DE1123311B - Device for the production of aldehydes, ketones or acids corresponding to the aldehydes - Google Patents
Device for the production of aldehydes, ketones or acids corresponding to the aldehydesInfo
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Description
Vorrichtung zur Herstellung von Aldehyden, Ketonen oder den Aldehyden entsprechenden Säuren Es ist bekannt, Athylen im katalytischen Verfahren mit silberhaltigen Katalysatoren zu Äthylenoxyd, mit anderen Oxydationskatalysatoren bei höheren Temperaturen zu Gemischen von Formaldehyd, Acetaldehyd, Ameisensäure, Essigsäure und anderen Produkten zu oxydieren. Hierbei ist es nicht gelungen, Acetaldehyd oder Essigsäure in technisch brauchbaren Ausbeuten zu erhalten. Auch an Edelmetallkatalysatoren wurden, wie eigene Versuche ergaben, unter solchen Bedingungen nur geringe Ausbeuten an Acetaldehyd erhalten, und Formaldehyd überwiegt in der Regel mengenmäßig bei weitem.Device for the production of aldehydes, ketones or the aldehydes Corresponding acids It is known to use ethylene in the catalytic process with silver-containing Catalysts to ethylene oxide, with other oxidation catalysts at higher temperatures to mixtures of formaldehyde, acetaldehyde, formic acid, acetic acid and others To oxidize products. Here it failed to use acetaldehyde or acetic acid obtainable in technically useful yields. Also on precious metal catalysts As our own experiments have shown, only low yields were obtained under such conditions obtained in acetaldehyde, and formaldehyde usually predominates in terms of quantity far.
Es ist ferner bekannt, daß Verbindungen des Palladiums, Platins, Silbers oder Kupfers mit Äthylen Komplexe bilden. Bei der Zersetzung des Kalium-Platin-Komplexes wurde die Bildung von Acetaldehyd beobachtet. Andere ungesättigte Verbindungen können auf die Komplexbildung begünstigend wirken. Es handelt sich hierbei aber um stöchiometrische Reaktionen, bei denen das Edelmetall als solches anfällt.It is also known that compounds of palladium, platinum, silver or form copper complexes with ethylene. During the decomposition of the potassium-platinum complex the formation of acetaldehyde was observed. Other unsaturated compounds can have a beneficial effect on complex formation. However, these are stoichiometric Reactions in which the precious metal is obtained as such.
Es ist auch schon beschrieben, Aldehyde aus Olefinen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen herzustellen, indem man die Olefine mit sauerstoffhaltigen Gasen, z. B. Luft, bei hohen Temperaturen, z. B. 480 bis 590' C, unter Zusatz von Stickoxyden in Mengen von 0,1 bis 0,2()/() an erhitzten Körpern vorbeileitet. Beispielsweise werden die Gasgemische durch enge Quarzröhren, über dunkelrot glühende Spiralen aus Chrom-Nickel-Draht oder durch mit Quarzglasscherben oder Kieselsäuregel gefüllte Porzellanrohre geleitet. Bei dieser Reaktion findet stets ein erheblicher Abbau des Olefins zu kurzkettigeren Aldehyden statt. Beispielsweise werden aus Äthylen neben Acetaldehyd große Mengen Formaldehyd und aus Propylen und Butylen überhaupt nur Formaldehyd und Acetaldehyd gebildet.It has also already been described, aldehydes from olefins with 2 to 4 carbon atoms produce by reacting the olefins with oxygen-containing gases, e.g. B. air, at high temperatures, e.g. B. 480 to 590 'C, with the addition of nitrogen oxides in quantities 0.1 to 0.2 () / () bypasses heated bodies. For example, the Gas mixtures through narrow quartz tubes, over glowing dark red spirals made of chrome-nickel wire or through porcelain tubes filled with quartz glass or silica gel. In this reaction there is always a considerable breakdown of the olefin into shorter-chain ones Aldehydes instead. For example, in addition to acetaldehyde, ethylene is converted into large quantities Formaldehyde and from propylene and butylene only formaldehyde and acetaldehyde educated.
