DE102004063381A1 - Producing 3-pentenonitrile comprises isomerizing 2-methyl-3-butenonitrile and separating (Z)-2-methyl-2-butenonitrile and 2-methyl-3-butenonitrile - Google Patents
Producing 3-pentenonitrile comprises isomerizing 2-methyl-3-butenonitrile and separating (Z)-2-methyl-2-butenonitrile and 2-methyl-3-butenonitrile Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 3-Pentenitril durch Isomerisierung von Strömen, enthaltend 2-Methyl-3-butennitril.The The present invention relates to a process for the preparation of 3-Pentenitrile by isomerization of streams containing 2-methyl-3-butenenitrile.
Bei der Herstellung von Adipodinitril, einem wichtigen Intermediat in der Nylonproduktion, wird 1,3-Butadien zunächst mit Cyanwasserstoff in Gegenwart von Nickel(0), das mit Phosphorliganden stabilisiert ist, zu Pentennitrilen umgesetzt. Neben den Hauptprodukten der Hydrocyanierung, 3-Pentennitril und 2-Methyl-3-butennitril, werden auch zahlreiche Nebenkomponenten erhalten. Beispiele hierfür sind 2-Pentennitrile, 2-Methyl-2-butennitrile, C9-Nitrile und Methylglutardinitril. 2-Methyl-3-butennitril entsteht in bedeutenden Mengen. So kann je nach eingesetztem Katalysator das molare Verhältnis von gebildetem 2-Methyl-3-butennitril zu 3-Pentennitril bis zu 2:1 betragen.In the production of adiponitrile, an important intermediate in nylon production, 1,3-butadiene is first converted to pentenenitriles with hydrogen cyanide in the presence of nickel (0), which is stabilized with phosphorous ligands. In addition to the main products of hydrocyanation, 3-pentenenitrile and 2-methyl-3-butenenitrile, numerous secondary components are also obtained. Examples of these are 2-pentenenitriles, 2-methyl-2-butenenitriles, C 9 nitriles and methylglutaronitrile. 2-Methyl-3-butenenitrile is produced in significant quantities. Thus, depending on the catalyst used, the molar ratio of formed 2-methyl-3-butenenitrile to 3-pentenenitrile can be up to 2: 1.
In einer zweiten Hydrocyanierung wird anschließend 3-Pentennitril mit Cyanwasserstoff zu Adipodinitril an dem gleichen Nickel-Katalysator unter Zusatz einer Lewis-Säure umgesetzt. Für die zweite Hydrocyanierung ist es wesentlich, dass das 3-Pentennitril möglichst frei von 2-Methyl-3-butennitril ist. Eine Hydrocyanierung von 2-Methyl-3-butennitril würde zu Methylglutardinitril führen, das ein unerwünschtes Nebenprodukt darstellt. Demnach muss in einem wirtschaftlichen Verfahren zur Herstellung von Adipodinitril eine Trennung von 3-Pentennitril und 2-Methyl-3-butennitril erfolgen.In a second hydrocyanation is then 3-pentenenitrile with hydrogen cyanide to adiponitrile on the same nickel catalyst with addition a Lewis acid implemented. For the second hydrocyanation, it is essential that the 3-pentenenitrile preferably is free of 2-methyl-3-butenenitrile. Hydrocyanation of 2-methyl-3-butenenitrile would become methylglutaronitrile to lead, that an undesirable By-product represents. Accordingly, in an economic procedure for the preparation of adiponitrile a separation of 3-pentenenitrile and 2-methyl-3-butenenitrile.
Um 2-Methyl-3-butennitril ebenfalls für die Herstellung Adipodinitril nutzen zu können, wurden Verfahren zur Isomerisierung von 2-Methyl-3-butennitril zu linearem Pentennitril, insbesondere 3-Pentennitril, vorgeschlagen.Around 2-methyl-3-butenenitrile also for the production of adiponitrile to be able to use Methods for the isomerization of 2-methyl-3-butenenitrile were added linear pentenenitrile, in particular 3-pentenenitrile, proposed.
