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DE1287072C2 - PROCESS FOR OXYDATION OF SATURATED HYDROCARBONS - Google Patents

PROCESS FOR OXYDATION OF SATURATED HYDROCARBONS

Info

Publication number
DE1287072C2
DE1287072C2 DE1963S0083222 DES0083222A DE1287072C2 DE 1287072 C2 DE1287072 C2 DE 1287072C2 DE 1963S0083222 DE1963S0083222 DE 1963S0083222 DE S0083222 A DES0083222 A DE S0083222A DE 1287072 C2 DE1287072 C2 DE 1287072C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
oxygen
hydrocarbons
oxidation
boric acid
reaction
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
DE1963S0083222
Other languages
German (de)
Other versions
DE1287072B (en
Inventor
Charles Nathan Teaneck Bergen County N.J. Winnick (V.StA.)
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.)
Halcon International Inc
Original Assignee
Halcon International Inc
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 Halcon International Inc filed Critical Halcon International Inc
Publication of DE1287072B publication Critical patent/DE1287072B/en
Application granted granted Critical
Publication of DE1287072C2 publication Critical patent/DE1287072C2/en
Expired legal-status Critical Current

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    • C07C45/27Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
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Description

dung von Alkoholen mit hohen Ausbeuten verläuft,formation of alcohols proceeds with high yields,

doch treten ernste Schwierigkeiten auf, wenn der Ver-50 such gemacht wird, diese technische Lehre auf niedrigersiedende Kohlenwasserstoffe, wie Hexan und Cyclohexan, anzuwenden.however, serious difficulties arise in attempting this technical teaching lower-boiling hydrocarbons, such as hexane and cyclohexane, to be used.

Die Erfindung betrifft die Oxydation von gesättig- An sich ist der Versuch, diese bekannte Lehre aufThe invention relates to the oxidation of saturated In itself is the attempt to this known teaching

ten C4- bis ^-Kohlenwasserstoffen mit molekularem die Oxydation von gesättigten C4- bis C8-Kohlen-Sauerstoff in Gegenwart von Metaborsäure oder 55 Wasserstoffen anzuwenden, naheliegend. Wie vorhereinem niederen Borsäurehydrat einschließlich Bor- zusehen, kann die Ausbeute in einigen Fällen durch säureanhydrid unter Bedingungen, unter welchen Anwendung der bekannten Lehren etwas verbessert eine hohe Ausbeute an Oxydationsprodukten und werden.th C 4 - to ^ - hydrocarbons with molecular the oxidation of saturated C 4 - to C 8 - carbon oxygen in the presence of metaboric acid or hydrogen to apply, obvious. As seen above with lower boric acid hydrate including boron, the yield can in some cases be somewhat improved by acid anhydride under conditions under which application of the known teachings a high yield of oxidation products and be.

eine große Wirtschaftlichkeit des Oxydationsverfahren Mit den flüchtigen C4- bis ^-Kohlenwasserstoffena great economy of the oxidation process with the volatile C 4 - to ^ -hydrocarbons

erreicht werden. 60 war es jedoch bisher nicht möglich, ein Oxydations-can be achieved. 60, however, it has not been possible to date to

Es ist allgemein bekannt (vgl. die weiter unten an- verfahren unter Verwendung von molekularem Sauergegebenen Literaturstellen), Kohlenwasserstoffe, z. B. stoff zu entwickeln, wobei die Ausbeuten denjenigen Cyclohexan, selektiv zu oxydieren, um Produkte, wie vergleichbar sind, die mit den höhersiedenden Koh-Cyclohexanol und Cyclohexanon, zu erhalten. Bei lenwasserstoffen erzielt werden, und wobei gleich-Verfahren zur Herstellung von Adipinsäure, Phenol, 65 zeitig der Betrieb vom wirtschaftlichen Standpunkt Cyclohexanon und anderen chemischen Stoffen von aus betrachtet günstig verläuft, technischer Bedeutung schließt eine der hauptsäch- So geben beispielsweise Bashkirov und Mit-It is generally known (cf. the procedures given below using molecular acid references), hydrocarbons, e.g. B. fabric to develop, with the yields of those Cyclohexane, to oxidize selectively to produce products like those comparable to those with the higher-boiling Koh-Cyclohexanol and cyclohexanone. In the case of lenwasserstoffen are achieved, and being the same method for the production of adipic acid, phenol, 65 early operation from an economic point of view Cyclohexanone and other chemical substances are favorable from a perspective, technical importance includes one of the main- For example, Bashkirov and Mit-

HrhonK Verfahrensstufen die selektive Oxydation von arbeiter an, daß es zur Erzielung einer hohen Aus-HrhonK process stages the selective oxidation of workers that it is necessary to achieve a high efficiency

I^ ο/ υ /ζI ^ ο / υ / ζ

3 43 4

beute notwendig ist, mit sehr niedrigen Sauerstoff- Wasserdampfpartialdrücken arbeitet, die oberhalb drücken zu arbeiten; in höhersiedende Kohlenwasser- des im Patent 11 58 963 angegebenen Höchstwertes stoffe enthaltenden Oxydationssystemen kann der liegen, aber nicht größer sind als P, das sich aus der _ Sauerstoffpartialdnick des Oxydationsmittels bei nur folgenden Gleichung ergibt:
geringfügigen Abänderungen des Reaktionssystems 5
prey is necessary to work with very low oxygen / water vapor partial pressures that work above pressures; In higher-boiling hydrocarbons, the oxidation system containing the maximum value specified in patent 11 58 963 can be, but not be greater than P, which results from the oxygen partial thickness of the oxidizing agent with only the following equation:
minor changes to the reaction system 5

gesenkt werden. Dagegen ist es bei der Oxydation login** = 0,01077—1,087 (1)be lowered. On the other hand, in the case of oxidation it is login ** = 0.01077-1.087 (1)

von C4- bis Cg-Kohlenwasserstoffen nicht möglich,from C 4 to Cg hydrocarbons not possible,

den Sauerstoffpartialdruck in gleicher Weise zu er- und vorzugsweise nicht größer sind als P, das sich aus niedrigen, ohne daß das Verfahren unwirtschaftlich der folgenden Gleichung ergibt:
und unzweckmäßig wird. Die Wärmezufuhr, die er- io
the oxygen partial pressure to be calculated in the same way and preferably not greater than P, which results from low, without making the process uneconomical, the following equation:
and becomes inexpedient. The heat supply that er io

forderlich ist, um die Reaktionsbedingungen aufrecht- log10P ="- 0,011127—1,414, (2)it is necessary to maintain the reaction conditions - log 10 P = "- 0.011127-1.414, (2)

zuerhalten, wird bei diesen Kohlenwasserstoffsystemen übermäßig groß, worin T die Reaktionstemperatur in Grad Celsiusbecomes excessively large in these hydrocarbon systems, where T is the reaction temperature in degrees Celsius

Es ist zwar bereits bekannt, daß der Entfernung bedeutet.It is already known that the means distance.