Ferner wurde schon beschrieben, in Wasser gelöstes Palladiumchlorid mittels Äthylen zu Palladiummetall zu reduzieren, wobei die Bildung von Acetaldehyd beobachtet wurde. Es wurde weiter schon beschrieben, daß Propylen eine schnelle und vollständige Reduktion von in Wasser gelöstem Palladiumchlorid zu Palladium bewirkt, auch wenn das Propylen mit Stickstoff oder Luft gemischt ist. Auch die unter den gleichen Bedingungen erfolgende Reduktion von Palladiumchlorid durch Isobutylen ist bereits bekannt, wobei - ebenso wie bei der Einwirkung von Äthylen und Propylen - kein Kohlendioxyd entwickelt wurde.Palladium chloride dissolved in water has also already been described to reduce by means of ethylene to palladium metal, with the formation of acetaldehyde was observed. It has also already been described that propylene is fast and complete reduction of palladium chloride dissolved in water to palladium causes even when the propylene is mixed with nitrogen or air. Also the reduction of palladium chloride by isobutylene under the same conditions is already known, where - as well as the action of ethylene and propylene - no carbon dioxide has been developed.
Nach der Patentanmeldung F 23 432 IV b/12 o (deutsche Auslegeschrift 1 118 183) können Aldehyde, Ketone oder den Aldehyden entsprechende Säuren hergestellt werden, indem man Olefine mit Sauerstoff oder elementaren Sauerstoff enthaltenden Gasen in neutralem bis saurem Medium in flüssiger Phase und in Gegenwart von Wasser und Edelmetallsalzen, die mit den Olefinen Komplexe bilden und in denen die Edelmetalle unter den Reaktionsbedingungen noch mindestens zweiwenig sind, und anorganischen oder organischen Redoxsystemen oxydiert.According to the patent application F 23 432 IV b / 12 o (German Auslegeschrift 1 118 183) can produce aldehydes, ketones or acids corresponding to the aldehydes by mixing olefins with oxygen or elemental oxygen-containing Gases in a neutral to acidic medium in the liquid phase and in the presence of water and noble metal salts which complex with the olefins and in which the noble metals are still at least two few under the reaction conditions, and inorganic or organic redox systems.
Bei der Ausführung dieser Reaktion treten beim Arbeiten in flüssiger Phase zuweilen Schwierigkeiten dadurch auf, daß gebildetes Kupfer(1)-chlorid oder andere Verbindungen ausfallen und Verstopfungen bewirken, die unangenehme Betriebsstörungen hervorrufen. Außerdem stehen diese ausgefallenen Salze nicht mehr für die Reaktion zur Verfügung, so daß es zu einem mehr oder weniger schnellen Abfall der Ausbeute kommt.When carrying out this reaction occur when working in liquid Phase sometimes difficulties in that formed copper (1) chloride or other connections fail and cause blockages that cause unpleasant malfunctions cause. In addition, these precipitated salts no longer stand for the reaction available, so that there is a more or less rapid drop in the yield comes.
Es wurde nun gefunden, daß man eine solche Oxydation in flüssiger Phase besonders vorteilhaft in einer Vorrichtung ausführen kann, in der die Dosiereinrichtung für die Reaktionsgase und gegebenenfalls für die Zugabe der Halogenwasserstoffsäure oder sauren Salze oder organischen Stoffe, die unter den Reaktionsbedingungen Halogenwasserstoffsäure abspalten, von einem pH-Meßgerät so gesteuert wird, daß durch Regelung des Olefin-Sauerstofl=Verhältnisses und gegebenenfalls auch des Zusatzes der Säuren bzw. vorgenannten Verbindungen ein pH-Wert von 0,8 bis 3 erhalten bleibt. Sinkt der pH-Wert ab, so hat man es in der Hand, durch stärkere Dosierung von Sauerstoff oder schwächere Dosierung von Olefin bzw. durch beide Maßnahmen die Reaktion wieder in den optimalen pH-Bereich zu bringen. Steigt der pH-Wert an, so kann man durch umgekehrte Maßnahmen wieder den optimalen pH-Bereich einstellen. Man kann diese Methode zur Steuerung der Reaktion auch mit einer Zugabe von Anionen liefernden Verbindungen, z. B. von Halogenwasserstoffsäure, oder von organischen Verbindungen, die unter Versuchsbedingungen Halogenwasserstoff säure abspalten, oder auch von sauren Salzen kombinieren. Es ist besonders vorteilhaft, zu Anfang der Reaktion beispielsweise mit Salzsäure auf einen bestimmten pH-Wert einzustellen und erst während der laufenden Reaktion diese durch entsprechende Olefin-SauerstoffDosierung zu steuern.It has now been found that such an oxidation can be achieved in a liquid Phase can run particularly advantageously in a device in which the metering device for the reaction gases and optionally for the addition of the hydrohalic acid or acid salts or organic substances that under the reaction conditions are hydrohalic acid split off, is controlled by a pH meter so that by regulating the olefin-oxygen = ratio and optionally also the addition of the acids or the aforementioned compounds pH value of 0.8 to 3 is maintained. If the pH drops, you have it in the Hand, by increasing the dosage of oxygen or decreasing the dosage of Olefin or to bring the reaction back into the optimal pH range by means of both measures. If the pH value rises, the opposite measures can be taken to restore the optimal one Set the pH range. One can use this method of controlling the reaction as well an addition of anion-donating compounds, e.g. B. of hydrohalic acid, or of organic compounds which, under test conditions, form hydrogen halide split off acid, or combine acidic salts. It is particularly beneficial at the beginning of the reaction, for example with hydrochloric acid, to a certain pH set and only during the ongoing reaction this by appropriate olefin-oxygen metering to control.
