DE812426C - Verfahren zur kontinuierlichen Ausfuehrung unvollstaendiger katalytischer Hydrierungen von Fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Verfahren zur kontinuierlichen Ausführung unvollständiger katalytischer Hydrierungen von Flüssigkeiten Häufig ergibt sich die Notwendigkeit, Lösungen oder Flüssigkeiten im kontinuierlichen Verfahren unvollständig, also nicht bis zur vollen Absättigung mit Wasserstoff, katalytisch zu hydrieren. Hierbei macht es Schwierigkeiten, die Menge des aufgenommenen Wasserstoffs und die durch das Hydriergefäß durchzusetzende Menge der flüssigen Phase konstant zu halten und aufeinander abzustimmen. Damit die ein- und austretende Flüssigkeitsmenge konstant ist, ist es notwendig, den Druck im Hydriergefäß konstant zu halten. Hat man aber im Hydriergefäß konstanten Wasserstoffdruck, so ändert sich der Grad der Hydrierung mit der Aktivität des Katalysators. Führt man dagegen dem Hydriergefäß nur die benötigte Menge Wasserstoff zu, so ändert sich der Wasserstoffdruck je nach Aktivität des Katalysators, der Katalysator braucht also zur Übertragung einer bestimmten Menge Wasserstoff je nach seiner Aktivität einen verschiedenen Wasserstoffdruck, und auf diesen Druck stellt sich bei der Dosierung des Wasserstoffs der Behälterdruck zwangsläufig ein. Diese Erscheinungen machen sich besonders störend bemerkbar, wenn man die Hydrierung in einem Rührbehälter, mit pulverförmigem Katalysator durchführt und die Lösung kontinuierlich durch Filterkerzen abzieht. Dabei setzt sich der Katalysator allmählich an die Filterkerzen an, wobei die Aktivität des Katalysators infolge Verringerung der in der Flüssigkeit in Bewegung befindlichen Katalysatormenge abnimmt, und beim gelegentlichen Abspülen des Katalysators von den Filterkerzen steigt die Aktivität plötzlich an. Bei fest angeordneten Katalysatoren treten ähnliche, wenn auch nicht so ausgeprägte Erscheinungen auf.
• Es wurde nun gefunden, daß man unvollständige Hydrierungen bequem und unter genauer Einhaltung des gewünschten Hydriergrades kontinuierlich durchführen kann, wenn man bei konstantem Gasdruck unter gleichzeitiger Variierung des Wasserstoffpartialdruckes arbeitet. Das erreicht man automatisch z. B. durch folgende Anordnung (s. Zeichnung) In einem Reaktionsraum, z. B. in einem Rührkessel H, in dem die Lösung in Gegenwart eines pulverförmigen Katalysators hydriert werden soll, wird mittels einer Druckhaltevorrichtung D (Tauchung oder Überdruckventil) ein konstanter Gasdruck dadurch aufrechterhalten, daß in die Verhindungsleitung d zwischen Behälter und Druckhaltevorrichtung ein schwacher Strom eines inerten Gases, z. B. Stickstoff, eingeleitet und durch die Druckhaltevorrichtung D abgeführt wird. Die zu hydrierende Lösung läuft dosiert durch die Leitung a zu, eine ebenso große Menge hydrierter Lösung strömt nach Passieren der Filterkerze F durch die Leitung b ab. Zweckmäßig dosiert man nur einen der beiden Lösungsströme und paßt den anderen durch eine Niveauregelung im Rührbehälter an. Durch die Leitung c tritt nun in dosierter Menge der Wasserstoff ein und verdrängt nun so lange den Stickstoff im Gäsraum des Rührbehälters, bis sich ein Wasserstoffpartialdruck von der Größe eingestellt hat, daß der gesamte eintretende Wasserstoff vom Katalysator auf die Lösung übertragen wird. Sinkt die Aktivität des Katalysators, so steigt der Partialdruck des Wasserstoffs unter weiterer Verdrängung von Stickstoff an; steigt die Aktivität des Katalysators, z. B. durch Abspülen der Filterkerze, so sinkt der Wasserstoffpartialdruck durch kurzfristige stärkere Hydrierung rasch ab, und Stickstoff strömt zum Druckausgleich in den Rührbehälter