CH94453A - Arbeitsverfahren zur Hydrierung von Naphtalin. - Google Patents

Description

  Arbeitsverfahren zur Hydrierung von Naphtalin.    Die Hydrierung von Naphtalin mit Hilfe  von Wasserstoff bei Gegenwart von Kataly  satoren ist bereits früher bewirkt worden,  jedoch hat dieses     Verfahren    keine technische  Bedeutung erlangen können.  



  Es wurde nun gefunden, dass es sehr wohl  gelingt, analog dem bekannten     Fettliärtuiigs-          prozess    die Hydrierung des     Naphtalins    mit  Hilfe von elementarem     Wasserstoff    in Gegen  wart von     Katalisatoren    durchzuführen, wenn  man dafür sorgt, dass das zu hydrierende  Naphtalin durch einen     Reinigungsprozess    ober  halb<B>1000</B> von gewissen     Stoffen    befreit wird,

    die dem     Hydrierungsprozess    entgegenwirken  und wenn man dann das     Naphtalin    in Druck  gefässen     finit    Metallen als Katalysatoren bei  Temperaturen zwischen<B>100'</B> und     .\'.00      bei  weniger als     12        Atm.    Druck der Hydrierung  unterwirft. Es gelingt dabei unter     Innehaltung     gewisser Vorsichtsmassregeln auf ein ziemlich  einheitliches Produkt, z. B.     Tetrahydronaph-          talin    hinzuarbeiten.

   Je nach der Menge der  verwandten wirksamen     .Katalysatoren    ver  wischt sich aber der Unterschied in der Hy-         drierungsgeschwindigkeit    der verschiedenen       Hydrierungsstufen    des Naphtalins und man  ist auf genaue Messung des verbrauchten       Wasserstoffes    und auf Probenahme angewie  sen, wenn man den Prozess so leiten will;  dass eine bestimmte     Hydrierungsstufe    erreicht  . wird.

   Es wurde aber die Beobachtung ge  macht, dass bei sorgfältigem Rühren und       Umpumpen    mit dem     Zweck,    das Naphtalin, die       Katalysatorsubstanz        Lind    den     Wasserstoff    in  innigste Berührung miteinander zu bringen,  höher hydrierte Produkte in erheblicher Menge  nicht entstehen, ehe das     Naphtalin    zu     Tetra-          hydronaphtalin    reduziert wird.  



  In leicht ausführbarer und billiger Weise  kann man das für die Hydrierung bestimmte  technische     Naphtalin    dadurch reinigen, dass  man es in geschmolzenem Zustande bei Tem  peraturen oberhalb 100   C mit geeigneten  fein verteilten Materialien verrührt und dann  von diesen Reinigungsmitteln durch Absangen  oder     Abdestillieren        trennt.     



  Geeignete Reinigungsmittel für den ge  nannten Zweck sind poröse Materialien, wie      Klärerde, F     ullererde,        Kieselguhr,    Tierhohle  usw., welche Materialien,     nachihrernatürlichen          Beschaffenheit    kleine Mengen Metalloxyde,  wie Kalk und dergleichen, enthalten und ein       Aufsaugv        ermögen    für färbende, harzige und  sonstige hochmolekulare Beimengungen haben.  



  Es wurde ferner gefunden, dass man bei  dem den ersten Teil dieses     Hydrierungsver-          fahrens    bildenden     Reinigungsprozess    die ge  nannten porösen Materialien wie Klärerde,       Fullererde,        Kieselguhr,    Tierkohle und der  gleichen entbehren kann, weil es in erster  Linie darauf ankommt, die Substanzen zu  binden, die den zur Hydrierung des Naphta  lins     zür    benutzenden Katalysator vergiften  würden. Als solche     Katalysatorgifte    kommen  hauptsächlich im technischen Naphtalin ent  haltener Schwefel und Schwefelverbindungen  in Frage.

