DD156178B1 - HYDROGEN PROCESS FOR THE PREPARATION OF PRIMARY FETTAMINES - Google Patents

HYDROGEN PROCESS FOR THE PREPARATION OF PRIMARY FETTAMINES Download PDF

Info

Publication number
DD156178B1
DD156178B1 DD22744281A DD22744281A DD156178B1 DD 156178 B1 DD156178 B1 DD 156178B1 DD 22744281 A DD22744281 A DD 22744281A DD 22744281 A DD22744281 A DD 22744281A DD 156178 B1 DD156178 B1 DD 156178B1
Authority
DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
catalyst
nickel
catalysts
inert gas
hydrogenation
Prior art date
Application number
DD22744281A
Other languages
German (de)
Other versions
DD156178A1 (en
Inventor
Wolfgang Lambrecht
Rainer Schoedel
Heinz Aring
Horst Foerster
Manfred Pietsch
Tilo Reichert
Wolfgang Tietz
Original Assignee
Hydrierwerk Rodleben Veb
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hydrierwerk Rodleben Veb filed Critical Hydrierwerk Rodleben Veb
Priority to DD22744281A priority Critical patent/DD156178B1/en
Publication of DD156178A1 publication Critical patent/DD156178A1/en
Publication of DD156178B1 publication Critical patent/DD156178B1/en

Links

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

-2- 274 42-2- 274 42

Die Wirkung der speziellen Inertgasbehandlung des Katalysators bei 673 bis 723 K und 300 bis 1000V/Vh bis zur vollständigen Entfernung des Wasserstoffs besteht in einer Verbesserung der katalytischen Aktivität sowohl im Vergleich zu anderen Stabilisierungsverfahren als auch im Vergleich zum ursprünglichen, reduzierten, aber unstabilisierten Katalysator. Diese /Vi rkung stellt eine wesentliche Verbesserung des Katalysators dar und ist nicht nur eine Verringerung des Verlustes an Aktivität Dei der Stabilisierung im Vergleich zum frisch reduzierten, noch unstabilisierten Katalysator. Vorteilhaft für das arfindungsgemäße Verfahren ist, daß vor Beginn der Hydrierung 30 bis 300ml einer 40%igen NaOH-Lösung/kg Katalysator zu jem im Autoklaven befindlichen Fettsäurenitril-Katalysator-Gemisch dosiert werden. Es ist wichtig, durch intensives Rühren ader Rühren bei gleichzeitigem Durchleiten eines Wasserstoffstromes von 10 bis 50Nm3/ht, der im Kreislauf geführt wird, das Lösen des Wasserstoffs im Reaktionsprodukt zu beschleunigen. Für das erfindungsgemäße Verfahren werden Fettsäurenitrile mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen je Molekül eingesetzt.The effect of the particular inert gas treatment of the catalyst at 673 to 723 K and 300 to 1000 V / Vh until complete removal of the hydrogen is an improvement in catalytic activity both compared to other stabilization processes and compared to the original, reduced but unstabilized catalyst. This improvement represents a substantial improvement in the catalyst and is not only a reduction in the loss of stabilizing activity as compared to the freshly reduced, yet unstabilized catalyst. It is advantageous for the process according to the invention that 30 to 300 ml of a 40% strength NaOH solution / kg of catalyst are metered into a fatty acid-nitrile catalyst mixture in the autoclave before the beginning of the hydrogenation. It is important to accelerate the dissolution of the hydrogen in the reaction product by vigorously stirring the stirring while passing a hydrogen stream of 10 to 50 Nm 3 / ht, which is recycled. For the process according to the invention, fatty acid nitriles having 6 to 24 carbon atoms per molecule are used.

Unter den Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine gute Nutzung des eingesetzten Katalysators. Außerdem läuft die Reaktion unter diesen vergleichsweise milden Bedingungen mit relativ hoher Selektivität ab, so daß neben geringem Katalysatorverbrauch auch gute Ausbeuten an primären Aminen ermöglicht werden.Under the conditions of the process according to the invention a good use of the catalyst used. In addition, the reaction proceeds under these relatively mild conditions with relatively high selectivity, so that in addition to low catalyst consumption and good yields of primary amines are possible.

Ausf ü hru ngsbeispieleExemplary embodiments

Beispiel 1 (Vergleichsbeispiei)Example 1 (comparative example)

Ein durch gemeinsame Fällung von Nickel und S1O2 aus Nickelsalz- und Natriumsilikatlösung hergestellter Nickelkatalysator mit einem Gehalt an Nickel von 50% wird 8 Stunden bei 723K im Wasserstoffstrom reduziert, im Wasserstoffstrom auf 353K abgekühlt und anschließend bei dieser Temperatur eine Stunde im Inertgasstrom (Stickstoff) gespült. Danach wird der Katalysator mit einem Inertgas-Luft-Gemisch, das 1 Vol.-% Sauerstoff im Eingang enthält, stabilisiert, bis keine merkliche Sauerstoffaufnahme mehr erfolgt, d. h. die Sauerstoffkonzentrationen im Ein- und Ausgang des Stabilisierungsbehälters gleich sind. Die Belastung beträgt in allen Fällen 500V/Vh. Nach dem Mahlen des Katalysators wird er in einem Rührautoklaven zur Hydrierung von Fettsäurenitril, dem 40 ml einer 40%igen NaOH-Lösung/kg Katalysator zugesetzt wurden, eingesetzt. In der Tabelle 1 sind die Reaktionsbedingungen und die erreichten Umsetzungsgrade zu Aminen zusammengestellt.A nickel catalyst prepared by coprecipitation of nickel and S1O2 from nickel salt and sodium silicate solution containing 50% nickel is reduced in hydrogen flow at 723K for 8 hours, cooled to 353K in hydrogen stream and then purged at that temperature for one hour in an inert gas stream (nitrogen) , Thereafter, the catalyst is stabilized with an inert gas-air mixture containing 1% by volume of oxygen in the inlet until there is no appreciable oxygen uptake, d. H. the oxygen concentrations in the inlet and outlet of the stabilization tank are the same. The load is in all cases 500V / Vh. After grinding the catalyst, it is used in a stirred autoclave for the hydrogenation of fatty acid nitrile to which 40 ml of a 40% strength NaOH solution / kg of catalyst have been added. Table 1 summarizes the reaction conditions and the degrees of conversion achieved to amines.