von Wasser bei der Oxydation von Kohlenwasser- 15 Vorzugsweise wird erfindungsgemäß die Oxydation stoffen, wie Hexan, große Bedeutung zukommt, doch absatzweise oder kontinuierlich unter Verwendung haben die mit der Wasserentfernung verbundenen von gasförmigem molekularem Sauerstoff bei einer Schwierigkeiten eine erfolgreiche Anwendung der Reaktionstemperauir von 140 bis 180° C mit einem Arbeitsweise der Oxydation von höhersiedenden Gemisch aus flüssigem Kohlenwasserstoff und MetaKohlenwasserstoffen in Gegenwart von Borsäure auf ao borsäure durchgeführt. Während der Umsetzung wird niedrigersiedende flüchtigere Kohlenwasserstoffe, wie ein Gasgemisch, das Wasser und Kohlenwasserstoff Hexan, verhindert. und gewöhnlich auch Inertgas, wie Stickstoff, enthält,of water in the oxidation of hydrocarbons. According to the invention, the oxidation is preferred Substances such as hexane are of great importance, but are used intermittently or continuously have the gaseous molecular oxygen associated with water removal at a Difficulties a successful application of the reaction temperature from 140 to 180 ° C with a Function of the oxidation of higher boiling mixtures of liquid hydrocarbons and meta-hydrocarbons carried out in the presence of boric acid on ao boric acid. During the implementation will lower boiling, more volatile hydrocarbons, such as a gas mixture, the water and hydrocarbon Hexane, prevented. and usually also contains inert gas such as nitrogen,

So wurde beispielsweise in der Diskussion, die sich aus der Reaktionszone abgezogen. Bei dieser Durchan die von W. G. Toland bei dem Fifth World führung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Petroleum Congress referierte Arbeit von Bash- 25 Reaktion so eingestellt, daß der Partialdruck des kirov und Mitarbeiter anschloß, von H. M. Stan- Wassers in dem austretenden Gasgemisch nicht größer ley von Distillers Co., Ltd., ausgeführt: als P in Gleichung (1) und vorzugsweise nicht größerFor example, in the discussion it was withdrawn from the reaction zone. With this Durchan that of W. G. Toland in the Fifth World leadership of the method according to the invention is the Petroleum Congress reported work by Bash- 25 reaction adjusted so that the partial pressure of the kirov and co-workers added, by H. M. Stan -wassers in the escaping gas mixture no greater ley by Distillers Co., Ltd. executed: as P in equation (1), and preferably not greater

als P Li Gleichung (2) ist.as P Li is Equation (2).

»Es kann jedoch sehr wohl sein, daß ein wich- Durch die Anwendung der vorliegenden Erfindung“However, it may very well be that some- Through the practice of the present invention

tiger, Beschränkungen auferlegender Faktor die 30 können bei der Kohlenwasserstoffoxydation Ausbeu-Geschwindigkeit der Entfernung des Wassers ten von über 80 bis 85°/o unter Bildung von Proder Veresterung ist. Solange, wie beträchtliche dukten, aus denen sich die entsprechenden Alkohole Wassermengen in dem Reaktionsmedium zu- und Ketone leicht gewinnen lassen, bei hoher Wirtgegen sind, liegen offensichtlich beträchtliche schafiiichkeit im Betrieb erzielt werden. Ein beson-Anteile an freien Alkoholen vor, die oxydierbar 35 derer Vorteil der Erfindung, nämlich der angegebenen sind. Regelung des Wasserpartialdrucks der Dampfphase,tiger, restrictive factor of the 30 can at the rate of hydrocarbon oxidation the removal of the water th from over 80 to 85 per cent. with the formation of proder Esterification is. As long as there are considerable products from which the corresponding alcohols are made Add amounts of water in the reaction medium and allow ketones to be obtained easily, with a high host counter there is obviously considerable ability to be achieved in operation. A special stake of free alcohols, which are oxidizable, the advantage of the invention, namely the specified are. Regulation of the partial pressure of water in the vapor phase,

Bei dem Versuch, dieses Verfahren oder diese besteht darin, daß die Reaktionsselektivität nicht Arbeitsweise auf die niederen und flüchtigeren leidet, wenn verhältnismäßig hohe Sauerstoffpartial-Paraffine anzuwenden, werden diese Grenzen drücke angewandt werden, die eine wirtschaftliche sofort deutlich, und tatsächlich ist es uns in 4° Durchführung des Oxydationsverfahrens ermöglichen, unseren Laboratorien nicht gelungen, diese Bei Anwendung höherer Sauerstoffpartialdrücke wird Arbeitsweise auf die niederen Paraffine, wie nämlich ein größerer Anteil der zum Verdampfen von Pentan und Hexan, anzuwenden, was nach Wasser und Kohlenwasserstoff erforderlichen Wärmeunserer Ansicht weitgehend hierauf zurückzu- menge durch die Reaktionswärme gedeckt als bei führen ist.« 45 Anwendung niedrigerer O2-Partialdrücke.In attempting this process or this it is that the reaction selectivity does not suffer on the lower and more volatile ones, if relatively high oxygen partial paraffins are used, these limits will be applied, which are immediately economical, and indeed we are in 4 ° to enable the oxidation process to be carried out, our laboratories have not succeeded in this. If higher oxygen partial pressures are used, the working method is applied to the lower paraffins, namely a larger proportion of the heat required for the evaporation of pentane and hexane, which in our opinion largely goes back to this - amount covered by the heat of reaction than with lead. «45 Use of lower O 2 partial pressures.

Zu den nach dem erfindungsgemäßen VerfahrenAccording to the method according to the invention

Das Patent 1158963 betrifft ein Verfahren zur oxydierbaren Kohlenwasserstoffen gehören unter Oxydation eines gesättigten Kohlenwasserstoffs mit 4 anderem Cyclopentan, Cyclohexan, Cycloheptan, bis 8 Kohlenstoffatomen, wie Cyclohexan, η-Hexan, Cyclooctan, Methylcyclohexan, die Dimethylcyclo-Methylcylohexan, Cyclopentan oder n-Heptan, durch 50 hexane, n-Pentan, η-Hexan, n-Heptan und die Me-Umsetzung mit Sauerstoff, vorzugsweise einem mole- thylpentane. Bei einer bevorzugten Ausführungsfonn kularen Sauerstoff enthaltenden Gas, in einer Reak- wird ein Gemisch aus dem Kohlenwasserstoff und tionszone, die ein Gemisch aus dem Kohlenwasser- einer die Ausbeute fördernden Menge an Metaborstoff in flüssiger Phase mit Metaborsäure oder einem säure oder einem niederen Borsäurehydrat gebildet, niederen Hydrat der Borsäure enthält, bei einer Tem- 55 Es ist besonders zweckmäßig, zunächst eine Aufperatur von 140 bis 1800C, gewünschtenfalls in schlämmung aus Orthoborsäure in dem Kohlen-Gegenwart eines Lösungsmittels, wobei man einen wasserstoff herzustellen. Diese Aufschlämmung wird Wasserdampfpartialdruck in der über der flüssigen dann beispielsweise dadurch dehydratisiert, daß man Phase befindlichen und/oder aus dieser entfernten ein Gas bei erhöhter Temperatur hindurchleitet, um Dampfphase aufrechterhält, der, ausgedrückt in 60 wenigstens einen Teil und vorzugsweise praktisch kg/cm2, nicht größer ist als P, das sich aus der alle Orthoborsäure zu dehydratisieren. Es können Gleichung auch andere Methoden zur Herstellung von Metabor-The patent 1158963 relates to a process for oxidizable hydrocarbons including oxidation of a saturated hydrocarbon with 4 other cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, up to 8 carbon atoms, such as cyclohexane, η-hexane, cyclooctane, methylcyclohexane, the dimethylcyclo-methylcylohexane, cyclopentane or n- by 50 hexanes, n-pentane, η-hexane, n-heptane and the Me reaction with oxygen, preferably a molethylpentane. In a preferred embodiment, a gas containing oxygen, in a reaction, is a mixture of the hydrocarbon and ion zone, which is a mixture of the hydrocarbons, an amount of metaborative in the liquid phase that promotes the yield, with metaboric acid or an acid or a lower boric acid hydrate, includes lower hydrate of boric acid, at a tem- 55 It is particularly expedient, first a Aufperatur of 140 to 180 0 C, if desired, of orthoboric acid in the coal presence of a solvent, wherein hydrogen is to produce in a slurry. This suspension is then dehydrated water vapor partial pressure in the above the liquid phase, for example, by passing a gas through it at elevated temperature and / or removed from it, to maintain the vapor phase, which, expressed in 60 at least a part and preferably practically kg / cm 2 , is not greater than P, which results from dehydrating all orthoboric acid. Other methods for the production of meta-laboratory can also be used in the equation

log10P = 0.0175Γ—3, säure, oder einem niederen Hydrat und des Gemischeslog 10 P = 0.0175Γ -3, acid, or a lower hydrate and the mixture

mit dem Kohlenwasserstoff angewandt werden.can be applied with the hydrocarbon.

