DE1468121A1 - Process for the production of adipic acid and / or epsilon-caprolactone - Google Patents
Process for the production of adipic acid and / or epsilon-caprolactoneInfo
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DR.-INQ. H. FINCKE DIPL.-INQ. H. BOHR DIPL-INQ. S. STAEQER Ffrnrod ·2ββ0«0DR.-INQ. H. FINCKE DIPL.-INQ. H. BOHR DIPL-INQ. S. STAEQER Ffrnrod · 2ββ0 «0
8 MÜNCHEN S1 M0ll*ritrci6« 318 MUNICH S 1 M0ll * ritrci6 «31
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BESCHREIBUHG zur Patentanmeldung derDESCRIPTION to the patent application of
Firma IMPERIAL· CHEMICAL· INDUSTRIES MMITED, London/Großbr.Company IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES MMITED, London / Großbr.
betreffendconcerning
Verfahren zur Herstellung von Adipinsäure und/oder fe-Capro-Process for the production of adipic acid and / or Fe-Capro-
laotonlaoton
PRIORITÄT: 23. Dezember 1963 - GroßbritannienPRIORITY: December 23, 1963 - Great Britain
Pie Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Adipinsäure und/oder £-Caprolaeton durch Oxydation in flüssiger Phase von. Cyclohexan mit molekularem Sauerstoff in Gegenwart eines Aldehyds bei Temperaturen oberhalb 0 Pie invention relates to a process for the production of adipic acid and / or ε-caprolaetone by oxidation in the liquid phase of. Cyclohexane with molecular oxygen in the presence of an aldehyde at temperatures above 0
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Es ist bekannt, daß Cyclohexan bei Anwendung bestimmter Reaktionsbedingungen in verschiedene Oxydationsprodukte, wie z.B. Cyclohexanol, Cyclohexanon und unter Aufspaltung des Kohlenstoffrings sogar zu £-Caprolacton und Adipinsäure oxydiert werden kann. Bei einem bekannten Verfahren zur Oxydation von Cyolohexan in vorzugsweise Cyclohexanol und Cyclohexanon ist es bekannt, dem Realct ions gemisch kleine Mengen (0,1 bis 2 Gew.-?6) eines Initiators, wie a.Bo eines Aldehyds, zuzusetzen. Das Verfahren muß jedoch bei einem erhöhten Druck von 3» 5 bis 35 at ausgeführt werden und aueserdem liefert es kein oder nur wenig von den höheren Oxydationsprodukten Adipinsäure und £-Caprolacbon, so daß zur Herstellung der genannten beiden, in der Kunstfaserindustrie wichtigen Stoffe eine weitere Oxydation vorgenommen werden muß. Auaserdem führt dieses Verfahren zur Bildung beträchtlicher Mengen niedermolekularer einbasischer Säuren, wie z„B. Essigsäure und Ameisensäure„It is known that when certain reaction conditions are used, cyclohexane can be oxidized into various oxidation products such as, for example, cyclohexanol, cyclohexanone and, with splitting of the carbon ring, even to ε-caprolactone and adipic acid. In a known process for the oxidation of cyolohexane in preferably cyclohexanol and cyclohexanone, it is known to add small amounts (0.1 to 2% by weight) of an initiator, such as aB o an aldehyde, to the reaction mixture. However, the process must be carried out at an elevated pressure of 3 »5 to 35 and aueserdem it supplies no or only little from the higher oxidation products of adipic acid and £ -Caprolacbon, so that for the production of said both important in the synthetic fibers industry substances another Oxidation must be made. In addition, this process leads to the formation of considerable amounts of low molecular weight monobasic acids, such as eg. Acetic acid and formic acid "
Gemäß einem nicht vorveröffentlichten Vorschlag wird die Oxydation von Cyclohexan zu höheren Oxydationsprodukten alt Hilfe molekularen Sauerstoffs in Gegenwart eines Aldehyds als sogenanntesKooxydationsverfahren durchgeführte Hierbei wird der Aldehyd zu einer Ilonoearbonsäure oxydiert, während das Cyclohexan vorzugsweise zu ^-Caprolacton oxy-According to a non-prepublished proposal, the oxidation of cyclohexane to higher oxidation products old auxiliary e molecular oxygen in the presence of an aldehyde as sogenanntesKooxydationsverfahren performed Here, the aldehyde to a Ilonoearbonsäure oxidized, while the cyclohexane preferably caprolactone ^ oxy-
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diert wird.is dated.
