CZ20003237A3

CZ20003237A3 - Směsi vhodné jako katalyzátor, způsob hydrogenace a použití katalyzátorů

Info

Publication number: CZ20003237A3
Application number: CZ20003237A
Authority: CZ
Inventors: Guido Voit; Rolf Fischer; Peter Bassler; Andreas Ansmann; Hermann Luyken; Martin Merger; Frank Ohlbach; Alwin Rehfinger
Original assignee: Basf Aktiengesellschaft
Priority date: 1998-03-06
Filing date: 1999-02-23
Publication date: 2000-12-13
Also published as: ID25619A; MY122207A; ATE247623T1; UA66841C2; CA2322185A1; EP1071653A1; NO20004424L; CN1185205C; EA200000894A1; US6852669B2; DE59906684D1; AU2835699A; PT1071653E; BG64753B1; NO20004424D0; EP1071653B1; PL342900A1; BR9908505A; WO1999044984A1; KR20010041635A

Description

Oblast techniky

Vynález se týká směsí vhodných jako katalyzátor. Vynález se rovněž týká způsobu hydrogenace alifatických alfa-, omega-dinitrilů za přítomnosti takovýchto směsí jako katalyzátorů a použití takovýchto směsí jako katalyzátorů.

Dosavdní stav techniky

Obecně je známé, například z Weissemel/Arpe, Industrielle Organische Chemie, Verlag Chemie, třetí vydání, 1988, strana 266, a WO-A-96/20166, hydrogenizovat adiponitril za přítomnosti aminiaku za vysokého tlaku na katalyzátorech obsahujících převážně železo na 6-aminokapron itri 1 a/nebo hexamethylendiamin, které oba představují důležité předprodukty pro výrobu polyamidů jako nylon 6 a nylon 6,6.

Pro optimální železné katalyzátory je důležitá vysoká mechanická pevnost, dlouhá životnost katalyzátoru, vysoký výtěžek požadovaných produktů alfa-, omega-aminonitrilu a/nebo alfa-, omega-diaminu při úplné reakci alfa-, omega-dinitrilu při pokud možno malém obsahu nežádoucích vedlejších produktů.

Tyto nežádoucí vedlejší produkty vznikají v různých množstvích podle katalyzátoru a lze je oddělit od jako žádoucí produkt vznikajícího aminonitrilů a/nebo diaminu jen s vysokými náklady.

Tak v případě hydrogenace adiponitrilu na hexamethylendiamin vznikají v proměnných množstvích mezi jinými tetrahydroazepin (THA), l-amino-2-kyanocyklopenten (ICCP), 2-aminomethylcyklopentylamin (AMCPA), 1,2-diaminocyklohexan ·· ···· ·· ·· ·· ♦ · • · · · · · · · * · · • · · · · · · · · · · · · • · · · · ······ ·· · ·· · ·· · ···· • · ··· ·· «· ·· ··

- 2 (DCH) a bishexamethylentriamin (BHMTA). Z US-A 3 696 153 je známé, že AMCPA a DCH lze oddělit od hexamethylendiaminu jen velmi obtížně. Především velká množství AMCPA, DCH a THA vedou k vysokým nákladům na destilaci, které se odráží ve značných investičních nákladech a nákladech na energii.

Z US-A-4.282.381, sloupec 2, tabulka 1 je známé, že při hydrogenaci adiponitrilu na hexamethylendiamin za přítomnosti katalyzátorů vzniká jako vedlejší produkt mezi jiným průměrně 2400 až 4000 ppm 1 , 2-diaminocyklohexanu, 100 až 300 ppm 2-aminomethylcyklopentylaminu, 200 až 900 ppm tetrahydroaz ipi nu a 2000 až 5000 ppm 6-aminokapronitrilu.

