Procedimiento para la preparación de alcoholes por hidrogenación de compuestos carbonílicos.

Procedimiento para la preparación de alcoholes por hidrogenación de compuestos carbonílicos,

caracterizado por que

la hidrogenación se lleva a cabo en presencia de un catalizador de hidrogenación que se compone de un material de soporte y de por lo menos un metal activo para la hidrogenación, estando basado el material de soporte en dióxido de titanio, dióxido de zirconio, óxido de aluminio, óxido de silicio o sus óxidos mixtos y siendo el metal activo para la hidrogenación por lo menos un elemento tomado del conjunto formado por cobre, cobalto, níquel y cromo, conteniendo el material de soporte el elemento bario,

estando situado el contenido del compuesto de bario, calculado como óxido de bario, referido al catalizador reducido, en el intervalo de 0,1 a 2 % en masa, en particular en el intervalo de 0,3 a 0,7 % en masa.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/058780.

Solicitante: EVONIK DEGUSSA GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: RELLINGHAUSER STRASSE 1-11 45128 ESSEN ALEMANIA.

Inventor/es: BUSCHKEN, WILFRIED, DR., KAIZIK, ALFRED, LUKEN, HANS-GERD, DR., QUANDT,THOMAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01J23/02 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01J PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS, QUIMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS (procedimientos o aparatos para usos específicos, ver las clases correspondientes a los procedimientos o al equipo, p. ej. F26B 3/08). › B01J 23/00 Catalizadores que contienen metales, óxidos o hidróxidos metálicos no previstos en el grupo B01J 21/00 (B01J 21/16 tiene prioridad). › de metales alcalinos o alcalinotérreos o de berilio.
  • B01J23/26 B01J 23/00 […] › Cromo.
  • B01J23/72 B01J 23/00 […] › Cobre.
  • B01J23/75 B01J 23/00 […] › Cobalto.
  • B01J23/755 B01J 23/00 […] › Níquel.
  • B01J23/86 B01J 23/00 […] › Cromo.
  • B01J37/02 B01J […] › B01J 37/00 Procedimientos para preparar catalizadores, en general; Procedimientos para activación de catalizadores, en general. › Impregnación, revestimiento o precipitación (protección por revestimiento B01J 33/00).
  • C07C29/14 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C07 QUIMICA ORGANICA.C07C COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos macromoleculares C08; producción de compuestos orgánicos por electrolisis   o electroforesis C25B 3/00, C25B 7/00). › C07C 29/00 Preparación de compuestos que tienen grupos hidroxilo o grupos O-metal unidos a un átomo de carbono que no forma parte de un ciclo aromático de seis miembros. › de un grupo — CHO.
  • C07C31/125 C07C […] › C07C 31/00 Compuestos saturados que tienen grupos hidroxilo o grupos O-metal unidos a átomos de carbono acíclicos. › conteniendo de cinco a veintidós átomos de carbono.

PDF original: ES-2476606_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la preparaciïn de alcoholes por hidrogenaciïn de compuestos carbonïlicos El invento se refiere a un procedimiento para la preparaciïn de alcoholes por hidrogenaciïn de compuestos carbonïlicos, en particular de aldehïdos.

Ciertos alcoholes se pueden preparar por hidrogenaciïn catalïtica de unos compuestos carbonïlicos, que se han obtenido por ejemplo por hidroformilaciïn de olefinas. Grandes cantidades de alcoholes se utilizan como disolventes y como productos intermedios para la preparaciïn de muchos compuestos orgïnicos. Unos importantes productos subsiguientes de alcoholes son agentes plastificantes y detergentes.

Es conocido reducir catalïticamente con hidrïgeno a unos compuestos carbonïlicos, en particular a unos aldehïdos, para formar unos alcoholes. En tal caso se emplean con frecuencia unos catalizadores, que contienen por lo menos un metal de los grupos 1b, 2b, 6b, 7b y/o 8 del sistema periïdico de los elementos. La hidrogenaciïn de aldehïdos se puede llevar a cabo de un modo continuo o discontinuo con unos catalizadores pulverulentos o troceados en una fase gaseosa o lïquida.

Para la preparaciïn a escala tïcnica de alcoholes por hidrogenaciïn de unos aldehïdos que proceden del proceso oxo (hidroformilaciïn de olefinas) , sobre todo en el caso de productos a de producciïn a gran escala, se usan unos procedimientos continuos con unos catalizadores dispuestos en un lecho sïlido en una fase gaseosa o lïquida.