So
beschreibt
Die
prioritätsältere, nicht
vorveröffentlichte
deutsche Patentanmeldung
Allen bekannten Verfahren zur Isomerisierung von 2-Methyl-3-butennitril ist gemeinsam, dass 2-Methyl-3-butennitril wegen der thermodynamischen Gleichgewichtslage nicht vollständig zu 3-Pentennitril umgesetzt werden kann. Nicht umgesetztes 2-Methyl-3-butennitril muss für eine wirtschaftliche Ausübung des Verfahrens dem Isomerisierungsschritt wieder zugeführt werden. Bei der Isomerisierung von 2-Methyl-3-butennitril wird aber als Nebenprodukt (Z)-2-Methyl-2-butennitril erhalten, das sich bei Rückführung von 2-Methyl-3-butennitril im Kreislaufstrom aufpegeln würde, da es bei der Abtrennung von 3-Pentennitril aus dem Isomerisierungsproduktstrom durch Destillation wegen der sehr ähnlichen Dampfdrücke zusammen mit dem 2-Methyl-3-butennitril übergeht.all known processes for the isomerization of 2-methyl-3-butenenitrile is common that 2-methyl-3-butenenitrile because of the thermodynamic Balance position not complete can be converted to 3-pentenenitrile. Unreacted 2-methyl-3-butenenitrile must for an economic exercise of the process are fed back to the isomerization step. In the isomerization of 2-methyl-3-butenenitrile is but as a byproduct (Z) -2-methyl-2-butenenitrile, which is formed upon recycling of 2-methyl-3-butenenitrile in the circulation stream aufpegeln, since in the separation of 3-pentenenitrile from the Isomerisierungsproduktstrom by distillation because of the very similar vapor pressures together with the 2-methyl-3-butenenitrile passes.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit, ein Verfahren zur Herstellung von 3-Pentennitril durch Isomerisierung von 2-Methyl-3-butennitril zur Verfügung zu stellen, wobei der Katalysator zur Isomerisierung in einfacher Weise aus der Reaktionsmischung abgetrennt und zurückgeführt werden kann und sowohl die Abtrennung von (Z)-2-Methyl-2-butennitril von 2-Methyl-3-butennitril als auch die Rückführung des an (Z)-2-Methyl-2-butennitril abgereicherten 2-Methyl-3-butennitrils ermöglicht wird. Das Verfahren sollte vorzugsweise technisch einfach und wirtschaftlich durchführbar sein und sich in ein Gesamtverfahren zur Herstellung von Adipodinitril einbinden lassen.task Thus, the present invention is a process for production of 3-pentenenitrile by isomerization of 2-methyl-3-butenenitrile available with the catalyst for isomerization in a simple manner can be separated from the reaction mixture and recycled and both the separation of (Z) -2-methyl-2-butenenitrile from 2-methyl-3-butenenitrile as well as the repatriation of the of (Z) -2-methyl-2-butenenitrile depleted 2-methyl-3-butenenitrile allows becomes. The method should preferably be technically simple and economical feasible be in a total process for the production of adiponitrile integrate.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung von 3-Pentennitril gelöst.These Task is achieved by a process for the preparation of 3-pentenenitrile solved.
Ausführungsform IEmbodiment I
Das Verfahren ist in einer Ausführungsform I durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet:
- (a) Isomerisierung eines Eduktstroms, der 2-Methyl-3-butennitril
enthält,
an mindestens einem gelösten oder
dispergierten Isomerisierungskatalysator zu einem Strom
1 , der den mindestens einen Isomerisierungskatalysator, 2-Methyl-3-butennitril, 3-Pentennitril und (Z)-2-Methyl-2-butennitril enthält, - (b) Destillation des Stromes
1 unter Erhalt eines Stromes2 als Kopfprodukt, der 2-Methyl-3-butennitril, 3-Pentennitril und (Z)-2-Methyl-2-butennitril enthält, und eines Stromes3 als Sumpfprodukt, der den mindestens einen Isomerisierungskatalysator enthält, - (c) Destillation des Stromes
2 unter Erhalt eines Stromes4 als Kopfprodukt, der gegenüber dem Strom2 an (Z)-2-Methyl-2-butennitril, bezogen auf die Summe aller Pentennitrile im Strom2 , angereichert ist, und eines Stromes5 als Sumpfprodukt, der gegenüber dem Strom2 an 3-Pentennitril und 2-Methyl-3-butennitril, bezogen auf die Summe aller Pentennitrile im Strom2 , angereichert ist, - (d) Destillation des Stromes
5 unter Erhalt eines Stromes6 als Sumpfprodukt, der 3-Pentennitril enthält, und eines Stromes7 als Kopfprodukt, der 2-Methyl-3-butennitril enthält.
