DD297398A5

DD297398A5 - Verfahren zur herstellung von n,n-dimethylcyclohexylamin in der gasphase und katalysator zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DD297398A5
Application number: DD29814686A
Authority: DD
Inventors: Ulrich Baer; Ulrich Penzel
Original assignee: Basf Schwarzheide Gmbh,De
Priority date: 1986-12-22
Filing date: 1986-12-22
Publication date: 1992-01-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von N,N-Dimethylcyclohexylamin in der Gasphase und einen Katalysator, der bei der Durchfuehrung des Verfahrens angewendet wird. Dadurch, dasz die Gasphasenhydrierung bei Druecken bis 10 bar, vorzugsweise bei Normaldruck, und bei Temperaturen zwischen 150C und 180C, vorzugsweise bei 160C und 175C, erfolgt und das N,N-Dimethylanilin mit Geschwindigkeiten zwischen 0,05 und 0,1 kg l 1 h 1 umgesetzt wird, und der Katalysator aus Palladium auf g Aluminiumoxidtraeger mit basischen Anteilen besteht und Palladium in Mengen zwischen 0,1 und 5 * vorzugsweise 0,2 und 1 * bezogen auf die Gesamtmasse des Katalysators, und basische Anteile des Aluminiumoxidtraegers als Oxide und/oder Carbonate der Erdalkalimetalle, insbesondere des Calziums, in Mengen von 0,1 bis 3 * insbesondere 0,2 bis 2 * gerechnet als Natriumcarbonat, enthaelt, wird erreicht, dasz nach einem technologisch einfach gestalteten und leistungsfaehigen Verfahren durch katalytische Gasphasenhydrierung von Dimethylanilin bei vollstaendiger Umsetzung des N,N-Dimethylanilins N,N-Dimethylcyclohexylamin hergestellt werden kann, wobei das Cyclohexylamin nur einen minimalen Gehalt an Nebenprodukten aufweist.{N,N-Dimethylcyclohexylamin; Gasphasenhydrierung; kontinuierlich, niedrige Druecke; erhoehte Temperaturen; Katalysator Palladium auf g Aluminiumoxidtraeger mit basischen Anteilen}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von N.N-Dimethylcyclaohexylamin in der Gasphase und einen Katalysator, der bei der Durchführung des Verfahrens angewendet wird.

Dieses Ν,Ν-Dimethylcyclohexylamin wird in der chemischen Industrie als wichtiger Katalysator für Polyurethansysteme eingesetzt sowie als Ausgangsstoff für die Herstellung verschiedener Chemikalien und Phai mazeutika benötigt.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Nach einem bekannten Herstellungsverfahren gemäß DE-PS 851189 wird durch kontinuierliche Dampfphasenhydrierung von N₁N- Dimethvlanilin (DMANL) bei ca. 80 bis lOObar und 180 bis 19O⁰C farbloses N.N-Dimethylcyclohexylamin (DMCHA) mit einer Reinheit von η röhr als 99% erhalten. Zur Durchführung des Verfahrens werden Nickelkatalysatoren angewendet. Von Nachteil sind vor allem der erhöhte Druck und die geringe Umsatzgeschwindigkeit von nur 0,025kg Γ' h~\ bezogen auf DMANL.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, N.N-Dimethylcyclohexylamin nach einem technisch einfach gestalteten und leistungsfähigen Verfahren durch katalytische Gasphasenhydrierung von Ν,Ν-Dimethylanilin bei vollständiger Umsetzung des Dimethylanilins herzustellen. Es soll ein einfach herstellbarer Katalysator eingesetzt werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Ei-findung liegt zur Erreichung des Zieles die Aufgabe zugrunde, N,N-Dimethylcyclohexylamin durch Gasphasenhydrierung

