DE1922755C3 - Process for the preparation of dimerized saturated ketones - Google Patents
Process for the preparation of dimerized saturated ketonesInfo
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Description
1515th
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung jo
dimerisierter. gesättigter Ketone durch Dimerisierung eines Ketons aus der Gruppe, bestehend aus
A wenigstens einem Keton, das in x- oder in <x- und
α -Stellung zur Carbonylgruppe wenigstens ein Wasserstoffatom enthält, oder }i
B. der Mischung aus a) einem Keton mit wenigstens zwei entweder an ein oder an beide der Carbonylgruppe
benachbarte Kohlenstoffatome gebundenen Wasserstoffatomen und b) einem Keton, das kein Wasserstoffatom
an den mit der Carbonylgruppe verbundenen Kohlenstoffatomen enthält, in Gegenwart von Wasserstoff
an metallisches Palladium enthallenden Katalysatoren bei erhöhter Temperatur, das dadurch gekennzeichnet
ist. daß man die Umsetzung bei einer Temperatur von 80 bis 250°C und einem Druck von 1 bis -r,
50 kg/cm? in Gegenwart eines Katalysators durchführt,
der als wirksamen Bestandteil a') ein Phosphat von wenigstens einem der Metalle Zirkon, Titan und
Hafnium und b') 0.1 bis 5J Gew.-% metallisches
Palladium, bezogen auf das Metallphosphat, das auf in
diesem Phosphat abgeschieden ist, enthält.The invention relates to a method for producing jo dimerized. saturated ketones by dimerizing a ketone from the group consisting of
A at least one ketone which contains at least one hydrogen atom in the x or in the x and α positions to the carbonyl group, or} i B. the mixture of a) a ketone with at least two carbon atoms either on one or both of the carbonyl group bonded hydrogen atoms and b) a ketone which does not contain a hydrogen atom on the carbon atoms bonded to the carbonyl group, in the presence of hydrogen on metallic palladium-containing catalysts at elevated temperature, which is characterized. that the reaction at a temperature of 80 to 250 ° C and a pressure of 1 to -r, 50 kg / cm ? carried out in the presence of a catalyst, the active ingredient a ') a phosphate of at least one of the metals zirconium, titanium and hafnium and b') 0.1 to 5J wt .-% metallic palladium, based on the metal phosphate deposited in this phosphate is, contains.
Bei der Herstellung gesättigter Ketone durch dicnerisierende Kondensation von Ketonen und anschließende Hydrierung derselben war es bisher üblich, zunächst die Kondensationsreaktion der Ketone unter >ϊ Anwendung eines Alkalis durchzuführen, dann das erhaltene Ketol unter anschließender Dehydratisierung zu ungesättigten Ketonen umzusetzen und schließlich diese ungesättigten Ketone einer Hydrierungsstufe zu unterwerfen. Bei diesem Verfahren traten außer der Tatsache, daß die Arbeitsstufen kompliziert waren, auch die Nachteile auf, daß die Ausbeute infolge der relativ niedrigen Umwandlung Während der KondensationsstU' fe niedrig war und daß beträchtliche Mengen des Carbinols als Nebenprodukt während der Hydrierungsstufe gebildet wurden.In the production of saturated ketones by dicnerizing condensation of ketones and subsequent Hydrogenation of the same has been customary up to now, first of all the condensation reaction of the ketones under> ϊ To carry out application of an alkali, then the resulting ketol with subsequent dehydration to convert to unsaturated ketones and finally these unsaturated ketones to a hydrogenation stage subject. In this method, in addition to the fact that the work steps were complicated, also occurred the disadvantages that the yield due to the relative low conversion during the condensation stage fe was low and that significant amounts of the carbinol by-product during the hydrogenation step were formed.
Weiterhin ist ein Verfahren bekannt, bei dem die dimefisierien ungesättigten Ketone durch direkte von zwei Molekülen der Ketone unter Anwendung eines Molekularsiebes als Katalysator gebildet wurden und anschließend die erhaltenen ungesättigten Ketone der Hydrierungsstufe unterworfen wurden. Dieses Verfahren hat die Nachteile, daß nicht nur die Katalysatoraktivität der Molekularsiebe unzureichend ist, sondern daß auch der Abfall der Aktivität der Katalysatoren im Verlauf der Zeit groß ist. Weiterhin ist es dabei notwendig, die Hydrierungsreaktion als getrennte Stufe durchzuführen.Furthermore, a method is known in which the Dimefize unsaturated ketones by direct from two molecules of the ketones were formed using a molecular sieve as a catalyst and then the unsaturated ketones obtained were subjected to the hydrogenation stage. This method has the disadvantages that not only is the catalyst activity of the molecular sieves insufficient, but that also the decrease in the activity of the catalysts with the lapse of time is great. It is still there necessary the hydrogenation reaction as a separate stage perform.
Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der Nachteile der bekannten Verfahren.The aim of the invention is to eliminate the disadvantages of the known methods.
Die MetallphosphateThe metal phosphates
Die im Rahmen der Erfindung einzusetzenden Metallphosphate werden durch Umsetzung von Phosphorsäure mit einem oder mehreren wasserlöslichen Salzen des Zirkons, Titans oder Hafniums und Isolierung des erhaltenen Niederschlags erhalten. Da die vorstehende Umsetzung eine Reaktion zwischen den vorstehenden Metallen (Me) und Phosphaiionen (PO4 J) in einem wäßrigen Medium darstellt, braucht die Phosphorsäure nicht unbedingt aus Phosphorsäure selbst zu bestehen, sondern kann irgendeine Verbindung sein, die die Phospnationen in einem wäßrigen Medium liefert. Als Beispiele seien aufgeführt die neutralen und sauren Salze der Phosphorsäure einschließlich derjenigen von Natrium. Kalium, Lithium und Ammonium und die sauren Salze der Phosphorsäure einschließlich derjenigen von Magnesium und Calcium sowie andere wasserlösliche Phosphate. Hiervon werden Phosphorsäure und die sauren Salze der Phosphorsäure bevorzugt, insbesondere jedoch Phosphorsäure.The metal phosphates to be used in the context of the invention are obtained by reacting phosphoric acid with one or more water-soluble salts of zirconium, titanium or hafnium and isolating the precipitate obtained. Since the above reaction is a reaction between the above metals (Me) and phosphate ions (PO4 J ) in an aqueous medium, the phosphoric acid need not necessarily consist of phosphoric acid itself, but can be any compound which provides the phosphate ions in an aqueous medium . Examples include the neutral and acidic salts of phosphoric acid, including those of sodium. Potassium, lithium and ammonium and the acidic salts of phosphoric acid including those of magnesium and calcium and other water-soluble phosphates. Of these, phosphoric acid and the acidic salts of phosphoric acid are preferred, but in particular phosphoric acid.
Andererseits können als wasserlösliche Salze des Zirkons. Titans und Hafniums sämtliche verwendet werden, die diese Metallionen liefern, jedoch werden besonders bevorzugt die Halogenide. Oxyhalogenide, Oxynitrate und Oxysulfate dieser Metalle.On the other hand, as water-soluble salts of zircon. Titans and Hafniums all used that will provide these metal ions, however the halides are particularly preferred. Oxyhalides, oxynitrates and oxysulfates of these metals.
Sämtliche bekannten Verfahren zur Umsetzung eines oder mehrerer der wasserlöslichen Salze des Zirkons, Titans oder Hafniums mit den Phosphationen in wäßrigem Medium zur Herstellung von Zirkon-, Titanoder Hafniumphosphat können angewandt werden. Beispielsweise können sämtliche Verfahren nach |. Inorg. and Nucl. Chem., Bd. 6. S. 220 bis 235 (1958). und Bd. 26. S. 117 bis 129 (1964). und Bd. 28. S. 607 bis 613 (1%6), angewandt werden.All known processes for the implementation of one or more of the water-soluble salts of zirconium, Titanium or hafnium with the phosphate ions in an aqueous medium for the production of zirconium, titanium or Hafnium phosphate can be used. For example, all methods according to |. Inorg. and Nucl. Chem., Vol. 6. pp. 220-235 (1958). and Vol. 26, pp. 117 to 129 (1964). and Vol. 28 pp. 607 to 613 (1% 6) can be applied.
Da das Molverhälinis POi '/Me keiner speziellen Beschränkung unterliegt und jeder ''er Bestandteile in großer Menge angewendet werden kann, ist im ?Ilgememen ein Bereich, bei dem einer der Bestandteile nicht die dreifache molare Menge des anderen überschreitet, vom Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit günstig. Nach einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Molverhältnis PO» VMe 0.6 bis 1.7. Dabei werden besonders gute Ergebnisse erhalten, da Metaphosphate mit einer großen spezifischen Oberflä ehe erhalten werden. In diesem Fall ist es besonders günstig, daß die Ausfällung der Metallphosphate aus einer Lösung mit niedriger Konzentration erfolgt. Besonders günstige Ergebnisse Werden erhalten, wenn dreier Niederschlag ohne Erhitzen getrocknet wird,Since the molar ratio POi '/ Me is not particularly limited and each component can be used in a large amount, a range in which one of the components does not exceed three times the molar amount of the other is generally favorable from the viewpoint of economy . According to a preferred embodiment, the molar ratio PO »VMe is 0.6 to 1.7. Particularly good results are obtained here, since metaphosphates with a large specific surface area are obtained before. In this case it is particularly favorable that the precipitation of the metal phosphates takes place from a solution with a low concentration. Particularly favorable results are obtained when three precipitates are dried without heating,
Weiterhin haben die Metaphosphate, welche durch Trocknen der gelarligiin Niederschläge erhallen wur* den, die ihrerseits durch Umsetzung der Wasserlöslichen Salze der Vorstehende« Metalle mit den Phosphationen iri einer wäßrigen Lösung mit einefft pH-Wert vori 3 oder mehr Und bevorzugt pH 12 öder Weniger gebildetFurthermore, the metaphosphates, which were obtained by drying the gelatinous precipitates, have those, in turn, by reacting the water-soluble salts of the above metals with the phosphate ions in an aqueous solution with a pH of less than 3 or more and preferably pH 12 or less formed
wurden, ebenfalls eine besonders große spezifische Oberfläche und können deshalb günstigerweise verwendet werden.also have a particularly large specific surface and can therefore be used advantageously will.
In diesem Fall ist es möglich, jeden der Bestandteile im erheblichen Oberschuß gegenüber dem anderen zu verwenden. Zur Einstellung des pH-Wertes des Reaktionssystems auf 3 bis 12 werden in diesem Fall die folgenden Verfahren bevorzugt angewandt:In this case it is possible to have each of the components in a substantial excess over the other use. To adjust the pH of the reaction system to 3 to 12 in this case, the the following procedures are preferred:
(1) Zugabe eines starken Alkalis zu dem Reaktionssy- in stern, beispielsweise Ätzalkalien, Ätzerdalkalien und Alkalikarbonaten und(1) Adding a strong alkali to the reaction sy- stem star, for example caustic alkalis, caustic alkalis and alkali carbonates and
(2) Zusatz von Ammoniak zu dem Reaktionssystem.(2) Adding ammonia to the reaction system.