ein. Diese Anordnung bewährt sich um so besser, je kleiner der Gasraum des Rührbehälters im Verhältnis zu der in der Zeiteinheit umgesetzten Wasserstoffmenge ist, ein Umstand, welcher auch der technischen Forderung nach Raumersparnis entspricht. Die benötigte Stickstoffmenge ist verhältnismäßig klein und beträgt nur einen Bruchteil des umgesetzten Wasserstoffs. Sie kann nach Bedarf auch kurzfristig erhöht werden. Beispiel i beschickt wird, ist zu 9/io mit der Lösung gefüllt, so daß ein Gasraum von i 1 vorhanden ist. Unter kräftigem Rühren wird nun durch c Wasserstoff in einer Menge eingeleitet, die stündlich 951 unter Normalbedingungen entspricht. Sobald der nötige Hydrierungsgrad erreicht ist, läßt man aus dem Rührkessel H durch die Filterkerze F stündlich 20 1 Lösung abfließen und ersetzt sie mittels einer Niveauregelung durch die gleiche Menge frische Lösung. Alle 2 Stunden spült man den angesetzten Katalysator von der Kerze F ab, was am besten durch ganz kurzes Eindrücken der frischen Lösung durch die Filterkerze nach Schließung des Ausgangsventils erreicht wird. Ein Stickstoffstrom von io 1 je Stunde genügt, um die dabei auftretenden Schwankungen des Wasserstoffpartialdruckes auszugleichen und den Behälterdruck und damit die durchgesetzten Mengen konstant zu halten. Die durch b ablaufende Lösung ist mit befriedigender Genauigkeit zur Chinhydronstufe hydriert. Beispiel 2 Bei der kontinuierlichen Hydrierung von Waltran mit der Jodzahl 112 zu einem Produkt mit der Jodzahl 55 gestaltet sich das Verfahren folgendermaßen: Es wird eine Apparatur von der oben beschriebenen Art mit einem Rührkessel von iooo 1 Inhalt verwendet. Als Druckhaltevorrichtung dient ein auf 5 atü eingestelltes Überdruckventil, so daß mittels eines Stickstoffstromes in der Apparatur ein Druck von 5 atü aufrechterhalten wird. Der Rührkessel wird mit goo 1 Tran und io kg eines aus Nickelformiat hergestellten Nickelkatalysators beschickt und Wasserstoff unter kräftigem Rühren bei i8o" in einer Menge eingeleitet, die stündlich 5o;3 m3 unter Normalbedingungen entspricht. Sobald der nötige Hydriergrad erreicht ist, läßt man kontinuierlich durch die Filterkerze i t Tran je Stunde ab und ersetzt ihn durch die gleiche Menge frischen Tran. Im übrigen verfährt man wie im Beispiel i. Den Stickstoffstrom stellt man auf den zehnten Teil des Wasserstoffstromes, in Raumteilen gerechnet, ein. Die Arbeitsweise soll an Hand der kontinuierlichen Hydrierung einer 2-Äthylanthrachinonlösung zur Chinhydronstufe zahlenmäßig erläutert werden. Es wird eine Apparatur von der oben beschriebenen Art mit einem Rührbehälter H von io 1 Rauminhalt verwendet. Als Druckhaltevorrichtung D dient eine Tauchung von io m Wassersäule, so daß mittels eines Stickstoffstromes in der Apparatur ein Druck von i atü aufrechterhalten wird. Die flüssige Phase besteht aus einer Lösung von 2-Athylanthrachinon in einem Gemisch von gleichen Raumteilen Benzol und Alkohol in einer Konzentration von ioo g je 1. Der Rührbehälter H, der mit ioo g Raney-Nickel

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur kontinuierlichen Ausführung unvollständiger katalytischer Hydrierungen von Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß man im Reaktionsraum unter Anpassung des Wasserstoffpartialdruckes an die Aktivität des Katalysators konstanten Gasdruck aufrechterhält.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man den Reaktionsraum mit einer Druckhaltevorrichtung, z. B. mit einer Tauchung oder mit einem Überdruckventil, verbindet und in die Verbindungsleitung zwischen Reaktionsraum und Druckhaltevorrichtung einen Strom eines inerten Gases, z. B. Stickstoff, einleitet.