Die pH-Messungen werden am besten mit einem der handelsüblichen Geräte durchgeführt. Man kann entweder kontinuierliche Messungen vornehmen mit Elektroden, die in dem Reaktor eingebaut sind, oder auch diskontinuierliche Messungen, indem man in gewissen Zeitabständen Proben nimmt und deren pH-Wert bestimmt.The pH measurements are best made with one of the commercially available devices carried out. You can either make continuous measurements with electrodes, which are built into the reactor, or discontinuous measurements by samples are taken at certain time intervals and their pH value is determined.
Eine besondere technische Ausführungsform des Verfahrens besteht in einer automatischen Kopplung des pH-Meßgerätes mit der Dosierungseinrichtung für Olefin und Sauerstoff. Bei einem einmal optimal eingestellten pH-Wert wird dann die Reaktion automatisch gesteuert.A special technical embodiment of the method consists in an automatic coupling of the pH meter with the dosing device for Olefin and oxygen. Once the pH value has been optimally adjusted, the reaction is controlled automatically.
Ähnliche Probleme wie bei der Gegenwart von Kupfersalzen können auch bei Gegenwart anderer Redoxsysteme auftreten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich - also ganz allgemein bei einer Umsetzung der Ausgangsstoffe, der Katalysatoren und unter den Bedingungen verwenden, die Gegenstand der Patentanmeldung F 23432 IV b/12 o sind. So kommen beispielsweise Redoxsysteme in Frage, die Salze von Metallen enthalten, die unter den angewandten Reaktionsbedingungen in mehreren Oxydationsstufen auftreten können, z. B. Salze des Cu, Hg, Fe, Ce, V, Sb, Pb, Mn, Cr, Ti, Os. Als Edelmetallsalze, die mit den Olefinen Additionsverbindungen bzw. Komplexe bilden, kommen z. B. Salze des Palladiums oder Platins in Frage.Problems similar to those with the presence of copper salts can also arise occur in the presence of other redox systems. The device according to the invention leaves - so in general when converting the starting materials, the catalysts and use under the conditions that are the subject of patent application F 23432 IV b / 12 o are. For example, redox systems come into question, the salts of metals contain, which under the applied reaction conditions in several stages of oxidation can occur, e.g. B. Salts of Cu, Hg, Fe, Ce, V, Sb, Pb, Mn, Cr, Ti, Os. as Noble metal salts that form addition compounds or complexes with the olefins, come z. B. salts of palladium or platinum in question.
Der Sauerstoff kann gegebenenfalls in Mischung mit inerten Gasen angewandt werden. Statt der Olefine können auch olefinhaltige Gasgemische, in denen z. B. gesättigte Kohlenwasserstoffe enthalten sind, verwendet werden.The oxygen can optionally be used in a mixture with inert gases will. Instead of olefins, olefin-containing gas mixtures in which z. B. saturated hydrocarbons are included.
