DE4136044A1 - Herstellung von thf aus 1,4-butandiol unter verwendung eines polybenzimidazol-katalysators - Google Patents
Herstellung von thf aus 1,4-butandiol unter verwendung eines polybenzimidazol-katalysatorsInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung von Tetrahydrofuran ("THF") aus 1,4-Butan
diol und insbesondere ein solches Verfahren, bei dem
Polybenzimidazol ("PBI") die Umwandlung des 1,4-Butan
diols in THF katalysiert.
Mehr als die Hälfte des weltweit erzeugten THF wird aus
1,4-Butandiol hergestellt. Es ist wohlbekannt, daß THF
als Folgeprodukt der Wasserabspaltung und Cyclisierung
von 1,4-Butandiol gebildet wird. Diese Reaktion läuft
jedoch in Abwesenheit eines Katalysators sehr langsam
ab.
Eine Vielfalt von Katalysatoren ist bekannt, um die
Umwandlung von 1,4-Butandiol in Tetrahydrofuran zu
fördern, darunter Schwefelsäure, Oxalsäure, Phosphor
säure, Kupfersulfat, Magnesiumchlorid, Zinkchlorid, eine
Anzahl Metalloxide und -phosphate, Sulfonsäure-Kationen
austausch-Harze, saure kern-sulfonierte vernetzte
aromatische Kohlenwasserstoff-Harze und mit Aluminium
hydrid imprägniertes Siliciumdioxid. Verfahren zur
katalytischen Herstellung von THF aus 1,4-Butandiol sind
in den US-PSen 43 80 657, 41 96 130, 37 26 905 und
34 67 679 beschrieben, auf deren Offenbarungen hier
Bezug genommen wird.
Zu den allgemeinen Nachteilen im Zusammenhang mit den
gegenwärtig bei Verfahren zur Herstellung von THF einge
setzten Katalysatoren zählen begrenzte Selektivität,
hoher Energiebedarf, hohe Kosten, Korrosivität, kurze
Katalysator-Lebensdauer und/oder Einbußen an Materialien
oder Produkt.
Beispielsweise haben starke Säuren wie Schwefelsäure den
Nachteil, daß sie in hohem Maße korrosiv sind. Dies ist
insbesondere schädlich gegenüber metallischen Reaktions
gefäßen.
Einige andere Katalysatoren wie die Kationenaustausch-
Harze arbeiten nur bei sehr hohen Temperaturen. Hohe
Temperaturen steigern ebenso die Energie-Kosten, wie sie
den unerwünschten Abbau des Katalysators, des Produkts
und/oder des Ausgangsmaterials fördern. Diese Harz-
Katalysatoren haben oft nur eine jeweils relativ kurze
Lebensdauer.
Gegenwärtig umfaßt ein gebräuchliches technisches Ver
fahren zur THF-Erzeugung das Erhitzen von 1,4-Butandiol
in Gegenwart von Schwefel- oder Phosphorsäure bei erhöh
ten Drücken auf Temperaturen oberhalb von 270°C. Dieses
Verfahren neigt dazu, die Reaktionsgefäße rasch zu kor
rodieren, und benötigt einen ziemlich hohen Betrag an
Energie. Unter diesen Bedingungen wird gewöhnlich eine
Produkt-Selektivität für THF von 90 bis 99% erzielt;
eine Anzahl Nebenprodukte bildet sich während der Reak
tion. Ein zusätzlicher Arbeitsgang kann nötig werden, um
diese Nebenprodukte zu entfernen.
Fig. 1 zeigt eine graphische Darstellung der Menge des
produzierten THF/Wassers über der Reaktionszeit für zwei
getrennte Versuche unter Verwendung eines PBI-Katalysa
tors der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung der Menge des
produzierten THF in Gramm über der Reaktionszeit für
zwei verschiedene PBI-Katalysatoren der vorliegenden
Erfindung, von denen einer einen niedrigen Schwefel-
Gehalt und der andere einen hohen Schwefel-Gehalt auf
weist.
Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zur Umwand
lung von 1,4-Butandiol in Tetrahydrofuran unter Einsatz
von Polybenzimidazol, um die Reaktion zu katalysieren.
Diese Transformation wird erreicht durch Erhitzen des
1,4-Butandiols in Anwesenheit des PBI. Das THF-Produkt
kann aus der Reaktionslösung abdestilliert werden.
Der PBI-Katalysator der vorliegenden Erfindung liegt in
der protonierten oder sauren Form vor, nachdem er mit
einer starken wäßrigen Säure wie Schwefelsäure vorbe
handelt wurde. Vorbehandelte mikroporöse PBI-Harz-
Kügelchen oder andere Formen des PBI können in der
vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
neuen Katalysator für die Umwandlung von 1,4-Butandiol
in THF bereitzustellen.
Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen nicht-korrosiven Katalysator bereitzustellen, der
1,4-Butandiol schnell und wirtschaftlich in THF über
führt und nicht leicht abgebaut wird.
Es ist noch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Verfahren zur Herstellung von THF ohne die Bildung einer
nennenswerten Menge an Nebenprodukten verfügbar zu
machen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Verfahren und einen Katalysator zur Umwandlung von
1,4-Butandiol in THF bei relativ niedrigen oder mäßigen
Temperaturen verfügbar zu machen.
Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung
werden dem Fachmann aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen und
Figuren deutlich.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird 1,4-Butandiol in
Gegenwart von Polybenzimidazol (Säure-Form) erhitzt,
wobei das 1,4-Butandiol-Molekül ein Wasser-Molekül
verliert und die cyclische Verbindung Tetrahydrofuran
bildet. Eine Mischung aus Wasser und THF destilliert aus
der Reaktionsmischung ab.
Die Erfindung kann in der Praxis sowohl chargenweise als
auch kontinuierlich oder semi-kontinuierlich durchge
führt werden. Typischerweise liegen die angewandten
Temperaturen im Bereich zwischen etwa 60-63°C (dem
Siedepunkt des THF:Wasser-94 : 6-Azeotrops) und etwa
220°C. Die letztere Temperatur liegt dicht bei dem
Siedepunkt des Ausgangsstoffs, 1,4-Butandiol. PBI ist
jedoch bei viel höheren Temperaturen stabil, so daß die
Reaktion unter Druck bei Temperaturen durchgeführt
werden kann, die wenigstens die Höhe von 250°C er
reichen. Niedrigere Temperaturen können ebenfalls ange
wandt werden, wenn die Destillation unter vermindertem
Druck vorgenommen wird. Bei sehr niedrigen Temperaturen
kann jedoch die Reaktionsgeschwindigkeit unannehmbar
langsam sein.
Es wird bevorzugt, die Reaktion bei Atmosphärendruck
innerhalb eines ungefähren Temperaturbereichs von 100°C
bis 220°C durchzuführen, wobei der Bereich von etwa
120°C bis 200°C mehr bevorzugt wird und der Bereich
von etwa 125°C bis 150°C am meisten bevorzugt wird.
Jedoch kann der Druck auch höher oder niedriger als der
Atmosphärendruck sein.
Es ist zweckmäßig, eine solche Kombination aus Tempera
tur und Druck zur Anwendung zu bringen, bei der der
Dampfdruck des Ausgangsstoffs unter dem Reaktionsdruck
liegt, während der Dampfdruck des THF-Wasser-Azeotrops
wenigstens gleich dem Reaktionsdruck ist; diese Kombina
tion verhindert das Verdampfen des Ausgangsstoffs, wäh
rend sie die Destillation des Azeotrops erleichtert. Der
Fachmann weiß, wie er die Temperatur und den Druck ein
zustellen hat, um dieses Ergebnis zu erzielen. Die Wahl
der Reaktionsbedingungen wird durch die gewünschte Reak
tionsgeschwindigkeit beeinflußt. Obwohl beispielsweise
eine Vakuumdestillation bei Temperaturen gut unterhalb
von 60°C möglich ist, wäre es ratsam, eine hinreichend
hohe Temperatur anzuwenden, um die Reaktion bei einer
wünschenswert schnellen Geschwindigkeit zu betreiben.
