autoklaven mit einem speziellen Absitzbehälter für den Katalysator zu kombinieren und die Reaktionslösung mit Hilfe des Rührwerks oder durch Mammutpumpenwirkung nach · dem Prinzip des Schlaufenreaktors umzuwälzen. (DE-AS 1 542 544; DE-AS 1 947 851; DD-PS 126 891) Die wichtigste Bedingung, die bei der Hydrierung mit suspendiertem Katalysator erfüllt sein muß, ist eine intensive Durchmischung der drei Phasen T/asserstoffgas, flüssiges Substrat und fester, feinteiliger Katalysator. Der rasche Transport der Reaktionspartner zu und von den aktiven Zentren des Katalysators muß gewährleistet sein. (Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie 4 Aufl. Bd. 7, S. 400, Weinheim/Bergstraße fi9747) Hur so ist die Hydrierreaktion in der Wähe des kinetischen Bereiches durchführbarThe majority runs in autoclaves, with effective mixing equipment, eg. B. with high-speed stirrers and baffles and with heating or · cooling options in the form of z. B. Kuhl- / Heizmantel, inner coil, device for evaporative cooling are equipped. Pur continuous process control, several autoclaves can be combined to form a reactor cascade or the reactor cascaded into several stages. (Chem Eng J_ £ Hov 6, (1967) p 251;..... Chem. Eng 2 £> 0 ^ x 9 "(1967) p 249) Also for the continuous operation * was described autoclave To combine a special Absichtsbehälter for the catalyst and to circulate the reaction solution by means of the agitator or by Mammutpumpenwirkung according to the principle of the loop reactor. (DE-AS 1 542 544, DE-AS 1 947 851, DD-PS 126 891) The most important condition which must be fulfilled in the hydrogenation with suspended catalyst, is an intensive mixing of the three phases T / hydrogen gas, liquid substrate and solid, finely divided catalyst. The rapid transport of the reactants to and from the active sites of the catalyst must be ensured. (Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry Vol 4 ed. 7, pp. 400, Weinheim / Bergstrasse fi 9747) Hur so the hydrogenation reaction in the kinetic region of the tart is feasible
Als Mischorgane haben sich z. B· Turbinenrührer, Scheibenrührer und Paddelrührer bewährt, weniger dagegen Propeilerrührer. Aber auch Kombinationen von selbstansaugenden Rührern mit Turbinen und von Rohr- und Propellerrührern sind bekannt geworden. (Ulimann 4· Aufl., Bd, 3 (1973) S. 506 ff) As mixing organs z. B · Turbine stirrer, disc stirrer and paddle stirrer proven, but less a Propeiler stirrer. But also combinations of self-priming stirrers with turbines and of tubular and propeller stirrers have become known. (Ulimann 4 · Aufl., Bd, 3 (1973) p. 506 ff)
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Dabei ist in der Regel eine hohe Umdrehungszahl des Rührers erforderlich, was Probleme der Wellenabdichtung mit sich bringt. Daher werden im Labor und in Kleinanlagen vielfach zur Umgehung von Wellenabdichtungen Rotations- oder Hubmischer mit magnetischer Kraftübertragung angewendet, wie sie in den DE-OS 2 217 229, DE-OS 2 753 153 und DE-OS 2 919 943 beschrieben sind. Den beschriebenen Vorrichtungen haftet jedoch der Mangel an, daß die darin ablaufenden Hydrierprozesse durch Stoff Übergangshemmungen begrenzt werden, so daß sie meist weit vom kinetischen Bereich entfernt liegen.In this case, a high number of revolutions of the stirrer is usually required, which brings problems of shaft seal with it. Therefore, rotary or reciprocating mixers with magnetic force transmission are often used in the laboratory and in small plants for bypassing shaft seals, as described in DE-OS 2 217 229, DE-OS 2 753 153 and DE-OS 2 919 943. The devices described, however, is liable to the defect that the hydrogenation processes occurring therein are limited by substance transition inhibitions, so that they are usually far away from the kinetic range.