En comparaciïn con la hidrogenaciïn en una fase gaseosa, la hidrogenaciïn en una fase lïquida tiene el mïs favorable balance energïtico y el mïs alto rendimiento de espacio y tiempo. Con una masa molecular creciente del aldehïdo que se ha de hidrogenar, es decir con unos puntos de ebulliciïn crecientes, aumenta la ventaja del balance energïtico mïs favorable. Unos aldehïdos de orden superior con mïs de 7 ïtomos de carbono son hidrogenados por consiguiente de manera preferida en una fase lïquida.

La hidrogenaciïn en una fase lïquida tiene no obstante la desventaja de que, a causa de las altas concentraciones tanto de aldehïdos como tambiïn de alcoholes se favorece la formaciïn de compuestos que hierven a altas temperaturas por reacciones subsiguientes y secundarias. Asï, unos aldehïdos pueden pasar con mayor facilidad a tomar parte en reacciones aldïlicas (de adiciïn y/o condensaciïn) y a formar con unos alcoholes unos semiacetales o acetales completos. Los acetales resultantes pueden formar, mediando separaciïn de agua o de un alcohol, unos enolïteres que son hidrogenados en las condiciones de reacciïn para dar los ïteres saturados. Estos subproductos secundarios disminuyen por consiguiente el rendimiento. Los subproductos designados como compuestos que hierven a altas temperaturas, pueden ser desdoblados de retorno en el mejor de los casos parcialmente en unas instalaciones conectadas posteriormente para dar unos productos valiosos, tales como unos aldehïdos de partida y unos alcoholes dianas.

Las mezclas tïcnicas de aldehïdos, que se emplean para la hidrogenaciïn, ya contienen con frecuencia unos compuestos que hierven a altas temperaturas en diversas concentraciones.

En el caso de la hidroformilaciïn de olefinas en presencia de unos catalizadores de cobalto se obtienen unos aldehïdos en bruto que, junto a los ïsteres de ïcido fïrmico (formiatos) , contienen adicionalmente unos productos aldïlicos, unos ïsteres y ïteres de orden superior asï como unos acetales, como compuestos que hierven a altas temperaturas. Sï estas mezclas son hidrogenadas en una fase gaseosa, la mayor parte de los compuestos que hierven a altas temperaturas se pueden separar en un dispositivo evaporador y se someten a tratamiento en una etapa de procedimiento realizada por separado para proporcionar unos productos valiosos.

En el caso de la hidrogenaciïn en una fase lïquida, por el contrario, los compuestos que hierven a altas temperaturas permanecen en la fracciïn de afluencia en el reactor. Ellos son hidrogenados en su mayor parte en la etapa de hidrogenaciïn, de manera tal que a partir de ellos ya no se puede obtener y recuperar ningïn producto valioso.

En la patente de los EE.UU. US 5.059.710, el rendimiento de alcoholes se aumenta por medio de una hidrogenaciïn de aldehïdos en bruto mediante el recurso de que, en una etapa de procedimiento conectada delante de la hidrogenaciïn, una parte de los compuestos que hierven a altas temperaturas se desdobla de retorno con agua a una temperatura elevada para proporcionar aldehïdos o alcoholes. La hidrïlisis y la hidrogenaciïn son por lo tanto unas etapas de procedimiento separadas, no dïndose ninguna informaciïn acerca del contenido de agua de la mezcla que se ha de hidrogenar.

Un procedimiento similar es divulgado en el documento US 4.401.834. Tambiïn en este caso el desdoblamiento de compuestos que hierven a altas temperaturas se efectïa en presencia de agua antes de la etapa de hidrogenaciïn propiamente dicha.

En el documento de patente britïnica GB 2 142 010 se describe un procedimiento para la hidrogenaciïn de unos aldehïdos en bruto con 6 hasta 20 ïtomos de C, que contienen unos compuestos que hierven a altas temperaturas y unas pequeïas cantidades de ciertos compuestos de azufre, para dar los correspondientes alcoholes saturados. La hidrogenaciïn se efectïa en dos reactores conectados uno tras de otro. El primer reactor contiene un catalizador de MoS2/C y el segundo reactor contiene un catalizador de Ni/Al2O3. La hidrogenaciïn se lleva a cabo en ambos reactores mediando la adiciïn de hasta 10 % de vapor de agua, referido a la corriente de eductos (productos de partida) , en el intervalo de temperaturas de 180 a 260 ïC y a una presiïn parcial de hidrïgeno de 150 a 210 bares con un gran exceso de hidrïgeno. ïste, segïn los Ejemplos, es tan grande que el agua aïadida se encuentra prïcticamente sïlo en una fase gaseosa. La meta de este procedimiento se encuentra en la represiïn de la formaciïn de hidrocarburos por hidrogenolisis de los alcoholes. Acerca de un aumento o respectivamente de una disminuciïn de la cantidad de compuestos que hierven a altas temperaturas y de formiatos en el caso de la hidrogenaciïn no se da ninguna informaciïn.