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Er
findung kombinieren den Schritt der Reaktion mit einem
Schritt der Destillations-Trennung. Es ist jedoch aus
drücklich festzustellen, daß dies keine Notwendigkeit
darstellt. Man könnte eine solche Temperatur-Druck-
Kombination wählen, bei der das 1,4-Butandiol dehydrati
siert und kondensiert und dabei das Produkt bildet,
wobei das Produkt jedoch in Lösung verbleibt; in diesem
Fall könnte das THF anschließend aus der Lösung abge
trennt werden, entweder durch Destillation oder mittels
anderer bekannter Trennmethoden.
Man nimmt an, daß die einstufige Reaktion-Destillation
aus mehreren Gründen am effizientesten ist, darunter den
folgenden: Die Entfernung des Produkts aus der Reak
tionsmischung treibt das Reaktionsgleichgewicht in die
Richtung der Bildung von weiterem THF; der gesamte Pro
zeß verläuft schneller, wenn er in einem Schritt er
folgt; und die Energie, die zum Betrieb der Reaktion
aufgewandt wird, wird auch dazu benutzt, um die Abtren
nung des Produkts aus der Mischung mit dem Ausgangsstoff
zu betreiben.
Das Ausgangsmaterial, 1,4-Butandiol, ist weit verbreitet
im Handel erhältlich. Es kann nach einer Anzahl Methoden
produziert werden, einschließlich der Umsetzung von
Formaldehyd mit Acetylen, der Hydrolyse von N,N′-Di
nitro-1,4-butandiamin mit verdünnter Schwefelsäure, der
Reduktion von Bernsteinsäureestern oder Succinaldehyd
und der Hydrierung von Butindiol. Technisch werden
beträchtliche Mengen 1,4-Butandiol zur Erzeugung von
THF, Polymeren und Butyrolacton verwendet.
Das bevorzugte Polybenzimidazol, Poly(2,2′-(m-phenylen)-
5,5′-bibenzimidazol) ist im Handel erhältlich bei
Hoechst Celanese Corporation (Charlotte, N.C., USA).
Polybenzimidazole sind eine Klasse linearer Polymerer
mit Repetiereinheiten, die die Benzimidazol-Struktur
einheit enthalten:
Diese Verbindungen sind nicht-brennbar und können zu
Fasern, Folien und Membranen geformt werden, die her
vorragende thermische, physikalische und chemische
Stabilität besitzen. Verfahren zu ihrer Herstellung sind
beispielsweise offenbart in dem US-Reissue-Patent 26 065
und den US-PSen 33 13 783, 35 09 108, 35 55 389,
34 33 772, 34 08 336, 35 49 603, 37 08 439, 41 54 919
und 43 12 976, auf deren Offenbarungen hier Bezug ge
nommen wird.
Polybenzimidazole werden üblicherweise hergestellt durch
Kondensation von Tetraamino-Verbindungen mit Dicarbon
sauren (oder deren Estern oder Halogenid-Salzen) .
Beispielsweise kann Poly(2,2′-(m-phenylen)-5,5′-bibenz
imidazol) hergestellt werden durch Umsetzung von
Diphenylisophthalat mit 3,3′,4,4′-Tetraaminobiphenyl:
Allgemeiner lehrt die US-PS 28 95 948 die folgende Kon
densations-Reaktion zur Herstellung von Polybenzimid
azol:
Hierin ist R eine Gruppe, die aus der aus Diphenyl-Bin
dungen und zweiwertigen Resten bestehenden Klasse ausge
wählt ist, und n ist eine ganze Zahl von 4 bis 8. Andere
Beispiele für übliche Verfahren sind in den US-PSen
48 14 530, 44 31 796 und 44 14 383 offenbart.
