CZ280299A3 - Způsob destilačního oddělení nitrilu kyseliny 6-aminokapronové ze směsi,která obsahuje nitril kyseliny 6-aminokapronové a imin - Google Patents

Abstract

Způsob destilačního oddělení nitrilu kyseliny 6- aminokapronové ze směsi, která obsahuje nitril kyseliny 6- aminokapronové a imin spočíváv tom, že se destilace provádí v destilační koloně, přičemž destilační směs má alespoň na jedné rovině destilační kolony průměrnou střední prodlevu alespoň 5 minut.

Description

Oblast techniky

Předložený vynález se týká způsobu destilačního oddělení nitrilu kyseliny 6-aminokapronové ze směsi, která obsahuje nitril kyseliny 6-aminokapronové a imin.

Dosavadní stav techniky

Parciální hydrogenace dinitrilu kyseliny adipové na nitril kyseliny 6-aminokapronové za přítomnosti katalyzátoru na bázi kovu, jako nikl, kobalt, železo, rhodium nebo ruthenium, je obecně známá, například z EP-A-161 419, EP-A-77 911, US-A-4,389,348, US-A-4,601,859, WO 93/1207, DE-A 42 35 466, DE-A 19 500 222 a německé přihlášky 19 548 289.1.

Jako vedlejší produkty vznikají mezi jiným iminy, zejména tetrahydroazepin vzorce

G

Nitril kyseliny 6-aminokapronové nachází použití pro výrobu vláken přes kaprolaktam jako mezistupeň nebo přímou polymerací na nylon 6. K tomu musí mít nitril kyseliny 6-aminokapronové vysokou čistotu, přičemž oddělení tetrahydroazepinu způsobuje problémy.

Z US-A-5,162,567 je známé zreagovat směs obsahující nitril kyseliny 6-aminokapronové - a tetrahydroazepin při vysoké teplotě s organickou karbonylovou sloučeninou, například s ketonem nebo aldehydem a následně oddělit od směsi nitril kyseliny 6-aminokapronové. Z US-A-5,153,351 je známé

9 1 • · · <

< · · *

- 2 zreagovat směs obsahující nitril kyseliny 6-aminokapronové a tetrahydroazepin organickou C-H aktivní methylenovou sloučeninou, například malonitrilem, cyklopentadienem, nitromethanem nebo nitroethanem a následně od směsi oddělit nitril kyseliny 6-aminokapronové.

Nevýhoda u těchto způsobů spočívá v tom, že přídavek další organické sloučeniny ke směsi zvyšuje náklady při čištění nitrilu kyseliny 6-aminokapronové.

Podle US-A-5,133,838 se směs obsahující nitril kyseliny 6-aminokapronové a tetrahydroazepin zreaguje s anorganickým hydridem jako boranem lithným. U tohoto postupu se musí nevýhodně použít hydrid v mnohonásobném přebytku stochiometricky potřebného množství. Vedle toho se musí při následné destilaci dbát na to, že se nehydrogenuje udávaný produkt nitril kyseliny 6-aminokapronové.

EP-A-497 333 popisuje způsob, podle kterého se zreaguje směs obsahující nitril kyseliny 6-aminokapronové a tetrahydroazepin alkalickou sloučeninou. Nevýhodně se musí alkalická sloučenina použít v přebytku stochiometricky potřebného množství a ze získané reakční směsi se musí nitril kyseliny 6-aminikapronové oddest ilovat při silně sníženém tlaku.

Z EP-A-628 025 je známé směs obsahující nitril kyseliny 6-aminokapronové a tetrahydroazepin ohřát před destilací na 235 °C k přeměně tetrahydroazepinu na sloučeniny, které lze od nitrilu kyseliny 6-aminokapronové oddestilovat.

Podstata vynálezu

Úkolem předloženého vynálezu proto je připravit jednoduchý a hospodárný způsob oddělení nitrilu kyseliny ·· ·· ··

- 3 • · · · 1 • · · 4 ** ··

6-aminokapronové ze směsi, která v podstatě obsahuje nitril kyseliny 6-aminokapronové a tetrahydroazepin za překonání uvedených nevýhod.