Im Fall (1) tritt jedoch die Neigung auf, daß ein Teil π der erhaltenen Metallphosphate durch Alkali- oder Erdalkafiicnen substituiert isL Wenn andererseits das Verfahren (2) angewendet wird, ist ein Teil der erhaltenen Metallphosphate durch Ammoniumionen substituiert. Deshalb werden die Metallphosphate bevorzugt in ihrer Säureform (H-Furrn oder H-Typ) durch Ersatz der vorstehend genannten Alkaliionen, Erdalkaliionen oder Ammoniumionen mit Wasserstoff umgewandelt.In the case (1), however, there is a tendency that a part π of the metal phosphates obtained is substituted by alkali metals or alkaline earth metals Method (2) is applied is a part of the obtained metal phosphates by ammonium ions substituted. Therefore the metal phosphates are preferred in their acid form (H-Furrn or H-Typ) by replacing the aforementioned alkali ions, alkaline earth ions or ammonium ions with hydrogen converted.
Im Fall des Verfahrens (1) geschieht dies dadurch, daß r> der nach Beendigung der Umsetzung erhaltene Niederschlag mit einer Säure behandelt wird, wodurch die Wasserstoffatome die teilweise substituierenden Alkali- oder Erdalkaliionen verdrängen, während im Fall des Verfahrens (2) der nach Beendigung der jn Umsetzung erh.'liene Niederschlag durch Erhitzen getrocknet wird, beispielsweise auf 300 bis 6000C. wodurch das Ammoniak entfernt wird.In the case of process (1) this is done in that r> the precipitate obtained after completion of the reaction is treated with an acid, whereby the hydrogen atoms displace the partially substituting alkali or alkaline earth metal ions, while in the case of process (2) that after completion jn the reaction erh.'liene precipitate is dried by heating is up to 600 0 C. whereby the ammonia is removed, for example, on the 300th
Metallisches Pallad· mMetallic Pallad m
jjyy
Hierfür können sämtliche in Wasser löslichen Palladiumverbindungen, beispielsweise Palladiumsulfat, Palladiumnitrat und Palladiumhalogenide, verwendet werden.For this purpose, all water-soluble palladium compounds, for example palladium sulfate, Palladium nitrate and palladium halides can be used.
Herstellung des KatalysatorsManufacture of the catalyst
Die im Rahmen der Erfindung verwendbarer Katalysatoren können in jeder Weise hergestellt werden, vorausgesetzt, daß sie metallisches Palladium und die genannten Metallphosphate in einem Zustand enthalten, bei dem das metallische Palladium auf dem Phosphat getragen wird. Diese Katalysatoren können, jo wie sie sind, verwendet werden oder nachdem sie weiterhin auf inerten Trägern, wie Diatomeenerde. Aluminiumoxyd, Kieselsäure. Aktivkohle oder Ton. -,η aufgebracht werden. Weiterhin können die erfindungsgemäßen Katalysatoren entweder in Pulverform oder Granulatform verwendet werden.The catalysts which can be used in the context of the invention can be prepared in any way provided that they are metallic palladium and the aforesaid metal phosphates in one state in which the metallic palladium is supported on the phosphate. These catalysts can jo can be used as is, or after being kept on inert carriers such as diatomaceous earth. Aluminum oxide, silica. Activated charcoal or clay. -, η be applied. Furthermore, the catalysts of the invention can either be in powder form or Granulate form can be used.
Bevorzugt wendet man (1) ein Verfahren an, wobei ein wasserlösliches Palladiumsalz zu dem System y, während der Umsetzung zur Herstellung der vorstehenden Metallphosphate zugegeben und darin gelöst wird, worauf der Feuchtigkeitsgehalt abgedampft und anschließend das auf dem Phosphat getragene Palladiumsalz einer Reduktionsbehandlung unterworfen wird. (2) en ein Verfahren, wobei die vorgeformten Metallphosphate in eine Wäßrige Lösung eines Wasserlöslichen Palladiumsalzes eingetaucht werden, anschließend der Feuchtigkeitsgehalt abgedampft und anschließend das auf dem Phosphat getragene Palladiumsalz einer Reduktionsbehandlung unterworfen wird, und (3) ein Verfahren, wobei durch Ionenaustausch Palladiumionen in die katiönische lönenäusiauschgruppe der Metall-It is preferable to use (1) a method in which a water-soluble palladium salt is added and dissolved in the system y during the reaction for preparing the above metal phosphates, whereupon the moisture content is evaporated and then the palladium salt supported on the phosphate is subjected to a reduction treatment. (2) a method in which the preformed metal phosphates are immersed in an aqueous solution of a water-soluble palladium salt, then the moisture content is evaporated and then the palladium salt supported on the phosphate is subjected to a reduction treatment, and (3) a method in which palladium ions in the Katiönische Lönenäusiauschgruppe of the metal
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4-, phosphdte eingeführt werden und anschließend die Reduktionsbehandlung durchgeführt wird. 4-, phosphdte are introduced and then the reduction treatment is carried out.
Wenn die Katalysatoren nach den vorstehend beschriebenen Verfahren (1), (2) und (3) und insbesondere nach dem Verfahren (3) erhalten wurden, werden ausgezeichnete Katalysatoren erhalten, bei denen das metallische Palladium einheitlich und in sehr feinzerteiltem Zustand abgeschieden istWhen the catalysts according to the above-described methods (1), (2) and (3) and in particular were obtained by the method (3), excellent catalysts are obtained in which the metallic palladium is deposited uniformly and in a very finely divided state
Das Verfahren zur Einführung der Palladiumionen durch Ionenaustausch in die kationische Austauschgruppe der Metallphosphate wird üblicherweise durch Einstellung des pH-Wertes der Lösung durchgeführt, die das wasserlösliche Palladiumsalz bei der Herstellung des Katalysators enthält. Bei der Einführung des .Palladiums als Ionen in die kationischen Austauschgruppen der Metallphosphate wird es bevorzugt, Substanzen anzuwenden, welche durch Umsetzung mit dem Palladiumsalz stabile kationische Ionen des Palladiums in wäßriger Lösung bilden. Als derartige Substanzen sind üblicherweise Ammoniumhydroxyd und wasserlösliche organische Amine, wie Methylamin und Älhyiamin. günstig. Diese Verbindungen haben den Vorteil, daß sie mit den Palladiumsalzen reagieren und das Palladium in stabile wasserlösliche komplexe Kationen überführen und den pH-Wert der Reaktionslösung gleichzeirig einregeln, so daß der Ionenaustausch de- Palladiumka1-ionen mit den Kat.onen des Metallphosphats leicht bewirkt wird. Besonders in dem Fall, wo das Palladiumsalz in der Form von Palladiumtetramminkomplexionen [Pd(NHj)4]2* eingeführt wird und der Ionenaustausch der Komplexionen mit der kationischen Austauschgruppe de·· vorstehenden Metallphosphate unter Anwendung von Ammoniumhydroxyd durchge führt wird, ist dieses Verfahren üblicherweise das wirksamste.The process for introducing the palladium ions by ion exchange into the cationic exchange group of the metal phosphates is usually carried out by adjusting the pH of the solution which contains the water-soluble palladium salt in the preparation of the catalyst. When introducing palladium as ions into the cationic exchange groups of the metal phosphates, it is preferred to use substances which, by reaction with the palladium salt, form stable cationic ions of palladium in aqueous solution. As such substances, there are usually ammonium hydroxide and water-soluble organic amines such as methylamine and alhyiamine. cheap. These compounds have the advantage that they react with the palladium salts and convert the palladium into stable, water-soluble complex cations and at the same time regulate the pH of the reaction solution so that the ion exchange of the palladium ca 1 ions with the Kat.onen of the metal phosphate is easy will. This method is common especially in the case where the palladium salt is introduced in the form of palladium tetrammine complex ions [Pd (NHj) 4 ] 2 * and the ion exchange of the complex ions with the cationic exchange group of the above metal phosphates is carried out using ammonium hydroxide the most effective.
Falls der pH-Wert der Lösung bei S bis 12 und vorzugsweise 4 bis 7 bei der Durchführung des lonenaustausches zwischen Palladiumionen und der kationischen \ustauschergruppe dv..· Metallphosphate beibehalten wird, erfolgt der Ionenaustausch der Palladiumionen vorzugsweise unabhängig von der Konzentration der Palladiumionen. Wenn andererseits der pH-Wert der Lösung weniger als 3 beträgt, d. h. ein Zustand, bei dem die Wasserstoffionenkonzentration groß ist. schreitet der Ionenaustausch der Wasserstoff ionen zu der kationischen Austauschergruppe der Metallphosphate fort, wobei entweder die Einführung der Palladiumionen inhibiert wird oder das Palladium in Form eines Palladiumsalzes imprägniert verbleibt. Im Vergleich zu einem Katalysator, der in einem vorste hend angegebenen pH-Bereich hergestellt wurde, ist ein Katalysator, der mit einer Lösung eines pH-Wertes unterhalb von 3 hergestellt wurde, hinsichtlich seiner Selektivität für die beabsichtigten dimerisierten gesättigten Ketone etwas schlechter. Wenn der pH Wert der vorstehenden Palladium enthaltenden Losung großer als 12 ist. wird das Palladium nicht vollständig als Ionen eingeführt, was zur Folge hat. daß die Selektivität für dimensierte gesättigte Ketone des erhaltenen Katalysators in diesem Fall ebenfalls etwas schlechter wird.If the pH of the solution is S to 12 and preferably 4 to 7 when carrying out the ion exchange between palladium ions and the cationic exchange group dv .. · metal phosphates is retained, the ion exchange of the palladium ions is preferably carried out independently of the Concentration of the palladium ions. On the other hand, if the pH of the solution is less than 3; H. a State where the hydrogen ion concentration is large. the ion exchange of hydrogen proceeds ions proceed to the cationic exchange group of the metal phosphates, with either the introduction the palladium ions is inhibited or the palladium in Remains impregnated in the form of a palladium salt. Compared to a catalytic converter that protrudes in one The indicated pH range is a Catalyst made with a solution with a pH below 3, with regard to its Selectivity for the intended dimerized saturated ketones somewhat poorer. If the pH is the The above palladium-containing solution is greater than 12. the palladium is not completely ionized introduced what entails. that the selectivity for dimensized saturated ketones of the catalyst obtained in this case also gets a little worse.