Die Polymerisation des PBI kann auf verschiedene Weise
bewerkstelligt werden, etwa in Polyphosphorsäure oder
einem heißem geschmolzenen Nichtlösungsmittel wie Sulfo
lan oder Diphenylsulfon. Schmelze-Festphase-Polymerisa
tion ist der technisch praktikable Weg.
PBI kann in vielen Formen produziert werden, darunter
massive und hohle Fasern, Folien und Membranen, mikro
poröse Kügelchen, geformte Gegenstände und dergleichen.
Wenngleich PBI in praktisch jeder Form eingesetzt werden
kann, um die Erzeugung von THF gemäß der vorliegenden
Erfindung zu katalysieren, werden mikroporöse Harz-
Kügelchen bevorzugt.
PBI kann aus einer Lösung mittels wohlbekannter Methoden
in mikroporöse Kügelchen, Fasern oder andere physikali
sche Formen überführt werden. Beispielsweise kann die
Lösung durch feine Löcher hindurchgesprüht werden, um
runde flüssige Aerosol-Teilchen zu bilden, die abgekühlt
werden, um dann mikroporöse Kügelchen zu bilden. Die
Lösung kann auch unter Anwendung einer technischen
Spinnapparatur zu Fasern versponnen werden. Solche
Techniken sind nicht einzigartig für PBI, sondern sie
werden seit vielen Jahren auf eine Vielfalt unterschied
licher Polymerer angewandt. Siehe A. Buckley et al.,
"Polybenzimidazoles", Encyclopedia of Polym. Sci. Eng.,
Mark, Bikales, Overberger & Menges, Hrsg., Band 11, S.
572-601 (1988).
Unabhängig davon, welche physikalische Form oder exakte
chemische Zusammensetzung das in der vorliegenden Erfin
dung eingesetzte PBI besitzt, ist es zur Gewinnung der
gewunschten katalytischen Aktivität notwendig, das PBI
mit einer starken Säure, z. B. Schwefelsäure, vorzube
handeln, um das Polymer in die protonierte (Säure-) Form
zu überführen. Dies ist ein einfacher Arbeitsgang, der
dem Fachmann wohlbekannt ist.
Polybenzimidazole sind für ihre Stabilität bei hohen
Temperaturen, Nicht-Brennbarkeit und hohe chemische
Beständigkeit bekannt. Im Gegensatz zu den Säure-Harzen,
die dafür bekannt sind, daß sie die THF-Erzeugung kata
lysieren, hat PBI eine signifikant längere Katalysator-
Lebensdauer. Weiterhin ist PBI befähigt, die Produktion
von THF aus 1,4-Butandiol bei relativ milden Temperatu
ren zu katalysieren, wenngleich es auch für einen Ein
satz bei so hohen Temperaturen wie etwa 250°C und
höher über längere Zeit hinweg gut geeignet ist. PBI
wirkt auch nicht korrosiv oder schädlich gegen Reak
tionsgefäße.
Anders als mit anderen Katalysatoren verläuft die
PBI-katalysierte Produktion von THF ohne eine signifikante
Bildung von Nebenprodukten oder Nebenreaktionen. Diese
hohe Selektivität macht das Verfahren effizienter und
vereinfacht die Reinigung des Produkts. In den bevorzug
ten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird
ein azeotropes Gemisch von etwa 94% THF und etwa 6%
Wasser aus dem Reaktionsgefäß abdestilliert. Das Wasser
kann von dem THF mittels wohlbekannter Methoden abge
trennt werden. Beispielsweise können Trockenmittel wie
Calciumchlorid oder eine azeotrope Destillation (z. B.
unter Verwendung von Benzol) zur Entfernung des Wassers
eingesetzt werden.
Das Verfahren zur Herstellung von THF gemäß der vor
liegenden Erfindung hat den zusätzlichen Vorteil, daß im
Vergleich zu vielen anderen Katalysatoren die Einbußen
an Katalysator und Ausgangsstoff infolge der Befreiung
von Reaktionsteeren und unerwünschten Salzen minimiert
werden. Dies erspart Zeit und Kosten und ermöglicht auch
eine größere Produktionsrate des THF aufgrund der
Reduzierung der Auszeiten des Systems.