worin T die Reaktionstemperatur in Grad Celsius 65 Die Metaborsäure oder das niedere Hydrat wirdwhere T is the reaction temperature in degrees Celsius 65 the metaboric acid or the lower hydrate

bedeutet, ergibt. in einer Menge von wenigstens 1 Mol Borverbindung.means results. in an amount of at least 1 mole of the boron compound.

Es wurde nun gefunden, daß gute Ergebnisse auch ausgedrückt als Metaborsäure, je 6 Mol oxydiertemIt has now been found that good results are also expressed as metaboric acid per 6 moles oxidized

dann erhalten werden, wenn man mit etwas höheren Kohlenwasserstoff eingesetzt. Da wirtschaftliche Um-can then be obtained when used with somewhat higher hydrocarbons. Since economic envi-

wandlungsgrade bei wenigstens 4°/· Kohlenwasser- dation so geführt, daß der Wasserdampftejldruck stoff liegen, entspricht dies wenigstens etwa 0,4Vo in dem das flüssige Reaktionsgemisch verlassenden Borverbindung, ausgedrückt als Metaborsäure, be- Dampf strom 0,3 bis 100 Vo von P nach der Gleichung zogen auf das Gewicht des Gemir^hes aus Kohlen-Degree of conversion at at least 4 ° / · hydrocarbon dation so that the water vapor pressure substance, this corresponds to at least about 0.4Vo in the one leaving the liquid reaction mixture Boron compound, expressed as metaboric acid, is a vapor flow 0.3 to 100 Vo of P according to the equation added to the weight of the coal

wasserstoff und Borverbindung. Wegen gewisser j log,0P — 0,0107i — 1,UK/,hydrogen and boron compound. Because of some j log, 0 P - 0.0107i - 1, UK /,

Schwierigkeiten beim Hantieren der Aufschlämmung . .Difficulty handling the slurry. .

in dem Reaktionsgefäß und der Abtrennung von worin T die Reaktionstemperatur m urad Celsius Feststoffen ist es im allgemeinen nicht zweckmäßig, bedeutet, beträgt, jedoch größer als der höchste Wert die Borverbindung, ausgedrückt als Metaborsäuve, des Patents 1158963 ist, der sich aus der Gleichung in Merken zu verwenden, die etwa 20 Gewichts- «>in the reaction vessel and the separation of where T is the reaction temperature m urad Celsius solids, it is generally not expedient, means, is, however, greater than the highest value of the boron compound, expressed as Metaborsäuve, of patent 1158963, which is derived from the equation in Remember to use that about 20 weight- «>

prozent des Gemisches aus Kohlenwasserstoff und logio^0 = 0,0175Γ—3percent of the mixture of hydrocarbons and logio ^ 0 = 0.0175Γ — 3

Borverbindung übersteigen. ergibtExceed boron compound. results

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vor- Wenn niedere Borsäurehydrate, z. B. Boroxyd,In the method according to the invention, if lower boric acid hydrates, e.g. B. boron oxide,

zugsweise Metaborsäure verwendet Zu den gleich- verwendet werden, können reiner Sauerstoff und falls verwendbaren niederen Hydraten der Borsäure '5 Kühlung bei der Umsetzung angewandt werden. Es gehören Boroxyd und Tetraborsäure. Wenn niedere ist möglich, so große Mengen des niederen Hydrats Hydrate verwendet werden und der Partialdruck des zu verwenden, daß sich dieses Hydrat mit dem Wasser Wassers in den Dämpfen über dem Reaktionsgemisch umsetzt, das während der Reaktion gebildet oder über dem Gleichgewichtsdruck liegt, neigen die nie- mit den Ausgangsstoffen in das Reaktionsgemisch deren Hydrate dazu, in höhere Hydrate und sogar in *° eingeführt wird, so daß der Teildruck des Wassers Metaborsäure überzugchen. in dem Dampf über dem Reaktionsgemisch nichtpreferably used metaboric acid. In addition to the used, pure oxygen and, if applicable, lower hydrates of boric acid, cooling can be used in the reaction. It includes boric oxide and tetraboric acid. If lower is possible, so large amounts of the lower hydrate hydrates are used and to use the partial pressure of the that this hydrate reacts with the water in the water in the vapors above the reaction mixture, which is formed during the reaction or above the equilibrium pressure, the tendency never with the starting materials in the reaction mixture whose hydrates are introduced into higher hydrates and even in * °, so that the partial pressure of the water is covered with metaboric acid. not in the vapor above the reaction mixture

Es ist ein Vorzug der Erfindung, daß im allge- größer ist als P, wie oben definiert, ohne daß die Notmeinen höhere Kohlenwasserstoffumwandlungen je wendigkeit der Dampfentfernung aus der Reaktions-Durchsatz erzielt werden können, ohne daß eine zone besteht. Selbstverständlich sind Abwandlungen Ausbeuteminderung eintritt, die mit solchen höheren 25 im Betrieb möglich in der Weise, daß das Verfahren Umwandlungen bei den bekannten Oxydationsver- bei Verwendung dieser niederen Hydrate adiabatisch fahren einhergingen. oder mit Wärmezufuhr betrieben werden kann.It is an advantage of the invention that is generally greater than P, as defined above, without the necessity higher hydrocarbon conversions depending on the agility of vapor removal from the reaction throughput can be achieved without a zone. Of course, modifications are possible Yield reduction occurs with such a higher 25 in operation possible in such a way that the process Conversions in the known oxidation process when using these lower hydrates adiabatically go hand in hand. or can be operated with a supply of heat.

Die erfindungsgemäße Oxydation wird in der Weise Während es bei Verwendung von Metaborsäure, durchgeführt, daß etwa 4 bis 25 %>, zweckmäßig 8 wie oben beschrieben, wesentlich ist, daß der Wasserbis 20 % und vorzugsweise 10 bis 15 % des Kohlen- 3° dampfpartialdruck in den austretenden Dämpfen Wasserstoffs je Durchgang in einem kontinuierlichen unter den vorstehend genannten einschränkenden System oder je Oxydation im absatzweisen Betrieb Bedingungen 0,3 bis 100% von P beträgt, ist es für oxydiert werden. einen wirtschaftlichen Betrieb bei Verwendung derThe oxidation according to the invention is carried out in the same way. carried out that about 4 to 25%>, expediently 8 as described above, it is essential that the water bis 20% and preferably 10 to 15% of the carbon vapor partial pressure of 3 ° in the exiting vapors Hydrogen per pass in a continuous among the restrictive ones mentioned above System or per batch oxidation conditions is 0.3 to 100% of P, it is for are oxidized. an economical operation when using the

