DE1593986A1 - Verfahren zur Herstellung von Sulfolan - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Sulfolan

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DE1593986A1
DE1593986A1 DE19671593986 DE1593986A DE1593986A1 DE 1593986 A1 DE1593986 A1 DE 1593986A1 DE 19671593986 DE19671593986 DE 19671593986 DE 1593986 A DE1593986 A DE 1593986A DE 1593986 A1 DE1593986 A1 DE 1593986A1
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Germany
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sulfolane
sulfolene
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solvent
hydrogenation
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DE19671593986
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Dipl-Chem Aben Pieter Cornelis
Dipl-Chem Oelderik Jan Marinus
Dipl-Chem Puister Anton Tonnis
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D333/46Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings substituted on the ring sulfur atom
    • C07D333/48Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings substituted on the ring sulfur atom by oxygen atoms
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Description

  • Verfahren zur Herstellting von Sulfolan Prioritäten : 1.) 1. April 1966 j Niederlande Anmelder-Nr. 6604436 2.) 1. April 1966 / Niederlande Anmelde-Nr. 6604437 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Sulfolan. Das erfindungsgemäße Verfahren gehört zu den an sich bekannten Arten der Verfahren, bei denen Sulfolan durch Hydreierung eines Additionsproduktes aus äquimolaren Anteilen von Butadien und Schwefeldioxyd hergestellt wird.
  • Dieses Additionsprodukt wird üblicherweise und im folgenden als "Asulfolen" bezeichnet. Es ist jedoch darauf hinzuweinswen, 4 in diesem Zusammenhang Batadien gan allgemein anstelle eines konjugierten 1)iens oder eines Gemisches von konjugerten Dienen ntehl, die der folgenden Formel entsprechen. und daß mit den Ausdrücken "Sulfolen" und "Sulfolan" eine entsprechend weite Bedeutung umfaßt ist. Das Endprodukt stellt demzufolge eine Verbindung oder ein Gemisch von Verbindungen dar, die der folgenden allgemeinen Formel entsprechen: Bei diesen beiden Formeln stellen die Gruppen R1 bis R6 Jeweils einzeln entweder ein Wasserstoffatom oder einen organischen oder anorganischen Rest, insbesondere einen Eohlenwasserstoffrest, beispielaweise eine Alkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Aralkyl-, Alkaryl- oder eine alicyclische Gruppe dar. Bevorzugt wird es Jedoch, daß die Gesamtzahl der in den konJugierten Dienen und den erhaltenen Sulfolanverbindungen den Wert 16 nicht überschreitet, was bedeutet, daß die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome in den Gruppen R1 bis R6 zusammen höchstens 12 beträgt. Innerhalb dieser Gruppe werden solche konjugierten Diene besonders bevorzugt, die hdchstens 10 Kohlenstoffatome je MolekUl enthalten, und insbesondere werden bevorzugt die konjegierton Dione mit höchstens 6 Kohlenstoffatomen in ihrem Molekül. Beispiele hierfür sind außer dem nicht-substituierten Butadien die methyl-substituierten 3utadiene einschließlich Isopren, die dimethyl-substituierten Butadien und die äthyl-substituierten Butadien.
  • Die Erfindung ist Jedoch von besonderer praktischer Bedeutung für die Herstellung des nicht-substituierten Sulfolan, welches dem unsubstituierten Butadien entspricht. Es ist bekannt, daß die Sulfolane, die auf Grund des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten werden, außer ihrer Bedeutung als Zwischenprodukte für chemische Herstellungsverfahren gute Lösungsmittel für zahlreiche organische Verbindungen sind und als solche von praktischer Bedeutung beispielsweise für die Industrie der Öl- und Erdölchemie sind, wo sie e.B. als Extraktionsmittel für Benzol, Folkol und andere aromatische Kohlenwasserstoffe verwendet werden können.
  • Es entstehen tatsächlich zwei isomere Sulfolene, wenn man Schwefeldioxyd an Butadien addiert. Sie unterscheiden sich hinsicktlieh der Stelle der olefinischen Doppelbindung in ihren Molekülen und werden demzufolge üblicherweise 2-Sulfolen bzw. 3-Sulfolen genannt. Da Jedoch beide das gleiche Produkt, nämlich ein Sulfolan, bei der Hydrierung ergeben, braucht im Zusammenhang mit der Beschreibung der vorliegenden Erfindung kein Unterschied gemacht zu werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird Suliolen in Sulfolan in an sich bekannter Weise durch Einwirkung eines wasserstoffhaltigen Gases und in Gegenwart eines festen Hydrierungskatalysators überführt. Zusätzlich wird Jedoch das Sulfolen in die Hydrierungszone in einem vollständig gelösten Zustand eingeführt, wobei der Suliolangehalt der eingebrachten lösung mindestens 10 Gewichts-% und vorzugsweise mindestens 12,5 Gewichts-% beträgt und der Sulfolangehalt höchstens 80 Gewichts-% und ebenso der Gehalt an Propanol und/oder Isopropanol höchstens 80 Gewichts-% beträgt. Weiterhin liegt die Hydrierungstemperatur im Bereich zwischen 0 und 50£, vor zugsweise zwischen 10 und 40°C und am bevorzugtesten zwischen 15 und 30°C, und der Teildruckf des Wasserstoffs liegt im Bereich von 5 bis 200 kg/cm2, vorzugsweise swischen 25 und 150 kg/cm2 und am bevorzugtesten zwischen 40 und 120 kg/cm2, wobei mit der Hydrierung vorher oder zumindest dann aufgehört wird, wenn die Aktivität des Katalysators um einen derartigen Wert vermindert wurde, daß nur eine 80%-ige Umwandlung von Sulfolen in Sulfolan innerhalb eines Zeitraumes erfolgt, der ursprünglich zur Erzielung einer etwa 100%-igen Umwandlung ausreichend war. In diesem Zusammenhang wird unter Zeitraum die tatsächliche Reaktionszeit verstanden, die weit kürzer sein kann als die Gesamtzeit, die verstrichen ist, wenn die Hydrierung mit Unterbrechungen ausgeführt wird, wie es besonders der Fall beim @nsatzweisen Vorgehen ist.
  • Es ist im allgemeinen günstig, und dies trifft auch für die gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführte Hydrierung von SulSolen zu, wenn das wasserstoffhaltige Gas mindestens 40 Volumen-% H2 enthält. Gasförmige. diese Bedingung erfüllende Gemische werden als Nebenprodukte von vielen chemischen Arbeitsgängen erhalten, und hierzu gehört z. B. der sogenannte "platforming-Prozess", der in vielen Erdölraffinerien angewandt wird. Bevorzugt wird Jedoch Wasserstoff von üblicher technischer Reinheit, falls dieser leicht zur Verfügung steht.