Vielfach befriedigt auch die mögliche Wärmeabführung nicht, so daß sie bei stark exothermen Reaktionen durchsatzbegrenzend wirken kann. Im Falle der Ver- . Wendung von Innehschlangeh und beim Einsatz von Hubrührern macht sich zudem störend bemerkbar, daß sich der Katalysator beim Entleeren des Reaktors auf den horizontalen Flächen absetzt, was speziell beim Einsatz pyrophorer Metallkatalysatören KömplikatiÖrieh nach sich ziehen kann.In many cases, the possible dissipation of heat does not satisfy, so that it can act throughput-limiting in the case of strongly exothermic reactions. In the case of Ver. Turning of Innehschlangeh and the use of Hubrührern also makes annoying noticeable that the catalyst settles on emptying the reactor on the horizontal surfaces, which in particular when using pyrophoric Metallkatalysatören KömplikatiÖrieh can cause.
Für viele Reaktionen, speziell solche mit starker Wärmetönung, sind Schleifenreaktoren mit extern angeordnetem Wärmetauscher bekannt (DE-OS 2 339 242). Sie werden vorzugsweise mit Strahldüsen zur Stoffvereinigung ausgerüstet, die den Wasserstoff mit dem Flüssigkeitstreibstrahl ansaugen (Fette,. Seifen, Anstrichmittel 6, (1969),, 441; Chem. Ing. Techn. &2 (1970), 474 u. ££ (1972), 367 u. 899; Chem. Eng* Progr. (1980), Juni, 53; DE-PS 1 109 818; DE-AS 1 793 452). Diese Verfahren vermeiden zwar die Nachteile der klassischen Autoklavenchemie, besitzen aber in ihren beiden wesentlichen Ausrüstungen Umlaufpumpe und Strahlerdüsen - Teile, die durch Erosion durch die mitgeführten Feststoffpartikel starkem Verschleiß unterliegen.For many reactions, especially those with strong heat of reaction, loop reactors with an externally arranged heat exchanger are known (DE-OS 2 339 242). They are preferably equipped with jet nozzles for the material union, which suck the hydrogen with the liquid driving jet (fats ,. soaps, paints 6, (1969) ,, 441; Chem Ing Tech & 2 (1970), 474 u ££ (1972.... ), 367 and 899. Chem. Eng * Progr. (1980), June, 53; DE-PS 1 109 818; DE-AS 1 793 452). Although these methods avoid the drawbacks of classical autoclave chemistry, they have, in their two essential equipments, circulation pumps and jet nozzles - parts which are subject to heavy wear due to erosion by the entrained solid particles.
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Ebenfalls zum Reaktionstyp mit suspendiertem Katalysator zählen die sogenannten Fließbettreaktionen· Eine mögliche Ausführungsform für einen Fließbettreaktor wurde in DS-OS 2 551 641 beschrieben; Danach werden in einem Rohrreaktor die zu hydrierenden Kohlepartikel und der Katalysator, suspendiert in einem Öl, durch Pulsation in Schwebe gehalten. Sine Weiterentwicklung dieses Prinzips sieht vor, daß eine "quasi-kompakte Schüttung von die Reaktion begünstigenden stückigen Teilchen" von den Reaktionspartnern durchströmt wird, wobei die fluide Phase in Pulsation versetzt wird (DS-OS 2 555 938), Wesentliches Merkmal dieser Verfahren ist es, daß der Feststoff durch geeignete Mittel, z. B. durch begrenzende Siebboden, im Reaktor eingeschlossen wird und daher nur eine Relativbewegung ausführen kann. Br unterliegt dabei einem starken Abrieb. Dadurch sind Hydrierverfahren im Fließbett in ihrer Anwendbarkeit eng begrenzt. Sie sind allgemein technisch nur schwer beherrschbar und haben sich nur in Spezialfällen, beim sogenannten Η-Coal- und H-Oil-Verfahren durchsetzen können (Dllmann Bd. 10 (1975), 697, u. Bd. 13 (1977), 543)The so-called fluidized bed reactions also include the type of catalyst with suspended catalyst. One possible embodiment for a fluidized bed reactor has been described in DS-OS 2 551 641; Thereafter, in a tubular reactor, the coal particles to be hydrogenated and the catalyst, suspended in an oil, are held in suspension by pulsation. Further development of this principle provides that a "quasi-compact bed of reaction-promoting lumpy particles" is flowed through by the reactants, wherein the fluid phase is pulsed (DS-OS 2 555 938), an essential feature of these methods is in that the solid is removed by suitable means, e.g. B. by limiting sieve bottom, is enclosed in the reactor and therefore can only perform a relative movement. Br is subject to a strong abrasion. As a result, hydrogenation processes in the fluidized bed are limited in their applicability. They are generally technically difficult to control and have become established only in special cases, in the so-called Η-Coal and H-Oil process (Dllmann Bd. 10 (1975), 697, and Vol. 13 (1977), 543).