im Niederdruckbereich, möglichst bei Normaldruck, mit geringem technischen Aufwand herzustellen, wobei das Ν,Ν-Dimethylcyciohexylamin nur einen minimalen Gehalt an Nebenprodukten aufweist und wobei der eingesetzte Katalysator die Herstellung im Niederdruckbereich zuläßt und eine hohe Gebrauchsdauer aufweist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Gasphasenhydrierung bei Drücken bis 10bar, vorzugsweise bei Normaldruck, und bei Temperaturen zwischen 150⁰C und 180^cC, vorzugsweise bei 16O⁰C und 175°C, durch Leiten des Gasgemisches über einen fest angeordneten Katalysator von oben nach unten erfolgt und das Ν,Ν-Dimethylanilin mit Geschwindigkeiten zwischen 0,05 und 0,1 kg Γ' h"¹ umgesetzt wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe außerdem dadurch gelöut, daß solch ein Katalysator eingesetzt wird, der aus Palladium auf Y-Aluminiumoxidträger mit basischen Anteilen besteht und Palladium als hydrieraktiven Bastandteil in Mengen zwischen

0,1 und 5Gew.-%, vorzugsweise 0,2 und 1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Katalysators, und basische Anteile des

Aluminiumoxidträgers als Oxide und/oder Carbonate der Erdalkalimetalle, insbesondere des Calziums, in Mengen von 0,1 bis

6 Gew.-%, insbesondere 1 bis 4Gew.-%, gerechnet als Calziumoxid und der der Alkalimetalle, insbesondere des Natriums, in

Mengen von 0,1 bis 3Gew.-%, insbesondere 0,2 bis ',5Gew.-%, gerechnet als Natriumcarbonat, enthält. Es war völlig überraschend, daß mit besonderem Vorteil im Unterdruckbereich bis 10 bar, vorzugsweise bei Normaldruckbei fest

angeordneten Hydrierkatalysatoren aus Palladium auf Aluminiumoxidträger mit basiscliun Zusätzen unerwartet in guter Weise geeignet sind, die kontinuierliche Umsetzung von DMANL mit überschüssigem Wasserstoff in der Gasphase zu DMCHA vollständig und mit einem minimalen Gehalt an Nebenprodukten bei erhöhter Temperatur zu katalysieren.

Dagegen sind andere Hydrierkatalysatoren, wie zum Beispiel ein Gemisch von Cobaltoxid und Calziumcarbonat in fest

angeordneter Form bei sonst gleichen Hydrierbedingungen nicht geeignet.

Die Menge des überschüssigen Wasserstoffes beträgt das 5· bis BOfache, vorzugsweise 10- bis 40fache der theoretisch

benötigten Menge. Der Überschußwasserstoff kann in an sich bekannter Weite als Kreisgas geführt werden, wobei entsprechend des Verbrauches die benötigte Menge Frischwasserstoff kontinuierlich dem Kreisgas zugesetzt wird.

Die Umsatzgeschwindigkeit für DMANL beträgt 0,05 bis 0,1 kg pro Liter Katalysatorvolumen und Stunde. Als Träger wird

γ-Aluminiumoxid mit einer Oberflächo größer 10OmVg, vorzugsweise größer 15OmVg, als inniges Gemisch mit basischen

Anteilen eingesetzt. Die Träger werden nach innigem Mischen von γ-Aluminiumoxid mit den basischen Zusätzen in bekannter Weise zu Strängen, Zylindern odor Kugeln verformt, wobei die Strangform bevorzugt ist. Zur Herstellung der kompletten Hydrierkatalysatoren wird

in bekannter Weise das Palladium aus saurer, insbesondere salpetersaurer Lösung durch Tränken der Formkörper auf diese fein und gleichmäßig aufgebracht, und danach wird bei etwa 100⁰C getrocknet. Die Hydrierkatalysatoren sind ohne Voraktivierung direkt gebrauchsfähig und besitzen eine Gebrauchsdauer von mindestens 2000 Stunden.