Zweckmäßig wird das Gemisch aus Borverbindung, niederen Hydrate nur notwendig, daß der Wasservorzugsweise Metaborsäure, und Kohlenwasserstoff 35 partialdruck in dem Dampf über dem Reaktionsauf eine Oxydationstemperatur von 140 bis 180° C gemisch nicht größer als P ist.
erhitzt und ein molekularen Sauerstoff enthaltendes Bei der praktischen Durchführung der Erfindung,
Appropriately, the mixture of boron compound, lower hydrates is only necessary that the water, preferably metaboric acid, and hydrocarbon partial pressure in the vapor above the reaction to an oxidation temperature of 140 to 180 ° C mixture is not greater than P.
heated and a molecular oxygen containing In the practice of the invention,

Gas hindurchgeleitet. Reiner Sauerstoff kann zwar wobei die zu oxydierenden Kohlenwasserstoffe solche verwendet werden, doch wird vorzugsweise mole- mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen sind und die Oxydakularer Sauerstoff im Gemisch mit Inertgas, z. B. 4° tion in Abwesenheit eines Lösungsmittels oder großer Stickstoff, eingesetzt. Es können Sauerstoffkonzen- Mengen niederer Hydrate durchgeführt wird, ertrationen angewandt werden, die über oder unter fordert das Verfahren häufig eine Wärmezufuhr, um denen in Luft liegen. Ganz allgemein ist es bevor- zu erreichen, daß genügend Kohlenwasserstoff aufzugt, Sauerstoffkonzentrationen von lOVolumprozent siedet und Dampf entfernt wird, damit der Wasseroder darunter in dem oxydierenden Gas anzuwenden, 45 dampfpartialdruck in den austretenden Gasen, wie um die mögliche Bildung von explosiblen Gemischen oben bezeichnet, aufrechterhalten wird, während man zu vermeiden. bei der gewünschten Reaktionstemperatur arbeitet.Gas passed through. Pure oxygen can, although the hydrocarbons to be oxidized are such can be used, but is preferably moles with 4 to 7 carbon atoms and the more oxydacular Oxygen mixed with inert gas, e.g. B. 4 ° tion in the absence of a solvent or large Nitrogen. Oxygen concentrations of lower hydrates can be carried out that are applied above or below the procedure often requires a supply of heat in order to which are in the air. In general, it is preferable to obtain sufficient hydrocarbon to be drawn in Oxygen concentrations of 10 percent by volume boil and steam is removed so that the water or below to apply in the oxidizing gas, 45 partial vapor pressure in the exiting gases, such as about the possible formation of explosive mixtures referred to above, is maintained while one to avoid. works at the desired reaction temperature.

Während der Oxydation wird ein Gasgemisch, Die Wärmezufuhr kann auf mehreren Wegen erfolgen, welches das in dem eingeführten Oxydationsmittel Vorzugsweise wird aus der Reaktionszone als Dampf enthaltene Inertgas neben etwa nich* verbrauchtem 5° abgezogener, kondensierter nd vom Wasser abSauerstoff, Wasser und dampfförmigem Kohlen- getrennter Kohlenwasserstoff erwärmt und/oder verwasserstoff enthält, kontinuierlich aus der Reaktions- dampft und als Dampf in die Reaktionszone eingezone entfernt. Dieser dampfförmige Kohlenwasser- führt. Statt dessen kann die Wärme durch die Wanstoff kann kondensiert, wenigstens teilweise von düngen des Reaktionsgefäßes, mit Hilfe von Heiz-Wasser abgetrennt und als Flüssigkeit in das Re- 55 schlangen in der Reaktionszone u. dgl. zugeführt aktionsgefäß zurückgeführt werden. Normalerweise werden.During the oxidation, a gas mixture is created. The heat can be supplied in several ways, which is in the oxidizing agent introduced is preferably from the reaction zone as steam Inert gas contained in addition to about 5 ° un * consumed, withdrawn, condensed and oxygen from the water, Water and vaporous coal- heated hydrocarbon separated and / or hydrogenated contains, continuously from the reaction steam and zoned as steam in the reaction zone removed. This vaporous hydrocarbon leads. Instead, the heat can flow through the wall fabric can be condensed, at least partially from fertilizing the reaction vessel, with the help of heating water separated and fed as a liquid into the coil in the reaction zone and the like action vessel are returned. Usually will.

hängt die Menge des Wassers in der Reaktionszone Werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahrendepends on the amount of water in the reaction zone in the process of the invention

und in den aus der Reaktionszone austretenden Ga- (^-Kohlenwasserstoffe verwendet, dann ist es häufisen im wesentlichen von der Sauerstoffkonzentration ger möglich, adiabatisch zu arbeiten. Das heißt, die in dem gasförmigen Oxydationsmittel und dem Ver- 6° durch die Umsetzung freigesetzte Wärme reicht brauch während der Umsetzung ab. Zu weiteren ungefähr aus, um die zum Verdampfen von Wasser möglichen Quellen für Wasser gehören jedoch die und Kohlenwasserstoffe erforderliche Wärme zu Beschickungsgase, das als Beschickung dienende decken.and (^ hydrocarbons used in the emerging from the reaction zone Ga, then it is häufisen ger possible substantially on the oxygen concentration to work adiabatically. That is, the liberated in the gaseous oxidant and the encryption 6 ° by the reaction heat Another roughly sufficient source of water to evaporate water, however, includes heat required and hydrocarbons to feed gases to cover that which serves as feed.

Kohlenwasserstoffgemisch und Rückflußkohlenwas- Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch unterHydrocarbon mixture and reflux hydrocarbon The process according to the invention can also under

serstoffe, aus denen ein Teil des Wasser im allgemei- 65 Verwendung eines Lösungsmittels in dem Reaktionsnen durch Abdekantieren oder Abdestillieren ent- gemisch durchgeführt werden. Geeignete Lösungsfernt worden ist. mittel sind solche, die sich während der Oxydationbons, from which part of the water corresponds in general 6 5 using a solvent in the Reaktionsnen by decanting off or distilling off be conducted mixture. Appropriate solution has been removed. medium are those that change during oxidation

Bei Verwendung von Metaborsäure wird die Oxy- inert verhalten und sich leicht von den Reaktions-When using metaboric acid, the oxy-

teilnehmern und den Reaktionsprodukten abtrennen Nach Beendigung der Oxydation enthält dasSeparate participants and the reaction products.After completion of the oxidation contains the

lassen. Zweckmäßig werden organische Verbindungen Reaktionsgemisch eine beträchtliche Menge despermit. Appropriately, organic compounds are a considerable amount of the reaction mixture

ohne reaktionsfähige sekundäre oder tertiäre Kohlen- Alkanols in Form eines Borsäureesters. Gewünschten-without reactive secondary or tertiary carbon alkanols in the form of a boric acid ester. Desired-

stoffatome verwendet. An primären Kohlenstoff- falls kann der Borsäureester als solcher gewonnenused atoms. In the case of primary carbon, the boric acid ester can be obtained as such

atomen stehende Wasserstoffatome sind bei der vor- 5 werden. Um das Alkanol bzw. Cycloalkanol alsatoms standing hydrogen atoms are at the front 5. To the alkanol or cycloalkanol as

liegenden Umsetzung praktisch inert. An sekundären solches zu gewinnen, ist es zweckmäßig, das Oxy-lying implementation practically inert. To gain secondary such, it is expedient to use the oxy-

oder tertiären Kohlenstoffatomen stehende Wasser- dationsgemisch nach Entfernen von nicht umgesetz-or tertiary carbon atoms standing water dation mixture after removal of unreacted

stoffatome neigen jedoch bei dieser Umsetzung zu tem Kohlenwasserstoff einer Hydrolyse zu unter-However, substance atoms tend to undergo hydrolysis in this reaction to the system

einer sehr viel höheren Reaktionsfähigkeit. werfen, wodurch das freigesetzte Alkanol bzw. Cyclo-a much higher level of responsiveness. throw, whereby the released alkanol or cyclo-