  • Selbstverständlich kann auch Wasserstoff mit einem noch höheren Reinheitsgrad ebenfalls mit Vorteil eingesetzt werden, wenn dies auch wirtschaftlich weniger reizvoll sein mag.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Hydrierungskatalysator einer Regenerierbehandlung unterzogen, so daß er wiederverwendet werden kann, nachdem die Hydrierung auf Grund von dessen verminderter Aktivität abgebrochen wurde. Diese Regenerierung wird dblicherweise durchgeführt, indem der vollständig oder teilweise inaktivierte katalysator bei erhöhter Temperatur, beispielsweise einer Temperatur im Bereich swischen 400 und 500°C,f mit Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas, beispielsweise Luft, und anschließend mit Wasserstoff bei einer Temperatur zwischen 100 und 50oC behandelt wird. Die Regenerierwirekung kann beträchtlich verbessert werden, wenn man vor der Sauerstoffbehandlung eine Behandlung mit einem Inertgas, beispielsweise Stickstoff, bei einer Temperatur zwischen 20 und 500°C durchführt. Außerdem ist es günstig, den Sauerstoff sorgfältig vor der Wasserstoffbehandlung zu entfernen.
  • Vorzugsweise wird beim erfindungsgemäßen Hydrierungsvefahren das in die hydrierzone eingeführt Sulfolen vollstänig in einem Lösungsmittel gelöst, das eine oder mehrere der folgenden Verbindungen enthölt: Sulfolan, solche aliphatischen gesättigten Alkohole und retone mit höchstens 3 Kohlenstoffatomen im Molekül und cyclische alipatische gesättiLgte Äther mit 4 Kohlenstoffatomen und 1 oder 2 Äthersauerstoffatomen im Molekül, wobei sämtliche 4 Kohlenstoffatome einen Teil eines Ringes bilden, wobei der Gehalt an Sulfolen, Sulfolan und Propanol undoder isopropanol in der Lösung die vorstehend angegebenen minimalen bzw. maximalen Werte ervüllt.
  • Es ist theoretisch sehr vorteilhaft, Sulfolan als Lösungsmit tel bei der Hydrierung von sulfolen zu verwenden, weil dann das Lösungsmittel identisch mit diesem gewünschten Produkt ist.
  • Üblicherweise muß, falls irgendein anderes Lösungsmittel angewandt wurde, es entfernt werden, da in der Regel, obwohl gelegentlich das Gemisch solcher anderer Jössungsmittel mit Sulfolan gut geeignet sein mag, um mit Erfolg als solches eingesetzt werden zu können, ein Sulfolan ziemlich hohen Reinheitsgrades oder sogar in praktisch reinem Zustand erforderlich ist. Der Vorteil der Verwendung von Sulfolan als Lösungsmittel liegt deshalb darin, daß es nicht entfernt su werden braucht. Obwohl Sulfolan zur Verwendung als Lösungsmittel bei der Hydrierung von Sulfolen geeignet ist, ist die dann exhaltene Hydriergeschwindigkeit ziemlich niedrig, und aus diesem Grunde werden andere Lösungsmittel als Sulfolan im allgemeinen bevorzugt.
  • Hinsichtlich der Verwendung von Propanol und/oder Isopropanol als einziges Lösungsmittel bei der Hydrierumstzung hat dies den Nachteil, daß die Löslichkeit des Sulfolens ziemlich niedrig ist, falls nicht die Temperater auf einen Wert oberhalb des beveorzuten niederen Bereiches erhöht wird. Am bevorzugtesten ist jedoch im allgeminen ein Temperaturbereich von 18 bis 28C und in diesem Bereich ist die Löslichkeit von Sulfolen in Isopropamol besonders niedrig und in Propanol sogar noch Schlechter.
  • Bei einer spezifischen Auführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält das Lösungsmittel überhaupt kein Sulfolan, sondern besteht aus mindestens 30 Gewichts-% vorzugsweise mindestens 40 Gewichts-% und am bevorzugtesten aus mindestens 50 Gewichts-% Methanol und/oder Äthanol, wobei der Rest aus Isopropanol besteht. Bei einer spezifischeren Ausführungsform des erfindungsgmeäßen Verfahrens besteht das Lösungsmittel nur aus Methanol und Isopropaol. Bei einer Weiteren speziei scheren Ausführungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht das Lösungsmittel lediglich aus Methanol.
  • Ein weiteres geeignetes Lösungsmittel, welches ebenfalls kein Sulfolan enthält, stellt Aceton dar, welches als solches, d.h. ohne Zugabe irgendeines weiteren Lösungsmittels, verwendet wird.
  • In sehr geeigneter Weise braucht, wie bereits vorstehend ausgeführt, ein teilweise aus Sulfolan bestehendes Lösungsmittel schließlich nicht entfernt zu werden, wie es üblicherweise der Ball bei anderen Lösungsmitteln oder anderen Bestandteilen der Lösungsmittel ist. Zu dem Sulfolan zugegeben werden ein oder mehrere andere Lösungsmittel als Sulfolan, die zu der vorstehend aufgeführten Klasse gehören. Gute Ergebnisse wurden z.B. mit Lösungsmitteln erhalten, die aus Sulfolan und Isopropanol bestanden. Bevorzugt unter den Lösungsmitteln, die nur aus diesen beiden Bestandteilen bestehen, sind solche, bei denen das Gewichtsverhältnis von Sulfolan zu Isopropanol im Bereich wischen 1:4 und 1:3 liegt.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann irgendeiner der üblichen festen hydrierungskatalysatoren angewandt werden, Jedoch werden bevorzugt solche Hydrierungskatalysatoren, die aus Teilchen eines üblichen Katalysatorträgermaterials bestehen, die mit einem oder mehreren katalytisch aktiven Metallen aus der Klasse von Nickel, Nickel-Chrom-Legierungen und Metallen der Platingruppe überzogen sind. In diesem Zusammenhang umfaßt der Ausdruck "Metalle der Platingruppe11 die Metalle Platin, Palladiums Rhodiums Iridium, Osmium und Ruthenium. Die bevorzugtexten HydrierIingskatalysatoren enthalten 0,1 bis 5 Gewichts-%, vorzugsweise 0,5 bis 3 Gewichts-%, bezogen auf das Trägermaterial, $einers oder mehrerer Metalle der Platingreuppe, vorzugsweise lediglich Palladium, als katalytisoh aktives Metall. Kieselsäure wird besonders als Trägermaterial bevorzugt.
  • Der Katalysator kann gewünschtenfalls mit einem Material verdünnt werden, welches von katalytisch aktivem Material frei ist. Insbesondere kann die Hydrierung mit einem Katalysator durchgeführt werden, der aus den im vorstehenden Absatz beschriebenen Katalysatormassen gewählt wird, der Jedoch vermischt hiermit höchstens die doppelte Gewichtsmenge eines porösen teilchenförmigen Materials enthält, das frei von katalytisch aktivem Metall ist, wobei das poräse teilohenförmige Material aus der Klasse der Molekularsiebstoffe und aus solchen üblichen posrösen Katalysatorträgerstoffen gewählt wird, die Kieselsäure und/oder eines oder mehrere Silikate und/oder Aluminiumoxyd unddoder eines oder mehrere Aluminate enthalten.