Eb wurde nun gefunden, daß hei einem V «fahren der eingange bezeichneten Art besonders hohe Aueheuten an ^-Caprolacton und Adipinsäure erhalten werden, wenn man dafür sorgt, daß die Menge des im Reaktionsgemisoh vorhandenen Aldehyde zu jedem Zeitpunkt klein ist·It has now been found that the entrance to a V «drive designated species particularly high levels of ^ -caprolactone and adipic acid can be obtained if it is ensured that the amount of aldehyde present in the reaction mixture increases every point in time is small
So wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Adipinsäure und/oder £-Caprolacton durch Oxydation in fltist jer Phase -voa Cyolohexan mit molekularem Sauerstoff in Gegenwart eines Aldehyds hei Temperaturen oberhalb 450C vorgeschlagen, welohes dadurch gekennzeichnet ist, daß dae Aldehyd der Reaktion portionsweise oder kontinuierlich zugegeben wird, derart, daß das molare Verhältnis von Aldehyd eu Cyclohexan im Re akt ions gemisch während der Reaktion nicht Über 1:10, vorzugsweise nicht Über 1:50, hinausgeht. ·So the present invention provides a method for the production of adipic acid and / or £ -caprolactone proposed by oxidation in fltist Jer phase -voa Cyolohexan with molecular oxygen in the presence of an aldehyde hot temperatures above 45 0 C, welohes characterized in that dae aldehyde is added to the reaction in portions or continuously, in such a way that the molar ratio of aldehyde and cyclohexane in the reaction mixture does not exceed 1:10, preferably not more than 1:50, during the reaction. ·
Der als Kooxydant verwendete Aldehyd kann ein geradliniger oder verzweigter gesättigter aliphatisoher Mono- oder Dialdehyd oder ein aromatischer Aldehyd sein. Beispiele für geeignete Aldehyde sind Isohutyraldehyd, Adipaldehyd, Benzaldehyd und Tolualdehyd. Es wird bevorzugt, daß derThe aldehyde used as a co-oxidant can be a straight one or branched, saturated aliphatic mono- or dialdehyde or an aromatic aldehyde. examples for suitable aldehydes are isohutyraldehyde, adipaldehyde, Benzaldehyde and tolualdehyde. It is preferred that the
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Aldehyd ein niedriger geradliniger aliphatlecher Aldehyd ist, wie z.B· Acetaldehyd, Propionaldehyd oder n-Butyraldehyd. Aldehyde is a lower straightforward aliphatic aldehyde such as acetaldehyde, propionaldehyde or n-butyraldehyde.
Die während des gesamten Reaktionsverlaufe verwendeten Gesamtmengen von Cyolohexan und Aldehyd, die in Reaktion gebracht werden, eind nicht kritisch, und das verwendete molare Verhältnis von Aldehyd zu Cyclohexan Iranη beispielsweise innerhalb des Bereichs von 1s10 bis 4:1 liegen. Ein sehr zweckmässiges Verhältnis von Aldehyd zu Cyclohexan let ungefähr 1s 1. TJm jedoch gute Ausbeute an £-Oaprolacton und Adipinsäure zu erhalten, ist es wesentlich, daß das molare Verhältnis von Aldehyd zu Cyclohexan im Reaktionsgemisch zu jedem Zeitpunkt klein ist. Diese Bedingung kann beispielsweise erreicht werden, indem man den Aldehyd und zwar vorzugsweise kontinuierlich, in ein verhältnismfissig grosses Volumen Cyclohexan allmählich eindrückt.The total amounts used throughout the course of the reaction of cyolohexane and aldehyde reacted and not critical and that used molar ratio of aldehyde to cyclohexane Iranη for example be within the range of 1s10 to 4: 1. A very useful ratio of aldehyde to cyclohexane Let about 1s 1. TJm but a good yield of ε-oaprolactone and adipic acid, it is essential that the molar ratio of aldehyde to cyclohexane in the reaction mixture is small at all times. This condition can can be achieved, for example, by converting the aldehyde, preferably continuously, into a relatively gradually pushing in a large volume of cyclohexane.
Das molekularen Sauerstoff enthaltend« Gas kann Sauerstoff, Luft oder mit einem Gas, wie z.B. Stickstoff, Kohlenstoffdioxyd oder Kohlenstoffmonoxyd, verdünnter Sauerstoff, sein, wenn dieses Gas unter den Reaktionsbedingungen inert ist, Es wird bevorzugt, das erfindungsgemässe Verfahren unter nicht-brennbaren Bedingungen durchzuführen,.The molecular oxygen containing «gas can be oxygen, Air or oxygen diluted with a gas such as nitrogen, carbon dioxide or carbon monoxide, if this gas is inert under the reaction conditions, it is preferred to carry out the process according to the invention under perform non-flammable conditions.
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Der Reaktionsdruck sollte ausreichen, das Cyclohexan und den Aldehyd in der flüssigen Phase zu halten, und sollte sich geeigneterweise im Bereich von atmosphärischem Druok bis zu 50 at oder darüber "bewegen.The reaction pressure should be sufficient for the cyclohexane and to keep the aldehyde in the liquid phase, and should suitably be in the range of atmospheric pressure up to 50 at or above "move.
Ein flüssiges Verdünnungsmittel kann verwendet werden, insbesondere dann, wenn das Kooxydant ein flüchtiger Aldehyd ist, wie z.B. Acetaldehyd. Bas Verdünnungsmittel sollte mit den Reaktionsteilnehmern mischbar sein, und, falls beträchtliche Mengen Wasser als Ergebnis der Qxydationsreaktion gebildet werden, sollte das Verdünnungsmittel mit Wasser mischbar sein. Beispiele für geeignete Verdünnungsmittel sind: aliphatische Carbonsäuren, wie Essigsäure, Ester, wie Methylacetat, und Ketone, wie Aceton. Es wird bevorzugt, daß das Verdünnungsmittel keine :CH- oder JCH2-Gruppen enthält.A liquid diluent can be used, especially when the co-oxidant is a volatile aldehyde, such as acetaldehyde. The diluent should be miscible with the reactants and, if significant amounts of water are formed as a result of the oxidation reaction, the diluent should be miscible with water. Examples of suitable diluents are: aliphatic carboxylic acids such as acetic acid, esters such as methyl acetate, and ketones such as acetone. It is preferred that the diluent do not contain: CH or JCH 2 groups.