Diese Verbindungen sieden vorzugsweise zwischen io alkanol ohne weiteres durch Destillation oder Extrakdem zu oxydierenden Kohlenwasserstoff und dem am tion gewonnen werden kann. Die Hydrolyse läßt sich niedrigsten siedenden Oxydationsprodukt. Zu Bei- leicht, beispielsweise durch Zugabe von Wasser zu spielen für solche Lösungsmittel gehören unter dem Oxydationsgemisch nach Entfernen des Kohlenanderem Hexamethyläthan, substituierte Benzole und Wasserstoffs und Erwärmen auf z. B. 50 bis 150° C halogenierte Kohlenwaserstoffe. 15 durchführen. Andere bekannte Arbeitsweisen, z. B.These compounds preferably boil between io alkanol easily by distillation or extraction Hydrocarbon to be oxidized and the am tion can be obtained. The hydrolysis can lowest boiling oxidation product. Too easy, for example by adding water play for such solvents include under the oxidation mixture after removing the carbon other hexamethylethane, substituted benzenes and hydrogen and heating to z. B. 50 to 150 ° C halogenated hydrocarbons. 15 perform. Other known ways of working, e.g. B.

Es sei darauf hingewiesen, daß durch die Gegen- Alkoholyse oder Umesterung können gleichfallsIt should be noted that the counter-alcoholysis or transesterification can also

wart eines Lösungsmittels die Charakteristika des angewandt werden.wait for the characteristics of a solvent to be applied.

Reaktionssystems verändert werden. Wenn das Lö- Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung,Reaction system can be changed. If the lo- The following examples illustrate the invention,

sungsmittel höher als der Kohlenwasserstoff siedet, Teile und Prozentsätze beziehen sich auf das Ge-The solvent boils higher than the hydrocarbon, parts and percentages refer to the product

dann ist es möglich, die Umsetzung unter nahezu 20 wicht, wenn nichts anderes gegeben ist.
adiabatischen Bedingungen durchzuführen, und im
then it is possible to weight the implementation below nearly 20 if nothing else is given.
perform adiabatic conditions, and im

Fall von C4- bis ^-Kohlenwasserstoffen kann sogar Beispiel 1
eine Kühlung erforderlich werden.
Example 1 can even be used in the case of C 4 to ^ hydrocarbons
cooling will be required.

Für eine erfolgreiche Durchführung des erfindungs- 2711 Teile Cyclohexan werden mit etwa 450 TeilenFor a successful implementation of the invention, 2711 parts of cyclohexane are required with about 450 parts

gemäßen Verfahrens ist eine sorgfältige Einstellung 25 feingemahlener fester Orthoborsäure vermischt. DieAccording to the method, a careful adjustment of finely ground solid orthoboric acid is mixed. the

der Reaktionsbedingungen nötig. So muß die Oxyda- gebildete Aufschlämmung wird in einem glasgefütter-the reaction conditions necessary. So the Oxyda- formed slurry must be in a glass-lined

tionstemperatur im Bereich von 140 bis 180° C und ten ReaktionsgefäS, das mit Leitflächen, einem Heiz-tion temperature in the range from 140 to 180 ° C and the reaction vessel, which is equipped with guide surfaces, a heating

vorzugsweise zwischen 160 und 170° C liegen. Für mantel, einem Dampf abzug, einem Kühler, einempreferably between 160 and 170 ° C. For a jacket, a steam vent, a cooler, a

die tatsächliche Durchführung in einer Versuchs- Dampf-Flüssigkeits-Scheider, einem Wasserabscheiderthe actual implementation in a test vapor-liquid separator, a water separator

anlage wird eine genaue Reaktionstemperatur ausge- 30 und einer Rückflußrückführleitung versehen ist,system, an exact reaction temperature is provided and a reflux return line is provided,

wählt. Dann wird der Reaktionsdruck unter Berück- unter Rühren oder Schütteln auf etwa 165° C er-chooses. Then the reaction pressure is increased to about 165 ° C with stirring or shaking.

sichtigung des in die Umsetzung eingehenden Kohlen- wärmt und ein Stickstoffstrom hindurchgeleitet. DieThe coal entering the reaction is viewed and a stream of nitrogen is passed through it. the

Wasserstoffs (mit oder ohne Lösungsmittel), der Dehydratisierung der Orthoborsäure erfolgt leichtHydrogen (with or without a solvent), orthoboric acid is easily dehydrated

Menge der in das Reaktionsgefäß eingeführten inerten und praktisch vollständig unter Bildung von Metabor-Amount of the inert and practically completely introduced into the reaction vessel with the formation of metabo-

Bestandteile und der Menge an Wasser, die entfernt 35 säure, wobei ein gasförmiges Gemisch aus Stickstoff,Ingredients and the amount of water that removes 35 acid, being a gaseous mixture of nitrogen,

werden muß, so berechnet, daß das Volumen an Wasserdampf und Cyclohexan entfernt wird. Dasmust be calculated so that the volume of water vapor and cyclohexane is removed. That

organischen Stoffen, inerten Bestandteilen und gege- Cyclohexan wird aus dem Dampf kondensiert, vomorganic substances, inert components and counter- Cyclohexane is condensed from the steam, from

benenfalls nicht verbrauchtem Sauerstoff, die das Re- Wasser abgetrennt und in das Reaktionsgefäß zurück-if necessary, unused oxygen, which the re-water is separated and returned to the reaction vessel.

aktionsgefäß als Dampf verlassen, ausreicht, um den geführt.Action vessel left as steam, sufficient to run the.

Wasserdruck innerhalb der oben angegebenen Gren- 4° Die gebildete Aufschlämmung aus MetaborsäureWater pressure within the limits given above- 4 ° The formed slurry of metaboric acid

zen zu halten. Dann wird der Wärmeübergang zu und Cyclohexan wird durch Einstellen der Wärme-to keep zen. Then the heat transfer to and cyclohexane is by adjusting the heat

dem Reaktionsgefäß so eingestellt, daß die gewünsch- zufuhr zu dem Mantel, je nach Bedarf, bei 165° CThe reaction vessel is adjusted so that the desired feed to the jacket, as required, at 165.degree

ten Temperatur- und Druckbedingungen erfüllt sind. gehalten. Ein gasförmiges Gemisch aus Sauerstoffth temperature and pressure conditions are met. held. A gaseous mixture of oxygen

Bei einer anderen möglichen Art des Betriebs wird und Stickstoff mit einem Sauerstoffgehalt von 10 Vo-In another possible type of operation, nitrogen with an oxygen content of 10 vol-

die gleiche Berechnung angestellt, jedoch der Wärme- 45 lumprozent wird in das Reaktionsgefäß unter diethe same calculation is made, but the heat percentage is added to the reaction vessel under the

übergang so eingestellt, daß die gewünschte Menge Flüssigkeitsoberfläche mit einer Geschwindigkeit vontransition adjusted so that the desired amount of liquid surface with a speed of

an organischen Dämpfen über Kopf geht, während etwa 4 Volumina je Minute (1 Atm. und 25° C) jeof organic vapors goes overhead, during about 4 volumes per minute (1 atm. and 25 ° C) each

der Druck zur Steuerung der Temperatur im Reak- etwa 3,8 Volumina Aufschlämmung eingeleitet NachAfter the pressure is initiated to control the temperature in the reac- approximately 3.8 volumes of slurry

tionsgefaß eingestellt wird. Die Drücke können bei- kuizer Zeit ist die Sauerstoffabsorption praktischtion vessel is set. The pressures can at- kuizer time, the oxygen absorption is practical

spielsweise im Bereich von 0,7 bis 57 atü liegen. 50 vollständig. Der Druck in der Reaktionszone wird milfor example in the range from 0.7 to 57 atmospheres. 50 complete. The pressure in the reaction zone is mil