Als Verfahren zur Einführung der Palladiumionen in die Kaliönenäüstatischergrtlppe des Zirkon*, Titan* Oder Hafniumphosphäis wird gewöhnlich fflit Vorteil entweder die gleichzeitige lonenausfauschmethode, bei der die Palladiunikationen durch ionenaustausch wälv rend der Zeit der Herstellung vorstehender Metallphos* phate eingeführt werden, oder die aufeinanderfolgende lonetiaustauschmethode angewendet, bei der die Palla-As a process for introducing the palladium ions into the Kalionenäüstaticgrtlppe of the zircon *, titanium * Or hafnium phosphate is usually beneficial either the simultaneous ion exchange method which the palladium unications by ion exchange during the time of the production of the above metal phos * phate are introduced, or the sequential ion exchange method used, in which the palla
diumkationen in die Kationenaustauschergruppe der Metallphosphate eingeführt werden, nachdem diese Metallphosphate erhalten wurden. Der durch die gleichzeitige IonenEiustauschmethode erhaltene Katalysator ist besonders wirksam.diumkationen are introduced into the cation exchange group of the metal phosphates after this Metal phosphates were obtained. The catalyst obtained by the simultaneous ion exchange method is particularly effective.
Die gleichzeitige: lonenaustauschmethode wird in folgender Weise durchgeführt: z. B. wird zunächst ein Palladiumsalz in einer wäßrigen ein oder mehrere wasserlöslirhe Salze von Zirkon, Titan, Hafnium und Zinn enthaltenden Lösung gelöst. Dann wird diese wäßrige Lösung entweder mit Phosphorsäure oder einem wasserlöslichen Phosphat bei gleichzeitiger Anwesenheit eines zur Bildung stabiler Palladiumkationen in der wäßrigen Lösung durch Umsetzung mit dem Palladiumsalz befähigten Stoffes (im folgenden als ein Palladiumkationen bildendes Mittel bezeichnet), z. B. Ammoniumhydroxyd, umgesetzt, während der pH-Wert der Reaktionslösung im Bereich von 3 bis 12 gehalten wird und auf diese Weise ein Hydrogel des Metallphosphats hergestellt, indem der Ionenaustausch mit Palladiumkationen erfolgt ist. und anschließend das Hydrogel abfiltriert. Das vorstehend auf 'eführ.e Palladiumkationen bildende Mittel kann zu der Phosphorsäure oder der wäßrigen Phosphatlösung vorher zugegeben werden, oder es kann zu der Lösung nach Bildung des vorstehend erwähnten Hydrogels zugesetzt werden.The simultaneous: ion exchange method is carried out in the following way: z. B. will initially be a Palladium salt in an aqueous one or more water-soluble salts of zirconium, titanium, hafnium and Solution containing tin dissolved. Then this aqueous solution is either with phosphoric acid or a water-soluble phosphate with the simultaneous presence of a for the formation of stable palladium cations in the aqueous solution by reaction with the palladium salt capable substance (hereinafter referred to as a Palladium cation forming agent called), e.g. B. ammonium hydroxide, reacted while the pH of the reaction solution is kept in the range of 3 to 12 and in this way a hydrogel of the metal phosphate produced by ion exchange with palladium cations. and then that Hydrogel filtered off. The above-mentioned palladium cations Forming agents may be added to the phosphoric acid or the aqueous phosphate solution in advance or it can be added to the solution after the above-mentioned hydrogel is formed.
Andererseits wird die aufeinanderfolgende lonenaustauschmethode auf folgende Weise durchgeführt:On the other hand, the sequential ion exchange method is carried out in the following way:
Im voraus hergestelltes Zirkon-, Titan- oder Hafniumphosphat wird in eine Lösung eingetaucht, die stabile Palladiumkationen enthält, z. B-[PdA4]* *. worin A NH). CHiNH: oder CjHsNHj bedeutet, und der Ionenaustausch erfolgt in einem Stillstandszustand, oder das vorstehende Metallphosphat wird in eine Kolonne gepackt, durch die eine die Paliadiumkationen enthaltende Lösung gegeben wird, wobei der Ionenaustausch in einer optimalen V/eise erfolgt. Anschließend wird das die ausgetauschten Ionen enthaltende Metallphosphat gründlich mit Wasser gewaschen. Auf diese Weise wird das Me'allphosphat erhalten, indem der Ionenaustausch mit Palladiumkationen bewirkt wurde.Pre-prepared zirconium, titanium or hafnium phosphate is immersed in a solution containing stable palladium cations, e.g. B- [PdA 4 ] * *. where A is NH). CHiNH: or CjHsNHj means, and the ion exchange takes place in a standstill state, or the above metal phosphate is packed in a column through which a solution containing the palladium cations is passed, the ion exchange taking place in an optimal manner. The metal phosphate containing the exchanged ions is then thoroughly washed with water. In this way the metal phosphate is obtained by effecting the ion exchange with palladium cations.
Die Phospate wenigstens eines der Metalle Zirkon. Titan oder Hafnium, die wie oben beschrieben oder durch andere bekannte Verfahren erhalten wurden und in die mittels Ionemiustauschverfahren Palladiumkationen eingeführt worden sind, we -den anschließend einer reduzierenden Behandlung unterworfen, um die Palladiumkationen in metallisches Palladium zu überführen. Die Metallphosphate können also in ihre Säureform überführt werden, und gleichzeitig kann auf die Metallphosphate metallisches Palladium gleichmäßig und in einem sehr feinzerteilten Zustand aufgebracht werden. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ionenaustauschverfahren wird das Palladium auf den oben angegebenen Metallphosphaten als sehr feinteiliges metallisches Palladium mit einem Teilchendurchinesser von nicht mehr als 100 A aufgebracht.The phosphates of at least one of the metals zirconium. Titanium or hafnium, as described above or obtained by other known methods and into which palladium cations by ion exchange methods have been introduced, are then subjected to a reducing treatment to remove the palladium cations to be converted into metallic palladium. The metal phosphates can therefore be converted into their acid form be transferred, and at the same time, metallic palladium can be uniformly applied to the metal phosphates and applied in a very finely divided state. According to the ion exchange method described above the palladium on the metal phosphates given above is very finely divided metallic palladium with a particle diameter of not more than 100 A is applied.
Zu der vorstehend angegebenen erfindungsgemäß anzuwendenden Reduktionsbehandlung gehören beispielsweise die Calcinierung der nach Ionenaustausch erhaltenen Metallphosphate in einem Wasserstoffstrom bei 100 bis 600°C und vorzugsweise 300 bis 5000C; das Verfahren, bei dem zunächst in Luft bei 200 bis 5000C calciniert wird und anschließend die Reduktion in einer reduzierenden Atmosphäre, beispielsweise einem Wasserstoffstrom, durchgeführt wird, Und das Verfahren, bei dem die Reduktionsbehandlung unter Anwendung bekannter Reduktionsmittel, wie beispielsweise Formaldehyd, Ameisensäure, Natriumborhydrid und Hydrazin, durchgeführt wird, und anschließend das Metallphosphat einer Säurebehandlung unterworfen wird, um das Ammoniumion in den Fällen, bei denen die vorstehenden Reduktionsmittel angewendet wurden, zu entfernen. To the above according to the invention to be applied to reduction treatment, for example, the calcination of the metal phosphates are obtained after ion-exchange in a stream of hydrogen at 100 to 600 ° C and preferably 300 to 500 0 C; the process in which it is first calcined in air at 200 to 500 ° C. and then the reduction is carried out in a reducing atmosphere, for example a stream of hydrogen, and the process in which the reduction treatment is carried out using known reducing agents such as formaldehyde, formic acid , Sodium borohydride and hydrazine, and then subjecting the metal phosphate to an acid treatment to remove the ammonium ion in the cases where the above reducing agents have been used.
Die Menge des in dem erfindungsgemäßen Katalysator enthaltenen metallischen Palladiums liegt zwischen 0,1 und 5,3 Gewichtsprozent und insbesondere zwischenThe amount of metallic palladium contained in the catalyst according to the invention is between 0.1 and 5.3 percent by weight and especially between
!U 0,2 und 3,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Metallphosphat. Wenn der Gehalt an metallischem Palladium unterhalb des oben angegebenen Bereichs liegt, nehmen die Nebenprodukte vorwiegend die trimeren Kondensationsprodukte des Ausgangsketons zu, wenn der Palladiumgehalt den obigen Bereich übersteigt, nimmt die Bildung von Carbinol leicht zu.! U 0.2 and 3.0 percent by weight, based on the Metal phosphate. When the content of metallic palladium is below the above range the by-products take predominantly the trimeric condensation products of the starting ketone when the palladium content exceeds the above range, the formation of carbinol easily increases.
Die Aktivitätsstelle, die für die Dimerisierungskondensationsreaktion (im folgenden als einfache Kondensation bezeichnet) von Ketonen wirksam ist. ist dieThe site of activity necessary for the dimerization condensation reaction (hereinafter referred to as simple condensation) of ketones is effective. is the
:<> Säureionenaustauschgruppe der Metallphosphate wäh rend als Aktivitätsstelle, die ici· die Hydrierung der durch Kondensation hergestellten dimensierten Ketone wirksam ist. das metallische Palladium angenommen wird.: <> Acid ion exchange group of the metal phosphates select rend as a site of activity that ici · the hydrogenation of the dimensioned ketones produced by condensation is effective. the metallic palladium is accepted.
ReaktionsbedingungenReaction conditions
Die Reaktionstemperatur beträgt 80 bis 250 C. der Druck 1 bis 50 kg/cm-' und vorzugsweise 1 bis 30 kg/cm-'. Das Molverhältnis von Wasserstoff zu Ketonen liegtThe reaction temperature is 80 to 250 ° C. the pressure 1 to 50 kg / cm- 'and preferably 1 to 30 kg / cm-'. The molar ratio of hydrogen to ketones is
jo bevorzugt bei 0.01 bis 2.0. insbesondere bei 0.1 bis 1.0. Die Umsetzung kann in der Flüssig- oder Dampfphase erfolgen. Da jedoch eine Neigung zur Steigerung der Bildung verschiedener Nebenprodukte, von denen das trimerisierte Kondensationsprodukt vorherrscht, be-jo preferably at 0.01 to 2.0. especially at 0.1 to 1.0. The reaction can take place in the liquid or vapor phase. However, there is a tendency to increase the Formation of various by-products, of which the trimerized condensation product predominates,
Ji steht, wenn die Ketone in der Dampfphase umgesetzt werden, ist das Arbeiten in flüssiger Phase bevorzugt. In diesem Fall werden im allgemeinen gute Ergebnisse erzielt, wenn die stündliche Flüssigkeitsraumgeschwindigkeit der Ketone in einem Bereich von 1 bis 20 (Flüssigkeitsvolumen/Katalysatorvolumen/Std.) gehalten wird.Ji stands when the ketones are implemented in the vapor phase working in the liquid phase is preferred. In this case, the results are generally good achieved when the liquid hourly space velocity of the ketones is in a range from 1 to 20 (Liquid volume / catalyst volume / hour) held will.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die Bildung von Nebenprodukten, insbesondere die Bildung von Carbinol, durch die Reaktionstemperntur und das Molverhältnis von Wasserstoff zu den Au<=gangsketonen und insbesondere durch letzteres beeinflußt. Geeignete Bedingungen sollten daher in Abhängigkeit von den Ausgangsketonen gewählt werden. Der Einfluß des Reaktionsdrucks auf die Bildung von Nebenprodukten ist jedoch gering im Vergleich zum Einfluß des Wasserstoff-Kf ton-Molverhältnisses.In the process according to the invention, the formation of by-products, in particular the formation of Carbinol, due to the reaction temperature and the molar ratio of hydrogen to the Au <= gang ketones and particularly influenced by the latter. Appropriate conditions should therefore depend on can be chosen from the output ketones. The influence of the reaction pressure on the formation of by-products however, it is small compared to the influence of the hydrogen-Kf ton molar ratio.
