DE2853990A1

DE2853990A1 - Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von fettalkoholen

Info

Publication number: DE2853990A1
Application number: DE19782853990
Authority: DE
Inventors: Friedemann Dipl Ing Marschner; Hans Joachim Dipl Chem Schmidt; Theodor Dipl Chem Voeste
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1978-12-14
Filing date: 1978-12-14
Publication date: 1980-07-03
Also published as: JPH02329B2; GB2037750A; US4259536A; GB2037750B; DE2853990C2; JPS5585531A

Description

METALLGESELLSCHAFT 7. Dezember 1978

Aktiengesellschaft DRLA/LWÜ

Reuterweg 14
6000 Frankfurt/M. 1

Prov. Nr. 8362 LO

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Fettalkoholen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herste]lung von Fettalkoholen durch katalytische Hydrierung von Fettsäuren oder Fettsäurederivaten bei Temperaturen von 240 bis 330 ⁰C und Drücken von 200 bis 700 at in Gegenwart von Kupfer-Chromoxid-Katalysatoren, die durch zusätzliche Komponenten modifiziert sein.können, durch Einleitung des zu hydrierenden Gutes in einen mit einem Rücklaufrohr versehenen Hochdruckraum, Zufuhr von Wasserstoff und Zufuhr des Katalysators in Form einer Dispersion in diesen Hochdruckraum, intensive Durchmischung des Ganzen, Durchführung der Reaktion in Gegenwart einer großen Menge fast oder ganz ausreagierten Gutes, Abzug des überschüssigen Wasserstoffes und Rückführung in den Hochdruckraum und Abzug des Reaktionsproduktes.

6B0027/OU8

Bei derartigen Verfahren ist eine gute Durchmischung und ein intensiver Stoffaustausch erwünscht. Es wird eine hohe Ausbeute an hydriertem Produkt erstrebt und der eingesetzte Katalysator soll eine möglichst lange Gebrauchsdauer aufweisen.

Zur Erfüllung dieser Erfordernisse ist es bekannt, Fettalkohole kontinuierlich durch katalytische Hydrierung von Fettsäure oder Fettsäurederivaten bei Temperaturen von 240 bis 330 ⁰C und Drücken von 200 bis 700 at in Gegenwart von Kupfer-Chromoxid-Katalysatoren, die durch zusätzliche Komponenten modifiziert sein können, dadurch herzustellen, daß das zu hydrierende Gut kontinuierlich in einen Hochdruckraum eingeleitet wird, in welchem eine große Menge fast oder ganz ausreagierten Gutes in intensiver Durchmischung mit dem Katalysator und dem Wasserstoff gehalten wird (DE-AS 11 12 056; US-PS 3 180 898).

Zur Durchführung des bekannten Verfahrens wird im allgemeinen so vorgegangen, daß die Reaktion in einem Hochdruckreaktor durchgeführt wird, in welchem ein Rücklaufrohr zweckmäßig zentral zur Rückführung des ausreagierten Gutes angeordnet ist. Wasserstoff wird am unteren Ende des Reaktors eingebracht und verteilt. Durch eine Mammutpumpenwirkung des überschüssig angewendeten Wasserstoffes steigt der katalysatorhaltige Fettalkohol nach oben und strömt nach Abscheidung des Wasserstoffes durch das Rücklaufrohr in den unteren Teil des Reaktors zurück. Um die Mammutpumpenwirkung des Wasserstoffes möglichst wirksam werden zu lassen, wird der Wasserstoff durch geeignete Vorrichtungen im oberen Teil des Reaktors möglichst wirksan abgeschieden, damit die Rücklaufgeschwindigkeit möglichst wenig durch mitgerissene Wasserstoffblasen gebremst wird. Üblicherweise in Fettalkohol angeteigter Katalysator wird in der benötigten Menge ebenfalls in den Reaktorkreislauf eingespeist. Die Säure wird am unteren Ende des Reaktors möglichst