   Diese     Katalysatorgifte    werden aber  leicht gebunden durch freie Metalle und durch  Metallverbindungen, in denen das Metall nur  locker an einen nicht sauren Rest     gebunden     ist. Reinigungsmittel in diesem Sinne sind  also feste     DZetalle    wie Eisen, Nickel, Kobalt,  Kupfer und dergleichen, ferner Metalle, die  bei der angewendeten Temperatur flüssig sind,  wie Kalium und Natrium, und selbstverständ  lich auch die     Legierungen    aus den genannten  Metallen,     fernerMetallammoniakverbindungen,          Metallamide,    wie     i@Tatriurn-    und     Kaliumamid,          Metallkarbide,

      wie     Alumium-    und     Calziüm-          karbid    und andere Metallverbindungen des  Azetylens und dergleichen. Die Metalle kön  nen auch auf den genannten porösen Mate  rialien, wie Klärerde     etc.    niedergeschlagen  sein, wodurch die     Wirksamkeit    der letzteren  erhöht wird.  



  Selbstverständlich werden die genannten  Reinigungsmittel in einem Zustande ange  wendet, in dem sie dem zu reinigendem     Naph-          talin    eine möglichst grosse Oberfläche bieten,  also in feiner Verteilung.  



  Es wurde weiter gefunden, dass das zu  reinigende Naphtalin nicht durchaus im ge  schmolzenen Zustande sich befinden muss. Das  Reinigungsverfahren ist auch anwendbar auf       Naphtalindämpfe    und auf mit     Lösungsmitteln          verdünntes    Naphtalin.    Erfolgt die Reinigung des Naphtalins in  Dampfform, so geschieht     das    in der Weise,  dass die     Naphtalindämpfe    durch einen Ko  lonnenaufsatz geleitet werden, in welchem  sieh die     Reinigungsmittel    in Zirkulation be  finden.

   Diese Reinigungsmethode hat den Vor  teil, dass man das gereinigte     Produkt    sofort  in die für die Hydrierung benutzten Druck  apparate     hineindestillieren        kann    und dass man  so ein abermaliges     Abdestillieren    des gerei  nigten     Produktes    vom Reinigungsmittel und  damit an Apparatur und Zeit erspart.  



  Vollzieht man die Reinigung des     Naph-          talins    in     organischen    Lösungsmitteln, so     kann     man das gereinigte Produkt und das Naph  talin durch     fraktionierte    Destillation vonein  ander trennen. Verwendet man hydrierte       Naphtaline    als Lösungsmittel, so ist eine  solche Trennung nicht einmal nötig, da man  das gereinigte Naphtalin zusammen mit dem  Lösungsmittel destillieren und dann das hy  driertes und nicht hydriertes Naphtalin ent  haltende Destillat der katalytischen Hydrie  rung unterwerfen kann.  



  Nach dieser Reinigung ist das     Naphtalin     nun ohne weiteres für die nachfolgende Hy  drierung zu gebrauchen. Es ist jetzt in ge  schmolzenem Zustande, mit einem der be  kannten wirksamen     Kataly        satorgemische    ver  setzt, durch     Wasserstoff    unter Druck spielend  leicht reduzierbar, bei Temperaturen, die weit  unter 2000     liegen,    bei Drucken von weniger  als 10 Atmosphären, und in Zeiten, die einen  kleinen Bruchteil der Zeiten betragen, die       Ipatiew    und andere Autoren für die Hydrie  rung von Naphtalin angeben.

   Es gelingt so,  jede     Hydrierungsstufe    des     Naphtalins    herzu  stellen durch Zuführung der nötigen Menge       Wassertoff,        ohnedasseine        Vergiftungdes        Kataly-          sators    den     Arbeitsprozess    beeinträchtigt oder  unterbricht. Ja, man kann den zur Hydrierung  verwendeten Katalysator in oftmaliger Wie  derholung immer wieder von neuem verwenden.  