Die Reaktion kann absatzweise oder kontintrsrlich durchgeführt werden. Beim kontinuierlichen Verfahren können die bekannten Reaktionsverfahren und Reaktionsvorrichtungen mit feststehendem Katalysatorbett, Fließbettkataljsator oder der Wirbelschicht angewendet werden.The response can be batch or continuous be performed. In the continuous method, the known reaction methods and apparatuses can be used used with a fixed catalyst bed, fluidized bed catalyst or fluidized bed will.
KetoneKetones
Zu Ketonen, die unter (A) der vorstehenden Definition fallen, gehören Ketone der folgenden FormelKetones falling under (A) of the above definition include ketones represented by the following formula
R1COCHR 1 COCH
Sn denen Ri einen Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Äralkyl-,Sn where Ri is an alkyl, cycloalkyl, aryl, aralkyl,
Alkaryl- oder Alkenylrest und R2 und Rj, die gleich oder verschieden sein können, jeweils Wasserstoff, einen Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Aralkyl-, Alkaryl-, oder Alkenylrest bedeuten, und solche Ketone, in denen die Gesamtsumme der Kohlenstoffatome 3 bis 19 beträgt, werden zweckmäßig verwendet.Alkaryl or alkenyl radical and R 2 and Rj, which can be the same or different, each denote hydrogen, an alkyl, cycloalkyl, aryl, aralkyl, alkaryl or alkenyl radical, and those ketones in which the total sum of the carbon atoms 3 to 19 are appropriately used.
Zu Ketonen, die unter die vorstehende Definition B, b fallen, gehören beispielsweise Diphenylketon und Di-tert.-butylketon.To ketones which fall under the above definition B, b include, for example, diphenyl ketone and di-tert-butyl ketone.
Die Reaktion wird vorzugsweise zwischen Ketonen einer einzigen Klasse durchgeführt, da eine Vielzahl von P:oduktklassen gebildet werden, wenn die Reaktion mit einem Ketongemisch verschiedener Klassen durchgeführt wird, was zur Folge hat, daß die Trennung kompliziert wird.The reaction is preferably carried out between ketones of a single class, as there are a plurality of P: Product classes are formed when the reaction is carried out with a ketone mixture of different classes as a result, the separation becomes complicated.
Zu speziellen Beispielen dieser im erfirtdüngsgemäßen Verfahren verwendbaren Ketone gehören Aceton, Methylethylketon, Diäthylketon, Methylpropylketon, Methylisobutylketon, Äthylhexylketon, Dinonylkelon, Acetophenon, ivietnyicycionexyikeion, isopfopyi-ieri.-butylketon und Isopropylphenylketon.For specific examples of this in accordance with the fertilization requirements Process usable ketones include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl propyl ketone, Methyl isobutyl ketone, ethyl hexyl ketone, dinonyl kelon, acetophenone, ivietnyicycionexyikeion, isopfopyi-ieri.-butyl ketone and isopropyl phenyl ketone.
Nachstehend wird die nicht beanspruchte Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Katalysatoren beschrieben. The production of the catalysts used according to the invention is described below, which is not claimed.
Die unter Nr. 1 bis 12 der Tabelle I angegebenen verschiedenen wasserlöslichen Metallsalze wurden in Wasser gelöst und anschließend darin die verschiedenen unter Nr. 1 bis 12 der Tabelle angegebenen wasserlösli-Those given under No. 1 to 12 of Table I. various water-soluble metal salts were dissolved in water and then the various under No. 1 to 12 of the table specified water-soluble
ϊ chen Palladiumsalze durch Erwärmen gelöst. Die in der Tabelle aufgeführten Phosphorsäurekoniponenteh wurden getrennt in Wasser gelöst. Zunächst wurde die zuerst genannte Lösung langsam zu der zuletzt genannten Lösung bei Raumtemperatur unter Rühren zugegeben, wonach Ammoniakwasser (konzentriertes Ammoniakwasser, falls nicht anders angegeben) zugefügt wurde, bis der in Tabelle I angegebene pH-Wert erreicht war. Anschließend wurde die Lösung 4 Stunden gerührt und danach 24 Stunden ruhig stehengelassen.Some palladium salts are dissolved by heating. The one in the Phosphorsäurekoniponenteh listed in the table separately dissolved in water. At first, the first-mentioned solution slowly became the last said solution is added at room temperature with stirring, after which ammonia water (concentrated Ammonia water, unless otherwise stated) was added until the pH value given in Table I. was achieved. The solution was then stirred for 4 hours and then left to stand still for 24 hours.
Der erhaltene Niederschlag wurde abfiltriert, mit Wasser gewaschen und nach Entfernen des restlichen nicht umgesetzten Anteils der vorstehenden Salze bei 1100G getrocknet, wobei die in Tabelle I aufgeführten gelähnlichen Metallphosphate erhalten wurden, dieThe resulting precipitate was filtered, washed with water and dried after removal of the remaining unreacted portion of the above salts at 110 0 G, the gel-like metal phosphates listed in Table I were obtained
Hi fjfif ucii ΐίίίί Pänauiiiffikaiiuficfi Substituiert tv'urcii. Die So erhaltenen gelartigen Produkte wurden auf eine Korngröße von 2,4 bis 1,7 mm pulverisiert, wonach sie in einem Wasserstoffstrom bei 400°C während 8 Stunden calciniert wurden.Hi fjfif ucii ΐίίίί Pänauiiiffikaiiuficfi Substitutes tv'urcii. The so gel-like products obtained were pulverized to a grain size of 2.4 to 1.7 mm, after which they were in were calcined in a stream of hydrogen at 400 ° C. for 8 hours.
Mengegiven
lot
Nr.lyser
No.
desd.~~ ---Tr-
desd.
2,0
2.0
2.02.0
2.0
2.0
2.0
(Gewichts
pro/cm)I'd salary
(Weight
per / cm)
1,5
0,8
0.41.0
1.5
0.8
0.4
sa lor
Nr.Catalysis
sa lor
No.
Verbindung zur Einsiel- Molverhällnis
lung des pll-Weries
(ml) (PO4 VMe)Catalyzerslkmgsbedtiigiingeii
Connection to the Einsiel molar ratio
lung of the pll-Weries
(ml) (PO 4 VMe)
ReaktionslosungpH Wen der
Reaction solution
KlasseF.rhallener Kulalysalor
Great
Π
12IO
Π
12th
NH4OH
NH4OH
I n-NH40HNH 4 OH
NH 4 OH
NH 4 OH
I n -NH 4 OH
5,0
5,0
5.05.0
5.0
5.0
5.0
desgl.
Titanphosphat
Hafniumphosphatthe same
the same
Titanium phosphate
Hafnium phosphate
Bei den Versuchen zur Herstellung der KatalysatorenDuring the experiments to produce the catalysts
1 und 3 in Tabelle I wurde zur Einstellung des pH-Wertes Ammoniakwasser in Mengen von 7,2 bzw.1 and 3 in Table I was used to adjust the pH value of ammonia water in amounts of 7.2 and
2 zur Einstellung des pH-Wertes 60 ml Ammoniakwasser sofort nach Verdünnung der Phosphorsäure mit Wasser zugegeben und anschließend zur Herstellung des Katalysators mit einer wäßrigen Zirkonoxychlorid-Iösung vermischt.2 to adjust the pH value 60 ml ammonia water immediately after diluting the phosphoric acid with Water is added and then, for the preparation of the catalyst, with an aqueous zirconium oxychloride solution mixed.
Katalysator 13Catalytic converter 13
Nach Auflösen von 97 g Zirkonoxychlorid (ZrOCI2 · 8 H2O) in 61 Wasser wurden darin 0,71g Palladiumchlorid unter Erwärmen glöst. Andererseits wurden 70 g Phosphorsäure mit 6 1 Wasser verdünn!. Die erstere Lösung wurde dann zu der letzteren unter Rühren bei Raumtemperatur zugegeben, wonach der pH-Wert der Reaktionslösung durch Zugabe von 40%iger wäßriger Methylaminlösung unter kontinuierlichem Rühren eingestellt wurde. Das Molverhältnis PO4-VZr betrug zu diesem Zeitpunkt 2,0. Anschließend wurde das Rühren während weiterer 4 Stunden fortgesetzt, wonach man die Reaktionslösung 24 Stunden stehenließ. Der erhaltene Niederschlag wurde dann abfiltriert, mit Wasser gewaschen und bei HO0C getrocknet Danach wurde der Niederschlag auf eine Teilchengröße von 2,4 bis 1,7 mm (8 bis 12 mesh JIS) pulverisiert und bei 3000C während 3 Stunden in Luft calciniert Anschließend wurde das calcinierte Produkt während 6 Stunden bei 4000C in einem Wasserstoffstromeiner reduzierenden Behandlung unterworfen, und man erhielt einen Zirkonphosphatkatalysator, dessen Palladiumgehalt 0,5 Gewichtsprozent betrug.After dissolving 97 g of zirconium oxychloride (ZrOCI 2 · 8 H 2 O) in 61 water, 0.71 g of palladium chloride was dissolved therein with heating. On the other hand, 70 g of phosphoric acid were diluted with 6 l of water. The former solution was then added to the latter with stirring at room temperature, after which the pH of the reaction solution was adjusted by adding 40% aqueous methylamine solution with continuous stirring. The PO 4 -VZr molar ratio at this point in time was 2.0. Stirring was then continued for a further 4 hours, after which the reaction solution was allowed to stand for 24 hours. The resulting precipitate was then filtered off, washed with water and dried at HO ° C. Thereafter, the precipitate was pulverized to a particle size of 2.4 to 1.7 mm (8 to 12 mesh JIS) and at 300 ° C. for 3 hours in air Subsequently, the calcined product calcined for 6 hours at 400 0 C in a stream of hydrogen was subjected to a reducing treatment, and to give a Zirkonphosphatkatalysator whose palladium content was 0.5 weight percent.
