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DE743160C - Process for the catalytic splitting off of water from organic compounds - Google Patents

Process for the catalytic splitting off of water from organic compounds

Info

Publication number
DE743160C
DE743160C DEL104371D DEL0104371D DE743160C DE 743160 C DE743160 C DE 743160C DE L104371 D DEL104371 D DE L104371D DE L0104371 D DEL0104371 D DE L0104371D DE 743160 C DE743160 C DE 743160C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
water
catalyst
organic compounds
splitting
aluminum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEL104371D
Other languages
German (de)
Inventor
Dr Otto Albert
Dr Walter Neumann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Langbein Pfanhauser Werke AG
Original Assignee
Langbein Pfanhauser Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Langbein Pfanhauser Werke AG filed Critical Langbein Pfanhauser Werke AG
Priority to DEL104371D priority Critical patent/DE743160C/en
Application granted granted Critical
Publication of DE743160C publication Critical patent/DE743160C/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B35/00Reactions without formation or introduction of functional groups containing hetero atoms, involving a change in the type of bonding between two carbon atoms already directly linked
    • C07B35/06Decomposition, e.g. elimination of halogens, water or hydrogen halides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

Verfahren zur katalytischen Abspaltung von Wasser aus organischen Verbindungen Die katalytische Wasserabspaltung aus or-.. ganIschen Verbindungen ist ene der wichtigsten katalytischen. Reaktionen der chemischen Industrie. Als Katalysatoren werden neben Phosphorsäure, phosphorsauren Salzen, Aktivkohle, S.ilicagei hauptsächlich Aluminiumoxyd in jeder Form verwendet. Bei Verwendung von Aluminiumoxyd als wasserabspaltender Katalysator kommen als Nachteile die schlechte Wärmeleitfähigkeit des Oxyds sowie die Schwierigkeit,der Formgebung in Betracht.Process for the catalytic splitting off of water from organic Compounds The catalytic elimination of water from organic .. ganIic compounds is one of the most important catalytic. Chemical industry reactions. as In addition to phosphoric acid, phosphoric acid salts, activated carbon, silica gel mainly aluminum oxide is used in every form. When using aluminum oxide As a dehydrating catalyst, the disadvantages are poor thermal conductivity of the oxide as well as the difficulty of shaping.

Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, wurde der Vorschlag gemacht, bloß die Oberfläche metallischen Aluminiums durch chemische Behandlung in Oxyd zu verwandeln (deutsche Patentschrift 486 Hierbei erhält man jedoch eine Oxydschicht von nur geringer Haftfestigkeit. Nach dem mit der schweizerischen, Patentschrift 194447 beschrlebenen Verfahre wird die Oberfläche metallischen Aluminiums auf elektrolytischem Wege in eine am Grundmetall äußerst festbaftende Oxydschicht umgewandelt und die so hergestellte Oxydschcht als Träger für katalytisch wirhende Stoffe verwendet.In order to circumvent these difficulties, the suggestion was made that merely to the surface of metallic aluminum by chemical treatment in oxide transform (German Patent 486 Here, however, you get an oxide layer of only low adhesive strength. After the one with the Swiss patent specification The process described in 194447 is the surface of metallic aluminum on an electrolytic basis Ways converted into an oxide layer that adheres extremely firmly to the base metal and the Oxydschcht produced in this way is used as a carrier for catalytically active substances.

Es hat sich nun gezeigt, daß elektrolytisch hergestellte Oxydschichten als solche ohne jedem Zusatz ausgezeichnete wasserabspaltende Katalysatoren darstellen. Diese Katalysatoren haben neben den allgemeinen Vorteilen der metallischen Unterlage (Formgebung, Möglichkeit der elektrischen Erhitzung) noch den der leichten .Regenerierbarkeit; da das elektrolytisch hergestellte Oxyd .ein festes Gerüst mit einer großen. Anzahl kleinster Poren darstellt, tritt bei der Regenerierung durch Erhitzen im Luftstrom keine Abnahme der Aktivität durch Zusammensintern ein.It has now been shown that electrolytically produced oxide layers as such represent excellent dehydrating catalysts without any addition. In addition to the general advantages of the metallic base, these catalysts have (Shaping, possibility of electrical heating) nor that of easy regeneration; because the electrolytically produced oxide. a solid framework with a large. number represents the smallest pores, occurs during regeneration by heating in an air stream no decrease in activity due to sintering together.