Tabelle 1Table 1

Versuchsnummertest number (K)(K) 11 22 33 44 Reaktionstemperaturreaction temperature (MPa)(MPa) 423423 423423 393393 393393 WasserstoffdruckHydrogen pressure (MPa)(MPa) 3,33.3 3,33.3 3,33.3 3,33.3 NH3-DmCkNH 3 -DmCk (%)(%) 1,71.7 1,71.7 1,71.7 1,71.7 Katalysatormengeamount of catalyst (h)(H) 0,410.41 0,360.36 0,360.36 0,360.36 Hydrierdauerhydrogenation (%)(%) 22 1,61.6 1,61.6 1,61.6 Umsatz zu AminenSales to amines 99,099.0 96,296.2 59,459.4 32,832.8 Umsatz zu primärenSales to primary (%)(%) Aminenamines 82,282.2 80,280.2 50,550.5 28,928.9

Bei den Versuchen 1 bis 3 wurde frisch reduzierter und stabilisierter Katalysator eingesetzt. Bei Versuch 4 wurde ein Katalysator eingesetzt, der ein halbes Jahr an Luft gelagert hatte.In experiments 1 to 3 freshly reduced and stabilized catalyst was used. In Experiment 4, a catalyst was used which had been stored in air for half a year.

Beispiel 2 (erfindungsgemäßes Beispiel)Example 2 (Inventive Example)

Ein durch gemeinsame Fällung von Nickel und Siliziumdioxid aus Nickelsalz- und Natriumsilikatlösung hergestellter Nickelkatalysator mit einem Gehalt an Nickel von 50% wird 8 Stunden bei 723K im Wasserstoffstrom reduziert, 1 Stunde bei 723 K mit Stickstoff gespült und anschließend in diesem Inertgasstrom auf 353 K abgekühlt. Bei dieser Temperatur wird der Katalysator mit einem Inertgas-Luft-Gemisch, das im Eingang 1 Vol.-% Sauerstoff enthält, stabilisiert, bis keine merkliche Sauerstoffaufnahme durch den Katalysator erfolgt, d.h. die Sauerstoffkonzentrationen im Ein- und Ausgang des Stabilisierungsbehälters gleich sind. Die Belastung beträgt in allen Fällen 500V/Vh. Nach dem Mahlen des Katalysators wird er in einem Rührautoklaven zur Hydrierung von Fettsäurenitril, dem 40ml einer 40%igen Na-OH-Lösung/kg Katalyator zugesetzt werden, eingesetzt. In der Tabelle 2 sind die Reaktionsbedingungen und die erreichten Umsetzungsgrade zu Aminen zusammengestellt.A nickel catalyst prepared by co-precipitation of nickel and silica from nickel salt and sodium silicate solution containing 50% nickel is reduced in hydrogen flow at 723K for 8 hours, purged with nitrogen at 723K for 1 hour and then cooled to 353K in this inert gas stream. At this temperature, the catalyst is stabilized with an inert gas-air mixture containing 1 vol.% Oxygen in the inlet until there is no appreciable oxygen uptake by the catalyst, i. the oxygen concentrations in the inlet and outlet of the stabilization tank are the same. The load is in all cases 500V / Vh. After grinding the catalyst, it is used in a stirred autoclave for the hydrogenation of fatty acid nitrile to which 40 ml of a 40% strength NaOH solution / kg of catalyst are added. Table 2 summarizes the reaction conditions and the degrees of conversion achieved to amines.

Tabelle 2Table 2

Versuchsnummertest number

Reaktionstemperaturreaction temperature (K)(K) WasserstoffdruckHydrogen pressure (MPa)(MPa) NH3-DmCkNH 3 -DmCk (MPa)(MPa) Kata lysato rm e η g eKata lysato rm e η g e (%)(%) Hydrierdauerhydrogenation (h)(H) Umsatz zu AminenSales to amines (%)(%) Umsatz zu primärenSales to primary Aminenamines (%)(%)

423 3,3 1,7 0,36423 3.3 1.7 0.36

393 3,3 1,7 0,36 1,6 92,2393 3.3 1.7 0.36 1.6 92.2

80,280.2

393 3,3 1,7 0,36 1,6 91,0393 3.3 1.7 0.36 1.6 91.0

79,279.2

Bei den Versuchen 5 und 6 wurde frisch reduzierter und stabilisierter Katalysator eingesetzt. Der in Versuch 7 verwendete Katalysator hatte vor dem Einsatz ein halbes Jahr an Luft gelagert.In experiments 5 and 6, freshly reduced and stabilized catalyst was used. The catalyst used in Run 7 had been stored in air for half a year before use.

Beispiel 2 zeigt, daß unter den Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit geringem Katalysatoreinsatz höhere Umsätze zu Aminen erreicht werden. Auch nach längerer Lagerung des für das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehenen Katalysators werden vergleichsweise gute Hydrierergebnisse erzielt.Example 2 shows that under the conditions of the process according to the invention with low catalyst use higher conversions to amines are achieved. Even after prolonged storage of the catalyst provided for the process according to the invention, comparatively good hydrogenation results are achieved.