Das erfindungsgemäße kontinuierliche Gasphasenhydrierverfahren gestattet in vereinfachter technischer Ausführung boi Drücken bis 10bar, vorzugsweise bei Normaldruck die vollständige und hochselektive Herstellung von DMCHA aus DMANL mit

erhöhter Umsatzgoschwindigkeit. Weiterhin von Vorteil ist, daß der Hydrierkatalysator aus verfügbaren Rohstoffen i η technisch einfacher Weise herstellbar ist. Vorteilhaft ist auch die lange Gebrauchsdauer des Hydrierkatalysators.

Die Erfindung soll mit folgenden Ausführungsbeispielen erläutert werden: Ausführungsbeispiel 1

Über 11 eines fest angeordneten strangförmigen Katalysators von 3mm Durchmesser, welcher 0,5Gew.-% Palladium auf γ-Aluminiumoxidträger mit Anteilen von 2,5Gew.-% Calziumoxid und 1,2Gew.-% Natriumcarbonat enthält und zuvor durch gleichmäßiges Tränken des Trägers mit Palladiumnitratlösung und anschließendem Trocknen bei ca. 100°C erhalten wurde, werden stündlich 60g gasförmiges DMANL zusammen mit 500 NL Wasserstoff kontinuierlich von oben nach unten bei Normaldruck und 17O⁰C geführt. Es wird ein farbloses DMCHA mit einer Reinheit von ca. 98% orhalten.

Ausführungsbeispiel 2 Man verfährt wie im Ausführungsbeispiel 1, verwendet aber einen Katalysator mit 0,8% Palladium auf γ-Alumlniumoxidträger

mit Anteilen von 3,5Gew.-% Calziumoxid und 0,6Gew.-% Natriumcarbonat, über welchen stündlich 90g gasförmiges DMANL und 1500 NL Wasserstoff bei Normaldruck und 172⁰C geleitet werden, so erhält man farbloses DMCHA mit einer Reinheit über

Ausführungsbeispiel 3

Man arbeitet mit einem Katalysator gemäß Beispiel 1, über weichen stündlich bei 5 bar und 170⁰C 70g gasförmiges DMANL zusammen mit 1100 NL Wasserstoff von oben nach unten geleitet werden. Man erhält ein farbloses DMCHA mit einer Reinheit von über 98%.

Vergleichsbeispiel Man verfährt wie im Beispiel 1, verwendet aber einen strangförmigen Katalysator aus 20Gew.-% Cobaltoxid und 60Gew.-% Calziumcarbonat von 3mm Durchmesser, so wird ein gefärbtes Synthesegemisch mit maximal 25Gew.-% DMCHA-Anteil

erhalten.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von N.N-Dimethylcyclohexylamin in der Gasphase durch katalytische Gasphasenhydrierung von Ν,Ν-Dimethylanilin, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasphasenhydrierung bei Drücken bis 1Obar, vorzugsweise bei Normaldruck, und bei Temperaturen zwischen 150^cC und 180⁰C, vorzugsweise 160⁰C und 175°C, durch Leiten des Gemisches von Ν,Ν-Dimethylanilin und Wasserstoff über einen fest angeordneten Katalysator von oben nach unten erfolgt und das Ν,Ν-Dimethylanilin mit Geschwindigkeiten zwischen 0,05 und 0,1 kg Γ¹ h~¹ umgesetzt wird.

2. Katalysator zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator, bestehend aus Palladium auf y-Aluminiumoxidträger mit basischen Anteilen, Palladium in Mengen zwischen 0,1 und 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 und 1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Katalysators, und basische Anteile des y-Aluminiumoxidträgers als Oxide und/oder Carbonate der Erdalkalimetalle, insbesondere des Calziums, in Mengen von 0,1 bis 6Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 4Gew.-%, gerechnet als Calziumoxid und der der Alkalimetalle, insbesondere des Natriums, in Mengen von 0,1 bis 3Gew.-%, insbesondere 0,2 bis 1,5Gew.-%, gerechnet als Natriumcarbonat, enthält.