DD298382A5 - Verfahren zur reinigung von n,n-dimethylcyclohexylamin - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur destillativen Reinigung von N,N-Dimethylcyclohexylamin von Verunreinigungen. Das dabei gewonnene Dimethylcyclohexylamin hoher Reinheit findet Anwendung als Katalysator fuer PUR-Synthesen, fuer die Herstellung quarternaerer Ammoniumsalze, Korrosionsinhibitoren, Pestizide, Emulgatoren, Textilhilfsmittel sowie als Zwischenprodukt chemischer Synthesen. Die Reinigung erfolgt in einer zweistufigen Kolonnendestillation, wobei bestimmte Druckverhaeltnisse und Ruecklaufverhaeltnisse eingehalten werden muessen.{Dimethylcyclohexylamin; destillative Reinigung, zweistufig; hohe Reinheit}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die destillative Reinigung von N.N-Dimethylcyclohexylamin (DMCHA) von aus dem Herstellungsverfahren stammenden Verunreinigungen, insbesondere von N-Methylcyclohexylamin (MMCHA) und Dicyclohexvlamin (DCHA). Das nach dem Verfahren gewonnene DMCHA hoher Reinheit wird angewandt als Katalysator für PUR-Synthesen, für die Herstellung quarternärer Ammoniumsalze, Korrosionsinhibitoren, Pestizide, Emulgatoren, Textilhilfsmittel sowie als Zwischenprodukt chemischer Synthesen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

DMCHA wird u. a. durch katalytische Hydrierung von Ν,Ν-Dimethylanilin (DMANL) hergestellt Unter den Bedingungen dieser Synthese treten Nebenreaktionen auf, die zu einer Anzahl mehr oder weniger gut abtrennbarer Nebenprodukte führen. Diese Nebenreaktionen sind Desaminierung, Desalkylierung und Umalkylierung. Die aus diesen Nebenreaktionen resultierenden Verbindungen sind u.a. Dimethylamin,Trimethylamin, Cyclohexan, Cyclohexanol, Cyclohexylamin, MMCHA, DCHA, N-Methyl-DCHA. Weiterhin enthält das Hydrierungsprodukt Spuren von Ausgangsprodukt, also DMANL.

Die destillative Reinigung des Zielproduktes DMCHA ist bei allen Nebenprodukten mit Ausnahme von MMCHA unkritisch. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, DMCHA und MMCHA zu trennen.

In der US-PS 1908951 wird vorgeschlagen, die Abtrennung der N-Alkylaminobenzene von N,N-Dialkylaminobenzenen durch Umsetzung des Rohamins mit Phthalsäureanhydrid bei 473K über eine bis mehrere Stunden vorzunehmen. Dieses Verfahren ist energie- und zeitaufwendig und mit einer zusätzlichen technologischen Operation verbunden. Gemäß DD-PS 523603 werden die störenden primären und sekundären Amine aus Rohaminen entfernt, indem die Rohamine unter Rühren eine Stunde bei 288K mit Phthalsäureanhydrid behandelt und anschließend einer Alkalilaugenextraktion unterzogen werden. Bei diesem Verfahren ist der hohe apparative Aufwand und der verfahrensbedingte Anfall hochbelasteter biologisch schlecht abbaubarer Abwässer nachteilig.

Bei diesen mit Phathalsäureanhydrid arbeitenden Verfahren ist weiterhin nachteilig, daß pro Mol umgesetztes primäres oder sekundäres Arnin ein Mol tertiäres Amin salzartig gebunden und damit der Gesamtausbeute entzogen wird.

Ziel der Erfindung

Der Erfindung liegt das Ziel zugrunde, das durch Hydrierung von DMANL erhaltene Roh-DMCHA nach einem ökonomischen Verfahren reinigen.