Die Temperatur, bei der das erfindungsgemässe Verfahren ausgeführt wird, sollte oberhalb 450C liegen und vorzugsweise nicht über 1350C hinausgehen. Die jeweils angewendete Temperatur hängt davon ab, ob im Heaktionsgemisch ein Katalysator anwesend ist. Der Katalysator enthält vorzugsweise ein Übergangsmetall oder Übergangsmetalle, wie z.B. Kobalt, Mangan, Nickel, Vanadium, Chrom, Titan oder Huthe-The temperature at which the inventive method is carried out should be above 45 0 C and preferably not exceed 135 0 C. The temperature used in each case depends on whether a catalyst is present in the reaction mixture. The catalyst preferably contains a transition metal or transition metals, such as cobalt, manganese, nickel, vanadium, chromium, titanium or Huthe-
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nium, welche in sehr zweckmässiger Weise in das Reaktionsgemisch als Salz einer organischen Säure eingeführt werden können, wie z.B. alB Acetat, Stearat, Naphthenat, Oleat, Benzoat, Salicylat, AcetÖacetat oder Acetonylacetat»nium, which in a very convenient manner in the reaction mixture can be introduced as a salt of an organic acid, such as acetate, stearate, naphthenate, oleate, Benzoate, Salicylate, AcetÖacetat or Acetonylacetat »
Bei Beaktionstemperaturen unterhalb 850C ist es erwünscht und bei Temperaturen unterhalb ungefähr 750C, insbesondere unterhalb 700C, ist es wesentlich, daß ein Übergangsmetallkatalysator anwesend ist, um eine vernünftige Reaktionsgeschwindigkeit zu erzielen. Die bevorzugte Konzentration des Übergangsmetallkatalysators hängt von der Reaktionstemperatur und der !Tatur des Übergangsmetalls ab» Im allgemeinen wird es bevorzugt, daß eine Katalysatormenge verwendet wird, die einer Konzentration von nicht mehr als 0,1 $, insbesondere von 0,0001 bis 0,01 Gew.-#, Übergangsmetall, in bezug auf Cyclohexane entspricht. In dem Maße, wie die Reakt ions temperatur erhöht wird, kann die Katalyeatormenge vermindert werden. Eine Erhöhung der Katalysatorkonzentration tendiert zu einer Erhöhung der Ausbeuten an gewünschten Cyclohexanoxydationsprodukten, während andererseits das Verhältnis von epsilon-Caprolacton zu Adipinsäure im Oxydationsprodukt abnimmt. Ein Kobalt enthaltender Katalysator ist der wirksamste Katalysator. Da jedoch Kobalt dazu neigt, eine Umwandlung von epsilon-CaprolactonIn Beaktionstemperaturen below 85 0 C, it is desirable and at temperatures below about 75 0 C, especially below 70 0 C, it is essential that a transition metal catalyst is present, in order to achieve a reasonable reaction rate. The preferred concentration of the transition metal catalyst depends on the reaction temperature and the temperature of the transition metal. In general, it is preferred that an amount of catalyst be used which has a concentration of not more than 0.1, in particular from 0.0001 to 0.01 Wt .- #, transition metal, with respect to cyclohexanes. As the reaction temperature is increased, the amount of catalyst can be decreased. An increase in the catalyst concentration tends to increase the yields of the desired cyclohexane oxidation products, while on the other hand the ratio of epsilon-caprolactone to adipic acid in the oxidation product decreases. A catalyst containing cobalt is the most effective catalyst. However, since cobalt tends to undergo a conversion of epsilon-caprolactone
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In unerwünschte Verbindungen zu verursachen, werden Kobaltkatalyeatoren vorzugsweise In kleineren Konzentrationen verwendet ale andere ühergangeraetallkatalysatoren, wie z.B. Vanadium- oder Chromkatalysatoren, «elcher weniger dazu neigen, die unerwünschte umwandlung von epsilon-Caprolacton vx fördern. Es wird bevorzugt, einen Katalysator mx verwenden, welcher sowohl Kobalt als auch Chrom enthält und insbesondere einen solchen, welcher eine überwiegende Menge Chrom enthält, wie z.B. 5 !eile Chrom auf 1 Teil Kobalt.Cobalt catalysts are preferably used in smaller concentrations to cause undesired compounds than all other transition metal catalysts, such as vanadium or chromium catalysts, which are less likely to promote the undesired conversion of epsilon-caprolactone vx. It is preferred to use a catalyst mx which contains both cobalt and chromium and in particular one which contains a predominant amount of chromium, such as, for example, 5 parts chromium to 1 part cobalt.