-3- 274 42-3- 274 42

Beispiel 3Example 3

4 Chargen eines nach Beispiel 2 hergestellten Katalysators wurden nach der Reduktion anschließend bei unterschiedlichen Temperaturen 1 Stunde mit einem Stickstoffstrom von 800V/Vh behandelt und danach wie im Beispiel 2 beschrieben stabilisiert und zur Nitrilhydrierung eingesetzt.4 batches of a catalyst prepared according to Example 2 were then treated after reduction at different temperatures for 1 hour with a nitrogen flow of 800V / Vh and then stabilized as described in Example 2 and used for Nitrilhydrierung.

Die Inertgasbehandlungstemperatur, die Reaktionsbedingungen und die erreichten Umsetzungsgrade zu Aminen sind in Tabelle 3 zusammengestellt.The inert gas treatment temperature, the reaction conditions and the degrees of conversion to amines achieved are summarized in Table 3.

Tabelle 3Table 3

Versuchsnummer 8 9 10 11Test number 8 9 10 11

Inertgasbehandlungstem-Inertgasbehandlungstem- (K)(K) 643643 673673 723723 753753 peratur des Katalysatorstemperature of the catalyst (K)(K) 423423 423423 423423 423423 Reaktionstemperaturreaction temperature (MPa)(MPa) 3,33.3 3,33.3 3,33.3 3,33.3 WasserstoffdruckHydrogen pressure (MPa)(MPa) 1,71.7 1,71.7 1,71.7 1,71.7 NH3-DmCkNH 3 -DmCk (%)(%) 0,360.36 0,360.36 0,360.36 0,360.36 Katalysatormengeamount of catalyst (h)(H) 1,61.6 1,61.6 1,61.6 1,61.6 Hydrierdauerhydrogenation (%)(%) 97,197.1 99,399.3 99,599.5 98,098.0 Umsatz zu AminenSales to amines Umsatz zu primärenSales to primary (%)(%) 79,679.6 87,187.1 85,985.9 81,281.2 Aminenamines

Der Vergleich der Versuche 8 bis 11 (Beispiel 3), 5 (Beispiel 2) und 2 (Beispiel 1) zeigt, daß die Nitrilhydrierung bei Einsatz der erfindungsgemäß behandelten Katalysatoren (Versuche 5,9 und 10) wesentlich bessere Hydrierergebnisse (Umsatz zu Aminen und Primäraminausbeute) als bei den Versuchen 2, 8 und 11 ergibt.The comparison of Experiments 8 to 11 (Example 3), 5 (Example 2) and 2 (Example 1) shows that the nitrile hydrogenation when using the invention treated catalysts (Experiments 5,9 and 10) significantly better hydrogenation (conversion to amines and Primäraminausbeute) than in the experiments 2, 8 and 11 results.

Versuch 2: unkontrollierte Abkühlung im StickstoffstromExperiment 2: uncontrolled cooling in a stream of nitrogen

Versuch 8: unzureichende H2-Desorption durch zu niedrige Behandlungstemperatur Versuch 11: thermische Schädigung des Katalysators durch zu hohe Behandlungstemperatur.Experiment 8: Insufficient H 2 desorption due to treatment temperature that is too low. Experiment 11: Thermal damage to the catalyst due to excessively high treatment temperature.

Beispiel 4Example 4

4 Chargen eines nach Beispiel 2 hergestellten Katalysators wurden nach der Reduktion anschließend bei 723 K 1 Stunde mit Stickstoff unterschiedlicher Belastung behandelt und danach wie im Beispiel 2 beschrieben stabilisiert und zur Nitrilhydrierung eingesetzt. Die Stickstoffbelastung bei der Katalysatorbehandlung, die Reaktionsbedingungen und die erreichten Umsetzungsgrade zu Aminen sind in Tabelle 4 zusammengefaßt.4 batches of a catalyst prepared according to Example 2 were then treated after reduction at 723 K for 1 hour with nitrogen of different load and then stabilized as described in Example 2 and used for nitrile hydrogenation. The nitrogen load in the catalyst treatment, the reaction conditions and the degrees of conversion achieved to amines are summarized in Table 4.

Tabelle 4Table 4

Versuchsnummer 12 13 14 15Test number 12 13 14 15

Stickstoffbelastung desNitrogen pollution of the (K)(K) 200200 300300 10001000 15001500 Katalysators (V/Vh)Catalyst (V / Vh) (MPa)(MPa) 423423 423423 423423 423423 Reaktionstemperaturreaction temperature (MPa)(MPa) 3,33.3 3,33.3 3,33.3 3,33.3 Wasserstoff druckHydrogen pressure (%)(%) 1,71.7 1,71.7 1,71.7 1,71.7 NH3-DrUCkNH 3 pressure (h)(H) 0,360.36 0,360.36 0,360.36 0,360.36 Katalysatormengeamount of catalyst (%)(%) 1,61.6 1,61.6 1,61.6 1,61.6 Hydrierdauerhydrogenation 97,797.7 99,299.2 99,699.6 98,398.3 Umsatz zu AminenSales to amines (%)(%) Umsatz zu primärenSales to primary • 81,3• 81.3 89,189.1 88,388.3 79,479.4 Aminenamines

Der Vergleich der Versuche 12 bis 15 zeigt, daß nur die erfindungsgemäß eingesetzten Katalysatoren in den Beispielen 13 und 14 ausreichende Aktivität und Selektivität bei der Nitrilhydrierung ergeben.The comparison of Experiments 12 to 15 shows that only the catalysts used in the invention in Examples 13 and 14 give sufficient activity and selectivity in the nitrile hydrogenation.