  • Molekularsiebe finden sich in der Natur, werden Jedoch auch synthetisch hergestellt. Die natürlich vorkommenden Molekularsiebe werden mineralogisch als Zeolithe bezeichnet, einer Art eines hydratisierten Aluminiumsilikats. Im allgemeinen ist die Zeolith-Struktur aus verschiedenen Anordnungen von SiO4- und AlO4-Tetraedern aufgebaut. Bei einer als Mordenit bekannten Art sind diese Tetraeder so angeordnet, daß sich lange Kanäle von relativ konstantem Durchmesser ergeben. In einem anderen natürlichen Zeolith, Faujasit, bilden die SiO4- und A104" Gruppen eine dreidimensionale Kammeranordnung, wobei Jede kastenartige Kammer mit einer weiteren Kammer an Jeder ihrer Flächen verbunden ist. Sowohl die kubischen Kammern als auch die verbindenden Kanäle haben fixierte Abmessungen. Im natffrlichen Zustand sind diese Innenöffnungen mit Wasser gefüllt.
  • Anders als bei vielen anderen Mineralien, ist die Entfernung von Wasser aus den Zeolithen nicht schwierig, und es hinterbleibt eine offene, poröse Struktur, die andere Moleküle von geeigneten Abmessungen festhalten kann. Die selektive Absorption derartiger Moleküle aus Mehrbestandteilsgemischen veranlaßte den Audruck "Molekularsiebe". Eine weitere wertvolle Eigenschaft der Zeolithe, die auf der offenen Kanalstruktur beruht, besteht im Kationenaustausch, wobei Kationen in der Lösung mit den Kationen der Zeolithstruktur ausgetauscht werden. Molekularsiebe werden auch im weiten Umfang als Trocknungsmittel verwendet. Von den verschiedenen, im Zeolith vorkommenden Kationen sind Natrium und Calcium die üblichsten.
  • Von den natütlichen Zeolithen sind diejenigen mit einer kubischen Kristallstruktur während der Entwässerung am stabilsten.
  • Die Unergiebigkeit der natürlichen Quellen zur Bildung eines Siebes mit nur einem spezifischen Kanalurchmesser in ausreichender Menge führte zur Herstellung synthetischer Zeolithe.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindaungsgemäßen Verfahrens wird die Sulfolenlösung, bevor sie in die Hydrierungszone eingebracht wird, durch ein Bett eines porösen teilchenförmigen Materials, welches frei von katalytisch aktivem Metall ist, geführt, wobei das poröse tellchenförmige Material aus der Klasse der Molekulariebstroffe, wie sie vorstehend beschrieben wurden, und solcher üblicher poröser Katalystorträgerstoffe gewählt wird, die Kieselsäure und/ oder eines oder mehrere Silikate und/oder Aluminiumoxyd und/ oder eines oder mehrere Aluminate enthalten.
  • Obwohl jegliche übliche Art des Reaktionsgefäßes bei der Durchführung der Hydrierung von Sulfolen gemäß der Erfindung angewandt werden kann, ist es im allgemeinen bequem, ein Verfahren anzuwenden, das sich als Rieselverfahren beseichnen läßt. Das bedeutet, daß die Sulfolenlösung in dünner Schicht über die Katalysatorteilchen in dem Reaktionsraum geströmt wird, durch den das wasserstoffhaltige Gas als einzige kontinierliche Phase geführt wird. Vorzugsweise wird das Gas nach abwärts durch die Reaktionszone geführt, d.h. in der Richtung der Strömung der Flüssigkeit.
  • Die Erfindung umfaßt auch ein zweistufiges Verfahren, wobei Sulfolen in der ersten Reaktionsstufe durch Zugabe von Schwefeldioxyd zu Butadien gebildet wird und dieses Sulfolen in der zweiten Reaktionsstufe nach einen im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegenden Verfahren, wie es vorstend besprochen wurde hydriert wird. Obwohl es in der Regel nicht notwendig ist daß das Sulfolen zwischen den beiden Stufen in einem reinen oder praktisch reinen Zustand isoliert wird, fällt auch diese Ausführungsform in den Rahmen des zweistufigen Verfahrens gemäß der Erfindung. Es ist Jedoch im allgemeinen sehr günstig, wenn das Sulfolen-haltige Gemisch, das sich in der ersten Reaktionsstufe ergibt, einer Behandlung zur Entfernung oder Umwandlung und somit Unschädlichmachung von solchen Mischeungsbestandteilen unterworfen wurde die einen störendon Einfluß auf die Hydrierungsreaktion haben können. Dies trifft insbesondere für Verbindungen zu, die eine Neigung zur Vergiftung des Hydrierungskatalysators zeigen, beispielsweise Schwefeldioxyd.
  • Bei dem zweistufigen Verfahren wird gemäß der Erfindung die erste ReaktionsstuSe üblicherweise in Lösung durchgeführt.
  • Außer in dem Fall, wo das Lösungsmittel in der ersten Reaktionsstufe aus unverdünntem Sulfolan besteht, wird es im allgemeinen bevorzugt, daß in der ersten Reaktionsstufe das gleiche Lösungsmittel angewandt wird wie in der zweiten Reaktionsstufe. Wenn Jedoch unverdünntes Sulfolan als Lösungsmittel in der ersten Reaktionsstufe eingesetzt wurde, wird es bevorzugt, in der zweiten Reaktionsstufe ein Lösungsmittel anszuwenden, Welches aus 15 bis 80 Gewichts-%, Vorzugwelic 20 bis 60 Gewichts-% Sulfolan besteht, wobei der Rest aus einem oder mehreren Verbindungen der niederen Alkohole, Dioxan, Tetrahydrofuran und niederen Ketonen zusammengesetzt ist.
  • In den beiliegenden Zeichnungen sind schematische Darstellungen von Ausrüstungen gegeben, die bei Anwendung des er-Findungsgemäßen Verfahrens in geeigneter Weise angewandt werden. Jedoch sollen die Zeichnungen nicht im begrenzenden Sinne interpretiert werden, da Fachleute alle Arten von Abänderungen vornehmen können und dabei die wertvolle und vorteilhafte Anwendbarkeit der dargestellten Ausrüstung beibehalten. Zum leichteren Überblick wurden kleinere Teile, beispielsweise Filter, Ventile, Pumpen und Regelhähne in den Zeichnungen wegelassen, da für die Fachleute selbstverständlich ist, wo derartige Teile erforderlich oder eventuell günstig sind.
  • Entsprechende Teile der Ausrüstungen gemäß den Fig. 1 und 2 wurden jeweils mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
  • Fig. 1 stellt eine Ausrüstung dar, die besonders geeignet ist, wenn das gleiche Lösungsmittel in beiden Reaktionsstufen verwendet wird, während die Fig. 2 sich insbesondere auf den Fall besieht, bei dem Sulfolan als Lösungsmittel in der ersten Stufe eingesetzt wird und Sulfolan mit einer zusätzlichen Menge eines geeigneten Hilfslösungsmittels in der zweiten Stufe verwendet wird.