Proto byl nalezen způsob dešti lačního oddělení nitrilu kyseliny 6-aminokapronové ze směsí (I), které obsahují nitril kyseliny 6-aminokapronové a imin (II), charakterizovaný tím, že se destilace provádí v destilačni koloně, přičemž destilační směs má na alespoň jedné rovině destilační kolony průměrnou střední prodlevu alespoň 5 minut.

Směsi ( I ) hydrogenací nitrilu podle EP-A-161 se mohou obdržet známým způsobem parciální kyseliny adipové, například podle způsobu 419, EP-A-77 911, US-A-4,389,348,

US-A-4,601,859, W093/1207, DE-A 42 35 466, DE-A 19 500 222 a německé přihlášky 19 548 289.1 tím, že se hydrogenace provádí za přítomnosti katalyzátorů obsahujících nikl, kobalt, železo, rhodium nebo rhutenium. Přitom se mohou použít katalyzátory jako nesené katalyzátory nebo jako plné katalyzátory. Jako nosiče katalyzátoru přichází do úvahy oxid křemičitý, oxid titaničitý, oxid a spinela. Jako plné katalyzátory přichází do úvahy Raneyův niklový katalyzátor a Raneyův kobaltový katalyzátor.

například oxid hlinitý, hořečnatý, aktivní uhlí

Při hydrogenací se obdrží směs, která obsahuje nitril kyseliny 6-aminokapronové, hexamethylendiamin, imin a případně nitril kyseliny adipové.

Z této směsi se může například destilací obdržet směs (I), která obsahuje v podstatě nitril kyseliny 6-aminokapronové a imin.

Jako imin přichází do úvahy aromatické, přednostně alifatické, jako acyklické nebo zvláště cyklické iminy a rovněž jejich směsi, zvláště přednostně tetrahydroazepin.

ta ta ta	• • ta	•	ta	ta • ta	• ta •	9	•	··' •
•	•	•	ta	ta	•	•	•	•
•	•	• ·	•	•	• ·	•	•	•
•	•	ta	•	•	•	•	ta	•
• •ta	···		* ·	···	··			• *

Pro destilaci proto přichází do úvahy obvyklé destilační kolony, které jsou popsány v publikaci Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 3. edice, svazek 7, John Wiley & Sons, New York, 1979, str. 870 až 881, jako sítové kolony, kloboučkové kolony, výplňové kolony nebo plněné kolony.

Přednostní jsou destilační aparatury, které mají od kalové jímky k hlavě pokles tlaku 1 až 1000 mbar, přednostně 3 až 300 mbar, přičemž výhodně leží tlak v kalové jímce v rozsahu 10 až 1000 mbar a na hlavě v rozsahu 30 až 300 mbar.

Destilace se může provádět ve více, například 2 nebo 3 kolonách, výhodně v jediné koloně.

Podle vynálezu má destilační směs na alespoň jedné, přednostně 1 až 15, zvláště přednostně 1 až 7, zejména 1, 2 nebo 3 rovinách destilační kolony průměrnou střední prodlevu alespoň 5 minut, přednostně alespoň 15 minut, zejména alespoň 45 minut.

Přednostně se z destilační kolony odebírá destilační směs na alespoň jedné rovině, odvádí se do odkládací nádrže a opět se přivádí do destilační kolony. Zpětné vedení může nastat na odváděči rovině nebo na rovině nad nebo pod odváděči rovinou.

Výhodně může být zpětný tok destilační kolony veden nejprve odkládací nádrží a následně do destilační kolony.

Odvod destilační tekutiny z kolony, vedení odkládací nádrží, zpětné vedení do destilační kolony a případná recirkulace tekutiny v odkládací nádrži mohou nastat pomocí známých zařízení například čerpadly, přičemž zpětné vedení může být provedeno na odváděči rovinu destilační kolony, zejména u patrové kolony, nebo na rovinu ležící nad odváděči rovinou,

- 5 zejména u výplňové kolony, nebo na rovinu ležící pod odváděči rovinou.