Die Herstellung dieser Oxydschicht erfolgt am besten, indem man Aluminium in Form von Draht, Bandoder Rohr in einem SchwefelsäuTeelektrolyten mit Gleichstrom, vorzugsweise bei Temperaturen von 2o bis 30°, während So bis go Minuten. bei einer Stromdichte von i bis 2 A/dm2 oxydiert. Der so hergesteilte Katalysator wird in den Verdampfungs-bzw. Sublimadonsraum des zu zersetzenden Stoffes gebracht und unmittelbar elektrisch erhitzt. Die bei der Durchführung der Reaktion noch nicht zersetzten Stoffe können nach Kondensation einem Rückflußkühler in den Verdampfungsraum zurückgeführt werden, während die entstandenen gasförmigen Zersetzungsprodukte entweichen.The production of this oxide layer is best done by using aluminum in the form of wire, tape or tube in a sulfuric acid electrolyte with direct current, preferably at temperatures from 20 to 30 °, for so to go minutes. at a Oxidized current density from i to 2 A / dm2. The one so produced catalyst is in the evaporation or. Brought to the sublimadon room of the substance to be decomposed and immediately heated electrically. Not yet in the implementation of the reaction After condensation, decomposed substances can enter a reflux condenser into the evaporation chamber be returned, while the resulting gaseous decomposition products escape.

Die besondere Wirksamkeit des Katalysators in dieser Anordnung liegt darin begründet, daß der Katalysator ständig von den Dämpften des noch urizersetzten Stoffes umgeben ist, während die Zersetzungsprodukte sofort mit großer Geschwindigkeit vom Katalysator weggeführt werden, so daß sie nur ganz kurz mit der heißen Zone in Berührung sind. Weiter werden natürlich auch Ersparnisse in der Heizung erzielt sowie ein einfachtes, kontinuierlich arbeitendes Verfahren gewährleistet.The particular effectiveness of the catalyst lies in this arrangement The reason for this is that the catalyst is constantly being replaced by the vapors of the still urizer Substance is surrounded, while the decomposition products instantly at great speed are led away from the catalyst, so that they only very briefly with the hot zone are in touch. Of course, savings are also made in heating and a simple, continuously operating process is guaranteed.

Das ,erfindungsgemäße Verfahren läßt sich für alle unter Wasserabspaltung verlaufenden Reaktionen in der organischen Chemie verwend-en, insbesondere für die Dehydration von Alkoholen. Jedoch auch mit Kondensationsreakti;onen verbundene Wasserabspaltungen lassen sich erfolgreich durchführen.The process according to the invention can be used for all with elimination of water running reactions in organic chemistry, especially for the Dehydration from alcohol. However, also the elimination of water associated with condensation reactions can be carried out successfully.

Beispiel 1 3 m Aluminiumdraht von i mm Stärke werden, auf einem Wickelkörper aufgewickelt, m einem Elektrolyten, der 30% Schwefelsäure enthält, i Stunde. bei 25° mit einer Stromdichte von 1,5 A/dm2 oxydiert. Der so hergestellte Katalysator wird in einen mit einem Rückflußkühler versehenen Kolben von 1 1 Inhalt gebracht. Im Kolben werden Zoo cm' Äthylalkohol zum Sieden erhitzt und der Katalysator durch Stromzuführung von außen geheizt. Sobald der Draht eine Temperatur von 33o° erreicht hat, beginnt die Entwicklung von Äthylen. Bei 400° entweicht -ein ununterbrochener Strom von Äthylen mit einer Geschv: indigkeit von ungefähr 200 cm 3/min1. Das Äthylen weist einen Reinheitsgrad von 95 bis 96% auf. Bei 500° wird die EnttvIcklung so stürmisch, daß bis 1 1 Gas ,pro Minute enit:#eiclnt. DieReaktionsgeschwind.igkeitnimmt auch bei zunehmender Verdünnung des Alkohols nicht merklich ab, so daß man die Gasdurch Zufließen neuen Alkohols beliebig lange fortsetzen kann.Example 1 3 m aluminum wire 1 mm thick, wound on a winding former, m an electrolyte containing 30% sulfuric acid for 1 hour. oxidized at 25 ° with a current density of 1.5 A / dm2. The catalyst thus prepared is placed in a 1 liter flask equipped with a reflux condenser. In the flask, Zoo cm ' ethyl alcohol is heated to the boil and the catalyst is heated from the outside by supplying electricity. As soon as the wire has reached a temperature of 33o °, ethylene begins to develop. At 400 ° a continuous stream of ethylene escapes at a rate of about 200 cm 3 / min-1. The ethylene has a purity of 95 to 96%. At 500 ° the development becomes so stormy that up to 1 liter of gas per minute is generated. The reaction rate does not noticeably decrease even with increasing dilution of the alcohol, so that the gas can be continued for as long as desired by the inflow of new alcohol.