Die folgenden Beispiele werden zum Zweck der Erläuterung
der Erfindung angegeben; die Erfindung ist jedoch nicht
auf die erläuterten Ausführungsformen beschränkt.
Mikroporöse PBI-Harz-Kügelchen mit einem Durchmesser von
etwa 50 bis 500 µm wurden mit Schwefelsäure behandelt
und dann mit entionisiertem Wasser bis zur Neutralität
gewaschen. Das Harz wurde dann mit 3-proz. HCl behan
delt, die wäßrige Säure wurde abfiltriert, und die
Kügelchen wurden erneut mit entionisiertem Wasser ge
waschen, bis die ablaufende Flüssigkeit einen pH-Wert
von wenigstens 4 hatte. Das Harz wurde dann 14 h bei
120°C im Ofen getrocknet.
5 g des mikroporösen PBI-Harzes aus Beispiel I und 500 g
1,4-Butandiol wurden gemeinsam in einen 1 1-Rundkolben
gefüllt, der mit einem Claisen-Destillationsaufsatz und
einem Kühler ausgerüstet war. Der Reaktionskolben wurde
auf 130°C erhitzt. Ein azeotropes Gemisch, das 94% THF
und 6% Wasser enthielt, begann durch den Aufsatz abzu
destillieren. Der Versuch wurde 40 h fortgeführt, wobei
periodisch weiteres 1,4-Butandiol zugesetzt wurde, um
die ursprüngliche Flüssigkeits-Standhöhe innerhalb von
etwa 100 ml aufrechtzuerhalten.
Eine Gesamt-Menge von 913 g Destillat wurde gesammelt.
Fig. 1 zeigt das für diesen Versuch, der als "Versuch
1" bezeichnet ist, im Laufe der Zeit aufgefangene De
stillat. Fig. 2 zeigt die im Laufe der Zeit aufgefange
ne Menge THF in g unter der Bezeichnung "Hoher Schwefel-
Gehalt", um den in diesem Beispiel eingesetzten Kataly
sator von demjenigen des Beispiels IV zu unterscheiden,
der einen niedrigeren Schwefel-Gehalt aufwies. Die
Analyse des in diesem Beispiel eingesetzten Harzes ergab
einen Schwefel-Gehalt von 3,0%.
Im Zuge des Langzeit-Versuchs wurde keine Katalysator-
Deaktivierung während der Betriebsdauer von 40 h beob
achtet. Die visuelle und die elektronenmikroskopische
Untersuchung zeigte keine erkennbare Beschädigung von
PBI-Harz-Teilchen oder Erzeugung von Feinststoffen.
Die Analyse der Reaktionsprodukte ergab nur THF und
Wasser in dem Destillat. Die Analyse der reagierenden
Mischung zeigte nur THF, Wasser, Ausgangsstoff, Kataly
sator und Spurenmengen von Nebenprodukten und Verun
reinigungen (nicht mehr als 1%). Es wurde gefunden, daß
die Gesamt-THF-Selektivität viel größer als 99% war.
Der Katalysator von Beispiel II wurde mit 150 ml ent
ionisiertem Wasser gewaschen, 3 h an der Luft getrocknet
und erneut in einen sauberen 1-l-Kolben gefüllt. Der in
Beispiel II beschriebene Versuch wurde 22,25 h wieder
holt. Weitere 489 g Destillat wurden gesammelt. Fig. 1
zeigt das für diesen Versuch, der als "Versuch 2" be
zeichnet ist, im Laufe der Zeit aufgefangene Destillat.
Die Rate der THF-Produktion war geringfügig niedriger
als in Beispiel II, jedoch war die Differenz klein
genug, um sie dem experimentellen Fehler zuzuschreiben.