  • Bei Verwendung einer in Fig. 1 gezeigten Ausrüstung werden Butadien, Schweifeldioxyd und ein Kreislaufatrom, der mindesteins eines dieser belden Ausgangsmaterialien enthält, zusammen mit einem großen Anteil des angewandten Lösungsmittels in das Reaktionsgefäß der ersten Stufe 3 über die Leitungen 1, 2 bzw. 8 eingeführt. Darüber hinaus kann ein Anteil frischen Lösungsmittels, falls erforderlich oder günstig, in das Reaktionsgefäß 3 über Leitung 24 eingebracht werden.
  • Durch diese Leitung können auch Polymerisationshemmstoffe eingeführt werden, falls dies für notwendig oder günstig gehalten wird.
  • Das Reaktionsgemisch wird vom Reaktionsgefäß 3 zur Destillationskolonne 5 über Leitung 4 geführt. Nicht-umgesetztes Butadien und/oder Schwefeldiozyd werden in dieser Kolonne 5, maglieherwetse zusammen mit einem Anteil des Lösungsmittels, abdestilliert. Das Destillat wird durch Leitung 6 zur Kolonne 7 hocheführt, in die auch ein Kreislaufstrom des Lösungemittels über Leitung 15 eingeführt wird. Dieser Lösungsmittetlstrom absorbiert das Destillat, und die erhaltene Flüssigkeit wird in das Reaktionsgefäß 3 über Leitung 8, wie bereits vorstehend beschrieben, eingeführt. Balls erforderlich oder gewünscht, kann ein Strom eines inerten Abstreifgases, beispielsweise Stickstoff, in die De.tillationskolonne 5 über Leitung 20 eingeführt werden, um dadurch die Verdampfung von nicht-umgesetztem Butadien ung/oder Schwefeldioxyd zu begUnstigen. Dieses Abstreifges kann aus der Absorptionskolonne 7 über Leitung 21 abgeblasen werden. Das Bodenprodukt der De-Steillatinskolonne 5 wird über Leitung 9 zu dem Reaktionsgefäß 10 der zweiten Stufe geführt, welches den Kydrierungskatalysator enthält, und in das ein Strom eines Wasserstoffhaltigeen Gases über Leitung 8 eingeführt wird. Falls aus irgendeinem Grund, beispielsweise, weil eine ziemliche große Menge des Lösungsmittels in der Kolonne 5 abdestilliert wurde, die Konzentration der durch die Leitung 16 strömenden Lösung höher als gewünscht wird, kann eine zusätzliche Menge des Lösungsmittels durch Einführen derselben über Leitungl9 sugemischt werden. Falls gewünscht oder günstig, können über die gleiche Leitung 19 kleine Anteile solcher Stoffe eingeführt werden9 die gegen Katalysatorgifte Wile/ksam sind, die in der durch die Leitung 16 strömenden Lösung vorhanden sein können, damit diese unschädlich gemacht werden. In diesem Zusammenhang verdienen besonders Ätznatron und Peroxyde genannt zu werden, da diese Verbindungen fähig sind, mit Sohwefeldioxyd zu reagieren und dadurch dieses zu entfernen, eines Katalystorgiftes, das am wahrscheinlichsten vorhanden ist auf Grund von Spuren, die in das Bodenprodukt der Kolonne 5 gehen, anstatt daß sie diese Kolonne über den Kopfteil verlassen.
  • Das flüssige Reaktionsgemisch wird vom Hydrierungsreaktionsgefäß 10 zur Destillationskolonne 12 über Leitung 11 geführt, worin die Gastrenneinrichtung 22 eingebaut ist. Das das Reaktionsgefäß 10 verlassende Gas wird von dem flüssigen Reaktionsgemisch in der Trenneinrichtung 22 abgetrennt und zu dem Reaktionsgefäß 10 über die Leitungen 17 und 18 Zurückgeführt.
  • Falls gewünscht oder notwemlig, kann ein Zweigstrom aus der Leitung 17-5ber eine in der Zeichnung nicht gezeigte Seitleitung abgenommen werden, und es ist sogar möglich, gewUnschtenfalls überhaupt kein Gas im Kreislauf zu führen.
  • Das in dem flüssigen Reaktionsgemisch enthaltene Lösungsmittel wird in der Kolonne 12 abdestilliert und über Leitung 13 einem Kühler 44 zugeführt, worin es verlüssigt wird. Von diesem Kühler wird das Lösungsmittel über Leitung 15 zu der Absorptionskolonne 7, die bereits vorstehend beschrieben ist, zurückgeführt.
  • Falls notwendig oder gewünscht, kann ein inertes Abstrieifgas, beispielsweise Stickstoff, in die Destillationskolonne 12 über leitung 23 eingeführt werden, um dei Verdampfung des Lösungsmittels zu begünstigen. Dieses Abatreifgas kann dann aus dem Kühls 14 über Leitung 25 abgeblasen werden.
  • Das Bodenprodukt der Destillationskolonne 12, welches über Leitung 16 freigegeben wird, besteht aus Sulfolan mit einem Einheitsgrad, der üblicherweise als ausreichend fUr die beabsichtigte Verwendung betrachtet werden kann. Es kann Jedoch, falls notwendig oder gewünscht, weiteren Reinigunsgbehandlungen vor des lagerung oder einem eventuellen Gebrauch durch die Hersteller selbst oder durch die Käufer oder an irgencleiner Stelle vor der unmittelbaren Verwendung durch die hersteller unterworfen werden.
  • Die Ausrüstung gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von derJenigen nach Fig. 1 insofern, als die Leitung 26 die Möglichkeit ergibt, einen Teil des Suflolanproduktes aus Leitung 25 abzunehmen und diesen als Lösungsmittel für die erste Reaktion stufe der Absorptionskolonne 7 zuzuführen. Weiterhin ergibt die Leitung 24 die Möglichkeit, ein Hilfslösungsmittel für die zwite Reaktionsstufe in das Hydrierungesreaktionnsgefäß 10 einzuführen. Dieses Hilfslösungsmittel wird dann in der Destillationskolonne 12 verdampft, im Kühler 22 verflüssigt und weiterhin durch die Leitung 15 gefördert, die Jetzt in die Leitung 24 und nicht in die Absorptionskolonne 7 führt.
  • Es ist selbstverständlich, daß bei Durchführung der Reaktion in der ersten StuSe und/oder der Reaktion in der zweiten Stufe im Einzelansatz eine Verfahrens führung angewandt werden kann, die eng einer solchen entspricht, die den Ausrüstungen gemäß den Fig. er <>dc-; od 2, entsprechend dem Jeweiligen Fall, entsprocht. jedoch Köunon dan die Gesamteheit oder ein Teil der die verschiedenen Teile der Ausrüstung verbindenden Leitungen einen diskontinuierlichen Transport anstelle einer regelmäßigen Strömung ergeben. Die diskontinuierliche Förderung kann gewünschtenfalls bewirkt werden, indem Materialmengen in geeigneten Gefäßen übertragen werden. Es besteht dann kein Bedarf für ständige Einrichtungen zur Förderung als Teil der Ausrüstung.
  • Die Erfindung befaßt sich auch mit Sulfolan, das entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, und mit, Massen, die Sulfolan entsprechend der vorliegenden Beschreibung enthaqlten.
  • Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiterhin erläutert, ohne daß diese lLm begrenzenden Sinne aufufassen sind, da die beschriebenen Verfahren vielfach variiert werden können, wie es dem Fachmann geläufig ist.