- (a) isomerization of a feed stream containing 2-methyl-3-butenenitrile to at least one dissolved or dispersed isomerization catalyst into a stream
1 containing at least one isomerization catalyst, 2-methyl-3-butenenitrile, 3-pentenenitrile and (Z) -2-methyl-2-butenenitrile, - (b) distillation of the stream
1 while receiving a stream2 as a top product containing 2-methyl-3-butenenitrile, 3-pentenenitrile and (Z) -2-methyl-2-butenenitrile, and one stream3 as the bottom product containing the at least one isomerization catalyst, - (c) distillation of the stream
2 while receiving a stream4 as a top product, facing the stream2 an (Z) -2-methyl-2-butenenitrile, based on the sum of all pentenenitriles in the stream2 , enriched, and a stream5 as the bottom product, opposite the stream2 to 3-pentenenitrile and 2-methyl-3-butenenitrile, based on the sum of all pentenenitriles in the stream2 , enriched, - (d) distillation of the stream
5 while receiving a stream6 as a bottom product containing 3-pentenenitrile and a stream7 as a top product containing 2-methyl-3-butenenitrile.
Eduktstromreactant stream
In Verfahrensschritt (a) findet eine Isomerisierung eines Eduktstromes, der 2-Methyl-3-butennitril enthält, an mindestens einem Isomerisierungskatalysator statt.In Process step (a) finds an isomerization of a reactant stream, the 2-methyl-3-butenenitrile contains on at least one isomerization catalyst instead.
In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Eduktstrom durch folgende Verfahrensschritte erhältlich:
- (e) Hydrocyanierung von 1,3-Butadien an mindestens
einem Hydrocyanierungskatalysator mit Cyanwasserstoff unter Erhalt
eines Stromes
8 , der den mindestens einen Hydrocyanierungskatalysator, 3-Pentennitril, 2-Methyl-3-butennitril, 1,3-Butadien und Reste Cyanwasserstoff enthält, - (f) ein- oder mehrfache Destillation des Stromes
8 unter Erhalt eines Stromes9 , der 1,3-Butadien enthält, eines Stromes10 , der den mindestens einen Hydrocyanierungskatalysator enthält, und eines Stromes11 , der 3-Pentennitril und 2-Methyl-3-butennitril enthält, - (g) Destillation des Stromes
11 unter Erhalt eines Stromes12 als Sumpfprodukt, der 3-Pentennitril enthält, und eines Stromes13 als Kopfprodukt, der 2-Methyl-3-butennitril enthält.
- (e) hydrocyanation of 1,3-butadiene on at least one hydrocyanation catalyst with hydrogen cyanide to give a stream
8th containing at least one hydrocyanation catalyst, 3-pentenenitrile, 2-methyl-3-butenenitrile, 1,3-butadiene and hydrogen cyanide radicals, - (f) one or more distillation of the stream
8th while receiving a stream9 which contains 1,3-butadiene, a stream10 containing the at least one hydrocyanation catalyst and a stream11 containing 3-pentenenitrile and 2-methyl-3-butenenitrile, - (g) distillation of the stream
11 while receiving a stream12 as a bottom product containing 3-pentenenitrile and a stream13 as a top product containing 2-methyl-3-butenenitrile.