  Die einzelnen hydrierten     Naphtaline,    wie  insbesondere das     Tetrahydronaphtalin    und das       Dekahydronaphtalin,    werden bei diesem Ver  fahren schon bei der Herstellung in reinem  Zustande erhalten. Das Verfahren ist also in      seiner Ausführung so einfach; dass der Preis  der erzielten hydrierten     Naphtaline    relativ  gering ist. Bei nicht wesentlich höherem Preise  haben diese     hydrierten        Naphtaline    grosse Vor  züge vor den in gleicher Weise verwerteten  gewöhnlichen     flüssigen        Teerölprodukten,    gleich  denen sie zur Beleuchtung, zur     Beheizung,     z.

   B. für Explosionsmotoren und andere Ma  schinen, als feine     Schmieröle,    als Lösungs  mittel, zur Bereitung von     Farbstoffen,    Arznei  stoffen,     Sprengstoffen    und zu andern Zwecken  dienen können.    <I>Beispiel 1</I>  100 kg technisches Naphtalin werden ge  schmolzen und in einem Rührkessel mit etwa  5-10 Teilen einer gereinigten fein verteilten  Klärerde bei Temperaturen oberhalb 100   C  so lange verrührt, bis eine in geeigneter Weise  abgetrennte klare farblose Probe mit kon  zentrierter Schwefelsäure auch bei längerer  Berührung keine     Rotfärbung    zeigt.

   Das     Naph-          talin    wird hierauf von dem Reinigungsmittel,  am besten in Vakuum,     abdestilliert    und in  noch geschmolzenem Zustande in einem Auto  klaven mit 5 bis 10 Teilen mit     Fullererde     verdünntem fein ,verteiltem reduzierten Nickel  vermischt und unter einem Wasserstoffdruck  von etwa 10 Atmosphären zwischen etwa  150   und 200   C erhalten. Man sorgt durch  sorgfältiges Rühren im Druckgefäss für das  gleichmässige Fortschreiten der Hydrierung.

    Nach Verlauf einer Stunde besteht die Masse  nach Aufnahme von etwa 3 kg     Wasserstoff     in der Hauptsache aus     Tetrahydronaphtalin,     welches, da es bei gewöhnlicher Temperatur  flüssig ist, leicht vom Katalysator getrennt  werden kann. Der im     Autoklaven    verbleibende  Katalysator kann zur Reduktion von neuen  Mengen Naphtalin dienen.  



  <I>Beispiel 2</I>  100 kg     Warmpressgutraphtalin    werden in  einem Druckkessel mit Rührwerk mit 1 kg  Nickel,     welehes    im fein verteilten Zustande  auf Tonerde oder dergleichen niedergeschlagen  ist, etwa drei Stunden bei 150-180   C ver  rührt. Man arbeitet so, dass man das Gemisch  in Druckgefässen unter Wasserstoffdruck durch-    einander bringt. Dabei dient der einströmende       Wasserstoff    zugleich als     Rührmittel.    Etwa  gleichzeitig vor sich gehende Hydrierung be  schleunigt die Verflüssigung und ist im Hin  blick auf den Endzweck des Verfahrens auch  sonst nicht unerwünscht.

   Nachdem man sich  nun davon überzeugt hat, dass das gereinigte  Naphtalin mit konzentrierter Schwefelsäure  auch. nach längerem Stehen keine Rotfärbung  mehr     ergibt,        trennt    man durch Absaugen vom  Reinigungsmittel ab, überführt in einen Auto  klaven und hydriert nun unter Verwendung  von auf     Fullererde    niedergeschlagenem fein  verteiltem Nickel als Katalysator unter einem       Wasserstoffdruck    von 9-10. Atmosphären.  Zur Gewinnung von     Tetrahydronaphtalin    ist  die Aufnahme von etwa 3 kg, zur Erzeugung  von     Dekahydronaphtalin    die Aufnahme von  etwa 9 kg Wasserstoff erforderlich.

   Das flüs  sige     Hydrierungsprodukt    wird vom Kataly  sator abgesaugt oder     abdestilliert.    Der Ka  talysator kann wiederum zur Reduktion von  neuen Mengen Naphtalin dienen.  