  • Beispial 1 Ein mit Rührer ausgestatteter Austoklav von 10 1 Inhalt wurde während 4 Stunden mit sauerstofffreiem Stickstoff in einer Menge von 100 1 (reduziert auf 0°C und 1 atm.) je stunde durchgespült. Dann wurde eine Lösung von 0,25 g Pyrogallol in 1 1 Methanol eingebracht und bei Raumtemperatur abgestreift, indem mit der Einleitung des sauerstofffreien Stickstoffs in der gleichen Geschwindigkeit während 1 weiteren Stunde unter Rühren fortgefahren wurde. Anschließend wurden 200 g Schwefeldioxyd eingebracht und der Autoklav auf 100°C erhitzt. Bei dieser Temperatur wurde Butadien in solcher Geschwindigkeit eingeleitet, daß die Temperatur niemals oberhalb 115°C anstieg. Die eingebrachte Gesamtmenge an Butadien betrug 125 g, so daß das Molarverhältnis von Schwefeldioxyd zu Butadien 1,35:1 war. Das Reaktionsgefäß wurde bei 110°C während 1 Stunde gehalten und dann auf 50°C im Verlauf von 1 1/2 Stunden abgekühlt, worauf der Druck sorgfältig auf Atmosphärendruck im Verlauf von weiteren 1 1/2 Stunden erniedrigt wurde. Das flüssige Reaktionsprodukt wurde mit sauerstofffreimem Stickstoff während 1 Stunde erneut in einer Menge von 100 1 (vermindert auf 0°C und 1 atm.) Je Stunde abstreift, Bo daß die letzten Spuren nicht-umesetzten Schwefeldioxyds und Butadien entfernt wurden.
  • Es wurde eine Lösung von 20 Gewichts-% Sulfolen in Methanol erhalten, wobei die gesamte molare Menge an gebildetem Sulfolen 74 % der molaren Menge des eingeleiteten Butadiens entsprach.
  • Nach einer üblichen Behandlung, um die Abwesenheit von Substanzen, die zur Vergiftung des Hydrierungskatalysators neigen, insbesondere Schwefelidoxyd, sicherzustellen, wurde diese Lösung mit 20 Gewichts-% Sulfolen in Methanol in ein Hydrierunsreaktionsgefäß von 600 ml Inhalt eingeleitet, das mit Rührer ausgestattet war und 15 g eines Katalysators enthielt, welcher aus Nickel, das auf ein handelsübliches Siliciumdioxydträgermaterial mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 0,1 mm und einem durchschnittlichen Porendurchmesser von 100 A aufgebracht worden war, bestand, eingeführt. Der Nickelgehalt dieser katalysatormasse betrug etwa 10 Gewichts-%, bezogen auf das Trägermaterial.
  • Wasserstoffgas von technischer Reinheit wurde in solcher Geschwindigkeit eingeleitet, daß das Nolarverhältnis von Wasserstoff zu Sulfolen bei etwa 10:1 gehalten wurde. Die Reaktionstemperatur betrug 20°C und der Druck im Reaktionsgefäß 25 kg/cm2, wobei das Rühren mit einer Geschwindigkeit von 700 Umdrehungen Je Minute durchgeführt wurde.
  • Die Sulfolenlösung wurde in einer Menge von 120 ml Je Stunde, entsprechend 13,0 g Sulfolen Je g Nickel Je Stunde, eingeführt.
  • Am Anfang fand eine 100%-ige Umwandlung des sulfolens su Sulfolan statt. Die Reaktion wurde abgebrochen, wenn nach einer Anzahl von Stunden die Umwandlung von Sulfolen zu Sulfolan sich auf 80 % erniedrigt hatte. Dis Gesamtmenge des dann gebildeten Sulfolans betrug 60 g je g des in dem Reaktionsgefäß vorhandenen Nickels.
  • Beispiel 2 Es wurde entsprechend Beispiel 1 mit dem einzigen Unterschied gearbeitet, daß die Sulfolenlösung in das Hydrierungsreaktionsgefäß in etwas niedrigerer Menge, nämlich 115 ml Je Stunde, entsprechend 12,5 g Sulfolen Je g Nickel Je Stunde, eingeführt wurde und daß vor dessen Einleitung in das Reaktionsgefäß die Lösung durch ein Bett eines Molekulasrsiebamaterials mit einem Porendurchmesser im Bereich von etwa 4 bis etwa 5 geleitet wurde. Die Menge dieses Materials in der Zufuhrleitung zu dem Reaktionsgefäß war so. groß, daß sie einen Raum von 46 ml einnahm, so daß Je ml des Molekularsiebbettes 2,5 ml der Sulfolenlösung durch das Bett Je Stunde geführt wurden. Das Gesamtgewicht des Molekularsiebmaterials betrug 29 g.
  • Die Umwandlung von SulSolen zu Sulfolan fiel von 100 % auf einen Wert von 80 % im Verlauf einer Anzahl von Stunden. Die Gesamtmenge des dann gebildeten Sulfolans entsprach 240 g Je g des in dem Reaktionsgefäß vorhandenen Nickels.
  • Beispiel 3 Es wurde entsprechend Beispiel 1 mit dem einzigen Unterschied gearbeitet, daß vor dem Einleiten in das Reaktionsgefäß die Sulfolenlösung durch ein Bett eines Molekularsiebmaterials mit einem Porendurchmesser im Bereich zwischen etwa 4 und etwa 5 2 geführt wurde. Die Menge dieses Materials in der Zufuhrleitung in dem Reaktionsgefäß war so, daß sie einen Raum von 240 ml einnahme, so daß Je ml des Molekularsiebbettes 0,5 ml der Sulfolenlösung durch das Bett Je Stunde geführt wurden. Das Gesamtgewicht des Molekularsiebmaterials betrug 151 g.
  • Die Umwandiung des Sulfolens in Sulfolan fiel von 100 % au9 80 % innerhalb einer Anzahl von Stunden. Die Gesamtmenge des dann gebildeten Sulfolans betrug 540 g je g des im Reaktionsgefäß vorhandenen Nickels.
  • Beispiel 4 Es wurde entsprechend Beispiel 1 gearbeitet, Jedoch die Hydrierung unter Anwendung eines Rieselverfahrens durchgeführt und ein Palladium-auf-Siliciumdioxyd-Katalysator angewandt, und die Sulfolenlösung, die von Katalysatorgiftenf befreit war, wurde vor ihrer Einführung in die Hydrierzone durch Zugabe einer solchen Menge Methanol verdünnt, daß die Sulfolenkonzentration von 20 auf 13 Gewichts-% erniedrigt wurde. man ließ die Sulfolenlösung über die Katlysatorteilchen fließen, die in einem r8hrenförmigen Reaktionsgefäß enthalten waren und die aus dem gleichen Siliciumdioxydträgermaterial wie In den vorherigen Beispielen bestanden, das mit 2 Gewichts-%, bezogen auf das Trägermaterial, Palladium überzogen war. Außerdem enthielt das Katalysatorbett nicht-überzogene Teilchen eines Molekularsiebmaterials mit einem Porendurchmesser von 5 # , wobei die Menge des mit Palladium Uberzogenen Katalysatormaterials 3,7 g und dieJenige des Molekularsiebmaterials 6,3 g betrug. D.h., es war ein Gemisch gleicher Volumenteile, nämlich 10 ml beider Materialien vorhanden, wobei das durch das Katalysatorbett eingenommene Volumen der Summe der Einzelvolumen, d.h. 20 ml, entsprach.