In
Verfahrensschritt (e) findet zur Herstellung des Eduktstroms zunächst eine
Hydrocyanierung von 1,3-Butadien an mindestens einem Hydrocyanierungskatalysator
mit Cyanwasserstoff statt unter Erhalt eines Stromes
Als Hydrocyanierungskatalysator wird vorzugsweise ein homogener Nickel(0)-Katalysator verwendet, der mit Phosphorliganden stabilisiert ist.When Hydrocyanation catalyst is preferably a homogeneous nickel (0) catalyst used stabilized with phosphorous ligands.
Die phosphorhaltigen Liganden der Nickel(0)-Komplexe und die freien phosphorhaltigen Ligandensind vorzugsweise ausgewählt aus mono- oder bidentaten Phosphinen, Phosphiten, Phosphiniten und Phosphoniten.The phosphorus ligands of the nickel (0) complexes and the free ones Phosphorus-containing ligands are preferably selected from mono- or bidentate phosphines, phosphites, phosphinites and phosphonites.
Diese
phosphorhaltigen Liganden weisen vorzugsweise die Formel 1 auf:
Unter Verbindung I wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine einzelne Verbindung oder ein Gemisch verschiedener Verbindungen der vorgenannten Formel verstanden.Under Compound I becomes a single within the meaning of the present invention Compound or a mixture of different compounds of the aforementioned Formula understood.
Erfindungsgemäß sind X1, X2, X3 unabhängig voneinander Sauerstoff oder Einzelbindung. Falls alle der Gruppen X1, X2 und X3 für Einzelbindungen stehen, so stellt Verbindung I ein Phosphin der Formel P(R1R2R3) mit den für R1, R2 und R3 in dieser Beschreibung genannten Bedeutungen dar.According to the invention X 1 , X 2 , X 3 are independently oxygen or single bond. If all of the groups X 1, X are single bonds 2 and X 3, compound I is a phosphine of the formula P (R 1 R 2 R 3) with the definitions of R 1, R 2 and R 3 in this description represents ,
Falls zwei der Gruppen X1, X2 und X3 für Einzelbindungen stehen und eine für Sauerstoff, so stellt Verbindung I ein Phosphinit der Formel P(OR1)(R2)(R3) oder P(R1)(OR2)(R3) oder P(R1)(R2)(OR3) mit den für R1, R2 und R3 weiter unten genannten Bedeutungen dar.If two of the groups X 1, X 2 and X 3 are single bonds and one for oxygen, compound I is a phosphinite of formula P (OR 1) (R 2) (R 3) or P (R 1) (OR 2 ) (R 3 ) or P (R 1 ) (R 2 ) (OR 3 ) with the meanings given below for R 1 , R 2 and R 3 .
Falls eine der Gruppen X1, X2 und X3 für eine Einzelbindung steht und zwei für Sauerstoff, so stellt Verbindung I ein Phosphonit der Formel P(OR1)(OR2)(R3) oder P(R1)(OR2)(OR3) oder P(OR1)(R2)(OR3) mit den für R1, R2 und R3 in dieser Beschreibung genannten Bedeutungen dar.If one of the groups X 1, X 2 and X 3 represents a single bond and two oxygen, compound I is a phosphonite of formula P (OR 1) (OR 2) (R 3) or P (R 1) (OR 2 ) (OR 3 ) or P (OR 1 ) (R 2 ) (OR 3 ) with the meanings given for R 1 , R 2 and R 3 in this description.
In einer bevorzugten Ausführungsform sollten alle der Gruppen X1, X2 und X3 für Sauerstoff stehen, so dass Verbindung I vorteilhaft ein Phosphit der Formel P(OR1)(OR2)(OR3) mit den für R1, R2 und R3 weiter unten genannten Bedeutungen darstellt.In a preferred embodiment, all of the groups X 1, X is oxygen 2 and X 3 should give compound I is advantageously a phosphite of the formula P (OR 1) (OR 2) (OR 3) with the definitions of R 1, R 2 and R 3 represents the meanings mentioned below.