ZJeIZJeI 11 der Erfindungthe invention
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Durchführung katalytischer Hydrierungen mit Wasserstoff in fluider Phase unter Verwendung suspendierter Katalysatoren einschließlich stark exothermer Hydrierungen, z. B. derjenigen von nitroverbindungen, zu entwickeln, das die Hachteile der bekannten technischen Lösungen überwindet, technisch mit einfachen Mitteln realisierbar ist und durch intensive Durchmischung aller Reaktionspartner so günstige Stoffübergänge bewirkt, daß unter quasi-kinetischen Bedingungen gearbeitet werden kann.The aim of the invention is a process for carrying out catalytic hydrogenation with hydrogen in fluid phase using suspended catalysts including highly exothermic hydrogenations, eg. As that of nitro compounds to develop, which overcomes the Hachteile the known technical solutions, technically feasible with simple means and so thorough cross-mixing of all reactants mass transfers causes can be worked under quasi-kinetic conditions.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Flüssigphasenhydrierungen mit gasförmigen 7/asserstoff in Gegenwart von suspendierten Katalysatoren durchzuführen, bei denen das Reaktionsvolumen bei gleicher Durchsatzleistung verringert und durch eine größere Wärmeaustauschflache pro Volumeneinheit sicherer gemacht werden. Erfindungsgemäß wird das Verfahren zur Durchführung katalytischer Hydrierungen mit Wasserstoffgas in fluider Phase unter Verwendung von im Fluid suspendiertem feinteiligem Katalysator in einer bevorzugt nach dem Schlaufenprinzip arbeitenden Vorrichtung gemäß Fig. 1 durchgeführt, deren wesentlicher Teil ein unter eiüem beliebigen ITeigungswinlcel, vorzugsweise senkrecht stehendes Reaktionsrohr 1 ist, das mit dem Sluid und dem Wasserstoffgas beaufschlagt wird. Dieses Reaktionsrohrist mit einem ggf. in mehrere voneinander unabhängige Heiz- bzw. Kühlzonen unterteilten Mantelraum 2 zum Wärmeaustausch versehen. Es wurde gefunden, daß die Hydrierreaktion im quasi-kinetisehen Bereich abläuft, wenn man im Reaktionsrohr Einbauelemente 3 anordnet, die als Statikmischer wirksam sind und zugleich den Reaktorinhalt über einen Pulsationserzeuger 6 in Schwingungen versetzt. Der Hydrierprozeß kann in dieser Vorrichtung auch kontinuierlich und je nach den erforderlichen Reaktionsbedingungen drucklos oder unter Druck und/oder bei erhöhten Temperaturen durchgeführt werden.The object of the invention is to carry out liquid-phase hydrogenations with gaseous hydrogen peroxide in the presence of suspended catalysts, in which the reaction volume is reduced at the same throughput rate and made safer by a larger heat exchange surface per unit volume. According to the invention, the process for carrying out catalytic hydrogenations with hydrogen gas in a fluid phase using finely divided catalyst suspended in the fluid is carried out in a preferably loop-type device according to FIG. 1, the essential part of which is any ITEigungswinlcel, preferably vertical reaction tube 1 under eiüem which is supplied with the sluid and the hydrogen gas. This reaction tube is provided with an optionally in several independent heating or cooling zones divided jacket space 2 for heat exchange. It has been found that the hydrogenation reaction proceeds in the quasi-kinetisehen area, if one arranges in the reaction tube mounting elements 3, which are effective as a static mixer and at the same time the reactor contents via a pulsation generator 6 vibrated. The hydrogenation process can also be carried out continuously in this apparatus and, depending on the required reaction conditions, under pressure or under pressure and / or at elevated temperatures.