Der Katalysator wurde sowohl vor dem Einsatz als auch
nach dem Einsatz analysiert, und die Ergebnisse sind in
der Tabelle I aufgeführt:
Der in Beispiel II durchgeführte Versuch wurde wieder
holt, jedoch mit der Abänderung, daß ein PBI-Harz mit
niedrigem Schwefel-Gehalt verwendet wurde und der Ver
such nach 10 h beendet wurde. Das erzeugte und aufge
fangene Produkt ist in Fig. 2 unter der Bezeichnung
"Niedriger Schwefel-Gehalt" dargestellt. Die Ergebnisse
zeigen, daß die katalytische Aktivität des PBI nicht von
seinem Schwefel-Gehalt abhängt. Diese Folgerung wird
weiter gestützt durch die Ergebnisse von Beispiel III,
in dem der Katalysator einen signifikant niedrigeren
Schwefel-Gehalt als vor dem Einsatz aufwies, während
dennoch die THF-Produktion nicht signifikant niedriger
war als in Beispiel II.
Vier Versuche wurden durchgeführt: Ein Versuch ohne
Verwendung eines Katalysators, ein zweiter Versuch unter
Verwendung des Katalysators aus Beispiel II, ein dritter
Versuch unter Verwendung eines im Handel erhältlichen
sauren Harz-Katalysators mit dem Namen Dowex 50W-X8, und
ein vierter Versuch unter Verwendung von Schwefelsäure,
um die Reaktion zu katalysieren.
In jedem Falle wurden 150 g 1,4-Butandiol und 2 g Kata
lysator (sofern einer verwendet wurde), gemeinsam in
einen 250 ml-Rundkolben gefüllt, der mit einem Claisen-
Destillationsaufsatz und einem Kühler ausgerüstet war.
Der Reaktionskolben wurde 3 h auf 125°C erhitzt, und
das als Produkt gebildete azeotrope Gemisch 94 : 6
THF : Wasser wurde über den Aufsatz abdestilliert und
gesammelt.
Das Überkopf-Produkt und die verbliebene Reaktions
mischung wurden analysiert. Wie in der nachstehenden
Tabelle II dargestellt ist, steigerte der PBI-Katalysa
tor die Reaktionsgeschwindigkeit auf das 50fache, ver
glichen mit dem Versuch ohne Einsatz eines Katalysators.
Die anderen Katalysatoren produzierten THF 2- bis 3mal
schneller als das PBI, erzeugten jedoch auch eine Anzahl
Nebenprodukte; das PBI zeigte eine ausgezeichnete
THF-Selektivität.
Die visuelle Inspektion der Katalysatoren nach drei
stündiger Reaktion ergab keine Änderung bei dem PBI,
jedoch signifikante Veränderungen bei dem Dowex. Dies
ist nicht überraschend, da Temperaturen oberhalb von
etwa 100°C Dowex und ähnliche Harze schädigen können,
wohingegen PBI für seine überlegene thermische Bestän
digkeit bekannt ist und viel höhere Temperaturen aus
zuhalten vermag.
10 g mit Schwefelsäure behandelter PBI-Hohlfasern und
800 ml 1,4-Butandiol werden gemeinsam in ein 2 l-Reak
tionsgefäß gebracht, das mit einem Destillationskopf,
einem Kühler und einem Vorlage-Gefäß ausgerüstet ist.
Das gesamte Reaktions-Destillations-System wird unter
einem Stickstoff-Druck von 1,96 bar (2 Atmosphären)
gehalten. Das Gefäß wird auf 235°C erhitzt, wobei ein
azeotropes Destillat aus THF und Wasser in das Vorlage
Gefäß getrieben wird. Die Temperatur wird beibehalten,
bis die gewünschte Menge Destillat aufgefangen worden
ist.
