DE1290535C2 - Verfahren zur abtrennung und wiedergewinnung von rhodium aus hydroformylierungsprodukten - Google Patents
Verfahren zur abtrennung und wiedergewinnung von rhodium aus hydroformylierungsproduktenInfo
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Description
Bei der unter dem Namen O\o-Svnlhese oder Mytiroformvlieiung
bekannten Reakiion. die durch AnIaferung
von Kohlenoxid und Wasserstoff an olefinische )oppelbindungen zur Bildung von Aldehyden und Alkoholen
führt, werden als Katalysatoren Metalle oder Verbindungen solcher Metalle eingesetzt, die unter den
Reaktionsbedingungen Carbonyle oder Derivate von Oirbonylen. wie Carbonylwasserstoffe, zu bilden vermögen
(vgl. J. F a I b e , Synthesen mit Kohlenmonoxyd. Springer-Verlag Berlin —Heidelberg —New York. 1%7,
S. 3 ff.; Ullmanns Fncyklopädie der technischen Chemie,
13. Band, !%2, S. bO ff).
Technisch ist als Hydrol'ormylierungskalalysator vor
allem Kobalt wichtig (vgl. Falbe, a. a. O., S. 13 ff.),
doch wird in letzter Zeit für diesen Zweck in zunehmendem Maße auch Rhodium eingesetzt (vgl. Falbe,
a. a. Ο., S. 21 ff.). Gegenüber Kobalt bietet Rhodium einige bedeutende Vorteile. Im Vordergrund steht dabei,
daß die Umsetzung von olefinischen Verbindungen mit Kohlenoxid und Wasserstoff vielfach unter milderen
Reaktionsbedingungen und mit sehr geringen Katalysatormengen durchgeführt werden kann. Darüber
hinaus treten Zahl und Umfang der Nebenreaktionen stark zurück, wie insbesondere die Hydrierung des
Ausgangsprodukts, Kondensationsreaktionen und Isomerisierungen.
Das als Katalysator verwendete Rhodium bleibt nach beendeter Umsetzung in Form der Carbonylverbridungen
gelöst im Hydroformylierungsprodukt zurück. Vor der Reindarstellung der Aldehyde oder der Weiterverarbeitung
des Reaktionsprodukts muß man diese gelösten Rhodiumverbindungen entfernen, um eine nachteilige
Beeinflussung der weiteren Umsetzungen zu verhindern. Überdies ist die vollständige Wiedergewinnung
des Rhodiums eine wichtige Voraussetzung für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens
Es ist bekannt, die als Carbonyle gelösten Hydrofo,-inylierungskatalysatoren,
unter ihnen Rhodium, katalytisch durch Hydrierung oder thermisch durch Erhitzen des Reaktionsprodukts auf 200°C eventuell mit Wasser
nach Entspannen des CO-haltigen Gases als Metalle abzuscheiden. Weiterhin sollen zur Entfernung des Carbonyls
auch Adsorptionsmittel und Oxydationsmittel
ίο anwendbar sein (vgl. deutsche Patentschrift 9 53 505).
Diese bekannten Methoden sind bei Einsatz, von Rhodium-Katahsatoren mit wesentlichen Nachteilen
verknüpft. Wegen der üblicherweise geringen Menge, in der Rhodium zur Anwendung gelangt, fallen das Metall
oder seine Verbindungen im allgemeinen in einer solchen F'orm an. daß sie nur unter beträchtlichen
Schwierigkeiten und großen Verlusten wieder auf einen aktiven Katalysator für die Hydrolormylierungsstufe
aufgearbeitet werden können. So sind z. B. beim Erhit-
jo zeii des gegebenenfalls mit Wasser versetzten Hydroformylierungsprodukts
stets Heizmäntel oder Heizschlangen erforderlich, die die heißesten FlJchen der
Enimetallisierungs-.Apparatiir darstellen. An diesen
Flächen scheidet sich das durch Zersetzung der Carbonvle auslallende Rhodium m Form fester, metallischer
Beläge ab. Dadurch gehen nicht nur große Anteile des Rhodiums fur die Wiedergewinnung des Katalysators
verloren, sondern es entstehen auch wegen der praktischen Unlöslichkcii von Rhodium in starken Säuren, erhebliche
Probleme bei dem Wiedereinsatz des Metalls als Katalysator. Überdies haben die bekannten Verfahren
zur Abtrennung des Rhodiums den Nachteil, daß durch Sekundärreaktionen im Hydroformylierungsprodukt
eine Zunahme an hohersiedenden Kondensationsprodukten
eintritt.
Diese und andere Schwierigkeiten wurden durch die Erfindung überwunden.
Es wurde gefunden, daß man zur Abtrennung und Wiedergewinnung von Rhodium aus Rhodiunicarbonylverbindungen
als Katalysatoren enthaltenden Produkten der Hydroformylicrung mit Erfolg derart arbeitel,
daß man die Produkte der Hydroformylierung bei erhöhter Temperatur mit einer wäßrigen Lösung einer
organischen Säure behandelt, die entstandene wäßrige Lösung der Rhodiumverbindungen von der organischen
Phase abtrennt und sie, gegebenenfalls nach vorheriger Aufarbeitung, wieder der Hydroformylierungsstufe
zuführt.
Es muß als überraschend angesehen werden, daß das als Edelmetall im O-wertigen Zustand vorliegende Rhodium
des Rhodiumcarbonyls durch einfache Behandlung mit organischen Säuren in ein Kation übergeführt
werden kann.