  • Wasserstoff von technischer Reinheit wurde durch das Rohr gleichlaufend mit der Sulfolenlösung geführt, d.h. von oben sum Boden des Rohres.
  • Die Zufuhrleitung zu dem Reaktionsgefäß für die Sulfolenlösung enthielt ein Bett weiterer 6,3 g (10 ml) des gleichen Molekularsiebamterials, das in dem Katalysatorbett enthalten war.
  • Die Menge der eingeführten Sulfolenlösung betrug 2,251 Je 1 Katalysatorbett je Stunde. Die Wasserstoffazufuhr wurde so eingeregelt, daß während der gesamten Zeit ein Molarverhältnis von Wasserstoff zu Sulfolen von 10:1 aufrechterhalten wurde. Der Druck im Reaktionsgefäß betrug 80 kgXcm2 und die Temperature 20°C. Unter diesen Bedingungen bildete der Wasserstoff eine kontinuierliche Phase.
  • Die Umwandlung von Sulfolen zu Sulfolan fiel von 100% auf 80% wShrend einer Anzahl von Stunden. Die Gesamtmenge des dann gebildeten Sulfolans entsprach 4200 g Je g des in dem Reaktionsgefäß vorhandenen Palladiums.
  • Beispiel 5 Methanol wurde aus einer Sulfolenlösung von 20 Gewichts-%, die, Wei in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt worden war, abgedampft. Das als Rückstand erhaltene Sulfolen wurde durch üb.'1iche Verfahren gereinigt, so daß Verunreinigungen, die eine Vergiftung des Hydrierungskatalysators verursachen kann ten, entfernt wurden. Anschließend wurde das Sulfolan erneut in einer solcher Menge Aceton gelöst, daß die Konzentration der erhaltenen Lösung 13 Gewichts-% betrug. Unter Verwendung dieser Lösung wurde eine Hydrierung unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 4 durchgeführt.
  • Die Umwandlung von Sulfolen zu Sulfolan fiel von 100 % auf 80 %innerhalb einer Anzahl von Stunden. Die Gesamtmenge des dann gebildeten Sulfolans entsprach 4500 g Je g des in dem Reaktionsgefäß vorhandenen Palladiums.
  • Beispiel 6 Methanol wurde aus einer Sulfolenlösung von 20 Gewichts-, die, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt worden war, Abegeampft, so daß ein Gewichtsverhältnis von Methanol zu Sulfolen von 43:14 erhalten wurde. Nach einer Behandlung gegen katslysatorgifte wurde Isopropanol in einer Menge gleich der Gewiich tismenge des verbliebenen Methanols zugegeben, so daß schließlich eine Lösung von 14 Gewichts-% SulSolen in gleichen Gewichtsmengen Methanol und Isopropanol erhalten wurde.
  • Diese Lösung wurde bei einem Hydrierversuch eingesetzt, welcher in der gleichen Weise wie in den Beispielen 4 und 5 durchgeführt wurde, ausgenommen, daß das eingesetzte Molekularsiebaterial einern porendurchesser von 4 anstelle von 5 # hatte.
  • Die Umwandlung des Sulfols zu Sulfolan fiel von 100 auf 80 ffi innerhalb einer Anzahl von Stunden. Die Gesamtmenge des dann gebildeten Sulfolans entsprach 4200 g Je g des in dem Reaktionsgefäß vorhandenen Palladiums.
  • Beispiel 7 Sulfolen wurde in üblicher Wiese aus Butadien und Schwefeldioxyd unter Verwendung von Sulfolan als Lösungsmittel hergestellt, so daß eine Lösung von Sulfolen in Sulfolan erhalten wurde. Nach einer Behandlung zur Beseitigung von Katalysatorgiften wurde Isopropanol zugegeben, so daß schließlich eine Lösung von 13 Gewichts- Sulfolen, 67,5 Gewichts-% Isopropanol und 19,5 Gewichts-% Sulfolan erhalten wurde. Das Gewichtsverhältnis von Sulfolan zu Isopropanol beträgt 224:776, was innerhalb des Berieches von 1:4 bis 1:3 liegt.
  • Disess Lösung wurde bei einem Hydrierungsversuch, der ansatz-Waise in einem Raaktionsgefäß durchgeführt wurde, welches 1 kg einer Katalysatormasse aus dem gleichen Silciumidioxydträgermaterial, wie es bei den Katalysatoryasen der vorste henden Beispiele verwendet wurde, überzogen mit 2 Gewichts-%, bezogen auf das Trägermaterial, Palladium enthielt, verwendet.
  • Anders als in Beispiel 4, wurde kein Molekularsiebmaterial zu dieser Katalysatormasse zugemischt. Nachdem 100 kg der Sultolenlösung eingeführt worden waren, wurde die Hydrierung bei 30°C unter einem Wasserstoffdruck von 30 kg/cm2 durchgeführt. wobei in einer Geschwindigkeit von 1700 Umdrehungen Je Minute gerührt wurde0 Der eingesetzte Wasserstoff war von technischer Reinheit.
  • Unter diesen Beding@@@@@ @@@@@@@@@ pestgestellt, daß Sulfolen nach 8 Minut en Valles@@@@@@@ @@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@ was. Wenn die Umsetaung @@@@@@@ 6 @@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@ die Sulfolenumwaldolung 76 % Beispiel 8 Eine Lösung aus 13 Gewichts-% Sulfolen, 67,5 Gewichts-% Isopropanol und 19,5 Geswichts-% Sulfolan, die, wie in Beispiel 7 beschrieben, hergestellt worden war, wurde zu einem Hydrierungsversuch verwendet, der unter Anwendung eines Rieselverfahrens ausgeführt wurde, wobei die Sulfolenlösung über Teilchen der gleichen Katalysatormasse, wie sie in Beispiel 7 eingesetzt wurde, geströmt wurde. Die Menge des Katalysators in dem Reaktionsgefäß betrug 3,7 kg, die ein Volumen von 10 1 einnahmen. wasserstoff von technischer Reinheit wurde durch das Rohr gleichlaufend mit der Sulfolenlösung geführt, d.h. von der Oberseite zu dem Boden des Rohres.
  • Die Menge der eingebrachten sulfolen lösung betrug 4,5 1 Je 1 Katalysatorbett je Stunde. Die Wasserstoffzufuhr wurde so eingeregelt, daß während der gesamten Zeit ein Molarverhältnis von Wasserstoff zu Sulfolen von 10:1 aufrechterhalten wurde.
  • Der Druck in dem Reaktionsgefäß betrug 50 kg/cm2 und die Temperatur 22°C. Unter diesen Bedingungen bildete der Wasserstoff eine kontinuierliche Phase.