Die Reaktion kann unterstützt werden durch Zusätze aktiver Oxydantien, wie Ozon, Peroxydverbindungen, insbesondere Wasserstoffperoxyd, Sauerstoffverbindungen des Stickstoffs, freies Halogen, Halogen-Sauerstoff-Verbindungen, Verbindungen der höheren Wertigkeitsstufen der Metalle, wie des Mn, Ce, Cr, Se, Pb, Os. Durch solche Zusätze aktiver Oxydantien wird die Rückbildung der für die Reaktion notwendigen höheren Oxydationsstufe des Edelmetalls erleichtert. Man kann diese aktiven Oxydantien auch erst während der Reaktion erzeugen. Gegebenenfalls können auch Oxydationskatalysatoren zugeführt werden. Es kann zweckmäßig sein, vor oder während der Reaktion Verbindungen, die unter den angewandten Reaktionsbedingungen Anionen liefern, zuzusetzen, z. B. anorganische Säuren oder Salze, Halogene, Halogen-Sauerstoff-Verbindungen oder auch organische, vorzugsweise gesättigte niedermolekulare aliphatische Halogenverbindungen. Hierdurch kann einer etwaigen Verarmung an Anionen entgegenwirkt und die Lebensdauer des Katalysators verlängert werden. Bevorzugt ist es, bei Verwendung von Edelmetallhalogeniden kleine Mengen von Halogen oder Halogenverbindungen zuzusetzen.The reaction can be supported by adding active oxidants, such as ozone, peroxide compounds, especially hydrogen peroxide, oxygen compounds of nitrogen, free halogen, halogen-oxygen compounds, compounds of higher valence levels of metals such as Mn, Ce, Cr, Se, Pb, Os. By such Additions of active oxidants will reduce the amount necessary for the reaction higher oxidation level of the precious metal facilitated. One can use these active oxidants also generate only during the reaction. If necessary, oxidation catalysts can also be used are fed. Before or during the reaction, it may be useful to add compounds which deliver anions under the reaction conditions used, to add, for. B. inorganic acids or salts, halogens, halogen-oxygen compounds or else organic, preferably saturated, low molecular weight aliphatic halogen compounds. This can counteract any depletion of anions and increase the service life of the catalytic converter. It is preferred when using noble metal halides add small amounts of halogen or halogen compounds.
Das vorliegende Verfahren läßt sich beispielsweise bei Temperaturen von 50 bis 100° C, jedoch gegebenenfalls auch bei höheren oder tieferen Temperaturen ausführen. In einzelnen Fällen kann auch die Gegenwart von Salzen, wie Natrium- oder Kaliumchlorid, günstig wirken. Ferner kann man auch bei erhöhtem oder vermindertem Druck arbeiten. Man kann ferner den Reaktionsablauf dadurch unterstützen, daß man die Konzentration des Olefins im Reaktionsraum erhöht. Dieses läßt sich beispielsweise erreichen durch Steigerung des Drucks und bzw. oder durch Mitverwendung von Lösungsmitteln für das Olefin. So kann man durch Verwendung höherer Konzentrationen olefinbindender Metallsalze, beispielsweise von Kupfer- oder Quecksilberverbindungen, oder von organischen, vorzugsweise mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln die Olefinkonzentration in der Reaktionslösung wesentlich erhöhen. Gegebenenfalls kann man auch die Gase im Kreislauf führen. Infolge der Gegenwart von Sauerstoff können neben Aldehyden auch die entsprechenden Carbonsäuren in geringen Mengen entstehen. Gegebenenfalls kann auch die Weiteroxydation der Aldehyde, insbesondere des Acetaldehyds, zu den Carbonsäuren unter Anwendung der bekannten Oxydationserfahrungen mit der vorliegenden Reaktion verbunden und son-it ganz oder teilweise die Aldehydstufe übersprungen werden.The present process can be carried out, for example, at temperatures from 50 to 100 ° C, but optionally also at higher or lower temperatures carry out. In individual cases, the presence of salts, such as sodium or potassium chloride, have a beneficial effect. Furthermore, one can also with increased or decreased Pressure work. You can also support the course of the reaction by the fact that the concentration of the olefin in the reaction space is increased. This can be, for example can be achieved by increasing the pressure and / or by using solvents for the olefin. So you can use higher concentrations of olefin binding Metal salts, for example of copper or mercury compounds, or of organic, preferably the olefin concentration in the water-miscible solvents Increase reaction solution significantly. If necessary, you can also circulate the gases to lead. As a result of the presence of oxygen, in addition to aldehydes, the corresponding Carboxylic acids are formed in small quantities. If necessary, further oxidation can also be used the aldehydes, especially the acetaldehyde, to the carboxylic acids using the known oxidation experience associated with the present reaction and so the aldehyde stage can be skipped completely or partially.
Als Olefin kommt hauptsächlich das Äthylen in Frage, das zu Acetaldehyd umgesetzt wird. Propylen liefert unter denselben Bedingungen, unter denen Äthylen Acetaldehyd liefert, Aceton und daneben Propionaldehyd. Aus pt-Butylen erhält man überwiegend Methyläthylketon und daneben Butyraldehyd.The main olefin that comes into question is ethylene, that of acetaldehyde is implemented. Propylene delivers under the same conditions as ethylene Acetaldehyde provides acetone and propionaldehyde. From pt-butylene one obtains predominantly methyl ethyl ketone and also butyraldehyde.