Erfindungsgemäß können in Wasser lösliche ein- und mehrwertige aliphaiische oder aromatische Säuren eingesetzt
werden. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Ameisensäure oder Essigsäure. Es hat sich als
zweckmäßig erwiesen, die Säuren in Form 10%iger wäßriger Lösungen anzuwenden, jedoch ist es auch
möglich, mit Lösungen höherer oder niederer Konzentration zu arbeiten. Die Behandlung des rohen Hydrotormylierungsprodukts
mit der in Wasser gelösten organischen Säure kann drucklos bei Temperaturen oberhalb
200C durchgeführt werden, wobei eine Begretv
6$ zung der Temperatur nach oben lediglich durch den Siedepunkt des Reaktionsgemisches gegeben ist. Unter
Druck werden Temperaturen bis zu 2000C angewendet.
Vorzugsweise arbeitet man sowohl mit als auch
ohne Druck bei 80 b.s 1000C. Die durchschnittliche
Verweilzeit ist temperaturabhängig und beträgt in der Regel 1 bis 3 Stunden.
Die Abtrennung der wäßrigen, die Rhodiumverbindungen
enthaltenen Lösung erfolgt nach bekannten Verfahren, z. B. durch Abzentrifugieren oder einfaches
Trennen auf Grund der unterschiedlichen Dichte der wäßrigen und der organischen Phase. Die wäßrige Lösung
der Rhodiumverbindungen kann schon nach vorheriger Konzentration als Katalysator in den Hydroformylierungsreaktor
zurückgeleitei werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden jedoch die in wäßriger Lösung vorliegenden Rhodiumverbindungen durch Behandlung
mit dem Alkalisalz einer höheren Fettsäure in eine schwerlösliche Rhodiumseife übergeführt, die gegebenenfalls
nach Auflösen in einem geeigneten organischen Lösungsmittel wieder als Kaialysator in die
Hyd'-oformylierungistute eingesetzt wird.
Die Abtrennung des Rhodiums nach der Arbeitsweise der Erfindung kann diskontinuierlich, besonders vorteilhaft
aber kontinuierlich vorgenommen werden, wobei die Produkte sowohl im Gleich- als auch im Gegenstrom
geführt werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestaltet es. Rhoilium aus Produkten der liydrofonnylierung in sehr
einfacher Weise und nahezu verlustlrei wiederzugewinnen,
wobei sichergestellt wird, daß bei der Kntmetalüsierung
praktisch keine Zunahme an höhersiedenden Kondensationsprodukten eintritt.
!n einem mit Rückflußkühler und Rührer ausgestatteten Kolben werden 2 Liter einer Lösung von Diformyltricyclodecan
in Toluol (Diformyltricyclodecan Anteil: 22 Gewichtsprozent), die durch Hydroformylierung
von Dicyclopentadien in Gegenwart von Rhodiumkatalysatoren erhalten wurde und 10 mg Rhodium/l enthält,
mit 1 Liter 10%iger wäßriger Ameisensäure 1 Stunde zum Sieden erhitzt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und die organische
von der wäßrigen Phase getrennt. In der wäßrigen Phase finden sich 9,4 mg Rhodium/l. Die organische
Phase weist noch einen Rhodiumgehalt von 0,b mg/l auf, entsprechend einer Enimeialüsierung von
94%.
Die Abtrennung des Rhodiums wurde wie nach Beispiel ! durchgeführt, jedoch unter Verwendung einer
lO"/o!gcn wäßrigen Essigsäure an Stelle von Ameisensäure.
In der abgetrennten wäßrigen Phase sind 8,2 mg Riiodium/I enthüllen. Der Rhodiumgehalt der organischen
Phase beträgt 1,8 mg/1, das entspricht einer Entmetallisierting
von 82%.
Claims (4)
1. Verfahren zur Abtrennung und Wiedergewinnung
von Rhodium aus RhodiumcarbonyIverbindungen
als Katalysatoren enthaltenden Produkten der Hydroformylierun j, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Produkte der HydroformylieruRg
bei erhöhter Temperatur mit einer wäßrigen Lösung einer organischen Säure behandelt,
die entstandene wäßrige Lösung der Rhodiumverbindungen von der organischen Phase abtrennt und
sie, gegebenenfalls nach vorheriger Aufarbeitung, wieder der Hydrofonmlierungssuife zuführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet,
daß als organische Saure Ameisensäure verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als organische Saure Essigsäure verwendet
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis J. dadurch gekennzeichnet,
daß die in wäßriger Lösung vorliegenden Rhodiumverbindungen durch Behandlung
mit dem Alka'nsai/ einer höheren Fettsäure in eine
schwerlösliche Rhodiumseite übergeführt wird, die
man gegebenenfalls nach Auflösen in einem geeigneten
organischen Lösungsmittel wieder als Katalysator in die Mydroiormylierungsstule einsetzt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1968R0047907 DE1290535C2 (de) | 1968-01-31 | 1968-01-31 | Verfahren zur abtrennung und wiedergewinnung von rhodium aus hydroformylierungsprodukten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1968R0047907 DE1290535C2 (de) | 1968-01-31 | 1968-01-31 | Verfahren zur abtrennung und wiedergewinnung von rhodium aus hydroformylierungsprodukten |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE1290535B DE1290535B (de) | 1969-03-13 |
DE1290535C2 true DE1290535C2 (de) | 1975-11-20 |
Family
ID=7408597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1968R0047907 Expired DE1290535C2 (de) | 1968-01-31 | 1968-01-31 | Verfahren zur abtrennung und wiedergewinnung von rhodium aus hydroformylierungsprodukten |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE1290535C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1968
- 1968-01-31 DE DE1968R0047907 patent/DE1290535C2/de not_active Expired
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US4297239A (en) | 1979-07-16 | 1981-10-27 | Union Carbide Corporation | Hydroformylation catalyst reactivation |
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DE1290535B (de) | 1969-03-13 |
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