DE1057084B - Process for the production of styrene oxide by oxidation in the presence of silver catalysts - Google Patents
Process for the production of styrene oxide by oxidation in the presence of silver catalystsInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von Styroloxyd durch Oxydation in Gegenwart von Silberkatalysatoren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur katalytischen Oxydation von Styrol mit einem sauerstoffhaltigen Gas zwecks Bildung des entsprechenden Oxyds unter Verwendung eines Silberkatalysators.Process for the production of styrene oxide by oxidation in the presence of silver catalysts The invention relates to a method for catalytic oxidation of styrene with an oxygen-containing gas to form the corresponding oxide using a silver catalyst.
Bekannt ist, daß Äthylen mit Silberkatalysatoren direkt zu Äthylenoxyd oxydiert werden kann und die Verwendung von Inhibitoren zur Herabminderung der vollständigen Verbrennung auf ein Mindestmaß. Versuche zur Herstellung höherer Epoxyde nach diesem Verfahren sind ergebnislos verlaufen. Bisher mißlangen alle Versuche, einen Katalysator aufzufinden, der wie der Silberkatalysator beim Äthylen die direkte Oxydation höherer Olefine zu Epoxyd in der gleichen Weise. gestattete.It is known that ethylene converts directly into ethylene oxide with silver catalysts can be oxidized and the use of inhibitors to reduce the total Combustion to a minimum. Attempts to make higher epoxies according to this Proceedings have been unsuccessful. So far all attempts to find a catalyst have failed to find out which, like the silver catalyst in ethylene, is the direct oxidation of higher Olefins to epoxy in the same way. allowed.
Es war deshalb außerordentlich überraschend, als gefunden wurde, daß eine besondere Art von Träger-Silberkatalysatoren zur direkten Oxydation von Styrol mit einem sauerstoffhaltigen Gas zu Styroloxyd benutzt werden kann.It was therefore extraordinarily surprising when it was found that a special type of supported silver catalyst for the direct oxidation of styrene can be used with an oxygen-containing gas to styrene oxide.
Die gemäß der Erfindung zu verwendenden Träger-Silberkatalysatoren werden nach einem Reduktionsverfahren hergestellt, bei dem ein mehrwertiger Alkohol einerseits als Reduktionsmittel und andererseits dazu dient, die Haftung zwischen dem molekularen Silber und dem Träger, auf dem das Silber niedergeschlagen ist, zu fördern. Nach diesem Verfahren wird bei erhöhter Temperatur mindestens eine reduzierbare Silberverbindung, und zwar Silberoxyd, Silbercarbonat oder Silberoxalat, in Gegenwart eines üblichen feinteiligen Trägers durch einen mehrwertigen Alkohol reduziert. Unter einem »mehrwertigen Alkohol« ist hier mindestens eine der folgenden Verbindungen zu verstehen: flüssige Glykole, wie Äthylen-, Propylen- oder Butylenglykol; Glycerin; wäßrige Zuckerlösungen; wäßrige Polyvinylalkohollösungen; Polyglykole, wie Polyäthylen- und Polypropylenglykole, einschließlich wäßriger Lösungen von festen Polyglykolen; wasserlösliche Glykolalkyläther; wasserlösliche Polyglykolalkyläther u. dgl. Die Silberverbindung wird durch den mehrwertigen Alkohol reduziert; daraufhin werden die flüchtigen Reaktionsprodukte durch Erhitzen auf 110 bis 200°C verdampft. Dieses Erhitzen wird vorteilhaft in mehreren Stufen ausgeführt: z. B. auf 100 bis 140°C, um die Silberverbindung zu reduzieren, und dann auf 140 bis 200'C, um die flüchtigen Reaktionsprodukte zu verdampfen. Anschließend kann der fertige Katalysator gegebenenfalls wärmebehandelt werden, um ihn in bekannter Weise bis zu einer bestimmten Aktivität zu bringen, am besten durch Erhitzen auf etwa 400°C. Aktivität bzw. Selektivität derartiger Träger-Silberkatalysatoren kann man auch in der Weise regeln, daß man ihnen einen oder mehrere Promotoren, z. B. Natriumoxyd, Bariumoxyd, Goldchlorid, Stannooxyd usw., einverleibt. Als Katalysatorträger bevorzugt man wie üblich geschmolzene Tonerde, Zirkonerde, Korundum, Mullit u. dgl. ; am geeignetsten ist Tonerde.The supported silver catalysts to be used according to the invention are produced by a reduction process in which a polyhydric alcohol serves on the one hand as a reducing agent and on the other hand to promote the adhesion between the molecular silver and the support on which the silver is deposited. According to this process, at least one reducible silver compound, namely silver oxide, silver carbonate or silver oxalate, is reduced by a polyhydric alcohol in the presence of a customary finely divided carrier at an elevated temperature. A “polyhydric alcohol” here is to be understood as meaning at least one