  • Die Umwanglung von Sulfolen zu Sulfolan fiel von 100 % auf 80 % innerhalb von 10,9 Stunden. Die Gesamtmenge des dann gebildeten Sulfolan betrug 760 g Je g des in dem Rekationsgefäß vorhandenen Palladiums.
  • Beispel 9 Der Versuch nach Beispiel 8 wurde wiederholt mit dem einzigen Unterschied, daß die Hydrierungstemperatur 40°C betrug. Die Umwandlund von Sulfolen zu Sulfolan fiel von 100 % auf 80% im Verlauf von 1,5 Stunden. Die Gesamtmenge des dann gebildeten Sulfolan betrug 100 kg Je g des in dem Reaktionsgefäß vorhandenen Palladiums.
  • Beispiel 10 Der Versuch nach Beispiel 8 wurde mit einer Hydrierungstemp'eratur von 20°C und einem Wasserstoffdruck von 80 kgDcm2 wiederholt. Die Umwandlung von Sulfolen zu Sulfolan fiel von 100 % auf 80 % im Verlauf von 16 Stunden. Die Gesamtmenge des dann gebildeten Sulfolans entsprach 1120 g Je g des in dem Reaktionsgefäß vorhandenen Palladiums.
  • Beispiel 11 Der Versuch nach Beispiel 9 wurde mit der einzigen Ausnahme wiederholt, daß der Druck während des Hydrierung 80 kg/cm2 betrug. Die Umwandlung von Sulfolen zu Sulfolan fiel von 100% auf 80 % im Verlauf von 1,5 Stunden. Die Gesamtmenge des dann gebildeten Sulfolan entsprach 100 g Je g des in dem Reaktionsgefäß vorhandenen Palladiums.
  • Beispiel 12 Der Versuch nach Beispiel 10 wurde mit dem einzigen Unterschied wiederholt, daß das Reaktonsgefäß ein Bett aus 6,3 kg eines Molekularsiebmaterials mit einem Porendurchmesser von 4 2 oberhalb des katalysatorhbetts nach Beipiel 10 enthielt. Infolgedessen mußte die Sulfolenlösung durch dieses Molekularsiebamaterial xieseln, das ein Volumen Von 10 1 einnahm, bevor das palladiumbaltige Bett erreicht wurde. Die Umwandlung von Sulfolen zu Sulfolan fiel von 100% auf 80 % innerhalb von 17,5 Stunden. Die Gesamtmenge des dann gebildeten Suliolans entsprach etwa 1 kg je g des in dem Reaktionsgefäß vorhandenen palladiums.
  • Beispel 13 Der Verscuch nach Beispiel 12 wurde wiederholt, jedoch wurden das Molekularsiehmaterial und, das mit Palladium überzogene Kieselsdäerematerial gründlich vermischt, so daß sie ein einziges Bett der Gleichen zusemmenstezung in dem eingenommenen Gesamitraum von 20 1 bildeten. Die umwandlung von Sulfolen zu Sulfolan filel von 100% auf 80% innerhlab von 17,5 Stunden. Die Gesemtmenge des dann gehbildeten Sulfolans entsprach etwa 1 der in dem Rekationsgefäß vorhandenen Palladiums.
  • Doer Verouch nach Beispiel 13 wur mit der einsimen Ausmahme d oM- 31,e,?% % r- L%rn Lc-i-& >iekularwiehmateial oberhalb des Hischbettes aus Palladium-auf-silioiumidoxyd und ess @@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@ Infolgedessen @@@@@@@@ @@@@@@@@ @@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@ @@@@@@ ai@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@ @@@@@@@@ @@@@@@@@@@ sie deas @@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@ Sulfelon su @@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@ Stunden. Die Gesamtmenge des dann gebildeten Sulfolans entsprach etwa 2 kg Je g des in dem Reaktionsgefäß vorhandenen Palladiums.
  • Beispiel 15 Der Versuch nach Beispiel 14 wurde wiederholt, wobei das Nolekularsiebmaterial durch ein Siliciumdioxydkatalysatoriträgermaterial ersetzt wurde. Die Umwandlung von Sulfolen zu Sulfolan fiel von 100 % auf 80 % innerhalb etwa der gleichen StundenZahl wie in Beispiel 14. Die Gesamtmenge des dabei gebildeten Sulfolang entsprach 2,1 kg Je g des in dem Reaktionsgefäß Vorhandenen Palladiums.
  • Beispiel 16 Der Versuch nach Beispiel 15 wurde wiederholt unter Verwendung des gleichen Siiiciumdioxydkatalysatorträgermaterials, das edoch einer Imprägnierung mit einer wäßrigen Lösung von Natiumhydroxyd und einer anschließenden Calcinierung vor seiner Verwendung beim Hydrierungversch unterworfen worden war. Infolge dieser Behandlung enthielt das Material 10 Gewichts-% Natrium.
  • Die Umwandlung von Sulfolen zu Sulfolan fiel von 100 % auf zu 80 % innerhalb etwa der gleichen Stundenzhl wie bei den Beispielen 14 tind 15. Die Gesamtmenge des dabei gebildeten Sulfolans entsprach 2,5 kg Je g des in dem Reaktionsgefäß Vorhadenen Palladiums.
  • Beispiel 17 Der Versuch nach HBeispiel 4 Wurde wiederholt mit der gleichen Lösung von Sulfolen in Isopropanol und Sulfolan, wie bei den Beispielen 8 bis 14. Die Umwandlung von Sulfolen zu Sulfolan file von 100 % auf 80 % innerhalb einer Anahl von Stunden.
  • Die Gesamtmenge des dann gebildeten Sulfolan entsprach 2500 g je g des in dem Rektionsgfäß vorhanden Palladium.s Beispiel 18 Der bei den Versuchen der Beispiele 8, 9 und 10 verwendete Katalysator wurde regeneriert, indem er mit Isopropanol von 50 bis 80°C gewaschen wurde und dann aufeinanderfolgend mit Stickstoff während i6 Stunden bei 400°C,f mit Luft whrend 8 Stunden bei 45OCC und mit Wasserstoff während 1 Stunde bei 400°C calciniert wurde. Danach zeigte es sich, daß die Aktivitat vollständig wiederhergestellt war.
  • Die Katalysatoren und porösen Materialien, die bei den Versuohren der Beispiele 12, 13 und 14 eingesetzt worden waren, wurden unter Anwendung des gleichen Verfahrens regeneriert. Jedoch wurde vor der Behandlung mit Wasserstoff der freie Sauerstoff aus dem System soweit als möglich mit hilfe von Stickstoff ausgetrieben. Auch in diesem Fall erwies sich die Regenerierbehandlung als vollständig erfolgreich.