Darlegung des Weiens der Erfindung

Der Erfindung liegt zur Erreichung des Zieles die Aufgabe zugrunde, eine hohe Reinheit des Zielproduktes durch geringen technologischen Aufwand zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Roh-DMCHA einer zweistufigen Kolonnendestillation unter vermindertem Druck unterworfen wird. Die Möglichkeit der destillativen Reinigung von Roh-DMCHA insbesondere die Trennung von MMCHA und DMCHA war überraschend, da die destillative Trennung homologer primärer, sekundärer und tertiärer Amin ι nach dem Stand der Technik eingehend untersucht wurde und nach N.Just, Chemie-Ing.-Techn. 23 (1951) S.64 und N. Just, Zeitschrift für Elektrochemie, Berichte der Bunsengosellschaft für physikalische Chemie 61 (1957) S. 230-246 für technisch nicht durchführbar befunden wurde.

G. Kortüm und A. Bittel zeigen, daß die destillative Trennung von homologen Aminen nur durch Hilfsstoffdestillation optimal möglich ist (Chemie-Ing. Techn. 28 [1956] S.40-44 und 282-284). Bei diesem Verfahren ist ein hoher energetischer und apparativer Aufwand durch den Hilfsstoffkreislauf nachteilig.

Es war daher überraschend, daß Verfahrensbedingungen ermittelt werden konnten, unter denen eine destillative Trennung mit hohem Wirkungsgrad möglich ist und zu einem DMCHA hoher Reinheit führt. Die destillative Trennung, insbesondere von MMCHA und DMCHA, ist grundsätzlich diskontinuierlich und kontinuierlich möglich. Für ein technisches Destillationsverfahren ist die kontinuierliche Rektifikation des Roh-DMCHA in zwei Kolonnen besonders vorteilhaft.

In der ersten Stufe wird das Roh-DMCHA von allen Leichtprodukten einschließlich des MMCHA befreit, indem bei vermindertem Druck das auf Siedetemperatur des MMCHA vorgewärmte Roh-Amin über ein* Mitteleinspeisung in eine Kolonne eingespeist wird, deren Abtriebsteil mindestens sechs Trennstufen und deren Verstärkerteil mindestens 15 Trennstufen besitzt. Die Destillation erfolgt bei einem Mindestrücklaufverhältnis von 8:1 bei einem Druck von 0,32 bis 0,53bar, bevorzugt von 0,36 bis 0,42 bar. In der zweiten Stufe wird das Sumpfprodukt der ersten Destillationsstufe bei vermindertem Druck auf die Siedetemperatur des DMCHA vorgewärmt und in eine Kolonne mit mindestens sieben Trennstufen eingespeist, wobei die Einspeisung sowohl als Sumpf- als auch Mitteleinspeisung vorgenommen werden kann. Das Zielprodukt wird als Kopfprodukt abgenommen. Die zweite Destillationsstufe arbeitet mit einem Mindestrücklaufverhältnis von 2:1 und bei einem Druck von 0,13 bis 0,32 bar, bevorzugt 0,19 bis 0,29bar. Die in Tandemfahrweise angeordneten Kolonnen werden so betrieben, daß die Einspeisemenge der Kolonne der 2. Destillation «tufe der Einspeisemenge der 1. Destillationsstufe abzüglich der Abnahmemenge der 1. Destillationsstufe entspricht.

Die Wirkungsweise der beschriebenen erfindungsgemäßen Apparateanordnung und Verfahrensparameter wird in folgenden Beispielen näher erläutert. Die Konzentrationen wurden gaschromatographisch bestimmt.

Ausführungsbfisplel 1

In eine Kolonne, deren Abtriebsteil sieben Trennstufen und deren Verstärkerteil 15 Trennstufen besitzt, wird bei einem Druck von 0,39bar ein auf 393 K vorgewärmtes Hydrierprodukt folgender Zusammensetzung eingespeist. 1,1% leichtflüchtige Anteile 1,6% MMCHA 96,3% DMCHA

1,0% hochsiedende Anteile

Die Einspeisung erfolgt über eine Mitteleinspeisung in einer Meng? von 120g/h. Es wird ein Rücklaufverhältnis von 8:1 bei einer Kopftemperatur von 393 K eingestellt. Die Abnahme am Kolonnenkopf beträgt 20 g/h eines Produktes folgender Zusammensetzung:

3,0% leichtflüchtige Anteile 11,0% MMCHA 86,0% DMCHA

Das Sumpfprodukt wird in einer Menge von 100g/h in den Sumpf einer zweiten Kolonne mit sieben Trennstufen eingespeist, nachdem es auf 373 K temperiert wurde. Bei einem Druck von 0,24 bar, einem Rücklaufverhältnis von 2:1 und einer Kopftemperatur von 377 K werden am Kolonnenkopf 93g/h DMCHA folgender Zusammensetzung abgenommen: 0,4% leichtflüchtige Anteile 0,3% MMCHA 99,1 % DMCHA 0,2% hochsiedende Anteile

Ausführungsbeispiel 2 Unter den Destillationsbedingungen des Anwendungsbeispieles 1 wird ein Hydrierprodukt folgender Zusammensetzung

behandelt:

3,0% leichtflüchtige Anteile 5,9% MMCHA 87,0% DMCHA 4,1 % hochsiedende Anteile

An der ersten Kolonne wird ein Kopfprodukt folgender Zusammensetzung abgenommen: 7,7% leichtflüchtige Anteile 24,8% MMCHA 67,5% DMCHA

Der entstehende Sumpf wird in der zweiten Kolonne destilliert und es wird ein Kopfprodukt folgender Zusammensetzung erhalten:

0,2% leichtflüchtige Anteile 0,5% MMCHA 98,1 % DMCHA 1,2% hochsiedende Anteile

Ausführungsbeispiel 3 Unter den Destillationsbedingungen der Anwendungsbeispiele 1 und 2 wird ein Hydrierprodukt folgender Zusammensetzung

behandelt:

5,5% leichtflüchtige Anteile . 9,6% MMCHA 78,5% DMCHA 6,4% hochsiedende Anteile

Das Kopfprodukt der ersten Kolonne hat folgende Zusammensetzung: 19,8% leichtflüchtige Anteile 40,2% MMCHA 40,0% DMCHA

Der entstehende Sumpf wird in der zweiten Kolonne destilliert. Es wird ein Kopfprodukt folgender Zusammensetzung erhalten; 0,2% leichtflüchtige Anteile 0,3% MMCHA 98,7% DMCHA 0,8% hochsiedende Anteile

Claims (4)

1. Destillationsstufe 0,36 bis 0,42 bar beträgt.

1. Verfahren zur Reinigung von N.N-Dimethylcyclohexylamin, (DMCHA) hergestellt durch katalytische Hydrierung von N,N-Dimethylanilin (DMANL), von verfahrensbedingten, aus Nebenreaktionen herrührenden Verunreinigungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigung des Roh-DMCHA von verfahrensbedingten Verunreinigungen durch eine zweistufige Kolonnendestillation erfolgt, wobei die erste Destillationsstufe eine Kolonne mit einem Abtriebsteil von mindestens sechs Trennstufen und einem Verstärkerteil von mindestens 15 Trennstufen darstellt, in die das auf Siedetemperatur des N-Methylcyclohexylamins (MMCHA) vorgewärmte Roh-DMCHA über eine Mitteleinspeisung bei einem Druck am Kolonnenkopf von 0,32 bis 0,53 bar eingespeist und die leichter siedenden Anteile einschließlich MMCHA bei einem Rücklaufverhältnis von mindestens 8:1 über Kopf abgenommen werden und die zweite Destillationsstufe eine Kolonne mit mindestens sieben Trennstufen darstellt und die Einspeisung des Sumpfproduktes aus der ersten Destillationsstufe als Mitteleinspeisung oder auch als Sumpfeinspeisung bei einem Druck am Kolonnenkopf von 0,13 bis 0,32 bar und der Siedetemperatur des DMCHA vorgenommen und das reine DMCHA bei einem Rücklaufverhältnis von mindestens 2:1 als Kopfprodukt abgenommen wird.

2. Destillationsstufe 0,19 bis 0,29bar beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Druck am Kolonnenkopf in der

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Druck am Kolonnenkopf in der

4. Verfahren nach Anspruch 1-3, gekennzeichnet dadurch, daß die Einspeisemenge der Kolonne der zweiten Destillationsstufe gleich der Einspeisemenge der Kolonne der ersten Destillationsstufe abzüglich der am Kopf der Kolonne der ersten Destillationsstufe abgenommenen Menge ist, wobei mit oder ohne Zwischenlagerung des Sumpf produktes der ersten Destillationsstufe gearbeitet werden kann.