Katalysator 14Catalyst 14
Getrocknetes Gel, das unter identischen Bedingungen wie zur Herstellung des Katalysators 2 erhalten worden war, wurde auf eine Teilchengröße von 2,4 bis 1,7 mm pulverisiert und dann während 4 Stunden bei 1000C einer reduzierenden Behandlung unter Anwendung von Formaldehyddampf unterworfen. Das Gel wurde dann mit 0,1 n-HCI während 24 Stunden bei Raumtemperatur imprägniert um die Ammoniumionen zu entfernen, anschließend mit Wasser bis zur Chlorionenfreiheit gewaschen und danach bei 110° C getrocknet wobei ein Zirkonsphosphatkatalysator mit einem Palladiumgehalt von 0,5 Gewichtsprozent erhalten wurde.Dried gel, which had been obtained under identical conditions as for the preparation of catalyst 2, was pulverized to a particle size of 2.4 to 1.7 mm and then subjected to a reducing treatment using formaldehyde vapor at 100 ° C. for 4 hours. The gel was then impregnated with 0.1 N HCl for 24 hours at room temperature to remove the ammonium ions, then washed with water until free from chlorine ions and then dried at 110 ° C., a zirconium phosphate catalyst with a palladium content of 0.5 percent by weight being obtained .
Katalysator 15Catalytic converter 15
1. 35 g Phosphorsäure wurden mit 31 Wasser verdünnt Andererseits wurden 97 g Zirkonoxychlorid in 31 Wasser gelöst Die beiden Lösungen wurden dann Unter Rühren umgesetzt, indem sie mit konstanter Geschwindigkeit unter Anwendung einer Pumpe mit konstanter Mengenabgabe während eines Zeitraums1. 35 g of phosphoric acid was diluted with 31% of water. On the other hand, there was 97 g of zirconium oxychloride The two solutions were then dissolved in 31 water Reacted by moving at constant speed using a pump with stirring constant quantity delivery over a period of time
d fid fi
YQn £*?/£ 3YQn £ *? / £ 3
en ti*CrtfSfIWSien ti * C rt fSfIWSi
Temperatur von 400C gehaltenen Reaktionstank eingeführt wurden. Der pH-Wert der Reaklionslösung lag bei 1,0, und das Molverhältnis PO4-VZr betrug in diesem Fall 1. Der erhaltene Niederschlag wurde, nachdem man ihn etwa 24 Stunden stehengelassen hatte, wiederholt mit Wasser gewaschen, bis sein pH-Wert 3 erreichte. Der Niederschlag wurde dann abfiltriert, bei 1100C getrocknet und man erhielt als Produkt Zirkonphosphat.Temperature of 40 0 C held reaction tank were introduced. The pH of the reaction solution was 1.0 and the PO 4 -VZr molar ratio in this case was 1. The precipitate obtained was washed repeatedly with water until its pH was 3, after it had been left to stand for about 24 hours reached. The precipitate was then filtered, dried at 110 0 C and was obtained as a product of zirconium phosphate.
2. Nach Pulverisierung des vorstehenden Zirkonium-2. After pulverizing the above zirconium
3b phosphats auf eine Teilchengröße von 2,4 bis 1,7 mm wurden davon 15 ml in eine Glaskolonne gepackt, wonach 1 1 0,1 n-Ammoniakwasser, das 2 g Palladiumchlorid enthielt, zur Durchführung der lonenaustauschreaktion durch die Glaskolonne geleitet wurde. Dann wurde das nach Ionenaustausch vorliegende Zirkonphosphat gründlich mit Wasser gewaschen und nach einer Vortrocknung bei 1100C mit einem Wasserstoffstrom während 8 Stunden bei 4000C reduziert, während Ammoniakgas abgezogen wurde, und man erhielt dabei Zirkonphosphat, dessen Palladi-"umgehalt 2,0 Gewichtsprozent betrug.3b phosphate with a particle size of 2.4 to 1.7 mm, 15 ml of it were packed in a glass column, after which 1 1 of 0.1 N ammonia water containing 2 g of palladium chloride was passed through the glass column to carry out the ion exchange reaction. Then, the present ion-exchanged zirconium phosphate was thoroughly washed with water and reduced to a pre-drying at 110 0 C with a stream of hydrogen for 8 hours at 400 0 C while ammonia gas was removed, to obtain thereby zirconium phosphate, the palladium "vice halt 2.0 Was weight percent.
Katalysator 16Catalytic converter 16
23,2 g Natriumhydroxyd wurden in 3 I Wasser gelöst, dann 48 g Phosphorsäure zugefügt, wonach ebenfalls unter kräftigem Rühren 64,4 g Zirkonoxychlorid in Lösung in 3 I Wasser zugegeben wurden. Der pH-Wert der wäßrigen Lösung lag zu diesem Zeitpunkt bei 3,8, und das Molverhältnis PO4-VZr betrug 2,0. Der erhaltene gelartige Niederschlag wurde, nachdem man ihn etwa 24 Stunden stehengelassen hatte, abfiltriert, mit Wasser gewaschen und bei 1100C getrocknet Der getrocknete Niederschlag wurde dann mit 0,1 n-HCl behandelt zum Entfernen der Chlorionen mit Wasser gewaschen, bei HO0C getrocknet und anschließend das erhaltene gelartige Produkt auf eine Teilchengröße von 76 bis 53 μ zerkleinert Getrennt wurden 0,45 g23.2 g of sodium hydroxide were dissolved in 3 l of water, then 48 g of phosphoric acid were added, after which 64.4 g of zirconium oxychloride in solution in 3 l of water were added, likewise with vigorous stirring. The pH of the aqueous solution at this point in time was 3.8 and the molar ratio PO 4 -VZr was 2.0. The gel-like precipitate obtained was, after it had been left to stand for about 24 hours, filtered off, washed with water and dried at 110 ° C. The dried precipitate was then treated with 0.1 N HCl to remove the chlorine ions, washed with water at HO 0 C dried and then the gel-like product obtained was comminuted to a particle size of 76 to 53 μ. Separately, 0.45 g
so Palladiumchlorid in 10 ml 28%igem Ammoniakwasser gelöst und anschließend mit 200 ml Wasser verdünnt 50 g des oben erhaltenen getrockneten gelartigen Produktes wurden dann in diese Lösung eingetaucht und während 24 Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen. Anschließend wurde wie bei der Herstellung des Katalysators 16 weiter gearbeitet wobei Zirkonphosphat mit einem Gehalt von 0,5 Gewichtsprozent Palladium erhalten wurde.so dissolved palladium chloride in 10 ml of 28% strength ammonia water and then diluted with 200 ml of water 50 g of the dried gel-like product obtained above was then immersed in this solution and left to stand for 24 hours at room temperature. Then it was like in the production of the catalyst 16 continued to work, with zirconium phosphate having a content of 0.5 percent by weight Palladium was obtained.
Katalysatorcatalyst
57 g Titantetrachlorid wurden in 100 ml 35%iger HCI-Lösung gelöst und dann mil 5 I Wasser verdünnt. Andererseits wufdcii 70 g PhüsphofsüUfe mit 5 I Wasser verdünnt. Die beiden Lösungen wurden dann bei Raumtemperatur unter Rühren vermischt, wonach der pH-Werl der Reaktionslösung durch langsame Zugabe von 28%igem Ammoniakwasser auf 5,0 eingestellt svurde. Nach fortgesetztem Rühren während weiterer 4 Stunden ließ man die Lösung während 24 Stunden stellen. Das Molverhältnis P(V VTi betrug zu diesem Zeitpunkt 2,0. Danach wurde bei Verarbeitung wie bei der Herstellung des Katalysators 17 ein Titanphosphatkatalysator mit einem Palladiumgehalt von 0,5 Gewichtsprozent erhalten.57 g of titanium tetrachloride were dissolved in 100 ml of 35% strength HCl solution and then diluted with 5 l of water. On the other hand, wufdcii 70 g of PhüsphofsüUfe with 5 l of water diluted. The two solutions were then mixed at room temperature with stirring, after which the The pH of the reaction solution was adjusted to 5.0 by slowly adding 28% strength ammonia water svurde. After stirring continued for an additional 4 hours, the solution was left for 24 hours place. The molar ratio P (V VTi at this point in time was 2.0. Thereafter, processing was as in the preparation of the catalyst 17 is a titanium phosphate catalyst obtained with a palladium content of 0.5 percent by weight.
Katalysatorcatalyst
24 g Phosphorsäure und 12 g Ätznatron wurden in 500 ml Wasser gelöst. Getrennt wurden 41 g Hafnium- ι j oxychlorid in 500 ml Wasser gelöst. Die letztere Lösung ivurde dann vermischt und mit der erstereh Lösung bei Raumtemperatur umgesetzt. Der pH-Wert der Reak-24 g of phosphoric acid and 12 g of caustic soda were dissolved in 500 ml of water. 41 g of hafnium were separated oxychloride dissolved in 500 ml of water. The latter solution was then mixed and added with the former solution Room temperature implemented. The pH of the react
Molverhältnis PO4 - VHf lag bei 2,0. Anschließend wurde wie bei der Herstellung des Katalysators 17 weiter gearbeitet, und man erhielt einen Hafniumphosphatkatalysator mit einem Palladiumgehalt von 0,5 Gewichtsprozent. Molar ratio PO4 - VHf was 2.0. Subsequently was as in the preparation of the catalyst 17, and a hafnium phosphate catalyst was obtained with a palladium content of 0.5 percent by weight.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beispielen näher erläutert. Die Bestimmung der alä Produkt erhaltenen dimerisierten gesättigten Ketone erfolgte dureh Gasehromaiographi? Ancjerp.rsfiits wurde der Palladiumgehalt des Katalysators durch Röntgenstrahlenfluoreszenzanalyse bestimmt.The invention is explained in more detail below with the aid of examples. The determination of the alä The product obtained dimerized saturated ketones was carried out by Gasehromaiographi? Ancjerp.rsfiits was the palladium content of the catalyst by X-ray fluorescence analysis certainly.