Claims (1)

  1. P a t en t an s p r ü c h e 1.) Verfahren zur Umsetzung von Sulfolen su Sulfolan durch Einwirkung eines wasserstoffhaltigen Gases und in Gegenwart, eines festen Hydrierungskatalysators, dadurch gekennzeichnet, daß das Sulfolen in die Hydrierungszone in Vollstängeig gelöstem Zustand eingeführt wird, wobei der Sulfolengehalt der eingeführten lösung mindestens 10 Gewichts-% und vorzugsvwise mindestens 12,5 Gewichts-%, der Sulfolangehalt höchstens 80 Gewichts-% und auch der Gehalt an Propanol undXoder Isopropanol höchstens 80 Gewichts-% beträgt, und daß die Hydrierungstemperatur im Bereich zwischen O und 50°C, vorzugsweise zwischen 10 und 40°C und am bevorzugesten zwischen 15 und 30°C liegt und der Teildruck des Wasserstoffes zwischen 5 und 200 kg/cm2, bevorzugt 25 bis 150 kg/cm2 und am bevorzugtesten zwischen 40 und 120 kgXcm2 liegt, wobei die Hydrierung vor dem Zeitpunkt oder höchstens zu dem Zeitpunkt abgebrochen wird, wo die Aktivität des Katalysators auf einen solchen Wert vermindert ist, daß nur noch eine 80%-ige Umwandlung des Sulfolens Sulfolan innerhalb eines ursprünglich zur Erzielung einer etwa 100%-igen Umwandlung ausreichenden Zeitraumes erhalten wird.
    2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abbrechen der Hydrierung auf Grund der verminderten Aktivitflt des Hydrierungskatalysators der Katalysator einer Regenerierbehandlung unterzogen wird.
    3e9 Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vollständig oder teilweise inaktivierte Katalysator durch Behandlung bei erhöhter Temperatur, beispielsweise zwischen 400 und 500°C, mit Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas und anschließend mit Wasserstoff oder einem wasserstoffhaltigen Gas bei erhhter Temperatur, beispielsweise 100 bis 500°C, regeneriert wird 4.) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung mit Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas einer Behandlung mit Stickstoff, vorzugsweise bei erhöhter Temperature, beispielsweise bei einer Temperatur zwischen 20 tind 500°C, nachfolgt.
    5.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sulfolen in die Hydrierungszone vollständig in einem Lösungsmittel gelöst eingeführt wird, welches aus einer oder mehreren der Verbindungen Sulfolan, aliphatischen gesättigten Alkoholen und Ketonen mit höchstens 3 Kohlenstoffatomen im Molekül und cyclischen aliphatischen gesättigten Äthern mit 4 Kohlenstoffatomen und 1 oder 2 Sauerstoffatomen im Molekül, wobei sämtliche 4 Kohlenstoffatome einen Teil des Ringes bilden, bersteht, wobei der Gehalt an Sulfolen, Sulfolan und Propanol und/oder Isopropanol in der Lösung entsprechent Anspruch 1 liegt0 6.) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, da das Lösungsmittel mindestens 30 Gewichts-%, vorzugsweise mindestens 40 Gewichts-% und am bevorzugtestem mindestens 50 Gewichts -% Metanol und/oder Äthanol enthält, wobei der Rest aus Isopropanol besteht.
    7.) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel aus Methanol und Isopropanol besteht.
    8.) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel lediglich aus Methanol besteht.
    9.) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel aus Sulfolan mit einer zusätzlichen Menge eines oder mehrerer der anderen Lösungsmittel nach Anspruch 5 besteht.
    10.) Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel aus Sulfolan und Isopropanol besteht.
    11.) Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis'von Sulfolan zu Isopropanol im Bereich von 1:4 bia zu 1:3 liegt.
    12.) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel lediglich aus Aceton besteht.
    13.) Verfahren nach Anspruch bis 12, dadurch gekennseichnet, daß der Hydrierungskats@@sator Aus Teilchen eines üblchen Katalystaorträger@@@@@@@@@@@@@@@ bersteht, welches mit einem oder mehreren der katalytisch aktiven Metalls Nickel, Nickel-Chrom-Legierungen und Metallen der Platingruppe überzogen ist.
    14.) Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydreierungskatlaysator 0,1 bis 5 Gewichts-%, Vorzugsweise 0,5 bis 9 Gewichts-%, bezogen auf das Trägermaterial, eines oder mehrerer Metalle der Platingruppe, Jedoch bevorzugt lediglich Palladium, als katalytisch aktives Metall enthält.
    15.) Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrierungskatalysator Suiliciumdioxyd als Trägermaterial enthält.
    16.) Verfahren nach Anspruch 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator höchstens die doppelte Gewichtsmenge eines porösen teilchenförmigen Materials, frei von dem kntalytisch aktiven Metall, zugemischt enthält, wobei das poröse teilohenförmige Material aus Molekularsiebstoffen oder üblichen porösen Katlysatorträgerstoffen, die Siliciuniioxyd und/oder eines oder mehrere Silikate und/oder Aluminiumoxyd und/oder eines oder mehrere Aluminate enthalten, besteht.
    17.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Einführung in die Hydrierzone die Sulfolenlö-@@@@ @@@@@@ @@@@ Bett einse porösen Teil chenförmigen materials, das von katalytisch aktivem Metall frei ist, geführt wird, wobei das poröse teilchenförmige Material aus Molekularsiebstoffen oder üblichen porösen Katalysatorträgerstoffen, die Siliciumdiozyd und/oder eines oder mehrere Silikate und/oder Aluminiumoxyd und/oder eines oder mehrere Aluminate enthalten, besteht.
    18.) Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse teilchenförmige Material durch ein Verfahren regeneriert wird, welches mit dem Katalysator gemäß Anspruch 3 oder 4 durchgeführt wird.
    19.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrierung unter Anwendung eines Rieselverfahrens durchgeführt wird.
    20.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß Je 1 des Katalysatorbrettes Je Stunde Mengen zwischen 0,5 und 2 1, entsprechend 0,69 bis 2,52 kg,Sulfolen in die Hydrierungszone eingeführt werden.
    21.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrierungstemperstur im Bereich zwischen 18 und 28°C liegt.
    22.) Verfahren nach Aspruch 1 bis 21, dadurch gekeneseichnet, daß in einer ersten Reaktionsstufe Sulfolen durch Zusatz von Schwefeldioxyd su Butadien gebildet wird und dieses Sulfolen in der zweiten Stufe hydriert wird.
    23.) Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung in der ersten Stufe in Lösung durchgeführt wird, wobei das fn dieser Lösung angewandte Lösungsmittel das gleiche ist, wie es in der zweiten Stufe eingesetzt wird.
    24.) Verfahren nach Amspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Reaktionsstufe in einer Lösung unter Verwendung von Sulfolan als Lösungemittel durchegführt wird, während in der zwieitn Reaktionsstufe als Lösungsmittel eines entsprechend Anspruch 9 eingesetzt wird.
    25.) Verfahren nach Auspruch 21, #, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Reaktionnstufe ein Lösungsmittel entsprechend Anspruch 10 eingesetzt wird.
    26.) Verfahren Achch Anspruch o4 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel in der zweiten Stufe aus 15 bis 80 Gewichts-%, @@@ zungewise 20 bis 60 Gewichts-% Sulfolan kestent.
    27. Verfanne @@@@@@@@@@@@@@@@@ 36, Dadurch gekenzeichent, daj @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@ stufe ies Lösungsmittel entspreohend @@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@.
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