Z DE-A-2 429 293, příklad 1, je známé, že při hydrogenaci adiponitrilu za přítomnosti pětinásobného hmotnostního množství amoniku při 93 až 98 °C (vstupní teplota do reaktoru), respektive 94 až 104 °C (výstupní teplota) na oxidem hlinitým, oxidem křemičitým, oxidem vápenatým a oxidem vanadičitým dotovaném železném katalyzátoru, který byl vyroben z magnetitu reakcí s vodíkem, se obdrží 98,22 % hexamethylendiaminu s obsahem 1900 ppm 1,2 diaminocyklohexanu. Z příkladu 2 je známé, že při hydrogenaci adipod initrilu za přítomnosti pětinásobného hmotnostního množství amoniaku při 93 až 98 °C (vstupní teplota do reaktoru), případně 94 až 104 °C se na oxidem hlinitým, oxidem křemičitým a oxidem vápenatým dotovaném železném katalyzátoru, který byl vyroben z labradorhematitové rudy (Fe203) redukcí vodíkem, obdrží 98,05 % hexamethylendiaminu s obsahem 3500 ppm 1.2 diaminocyklohexanu.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu proto je vytvořit způsob hydrogenace alfa-, omega-dinitrilů vzorce (I) na alfa-, oraega-aminonitrily vzorce (II) a/nebo alfa-, omega-diaminy vzorce (III) za přítomnosti katalyzátoru, respektive katalyzátorů, které nemají • · • · • · • · · ·

• · · • · ··· • · • · • · ·· · uvedené nevýhody a které umožňují hydrogenaci alfa-, oraega-dinitrilu s vysokou selektivitou technicky jednoduchým a hospodárným postupem při vysoké životnosti katalyzátoru.

Proto byly nalezeny směsi vhodné jako katalyzátor, obsahuj ící (a) železo nebo sloučeninu na bázi železa nebo jejich směsi, (b) 0,001 až 0,3 hmotn. Z promotoru na bázi 2, 3, 4 nebo 5 prvků ze skupiny sestávající z hliníku, křemíku, zirkonia, titanu a vanadu, vztaženo na (a), (c) 0 až 0,3 hmotn. Z sloučeniny na bázi alkalického kovu a/nebo kovu alkalických zemin, vztaženo na (a) a

(d) 0,001 až 1 hmotn. %	manganu,	vztaženo na	(a) ,
a vpředu uvedený	způsob	a použ i t í	•
Směsi	podle	vynálezu	přitom	mají	přednostně
BET-povrch 3 až	20 m²/g	, celkový	objem pórů	0,05 až	0,2 m	1/g,
střední průměr	pórů 0	, 03 až	0,1 pm a	objemový	pod í 1	pórů
o průměru 0,01 až	0,1 ym	50 až 70	Z.

Procentní hmotnostní podíly v (b) a (d) se vztahují na prvky, procentní hmotnostní podíly v (c) na oxidy alkalických kovů a kovů alkalických zemin. Tyto údaje se vztahují na komponentu (a).

Přednostní předchůdci katalyzátorů jsou takoví, v nichž komponenta (a) obsahuje 90 až 100 hmotn. %, přednostně 92 až 99 hmotn. % oxidů železa, hydroxidů železa, oxyhydroxidů železa nebo jejich směsi, vztaženo na (a). Přednostně se používají synteticky vyrobené nebo přírodní oxidy železa, • 9

9···

- 4 ·* 99 99 99

999 · · « 9 999«

9999 9 99 · 9 99 9

9 999 999999 99 9 • 9 9 99 9 «999 «9 999 <9 99 99 99 hydroxidy železa nebo oxyhydroxidy hematit, přednostně magnetit, které případě popsány vzorcem Fe304. Poměr leží přednostně mezi 1,25:1 až 1,45:1, přednostně 1,4:1, zvláště přednostně 1,33:1, jedná se tedy železa, jako mohou být v atomů kyslíku

1imon i t, ideálním k železu 1,3:1 až o čistý magnet it

Jestliže se magnetit vyrábí synteticky, tak se může vycházet z velmi čistého kovového železa nebo z velmi čistých sloučenin dvojmocného a/nebo trojmocného železa, k nimž se dodatečně přidají dotační prvky ve formě vhodných sloučenin.

Přednostní přeschůdci katalyzátorů jsou dále takoví, v nichž komponenta (b) obsahuje 0,001 až 0,3 hmotn. %, přednostně 0,01 až 0,2 hmotn. %, zejména 0,01 až 0,1 hmotn. % promotoru na bázi 2, 3, 4 nebo 5, přednostně 3, 4 nebo 5 prvků ze skupiny sestávající z hliníku, zirkonia, křemíku, titanu nebo vanadia, zejména kombinace hliníku, křemíku a titanu.