Bei den höheren Olefinen verläuft die Reaktion weiterhin in analoger Weise. Infolge der relativ milden Reaktionsbedingungen entstehen fast nur die auf Grund der Struktur zu erwartenden Oxydationsprodukte, ohne daß Isomerisationen oder Molekülspaltungen besonders hervortreten.In the case of the higher olefins, the reaction continues to proceed in an analogous manner Way. As a result of the relatively mild reaction conditions, almost only those arise Due to the structure to be expected oxidation products without isomerizations or Molecular splits are particularly prominent.
Selbstverständlich können auch andere ungesättigte Verbindungen, sofern sie unter den gegebenen Bedingungen reaktionsfähig sind, wie Diolefine, in gleicher Weise umgesetzt werden. Unter Umständen müssen die Reaktionsbedingungen den eingesetzten Verbindungen und ihren physikalischen Eigenschaften angepaßt werden. Auch die höheren Siedepunkte der Reaktionsprodukte können gegebenenfalls eine entsprechende Änderung der Verfahrensbedingungen notwendig machen. Beispiel In einem Reaktor befinden sich 500 ccm einer Katalysatorlösung, die 50 e Kupferchlorid mit 2 Mol Kristallwasser, 0,5 g Palladiumchlorid und 2,5 ccm konzentrierte Salzsäure enthält und dann einen pH-Wert von 1,25 hat. Eine Mischung von etwa 81 Athylen und etwa 41 Sauerstoff wird bei einer Temperatur von 80° C in die Reaktionslösung eingeleitet. In dem Reaktor sind eine hochohmige, hochtemperaturbeständige Glaselektrode und eine Kalomel-Elektrode eingebaut und mit einem Meßgerät verbunden. Durch Regulierung der Äthylen-oder Sauerstoffmenge wird der pH-Wert auf 0,8 bis 1,8 eingestellt, und man erhält so einen störungsfreien Lauf mit einer Ausbeute von über 50% Acetaldehyd, bezogen auf eingesetztes Äthylen.Of course, other unsaturated compounds can also be used, provided they are reactive under the given conditions, like diolefins, in the same way Way to be implemented. The reaction conditions may have to match those used Compounds and their physical properties are adapted. Even the higher ones Boiling points of the reaction products can, if appropriate, change accordingly make the procedural conditions necessary. Example In a reactor there are 500 ccm of a catalyst solution containing 50 e copper chloride with 2 mol of water of crystallization, Contains 0.5 g of palladium chloride and 2.5 ccm of concentrated hydrochloric acid and then one Has a pH of 1.25. A mixture of about 81 ethylene and about 41 oxygen will be made introduced into the reaction solution at a temperature of 80.degree. In the reactor are a high-resistance, high-temperature-resistant glass electrode and a calomel electrode built in and connected to a measuring device. By regulating the amount of ethylene or oxygen the pH will drop to 0.8 1.8 set, and you get so a trouble-free run with a yield of over 50% acetaldehyde, based on used ethylene.
Claims (1)
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEF23974A DE1123311B (en) | 1957-09-18 | 1957-09-18 | Device for the production of aldehydes, ketones or acids corresponding to the aldehydes |
| DK241958AA DK112519B (en) | 1957-07-10 | 1958-06-30 | Process for the production of aldehydes and ketones by oxidation of olefins. |
| GB21114/58A GB898790A (en) | 1957-07-10 | 1958-07-01 | Process for oxidizing olefines to aldehydes, ketones and acids |
| GB35108/58A GB900829A (en) | 1957-07-10 | 1958-10-31 | Process for the manufacture of acetaldehyde and acetic acid |
| US806205A US3121673A (en) | 1957-07-10 | 1959-04-14 | Process of regenerating a liquid catalyst |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEF23974A DE1123311B (en) | 1957-09-18 | 1957-09-18 | Device for the production of aldehydes, ketones or acids corresponding to the aldehydes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1123311B true DE1123311B (en) | 1962-02-08 |
Family
ID=7091056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEF23974A Pending DE1123311B (en) | 1957-07-10 | 1957-09-18 | Device for the production of aldehydes, ketones or acids corresponding to the aldehydes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1123311B (en) |
-
1957
- 1957-09-18 DE DEF23974A patent/DE1123311B/en active Pending
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