Erfindungsgemäß stehen R1, R2, R3 unabhängig voneinander für gleiche oder unterschiedliche organische Reste. Als R1, R2 und R3 kommen unabhängig voneinander Alkylreste, vorzugsweise mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, s-Butyl, t-Butyl, Aryl-Gruppen, wie Phenyl, o-Tolyl, m-Tolyl, p-Tolyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl, oder Hydrocarbyl, vorzugsweise mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie 1,1'-Biphenol, 1,1'-Binaphthol in Betracht. Die Gruppen R1, R2 und R3 können miteinander direkt, also nicht allein über das zentrale Phosphor-Atom, verbunden sein. Vorzugsweise sind die Gruppen R1, R2 und R3 nicht miteinander direkt verbunden.According to the invention, R 1 , R 2 , R 3 independently of one another represent identical or different organic radicals. As R 1 , R 2 and R 3 are independently alkyl radicals, preferably having 1 to 10 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl, s-butyl, t-butyl, Aryl groups, such as phenyl, o-tolyl, m-tolyl, p-tolyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, or hydrocarbyl, preferably having 1 to 20 carbon atoms, such as 1,1'-biphenol, 1,1'- Binaphthol into consideration. The groups R 1 , R 2 and R 3 may be connected to each other directly, ie not solely via the central phosphorus atom. Preferably, the groups R 1 , R 2 and R 3 are not directly connected to each other.
In einer bevorzugten Ausführungsform kommen als Gruppen R1, R2 und R3 Reste ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, o-Tolyl, m-Tolyl und p-Tolyl in Betracht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sollten dabei maximal zwei der Gruppen R1, R2 und R3 Phenyl-Gruppen sein.In a preferred embodiment, groups R 1 , R 2 and R 3 are radicals selected from the group consisting of phenyl, o-tolyl, m-tolyl and p-tolyl. In a particularly preferred embodiment, a maximum of two of the groups R 1 , R 2 and R 3 should be phenyl groups.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform sollten dabei maximal zwei der Gruppen R1, R2 und R3 o-Tolyl-Gruppen sein.In another preferred embodiment, a maximum of two of the groups R 1 , R 2 and R 3 should be o-tolyl groups.
Als
besonders bevorzugte Verbindungen I können solche der Formel Ia
Solche Verbindungen Ia sind z.B. (p-Tolyl-O-)(Phenyl-O-)2P, (m-Tolyl-O-)(Phenyl-O-)2P, (o-Tolyl-O-)(Phenyl-O-)2P, (p-Tolyl-O-)2(Phenyl-O-)P, (m-Tolyl-O-)2(Phenyl-O-)P, (o-Tolyl-O-)2(Phenyl-O-)P, (m-Tolyl-O-)(p-Tolyl-O)(Phenyl-O-)P, (o-Tolyl-O-)(p-Tolyl-O-)(Phenyl-O-)P, (o-Tolyl-O-)(m-Tolyl-O-)(Phenyl-O-)P, (p-Tolyl-O-)3P, (m-Tolyl-O-)(p-Tolyl-O-)2P, (o-Tolyl-O-)(p-Tolyl-O-)2P, (m-Tolyl-O-)2(p-Toluyl-O-)P, (o-Tolyl-O-)2(p-Tolyl-O-)P, (o-Tolyl-O-)(m-Tolyl-O-)(p-Tolyl-O)P, (m-Tolyl-O-)3P, (o-Tolyl-O-)(m-Tolyl-O-)2P (o-Tolyl-O-)2(m-Tolyl-O-)P, oder Gemische solcher Verbindungen.Such compounds Ia are, for example, (p-tolyl-O -) (phenyl-O-) 2 P, (m-tolyl-O -) (phenyl-O-) 2 P, (o-tolyl-O -) (phenyl-) O-) 2P, (p-tolyl-O-) 2 (phenyl-O-) P, (m-tolyl-O-) 2 (phenyl-O-) P, (o-tolyl-O-) 2 ( Phenyl-O-) P, (m-tolyl-O -) (p-tolyl-O) (phenyl-O-) P, (o-tolyl-O -) (p-tolyl-O -) (phenyl-O -) P, (o-tolyl-O -) (m-tolyl-O -) (phenyl-O-) P, (p-tolyl-O-) 3 P, (m-tolyl-O -) (p-) Tolyl-O-) 2 P, (o-tolyl-O -) (p-tolyl-O-) 2 P, (m-tolyl-O-) 2 (p-toluyl-O-) P, (o-tolyl -O-) 2 (p-Tolyl-O-) P, (o-tolyl-O -) (m-tolyl-O -) (p-tolyl-O) P, (m-tolyl-O-) 3 P , (o-Tolyl-O -) (m-tolyl-O-) 2 P (o-tolyl-O-) 2 (m-tolyl-O-) P, or mixtures of such compounds.