Přednostní předchůdci katalyzátorů jsou dále takoví, v nichž komponenta (c) sestává z 0 až 0,3 hmotn. %, přednostně 0,01 až 0,2 hmotn. %, zvláště přednostně 0,01 až 0,1 hmotn. % sloučeniny na bázi alkalického kovu nebo kovu alkalické zeminy ze skupiny sestávající z lithia, sodíku, draslíku, rubidia, césia, hořčíku a vápníku, přednostně z vápníku a/nebo hořčíku.

Směsi podle vynálezu obsahují 0.	,001	až 1	hmotn.
přednostně	0,001 až 0,3 hmotn. %, zejména	0,01	až 0 ,	,2 hmotn.	%
manganu.
U	katalyzátorů podle vynálezu	s e	mů ž e	jednat	o

plné katalyzátory nebo o nesené katalyzátory. Jako nosné materiály přichází do úvahy například porézní oxidy jako oxid hlinitý, oxid křemičitý, křemičitan hlinitý, oxid lanthaničitý, oxid titan i čitý, oxid zirkoničitý, oxid horečnatý, oxid

- 5 ·· φ φφ · φφ ·· φφ φ·

ΦΦΦ Φ Φ Φ < φφφφ • » ··· · · · φ φ · · ♦ φ φ φφφ φ φφφφφ φφ φ φφ φ · φ φ φφφφ φ · φφφ φφ φφ φφ φφ zinečnatý a zeolithy a rovněž aktivní uhlí nebo jejich směsi.

Výroba nastává zpravidla tak, že se předchůdce komponenty (a) případně společně s předchůdci komponent (b), (d) a případně s předchůdcem komponenty (c) vysrážejí v přítomnosti nebo bez přítomnosti nosných materiálů (podle toho, který typ katalyzátoru je požadován), případně se takto získaný katalyzátor zpracuje do provazců nebo tablet, suší se a následně se kalcinuje. Nosné katalyzátory lze zpravidla také nosič napustí roztokem komponent (c), přičemž se jednotlivé komponenty po sobě, nebo tím, že se komponenty obržet tím, že se (a), (b), (d) a případně přidávají současně nebo (a), (b), (d) nastříkáj í.

případně (c) známým způsobem na nosič

Jako předchůdci komponent (a) přicházejí zpravidla do úvahy dobře vodou rozpustné soli železa jako dusičnany, chloridy, octany, mravenčany a sírany, přednostně dusičnany.

Jako předchůdci komponent (b) a (d) přichází zpravidla do úvahy dobře vodou rozpustné soli nebo komplexní soli vpředu uvedených kovů a polokovů jako dusičnany, chloridy, octany, mravenčany a sírany, přednostně dusičnany.

Jako předchůdci komponent (c) přichází do úvahy zpravidla dobře vodou rozpustné soli vpředu uvedených alkalických kovů a kovů alkalických zemin, jako hydroxidy, uhličitany, dusičnany, chloridy, octany, mravenčany a sírany, přednostně hydroxidy a uhličitany.

Srážení nastává zpravidla z vodných roztoků buď přídavkem srážecí reagence, nebo změnou hodnoty pH nebo změnou teploty.

Obvykle se suší takto získaná katalyzátorová směs při fc ·«· · · fcfc • fc · · · · • fcfc·* · ·· 4 • fc ··· ···♦ • · · · · fc ·· ··· ·· ♦ · • · • 4 • fc fcfc ·· ·· teplotách v rozsahu 80 až 150 °C, přednostně 80 až 120 ⁰ C.

Kalcinace se provádí obvykle při teplotách v rozsahu 150 až 500 °C, přednostně 200 až 450 °C v proudu vzduchu nebo dusíku.

Po kalcinaci se získané katalyzátorové směsi zpravidla vystaví působení redukční atmosféry (aktivace) například tím, že se při teplotě v rozsahu 200 až 500 °C, přednostně 250 až 400 °C, vystaví 2 až 24 hodin působení vodíkové atmosféry nebo směsi obsahující vodík a inertní plyn jako dusík. Zatížení katalyzátoru přitom přednostně činí 200 1 na litr katalyzátoru.