Die Statikmischer-Elemente 3 können je nach Zweckmäßigkeit wahlweise gleichen oder unterschiedlichen Bautyps sein und die Länge des Reaktionsrohres vollständig oder nur teilweise füllen, wesentlich ist nur ihre Wirksamkeit bei möglichst geringem Strömungswiderstand.Depending on their suitability, the static mixer elements 3 can optionally be the same or different type of construction and completely or only partially fill the length of the reaction tube; only their effectiveness with the lowest possible flow resistance is essential.
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Das Reaktionsrohr 1 wird mittels einer Dosiereinrichtung über eine Zuleitung 4 mit der zu hydrierenden flüssigen oder in einer geeigneten Flüssigkeit gelösten oder fein verteilten Verbindung, über Leitung 5 mit Wasserstoffgas und über die Zuleitung 11 mit Frischkatalysator beaufschlagt, der als Suspension mit Reaktionsprodukt oder/und einem geeigneten Lösungsmittel vorliegt·The reaction tube 1 is acted upon by means of a metering device via a feed line 4 with the liquid to be hydrogenated or dissolved in a suitable liquid or finely divided compound, via line 5 with hydrogen gas and via the feed line 11 with fresh catalyst, which is in suspension with reaction product and / or a suitable solvent is present ·
Hach erfolgter Hydrierung wird das Reaktionsprodukt bei 9 ggf. entspannt, aus dem Reaktor entnommen und der Aufarbeitung zugeführt. Der Katalysator wird vorzugsweise vor der Entspannung bei 7 von der Hauptmenge des Reaktionsproduktes abgetrennt und mit einem Teil des Reaktionsproduktes zum größten Teil wieder in das Reaktionsrohr zurückgeführt· Er kann teilweise oder auch gänzlich ausgekreist und durch Frischkatalysator ergänzt bzw. ersetzt werden.After hydrogenation, the reaction product is optionally at 9 relaxed, removed from the reactor and fed to the workup. The catalyst is preferably separated before the expansion at 7 of the main amount of the reaction product and recycled with a portion of the reaction product for the most part back into the reaction tube · It can be partially or completely removed and replaced by fresh catalyst or replaced.
Das im Reaktionsrohr 1 befindliche 3-Phasengend.sch aus Feststoff, Flüssigkeit und Gas wird mittels eines Pulsators β in Schwingungen mit variierbarer Amplitude und variierbarer Frequenz von 30 000 min" , besonders von 30-3 000 min~ ,versetzt. Örtlich wird dadurch dem 3-Ehs-sengemisch an den Kanten der Statikmischerelemente eine je nach Frequenz und Amplitude der Pulsation hohe bis sehr hohe Relativgeschwindigkeit erteilt, die der Strömungsgeschwindigkeit überlagert ist, voraus sehr große Scherkräfte resultieren. Die Möglichkeit zur Veränderung der Amplitude und/oder der Frequenz der Pulsation sowie zusätzlich der Art und Länge der Statikmischer im Reaktionsrohr erlaubt eine optimale Anpassung der Reaktionsbedingungen an jede beliebige Hydrieraufgabe und gewährleistet intensive Durchmischung unabhängig von Mengenverhältnissen und Viskositäten der Einsatz- und Endprodukte«The 3-phase gas of solid, liquid and gas present in the reaction tube 1 is oscillated by means of a pulsator β with oscillations of variable amplitude and variable frequency of 30,000 min.sup.-3, particularly of 30-3,000 min.sup.-1 Depending on the frequency and amplitude of the pulsation, a high-to-very high relative speed, which is superimposed on the flow velocity, is preceded by very large shearing forces, the possibility of changing the amplitude and / or the frequency of the pulsation as well as the type and length of the static mixers in the reaction tube allow an optimal adaptation of the reaction conditions to any hydrogenation task and ensures intensive mixing regardless of the proportions and viscosities of the feedstock and end products. «