7 g der wie in Beispiel I hergestellten mikroporösen
PBI-Harz-Kügelchen werden auf den Boden eines 1 l-Reak
tionsgefäßes gegossen, das einen Flüssigkeits-Einlaß und
einen Flüssigkeits-Überlauf-Auslaß nahe der Oberkante
besitzt und mit einem Destillations-Kopf und einem
Kühler ausgerüstet ist. Der PBI-Katalysator wird mit
etwa 300 ml 1,4-Butandiol bedeckt und auf 210°C
erhitzt. Zusätzliches 1,4-Butandiol fließt durch den
Einlaß kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von etwa
10 ml/min in das Gefäß. Ausgangsmaterial, das etwa durch
den Auslaß überläuft, wird im Kreislauf zu dem Einlaß
zurückgeführt. Ein azeotropes Gemisch aus THF und Wasser
destilliert über den Kopf ab. Die Reaktion wird kontinu
ierlich 6 Tage lang durchgeführt.
Claims (7)
1. Verfahren zur Umwandlung von 1,4-Butandiol in Tetra
hydrofuran, umfassend die Schritte
des Zusammenbringens einer Menge von 1,4-Butandiol mit einem Polybenzimidazol-Katalysator zur Bildung einer Reaktionsmischung, wobei das Polybenzimidazol mit einer starken Säure vorbehandelt worden ist; und
des Erhitzens des Gemischs, um das 1,4-Butandiol in Tetrahydrofuran und Wasser umzuwandeln.
des Zusammenbringens einer Menge von 1,4-Butandiol mit einem Polybenzimidazol-Katalysator zur Bildung einer Reaktionsmischung, wobei das Polybenzimidazol mit einer starken Säure vorbehandelt worden ist; und
des Erhitzens des Gemischs, um das 1,4-Butandiol in Tetrahydrofuran und Wasser umzuwandeln.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gemisch auf eine Temperatur zwischen etwa 60°C und
etwa 220°C erhitzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gemisch auf eine Temperatur zwischen etwa 100°C und
etwa 200°C erhitzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gemisch auf eine Temperatur zwischen etwa 220°C und
etwa 250°C erhitzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
es weiterhin den Schritt des Destillierens des Tetra
hydrofurans aus der Reaktionsmischung umfaßt, wobei das
Tetrahydrofuran als azeotropes Tetrahydrofuran-Wasser-
Gemisch abdestilliert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Erhitzens und der Schritt des Destillie
rens gleichzeitig durchgeführt werden.
7. Verfahren zur Herstellung von Tetrahydrofuran aus 1,4-
Butandiol, umfassend die Schritte
des Zusammenbringens einer Menge von 1,4-Butandiol mit einem Polybenzimidazol-Katalysator zur Bildung einer Reaktionsmischung, wobei das Polybenzimidazol mit einer starken Säure vorbehandelt worden ist;
des Erhitzens des Gemischs bei annähernd Atmosphären druck auf eine Temperatur ungefähr im Bereich von 125°C bis 150°C, um das 1,4-Butandiol in Tetrahydrofuran und Wasser umzuwandeln, wobei der Dampf eines azeotropen Tetrahydrofuran-Wasser-Produkts gebildet wird; und
des Kondensierens und Auffangens des Dampfes des Tetra hydrofuran-Wasser-Produkts während des Schrittes des Erhitzens.
des Zusammenbringens einer Menge von 1,4-Butandiol mit einem Polybenzimidazol-Katalysator zur Bildung einer Reaktionsmischung, wobei das Polybenzimidazol mit einer starken Säure vorbehandelt worden ist;
des Erhitzens des Gemischs bei annähernd Atmosphären druck auf eine Temperatur ungefähr im Bereich von 125°C bis 150°C, um das 1,4-Butandiol in Tetrahydrofuran und Wasser umzuwandeln, wobei der Dampf eines azeotropen Tetrahydrofuran-Wasser-Produkts gebildet wird; und
des Kondensierens und Auffangens des Dampfes des Tetra hydrofuran-Wasser-Produkts während des Schrittes des Erhitzens.
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Publication Number | Publication Date |
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1990
- 1990-11-06 US US07/609,562 patent/US5099039A/en not_active Expired - Fee Related
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1991
- 1991-11-01 DE DE4136044A patent/DE4136044A1/de not_active Withdrawn
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Publication number | Publication date |
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