Während die Anwesenheit eines Übergangsmetallkatalysators bei Temperaturen von 700C und darüber vorteilhaft sein kann, wird es vorgezogen, daß ein übergangsmetallkatalysator im Reaktionsgemisch entweder Überhaupt nicht oder nur in sehr geringen Konzentrationen vorhanden ist, welche beispielsweise nicht ttber 0,0010 Gew.-^ Übergangsmetall, in bezug auf Cyclohexan, hinausgehen, wenn das Metall Kobalt oder ein anderes katalytisch sehr aktives Metall int, und nicht über 0,01 Gew.-# Übergangsnetall, in bezug auf Cyclohexan hinausgehen, wenn das Metall Chrom oder ein anderes, weniger katalytisch aktives Metall ist. Weiterhin ist es bei Temperaturen von 950C und darüber bevorzugt, daß die Menge des verwendeten Katalysators nicht mehr als 0,0005 Gew.<-# Übergangsmetall, in bezug auf Cyclohexan, liefert.While the presence of a transition metal catalyst at temperatures of 70 ° C. and above can be advantageous, it is preferred that a transition metal catalyst is either not present at all or only in very low concentrations, for example not above 0.0010 wt .- ^ transition metal , with respect to cyclohexane, go beyond if the metal is cobalt or another catalytically very active metal int, and not exceed 0.01 wt .- # transition metal, with respect to cyclohexane, if the metal is chromium or another, less catalytically active metal Metal is. Furthermore, at temperatures of 95 ° C. and above, it is preferred that the amount of the catalyst used does not provide more than 0.0005% by weight of transition metal, based on cyclohexane.
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Bei einer bevorzugten Aueführungsart des Verfahrene wird kein Katalysator verwendet und die Reaktionstemperatur zwischen 950C und 1150G gehalten.In a preferred Aueführungsart of traversed no catalyst is used and the reaction temperature between 95 0 C and 115 0 G.
Welche Reaktionstemperatur auch immer verwendet wird, die Reaktion kann initiiert werden. Beispielsweise durch UV-Licht j Ozon; Wasserstoffperoxid; ein Alkylhydroperoxyd oderWhichever reaction temperature is used, the reaction can be initiated. For example by UV light j ozone; Hydrogen peroxide; an alkyl hydroperoxide or
ein Dialkylperoxyd der Formel R.0OH bzw. R.0.0.R, worin R eine Alkylgruppe, wie z.B. tertiäres Butyl, ist; Eetonperoxyde, wie MethyläthyXfcetonperoxyd; Diacylperoxyde, wie Diacetylperoxid oder Cyclohexylsulfonylaeetylperoxyd; Dialkylperoxydicarbonate, wie Diisopropylperoxydicarbonat; Peroxyester, wie tert-Butylperbenzoat; und Azoverbindungen, wie Azo-bis-isobuttersäurenitrilo Ozon kann zweckmassigerweise als Gfemisoh mit Sauerstoff eingeführt werden, welches 0,5 bis 4 Vol.-?S Ozon enthält.a dialkyl peroxide of the formula R.0OH or R.0.0.R, in which R is an alkyl group such as tertiary butyl; Eetonperoxyde, such as methyl ethyl acetone peroxide; Diacyl peroxides such as Diacetyl peroxide or cyclohexylsulfonylaeetyl peroxide; Dialkyl peroxydicarbonates such as diisopropyl peroxydicarbonate; Peroxyesters such as tert-butyl perbenzoate; and azo compounds, such as azo-bis-isobutyric acid nitrilo ozone can expediently be introduced as Gfemisoh with oxygen, which Contains 0.5 to 4 vol .-? S ozone.
Ausser wenn das Verhältnis des gesamten Cyclohexane zu gesamtem Aldehyd hoch ist, wird es bevorzugt, daß das Verfahren unter halbkontinuierlichen Bedingungen, beispielsweise unter kontinuierlicher Zuführung von Aldehyd und absatzweiser Zuführung von Cycloparaffin, oder unter kontinuierlichen Bedingungen ausgeführt wird. Es wird weiter bevorzugt, daß bei der kontinuierlichen Durchführung derUnless the ratio of total cyclohexanes to total aldehyde is high, it is preferred that the process under semi-continuous conditions, for example with continuous supply of aldehyde and intermittent addition of cycloparaffin, or under continuous Conditions is executed. It is further preferred that when the
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Aldehyd in den Reaktor an verechiedenen Punkten eingeführt wird.Aldehyde introduced into the reactor at various points will.
Heben epsilon-Caprolaoton und Adipinsäure kann das Reaktionsprodukt andere Cyelohexanoxydationsprodukte enthalten, wie z.B, Cyclohexanon und Cyclohexanol. Es wird "bevorzugt, diese anderen Cyclohexanoxydationsprodukte, insbesondere Cyclohexanon und Cyclohexanol wieder einzuspeisen, um den Verbrauch an Aldehyd zu vermindern. Es wird weiterhin bevorzugt, Cyclohexanon und Cyclohexanol in solchen Mengen wieder einzuspeisen, daß praktisch eine Nullproduktion an Cyclohexanol und Cyclohexanon erhalten wird. Die jeweiligen Mengen an Cyclohexanol und Cyclohexanon, die zur Erzielung einer Nettonuliproduktion wieder eingespeist werden, hängen von den jeweils verwendeten Reaktionsbedingungen ab»Raising epsilon-caprolaoton and adipic acid can be the reaction product contain other cyelohexane oxidation products such as cyclohexanone and cyclohexanol. It is preferred these other cyclohexane oxidation products, in particular Re-feed cyclohexanone and cyclohexanol to reduce aldehyde consumption. It is further preferred To feed cyclohexanone and cyclohexanol again in such amounts that practically zero production Cyclohexanol and cyclohexanone is obtained. The respective amounts of cyclohexanol and cyclohexanone needed to achieve are fed back into the net after production, depend on the reaction conditions used in each case »
Die folgenden Versuche erläutern die Verwendung von Übergangsmetallsalzen als Katalysatoren bei der Kooxydation von Cyclohexan und n-Butyraldehyd.The following experiments illustrate the use of transition metal salts as catalysts in the co-oxidation of cyclohexane and n-butyraldehyde.