Podle DE 24 29 239, strana 7, řádky 1 až 12 může být výhodné přidat k vodíku používanému k aktivaci amoniak.

Výhodně se provádí aktivace katalyzátoru přímo v syntézním reaktoru, poněvadž tím odpadá obvykle jinak potřebný mezistupeň, to znamená pasivace povrchu při teplotách v rozsahu 20 až 80 °C, přednostně 25 až 35 °C, pomocí směsí kyslík, dusík, jako je vzduch. Aktivace pasivovaných katalyzátorů se potom provádí přednostně v syntézním reaktoru při teplotě v rozsahu 180 až 500 °C, přednostně 200 až 350 °C, v atmosféře obsahující vodík.

Katalyzátory se mohou použít jako katalyzátory v pevném lóži v usazovacím nebo zkrápěcím postupu nabo jako suspenzníkatalyzátory.

Jako výchozí látky se ve způsobu podle vynálezu používají alifatické alfa-, omega-di nitrily obecného vzorce I,

NC-(CH2)n-CN I ve kterém značí n celé číslo od 1 do 10, zejména 2, 3, 4, 5, 6.

•· *4«· ·· 4 · 4φ 44 • · · 4 4 9 9 4444

4444 · 44 4 4 44 4

4 449 44444» 99 9 · ·4 4 4444

444 44 44 44 49

Zvláště přednostní sloučeniny vzorce I jsou di ni trii kyseliny jantarové, dinitril kyseliny glutarové, dinitril kyseliny adipové ( adiponitril), dinitril kyseliny pimelinové a dinitril kyseliny korkové ( suberonitri 1), zvláště přednostní je adiponitril.

Zvláště přednostně se používají alfa-, omega-dinitrily, které se obdržely ze přítomnosti katalyzátoru obsahujícího fosfor hydrokyanací o dva atomy uhlíku vyztuženého alfa-, omega- dienu, jako adiponitril adicí kyseliny kyanovodíkové za přítomnosti sloučenin niklu s kyslíkem a tri ary1fosfori taný na butadien, respektive 3-pentennitril.

Takovéto alfa-, omega-dinitrily mohou obsahovat stopy sloučenin obsahujících fosfor, 1 až 50 ppm, počítáno jako fosfor, a vztaženo na alfa-, omega-dinitril. Jestliže se tyto sloučeniny fosforu zcela nebo částečně odstraní, přičemž se obdrží hmotnostní podíly sloučeniny obsahující fosfor méně než 5 ppm, přednostně méně než 1 ppm, tak lze vysoké životnosti katalyzátoru, docilované při způsobu podle vynálezu a použití podle vynálezu, několikrát zvýšit.

K redukování hmotnostního podílu sloučeniny obsahující fosfor ve směsi přichází do úvahy různé známé postupy, jako srážení, přednostně extrakce, zpracování zásadou jako hydroxid sodný nebo hydroxid draselný, adsorpcí nebo chemisorbcí, zejména na kov jako železo, zvláště přednostní je destilace. Zvláště přednostní je také ošetření dinitrilu zásadami kovu ze skupiny alkalíí a alkalických zemin, lanthanidů a skupin lila, lib a IIIb periodického systému, jako například oxidem vápenatým.

Destilace se přitom může výhodně provádět při tlacích 1 až 100 mbar, přednostně 10 až 200 mbar, přičemž adiponitril se zpravidla vysráží jako hlavový produkt, poněvadž sloučenina ·· ····

- 8 • · ·· » fcfc 4 » · · 4

I · · · 4 » · 4 fc* fc· • · fcfc ► fcfc I » · · 4 obsahující fosfor je podstatně těžší než adiponitril.

Podle způsobu podle vynálezu se mohou hydrogenizovat shora popsané dinitrily I, přednostně za přítomnosti rozpouštědla, a za použití katalyzátoru na alfa-, omega-aminonitri 1y obecného vzorce II,

NC-(CH2 )n-CH₂ -NH2 pricemz n ma aminonitrily II shora uvedený význam jsou takové, v nichž nebo 6, zejména 4, to znamená nitril kyseliny nitril kyseliny 1,5-aminopentanové , nitril -aminohexanové (6-aminokapron itri 1) , nitril

-aminoheptanové a nitril kyseliny 1,8-aminooktanové, přednostní je 6-aminokapron itrί 1 .