Beispiel 1 Dimerisations- und Sättigungsreaktion von AcetonExample 1 Dimerization and Saturation Reaction of Acetone
Es wurden die Katalysatoren 1 bis 8 verwendet, und Methylisobutylketon (im folgenden mit MIBK abgekürzt) wurde aus Aceton hergestellt. 15 ml (etwa 15 g) der jeweils in Tabelle II angegebenen Katalysatoren wurden in den Mittelteil eines Reaktionsrohres von 35 cm Länge und 20 mm Durchmesser aus rostfreiem Stahl gepackt. Wenn die Reaktion des Acetons in Gegenwart von Wasserstoff unter den in Tabelle II angegebenen Reaktionsbedingungen durchgeführt wurde, wurden die im folgenden wiedergegebenen Ergebnisse erhalten. Der Druck war in allen Fällen der Überdruck (kg/cm2), gemessen am Auslaßende des Reaktionsrohres. Die in Tabelle II verwendeten Abkürzungen, abgesehen von MIBK. waren IPA und DIBK, die Isopropanol bzw. Diisobutylketon bedeuten.Catalysts 1 to 8 were used, and methyl isobutyl ketone (hereinafter abbreviated to MIBK) was prepared from acetone. 15 ml (about 15 g) of each of the catalysts listed in Table II were packed in the central part of a reaction tube 35 cm in length and 20 mm in diameter made of stainless steel. When the reaction of acetone was carried out in the presence of hydrogen under the reaction conditions shown in Table II, the following results were obtained. The pressure in all cases was the overpressure (kg / cm 2 ), measured at the outlet end of the reaction tube. Abbreviations used in Table II, with the exception of MIBK. were IPA and DIBK, which mean isopropanol and diisobutyl ketone, respectively.
an Produklyield
on product
L/IUI\ γμ ms
L / IUI \
IU1IIU 1 I.
ΙΓΑΙΓΑ
Beispiel 2
Dimerisations- und Sättigungsreaktion von AcetonExample 2
Dimerization and saturation reaction of acetone
MIBK wurde aus Aceton unter Verwendung von 15 ml Zirkonphbsphätkatalysator 1 unter Anwendung der gleichen Vorrichtung wie im Beispiel 1 und Abänderung der Reaklionstemperatur und des Reaktionsdruckes sowie der Beschickungsmengen an Aceton Und Wasserstoff hergestellt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle IH wiedergegeben.MIBK was made from acetone using 15 ml of zirconium phosphate catalyst 1 using the same device as in Example 1 and changing the reaction temperature and the reaction pressure as well the charge quantities of acetone and hydrogen produced. The results obtained are in Table IH reproduced.
raturTempe
rature
lungConversion
lung
Ausbeute
an MIBKSpace-time
yield
to MIBK
Beispie] 3Example] 3
Dimerisierungs- und Sättigungsreaktion
verschiedener KetoneDimerization and saturation reaction
various ketones
Jeweils 15 ml der Katalysatoren 1,11 und 12 wurden in den Mittelteil eines entsprechend dem im Beispiel 2 venvendeten Reaktionsrohres gepackt, und es wurden die Reaktionen zwischen den verschiedenen Klassen von Ketonen und Wasserstoff durchgeführt, wobei die in Tabelle IV wiedergegebenen Ergebnisse erhalten wurden. Die in Tabelle IV venvendeten Abkürzungen stellen die folgenden Verbindungen dar:15 ml each of the catalysts 1, 11 and 12 were used packed in the central part of a reaction tube similar to that used in Example 2, and there were the reactions carried out between the different classes of ketones and hydrogen, the results shown in Table IV were obtained. Abbreviations used in Table IV represent the following connections:
MEK
DEK
MIBK
DNKMEK
DEK
MIBK
DNK
■5 MCK
APH
MHO
EMHO
TMNO■ 5 MCK
APH
MHO
EMHO
TMNO
m ONHO
DCHB
PPPKm ONHO
DCHB
PPPK
Methylethylketon,
Diäthylketon,
Methylisobutylketon, Dinonylketon,
Methylcyclohexylketon, Acetophenon,
3-Methy!heptan-5-on, ÄMethyl ethyl ketone,
Diethyl ketone,
Methyl isobutyl ketone, dinonyl ketone,
Methylcyclohexyl ketone, acetophenone,
3-Methy! Heptan-5-one, Ä
2,6,8-Trimethylnonan-4-on,2,6,8-trimethylnonan-4-one,
11 -Octyl-12-nonylheneicosan-lO-on,11-octyl-12-nonylheneicosan-10-one,
2,4-DicycIohexyIbutan-4-on,2,4-DicycIohexyIbutan-4-one,
jS-Phenyl-propylphenylketon.jS-phenyl-propyl phenyl ketone.
Dimerisations- und Sättigungsreaktion
verschiedener KetoneDimerization and saturation reaction
various ketones
Jeweils 15 ml der Katalysatoren 16 bis 18 wurden verwendet, und die Reaktionen zwischen den verschiedenen Klassen von Ketonen und Wasserstoff wurden15 ml each of the catalysts 16 to 18 were used, and the reactions between the various Classes of ketones and hydrogen were made
Mittelteil eines Reaktionsrohres entsprechend dem im Beispiel 1 verwendeten gepackt wurden, wobei die Ergebnisse in Tabelle V wiedergegeben sind. Die in dieser Tabelle verwendeten Abkürzungen sind die gleichen wie die im Beispiel 3.Central part of a reaction tube were packed according to that used in Example 1, the Results are shown in Table V. The abbreviations used in this table are same as in example 3.
Ver- Ketone Verwendeter Katalysator
suchVer Ketones Catalyst used
search
Klasse Nr.Class no.
ReaktionsbedingungenReaction conditions
Tempe- Druck
raturTempe pressure
rature
stündlichehourly
Flüssig-Fluid-
keitsraum-keitsraum-
geschwin-speed
digkeildigkeil
('C) (kg/cm') (h-'j('C) (kg / cm') (h-'j
ErgebnisseResults
H· Keton Um- Produkl Wandlung Be/eich Selek ming livitiitH · Ketone Um- Product Conversion Be / eich Selek ming livitiit
(Molyer- (MoI-(Molyer- (MoI-
hältnis) (%) prozent)ratio) (%) percent)
1 MEK Zirkonphosphat 16 145 6,8 2,0 0,2 9,1 MHO1 MEK zirconium phosphate 16 145 6.8 2.0 0.2 9.1 MHO
2 MEK Titanphosphat 17 145 6,8 2,0 0,2 8,5 MHO2 MEK titanium phosphate 17 145 6.8 2.0 0.2 8.5 MHO
3 MEK Hafniumphosphat 18 145 6,8 2,0 0,2 7,0 MHO3 MEK hafnium phosphate 18 145 6.8 2.0 0.2 7.0 MHO
4 DEK Zirkonphosphat 16 105 2,0 4,0 0,2 6,0 EMHO4 DEK zirconium phosphate 16 105 2.0 4.0 0.2 6.0 EMHO
5 DEK Titanphosphat 17 105 2,0 4,0 0,2 5,2 EMHO5 DEK titanium phosphate 17 105 2.0 4.0 0.2 5.2 EMHO
94,0 94.5 94.0 96.0 96,0 230 217/1294.0 94.5 94.0 96.0 96.0 230 217/12
Dimerisations- und Sättigungsreaktion von Aceton und MethylethylketonDimerization and saturation reaction of acetone and methyl ethyl ketone
4 ml des Katalysators 1 wurden in den Mittelteil eines Pyrex-Reaktionsrohres von 40 cm Länge und 12 mm Durchmesser gepackt, und anschließend wurde ein Gemisch aus Aceton und Methyläthylketon in einem Molverhältnis von 1 :1 und Wasserstoff mit Geschwindigkeiten von 1,7 bzw. 5,8 ml/h unter den Bedingungen einer Reaktionstemperatur von 175° C eingeführt Dabei ergab sich folgende Zusammensetzung des Reaktionsproduktes: 4 ml of the catalyst 1 were in the middle part of a Pyrex reaction tube of 40 cm length and 12 mm Diameter packed, and then a mixture of acetone and methyl ethyl ketone in one 1: 1 molar ratio and hydrogen at rates of 1.7 and 5.8 ml / h, respectively, under the conditions introduced a reaction temperature of 175 ° C. The composition of the reaction product was as follows:
Dimerisierungs- und Sättigungsreaktion von AcetonDimerization and saturation reaction of acetone
Acetonacetone
MethyläthylketonMethyl ethyl ketone
MethylisobutylketonMethyl isobutyl ketone
2-Methylhexan-4-on2-methylhexan-4-one
3-Methylhexan-5-on3-methylhexan-5-one
3-Methylheptan-5-on3-methylheptan-5-one
DiisobutylketonDiisobutyl ketone
2-Methyl-4-äthylheptan·2-methyl-4-ethylheptane
6-on6-on
2,6,8-Trimethylnonanon2,6,8-trimethylnonanone
undand
Restrest
20,4 Molprozent20.4 mole percent
29,9 Molprozent29.9 mole percent
10,2 Molprozent10.2 mole percent
9,7 Molprozent9.7 mole percent
5.0 Molprozent5.0 mole percent
3.1 Molprozent 9,4 Molprozent3.1 mole percent 9.4 mole percent
6,6 Molprozent6.6 mole percent
2.2 Molprozent2.2 mole percent
3.5%3.5%
15 g des nach Absatz (1) hergestellten Zirkonphosphatkatalysators 16, das auf 2,4 bis 1,7 mm zerkleinert worden war, wurden in 50 ml 1 n-HCI, in der 0,17 g Palladiumchlorid aufgelöst waren, eingetaucht. Man ließ das Zirkonphosphat während 24 Stunden in diesem Zustand stehen, und es wurde anschließend unter vermindertem Druck bei 100° C getrocknet, dann während 8 Stunden in einem Wasserstoffstrom bei 400°C einer reduzierenden Behandlung unterworfen, und man erhielt einen Zirkonphosphatkatalysator.15 g of the zirconium phosphate catalyst prepared in accordance with paragraph (1) 16, which had been crushed to 2.4 to 1.7 mm, were in 50 ml of 1N HCl, in which 0.17 g Palladium chloride were dissolved, immersed. The zirconium phosphate was left in this for 24 hours State, and it was then dried under reduced pressure at 100 ° C, then subjected to a reducing treatment for 8 hours in a stream of hydrogen at 400 ° C, and a zirconium phosphate catalyst was obtained.
dessen Palladiumgehalt 0,7 Gewichtsprozent betrug. 15 ml dieses Katalysators wurden in ein Reaktionsrohr gepackt, und die Reaktion wurde unter Einführung von Aceton und Wasserstoff mit einer Geschwindigkeit von 60 ml/h bzw. 4 l/h unter Temperaturbedingungen von 120°C und einem Druck von 6,2 kg/cm2 durchgeführt. Dabei wurde eine Umwandlung von 16,0% und folgende Ausbeuten, bezogen auf das Gewicht, erhalten. MlBK 88,6%, IPA 53%. DIBK 2,0% und Mesilyloxyd 3,2%.the palladium content of which was 0.7 percent by weight. 15 ml of this catalyst was packed in a reaction tube, and the reaction was carried out while introducing acetone and hydrogen at a rate of 60 ml / h and 4 l / h, respectively, under temperature conditions of 120 ° C. and pressure of 6.2 kg / cm 2 carried out. A conversion of 16.0% and the following yields on a weight basis were obtained. MIBK 88.6%, IPA 53%. DIBK 2.0% and mesilyloxide 3.2%.