Der verwendete Reaktor bestand aus einem zylindrischen Glasbehälter von 250 ml Inhalt, der ausgerüstet war mit rippen-The reactor used consisted of a cylindrical glass container of 250 ml, which was equipped with rib
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artigen Einbauten, einem kreuzförmigen fiührer mit hohler Welle, durch den trockener Sauerstoff eingeführt wurde, einem Einlaßrohr für das Eindrucken von Aldehyd und einem Dampfatolaßrohr, welches mit einem Wasserkondensor und einem mit Methanol/Trockeneis "beschickten Kuhlfinger Terlinden war, von denen flüssiges Kondensat in den Reaktor aurückgeleitet wurdeo like internals, a cruciform fiührer with a hollow shaft through which dry oxygen was introduced, an inlet pipe for the injection of aldehyde and a steam tube, which was with a water condenser and a Kuhlfinger filled with methanol / dry ice, of which liquid condensate in the Reactor was returned o
1 Mol Cyclohexan und die nötige Menge Katalysator wurden in den Reaktor eingeführt. Dieser wurde mit 22,8 l/at getrocknetem Sauerstoff ausgespült, während das Oyclohexan auf die gewünschte Reaktionstemperatur erhitzt wurde« Während der Säuerstoffluß aufrechterhalten wurde, wurde 1 Mol n-Butyraldehyd während einer Zeit im Bereich von 177 bis 191 min langsam in den Reaktor eingedrückt. Säendem der gesamte Aldehyd eingedrückt war, wurde der Sauerstofffluß noch 2 min fortgesetzt.1 mole of cyclohexane and the necessary amount of catalyst were used introduced into the reactor. This was dried with 22.8 l / at Oxygen flushed out while the cyclohexane was heated to the desired reaction temperature « While the flow of oxygen was maintained 1 mole of n-butyraldehyde for a time in the range of 177 slowly pressed into the reactor for up to 191 min. Sowing all of the aldehyde was depressed, the oxygen flow became continued for another 2 minutes.
Die Reaktionsprodukte, einschließlich der im Kühlfinger kondansierten Stoffe, wurden dann in Isopropanol aufgelöst and auf n-Butyraldehyd, 'Cyclohexan, Cyclohexanol, Cyclohexanon, epsilon-Caprolacton, Adipinsäure, Glutarsäure» Bernsteinsäure und n-Buttersäure analysiert. Die Zusammensetzung des ausströmenden Gases wurde mit Hilfe von Massen-The reaction products, including the substances condensed in the cold finger, were then dissolved in isopropanol and on n-butyraldehyde, 'cyclohexane, cyclohexanol, cyclohexanone, epsilon-caprolactone, adipic acid, glutaric acid » Succinic acid and n-butyric acid analyzed. The composition of the outflowing gas was determined with the help of mass
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spektrometrie 'bestimmt·spectrometry 'determined
Die erhaltenen Resultate sind in Tabelle 1 angegeben. Pie Katalysatorkonzentration ist als Teile Katalysatoren tall, je Hillion Teile Cyolohexan (ppm) angegeben. "OgH12-* Oxydationeprodukte" bedeutet Cyclohexanol, Cyclohexanon, epsilon-Oaprolaoton, Adipinsäure, Glutarsäure und Bernsteinsäure. "Verbindungen X" bedeutet Cyclohexanol, Cyclohexanon, epailon-Caprolacton und Adipinsäure. CL bedeutet epsilon-Caprolaoton; AA bedeutet Adipinsäure. In allen Versuchen betrug die umwandlung von n-Butyraldehyd 93 bis 99 i> (auBser in den Versuchen 1 und H, wo sie 87 bzw. 89 $> betrug) und die molare Ausbeute an n-Buttersäure, bezogen auf verbrauchten Butyraldehyd, betrug 82 bis 94 i» (ausser in Beispiel 1, wo sie 65 f> betrug). In den in den Beispielen 1 und H erhaltenen Reaktionsprodukten konnte keine Adipinsäure festgestellt werden.The results obtained are shown in Table 1. Pie catalyst concentration is given as parts of catalysts tall, per Hillion parts of cyolohexane (ppm). "OgH 12 - * oxidation products" means cyclohexanol, cyclohexanone, epsilon-oaprolaotone, adipic acid, glutaric acid and succinic acid. "Compounds X" means cyclohexanol, cyclohexanone, epailon-caprolactone and adipic acid. CL means epsilon-caprolaoton; AA means adipic acid. In all experiments, the conversion of n-butyraldehyde was 82 93 to 99 i> (auBser in Experiments 1 and H, where it was 87 and 89 $>), and the molar yield of n-butyric acid, based on isobutyraldehyde was consumed, up to 94 % (except in Example 1, where it was 65 % ). In the reaction products obtained in Examples 1 and H, no adipic acid could be found.