Die Ursache für die geringe Aktivität und Selektivität bei der Hydrierung im Versuch 12 liegt in der unzureichenden Entfernung des chemisch gebundenen Wasserstoffs vor der Luftstabilisierung beim eingesetzten Katalysator. Eine Erklärung für den Leistungsabfall bei Einsatz von Katalysatoren, die eine überdosierte Stickstoffbehandlung erfahren haben (Versuch 15), kann nicht gegeben werden.The reason for the low activity and selectivity in the hydrogenation in Experiment 12 is the insufficient removal of the chemically bound hydrogen before the air stabilization of the catalyst used. An explanation for the performance degradation when using catalysts that have undergone an overdosed nitrogen treatment (Experiment 15) can not be given.

Beispiel 5Example 5

Ein nach Beispiel 2 hergestellter Katalysator wurde in verschiedenen Mengen in einem Rührautoklaven zur Hydrierung von Fettsäurenitril, dem 40ml einer 40%igen NaOH-Lösung/kg Katalysator zugesetzt wurden, eingesetzt. In der Tabelle 5 sind die Reaktionsbedingungen und die erreichten Umsetzungsgrade zu Aminen zusammengestellt.A catalyst prepared according to Example 2 was used in various amounts in a stirred autoclave for the hydrogenation of fatty acid nitrile to which 40 ml of a 40% strength NaOH solution / kg of catalyst were added. Table 5 summarizes the reaction conditions and the degrees of conversion achieved with amines.

Tabelle 5Table 5

Versuchsnummertest number

1616

1818

Reaktionstemperatur (K)Reaction temperature (K)

Wasserstoffdruck (MPa)Hydrogen pressure (MPa)

NH3-Druck (MPa)NH 3 pressure (MPa)

Katalysatormenge (%)Amount of catalyst (%)

Hydrierdauer (h)Hydrogenation time (h)

Umsatzzu Aminen (%) Umsatz zu primärenSales to Amines (%) Sales to Primary

Aminen (%)Amines (%)

423 3,3 1,7 0,33 1,6 98,2423 3.3 1.7 0.33 1.6 98.2

423 3,3 1,7 0,40 1,6 99,7423 3.3 1.7 0.40 1.6 99.7

88,388.3

423 3,3423 3.3

1,7 0,42 1,6 99,81.7 0.42 1.6 99.8

80,680.6

-4- 274 42-4- 274 42

Der Vergleich der Versuche 16,17 und 18 (Beispiel 5) und 5 (Beispiel 2) zeigt, daß bei unzureichender Katalysatormengesowohl Jmsatz zu Aminen wie auch die Primäraminbildung nicht der Zielstellung > 99,0% bzw. > 85% entsprechen. Bei Überdosierung Jes Katalysators (Versuch 18) kommt es wohl zu einem hohen Nitrilumsatz, gleichzeitig steigt aber die Desaminierung vom Drimären Amin zu sekundären und tertiären Aminen unvertretbar an. Die Folge ist der ausgewiesene niedrige Primäramingehalt m Hydrierprodukt.Comparison of Experiments 16, 17 and 18 (Example 5) and 5 (Example 2) shows that with insufficient amounts of catalyst, both amine and primary amine formation do not meet the target> 99.0% and> 85%, respectively. Overdose of Jes catalyst (Experiment 18) probably leads to a high nitrile conversion, but at the same time the deamination of the drimeric amine to secondary and tertiary amines increases unacceptably. The consequence is the designated low primary amine content in the hydrogenation product.

Beispiel 6Example 6

Ein durch gemeinsame Fällung von Nickel und SiO2 aus Nickelsalz- und Natriumsilikatlösung hergestellter Nickelkatalysator mit einem Gehaltan Nickel von 50% wird 8 Stunden bei 723 K im Wasserstoffstrom reduziert und anschließend nach US-PS 2677 668 im Inertgasstrom abgekühlt und passiviert. Der Katalysator wird gemahlen und in einem Rührautoklaven zur Hydrierung von Fettsäurenitril, dem 40 ml einer 40%igen NaOH-Lösung/kg Katalysator zugesetzt wurden, eingesetzt. In der Tabelle 6 sind die Reaktionsbedingungen und die erreichten Umsetzungsgrade zu Aminen zusammengestellt.A nickel catalyst prepared by co-precipitation of nickel and SiO 2 from nickel salt solution and sodium silicate solution containing 50% nickel is reduced for 8 hours at 723 K in a hydrogen stream and then cooled and passivated in an inert gas stream according to US Pat. No. 2,677,668. The catalyst is ground and used in a stirred autoclave for the hydrogenation of fatty acid nitrile to which 40 ml of a 40% strength NaOH solution / kg of catalyst have been added. Table 6 summarizes the reaction conditions and the degrees of conversion achieved to amines.

Tabelle 6Table 6

Versuchsnummertest number

1919

2121

Reaktionstemperatur (K)Reaction temperature (K)

Wasserstoffdruck (MPa)Hydrogen pressure (MPa)

NH3-Druck (MPa)NH 3 pressure (MPa)

Katalysatormenge (%)Amount of catalyst (%)

Hydrierdauer (h)Hydrogenation time (h)

Umsatzzu Aminen (%) Umsatzzu primärenSales to Amines (%) Sales to Primary

Aminen (%)Amines (%)

423 3,3 1,7 0,36 1,6 94,3423 3.3 1.7 0.36 1.6 94.3

423 3,3 1,7 0,40 1.6 96,8423 3.3 1.7 0.40 1.6 96.8

80,580.5

423 3,3 1,7 0,45 1,6 97,5423 3.3 1.7 0.45 1.6 97.5

79,679.6

Der Vergleich der Versuche 19,20 und 21 zeigt, daß trotz erhöhter Katalysatormenge (Versuch 21) sowohl der Umsatz zu Aminen wie auch die Primäraminbildung nicht der Zielstellung >99%bzw. >85% entsprechen. Bei Überdosierung des Katalysators kommt es darüber hinaus zur Desaminierung unter Bildung von sekundären und tertiären Aminen, Die Folge ist der erreichte niedere Primäramingehalt im Hydrierprodukt.The comparison of the experiments 19,20 and 21 shows that despite increased amount of catalyst (experiment 21), both the conversion to amines and the Primäraminbildung not the target position> 99% or. > 85% match. In overdose of the catalyst occurs beyond the deamination to form secondary and tertiary amines, The result is reached the lower primary amine content in the hydrogenation product.

