DE889591C

DE889591C - Hydrierungskatalysator, insbesondere zur Hydrierung aromatischer Kohlenwasserstoffe

Info

Publication number: DE889591C
Application number: DEF2324D
Authority: DE
Inventors: Gustav Von Dr Schuckmann
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1942-03-20
Filing date: 1942-03-20
Publication date: 1953-09-10

Description

Hydrierungskatalysator, insbesondere zur Hydrierung aromatischer Kohlenwasserstoffe Hydnerungskatalysatoren aus Nickel, die außerdem Chrornoxyd und Aluminiumoxyd enthalten und sdie z.B. zur Kernhydrierung aromatischer Verbindungen geeignet sind, sind bereits bekannt, so z. B. aus der amerikanischen Patentschrift 2092525, in der bereits Kernhydrierungen aromatischer Verbindungen zu den entsprechenden cycloaliphatischen Verbindungen unter Verwendung von Nickelkatalysatoren beschrieben sind, die Oxyde der 3. Gruppe des Periodischen Systems, insbesondere des Aluminium,s, enthalten, sowie aus der britischen Patentschrift 2306 vom Jahre 1914, in der die Verwendung von chromoxydnickelhaltigen Katalysatoren bei der Hydrierung mit Wasserstoff bereits als hekannt vorausgesetzt ist und in der angegeben ist, daß man als Oxyd außer Chromoxy,d auch Aluminiumoxyd benutzen bzw. den Nickelkatalysator zu zwei der angeführten Oxyde zuschlagen kann.
Es wurde nun gefunden, daß mit Nickel-Chromoxyd-Aluminiumoxydkatalysatoren ganz bestimmter Zusammensetzung, nämlich mit einem Gehalt von etwa 5 bis etwa 25 % Chromoxyd und etwa 5 bis etwa 18% Aluminiumoxyd, eine sprunghafte Steigerung der Aktivität und infolgedessen des damit erzielten Durchsatzes erreicht werden kann. Diese besondere Zusammensetzung eines Nickelkatalysators und seine nicht vorhersehbare, außergewöhnliche Wirksamkeit waren bisher noch nicht bekannt.
Die gekennzeichneten Katalysatoren besitzen ein derartig großes Hydriervermögen, daß es mit deren Hilfe ohne weiteres gelingt, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Benzolhomologe, wie Toluol und Xylol, sowie Naphthalin und Methylnaphthaline ohne Anwendung von Druck in praktisch quantitativer Ausbeute bei bemerkenswert hohem Durchsatz in die entsprechenden gesättigten Verbindungen überzuführen. Hervorzuheben ist auch die besonders lange Lebensdauer dieser Katalysatoren sowie deren im Vergleich zu den bekannten Nickelkatalysatoren geringere Empfindlichkeit gegen Kontaktgifte.
Die Katalysatoren werden z. B. in der Weise hergestellt, daß man aus einer wäßrigen Lösung von Salzen des Nickels, Aluminiums und Chroms mit Alkalihydroxyden oder -carbonaten die entsprechenden Hydroxyde oder Carbonate fällt. Der Nieder. schlag wird dann ausgewaschen, abfiltriert, geformt, getrocknet und im Wasserstoffstrom reduziert.
Die Hydrierung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Katalysators verläuft am glattesten in der Gasphase.
Die günstigste Reaktionstemperatur liegt im allgemeinen zwischen 100 und 2000.
Beispiel 1 Eine Lösung von 340 Gewichtsteilen Nickelnitrat, 90 Gewichtsteilen Aluminiumnitrat und 155 Gewichtsteilen Chromnitrat in 500 Teilen Wasser wird bei 90° mit einer 5%igen Natronlauge in geringem Überschuß versetzt. Der gut ausgewaschene Hydroxyduiederschlag wird nach kräftigem Absaugen verformt und bei 250 bis 300 im Wasserstoffstrom reduziert.
Leitet man über den erhaltenen Katalysator bei 115 bis I200 und Atmosphärendruck ein Gemisch von Benzoldampf und der 3,2fach molaren Menge Wasserstoff mit einem stündlichen Durchsatz von 1,3 kg Benzoltdampf auf 11 Katalysatorraum, so wird das Benzol zu 99,5 bis 99,8 % zum Cyclohexan hydriert. Auch nach 800 Betriebsstunden zeigt der Katalysator noch keine Abnahme seiner Wirksamkeit.
Beispiel 2 Leitet man über den nach Beispiel I hergestellten Katalysator bei I20 bis I250 und Atmosphärendruck ein Gemisch von reinem Toluoldampf und der 3,2fach molaren Menge MTasserstoff mit einem stündlichen Durchsatz von o,8 kg Toluoldampf auf 1 l Katalysatorraum, so wird das Toluol zu 99,3 bis 99,7 % zu Methylcyclohexan hydriert.
Für Xylol beträgt der stündliche Durchsatz unter denselben Bedingungen 0,5 kg und die Ausbeute 99 bis 99,5 % B e i s p i e l 3 Leitet man über den nach Beispiel 1 hergestellten Katalysator bei 100 bis 110° ein Gemisch von reinem Naphthalindampf und der 2,2fach molaren Menge Wasserstoff mit einem stündlichen Durchsatz von 2,8 bis 3 kg Naphthalindampf auf I 1 Katalysatorraum, so wird das Naphthalin fast quantitativ zu Tetrahydronaphthalin hydriert.
Arbeitet man bei 115 bis 125° mit einem Gemisch von Naphthalindampf und der 5,2fach molaren Menge Naphthalin auf 1 1 Katalysatorraum, so wird das Naphthalin zu 99 % zu Dekahydronaphthalin hydriert.
Beispiel 4 Über 1 1 des nach Beispiel 1 hergestellten Katalysators leitet man unter normalem Druck bei 1200 Ofentemperatur in geradem Durchgang ein Gasgemisch, das auf 1 Mol Benzoldampf 7,3 bis 8,3 Mol inertgashaltigen Wasserstoff mit einem Gehlat von 43 % Wasserstoff, 42 % Methan und 15 % Stickstoff enthält. Die Dampfgeschwindigkeit wird so eingestellt, daß stündlich 140 g Benzol über den Katalysator strömen, was einer Kontaktbelastung von o,I4 entspricht.
Man erhält ein 'HySdrierungsprodukt, das zu 95 % aus Cyclohexan neben unverändertem Benzol besteht. Der Wasserstoffgehalt im Restgas beträgt noch 3 %.
Senkt man bei diesem Versuch die Katalysatorbelastung auf 0,10 bis 0,12, so kann man ein 99,5%iges Cyclohexan gewinnen. Der Wasserstoff im Restgas beträgt dann noch I3 %.

Claims

PATENTANSPRUCH: Hydrierungskatalysator, insbesondere zur Hydrierung aromatischer Kohlenwasserstoffe, aus Nickel mit einem Gehalt an Chromoxyd und Aluminiumoxyd, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Chromoxyd etwa 5 bis etwa 25 % und der Gehalt an Aluminiumoxyd etwa 5 bis etwa 18 % beträgt.