Destilace směsi (I) se může výhodně provádět za přítomnosti oxidu uhličitého.

Oxid uhličitý se může k destilační směsi přidávat před nebo přednostně během destilace ve formě sloučeniny, která za podmínek destilace uvolňuje oxid uhličitý, jako uhličitan amonný, karbamidan amonný nebo močovina nebo směsi těchto sloučenin, přičemž tyto sloučeniny se mohou přidat v čisté formě nebo v tekutém rozpouštědle, jako jedna nebo více složek směsi (I), nebo ve formě pevného, tekutého nebo přednostně plynného oxidu uhličitého, například ve formě plynu obsahujícího oxid uhličitý nebo zejména ve formě čistého, jen obvyklé nečistoty obsahujícího plynného oxidu uhličitého.

Obsah oxidu uhličitého v destilační směsi činí 0,1 až 100 mol oxidu uhličitého na mol iminové funkce iminů.

Destilace směsi (I) se může výhodně provést za přídavku vzhledem k nitrilu kyseliny 6-aminokapronové za podmínek destilace inertní sloučeniny (III), jejíž teplota varu leží za podmínek destilace nad teplotou varu nitrilu kyseliny 6-aminokapronové.

Jako sloučeniny (III) přichází do úvahy sloučeniny ze skupiny aromátů, alifátů, jako acyklické a cyklické alifáty, a alifaticko-aromatické sloučeniny. Tyto sloučeniny mohou nést substituenty, jako hydroxylové skupiny, ketoskupiny, esterové skupiny, alkylové skupiny, arylové skupiny, cykloalkylové skupiny a arylalkylové skupiny, přednostně nitrilové skupiny nebo aminoskupiny, nebo více stejných nebo různých těchto skupin.

·· ·· φ φ φ φ • ·;· φ • · · · · φ φ· φφ

Sloučenina (III) může sestávat ze sloučeniny nebo směsi takovýchto sloučenin.

Výhodné jsou takové sloučeniny, které lze jednoduchým postupem, jako hydrogenací například plynem obsahujícím molekulární vodík za přítomnosti katalyzátoru, zreagovat na hexamethylendiamin, přednostně nitril kyseliny 6-aminokapronové .

Produkty získané při této reakci se mohou v postupu podle vynálezu výhodně použít znovu.

Rozdíl teplot varu mezi aminem (I) a sloučeninou (IV) má za destilačních podmínek činit 1 až 200 °C, přednostně 5 až 150 °C.

Jako zvláště výhodné se jeví použití nitrilu kyseliny adipové nebo směsí obsahujících v podstatě nitril kyseliny adipové.

Sloučenina (III) se může ke směsi (I) přidávat před nebo během destilace.

Přídavek sloučeniny (III) ke směsi (I) během destilace může nastat přiváděním sloučeniny (III) do destilační aparatury přednostně do oblasti kalové jímky.

Podle způsobu podle vynálezu se obdrží jako hlavový produkt nitril kyseliny 6-aminikapronové. Jestliže směs (I) obsahuje nitril kyseliny adipové, může se odebrat zejména bočním odvodem a výhodně se opět přivede do uvedené úplné nebo přednostně parciální hydrogenace.

Příklady provedení vynálezu • ·

- 7 0 0 00

00 00

0 « · »000 0 · 0 0

0· · 000 »·

V příkladech jsou, pokud není uvedeno jinak, veškeré procentní údaje hmotnostní procenta.

Srovnávací příklad

0,061 % tetrahydroazepinu, % nitrilu kyseliny kyseliny adipové, bylo textilní výplní v podstatě 32 teoretickým oddělovacím

275 g/h směsi obsahující 0,27 % hexamethylendiaminu, aminokapronové, zbytek nitril kontinuálně, přiváděno do kolony s bez ztráty tlaku, odpovídající stupňům.