Zvláště přednostní má n hodnotu 2, 3, 4, 5 aminobutanové, kyseliny 1,6kyseliny 1,7zvláště

Jestliže se provádí reakce v suspenzi, volí se obvykle teplota v rozsahu 40 až 150 °C, přednostně 50 až 100 °C, zvláště přednostně 60 až 90 °C. Tlak se volí zpravidla v rozsahu 2 až 30 MPa, přednostně 3 až 30 MPa, zvláště přednostně 4 až 9 MPa. Prodlevy jsou v podstatě závislé na požadovaném výtěžku a selektivitě při úplné přeměně. Obvykle se prodlevy že při úplné přeměně se dosahuje maximální výtěžek, až 275 min., přednostně 70 až volí tak, například se 200 min.

volí v rozsahu 50

Při rozpouštědlo s 1 až 6 provádění reakce v suspenzi se používají jako přednostně amoniak, aminy, diaminy a triaminy atomy uhlíku jako trimethylamin, triethylam in, tripropylamin a tributylamin, nebo alkoholy, zejména methanol a ethanol, zvláště přednostní je amoniak. Přednostně se koncentrace přednostně dinitrilu volí 30 až 80 hmotn.

rozsahu 10 až 90 hmotn. %, zvláště přednostně 40 až 70 hmotn. %, vztaženo na součet dinitrilu a rozpouštědla ·· ···· *» toto ·· toto ··· ·«·· ···· • to··· · · to · · ·< · • · · · · ······ ·· · ·· · ·· · ···· ·· >·· ·· ·♦ · · ··

- 9 Množství katalyzátoru se obecně volí tak, že množství katalyzátoru činí 1 až 50 hmotn. %, přednostně 5 až 20 hmotn. %, vztaženo na použité množství dinitrilu.

Reakce v suspenzi se může provádět diskontinuálně, nebo přednostně kontinuálně, zpravidla v tekuté fázi.

Hydrogenace se může jak diskontinuálně tak i kontinálně provádět v reaktoru s pevným ložem zkrápěním nebo v usazeninách v přímém průchodu nebo se zpětným vedením produktu, přičemž obvykle se teplota volí v rozsahu 20 až 150 °C, přednostně 30 až 90 °C a tlak zpravidla v rozsahu 2 až 40 MPa, přednostně 3 až 30 MPa. Přednostně se provádí hydrogenace za přítomnosti rozpouštědla, přednostně amoniaku, aminů, diaminů a triaminů s 1 až 6 atomy uhlíku, jako trimethylamin, triethylamin, tripropylamin a tributylamin, nebo alkoholu, přednostně methanolu a ethanolu, zvláště přednostní je amoniak. V přednostní formě provedení se volí obsah amoniaku v rozsahu 1 až 10 g, přednostně 2 až 6 g na gram ad i pod initrilu. Přednostně se přitom volí zátěž katalyzátoru v rozsahu 0,1 až 2,0 kg, přednostně 0,3 až 1,0 kg adiponitrilu na litr za hodinu. Také zde se může změnou prodlevy docílit změna rozsahu přeměny.

Hydrogenace se může provádět v obvyklém k tomu vhodném reaktoru. Poměr aminonitrilů (II) k diaminům (III) se může regulovat cílenou volbou teploty a zátěž katalyzátoru.

Při hydrogenaci adiponitrilu jako alfa-, omegadinitril se obdrží směs, která obsahuje vedle rozpouštědla převážně 6-aminokapron itri 1, hexamethylendiamin a nezreagovaný ad i pod initri 1 , který může jako znečištění obsahovat především hexamethylenimin, 2-aminoraethylcyklopentylamiη, 1,2-diaminocyklohexan, tetrahydroazepin a bishexamethylentriamin.

- 10 Oddělení 6-aminokapron itrilu, hexamethylendiaminu a části obsahující v podstatě adipodinitri 1 od směsi se může provést známým způsobem, přednostně destilačně, například podle

DE-A-19 500 222 nebo německé přihlášky vynálezu 19 548 289.1, současně nebo po sobě.

