CS225769B1 - Způsob výroby dimetylaminooctanu draselného - Google Patents

Description

Předmětem vynálezu je způsob výroby dimetylaminooctanu draselného z formaldehydu, kyanovodíku, dimetylaminu a louhu draselného ve vodném roztoku. Dimetylaminooctan draselný je známý prostředek k mokrému způsobu ěištění technických plynů od kyselých komponent jako kysličníku uhličitého a sirovodíku. Ohřevem na vyšší teplotu se kyselé plyny uvolňují a dimetylaminooctan dreiselný regeneruje.

Podobně působí i jiné draselné soli alkylaminokarboxylových kyselin jako metylamin, dimetylaminooctan je však převyšuje afinitou k sirovodíku. Dimetylaminooctan draselný se vyrábí podle DRP č, 694 808 zmýdelněním dimetylaminonitrilu bez jeho izolace z reakční směsi.

Obecně se aminokarboxylové kyseliny připravují:

1) Reakcí chloroctanu alkalického s primárním nebo sekundárním aminem.

2) Reakcí kyanovodíku s aldehydem a primárním nebo sekundárním aminem vznikne aminonitril a ten se kyselou hydrolýzou převede na aminokarboxylovou kyselinu nebo alkalickou hydrolýzou na sůl příslušné aminokarboxylové kyseliny.

Sůl aminokyseliny alkalického kovu se připraví při zvýšené teplotě v přítomnosti alkálií jednostupňově z kyanidu, formaldehydu a aminu. Speciální metoda na výrobu dimetylaminooctové kyseliny e, jejich solí nebyla v patentové literatuře, pokud je nám známo, uveřejněna.

225 769

225 769

Nevýhodou způsobu výroby aminokarboxylových kyselin ohlorootovým postupem je vznik vlhkého chlorovodíku, který má silně korozivní úěinky.

Jiné výrobní technologie vyoházejíoí z kyanovodíku dávkovaly současně směs dimetylamin, kyanovodík a formaldehyd. Syntéza nitrilu byla prováděna v teplotním rozmezí 0 až 80 °C, přičemž koncentrace HCN v reagující směsi se obvykle pohybovala od 0,8 do 0,9 % hmotnostních při době trvání reakce od 0,1 do 4 hodin. Nevýhodou tohoto způsobu přípravy je možnost vzniku nežádoucího vedlejšího produktu glykolnitrilu HOCHgCN. Tato reakoe je silně exothermní až explozivní, příp, může dojít k polymeraci glykolnitrilu a k dalšímu vývinu tepla, K této reakci dochází v alkalickém prostředí v případě, že je HCN a CHgO ▼ molárním přebytku nad dimethylaminem. Tímto způsobem je dána možnost vzniku vedlejších látek, které snižují výtěžek hlavního produktu ve srovnání s postupem podle vynálezu o 9 až 10 % hmotnostních a negativně ovlivňují účinnost dimethylaminoootanu draselného při vypírání C0₂ a h₂s.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob podle vynálezu, vyznačující se tím, že syntéza se provádí za atmosférického tlaku do teploty bodu varu azeotropioké směsi dimethylaminoacetonitril - voda, t.j. 96,9 °C.

V navrženém postupu se nejdříve připraví stabilizovaná směs vodného formaldehydu a kyanovodíku, která se potom dávkuje do předloženého vodného roztoku dimethylaminu. Výhodou postupu podle vynálezu je zlepšení dávkování, potlačení exothermní reakoe vzniku nežádoucího produktu glykolnitrilu a lepší styk reagujících složek. Další výhodou postupu podle vynálezu je to, že reakce probíhá v alkalickém prostředí předloženého vodného roztoku dimethylaminu, který zaručuje stálý molární přebytek alkalicky reagujícího dimethylaminu, a tím i dokonalejší průběh reakoe. Výhodou postupu podle vynálezu je rovněž to, že přípravu dimethylaminoootanu draselného je možno provést také jako jednostupňovou syntézu. Produkt požadované kvality se získá přímým vnášením stabilizované směsi HCN + CHgO do směsi vodných roztoků dimethylaminu a Κ0Η.

Bylo zjištěno, že výborné výsledky se získávají syntézou nitrilu z uvedených komponent, provedenou za atmosférického tlaku s přebytkem kyanovodíku do 5 % hmot. nad stechiometrioké množství a dokončením syntézy nitrilu při bodu varu azeotropioké směsi nitril - voda, tj. 96,9 °C. Výroba dimethylaminoootanu draselného probíhá podle reakčních stupňů:

I. CH₂0 + HCN + (CH₃)₂NH - (CEj )₂NCH₂CN + HgO II. (CH₃)₂NCH₂CN + H₂0 = (CH₃)₂NCH₂CONH₂

III. (CH₃)₂NCH₂C0NH₂ + KOH = (CH₃)₂NCH₂C00K + Nttj

I. stupeň se skládá ze dvou fází, nejprve se připraví okyselená směs kyanovodíku a formaldehydu, uvádí se do dimethylaminu, jehož vlastní alkalita zajištuje požadované prostředí.

Při II. stupni je důležité dodržovat teplotu nižší než. 96,6 °C na zabránění ztrát dimetylaminonitrilu odpařením. Zmýdelnění podle III. stupně probíhá za známých podmínek a vyvařením čpavku na minimální obsah.

Uvedené stupně slouží k orientaci průběhu výroby a mohou probíhat zároveň nebo různě kombinované.

225 769

K osvětlení způsobu výroby podle vynálezu uvádíme příklady.