Gemische enthaltend (m-Tolyl-O-)3P, (m -Tolyl-O-)2(p-Tolyl-O-)P, (m-Tolyl-O-)(p-Tolyl-O-)2P und (p-Tolyl-O-)3P kann man beispielsweise durch Umsetzung eines Gemisches enthaltend m-Kresol und p-Kresol, insbesondere im Molverhältnis 2 : 1, wie es bei der destillativen Aufarbeitung von Erdöl anfällt, mit einem Phosphortrihalogenid, wie Phosphortrichlorid, erhalten.Mixtures containing (m-tolyl-O-) 3 P, (m -olyl-O-) 2 (p-tolyl-O-) P, (m-tolyl-O -) (p-tolyl-O-) 2 P and (p-tolyl-O-) 3 P can be, for example, by reacting a mixture containing m-cresol and p-cresol, in particular in a molar ratio of 2: 1, as obtained in the distillative workup of petroleum, with a phosphorus trihalide, such as phosphorus trichloride , receive.
In
einer anderen, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform kommen als phosphorhaltige
Liganden die in der DE-A 199 53 058 näher beschriebenen Phosphite
der Formel Ib in Betracht:
R1: aromatischer Rest mit einem C1-C18-Alkylsubstituenten in o-Stellung zu dem
Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen System
verbindet, oder mit einem aromatischen Substituenten in o-Stellung
zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen
System verbindet, oder mit einem in o-Stellung zu dem Sauerstoffatom,
das das Phosphoratom mit dem aromatischen System verbindet, anellierten
aromatischen System,
R2: aromatischer
Rest mit einem C1-C18-Alkylsubstituenten
in m-Stellung zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem
aromatischen System verbindet, oder mit einem aromatischen Substituenten
in m-Stellung zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem
aromatischen System verbindet, oder mit einem in m-Stellung zu dem
Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen System
verbindet, anellierten aromatischen System, wobei der aromatische
Rest in o-Stellung zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit
dem aromatischen System verbindet, ein Wasserstoffatom trägt,
R3: aromatischer Rest mit einem C1-C18-Alkylsubstituenten in p-Stellung zu dem
Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen System
verbindet, oder mit einem aromatischen Substituenten in p-Stellung
zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen
System verbindet, wobei der aromatische Rest in o-Stellung zu dem
Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen System verbindet,
ein Wasserstoffatom trägt,
R4: aromatischer Rest, der in o-, m- und p-Stellung
zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen
System verbindet, andere als die für R1,
R2 und R3 definierten
Substituenten trägt,
wobei der aromatische Rest in o-Stellung zu dem Sauerstoffatom,
das das Phosphoratom mit dem aromatischen System verbindet, ein
Wasserstoffatom trägt,
x:
1 oder 2,
y, z, p: unabhängig
voneinander 0, 1 oder 2 mit der Maßgabe, dass x + y + z + p =
3.In another, likewise preferred embodiment, the phosphites of the formula Ib which are described in more detail in DE-A 199 53 058 are suitable as phosphorus-containing ligands:
R 1 : aromatic radical having a C 1 -C 18 -alkyl substituent in the o-position to the oxygen atom which connects the phosphorus atom with the aromatic system, or with an aromatic substituent in o-position to the oxygen atom, the phosphorus atom with the aromatic System, or aromatic system fused to the oxygen atom linking the phosphorus atom to the aromatic system,
R 2 : aromatic radical having a C 1 -C 18 -alkyl substituent in the m-position to the oxygen atom which connects the phosphorus atom with the aromatic system, or with an aromatic substituent in m-position to the oxygen atom, the phosphorus atom with the aromatic The system combines, or with an aromatic system fused in m-position to the oxygen atom linking the phosphorus atom to the aromatic system, wherein the aromatic radical in the o-position to the oxygen atom connecting the phosphorus atom to the aromatic system, a hydrogen atom wearing,
R 3 : aromatic radical having a C 1 -C 18 alkyl substituent in the p-position to the oxygen atom connecting the phosphorus atom to the aromatic system, or having an aromatic substituent in p-position to the oxygen atom linking the phosphorus atom to the aromatic atom System combines, wherein the aromatic radical in the o-position to the oxygen atom which connects the phosphorus atom with the aromatic system, carries a hydrogen atom,
R 4 : aromatic radical which carries in the o, m and p position to the oxygen atom which connects the phosphorus atom to the aromatic system, other than the substituents defined for R 1 , R 2 and R 3 , wherein the aromatic radical in the position ortho to the oxygen atom connecting the phosphorus atom to the aromatic system carries a hydrogen atom,
x: 1 or 2,
y, z, p: independently 0, 1 or 2, with the proviso that x + y + z + p = 3.
Bevorzugte Phosphite der Formel Ib sind der DE-A 199 53 058 zu entnehmen. Als Rest R1 kommen vorteilhaft o-Tolyl-, o-Ethyl-phenyl-, o-n-Propyl-phenyl-, o-Isopropyl-phenyl-, o-n-Butyl-phenyl-, o-sek-Butyl-phenyl-, o-tert-Butyl-phenyl-, (o-Phenyl)-Phenyl- oder 1-Naphthyl- Gruppen in Betracht.Preferred phosphites of the formula Ib can be found in DE-A 199 53 058. As radical R 1 are advantageously o-tolyl, o-ethyl-phenyl, on-propyl-phenyl, o-isopropyl-phenyl, on-butyl-phenyl, o-sec-butyl-phenyl, o- tert-butyl-phenyl, (o-phenyl) -phenyl or 1-naphthyl groups into consideration.
Als Rest R2 sind m-Tolyl-, m-Ethyl-phenyl-, m-n-Propyl-phenyl-, m-Isopropyl-phenyl-, m-n-Butyl-phenyl-, m-sek-Butyl-phenyl-, m-tert-Butyl-phenyl-, (m-Phenyl)-Phenyl- oder 2-Naphthyl- Gruppen bevorzugt.As the radical R 2 are m-tolyl, m-ethyl-phenyl, mn-propyl-phenyl, m-isopropyl-phenyl, mn-butyl-phenyl, m-sec-butyl-phenyl, m-tert Butyl-phenyl, (m-phenyl) -phenyl or 2-naphthyl groups are preferred.
Als Rest R3 kommen vorteilhaft p-Tolyl-, p-Ethyl-phenyl-, p-n-Propyl-phenyl-, p-Isopropyl-phenyl-, p-n-Butyl-phenyl-, p-sek-Butyl-phenyl-, p-tert-Butyl-phenyl- oder (p-Phenyl)-Phenyl-Gruppen in Betracht.As radical R 3 are advantageously p-tolyl, p-ethyl-phenyl, pn-propyl-phenyl, p-isopropyl-phenyl, pn-butyl-phenyl, p-sec-butyl-phenyl, p- tert-butyl-phenyl or (p-phenyl) -phenyl groups into consideration.