Podle způsobu podle vynálezu se mohou shora popsané dinitrily I hydrogenizovat přednostně za přítomnosti rozpouštědla za použití katalyzátoru na alfa-, omega-diaminy obecného vzorce III, • fc ·»·♦ fcfc fcfc fcfc ·· fcfcfc fcfcfcfc fcfcfcfc • · fcfcfc fcfcfcfc fcfcfc* fc · fcfcfc fcfc···· fcfc · • fc · fcfc · fcfcfcfc • fc fcfcfc fcfc fcfc fcfc · ·

H2N-CH2-(CH2)n-CH2-NH2 III přičemž n má shora uvedený význam. Zvláště přednostní diaminy III jsou takové, v nichž má n hodnotu 2, 3, 4, 5 nebo 6, zejména 4, to znamená 4-diaminobutan, 1 , 5-diaminopentan , 1,6-diaminohexan, (hexamethylendiamin), 1,7-diaminoheptan a 1,8— -diaminooktan, zvláště přednostně 1 , 6-diaminohexan.

Jestliže se provádí reakce v suspenzi, volí se obvykle teploty v rozsahu 60 až 200 °C, přednostně 60 až 180 °C, zvláště přednostně 70 až 130 °C. Tlak se volí obecně v rozsahu 2 až 30 MPa, přednostně 3 až 30 MPa, zvláště přednostně 4 až 20 MPa. Prodlevy jsou závislé v podstatě na požadovaném výtěžku a selektivitě při úplné přeměně, obvykle se volí prodleva tak, že při úplné přeměně se dosahuje maximální výtěžek, například v rozsahu 50 až 300 min, přednostně 70 až 200 min.

Při reakci v suspenzi se jako rozpouštědlo používá přednostně amoniak, aminy, diaminy a triaminy s 1 až 6 atomy uhlíku jako trimethylamiň, tributylamin, nebo alkoholy, zvláště přednostní je amoniak, dinitrilu v rozsahu 10 až 90 hmotn. %, zvláště přednostně triethylamin, tripropylam in a zejména methanol a ethanol,

Přednostně se volí koncentrace hmotn. %, přednostně 30 až 80 až 70 hmotn. %, vztaženo na «« ··*· »· re ·* ·« « · · ···· ·<«« • · · ·€ · « · · · · · * « · · · · » ·«· » · · · · • · · · · · · · · · ·· «·· ·· ·· »· ·· součet dinitrilu a rozpouštědla.

Množství katalyzátoru se obecně volí tak, že množství katalyzátoru leží v oblasti 1 až 50 hmotn. %, přednostně 5 až 20 hmotn. %, vztaženo na použité množství dinitrilu.

Suspenzní hydrogenace se může provádět diskontinuálně, nebo přednostně kontinuálně, zpravidla v tekuté fázi.

Hydrogenace se může jak diskontinuálně tak i kontinálně provádět v reaktoru s pevným ložem zkrápěním nebo v usazeninách v přímém průchodu nebo se zpětným vedením produktu, přičemž se teplota volí obvykle v rozsahu 70 až 200 °C, přednostně 80 až 150 °C a tlak zpravidla v rozsahu 2 až 40 MPa, přednostně 3 až 30 MPa. Přednostně se provádí hydrogenace za přítomnosti rozpouštědla, přednostně amoniaku, aminů, diaminů a triaminů s 1 až 6 atomy uhlíku, jako trimethylamin, triethylamin, tripropylamin a tributylamin, nebo alkoholu, přednostně methanolu a ethanolu, zvláště přednostní je amoniak. V přednostní formě provedení se volí obsah amoniaku v rozsahu 1 až 10 g, přednostně 2 až 6 g na gram ad i pod initrilu. Přednostně se přitom volí zátěž katalyzátoru v rozsahu 0,1 až 2,0 kg, přednostně 0,3 až 1,5 kg adiponitrilu na litr za hodinu. Také zde se může změnou prodlevy docílit změna rozsahu přeměny.

Hydrogenace se může provádět v obvyklém k tomu vhodném reaktoru.