Bei einem günstigen und wirtschaftlichen Betrieb Hilfe eines Druckreglerventils auf die den DampfIn the case of a cheap and economical operation, the help of a pressure regulator valve on the steam

des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Dampf- Flüssigkeits-Scheider verlassenden Dämpfe bei etwjof the method according to the invention, the vapor-liquid separator leaving vapors at sthj

gemisch aus der Reaktionszone abgekühlt, um Wasser 18,13 kg/cm2 gehalten. Unter diesen Reaktionsbedinmixture cooled from the reaction zone to water 18.13 kg / cm 2 kept. Under these reaction conditions

und Kohlenwasserstoffe zu kondensieren. Diese gungen beträgt der Sauerstoffpartialdruck am Einand to condense hydrocarbons. This is the oxygen partial pressure at the inlet

kondensierten Stoffe werden getrennt, beispielsweise 55 trittspunkt in die Reaktionszone etwa 1,08 kg/cm: condensed substances are separated, for example 55 entry point into the reaction zone about 1.08 kg / cm :

durch Dekantieren, und der Kohlenwasserstoff wird unter Berücksichtigung des Cyclohexandampfdruck:by decanting, and the hydrocarbon, taking into account the cyclohexane vapor pressure:

in die Reaktionszone zurückgeführt. Wärmeerspar- von 7,35 kg/cm2 bei der Reaktionstemperatar voireturned to the reaction zone. Heat saving of 7.35 kg / cm 2 at the reaction temperature voi

nisse werden durch Wänneaustausch zwischen dem in 165° C, d. h. lO°/o von (18,13 — 7,35).Nits are determined by heat exchange between the temperature in 165 ° C, i.e. H. 10 ° / o of (18.13-7.35).

die Reaktionszone zurückkehrenden Kohlenwasser- Während der Umsetzung wird ein dampfförmigethe reaction zone returning hydrocarbons During the reaction becomes a vaporous

stoff und den aus der Reaktionszone austretenden 6° Gemisch, das Cyclohexan, Wasser und Stickstofsubstance and the 6 ° mixture emerging from the reaction zone, the cyclohexane, water and nitrogen

Dämpfen erzielt Wird für einen solchen Wärmeaus- enthält kontinuierlich aus der Reaktionszone abSteaming is achieved for such a heat removal continuously from the reaction zone

tausch ein direkter Kontakt angewandt, dann erfolgt gezogen und zur Kondensation von Wasser umExchange a direct contact is applied, then drawn and condensation of water takes place

auch eine weitere Befreiung des zurückgekehrten Cyclohexan gekühlt Die Dämpfe werden in dealso another liberation of the returned cyclohexane cooled The vapors are in de

Kohlenwasserstoffs von Wasser. Die zur Aufrecht- Trennvorrichtung von dem Kondensat abgetrenntHydrocarbon of water. The upright separator is separated from the condensate

erhaltung der Umsetzung nötige Wärme wird vor- 65 Nach der Abtrennung von Wasser durch AbdekanThe heat required to maintain the conversion is provided before 65 After the water has been separated off by means of dean

zugsweise durch Erwärmen des Kreislaufkohlen- tieren wird das flüssige Cyclohexan in die ReaktioThe liquid cyclohexane is preferably fed into the reaction by heating the cycle carbonation

Wasserstoffs vor seiner Einführung in die Reaktions- zurückgeführt. Unter den vorstehend beschriebeneHydrogen returned to the reaction before its introduction. Among those described above

zone geliefert Reaktionsbedingungen liegt der WasserdampfpartialZone delivered reaction conditions is the water vapor partial

druck in den aus der Reaktionszone austretenden Gasen bei etwa 1,4 kg/cm2. Die Umsetzung wird fortgesetzt, bis etwa 10,5% des Cyclohexans umgesetzt sind.pressure in the gases emerging from the reaction zone at about 1.4 kg / cm 2 . The reaction continues until about 10.5% of the cyclohexane has reacted.

Nach beendeter Reaktion (etwa 6 Stunden) wird das Reaktionsgemisch mit 200 Teilen Wasser vermischt und unter Rühren und Rückfluß (etwa 70° C) 1 Stunde erhitzt, um die Borsäureester zu hydrolysieren. Das gebildete Gemisch wird filtriert, um feste Borsäure abzutrennen, und das Filtrat dekantiert, um eine organische Phase von einer wäßrigen Phase zu trennen. Die wäßrige Phase wird mit einer geringen Menge Cyciohexan extrahiert, und der Extrakt wird mit der organischen Phase vereinigt. Die organische Phase wird mit einer geringen Menge Wasser zur Entfernung von Borsäure extrahiert. Das erhaltene Gemisch wird destilliert, um Cyciohexan als übergehenden Anteil von einer zurückbleibenden Cyclohexanolfraktion zu trennen. Die Cyclohexanolfraktion macht etwa 340 Teile aus und enthält Cyclohexanol Cyclohexanon und andere oxydierte Cyclohexanprodukte als Rest. Die molare Ausbeute zu Cyclohexanol und Cyclohexanon beträgt 80 %.When the reaction has ended (about 6 hours), the reaction mixture is mixed with 200 parts of water and heated with stirring and reflux (about 70 ° C) for 1 hour to hydrolyze the boric acid esters. The resulting mixture is filtered to separate solid boric acid and the filtrate is decanted, to separate an organic phase from an aqueous phase. The aqueous phase is with a low Amount of cyclohexane extracted, and the extract is combined with the organic phase. The organic Phase is extracted with a small amount of water to remove boric acid. The received Mixture is distilled to give cyclohexane as a passing portion of a remaining Separate cyclohexanol fraction. The cyclohexanol fraction makes up about 340 parts and contains cyclohexanol Cyclohexanone and other oxidized cyclohexane products as the remainder. The molar yield increases Cyclohexanol and cyclohexanone is 80%.

Beispiel 2Example 2

Die im Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt mit der Ausnahme, daß der Druck in der Reaktiorszone bei etwa 23,52 kg/cm2 gehalten wird. Unter den angewandten Reaktionsbedingungen beträgt der Sauerstoffpartialdruck am Eintrittspunkt in die Reaktionszone etwa 1,6 kg/cm2 unter Berücksichtigung des Cyclohexandampfdrucks von 7,35 kg/cm* bei einer Reaktionstemperatur von 1650C (d.h. 10V. von 23,52-7,35). Die Dämpfe werden wie im Beispiel 1 beschrieben abgezogen. Unter diesen Reaktionsbedingungen liegt der Wasserdampfpartialdrack in der« die Reaktionszone verlassenden Gasen bei etwa 2,1 kg/cm2.The procedure described in Example 1 is repeated with the exception that the pressure in the reactor zone is maintained at about 23.52 kg / cm 2 . Under the reaction conditions of the oxygen partial pressure is at the entry point in the reaction zone is about 1.6 kg / cm 2 in consideration of the Cyclohexandampfdrucks of 7.35 kg / cm * at a reaction temperature of 165 0 C (ie 10V. From 23.52 to 7, 35). The vapors are drawn off as described in Example 1. Under these reaction conditions, the steam partial draft in the gases leaving the reaction zone is about 2.1 kg / cm 2 .