O30027/0U8

gleichmäßig verteilt und vermischt sich mit dem umlaufenden Reaktionsgemisch. Dabei soll das Verhältnis vom zugeführten Gut zum umlaufenden Reaktionsgemisch mindestens 1:10 betragen; vorzugsweise 1:100 Ms 1:1000. Dadurch wird eine solche Durchmischung erreicht, daß der Katalysator nur wenig geschädigt wird. Durch die Durchmischung der Fettsäure mit praktisch ausreagiertem Gut und die Anwesenheit von überschüssigem Wasserstoff - der Überschuß .an Wasserstoff liegt mindestens beim 3-fachen, zweckmäßig aber beim 10- bis 50-fachen Wasserstoffverbrauch - wird nicht nur schnell eine Verdünnung der Fettsäure durchgeführt, sondern auch eine sehr wirkungsvolle Veresterung der Fettsäure mit ausreagiertem Gut - also Fettalkohol - erreicht. Dieser Fettsäure-Fettalkoholester greift den Katalysator nicht mehr an und wird im Reaktionsraum zu Fettalkohol hydriert. Der überschüssige Wasserstoff verläßt den Reaktor am oberen Ende zusammen mit dem Reaktionswasser, dem Fettalkohol und dem Katalysator in einer Menge, wie sie den zugeführten Mengen von Fettsäure und der Katalysatordispersion entspricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Durchmischung des umlaufenden Gutes mit der zugeführten Fettsäure zu verbessern, um dadurch den Säureangriff auf den Katalysator weiter herabzusetzen. Dadurch soll der Katalysator weniger geschädigt werden, als es bei dem früher beschriebenen Verfahren der Fall war. Ferner soll der Durchsatz erhöht und/oder eine Verringerung des Katalysatorverbrauchs bewirkt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man den Wasserstoff in den Hochdruckraum, über 4 bis 10 Düsen im unteren Bereich des Ringraumes verteilt, einleitet, wobei man die Düsen so bemißt, daß in ihnen ein Druckverlust von 5 bis 50, vorzugsweise 15 bis 30 at,eintritt, daß man oberhalb der Düsen Leitrohre anordnet, die man so bemißt, daß die Summe der Querschnitte dieser Leitrohre 70 bis 150 % des·Querschnittes des Rücklaufrohres ausmacht, daß man die

O30027/0U8

Düsen zentral unter den Leitrohren in einem Abstand der Hälfte bis zu zwei Durchmessern des Leitrohres anordnet, daß die Höhe der Leitrohre das 3- "bis 10-fache, vorzugsweise das 5-fache, des Durchmessers eines Leitrohres beträgt, daß die unteren Enden der Leitrohre etwa mit dem unteren Ende des Rücklaufrohres abschließen und höchstens bis zu drei Durchmessern eines Leitrohres höher angeordnet sein können und daß man das zu hydrierende Gut und die Katalysatordispersion oberhalb der Düsen für den zuzuführenden Wasserstoff einführt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung führt man das zu hydrierende Gut oberhalb der Düsjen für den zuzuführenden Wasserstoff in einer Höhe von etwa der Hälfte des Durchmessers eines Leitrohres unter dem Ende eines Leitrohres bis zu etwa einem ganzen Durchmesser eines Leitrohres oberhalb des unteren Endes eines Leitrohres zu und verteilt es auf die einzelnen Leitrohre.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ordnet man die Düsen für den zuzuführenden Wasserstoff zentral unterhalb der Leitrohre in einem Abstand von einer Hälfte bis zu zwei Durchmessern eines Leitrohres an.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß man die Katalysatordispersion in gleicher Weise wie das zu hydrierende Gut einem Leitrohr zuführt. Es ist dabei zweckmäßig, dem einen oder höchstens zwei Leitrohren, in welchen die Katalysatordurchmischung stattfindet, keine Fettsäure zuzuführen, damit sich der Katalysator mit überschüssigem Wasserstoff bei großer Turbulenz aktivieren kann.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es nach einem einfachen und wirtschaftlichen Verfahren gelingt, Fettsäuren und deren Derivate zu Fett-

030027/0148

alkoholen zu reduzieren. Das Verfahren arbeitet vollkontinuierlich. Bei schonender Behandlung des Katalysators wird eine hohe Ausbeute an Endprodukt erzielt.