Beispiele 8 bis »3
und Vergleichsbeispiele I bis VIExamples 8 to »3
and Comparative Examples I to VI
Dimerisierungs- und Sättigungsreaktion von Aceton und DiphenylketonDimerization and saturation reaction of acetone and diphenyl ketone
In einen von außen beheizten 300-ml-Autoklav wurden 100 g eines Diphenylketon/Acetongemisches (Molverhällnis 9:1) und 10 g des Zirkonphosphatkatalysators 1 eingebracht- Nach Einführung von Wasser' stoff auf einen Überdruck von 5,0 kg/cm2 bei Raumtcm* peratur wurde die Reaktion während 2 Stunden bei 150°C bei einem Maximaldruck von 21 kg/cm2 durchge* führt. Das Produkt hatte folgende Zusammensetzung in Moiprözent: dicht umgesetztes Diphenylketon 93%, nicht umgesetztes Aceton 2%, Methylisobutylketon 3% und l,l·Diphenylbutan'3-on2%.In an externally heated 300-ml autoclave were added 100 g of a diphenyl ketone / acetone mixture (Molverhällnis 9: 1) and 10 g of 1 Zirkonphosphatkatalysators eingebracht- After introduction of water 'fabric to a pressure of 5.0 kg / cm 2 at Raumtcm * temperature, the reaction was carried out for 2 hours at 150 ° C. at a maximum pressure of 21 kg / cm 2 . The product had the following composition in mole percent: densely converted diphenyl ketone 93%, unconverted acetone 2%, methyl isobutyl ketone 3% and 1.1 diphenylbutan'3-one 2%.
Die in der folgenden Tabelle VI aufgeführten Versuche 8 bis 13 wurden unter den Bedingungen gemäß der Erfindung und zum Vergleich die Versuche I bis IV unter den Bedingungen gemäß deutscher Auslegeschrift 12 60 454 und die Versuche V und VI unter den Bedingungen gemäß der britischen Palentschrift 10 15 003 durchgeführt.Experiments 8 to 13 listed in Table VI below were carried out under the conditions according to the invention and for comparison, experiments I to IV under the conditions according to German Auslegeschrift 12 60 454 and the experiments V and VI under the conditions according to the British Palentschrift 10 15 003 carried out.
1, Herstellung der Katalysatoren1, manufacture of the catalysts
A. Herstellung des erfindungsgemäß verwendeten
KatalysatorsA. Preparation of the one used in the present invention
Catalyst
97 g ZrOCIj · 8 H2O wurden in 6 I Wasser gelöst und 0,50 g PdClj darin unter Erhitzen der Lösung gelost. Getrennt wurden 35 g HjPCm in 6 ί Wasser gelöst. Dann wurde die erste Lösung allmählich Zu der zweiten97 g of ZrOCIj · 8 H 2 O were dissolved in 6 l of water and 0.50 g of PdClj were dissolved therein while the solution was heated. Separately, 35 g of HjPCm were dissolved in 6 water. Then the first solution gradually became the second
Lösung unter Rühren bei Raumtemperatur zugesetzt Konzentriertes wäßriges Ammoniak wurde zu der erhaltenen Mischlösung zugegeben, bis der ρ H-Wert einen Wert von 4,8 erreichte. Die Lösung wurde weitere 4 Stunden gerührt und dann wählend 24 Stunden stehengelassen. Der erhaltene Niederschlag wurde abfiltriert und mit Wasser gewaschen. Nach der Entfernung der nicht umgesetzten Salze von dem Rückstand wurde dieser bei HO0C getrocknet und eine gelartige Substanz aus Zirkonphosphat erhalten, das mit Palladiumkationen ausgetauscht wurde. Die erhaltene gelartige Substanz hatte ein Molarverhältnis von PO-i-VZr von 1 und enthielt 0,5 Gewichtsprozent Pd. Die gelartige Substanz wurde zu einer Größe entsprechend einer lichten Maschenweite von 039 bis 0,7 mm pulverisiert und während 8 Stunden bei 4000C im Wasserstoffstrom calciniert, worauf reduziert wurde, um den gewünschten Katalysator zu erhalten.Solution added with stirring at room temperature. Concentrated aqueous ammonia was added to the resulting mixed solution until the ρ H value reached 4.8. The solution was stirred for a further 4 hours and then allowed to stand for 24 hours. The resulting precipitate was filtered off and washed with water. After removal of the unreacted salts from the residue that was obtained 0 C dried and a gel-like substance of zirconium phosphate at HO, which was replaced with palladium cations. The gel-like substance obtained had a molar ratio of PO-i-VZr of 1 and contained 0.5% by weight of Pd. The gel-like substance was pulverized to a size corresponding to a mesh size of 039 to 0.7 mm and calcined for 8 hours at 400 ° C. in a stream of hydrogen, after which it was reduced in order to obtain the desired catalyst.
B. Herstellung des Katalysators nach dem Verfahren
der deutschen Auslegeschrift 12 60 454B. Preparation of the catalyst by the process
of the German interpretative document 12 60 454
Ein starkes saures Kationenaustauschharz auf Basis von Polystyrol-Divinylbenzol vom Natriumtyp (bekannt als Dowex 50 W X 8) (vgl. Chemielexikon Römpp, 6. Auflage, S. 1595 und 1596) mit einer Größe entsprechend einer lichten Maschenweite von 0,83 bis 0,29 mm in einer Menge von 80 g (94 ml) wurde im feuchten Zustand in 100 ml einer 2 n-HCI während 3 Stunden bei Raumtemperatur eingetaucht und dann mit einem lonenaustauschwasser gewaschen. Dieses Verfahren wurde zweimal wiederholt, um das Harz in den H-Typ zu überführen. Anschließend wurden 30 ml einer 2 n-HCI, die 2,0 g Palladiumchloric enthielt, zugesetzt und das Wasser mittels eines Drehverdampfers im Vakuum auf einem Wasserbad von 60° C abgedampft. Das erhaltene getrocknete Harz wurde in ein Quarzrohr mit einem Innendurchmesser von 20 mm gepackt und während 27 Stunden bei 1000C behandelt, wobei Wasserstoffgas in einer Menge von 80 ml/min hindurchströmte, um praktisch die gesamte verbliebene HCl im Katalysator zu entfernen. Der erhaltene Katalysator war schwarz und wog 43.1 g(47.2ml).A strong acidic cation exchange resin based on polystyrene-divinylbenzene of the sodium type (known as Dowex 50 WX 8) (see Chemielexikon Römpp, 6th edition, pp. 1595 and 1596) with a size corresponding to a mesh size of 0.83 to 0, 29 mm in an amount of 80 g (94 ml) was immersed in a wet state in 100 ml of 2N HCl for 3 hours at room temperature and then washed with ion-exchanged water. This procedure was repeated twice to make the resin H-type. Then 30 ml of a 2N HCl containing 2.0 g of palladium chloride were added and the water was evaporated off in vacuo on a water bath at 60 ° C. using a rotary evaporator. The dried resin obtained was packed in a quartz tube with an internal diameter of 20 mm and treated for 27 hours at 100 ° C., with hydrogen gas flowing through it in an amount of 80 ml / min, in order to remove practically all of the remaining HCl in the catalyst. The catalyst obtained was black and weighed 43.1 g (47.2 ml).
C. Herstellung der Katalysatoren gemäß der
britischen Patentschrift 10 15 003C. Preparation of the catalysts according to
British Patent 10 15 003
C-1: Herstellung eines aus Palladiummetall,
getragen auf ZrO2. bestehenden KatalysatorsC-1: Making one from palladium metal,
worn on ZrO 2 . existing catalyst
100 g Zirkonoxychlnrid (ZrOCI2 · 8 H2O) wurden in 21 eines /um lonenausiausch geeigneten Wassers gelöst. Unter gutem Rühren der Lösung wurde Ammoniakwasser im Verhältnis 1 :1 allmählich zu der Lösung zugegeben, um den pH-Wert der Lösung auf 9,0 einzustellen. Das Rühren wurde weitere 2 Stunden nach Zugabe des Ammoniaks fortgesetzt und dann die Lösung 24 Stunden lang stehengelassen. Der Niederschlag wurde abfiltriert und gewaschen. Das erhaltene Hydrogei wurde während 12 Stunden bei 1200C getrocknet, um das Zirkonoxydgel zu bilden. 50 g des Zirkonoxydgeis wurden zu eitler Größe von 0,15 bis 0,074 itiiii pulverisiert Und in 50 ml 1 n*HCJ gegeben, die gelost 0,4 g Pailadiumchlofid enthielt Üntef gutem Rühren wurde diese Masse der Abdampfung auf einem Wasserbad unterworfeil· Das erhaltene getrocknete Pulver wurde zu Pellets mit einer Größe von 5 mm Durchmesser und 3 mm Länge geformt, die den gewünschten Katalysator darstellten.100 g of zirconium oxychloride (ZrOCI 2 · 8 H 2 O) were dissolved in 21 of a water suitable for ion exchange. While stirring the solution well, ammonia water in a ratio of 1: 1 was gradually added to the solution to adjust the pH of the solution to 9.0. Stirring was continued for an additional 2 hours after the ammonia had been added and then the solution was allowed to stand for 24 hours. The precipitate was filtered off and washed. The Hydrogei obtained was dried for 12 hours at 120 0 C, to form the Zirkonoxydgel. 50 g of the zirconium oxide gel were pulverized to a size of 0.15 to 0.074 itiiii and added to 50 ml of 1N * HCJ, which contained 0.4 g of palladium chloride in solution. With thorough stirring, this mass was subjected to evaporation on a water bath Powder was molded into pellets 5 mm in diameter and 3 mm in length, which were the desired catalyst.