of the following compounds: liquid glycols, such as ethylene, propylene or butylene glycol; Glycerin; aqueous sugar solutions; aqueous polyvinyl alcohol solutions; Polyglycols such as polyethylene and polypropylene glycols including aqueous solutions of solid polyglycols; water-soluble glycol alkyl ethers; water-soluble polyglycol alkyl ethers and the like. The silver compound is reduced by the polyhydric alcohol; the volatile reaction products are then evaporated by heating to 110 to 200 ° C. This heating is advantageously carried out in several stages: e.g. B. to 100 to 140 ° C to reduce the silver compound, and then to 140 to 200'C to evaporate the volatile reaction products. The finished catalyst can then, if necessary, be heat-treated in order to bring it to a certain activity in a known manner, ideally by heating to about 400.degree. The activity or selectivity of such supported silver catalysts can also be regulated in such a way that one or more promoters, eg. B. sodium oxide, barium oxide, gold chloride, stannous oxide, etc., incorporated. The preferred catalyst support is, as usual, fused alumina, zirconia, corundum, mullite and the like; the most suitable is clay.
Der in der Erfindung benutzte Katalysator kann auf verschiedene Weise wie folgt hergestellt werden: Man kann die Silberverbindung und den kleinteiligen Träger trocken miteinander vermischen und so viel flüssigen oder verdampften mehrwertigen Alkohol dazu geben, daß alle Feststoffteilchen während des Vermischens benetzt werden. Oder aber man weicht den zerkleinerten Träger in dem mehrwertigen Alkohol ein, läßt abtropfen und vermischt dann mit der Silberverbindung, bis alle Feststoffteilchen mit dem mehrwertigen Alkohol benetzt sind. Oder man stellt aus der Silberverbindung und dem mehrwertigen Alkohol einen Brei in so ausreichender Menge her, daß man damit den Träger, vorzugsweise einen absorbierenden Träger, durch Vermischen oder Eintauchen benetzen und dann abtropfen lassen kann. In jedem Fall wird das Reaktionsgemisch anschließend in der angegebenen Weise erhitzt, um die Silberverbindung zu reduzieren und die flüchtigen Reaktionsprodukte zu verdampfen. Die Anteile Silberverbindung und Träger- werden so gewählt, daß auf der fertigen Katalysatorbasis 0,5 bis 20 Gewichtsprozent Silber niedergeschlagen sind.The catalyst used in the invention can be used in various ways be made as follows: You can use the silver compound and the small-scale Mix the carrier dry with each other and as much liquid or vaporized polyvalent Add alcohol so that all solid particles are wetted while mixing. Or one soaks the crushed carrier in the polyhydric alcohol, leaves it Drain and then mixed with the silver compound until all solid particles are wetted with the polyhydric alcohol. Or one puts out of the silver compound and the polyhydric alcohol make a porridge in sufficient quantity that you can use it the carrier, preferably an absorbent carrier, by mixing or immersion wet and then drain. In either case, the reaction mixture will then heated in the manner indicated in order to reduce the silver compound and to evaporate the volatile reaction products. The proportions of silver compound and supports are chosen so that on the finished catalyst base 0.5 to 20 Percent by weight of silver are deposited.
Die Reduktion der Silberverbindung kann in verschiedener Weise erfolgen, z. B. durch Erhitzen der mit dem mehrwertigen Alkohol benetzten Masse in einem Ofen oder mit Infrarotlampen- oder in einer offenen Pfanne, und zwar auf Teinperatüren zwischen 110 und 140°C so lange, bis die Reduktion erfolgt ist. ArtschlieBind wird auf 140 bis 200'C erhitzt, um die flüchtigen. Prö&kte zu entfernen;. -das: geschieht vorzugsweise. in einem von Luft durchströmten -Ofen oder-- bei Benützung einer ' offenen Pfanne - -durch Entzünden der flüchtigen Reaktionsprodukte: Der fertige Katalysator kann dann noch einer weiteren Wärmebehandlung-bei 400°C und darüber unterworfen werden, wenn man seine katalytische Aktivität regeln will.The reduction of the silver compound can be carried out in various ways, e.g. B. by heating the wetted with the polyhydric alcohol mass in an oven or with infrared lamps or in an open pan, on Teinperaturen between 110 and 140 ° C until the reduction has taken place. ArtschlieBind is heated to 140 to 200'C to avoid the volatile. Pro & kte to remove; . -that: happens preferably. in an oven with air flowing through it or - when using an 'open pan - by igniting the volatile reaction products: The finished catalyst can then be subjected to a further heat treatment - at 400 ° C and above, if you want to regulate its catalytic activity .