Breispiel 2 Unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel i wird Isol>utylalkohol zum Verdampfen gebracht. Bei 390° erhält man einen Gasstrom von Isobutylen (99%) mit einer GeschwindIgkeit von 320 -cm3/min. Bei 476° beträgt die Geschwindigkeit der Gasentwitcklung ä6o,cm3/min.Example 2 Under the same conditions as in example i Isol> utyl alcohol made to evaporate. At 390 ° a gas flow of Isobutylene (99%) with a speed of 320 cm3 / min. At 476 ° the Speed of gas development - 60, cm3 / min.

Beispiel 3 In derselben Apparatur wird ein Gemisch von Aoetaldehyd -oder Paraldehyd und Alkohol verdampft. Durch gleichzeitige Kondensation und Wasserabspaltung erhält man einen Gastrom mit einer Geschwindigkeit vors ioo cm3/min, der bis 30% Butadien enthält. Beispiel ¢ In der beschriebenen Apparatur wird Methylalkoho.l zum Verdampfen gebracht. Bei einer Katalysatortemperatur von 27o° beginnt d----e Entwicklung von Dimethyläther. Bei 42o° werden in i Minute 450 cm? Dimethyläther mit einem Reinheitsgrad von 980'o entwikkelt.Example 3 In the same apparatus, a mixture of aoetaldehyde -or paraldehyde and alcohol evaporated. Through simultaneous condensation and elimination of water you get a gas flow with a speed of less than 100 cm3 / min, which is up to 30% Contains butadiene. Example [In the apparatus described, Methylalkoho.l made to evaporate. At a catalyst temperature of 27o ° d ---- e begins Development of dimethyl ether. At 42o °, 450 cm? Dimethyl ether Developed with a purity of 980'o.

Beispiel 5 6 m Aluminiumdraht von i mm Stärke werden, auf einem Wickelkörper aufgewickelt, w'-- im Beispiel i oxydiert. Dieser Katalysator wird in die beschriebene Apparatur gebracht. Im Kolben werden ioo g Essigsäure zum Sieden erhitzt. Bei einer Katalysatortemperatur von 36o° ab wird die Essigsäure infolge der wasserabspaltenden Wirkung des Katalysators in Aceton, Wasser und Kohlendioxyd umgewandelt. Wird das Kühlwasser des Rückflußkühlers auf 6o° gehalten, so kann man das Aceton im kontinuierlichen Prozeß abdestillieren. Bei einer Temperatur von 46o° werden aus 9o g Essigsäure in i1/2 Stunden 42g Aceton, entsprechend einer Ausbeute von 97 0,'o der Theorie, erhalten.Example 5 6 m of aluminum wire with a thickness of 1 mm are placed on a winding body wound up, w '- oxidized in the example i. This catalyst is described in the Apparatus brought. 100 g of acetic acid are heated to the boil in the flask. At a Catalyst temperature of 36o ° from the acetic acid is due to the dehydrating Action of the catalyst converted into acetone, water and carbon dioxide. It will The cooling water of the reflux condenser is kept at 60 °, so you can use the acetone continuously Distill off the process. At a temperature of 46o °, 90 g of acetic acid are converted 42 g of acetone in one and a half hours, corresponding to a yield of 97% of theory, obtain.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Abspaltung von Wasser aus organischere Verbindungen unter Antt#endung von oberflächlich oxydiertem Aluminium als Katalysator bei erhöhter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise auf elektrolytis,chem Wege oberflächlich oxydiertes Aluminium in Form von Draht, Band oder Rohr als Katalysator verwendet, der in den Verdampfungs- bzw. Sublimationsraum des zu zersetzenden Stoffes eingebracht und unmittelbar elektrisch erhitzt wird. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vorn Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift ...... \r. 486 597.PATENT CLAIM: Process for splitting off water from more organic compounds with the addition of surface oxidized aluminum as a catalyst at elevated temperature, characterized in that, in a manner known per se, surface oxidized aluminum in the form of wire, strip or tube is electrolytically, chemically oxidized used as a catalyst, which is introduced into the evaporation or sublimation space of the substance to be decomposed and immediately heated electrically. To distinguish the subject matter of the application from the state of the art, the following publication was considered in the granting procedure: German patent specification ...... \ r. 486 597.
DEL104371D 1941-05-23 1941-05-23 Process for the catalytic splitting off of water from organic compounds Expired DE743160C (en)

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DE743160C true DE743160C (en) 1943-12-21

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE486597C (en) * 1926-12-22 1929-11-19 Anton Mackert Dr Process for the preparation of an alumina catalyst

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE486597C (en) * 1926-12-22 1929-11-19 Anton Mackert Dr Process for the preparation of an alumina catalyst

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