Bin Vergleich der molaren DurohgangsauBbeuten von Cyclohexanoxydationsprodukten und den molaren Verhältnissen von Cyclohexanoxydationsprodukten zu verbrauchtem Aldehyd, die in den Versuchen erhalten wurden, zeigt, daß diese Werte mit der Katalysatorkonzentration ansteigen und daß Kobalt der wirksamste Katalysator ist. Andererseite fällt dasA comparison of the molar durosity yields of cyclohexane oxidation products and the molar ratios of Cyclohexane oxidation products to consumed aldehyde, the obtained in the experiments shows that these values increase with the catalyst concentration and that cobalt is the most effective catalyst. On the other hand, it falls
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•pellon-^aprolacton:Adipinsäure-Verhältnis mit ansteigender Katalyeatorkoneentration. Chrom gibt das höchste Vexhältnie. Es sohlen, daß bei allen Messungen ein Gemisch aas Kobalt- und Chromverbindungen der beste Katalysator war.• pellon- ^ aprolacton: adipic acid ratio with increasing Catalyst concentration. Chromium gives the highest level of reliability. Solve it so that a mixture aas in all measurements Cobalt and chromium compounds was the best catalyst.
Versuch 14» in welchem kein Katalysator verwendet wurde» ist «um Vergleich beigefügt.Experiment 14 "in which no catalyst was used" is included for comparison.
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Nach der Vorschrift von Beispiel 1 wurden 2 Versuche durchgeführt, welche sich lediglich in der Zeitdauer unterschieden, während der Aldehyd eingedrückt wurde» Die Reaktionstemperaüur betrug ?0°C, und der Katalysator war Kobaltstearat, entsprechend 4 ppm Kobaltraetall, in bezug auf Cyclohexane Die erhaltenen Resul täte sind in Tabelle 2 angegeben.According to the procedure of Example 1, 2 tests were carried out, which differed only in the duration, while the aldehyde was being pressed in »The reaction temperature was -0 ° C and the catalyst was cobalt stearate, accordingly 4 ppm cobalt metal, based on cyclohexane Acts are given in Table 2.
Versuchs Nr.Trial no.
Aldehydeindrückseit {mir.) gewonnenes epsilon-Capro.lacton (g) gewonnene Adipinsäure (g)Aldehydeindrückseit {mir.) Epsilon-Capro.lacton (g) obtained adipic acid (g)
Molare Duchgangsausbettte an Cyolohexanoxydationsprodukten +Molar throughput of cyolohexane oxidation products +
Molares Verhältnis Cyclohexanoxydatlonsgrodukte -f verbrauchter AldehydMolar ratio of cyclohexane oxidation products -f aldehyde consumed
+ Molare Ausbeute an Verbindungen X in Bezug auf verbrauchtes Cyclohexan {%) + Molar yield of compounds X in relation to cyclohexane consumed {%)
Molares Verhältnis epsilon-Caprolactqn AdipinsäureMolar ratio epsilon-caprolactqn adipic acid
Molares Verhältnis {%) Molar ratio {%)
CL + AACL + AA
Cyolohexanoxydationsprodukte + Cyolohexane oxidation products +
+ Die Bedeutungen dieser Ausdrücke sind in Beispiel 1 angegeben.+ The meanings of these expressions are in Example 1 specified.
I/ IQ LI NeUe Unterlaaen (Art. 7 § 1 Abs. 2 Nr. 1 Setz 3 d«8 Änderung«*», v.4. f I / IQ LI new documents (Art. 7, Paragraph 1, Paragraph 2, No. 1 , Clause 3 d «8 Amendment« * », v.4. F
H68121H68121
8 Mol Cyolohexan wurden euaamman mit dem jweils verwendeten Katalysator In einen mit Aluminium ausgekleideten Reaktor von 3 1 Inhalt eingebracht, welcher dann mit Stickstoff auf «Inen Brook von 28 atli gefüllt wurde. Der Inhalt des Reaktors wurde dann auf die gewünschte Reaktionstemperatur erhltet, und ein Üemisoh aus Sauerstoff und Stickstoff mit 5 ?ol.-4l Sauerstoff wurde mit 1900 1/st durch den Inhalt des Reaktor« geleitet, währenddessen gleichzeitig 2 Hol n-Butyraldehyd pro Stunde mit Hilfe einer Mikropumpe in den Reaktor eingedrückt wurden. Der Reaktordruok wurde automatisch auf 2Θ atü reguliert. Der Zeitraum für die Zugabe des Aldehyds betrug 2 at. Nachdem das Eindrücken des Aldehyde bu Ende war, wurde der Fluß des Sauerstoff/Stioketoif-Gasgemieohee 5 min fortgesetzt.8 moles of cyolohexane were euaamman with the catalyst used in each case in an aluminum-lined Introduced a reactor with a capacity of 3 liters, which was then filled with nitrogen to an Inen Brook of 28 atli. The content of the reactor was then kept to the desired reaction temperature, and a mixture of oxygen and nitrogen with 5? ol.-4l of oxygen was carried out at 1900 l / st the contents of the reactor «passed, while at the same time 2 Hol n-butyraldehyde per hour with the help of a Micropump were pushed into the reactor. The reactor pressure was automatically regulated to 2 atmospheres. The period of time for the addition of the aldehyde was 2 at Pushing in the aldehyde was bu end, the flow of the Oxygen / Stioketoif gas mixture continued for 5 min.