Při hydrogenaci adiponitrilu jako alfa-, omegadinitril se obdrží směs, která obsahuje vedle rozpouštědla převážně hexamethylendiamin, který může jako znečištění obsahovat především 6-aminokapron itri 1, hexamethy1enimin, 2-aminomethyl cyklopentylamin, 1 , 2-diaminocyklohexan, tetrahydroazpin a bishexamethy1entriamin.

- 12 • fc fcfc·· • · · fc · fcfcfc • » fcfc « · » fcfc ·« · «fc fcfc

-T fcfc · • fcfc · fc fc ··· f> fc fc ·· O • fc « fcfc · » fcfc fc • · · · · fc fcfc * • fc »·

Čištění surového hexamethylendiaminu získaného po oddělení rozpouštědla nastává obecně přednostně destilačně.

Alfa-, omega-aminonitrily a alfa-, omega-diaminy jsou důležité výchozí sloučeniny k výrobě nylonu 6,6 a/nebo nylonu .

Příklady provedení vynálezu

V příkladech značí:

ADN adipodinitril

ACN 6-aminokapron itri 1

HMD hexamethylendiamin

DCH 1,2-diaminocyklohexan

AMCPA 2-aminomethylcyklopentylamin

BHMTA bis-hexamethylentriamin

ICCP l-amino-2-kyanocyklopenten

THA tetrahydroazepin

HMI hexamethylenimin

Analyzované hodnoty shrnuté v tabulce byly záskány kvantitavní plynovou chromatografií.

Příklad 1

a) Výroba katalyzátoru

Katalyzátor byl vyroben šestihodinovou temperací magnetitové rudy při 1500 °C pod dusíkem. Použitá magnetitová ruda měla následující složení: 72 hmotn. % Fe, 0,06 hmotn. % Al, 0,03 hmotn. % Ca, 0,04 hmotn. % Mg, 0,10 hmotn. % Si, 0,01 hmotn. % Ti, 0,13 hmotn. % Mn, zbytek kyslík.

Ochlazený ingot byl rozmlet v čelisťovém drtiči a proséváním byla získána frakce o zrnitosti 1,5 až 3 mm.

• ··

- 13 • « · • · · • * · ·»

Oxidický katalyzátor byl redukován v proudu H2/N2 při 450 °C 72 hodin. Po ochlazení pod dusíkem na teplotu místnosti byl katalyzátor pasivován proudem N2/vzduch (24 hodin s 1 % vzduchu v dusíku), přičemž se přitom dbalo, aby teplota v katalyzátorovém lóži nepřekročila přes 45 °C.

b) Hydrogenace ADN na HMD a/nebo ACN

Tři trubkové reaktory zařazené v řadě (celková délka 4,5 m, d = 6 mm) byly naplněny 142 ml (240 g) katalyzátoru vyrobeného podle příkladu la) (drt 1,5 až 3 mm) a následně byly beztlakově redukovány v proudu vodíku (200 1/h). K tomu byla zvýšena teplota během 24 hodin ze 70 °C na 340 °C a následně byla 72 hodin udržována na 340 °C. Po snížení teploty byla do reaktoru při tlaku 250 bar přivedena směs ze 74, případně 148 ml/h ADN (zátěž katalyzátoru 0,5 kg, případně 1,0 kg ADN/1 katalyzátoru za hodinu), 365 ml/h NH3 a 200 Nl/h H2. Po 7000 hodinách chodu nebyl patrný žádný úbytek aktivity katalyzátoru. Za podmínek uvedených v tabulce 1 se v závislosti na teplotě a zatížení katalyzátoru obdržely následující výsledky (tabulka 1) .