Die Reaktion wird fortgesetzt, bis etwa 9,0% des Cyclohexans umgesetzt sind. Das Reaktionsgemisch wird wie im Beispiel 1 beschrieben aufgearbeitet. Die molare Ausbeute an Cyclohexanol und Cyclohexanon beträgt 80 %.The reaction is continued until about 9.0% of the cyclohexane has reacted. The reaction mixture is worked up as described in Example 1. The molar yield of cyclohexanol and cyclohexanone is 80%.

Vergleichsweise sei die Bedeutung der Aufrechterhaltung der Temperatur innerhalb des angegebenen Bereichs von 140 bis 180° C veranschaulicht.By way of comparison, let the importance of maintaining the temperature within that specified Range of 140 to 180 ° C illustrated.

Die im Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt mit der Ausnahme, daß eine Aufschlämmung von 100 Teilen Orthoborsäure in 1000 Teilen Cyciohexan dehydratisiert und das gebildete Gemisch aus Metaborsäure und Cyciohexan 4 Stunden bei 200° C oxydiert wird. Gasförmiges Oxydationsmittel, das 4 Volumprozent Sauerstoff in Stickstoff enthält, wird mit dem Cyclohexangemisch mit einer Geschwindigkeit von 137 Volumina je Stunde und 1,4 Volumina Aufschlämmung in Berührung gebracht.The procedure described in Example 1 is repeated except that a slurry dehydrated by 100 parts of orthoboric acid in 1000 parts of cyclohexane and the resulting mixture is oxidized from metaboric acid and cyclohexane for 4 hours at 200 ° C. Gaseous oxidizing agent, which contains 4 percent by volume of oxygen in nitrogen, is mixed with the cyclohexane at a rate of 137 volumes per hour and 1.4 volumes of slurry.

Das Reaktionsgemisch wird wie oben beschrieben aufgearbeitet. Es ergibt sich eine Ausbeute an Cyclohexanol und Cyclohexanon von etwa 75,7% bei einem Umwandlungsgrad von Cyciohexan von etwa 6%. Diese Zahlenangaben lassen deutlich erkennen, welche Bedeutung dem Aufrechterhalten einer Oxydationstemperatur von nicht über etwa 180° C zukommt, damit die gewünschte hohe Ausbeute bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt wird.The reaction mixture is worked up as described above. There is a yield of cyclohexanol and cyclohexanone of about 75.7% with a degree of conversion of cyclohexane of about 6%. These figures clearly show the importance of maintaining an oxidation temperature does not exceed about 180 ° C, so that the desired high yield at the method according to the invention is achieved.

Zum weiteren Vergleich wird zur Veranschaulichung einer Arbeitsweise, die nicht im Bereich des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt, zunächst eine Aufschlämmung aus 900 Teilen Cyciohexan und 231 Teilen Boroxyd hergestellt. Etwa 100 Teile je Million (= 0,01 %) Kobalt, bezogen auf Cyciohexan, werden als Kobaltnaphthenat zugesetzt.For further comparison, a mode of operation that is not in the area of the Process according to the invention is initially a slurry of 900 parts of cyclohexane and 231 parts of boron oxide produced. About 100 parts per million (= 0.01%) cobalt, based on cyclohexane, are added as cobalt naphthenate.

Luft wird durch diese Aufschlämmung mit einer Geschwindigkeit von etwa 170 Volumina je Stunde und 1,3 Volumina Aufschlämmung geleilet. Die Umsetzung wird bei einer Temperatur von 190° C und einem Druck von 14 atü durchgeführt. Die Sauerstoffabsorption erreicht nach einer Reaktionszeit von 55 Minuten etwa 32 Volumina.Air moves through this slurry at a rate of about 170 volumes per hour and 1.3 volumes of slurry. The reaction is carried out at a temperature of 190 ° C and a pressure of 14 atm. The oxygen absorption reaches after a reaction time from 55 minutes about 32 volumes.

Das Reaktionsgemisch wird wie im Beispiel 1 beschrieben aufgearbeitet. Die Umwandlung von Cyciohexan beträgt etwa 12 % bei Cyclohexanol von 67,6 und Cyclohexanon von 3,9° 0. Die Gesamtausbeute an Cyclohexanol und Cyclohexanon von 71,5% läßt erkennen, daß bei der in diesem Beispiel beschriebenen Arbeitsweise keine oder fast keine Ausbeuteverbesserung, verglichen mit einer Cyclohexanoxydation ohne Verwendung einer Borverbindung, erreicht wird.The reaction mixture is worked up as described in Example 1. The conversion of Cyciohexane is about 12% with cyclohexanol of 67.6 and cyclohexanone of 3.9 ° 0. The overall yield in cyclohexanol and cyclohexanone of 71.5% shows that in this example described procedure no or almost no improvement in yield compared with a cyclohexane oxidation without using a boron compound.

Zum weiteren Vergleich wird der Versuch gemacht, die im Beispiel 1 beschriebene Oxydation bei einer Temperatur von 130° C durchzuführen. Es erfolgte keine Umsetzung. Somit ist auch die Bedeutung der für das erfindungsgemäße Verfahren angegebenen unteren Temperaturgrenze veranschaulicht.For further comparison, the experiment is made, the oxidation described in Example 1 in a Temperature of 130 ° C. There was no implementation. Hence the meaning of the illustrated lower temperature limit specified for the process according to the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann ohne Katalysator durchgeführt werden. Bei den bisher bekannten Verfahren, wobei keine Borverbindung verwendet wird, ist es nötig, kleine Mengen einer katalytischen Substanz, z. B. ein Kobaltsalz, zu verwenden, um Cyciohexan mit Erfolg mit molekularem Sauerstoff zu einem Gemisch oxydieren zu können, das Cyclohexanon und Cyclohexanol enthält. Es wurde jedoch gefunden, daß bei dem vorliegenden Verfahren, wenn molekularer Sauerstoff mit dem Gemisch aus Metaborsäure und Kohlenwasserstoffen unter den angegebenen Bedingungen in Berührung gebracht wird, tue bisher als Katalysatoren für Oxydationen ohne Borsäure verwendeten Stoffe praktisch keine Wirkung ohne möglicherweise eine nachteilige Wirkung ausüben und daher nicht erforderlich sind Initiatoren, wie Aldehyde, Ketone und Peroxyde können verwendet werden. Als Beispiele für solch« Initiatoren seien Cyclohexanon, Wasserstoffperoxyc und tertiäres Butylhydroperoxyd genannt.The process according to the invention can be carried out without a catalyst. With the previously known Process in which no boron compound is used, it is necessary to use small amounts of a catalytic Substance, e.g. B. a cobalt salt, to use to make cyclohexane with success with molecular To be able to oxidize oxygen to a mixture containing cyclohexanone and cyclohexanol. It however, it has been found that in the present process, when molecular oxygen is mixed with the Mixture of metaboric acid and hydrocarbons under the specified conditions in contact is brought, do so far as catalysts for oxidations Substances used without boric acid have practically no effect without possibly an adverse effect Have an effect and are therefore not required initiators such as aldehydes, ketones and peroxides can be used. Examples of such initiators are cyclohexanone and hydrogen peroxyc and called tertiary butyl hydroperoxide.