Die hohe Geschwindigkeit, mit der der Wasserstoff, verteilt durch entsprechend ausgebildete und angeordnete Düsen, zugeführt wird, bewirkt eine gute Durchmischung und einen intensiven Stoffaustausch zwischen den Reaktionspartnern. Außerhalb der Leitrohre - im Bereich des Ringraumes - tritt sogar eine Rückströmung ein, so daß sich in den Leitrohren eine besonders hohe Strömung ergibt, zumal die Geschwindigkeit des im Rücklaufrohr abwärts strömenden Reaktionsgutes durch die beschriebenen Maßnahmen nicht verringert, sondern sogar vergrößert wird. Alle Maßnahmen zusammengenommen bewirken eine momentane Durchmischung auf kleinstem Raum in Anwesenheit von Wasserstoff bei hoher Turbulenz.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen "Verfahrens geeignete Vorrichtung ist beispielsweise und schematisch in der Zeichnung dargestellt.

Es bedeuten:

1 Hochdruckraum, 2 Rücklaufrohr, 3 Leitrohr, 4 Ringraum, 5 Zufuhr Wasserstoff, 6 Düsen, 7 Zufuhr des zu hydrierenden Gutes, 8 Zufuhr Katalysatordispersion, 9 Abzug hydriertes Produkt und 10 Rückführung überschüssigen Wasserstoffes.

»30027/0U9

L e e r s e i t e

Claims

-Z-

NACHQEREICHT

Patentansprüche

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Fettalkoholen durch katalytisch^ Hydrierung von Fettsäuren oder Fettsäurederivaten bei Temperaturen von 240 bis 330 °C und Drücken von 200 bis 700 at in Gegenwart von Kupfer-Chromoxid-Katalysatoren, die durch zusätzliche Komponenten modifiziert sein können, durch Einleitung des zu hydrierenden Gutes in einen mit einem Rücklaufrohr versehenen Hochdruckraum, Zufuhr von Wasserstoff und Zufuhr des Katalysators in Form einer Dispersion in diesen Hochdruckraum, intensive Durchnischung des Ganzen, Durchführung der Reaktion in Gegenwart einer großen Menge fast oder ganz ausreagierten Gutes, Abzug des überschüssigen Wasserstoffs und Rückführung in den Hochdruckraum und Abzug des Reaktionsproduktes, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wasserstoff in den Hochdruckraum, über 4 bis 10 Düsen im unteren Bereich des Ringraumes verteilt, einleitet, wobei man die Düsen so bemißt, daß in ihnen ein Druckverlust von 5 bis 50, vorzugsweise 15 bis at, eintritt, daß man oberhalb der Düsen Leitrohre anordnet, die man so bemißt, daß die Summe der Querschnitte dieser Leitrohre 70 bis 150 % des Querschnitts des Rücklaufrohres ausmacht, daß man die Düsen zentral unter den Leitrohren in einem Abstand der Hälfte bis zu zv/ei Durchmessern des Leitrohres anordnet, daß die Höhe der Leitrohre das 3- bis 10-fache, vorzugsweise das 5-fache, des Durchmessers eines Leitrohres beträgt, daß die unteren Enden der Leitrohre etwa mit dem unteren Ende des Rücklaufrohres abschließen und höchstens bis zu drei Durchmessern eines Leitrohres höher angeordnet sein können und daß man das zu

G&0027/0U8

hydrierende Gut und die Katalysatordispersion oberhalb der Düsen für den zuzuführenden Wasserstoff einführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das zu hydrierende Gut oberhalb der Düsen für den zuzuführenden Wasserstoff in einer Höhe von etwa der Hälfte des Durchmessers eines Leitrohres unter dem Ende eines Leitrohres bis zu etwa einem ganzen Durchmesser eines Leitrohres oberhalb des unteren Endes eines Leitrohres zuführt und auf die einzelnen Leitrohre verteilt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß man die Düsen für den zuzuführenden Wasserstoff zentral unterhalb der Leitrohre in einem Abstand von einer Hälfte bis zu zwei Durchmessern eines Leitrohres anordnet.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Katalysatordispersion in gleicher Weise wie das zu hydrierende Gut einem Leitrohr zuführt.

&30027/OU8