Na hlavě bylo odváděno 125 kolony byl nastaven tlak 14 mbar, konstantně g/h destilátu a zůstával zpětný tok 87 g/h.

Výtěžek sebraný v bilančním intervalu 16 h ve stacionárním chodu na hlavě obsahoval . vedle nitrilu kyseliny 6-aminokapronové 0,6 % hexamethylendiaminu a 0,13 % tetrahydroazepinu.

Příklad 1

Bylo postupováno jako ve srovnávacím příkladě s tím rozdílem, že zpětný tok byl před přivedením na kolonu veden přes odkládací nádrž udržovanou na teplotě 100 °C. Prodleva v nádrži činila 30 min.

Výtěžek sebraný v bilančním intervalu 17 h ve stacionárním chodu na hlavě obsahoval vedle nitrilu kyseliny 6-aminokapronové 0,6 % hexamethylendiaminu a 0,12 Z tetrahydroazepinu.

Příklad 2

Bylo postupováno jako ve srovnávacím příkladě s tím

9	•	··		•	• ·			··
• 9	• ·	•	•	··	•		•	•
•	•	•	•	•	•	9	•	•
								H
• ·· ·	• ···	• • ·	•	• • · ·	• • »	9	•	• ··

rozdílem, že nejvyšší 3 teoretické oddělovací stupně (textilní výplň) byly vyměněny za kloboučková patra se zádrží tekutiny 45 ml/patro, přičemž z toho vyplývá na těchto patrech prodleva vesměs 30 minut.

Výtěžek sebraný v bilančním intervalu 17 h ve stacionárním chodu na hlavě obsahoval vedle nitrilu kyseliny 6-aminokapronové 0,6 % hexamethylendiaminu a 0,11 % tetrahydroazepinu.

Příklad 3

Bylo postupováno jako ve srovnávacím příkladě s tím rozdílem, že nejvyšších 6 teoretických oddělovacích stupňů (textilní výplň) bylo vyměněno za kloboučková patra se zádrží tekutiny 45 ml/patro, přičemž z toho vyplývá na těchto patrech prodleva vesměs 30 minut.

Výtěžek sebraný v bilančním intervalu 16 h ve stacionárním chodu na hlavě obsahoval vedle nitrilu kyseliny 6-aminokapronové 0,6 % hexamethylendiaminu a 0,062 % tetrahydroazepinu.

Příklad 4

Bylo postupováno jako ve srovnávacím příkladě s tím rozdílem, že nejvyšších 10 teoretických oddělovacích stupňů (textilní výplň) bylo vyměněno za kloboučková patra se zádrží tekutiny 45 ml/patro, přičemž z toho vyplývá na těchto patrech prodleva vesměs 30 minut.

Výtěžek sebraný v bilančním intervalu 16 h ve stacionárním chodu na hlavě obsahoval vedle nitrilu kyseliny 6-aminokapronové 0,6 % hexamethylendiaminu a 0,013 % tetrahydroazepinu. „ , , r*--- advokátní kancelar VŠETEČKA ZÉtci/i’ ŠVORČÍK KALENSKÝ A PARTNEŘI

120 00 Praha 2, Hálkova 2 Česká republika petr kalenský

Claims (6)

1. Způsob destilačního oddělení nitrilu kyseliny 6-aminokapronové ze směsi (I), která obsahuje nitril kyseliny 6-aminokapronové a imin {II)» vyznačující se tím, že se destilace provádí v destilační koloně, přičemž destilační směs má/na^alespoň jedné rovině destilační střední prodlevu alespoň 5 minut.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, jedné roviny odebírá z destilační kolony odvádí se do odkládací nádrže a následně znovu přivádí do destilační kolony.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se zpětný tok vede nejprve odkládací nádrží a následně se vede zpět do destilační kolony.

4. Způsob podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se jako imin (II) používá cyklický imin.

5. Způsob podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že se jako imin (II) používá tetrahydroazepin.

6. Způsob podle nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že se destilace provádí při tlaku v rozsahu 10 až 1000 mbar.