En el documento US 2.809.220 se describe una hidrogenaciïn en fase lïquida de unas mezclas de hidroformilaciïn en presencia de agua. Como catalizador se emplean unos catalizadores que contienen azufre. La hidrogenaciïn se lleva a cabo en el intervalo de presiones de 105 a 315 bares y en el intervalo de temperaturas de 204 a 315 ïC en presencia de 1 a 10 % de agua, referido al educto. Con el fin de mantener al agua aïadida en la fase gaseosa, se emplea un gran exceso de hidrïgeno (de 892 a 3.566 Nm3 (metros cïbicos en condiciones normales de presiïn y temperatura) de hidrïgeno por cada m3 de los eductos) . En lo que se refiere al alto exceso de hidrïgeno se remite a la discusiïn del documento GB 2 142 010. Es desventajoso en este procedimiento. por lo demïs, el alto consumo especïfico de energïa.

Otro procedimiento para la hidrogenaciïn de una mezcla de hidroformilaciïn lo divulga el documento de patente alemana DE 198 42 370. En ïste se describe cïmo se pueden hidrogenar unas mezclas de hidroformilaciïn en una fase lïquida en presencia de unos catalizadores con soporte que contienen cobre, nïquel y cromo. Segïn sea el procedimiento de preparaciïn de las mezclas de hidroformilaciïn (procedimiento con rodio o cobalto) estas mezclas contienen agua. El procedimiento divulgado se ejecuta para la hidrogenaciïn selectiva de los aldehïdos para formar alcoholes, sin hidrogenaciïn de las olefinas que no han sido convertidas quïmicamente en la hidroformilaciïn, es decir que los compuestos que hierven a altas temperaturas (sobre todo los acetales) no son convertidos quïmicamente en un producto valioso. Esto es econïmicamente desfavorable y por lo tanto susceptible de mejorïa.

En el documento de patente alemana DE 100 62 448 se describe un procedimiento para la hidrogenaciïn continua de unas mezclas de reacciïn procedentes de la hidroformilaciïn de olefinas con 4 hasta 16 ïtomos de C en una fase lïquida homogïnea en presencia de unos catalizadores de lecho sïlido, que contienen por lo menos un elemento del octavo grupo secundario del sistema periïdico, conteniendo la fase lïquida homogïnea de la fracciïn de descarga del reactor todavïa entre 0, 05 y 10 % en masa de agua y en el estado estacionario del procedimiento se alimenta un 3 a 50 % mïs de hidrïgeno que lo que se consume mediante la hidrogenaciïn. Este procedimiento tiene la ventaja de que la proporciïn de compuestos que hierven a altas temperaturas en la fracciïn de descarga de la hidrogenaciïn es muy pequeïa al... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la preparaciïn de alcoholes por hidrogenaciïn de compuestos carbonïlicos, caracterizado por que la hidrogenaciïn se lleva a cabo en presencia de un catalizador de hidrogenaciïn que se compone de un material de soporte y de por lo menos un metal activo para la hidrogenaciïn, estando basado el material de soporte en diïxido de titanio, diïxido de zirconio, ïxido de aluminio, ïxido de silicio o sus ïxidos mixtos y siendo el metal activo para la hidrogenaciïn por lo menos un elemento tomado del conjunto formado por cobre, cobalto, nïquel y cromo, conteniendo el material de soporte el elemento bario, estando situado el contenido del compuesto de bario, calculado como ïxido de bario, referido al catalizador reducido, en el intervalo de 0, 1 a 2 % en masa, en particular en el intervalo de 0, 3 a 0, 7 % en masa.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicaciïn 1, caracterizado por que, se hidrogena con hidrïgeno en un intervalo de presiones de 5 a 100 bares, de manera preferida de 5 a 40 bares, de manera especialmente preferida de 10 a 25 bares, y a una temperatura de hidrogenaciïn de 120 a 220 ïC, de manera preferida de 140 a 190 ïC.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicaciïn 1 o 2, caracterizado por que como compuestos carbonïlicos se emplean unos aldehïdos saturados o insaturados o unas cetonas saturadas o insaturadas con 4 hasta 25 ïtomos de C.

4. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizado por que se emplean unos compuestos carbonïlicos que se han obtenido por hidroformilaciïn.

5. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizado por que se emplean unas mezclas de hidroformilaciïn que se han preparado a partir de unas olefinas de C8 o C12 o de unas mezclas de olefinas de C8 o C12.

6. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizado por que se emplea el aldehïdo de C9 isononanal que es obtenible por hidroformilaciïn de dibuteno.

7. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizado por que se emplea una mezcla de decenales, que se ha preparado por condensaciïn de unos aldehïdos de C5, tales como en particular valeraldehïdo.


 

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