Claims (2)

Cycloberan ein. Kn Nachteil der bekannten Verfah- Patentansprüche· ren besteht in den im allgemeinen geringen Ausbeu ten an Oxydationsprodukten.Cycloberane a. The disadvantage of the known process claims is the generally low yield of oxidation products. 1. Verfahren zur Oxydation von gesättigten Es ist bekannt, daß die Ausbeuten bei der Oxyda-Kohlenwasserstoffcn mit 4 bis 8 Kohlenstoff- 5 tion von Kohlenwasserstoffen zu den entsprechenden atomen, wie Cyclohexan, η-Hexan, Methylcydo- Alkoholen unter Verwendung von molekularem hexan, Cyclopentan oder n-Heptan, durch Um- Sauerstoff beträchtlich gesteigert werden können, Setzung mit Sauerstoff, vorzugsweise einem mole- wenn die Oxydation in Gegenwart von Borsäure oder kularen Sauerstoff enthaltenden Gas, in einer Borsäureanhydrid durchgeführt wird Reaktionszone, die ein Gemisch aus dem Koliku- io So ist beispielsweise in der USA.-Patentschnft wasserstoff in flüssiger Phase mit Metaborsäure 1931501 angegeben, daß bei der Oxydation von oder einem niederen Hydrat der Borsäure enthält, Kohlenwasserstoffen, wie Paraffinen und Naphthenen, bei einer Temperatur von 140 bis 180° C, ge- die über 180° C sieden, mit molekularem Sauerstoff wünschtenfalls in Gegenwart eines Lösungsmittels, durch Zusatz von wenigstens 2 Gewichtsprozent einer wobei man einen Wasserdampfpartialdruck in der 15 schwachen anorganischen Säure, wie Borsaure oder über der flüssigen Phase befindlichen und/oder ihres Anhydrids, zu den Kohlenwasserstoffen eine aus dieser entfernten Dampfphase aufrechterhält, erhöhte Alkoholbildung erreicht wird, der, ausgedrückt in kg/cm*, nicht größer ist als P, Nach dem Verfahren der USA.-Patentschrift1. Process for the oxidation of saturated It is known that the yields in the Oxyda-Hydrocarboncn with 4 to 8 carbon 5 ion of hydrocarbons to the corresponding atoms, such as cyclohexane, η-hexane, methylcydo alcohols using molecular hexane, Cyclopentane or n-heptane, can be increased considerably by oxygen, set with oxygen, preferably a mol- Thus, for example, in the USA patent, hydrogen in the liquid phase with metaboric acid 1931501 states that, in the oxidation of or a lower hydrate of boric acid, it contains hydrocarbons, such as paraffins and naphthenes, at a temperature of 140 to 180 ° C, ge - Which boil over 180 ° C, with molecular oxygen, if desired in the presence of a solvent, by addition of at least 2 percent by weight of a water vapor partial pressure in the 15 weak inorganic acid, such as boric acid or above the liquid phase and / or its anhydride, to the hydrocarbons a vapor phase removed from this, increased alcohol formation is achieved, which, expressed in kg / cm *, not greater than P, Following the procedure of the USA patent das sich aus der Gleichung 19 47 989 werden Kohlenwasserstoffe mit molekula-that results from equation 19 47 989, hydrocarbons with molecular ao rem Sauerstoff in Gegenwart von Borsäure oxydiert,ao rem oxygen is oxidized in the presence of boric acid, log10P = 0,0175Γ—3, wodurch eine erhöhte Ausbeute an Alkohol erzieltlog 10 P = 0.0175Γ -3, which results in an increased yield of alcohol wird. Bevorzugte Temperaturen für die Oxydationwill. Preferred temperatures for oxidation worin T die Reaktionstemperatur in Grad Celsius liegen zwischen 160 und 200° C. In der Patentschrift bedeutet, ergibt, dadurch gekennzeich- ist angegeben, daß das Verfahren auf alle Fälle annet, daß man einen Wasserdampfpartialdruck 25 wendbar ist, in denen Kohlenwasserstoffe auch in aufrechterhält, der größer als der höchste Wert Abwesenheit von Borsäure oxydiert werden können, gemäß vorstehender Gleichung, jedoch nicht grö- Bashkirov und Mitarbeiter (Dokladey Akad. ßer ist als P, das sich aus der Gleichung Nauk. SSR, Bd. 118, Nr. 1, 1958, S. 149 bis 152)where T is the reaction temperature in degrees Celsius between 160 and 200 ° C. In the patent, results, characterized marked, it is indicated that the process assumes in all cases that a water vapor partial pressure 25 can be used in which hydrocarbons are also maintained , which is greater than the highest value that can be oxidized in the absence of boric acid, according to the above equation, but not greater than P, which can be derived from the equation Nauk. SSR, Vol. 118, No. 1 , 1958, pp. 149 to 152) haben gezeigt, daß Paraffine, wie Tridecan, mit Stick-have shown that paraffins, such as tridecane, with sticking log,0P = 0.01077—1,087, 30 stoff-Sauerstoff-Gemischen, die 3,0 bis 3,5 «/0 Sauerlog, 0 P = 0.01077-1,087, 30 fabric-oxygen mixtures containing 3.0 to 3.5 "/ 0 Sauer stoff enthalten, bei 165 bis 170° C mit einem Zusatzcontain substance at 165 to 170 ° C with an additive worin T die Reaktionstemperatur in Grad Celsius von 5 °/o Borsäure oxydiert werden können. Es werbcdeutet und P in kg/cm2, ergibt. den hohe Ausbeuten an Alkoholen und Ketonen an-where T is the reaction temperature in degrees Celsius of 5 ° / o boric acid can be oxidized. It means advertising and P in kg / cm 2 , results. the high yields of alcohols and ketones 2. Verfahren nach Anspruch !, dadurch ge- gegeben (Referat von W. G. ToIand beim Fifth kennzeichnet, daß man den Wasserdampfpartial- 35 World Petroleum Congress, 3.6.1959 [s. Paper 15 — druck, ausgedrückt jn kg/cm2, bei einem Wert Section IV, »Proceedings of the Fifth World Petrohält, der größer ist als der höchste Wert gemäß leum Congress«]).2. The method according to claim 1, characterized given (report by WG ToIand at the Fifth indicates that the water vapor partial 35 World Petroleum Congress, 3.6.1959 [see Paper 15 - pressure, expressed in kg / cm 2 , with a Section IV, "Proceedings of the Fifth World Petro, which is greater than the highest value according to leum Congress"]). der in Anspruch 1 an erster Stelle genannten Außer Borsäure und -anhydriden wurden auch an-those mentioned in the first place in claim 1 In addition to boric acid and anhydrides, also other Gleichung, jedoch nicht größer ist als P, das sich dere Borverbindungen verwendet. So ist beispielsaus der Gleichung 40 weise in der französischen Patentschrift 11 66 679 dieEquation, however, is not greater than P, which uses their boron compounds. For example, from equation 40 in French patent 11 66 679 the Verwendung von Borsäureestern, wie Tributylborat, log,0P = 0,011127"—1,414, für Kohlenwasserstoffoxydationen beschrieben.The use of boric acid esters, such as tributyl borate, log, 0 P = 0.011127 "-1.414, is described for hydrocarbon oxidations. Es wird zwar angegeben, daß die Oxydation vonIt is stated that the oxidation of worin T die Reaktionstemperatur in Grad Celsius höheren Kohlenwasserstoffen, und zwar sowohl von bedeutet, ergibt. 45 Paraffinen als auch von Naphthenen, mit molekulawhere T is the reaction temperature in degrees Celsius of higher hydrocarbons, both of means results. 45 paraffins as well as naphthenes, with molecules rem Sauerstoff in Gegenwart einer Borverbindung der oben beschriebenen Art ohne weiteres unter BiI-rem oxygen in the presence of a boron compound of the type described above readily under BiI-
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