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Ss erfolgt eine so intensive Kontaktierung aller Phasen, daß die Reaktion im quasi-kinetischen Bereich abläuft. Zudem wird infolge der intensiven Durchmischung der Wasserstoff optimal für die Hydrierung verbraucht. Man benötigt nur einen außerordentlich geringfügigen Gasüberschuß und kann mit sehr niedrigen WasserstoffStrömungsgeschwindigkeiten arbeiten. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, Wasserstoff im Kreis zu fahren. Bei der technischen Anwendung können dann die entsprechenden Vorrichtungen, speziell die Kompressionseinrichtung, wegfallen. Bei der kontinuierlichen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelangt der P^oduktstrom nach Durchgang durch das Reaktionsrohr 1 in eine Trennvorrichtung 7, aus der das Restgas bei 'e'nifspann't "wird, das Reaktionsprodukt bei 9 über ein Entspannungsorgan in einer solchen,,Menge zur .Aufarbeitung geleitet wird, wie Substrat bei 4 zudosiert wird, und der sedimentierte Katalysator mit einem Teil des Reaktionsproduktes über die Leitungen 8 und 4 zum Reaktionsrohr zurückgeführt wird. Im .Bedarfsfall kann verbrauchter Katalysator bei 12 ausgetragen und frischer Katalysator bei 11 als Suspension in das System eingeführt werden. Mit Hilfe der bei 4 eindosier-.ten Substratmenge läßt sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren praktisch jede beliebige mittlere Verweilzeit im Hydrierreaktor realisieren. Dabei ergibt sich in allen Fällen ein sehr enges VerweilzeitSpektrum, da die Grundströmung trotz der. hohen örtlichen Geschwindigkeiten infolge sehr geringer Rückvermischung, insgesamt den Charakter einer Pfropfenströmung aufweist. Die Wärmezu- bzw. -abführung erfolgt über Heiz-/Kühlmantel 2, der in mehrere, ggf. unabhängig voneinander beaufschlagbare Zonen unterteilt sein kann. Dabei ist je nach der geometrischen Form des Reaktionsrohres die wirksame Austauschfläche variabel. Um auch bei großem Reaktorvolumen eine möglichst große Austausch-In this case, all phases are contacted so intensively that the reaction proceeds in the quasi-kinetic range. In addition, due to the intensive mixing, the hydrogen is optimally consumed for the hydrogenation. It requires only a very small excess of gas and can work with very low hydrogen flow rates. This eliminates the need to circulate hydrogen. In the technical application then the corresponding devices, especially the compression device, can be omitted. In the continuous implementation of the process according to the invention, the product flow passes, after passing through the reaction tube 1, into a separation device 7, from which the residual gas is at equilibrium, the reaction product at 9 via an expansion element in such an amount for processing is passed, as substrate is metered in 4, and the sedimented catalyst is recycled to the reaction tube with a portion of the reaction product via lines 8 and 4. When needed, spent catalyst at 12 discharged and fresh catalyst at 11 as a suspension in With the aid of the amount of substrate metered in at 4, virtually any desired mean residence time in the hydrogenation reactor can be achieved by the process according to the invention due to very low backmixing , overall has the character of a plug flow. The heat supply and removal takes place via heating / cooling jacket 2, which can be divided into several, possibly independently acted upon zones. Depending on the geometric shape of the reaction tube, the effective exchange surface is variable. In order to maximize the exchange
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fläche zu erzielen, lassen sich beliebig viele einzelne Reaktionsrohre parallel oder/und hintereinandergeschaltet zu einer Reaktoreinheit zusammenfassen, wobei sie einen gemeinsamen Mantel zum Wärmeaustausch besitzen können, oder einzeln ummantelt sind. Sie sind wahlweise mit einer gemeinsamen oder mit mehreren unabhängig voneinander arbeitenden Pulsationseinrichtungen ausgerüstet. Außer den genannten Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens sei noch auf den sicherheitstechnischen Aspekt verwiesen. Durch die Verringerung des Reaktionsvolumens bei gleicher Durchsatzleistung und zugleich wesentlich größerer Wärmetauschfläche pro Volumeneinheit wird die Gefahr eines Durchgehens der Reaktion praktisch ausgeschlossen.can achieve an arbitrary number of individual reaction tubes parallel and / or connected in series to form a reactor unit, where they can have a common jacket for heat exchange, or are individually sheathed. They are optionally equipped with a common or with several independently operating pulsation devices. In addition to the advantages of the method according to the invention, reference should also be made to the safety aspect. By reducing the reaction volume at the same throughput and at the same time much larger heat exchange surface per unit volume of the risk of a runaway reaction is virtually eliminated.