Beispiel 7Example 7

Ein nach DD-PS 152686 hergestellter Katalysator wird in einem Rührautoklaven zur Hydrierung von Fettsäurenitril, dem 40 ml einer 40%igen NaOH-Lösung/kg Katalysator zugesetzt wurden, eingesetzt. In der Tabelle 7 sind die Reaktionsbedingungen und die erreichten Umsetzungsgrade zu Aminen zusammengestellt.A prepared according to DD-PS 152686 catalyst is used in a stirred autoclave for the hydrogenation of fatty acid nitrile, 40 ml of a 40% NaOH solution / kg catalyst were added. Table 7 summarizes the reaction conditions and the degrees of conversion achieved to amines.

Tabelle 7Table 7

Versuchsnummertest number

2222

2424

Reaktionstemperatur (K)Reaction temperature (K)

Wasserstoffdruck (MPa)Hydrogen pressure (MPa)

NH3-Druck (MPa)NH 3 pressure (MPa)

Katalysatormenge (%)Amount of catalyst (%)

Hydrierdauer (h)Hydrogenation time (h)

Umsatzzu Aminen (%) Umsatzzu primärenSales to Amines (%) Sales to Primary

Aminen (%)Amines (%)

423 3,3 1,7 0,36 1.6 91,8423 3.3 1.7 0.36 1.6 91.8

423 3,3 1,7 0,40 1,6 92,3423 3.3 1.7 0.40 1.6 92.3

81,481.4

423 3,3 1,7 0,45 1,6 98,1423 3.3 1.7 0.45 1.6 98.1

78,378.3

Die Ergebnisse der Versuche 22, 23 und 24 zeigen, daß mit dem o.g. Katalysator die Zielstellung >99% Aminausbeute und >85% Primäraminausbeute nicht erreicht wurden. Bei weiterer Steigerung der Katalysatormengen über 0,5% sind zwar Aminbildungen > 99% möglich, jedoch liegt dann die Primäraminbildung nur bei 75%.The results of experiments 22, 23 and 24 show that with the o.g. Catalyst the target position> 99% amine yield and> 85% Primäraminausbeute were not reached. If the amount of catalyst exceeds 0.5%, amine formations> 99% are possible, but primary amine formation is only 75%.

Beispiel 8Example 8

Ein durch Fällung von Nickel auf Kieselgur hergestellter Nickelkatalysator mit einem Gehalt an Nickel von 50% wird 8 Stunden bei 723 K im Wasserstoffstrom reduziert und anschließend nach US-PS 3868332 im Inertgasstrom abgekühlt und passiviert. Der Katalysator wird gemahlen und in einem Rührautoklaven zur Hydrierung von Fettsäurenitril, dem 40 ml einer 40%igen NaOH-Lösung/kg Katalysator zugesetzt wurden, eingesetzt. In der Tabelle 8 sind die Reaktionsbedingungen und die erreichten UmsetzLngsgrade zu Aminen zusammengestellt.A produced by precipitation of nickel on diatomaceous earth nickel catalyst with a nickel content of 50% is reduced for 8 hours at 723 K in a stream of hydrogen and then cooled and passivated according to US-PS 3868332 in inert gas. The catalyst is ground and used in a stirred autoclave for the hydrogenation of fatty acid nitrile to which 40 ml of a 40% strength NaOH solution / kg of catalyst have been added. Table 8 summarizes the reaction conditions and the degrees of conversion achieved to give amines.

Tat jU 8Act 8

Versuchsnummertest number

2525

2727

Reaktionstemperatur Wasserstoffdruck NH3-Druck Katalysatormenge Hydrierdauer Umsatzzu Aminen Umsatzzu primären AminenReaction temperature hydrogen pressure NH 3 pressure catalyst amount hydrogenation time conversion to amines Revenue to primary amines

(K)(K)

(MPa)(MPa)

(MPa)(MPa)

423423

81,181.1

423 3,3 1,7 0,45 1,6 90,7423 3.3 1.7 0.45 1.6 90.7

78,178.1

423 3,3 1,7 0,50 1,6 93,8423 3.3 1.7 0.50 1.6 93.8

78,278.2

Die Ergebnisse zeigen, daß wesentlich höhere Katalysatormengen als in den erfindungsgemäßen Beispielen (z. B. Versuch 5) immer noch unbefriedigende Umsätze zu Aminen und niedrige Ausbeuten an Primäramin ergeben.The results show that much higher amounts of catalyst than in the examples according to the invention (eg Experiment 5) still give unsatisfactory conversions to amines and low yields of primary amine.