/TTORNRV /\í i ./TV

4·· · · · 4 · * · « • ···· · 4 4 4 4 44 ·

4 444 4 4444» 44 4 • 4 4 44 4 4444

444 44 · 4 4« 44

Hydrogenace adipodinitrilu na hexamethylendiamin

THA	30	43
DCH	1150	1800	1130
Λ U	24	35	41
ICCP	55	09	94
ACN	100	110	r—1 CO to tn
HMD selektivita	99,0	98,9	42,3
přeměna ADN	100	100	O co
zátěž kat. (kg)	0,5	1,0	Lf~ o
tlak (bar) i	250	250	250
teplota (°C)	115	135	86

ctí -P •Η > • r—( «Ρ

Φ i—H Φ M

ΪΖ

O <

- 15 <Ζοοο-~55-Τ} fcfc fcfc·· ·· fcfc fcfc ·· fcfcfc ···· ···· • · · ·· · fcfc · · fcfc * • · fcfcfc «····· fcfc · • fc · fcfc · ···· • fc fcfcfc fcfc fcfc fcfc fcfc

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Směsi vhodné jako katalyzátor, vyznačující se tím, že obsahují (a) železo nebo sloučeninu na bázi železa nebo jejich směsi (b) 0,001 až 0,3 hmotn. % promotoru na bázi
2,
3, 4 nebo 5 prvků ze skupiny sestávající z hliníku, křemíku, zirkonia, titanu a vanadu, vztaženo na (a), (c) 0 až 0,3 hmotn. % sloučeniny na bázi alkalického kovu a/nebo kovu alkalických zemin, vztaženo na (a) a (d) 0,001 až 1 hmotn. % manganu, vztaženo na (a).

Směsi podle nároku 1, BET-povrch 3 až 20 m²/g, ml/g, střední průměr pórů pórů o průměru 0,01 až 0,1 vyzná čující celkový objem

0,03 až 0,1 pm pm 50 až 70 %.

se tím, že mají pórů 0,05 až 0,2 a objemový podíl

Směsi podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že jsou vyrobeny redukcí a případně následnou pasivací magnetitu.
4. Směsi podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že promotor { b ) je na bázi hliníku, křemíku a titanu.
5. Směsi podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že komponenta (c) je na bázi hořčíku a/nebo vápníku.
6. Způsob hydrogenace alfa-, omega-dinitrilů za přítomnosti katalyzátoru, vyznačující se tím, že se jako katalyzátor použije směs podle nároků 1 až 5.
7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že se hydrogenace provádí v reaktoru s pevným ložem.

Způsob podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že se katalyzátor vytvoří jako plný katalyzátor bez nosné vrstvy.
8 .

• 4 4444 44 · 44 44

4 4 9 » · · 4 »··» • « · · · · 4 4 · · 4 4 9 • 4 4 4 · 4444·· «· 4 • · · 94 · 4444

4 4 4 4 4 44 44 44 44

- 16 9. Způsob podle nároků 6 až 8, vyznačující se tím, že se alfa-, omega-dinitril hydrogenuje na alfa-, omega-diamin.

10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že se jako alfa-, omega-dinitril hydrogenuje adiponitril na hexamethylendiamin.

11. Způsob podle nároků 6 až 8, vyznačující se tím, že se alfa-, omega-dinitril hydrogenizuje na alfa-, omega-aminonitri 1.

12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že se jako alfa-, omega-dinitril hydrogenuje adiponitril na 6-aminokapronitril.

13. Způsob podle nároků 6 až 12, vyznačující se tím, že se alfa-, omega-dinitril hydrogenizuje za přítomnosti kataly zátoril obsahujících fosfor na alfa-, omega-dien vyztužený o dva atomy uhlíku.

14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že se v alfa-,

omega-dinitrilu obsahující fosfor redukuje hmotnostní podíl sloučeniny 15. Způsob podle nároku 13, vyznačuj ící se tím. i že se hmotnostní podíl sloučeniny obsahující fosfor, počítáno

jako fosfor, sníží redukcí obsahu sloučenin obsahujících fosfor na omega-dinitril méně než 5 ppm , vztaženo na alfa-,

16. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že se hmotnostní podíl sloučeniny obsahující fosfor, počítáno jako fosfor, sníží redukcí obsahu sloučenin obsahujících fosfor na méně než 1 ppm, vztaženo na alfa-, omega-dinitril .

• · • · · 9 9 · 9 9 · 9 ·· • · 9 9 * · 9 · » 9 9 • 9 9 99 9 9< « · 9« »
9 9 999 9 99999 99 9 • 9 9 · · 9 · · · ·

99 999 ·· «9 9 9 99

- 17 17. Použití směsí podle nároků 1 až 5 jako katalyzátorů při hydrogenaci alfa-, omega-dinitri 1 ů .