Die folgenden Beispiele sollen das Wesen der Erfindung näher erläutern, ohne jedoch ihre Anwendungsbreite einzuschränken.The following examples are intended to illustrate the essence of the invention, but without limiting its scope.
Beispiel 1 (kontinuierliche Pahrweise)Example 1 (continuous mode)
In einem 1 000 ml Reaktionsrohr nach Figur 1 (d s 4,cm, 1 s 80 cm) wird das in dem Lösungsmittel gelöste oder suspendierte Substrat und der in dem Lösungsmittel suspendierte Kontakt eingespeist und nach Killung zuerst mit Hg und danach mit H2 gespült.. Der Hg-Strom wird so eingestellt, daß nach Beginn der Hydrierung über das Ventil 10 nur etwa 10 % des zugeführten Wasserstoffs entweichen. Der H2-Druck beträgt bei Einsatz von Edelmetallkatalysatoren 0,1 bis 2,5 MPa, bei Verwendung von Hickelkatalysatoren 1,5 bis 5»0 MPa, bevorzugt 2,0 bis 3,0 MPa.In a 1 000 ml reaction tube according to Figure 1 (ds 4, cm, 1 s 80 cm), the dissolved or suspended in the solvent substrate and the contact suspended in the solvent is fed and rinsed after cooling first with Hg and then with H 2 . The Hg flow is adjusted so that after the start of the hydrogenation via the valve 10 only about 10 % of the supplied hydrogen escape. When using noble metal catalysts, the H 2 pressure is 0.1 to 2.5 MPa, when using nickel catalysts 1.5 to 5 »MPa, preferably 2.0 to 3.0 MPa.
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Die Hydrierung wird durch Anstellen des Pulsators β und Erwärmen der Reaktionsmischung auf die Hydriertemperatur gestartet. Die Hydrierung setzt sofort ein. Über die Substratleitung 4 wird nun dem Reaktor soviel Substratlösung zugeführt, wie über die Produktleitung entnommen wird. Der Katalysator sedimentiert weitgehend in dem Dekanter 10 und fließt mit einem Teil der Hydrierlösung über 8 in den Reaktor zurück. In den folgenden Versuchsbeispielen wird mit dem zu Versuchsbeginn eingesetzten Kontakt bis zum merklichen nachlassen seiner Aktivitäten gearbeitet und kein IFrischkontakt über 11 zugesetzt. Bei einem Dauerbetrieb ist kontinuierlich oder in bestimmten Abständen ein Teil des Kontaktes über Ventil 12 auszuschleusen und durch eine äquivalente Menge Frischkontakt zu ersetzen. Die über 4 zugeführte Substrat- bzw. über 9 entnommene Produktmenge wird durch die bis zur vollständigen Hydrierung notwendige Verweilzeit bestimmt. Die bei 9 entnommene Hydrierlösung wird nach Abtrennung von nicht sedimentierten Kontaktspuren in bekannter Weise kontinuierlich oder diskontinuierlich aufgearbeitet·The hydrogenation is started by setting the pulsator β and heating the reaction mixture to the hydrogenation temperature. The hydrogenation starts immediately. Via the substrate line 4, as much substrate solution is now fed to the reactor as is removed via the product line. The catalyst largely sediments in the decanter 10 and flows with a portion of the hydrogenation solution over 8 in the reactor. In the following experimental examples, the contact used at the beginning of the experiment is worked until its activities noticeably subsided and no IFrisch contact above 11 is added. In a continuous operation, a part of the contact via valve 12 is continuously or at certain intervals auszuschleusen and replaced by an equivalent amount of fresh contact. The amount of product fed in via 4 and / or 9 removed is determined by the residence time required until complete hydrogenation. After removal of non-sedimented contact traces, the hydrogenation solution removed at 9 is worked up in a known manner continuously or batchwise.