Claims (1)

-1- 274 42-1- 274 42 Erfindungsanspruch:Invention claim: Verfahren zur Herstellung von primären FettsJ, die 6 bis 24 C-Atome je Molekül aufweisen, durch Hydrierung bei Temperaturen über 393 K an suspendiertem Ni/SiCVKataiysator, der durch gemeinsame Fällung von Nickel und SiC^aus Nickelsalz- und Natriumsilikatlösung mit anschließender Reduktion im Wasserstoffstrom bei Temperaturen von 673 bis 723 K, Spülen im Inertgasstrom und üblicher Luftstabilisierung mit Sauerstoff bei Temperaturen von 433 bis 323 K hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrierung unter Verwendung von 0,35 bis 0,40% Katalysator, der nach seiner Reduktion anschließend bei einer Temperatur von 673 bis 723 K mit einer Inertgasbelastung von 300 bis 1 000V/Vh so lange behandelt wird, bis der Wasserstoff vollständig vom Katalysator desorbiert ist, durchgeführt wird.Process for the preparation of primary FettsJ having 6 to 24 C-atoms per molecule, by hydrogenation at temperatures above 393 K of suspended Ni / SiCVKataiysator by co-precipitation of nickel and SiC ^ from nickel salt and sodium silicate solution followed by reduction in a hydrogen stream at temperatures of 673 to 723 K, rinsing in an inert gas stream and conventional air stabilization with oxygen at temperatures of 433 to 323 K, characterized in that the hydrogenation is carried out using 0.35 to 0.40% of catalyst, which after its reduction is treated at a temperature of 673 to 723 K with an inert gas of 300 to 1 000V / Vh until the hydrogen is completely desorbed from the catalyst is carried out. Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrierung von Fettsäurenitrilen zu primären Fettaminen. Charakteristik der bekannten technischen LösungenThe present invention relates to a process for the hydrogenation of fatty acid nitriles to primary fatty amines. Characteristic of the known technical solutions Zur Hydrierung von Fettsäurenitrilen zu primären Fettaminen werden üblicherweise Verfahren eingesetzt, bei denen der pulverförmige Katalysator im Nitril suspendiert wird. Dabei kommen unterschiedliche Katalysatoren zur Anwendung. Bei Verfahren, die mit Nickel-Kupfer-Mangan-Katalysatoren arbeiten (DD-PS 55959), sind die Katalysatorkosten zwar relativ niedrig, es werden jedoch unbefriedigende Umsetzungsgrade und geringe Ausbeuten an primären Aminen erhalten. Wesentlich bessere Umsetzungsgrade werden bei Verfahren erzielt, die Raney-Nickel als Katalysator verwenden (DE-AS 1 543762, US-PS 2287219). Nachteilig bei Raney-Nickel ist, daß der Katalysator nicht gegen den Sauerstoffangriff der Luft stabilisiert werden kann und daher erhebliche Schwierigkeiten bei der Handhabung bereitet. Durch das aufwendige Herstellungsverfahren und den hohen Nickelgehalt sind die Kosten bei Einsatz von Raney-Nickel merklich höher als bei Verwendung von Nickel-Trägerkatalysatoren. Sehr selektiv arbeiten Verfahren, bei denen Raney-Kobait Verwendung findet (GB-PS 1 388053). Diese Katalysatoren sind noch kostenaufwendiger als Raney-Nickel. Auch bei Verfahren, die Kobalt-Fällkatalysatoren mit basischen Zusätzen verwenden, sind die Kataiysatorkosten beträchtlich, da diese Katalysatoren vergleichsweise inaktiv sind und Reaktionstemperaturen bis über 473 K benötigen (DE-AS 1518118). Dies trifft auch auf die bekannten Verfahren mit Nickel-Träger-Katalysatoren zu. Die Katalysatoren sind zwar billiger, es müssen aber ebenfalls hohe Reaktionstemperaturen eingehalten werden. Außerdem sind Katalysatorkonzentrationen im Reaktionsgemisch bis über 0,5% bezogen auf die eingesetzte Fettsäurenitrilmenge und Reaktionszeiten bis über 2,5 Stunden notwendig, um die Nitrile in ausreichendem Maße zu hydrieren. Bei diesen Reaktionsbedingungen wird jedoch die Bildung von sekundären und tertiären Aminen gefördert. Die mangelnde katalytische Aktivität der bei den bekannten Verfahren eingesetzten Fällkatalysatoren wird zu einem Teil schon durch die schlecht reproduzierbaren Herstellungsverfahren der Katalysatoren verursacht (vgl. Tenside, Zeitschrift für Physik, Chemie und Anwendung grenzflächenaktiver Stoffe, 3. Jahrgang, Heft 8, S. 286).For the hydrogenation of fatty acid nitriles to primary fatty amines, processes are usually used in which the powdery catalyst is suspended in nitrile. Different catalysts are used. In processes using nickel-copper-manganese catalysts (DD-PS 55959), although the catalyst costs are relatively low, unsatisfactory levels of conversion and low yields of primary amines are obtained. Significantly better degrees of conversion are achieved in processes that use Raney nickel as a catalyst (DE-AS 1 543762, US-PS 2287219). A disadvantage of Raney nickel is that the catalyst can not be stabilized against the oxygen attack of the air and therefore causes considerable difficulties in handling. The costly manufacturing process and the high nickel content, the cost of using Raney nickel are significantly higher than when using nickel-supported catalysts. Very selective work methods in which Raney-Kobait is used (GB-PS 1 388053). These catalysts are even more expensive than Raney nickel. Even in the case of processes which use cobalt precipitation catalysts with basic additives, the catalyst costs are considerable, since these catalysts are comparatively inactive and require reaction temperatures of more than 473 K (DE-AS 1518118). This also applies to the known processes with nickel-supported catalysts. Although the catalysts are cheaper, but also high reaction temperatures must be maintained. In addition, catalyst concentrations in the reaction mixture to more than 0.5%, based on the amount of fatty acid nitrile used and reaction times of up to more than 2.5 hours are necessary to hydrogenate the nitriles sufficiently. However, under these reaction conditions, the formation of secondary and tertiary amines is promoted. The lacking catalytic activity of the precipitation catalysts used in the known processes is caused in part by the poorly reproducible production processes of the catalysts (compare Surfactants, Journal of Physics, Chemistry and Application of Surfactants, Volume 3, Issue 8, p. , Üblicherweise wird bei der Herstellung der Katalysatoren so verfahren, daß nach der Reduktion bei Temperaturen größer 423 K der Reduktionsapparat mit Inertgas gespült und gleichzeitig auf Raumtemperatur abgekühlt wird, bevor durch Zugabe von Sauerstoff zum Inertgas bei Temperaturen bis max. 323 K stabilisiert wird (US-PS 2677668, US-PS 3868332, DE-PS 1144236). Das Spülen mit Inertgas verdrängt den Wasserstoff aus dem Gasraum des Katalysatorbettes. Dabei kühlt das Katalysatorbett relativ schnell ab, weil der im Kreislauf geführte Inertgasstrom zur Wasserdampfabscheidung auf etwa 278 bis 283 K gekühlt