Bei der praktischen Durchführung`" wird Styrol in einem Sauerstoff. und 0;5 bis 15 Gewichtsprozent Styrol enthaltenden Gasstrom durch e_ in Reaktionsg_efäB geleitet, wöbei-die Temperatur auf 200 bis 350°C, vorzugsweise auf 250 bis 300°C gehalten wird. Wenn die Temperatur unter 200°C liegt, tritt - wenn überhaupt -nur eine geringe Reaktion ein, während bei Temperaturen über 350°C der größte Teil des Styrols zu Wasser und Kohlendioxyd oxydiert wird. Die Raumgeschwindigkeiten variieren zwischen 500 -und 700 Volumen (Styrol -und molekularen Sauerstoff enthaltendem) Gas je Volumen Katalysator je Minute: Bei Raumgeschwindigkeiten unter 500 Volumen besteht die Neigung, daß das Styrol weiter als bis zum Oxyd -oxydiert wird, während bei Raumgeschwindigkeiten über 700 Volumen die Umwandlungen praktisch zu niedrig sind. Aus dem abströmenden Gas wird das kondensierbare organische Material abgetrennt und unter vermindertem Druck destilliert, um das Styroloxyd zu gewinnen.In practice, styrene is in an oxygen. and 0; 5 to 15 percent by weight of styrene-containing gas stream through e_ in reaction vessel passed, where-the temperature to 200 to 350.degree. C., preferably 250 to 300.degree is held. If the temperature is below 200 ° C, only occurs - if at all a slight reaction, while at temperatures above 350 ° C most of the Styrene is oxidized to water and carbon dioxide. The space velocities vary between 500 and 700 volumes (containing styrene and molecular oxygen) Gas per volume of catalyst per minute: At space velocities below 500 volumes there is a tendency that the styrene is oxidized further than to the oxide while at space velocities over 700 volumes the conversions are practically too low are. The condensable organic material is separated from the outflowing gas and distilled under reduced pressure to recover the styrene oxide.
Beispiel 1 Es wurde Luft, die mit Hilfe von 20 °/@gem Natriumhydroxyd
und wasserfreiem Calciumsulfat und Kieselsäuregel gereinigt worden war und in wechselnden
Mengen verdampftes handelsübliches Styrol (stabilisiert mit 6 Teilen je Million
tert.-Butylbrenzcatechin) enthielt, über einen erhitzten Katalysator geleitet, der
nach dem obigen Verfahren hergestellt worden war und 6,5 °/o Silber und 0,5 °/o
Zinn enthielt, mit einer kleinen Menge Calciumoxyd als Promotor versehen und auf
eine geschmolzeneTonerde mit einerSchüttdichtevon 1,858g/ccm aufgebracht worden
war. Die Raumgeschwindigkeit des Styrol-Luft-Gemisches über dem Katalysator betrug
575. In Vorlagen, die in festen C02 Schnee und Aceton eingetaucht waren, wurden
die kondensierbaren organischen Produkte des abströmenden Gases aufgefangen. Das
ölige Produkt wurde vom Wasser abgetrennt, gewogen, unter vermindertem Druck destilliert
und die bei 45°C/2 mm Hg übergehende Fraktion aufgefangen. Sie enthielt im Durchschnitt
- wie durch Infrarotanalyse festgestellt wurde - 85,5 °/o Styroloxyd. Dieses wird
durch wiederholte Destillation unter vermindertem Druck gereinigt. Bei einem einzigen
Durchgang wurden folgende Ergebnisse erhalten
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US1057084XA | 1956-11-06 | 1956-11-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1057084B true DE1057084B (en) | 1959-05-14 |
Family
ID=22307360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DED26780A Pending DE1057084B (en) | 1956-11-06 | 1957-11-06 | Process for the production of styrene oxide by oxidation in the presence of silver catalysts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1057084B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1211607B (en) * | 1962-12-06 | 1966-03-03 | Erdoelchemie Gmbh | Process for the production of silver catalysts for the production of ethylene oxide |
-
1957
- 1957-11-06 DE DED26780A patent/DE1057084B/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1211607B (en) * | 1962-12-06 | 1966-03-03 | Erdoelchemie Gmbh | Process for the production of silver catalysts for the production of ethylene oxide |
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