1. Hydrierung von 4-Iiitrotoluen zu 4-Toluidin1. Hydrogenation of 4-iiitrotoluene to 4-toluidine
Es werden innerhalb von 5 Stunden 10 1 einer methanolischen Lösung, die je Liter 453 g 4 Hitrotoluen enthält, in Gegenwart von 10 g Kt 6500 (handelsüblicher Uickelträger-Katalysator des VSB Leunawerke) bei TOO 0C und einem Druck von 3,0 MPa bei einer Pulsationsfrequenz von 300 min und einer Amplitude von 5 mm mit Wasserstoff hydriert. ITach der Aufarbeitung in üblicher Weise erhält man 3397 g 4-Toluidin mit einem Gehalt von 99,6 %, in dem dünnschichtchromatοgraphisch kein 4-^itrotoluen mehr nachweisbar ist. Das entspricht einer Ausbeute von 96 % der Theorie.There are within 5 hours 10 1 of a methanolic solution containing 453 g 4 Hitrotoluen per liter, in the presence of 10 g of Kt 6500 (commercial Uickelträger catalyst of VSB Leuna works) at TOO 0 C and a pressure of 3.0 MPa at a pulsation frequency of 300 min and an amplitude of 5 mm hydrogenated with hydrogen. After work-up in the usual manner, 3397 g of 4-toluidine are obtained with a content of 99.6 %, in which thin-layer chromatography is no longer detectable. This corresponds to a yield of 96 % of theory.
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2. Hydrierung von 1,2-Phenylendiamin aus 2-lfitroanilin2. Hydrogenation of 1,2-phenylenediamine from 2-lfitroaniline
Es werden in 6 Stunden 10 1 eines Reaktionsgemisches hydriert, das je 1345 g 2-lIitroanilin in Methanol enthält. Die angewandte Katalysatormenge beträgt 5 g Kt 6500, Reaktionstemperatur 90 0C, Druck 2,7 MPa, Pulsationsfrequenz 500 min" , Amplitude 3 mm. lach Destillation liegt das 1,2-Phenylendiamin als hellgelbliches Kristallisat mit Pp 102 bis 103 0C und einem Gehalt von 99 % vor. Ausbeute 90 % der Theorie.There are hydrogenated in 6 hours 10 1 of a reaction mixture, each containing 1345 g of 2-lIitroanilin in methanol. The amount of catalyst used is 5 g of Kt 6500, reaction temperature 90 ° C., pressure 2.7 MPa, pulsation frequency 500 minutes, amplitude 3 mm, after distillation the 1,2-phenylenediamine is as a pale yellowish crystals with Pp 102 to 103 0 C and a Content of 99 % , yield 90 % of theory.
3. Hydrierung von 4-Hitrophenol-Ua zu 4-Aminophenol3. Hydrogenation of 4-Hitrophenol-Ua to 4-Aminophenol
10 1 einer wäßrigen Auflösung von 2000 g 4-H"itrophenol-la werden in Gegenwart von 4 g Kt 6500 mit einer Dosiergeschwindigkeit von 1 l/h bei 90 0C, 3 MPa Druck, einer Pulsationsfrequenz von 100 min" und einer Amplitude von 25 mm hydriert. Es werden 4-Aminophenol mit 38 bis 99 %iger Reinheit in 92 % Ausbeute erhalten, in dem kein Uitrophenol mehr nachweisbar ist.10 1 of an aqueous solution of 2000 g of 4-H "itrophenol-la are in the presence of 4 g Kt 6500 at a metering rate of 1 l / h at 90 0 C, 3 MPa pressure, a pulsation frequency of 100 min" and an amplitude of 25 mm hydrogenated. There are obtained 4-aminophenol with 38 to 99% purity in 92 % yield in which no more Uitrophenol is detectable.