wird. Diese Bedingungen reichen nicht aus, um insbesondere diese beträchtliche Menge chemisch gebundenen Wasserstoffs vom Katalysator zu entfernen. So mit Inertgas behandelter Katalysator ergibt bei der anschließenden Stabilisierung mit Sauerstoff immer noch örtliche Überhitzungen im Katalysatorbett. In der US-PS 2 677 668 wird angenommen, daß diese örtlichen Überhitzungen während der Stabilisierung durch Oxidation von Wasserstoff an der Oberfläche des Katalysators verursacht werden. Durch diese örtlichen Überhitzungen kommt es bei der Stabilisierung zu einer verstärkten Oxidation insbesondere der katalytisch wirksamen Katalysatoroberfläche, deshalb besitzen diese Katalysatoren eine vergleichsweise geringe katalytische Aktivität. Bei Lagerung verlieren die Katalysatoren schließlich relativ schnell weiter an katalytischer Aktivität, so daß die bekannten Hydrierverfahren zur Gewinnung von primären Fettaminen einen hohen Katalysatorverbrauch aufweisen. Die Katalysatorkosten stellen deshalb bei diesen Verfahren einen beträchtlichen Kostenfaktor dar.Usually, in the preparation of the catalysts is carried out so that after reduction at temperatures greater than 423 K, the reduction apparatus is purged with inert gas and cooled simultaneously to room temperature, before by adding oxygen to the inert gas at temperatures up to max. 323 K is stabilized (US-PS 2677668, US-PS 3868332, DE-PS 1144236). Purging with inert gas displaces the hydrogen from the gas space of the catalyst bed. In this case, the catalyst bed cools relatively quickly because the recirculated inert gas stream is cooled to about 278 to 283 K for vapor deposition. These conditions are not sufficient, in particular, to remove this considerable amount of chemically bound hydrogen from the catalyst. So treated with inert gas catalyst still results in local overheating in the catalyst bed in the subsequent stabilization with oxygen. It is believed in US Pat. No. 2,677,668 that these localized superheats are caused by oxidation of hydrogen at the surface of the catalyst during stabilization. Due to these local overheating, stabilization leads to increased oxidation, in particular of the catalytically active catalyst surface, which is why these catalysts have a comparatively low catalytic activity. Finally, when stored, the catalysts continue to lose catalytic activity relatively rapidly, so that the known hydrogenation processes for obtaining primary fatty amines have a high catalyst consumption. The catalyst costs are therefore a significant cost factor in these processes. Ziel der ErfindungObject of the invention Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Hydrierung von Fettsäurenitrilen zu Fettaminen zu entwickeln, das mit geringerem Katalysatorbedarf vollständigen Umsatz der Nitrile und eine hohe Ausbeute an primären Fettaminen ermöglicht.The aim of the invention is to develop a process for the hydrogenation of fatty acid nitriles to fatty amines, which allows complete conversion of the nitriles and a high yield of primary fatty amines with less catalyst requirement. Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Hydrierung von Fettsäurenitrilen untersuchen Bedingungen durchzuführen, daß eine weitgehende Nutzung des eingesetzten Katalysators und eine hohe Selektivität der Hydrierung erreicht wird. Diese Aufgabe wird gelöst, indem erfindungsgemäß die Hydrierung der Fettsäurenitrile bei Temperaturen von 393 bis 473 K, Wasserstoffdrücken von 2MPa bis 5MPa, NH3-Drücken von 0,5MPa bis 2 MPa und Hydrierzeiten von 1,5 bis 2 Stunden unter Verwendung eines Nickel-S^-Fällkatalysators in Mengen von 0,35 bis 0,4% (Dezogen auf die eingesetzte Fettsäurenitrilmenge) durchgeführt wird. Der Katalysator wird hergestellt durch gemeinsame Fällung von Nickel und Siliziumdioxid aus einer Nickelsalz- und Natriumsilikatlösung, Reduktion im Wasserstoffstrom bei Temperaturen von 673 bis 723K und anschließende Belastung mit einem Inertgasstrom von 300 bis 1 000 V/Vh bei Temperaturen oberhalb von 673 K, bis der Wasserstoff vollständig vom Katalysator desorbiert ist.The invention has for its object to investigate the hydrogenation of fatty acid nitriles perform conditions that a high utilization of the catalyst used and a high selectivity of the hydrogenation is achieved. This object is achieved according to the invention by hydrogenating the fatty acid nitriles at temperatures of 393 to 473 K, hydrogen pressures of 2 MPa to 5 MPa, NH 3 pressures of 0.5 MPa to 2 MPa and hydrogenation times of 1.5 to 2 hours using a nickel S ^ precipitated catalyst in amounts of 0.35 to 0.4% (reduced to the amount of fatty acid nitrile) is carried out. The catalyst is prepared by coprecipitation of nickel and silicon dioxide from a nickel salt and sodium silicate solution, reduction in hydrogen flow at temperatures of 673 to 723K and subsequent loading with an inert gas flow of 300 to 1000 V / Vh at temperatures above 673 K until the Hydrogen is completely desorbed from the catalyst. Dabei besteht der Unterschied zur üblichen Inertgasspülung der Katalysatoren nach der Reduktion darin, daß erfindungsgemäß mit einem definierten Inertgasstrom bei Temperat jren oberhalb 673K gespült wird. Erst nach vollständiger Entfernung des auf Zwischengitterplätzen des Nickels und teilweise als Nickelhydrid vorliegenden chemisch gebundenen Wasserstoffs wird in üblicherweise im Inertgasstrom abgekühlt. Der so hergestellte Katalysator wird nach Abkühlung auf 433 bis 333 K mit einem Inertgasstrom, in den Luft eindosiert ist, behandelt, bis im Abgas 1 bis 5 Vol.-% Sauerstoff gemessen werden. Die Luftzufuhr wird beibehalten, bis die Temperatur auf 323 K abgesunken ist.The difference from the customary inert gas purging of the catalysts after reduction is that, according to the invention, purging is carried out with a defined inert gas stream at a temperature above 673K. Only after complete removal of the interstitial sites of the nickel and partly present as nickel hydride chemically bound hydrogen is cooled in the usual inert gas stream. After cooling to 433 to 333 K, the catalyst thus prepared is treated with an inert gas stream, into which air is metered, until 1 to 5% by volume of oxygen are measured in the offgas. The air supply is maintained until the temperature has dropped to 323K.
DD22744281A 1981-02-05 1981-02-05 HYDROGEN PROCESS FOR THE PREPARATION OF PRIMARY FETTAMINES DD156178B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD22744281A DD156178B1 (en) 1981-02-05 1981-02-05 HYDROGEN PROCESS FOR THE PREPARATION OF PRIMARY FETTAMINES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD22744281A DD156178B1 (en) 1981-02-05 1981-02-05 HYDROGEN PROCESS FOR THE PREPARATION OF PRIMARY FETTAMINES