C-2: Herstellung eines aus Palladiummetall,C-2: Making one from palladium metal,
getragen auf Cai(PO4)2, bestehenden Katalysatorssupported on Cai (PO 4 ) 2, existing catalyst
39,0 g Calciumchlorid (CaCl3 · 2 H2O) (0,265 Mol) wurden in 750 ml eines zum Ionenaustausch geeigneten39.0 g of calcium chloride (CaCl 3 · 2 H 2 O) (0.265 moles) was added to 750 ml of an ion exchange suitable
in Wassers gelöst Getrennt wurden 14.6 g (0,149 Mol) einer 87%igen Phosphorsäure und 28,2 ml (0,726 Mol) an 28%igem NH4OH in 2100 ml Wasser gelöst Die erste Lösung wurde zu der zweiten Lösung zugesetzt um den pH-Wert auf 8,4 einzustellen. Der erhaltene Niederschlag wurde 24 Stunden stehengelassen, mit Wasser gewaschen und dann bei 1200C getrocknet. 20 g des getrockneten Gels wurden fein pulverisiert und in 30 ml einer In-HCl gegeben, die gelöst 0,17 g Palladiumchlorid enthielt Unter gutem Rühren wurde die Masse der Abdampfung auf einem Wasserbad unterworfen. Das erhaltene Produkt wurde zu Pellets mit einer Große von 5 mm Durchmesser und 3 mm Länge geformt um den gewünschten Katalysator zu erhalten.dissolved in water Separately, 14.6 g (0.149 mol) of 87% phosphoric acid and 28.2 ml (0.726 mol) of 28% NH 4 OH were dissolved in 2100 ml of water. The first solution was added to the second solution to adjust the pH Set the value to 8.4. The precipitate obtained was left to stand for 24 hour, washed with water and then dried at 120 0 C. 20 g of the dried gel were finely pulverized and added to 30 ml of an In-HCl which contained 0.17 g of palladium chloride in solution. While stirring well, the mass was subjected to evaporation on a water bath. The obtained product was molded into pellets having a size of 5 mm in diameter and 3 mm in length to obtain the desired catalyst.
2. Hydrierende Dimerisierung von Aceton2. Hydrogenative dimerization of acetone
2-1: Wiederholung der Versuche gemäß der
jo vorliegenden Erfindung und gemäß2-1: Repetition of the experiments according to
jo present invention and according to
deutscher Auslegeschrift 12 60 454German interpretative document 12 60 454
Methylisobutylketon wurde aus Aceton unter den in der nachfolgenden Tabelle VI aufgeführten Reaktionsbedingungen unter Anwendung des vorstehend unter A beschriebenen Katalysators gemäß der Erfindung und des vorstehend unter B beschriebenen Katalysators gemäß deutscher Auslegeschrift 12 60 454 hergestellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI zuLimmengefaßt.Methyl isobutyl ketone was made from acetone under the reaction conditions listed in Table VI below using the catalyst according to the invention described above under A and of the catalyst described above under B prepared in accordance with German Auslegeschrift 12 60 454. The results are summarized in Table VI for Limen.
Das bei diesem Versuch verwendete Reaktionsrohr bestand aus rostfreiem Stahl und hatte eine Länge von 500 mm und einen Innendurchmesser von 10 mm. 15 ml des Katalysators wurden in dessen Mittelteil gepackt Die Reaktionstemperatur wurde durch ein um das Reaktionsrohr gewickeltes Thermoelement bestimmt.The reaction tube used in this experiment was made of stainless steel and had a length of 500 mm and an inner diameter of 10 mm. 15 ml of the catalyst were packed in its central part Reaction tube wound thermocouple determined.
2-2: Wiederholung der Versuche gemäß der
britischen Patentschrift 10 15« 0032-2: Repetition of the experiments according to
British patent specification 10 15 003
Ein Pyrexreaktionsrohr mit einem Innendurchmesser von 20 mm und einer Länge von 350 mm wurde in dessen Mittelteil mit 5 ml der gemäß vorstehend unter C-I und C-2 beschriebenen Verfahren nach der britischen Patenischrift 10 15 003 erha'tenen Katalysatoren beschickt. Während Wasserstoffgas in das Reaktionsrohr in einer Menge von 60 ml/min eingeleitet wurde, wurde der Katalysator während 6 Stunden bei 3000C reduziert. Anschließend wurde die Kondensations- und Sättigungsumsetzung von Aceton unter den in Tabelle VI aufgeführten Reaktionsbedingungen durchgeführtiA Pyrex reaction tube with an internal diameter of 20 mm and a length of 350 mm was charged in its central part with 5 ml of the catalysts obtained according to the method described above under CI and C-2 according to British patent specification 10 15 003. While hydrogen gas was being introduced into the reaction tube in an amount of 60 ml / min, the catalyst was reduced at 300 ° C. for 6 hours. The condensation and saturation conversion of acetone was then carried out under the reaction conditions listed in Table VI
3< Versuchsergebnisse3 <test results
Einige der Versuchsbodingungen bei den Versuchen 2*1 Und 2^2 und die erhaltenen YersUcilsergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle Vi zusammengefaßt.Some of the experimental conditions in experiments 2 * 1 and 2 ^ 2 and the YersUcil results obtained are summarized in Table Vi below.
*) Katalysator A: Katalysator gemäß der Erfindung, hergestellt nach (I)-A.
**) Katalysator B: Katalysator gemäß deutscher Auslegeschrift 12 60454. hergestellt nach (I)-B.*) Catalyst A: Catalyst according to the invention, prepared according to (I) -A.
**) Catalyst B: Catalyst according to German Auslegeschrift 12 60454. manufactured according to (I) -B.
·*■*) Katalysator C-I und C-2: Katalysatoren gemäß der britischen Patentschrift 10 15003 hergestellt ns.-h (I)-C-I und (l)-C-2.
LHSV von Aceton: Flüssigkeitsvolumen/Katalysator-Volumen/Stunde an Aceton;
MIBK: Methylisobutylketon;
IPA: Isopropylalkohol;
DIBK. Diisobmvlketon;
Raum-Zeit-Ausbeute an MIBK: Ausbeute an MIBK in Gramm je Liter Katalysator je Stunde.· * ■ *) Catalyst CI and C-2: Catalysts manufactured according to British patent specification 10 15003 ns.-h (I) -CI and (I) -C-2. LHSV of acetone: liquid volume / catalyst volume / hour of acetone;
MIBK: methyl isobutyl ketone;
IPA: isopropyl alcohol;
DIBK. Diisocyanate ketone;
Space-time yield of MIBK: Yield of MIBK in grams per liter of catalyst per hour.
Bei den bei 130 bis 1400C und einem Druck von 20 kg/cm2 durchgeführten erfindungsgemäßen Beispielen 9 bis 13 zeigt sich das ausgezeichnete Ergebnis, daß das Methylisobutylketon in einer Raum-Zeit-Ausbeute von etw 1000 bis 2400 aus Aceton in einer Menge von 4 bis 20 (stündliche Flüssigkeitsraumströmungsgeschwindigkeit [LHSV]) erhalten werden konnte.In the examples 9 to 13 according to the invention carried out at 130 to 140 0 C and a pressure of 20 kg / cm 2 , the excellent result is shown that the methyl isobutyl ketone in a space-time yield of about 1000 to 2400 from acetone in an amount of 4 to 20 (liquid hourly space flow rate [LHSV]) could be obtained.
Im Gegensatz hierzu beträgt unter entsprechenden Bedingungen gemäß dem Verfahren der deutschen Auslegeschrift 12 60 454 die Raum-Zeit-Ausbeute an Methyüsobutylketon 688 g/I K/otalysator/Std. und die Umwandlung von Aceton 25,3%, wenn die Reaktionstemperatur 1300C. der Reaktionsdruck 20 kg/cm2 und In contrast to this, under appropriate conditions according to the method of German Auslegeschrift 12 60 454, the space-time yield of methyl butyl ketone is 688 g / IC / otalysator / hour. and the conversion of acetone 25.3% when the reaction temperature is 130 0 C. the reaction pressure is 20 kg / cm 2 and
die Menge an Aceton (LHSV) 4,0 beträgt, während, wenn die Menge an Aceton (LHSV) 6,0 beträgt, die Raum-Zeit-Ausbeute an Methyltsobu'ylketon 715 g/l Katalysator/Std. ist und die Umwandlung des Acetonsthe amount of acetone (LHSV) is 4.0, while when the amount of acetone (LHSV) is 6.0, the Space-time yield of methyl tsobu'yl ketone 715 g / l catalyst / hour. is and the conversion of acetone
4n nur 17,3% beträgt.4n is only 17.3%.
Die Menge an Aceton (LHSV), die Umwandlung des Acetons und die Raum-Zeit-Ausbeute an Methylisobutylketon bei den Beispielen 9, 10 und 11 unter den erfindungsgemäßen Bedingungen und bei den Versuchen I und II (deutsche Ausiegeschriit 12 60 454) sind in der nachfolgenden Tabelle VIi zum leichteren Vergleich zusammengefaßt.The amount of acetone (LHSV), the conversion of acetone and the space-time yield of methyl isobutyl ketone in Examples 9, 10 and 11 under the conditions according to the invention and in the tests I and II (German Ausiegeschriit 12 60 454) are in the following Table VIi summarized for easier comparison.
an Aceton
(LHSV)lot
of acetone
(LHSV)
von Aceton
(O/o) conversion
of acetone
(O / o)
Ausbeüte
an MIBKSpace-time
Exploitation
to MIBK
Hinsichtlich der Werte aus der Tabelle VlI ist darauf 65 Acetons 20 betrügt, eine Umwandlung von Aceton, dieWith regard to the values from Table VI, there is 65 acetone 20, a conversion of acetone which
hinzuweisen, daß gemäß den Bedingungen der vorlie^ mit derjenigen vergleichbar ist, wie sie erhalten wird,to indicate that, according to the conditions, the present is comparable to that in which it is obtained,
genden Erfindung (Beispiele 9, 10 und 11), sogar, wenn wenn die stündliche Raumströmungsgeschwindigkeitlowing invention (Examples 9, 10 and 11) even if if the hourly space air velocity
die stündliche Raumströmungsgeschwindigkeit des von Aceton den Wert 6 (Versuch 11) beim Verfahrenderthe hourly space velocity of acetone is 6 (test 11) in the process
deutschen Auslegeschrift 12 60 454 beträgt, erhalten werden kann, so daß deshalb die Raum-Zeil-Ausbcute (g/l Katalysalor/Sld.)an MIBK sehr groß wird.German Auslegeschrift 12 60 454 is received so that the space-line yield (g / l catalyst / Sld.) of MIBK is therefore very high.
Ein Vergleich der erfindungsgemäßen Katalysatoren mit denjenigen der britischen Palentschrift 10 15 003A comparison of the catalysts of the invention with those of British Palentschrift 10 15 003
und der deutschen Auslegescl-rifl 12 60 454 ergibt somit, wie aus den Tabellen Vl und VII ersichtlich, bei gleichen Verfahrensbcdirigungert die eindeutige Überlegenheit der erfindungsgemäßen Katalysatoren.and the German Auslegescl-rifl 12 60 454 thus results in As can be seen from Tables VI and VII, with the same procedural amendments, the clear superiority is achieved of the catalysts of the invention.
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Legal Events
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