  <I>Beispiel 3:</I>  100 kg technisches Naphtalin     werden    im       geschmolzenen        Zustande    in einem Rührkessel  mit 750 g Natrium versetzt und 2 bis 3  Stunden bei 180-200   C verrührt; man prüft  auf die oben angegebene Weise auf Reinheit,  destilliert im Vakuum ab und unterwirft das  gereinigte Naphtalin dem     Hydrierungsprozess.     <I>Beispiel 4:</I>  100 kg Rohnaphtalin in Form des     Warm-          pressgutes    (bei hohem Gehalt an mechanischen  Beimengungen und an höher siedenden Teer  bestandteilen gegebenenfalls nach vorheriger  Destillation) werden im geschmolzenen Zu  stande mit 1 kg     Natriumamid    in einem Rühr  kessel 3 Stunden lang verrührt.

   Man prüft  auf Reinheit, destilliert ab und hydriert das  gereinigte Produkt innerhalb 12 Atmosphären  zwischen 100 und 2000 C.  



       Beispiel   <I>5:</I>  100 kg Naphtalin werden in     einer        Destil-          lationsblase,    die mit einem     Destillationsauf-          satz    verbunden ist unter Vakuum zur Destil-           lation    gebracht. Die abziehenden Dämpfe  werden durch einen     Kolonnenaufsatz    geleitet,  in welchem sich flüssiges Natrium mit Hilfe  einer Pumpe in     Zirkulation    befindet.

   Nach  dem Passieren des     Kolonnenaufsatzes    ist das  verdichtete Naphtalin so rein, dass es ohne  weiteres in die zur Hydrierung benutzten       Druckgefässe    geleitet und unterhalb 12     At-          inosphären    zwischen<B>1.00</B> und     20011    hydriert  wird.  



  <I>Beispiel 6</I>  Die Lösung von 5 kg technischem     Naph-          talin    in 50 kg     Tetrahydronaphtalin    wird in  einem     Druckkessel    unter     Wasserstoffdruck     bei ca. 150   C mit fein verteiltem Eisen etwa  3 Stunden lang verrührt. Das in bekannter  Weise auf Reinheit geprüfte     Gemisch    aus       Tetrahydronaphtalin    und Naphtalin wird,  nachdem es im Vakuum     abdestilliert    wird,  direkt unterhalb 12 Atmosphären bei 100  bis 200   hydriert.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: rbeitsverfahren zur Hydrierung von Naph talin durch Behandlung von Naphtalin mit Wasserstoff bei Gegenwart von Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, dass inan Naphtalin oberhalb 100 reinigt und die Hydrierung dann in Druckgefässen mit Metallen als Ka- talysatoren bei weniger als 12 Atmosphären Druck zwischen<B>1000</B> und 200' durchführt. UNTERAN SPRüCHE 1.

   Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man als Reinigungs mittel poröse Materialien verwendet. 2. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man als Reinigungs- mittel poröse Materialien verwendet, auf denen fein verteilte Metalle niederge schlagen sind. 3. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man als Reinigungs mittel Klärerde benützt. d. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass inan als Reinigungs mittel h'ullererde benützt.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass man als Reinigungsmittel Kieselguhr benützt. 6. Verfahren gemäss Patentanspruch und Un teransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass nian als Reinigungsmittel Tierkohle benützt. 7. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass inan als Reinigungs mittel Metalle und solche Metallverbin dungen verwendet; in denen das Metall nur locker an einem nicht sauren Rest gebunden ist. B.

   Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Naphtalin in Dampfform durch Durchleiten durch eine die Reinigungsmittel enthaltende Kolonne gereinigt und das gereinigte Kondensat direkt in die-Hydrierungsapparate geleitet wird. 9. Verfahren gemäl, Patentanspruch; dadurch gekennzeichnet, dass man Naphtalin in Tetrahvdronaphtalin gelöst der Reinigung unterwirft und darauf zusammen mit dem Lösungsmittel hydriert. 10.

   Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass durch sorgfältiges Rühren im Druckgefäss gleichmässiges I ort- schi-eiten der Hydrierung erzielt wird.