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DD156178A1 DD156178A1 (en) 1982-08-04
DD156178B1 true DD156178B1 (en) 1986-02-05

Family

ID=5528962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DD22744281A DD156178B1 (en) 1981-02-05 1981-02-05 HYDROGEN PROCESS FOR THE PREPARATION OF PRIMARY FETTAMINES

Country Status (1)

Country Link
DD (1) DD156178B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
DD156178A1 (en) 1982-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69911643T2 (en) RANEY COBALT CATALYSTS AND THEIR USE FOR HYDROGENATING ORGANIC COMPOUNDS
DE68909280T2 (en) Hydrogenation of aromatic amines to produce their corresponding ring hydrogenated compounds.
DE2118369C3 (en) Process for the preparation of N-arylhydroxylamines
DE2713374A1 (en) RANEY NICKEL IRON CATALYST
EP0324983A1 (en) Supported ruthenium catalyst, its preparation and its use in the preparation of cyclohexyl amine and dicyclohexyl amine, substituted or not
DE3824822A1 (en) RUTHENIUM CARRIER CATALYST, ITS PRODUCTION AND ITS USE IN THE PRODUCTION OF CYCLOHEXYLAMINE SUBSTITUTEDLY, AND SUBSTITUTED DICYCLOHEXYLAMINE SUBSTITUTED, IF ANY
DE19626993B4 (en) Process for producing an aliphatic nitrile
EP0796839A1 (en) Process for the preparation of a mixture of amino-methyl-cyclohexanes and diamino-methyl-cyclohexanes
DE19546514B4 (en) Catalyst and its use
DE2952061A1 (en) NICKEL-COBALT-SILICON DIOXIDE CATALYSTS AND THEIR USE
DE1518345B2 (en) Process for the preparation of trimethylhexamethylene diamines
DE3524330A1 (en) METHOD FOR PRODUCING CATALYSTS AND THEIR USE IN HYDRATING AND AMINATING REACTIONS
EP1108469B1 (en) Hydrogenation catalyst activation
DE60013286T2 (en) PROCESS FOR HYDROGENATION OF DINITRILES TO AMINONITRILES
EP0322760B1 (en) Process for the preparation of cobalt catalysts
DE3003731C2 (en)
DD156178B1 (en) HYDROGEN PROCESS FOR THE PREPARATION OF PRIMARY FETTAMINES
EP0503347B1 (en) Process for producing mixtures containing cyclohexylamines and dicyclohexylamines which may be substituted using a palladium /Al2O3 catalyst.
DE69837423T2 (en) METHOD FOR PRODUCING CYANOARYLMETHYLAMINE
DE69515046T2 (en) METHOD FOR INCREASING THE HYDROGENATION SPEED OF AROMATIC AMINES
DE19754571A1 (en) Process for the preparation of variable mixtures of cyclohexylamine and dicyclohexylamine
DD156175B1 (en) METHOD FOR HYDROGENATING GLUCOSE TO SORBIT
DE2408431C3 (en) Process for the preparation of silica-supported nickel catalysts
DD156176B1 (en) HYDROGENATION METHOD FOR OBTAINING LIQUID FATS
DD156177B1 (en) METHOD FOR HYDROGENATION OF FATSAEURENITRILES

Legal Events

Date Code Title Description
NPI Change in the person, name or address of the patentee (addendum to changes before extension act)
ENJ Ceased due to non-payment of renewal fee