Příklad 1

Do kotle opatřeného míchadlem a duplikátorem o obsahu 6 m^ načerpáno 1 188 1 vodného

37,5 % hmot. roztoku formaldehydu (16,2 kg molů) přidáno 10 1 stabilizačního roztoku za míchání. Po ochlazení na 0 až 5 °C přidáno 664 1 HCN o koncentraci 99 % hmot. (16,9 kg molů), tj. 1,15 % přebytek vztaženo na dimethylamin.

Do dalšího kotle s chlazením a míchadlem předloženo 2 257 1 vodného roztoku dimethylaminu o koncentraci 38 % hmot. (16,6 kg molů) a za míchání připuštěna svrchu připravená směs formaldehydu a kyanovodíku při udržování teploty na 18 °C po dobu 240 minut při 30 °C za vzniku dimethylaminoacetonitrilu ve formě vodného roztoku lehce nažloutlé barvy. Do tohoto reaktoru připuštěno za míchání a udržování teploty na 30 °C 1 450 1 hydroxidu draselného o koncentraci 45 % hmot. (16,25 kg molů) a mícháno dalších 120 minut. Po zastavení chlazení stoupla zvolna teplota a při 50 °C roztok zbělel vypadávajícím amidem kyseliny dimetylaminoootové.

Jedna třetina reakční směsi, tj. 1 800 1, přečerpána do vyhřívaného zmýdelňovaoího reaktoru a vyhřívána na 105 °C. Zbytek reakční směsi přidán za 45 minut při teplotě 102 až 105 °C. Po dalších 180 minutách zahřívání vyvářen čpavek a roztok dimetylaminooctanu draselného zahuštován na hustotu 1,17 kg/dnr a odbarven aktivním uhlím. Získáno 4 900 kg produktu diméthylaminooctanu draselného, tj. 94 % teorie vztaženo na dimethylamin s obsahem 45 % hmot. diméthylaminooctanu draselného.

Zkouška sycení na kysličník uhličitý = 101 ml COg.ml , . -1 na sirovodík = 230 ml HgS.ml

Příklad 2

Použita stejná aparatura jako u příkladu 1. Z 1 190 1 formaldehydu o koncentraci 37,5 % hmot. a 680 1 HCN o koncentraci 99 % hmot (17,43 kg molů), tj. 105 % teorie a 10 1 stabilizačního roztoku, připravena směs jako u příkladu 1.

V reaktoru připravena směs 210 1 39,5 % dimethylaminu (16,6 kg molů) a 1 280 1 49,5 % hmot. hydroxidu draselného (16,98 kg molů). Do ní přidávána směs formaldehyd-kyanovodík takovou rychlostí, že nebyla přestoupena teplota 70 °C, doreagování provedeno za 1 hodinu při 95 °C a dále 4 hodiny vyvářen čpavek při bodu varu.

O

Získáno 4 885 kg roztoku diméthylaminooctanu draselného o hustotě 1,168 kg/dm a 45,3 % hmot. diméthylaminooctanu draselného, tj. 94,4 % teorie.

Zkouška sycení na kysličník uhličitý = 102 ml COg.ml“^ na sirovodík » 250 ml HgS.tnl“^

Příklad 3

Použita stejná aparatura, způsob přípravy a složení směsi jako u příklad» 1. Syntéza byla prováděna jako u příkladu 1 s tím rozdílem, že teplota byla udržována do 70 °C po dobu 45 minut. Doreagování provedeno za 60'minút, přičemž teplota roztoku dimethylaminonitriŽ25 769 lu během této doby poklesla na 50 až 55 °C. Do tohoto reaktoru bylo za míchání a udržování teploty na 50 až 55 °C přičerpáno 1 280 1 hydroxidu draselného o koncentraci 49,5 % hmot. (16,98 kg molů) a mícháno dalších 120 minut. Směs byla chlazena tak, aby během této doby teplota vystoupila na 70 °C. Zmýdelňování bylo provedeno jako v příkladu 1. Získáno 4 900 kg produktu s obsahem 45 % hmot. dimethylaminoootanu draselného, tj. 94,06 % teorie vztaženo na dimethylamin.

Příklad 4

Použita násada jako u příkladu 1. Za míchání a potřebného přihřívání se k předloženému vodnému roztoku dimethylaminu dávkovala stabilizovaná směs HCN a GHgO tak, aby teplota reagující směsi nebyla vyšší než 96,6 °C. Do reaktoru se potom přidá jednorázově za míchání 1 275 1 roztoku hydroxidu draselného o koncentraci 49,5 % hmot. (16,94 kg molů), směs se udržuje v teplotním rozmezí 55 až 60 °C a syntéza se dokončí postupem podle příkladu 3. Tak se získá 4 800 kg vodného roztoku dimethylaminoootanu draselného o koncentraci 45 % hmot·, tj. 92,14 % teorie, vztaženo na dimethylamin.

Claims (2)

1. Způsob výroby dimethylaminooctanu draselného z formaldehydu, kyanovodíku, dimethyl aminu a hydroxidu draselného ve vodném roztoku syntézou nitrilu a jeho zmýdelněním, vyznačený tím, že dimethylaminoaoetonitril se vyrábí mícháním dimethylaminu se stabilizovanou směsí formaldehyd - kyanovodík za přebytku 1 až 5 % hmot. HCN nad stechiometrický poměr za atmosferického tlaku při teplotách 15 až 96,6 °C, tj. až do bodu varu azeotropické směsi dimethylaminoaoetonitril - voda.

2. Způsob výroby podle bodu 1, vyznačený tím, že výroba probíhá jednostupňově vnášením stabilizované směsi formaldehyd - kyanovodík do směsi dimethylamin - hydroxid draselný.