Das Reaktionsprodukte wurde dann abgekühlt, nötigenfalls durch die Zugabe von I so propan öl homogen gemaoht und analysiert. Die erhaltenen Resultate sind in Tabelle 3 angegeben. Die Katalysatorkonsentratlon ist in Teile Katalysatormetall je Million Teile Oyclohexan angegeben. 11CgH1 g-Oxydationsprodukte" bedeutet, Cyclohexanol, Cyclohexanon, epsilon-Caprolaoton, Adipinsäure, Glutarsäure, Bernsteinsäure undThe reaction product was then cooled, if necessary made homogeneous by the addition of 1% propane oil and analyzed. The results obtained are shown in Table 3. The catalyst concentration is given in parts of catalyst metal per million parts of cyclohexane. 11 CgH 1 g oxidation products "means cyclohexanol, cyclohexanone, epsilon-caprolaoton, adipic acid, glutaric acid, succinic acid and
909805/1041909805/1041
U68121U68121
n-Buttersäureoyolohexylester, CL bedeutet epeilon-Caprolaoton und AA Adipinsäure,n-Butyräureoyolohexylester, CL means epeilon-Caprolaoton and AA adipic acid,
In allen Versuchen betrug die Tiarwandlung von n-Butyraldehyd 93 bis 96 i» und die molare Auebeute an n-Bottereäure 75 bis 93 $>9 in bezug auf verbrauchten Butyraldehyd.In all experiments, the Tiarwandlung of n-butyraldehyde 93 to 96 i "and the molar Auebeute of n-Bottereäure 75-93 $> 9 was consumed with respect to butyraldehyde.
ww Sie erhaltenen experimentellen Besultate zeigen, daß Cyolo-The experimental results obtained show that Cyolo-
hexan in epeilon-Gaprolaoton und Adipinsäure auch in Abwesenheit eines Katalysators bei Temperaturen von 750C und darftber kooxydiert werden kann, obwohl ein Katalysator vorteilhaft sein kann. Weiterhin durchläuft die Bildung an epellon-Caprolaoton in Gegenwart oder Abwesenheit einet Katalysators mit steigender Temperatur ein Maximum, während die Bildung von Adipinsäure mit steigender Temperatur su-hexane in epeilon-Gaprolaoton and adipic acid even in the absence of a catalyst at temperatures of 75 0 C and kooxydiert darftber, although a catalyst may be advantageous. Furthermore, the formation of epellon-Caprolaoton in the presence or absence of a catalyst passes through a maximum with increasing temperature, while the formation of adipic acid increases with increasing temperature.
909805/1041909805/1041
S
ιt
S.
ι
οο
ο
satorKataly
sator
;orkonz.Catalysa-
; orconc.
ausbeute anPassage
yield at
nisMolar ratio
nis
epsilon-won
epsilon-
epsilon-Molar ratio
epsilon-
CL 4- AA Molar ratio
CL 4- AA
produkteC ^ H. p-oxidation
Products
(S) Caprolactone
(S)
tionsprod.(^)CgH-p-Oxyda-
tion prod. (^)
dehydconsumed Al
dehyd
thenatChromnaph
thenat
thenatthenat
thenat &
Cnrotnnaph-
thenatCobalt naph
thenat &
Cnrotnnaph-
thenat
3,7)3.7)
U68121 - i8 - U68121 - i8 -
Um die Wlederelnspelsung von Cyclohexanol und Cyclohexanon zu erläutern, wurde nach der Vorschrift von Beispiel 1 bei 700C eine Reihe von Versuchen ausgeführt, wobei ein Kobaltstearat/ Chromnaphthenat-Katalysator, der 1,6 ppm Kobalt und 3,5 ppm Chrom, in Bezug auf Cyolohexan, enthielt, verwendet wurde. Diese Ver-W suche zeigten, daß bei einem Gehalt von 2,4 MoI-$ Cyclohexanol und 7*7 Mol.-J^ Cyclohexanon in der Cyclohexanbeschickung eine Nettonuliproduktion von Cyclohexanol und Cyclohexanon erhalten wurde, wobei die Ergebnisse der Reaktion folgendermaßen waren:To illustrate the Wlederelnspelsung of cyclohexanol and cyclohexanone, a series of experiments was carried out according to the procedure of Example 1 at 70 0 C, using a cobalt stearate / chromium naphthenate catalyst containing 1.6 ppm of cobalt and 3.5 ppm chromium, in relation on cyolohexane, was used. This encryption W search showed that 7 * J ^ Mol cyclohexanone was obtained Nettonuliproduktion of cyclohexanol and cyclohexanone in the Cyclohexanbeschickung at a content of 2.4 MOI $ cyclohexanol and 7, wherein the results of the reaction were as follows:
tionsprodukten + : verbrauchtem Aldehydtion products +: spent aldehyde
Molare Ausbeute an Verbindungen X+, in bezug 8o % auf verbrauchtes CyclohexanMolar yield of compounds X +, based on 80% of cyclohexane consumed
+ Die Bedeutung dieser Ausdrücke sind in Beispiel 1 angegeben.+ The meanings of these terms are given in Example 1.