Beispiel 2 (diskontinuierliche Fahrweise)Example 2 (discontinuous driving style)
Bei diskontinuierlicher Fahrweise wird in einem liegenden Reaktor gearbeitet, der im übrigen dem in Beispiel 1 verwendeten gleich ist. Der Wasserstoff wird entweder bei geschlossenem "Ventil' 10 im Maße seines Verbrauches periodisch aufgedrückt bis kein Druckabfall mit der Zeit mehr erfolgt oder bei konstantem Druck zugeführt, wobei die zugeführte Menge H« gemessen wird. Nach beendeter Hydrierung wird entspannt und über die Dekantierungsvorrichtung 1J In the case of batchwise operation, work is carried out in a horizontal reactor which, moreover, is the same as that used in Example 1. The hydrogen is periodically pressurized either when the valve 10 is closed in proportion to its consumption until there is no more pressure drop over time or at constant pressure, whereby the supplied quantity H is measured After the hydrogenation has ended, the mixture is decompressed and 1 J by means of the decanter
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der Katalysator abgetrennt und die Reaktionslösung entleert. Die Aufarbeitung erfolgt in bekannter Weise in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Reaktionsmischungen.the catalyst is separated off and the reaction solution is emptied. The workup is carried out in a known manner depending on the properties of the reaction mixtures.
1. Hydrierung von 2-ITitrotoluen1. Hydrogenation of 2-ITitrotoluenes
Bs werden 800 ml einer Lösung hydriert, die 425 g 2-Nitrotoluen enthält und in der β g Kt 6500 suspendiert sind, Reaktionstemperatur 100 0C, Druck 3,0 MPa, Pulsationsfrequenz 40 min"" , Amplitude 30 mm. Nach 25 min nimmt die Lösung keinen Wasserstoff mehr auf. Durch destillative Aufarbeitung wird 2-Toluidin mit einem Gehalt von 99,8 % erhalten, in dem dünnschicht chrömatögräphisch "kein Ausgäügsprodukt mehr nachweisbar ist. Ausbeute 98 # der Theorie.Bs are hydrogenated 800 ml of a solution containing 425 g of 2-Nitrotoluen and are suspended in the β g Kt 6500, reaction temperature 100 0 C, pressure 3.0 MPa, pulsation frequency 40 min "", amplitude 30 mm. After 25 minutes, the solution no longer absorbs hydrogen. By distillation, 2-toluidine is obtained with a content of 99.8 % , in the thin layer chrömatögräphisch "no Ausgerügsprodukt is detectable yield 98 # of theory.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD26572084A DD226872A1 (en) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | METHOD FOR CATALYTIC HYDROGENATION IN THE LIQUID PHASE |
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|---|---|---|---|
| DD26572084A DD226872A1 (en) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | METHOD FOR CATALYTIC HYDROGENATION IN THE LIQUID PHASE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD226872A1 true DD226872A1 (en) | 1985-09-04 |
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ID=5559185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD26572084A DD226872A1 (en) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | METHOD FOR CATALYTIC HYDROGENATION IN THE LIQUID PHASE |
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| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD226872A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0947493A1 (en) * | 1998-04-02 | 1999-10-06 | Basf Aktiengesellschaft | Process for the selective liquid phase hydrogenation of alpha,beta-unsaturated carbonyl compounds |
| EP1074294A3 (en) * | 1999-08-02 | 2001-04-11 | Basf Aktiengesellschaft | Device and method for isothermally carrying out heterogeneously catalysed three-phase reactions |
| WO2004007413A1 (en) * | 2002-07-15 | 2004-01-22 | Basf Aktiengesellschaft | Method for the production of tetrahydrogeranylacetone |
| CN101607917B (en) * | 2009-06-23 | 2012-07-04 | 泰兴市扬子医药化工有限公司 | Production method of high-quality p-aminophenol |
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1984
- 1984-07-27 DD DD26572084A patent/DD226872A1/en unknown
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