- 19-909805/1041- 19-909805 / 1041
U68121U68121
- 19 -Beispiel 5- 19 - Example 5
1 Mol Cyolohexan und Kobaltstearat sowie Chroranaphthenat, entspreohend 0*5 ppm Kobalt und 3«8 ppm Chrom, in bezug auf Cyclohexane wurden in den in Beispiel 1 beschriebenen Reaktor eingebracht. Wäbrend ein PIuB von 22,8 1 Sauerstoff /st durch den Reaktor und eine Reaktionstemperatur von 700C aufrecht erhalten wurden, wurde 1 Mol Zsobutyraldehyd kontinuierlich wahrend einer Zeit von 183 min in den Reaktor eingedruckt. Das Reaktionsprodukt wurde dann nach der Vorschrift von Beispiel 1 analysiert.1 mole of cyolohexane and cobalt stearate and also chromium anaphthenate, corresponding to 0 * 5 ppm cobalt and 3 «8 ppm chromium, in relation to cyclohexanes, were introduced into the reactor described in Example 1. Were Wäbrend a PIuB 22.8 1 oxygen / st maintained through the reactor and a reaction temperature of 70 0 C, 1 mol Zsobutyraldehyd was continuously during imprinted a time of 183 minutes in the reactor. The reaction product was then analyzed according to the procedure of Example 1.
epsllon-Caprolaoton 4,0epsllon-caprolaoton 4.0
iBobuttersäure 62,3iBobutyric acid 62.3
eingebrachter Aldehyd 0,143introduced aldehyde 0.143
-20--20-
909805/1041909805/1041
U68121U68121
- 20 -Beispiel 6- 20 - Example 6
Der in Beispiel 5 beschriebene Verauoh wurde wiederholt, wobei jedoch anstelle von Isobutyraldehyd frisch destliierter Benzaldehyd verwendet wurde.The procedure described in Example 5 was repeated, wherein however, freshly distilled benzaldehyde was used instead of isobutyraldehyde.
epsilon-Caprolaoton 3*3epsilon-caprolaoton 3 * 3
8 Mol Cyclohexan, 672 g Aceton sowie Kobalt-II- und Chromnaphthenat, entsprechend 0,5 ppm Kobalt und 3,6 ppm Chrom, In bezug auf Cyclohexan plus Aceton, wurden in einen mit Aluminium ausgekleideten Reaktor von 3 1 Fassungsvermögen eingebracht. Durch die Reaktibnsteilnehmer wurden I9OO l/st eines Gemisches aus Sauerstoff und Stickstoff mit 5,1 Vol.-Ji Sauerstoff geleitet, wobei die Reaktionsstoffe auf einer Temperatur von 960C und unter einem Druck von 28 atU gehalten wurden. Während eines Zeltraumes von 2 st wurden in den Reaktor kontinuierlich 4 Mol Acetaldehyd eingeführt. Die Ergebnisse dieses Versuchs waren8 moles of cyclohexane, 672 g of acetone and cobalt (II) and chromium naphthenate, corresponding to 0.5 ppm of cobalt and 3.6 ppm of chromium, with respect to cyclohexane plus acetone, were introduced into an aluminum-lined reactor with a capacity of 3 l. By Reaktibnsteilnehmer I9OO l were / st of a mixture of oxygen and nitrogen with 5.1 vol Ji oxygen passed, the reactants were maintained at a temperature of 96 0 C and under a pressure of 28 ATU. Over a period of 2 hours, 4 moles of acetaldehyde were continuously introduced into the reactor. The results of this experiment were
wie folgt:as follows:
9ΐ) 9805/1041 -/219ΐ) 9805/1041 - / 21
Umwandlung des Cyclohexane Umwandlung des Acetaldehyde Produktgewiohte (g)Conversion of the Cyclohexane Conversion of the Acetaldehyde Product weight (g)
epsilon-Caprolactonepsilon-caprolactone
Molare Durchgangsausbeute an CyclohexanoxydatlonsproduktenMolar throughput of Cyclohexanoxydatlonsprodukte
Cyclohexanoxydationsprodukte verbrauchter AldehydAldehyde consumed cyclohexane oxidation products
Molares Verhältnis epsilon-Caprolacton AdipinsäureMolar ratio epsilon-caprolactone adipic acid
33,8 8233.8 82
24,2 76,324.2 76.3
2,9 22,7 156,62.9 22.7 156.6
15,9 0,38815.9 0.388
0,160.16
Patentansprüche:Patent claims:
909805/1041909805/1041
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB5068163A GB1076455A (en) | 1963-12-23 | 1963-12-23 | Improvements in and relating to the co-oxidation of cyclohexane and aldehydes |
Publications (1)
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Family
ID=10456922
Family Applications (1)
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Country Status (3)
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GB (1) | GB1076455A (en) |
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US3904675A (en) * | 1972-03-08 | 1975-09-09 | Union Carbide Corp | Non-catalytic liquid phase oxidation of butane |
-
1963
- 1963-12-23 GB GB5068163A patent/GB1076455A/en not_active Expired
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1964
- 1964-12-22 DE DE19641468121 patent/DE1468121A1/en active Pending
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Also Published As
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