Rest R4 ist bevorzugt Phenyl. Vorzugsweise ist p gleich null. Für die Indizes x, y, z und p in Verbindung Ib ergeben sich folgende Möglichkeiten: Radical R 4 is preferably phenyl. Preferably, p is equal to zero. For the indices x, y, z and p in connection Ib the following possibilities arise:
Bevorzugte Phosphite der Formel Ib sind solche, in denen p gleich null ist sowie R1, R2 und R3 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus o-Isopropyl-phenyl, m-Tolyl und p-Tolyl, und R4 Phenyl ist.Preferred phosphites of the formula Ib are those in which p is zero and R 1 , R 2 and R 3 are independently selected from o-isopropyl-phenyl, m-tolyl and p-tolyl, and R 4 is phenyl.
Besonders bevorzugte Phosphite der Formel Ib sind solche, in denen R1 der o-Isopropyl-phenyl-Rest, R2 der m-Tolylrest und R3 der p-Tolylrest ist mit den in der vorstehenden Tabelle genannten Indizes; außerdem solche, in denen R1 der o-Tolylrest, R2 der m-Tolylrest und R3 der p-Tolylrest ist mit den in der Tabelle genannten Indizes; weiterhin solche, in denen R1 der 1-Naphthylrest, R2 der m-Tolylrest und R3 der p-Tolylrest ist mit den in der Tabelle genannten Indizes; außerdem solche, in denen R1 der o-Tolylrest, R2 der 2-Naphthylrest und R3 der p-Tolylrest ist mit den in der Tabelle genannten Indizes; und schließlich solche, in denen R1 der o-Isopropyl-phenyl-Rest, R2 der 2-Naphthylrest und R3 der p-Tolylrest ist mit den in der Tabelle genannten Indizes; sowie Gemische dieser Phosphite.Particularly preferred phosphites of the formula Ib are those in which R 1 is the o-isopropylphenyl radical, R 2 is the m-tolyl radical and R 3 is the p-tolyl radical having the indices mentioned in the table above; also those in which R 1 is the o-tolyl radical, R 2 is the m-tolyl radical and R 3 is the p-tolyl radical having the indices mentioned in the table; furthermore those in which R 1 is the 1-naphthyl radical, R 2 is the m-tolyl radical and R 3 is the p-tolyl radical having the indices mentioned in the table; also those in which R 1 is the o-tolyl radical, R 2 is the 2-naphthyl radical and R 3 the p-tolyl radical is with the indices listed in the table; and finally those in which R 1 is the o-isopropylphenyl radical, R 2 is the 2-naphthyl radical and R 3 is the p-tolyl radical having the indices mentioned in the table; as well as mixtures of these phosphites.
Phosphite der Formel Ib können erhalten werden, indem man
- a) ein Phosphortrihalogenid mit einem Alkohol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus R1OH, R2OH, R3OH und R4OH oder deren Gemische umsetzt unter Erhalt eines Dihalogenophosphorigsäuremonoesters,
- b) den genannten Dihalogenophosphorigsäuremonoester mit einem Alkohol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus R1OH, R2OH, R3OH und R4OH oder deren Gemische umsetzt unter Erhalt eines Monohalogenophosphorigsäurediesters und
- c) den genannten Monohalogenophosphorigsäurediester mit einem Alkohol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus R1OH, R2OH, R3OH und R4OH oder deren Gemische umsetzt unter Erhalt eines Phosphits der Formel Ib.
- a) reacting a phosphorus trihalide with an alcohol selected from the group consisting of R 1 OH, R 2 OH, R 3 OH and R 4 OH or mixtures thereof to obtain a dihalophosphoric acid monoester,
- b) reacting said dihalophosphoric acid monoester with an alcohol selected from the group consisting of R 1 OH, R 2 OH, R 3 OH and R 4 OH or mixtures thereof to obtain a monohalophosphoric diester and
- c) reacting said Monohalogenophosphorigsäurediester with an alcohol selected from the group consisting of R 1 OH, R 2 OH, R 3 OH and R 4 OH or mixtures thereof to obtain a phosphite of formula Ib.
Die Umsetzung kann in drei getrennten Schritten durchgeführt werden. Ebenso können zwei der drei Schritte kombiniert werden, also a) mit b) oder b) mit c). Alternativ können alle der Schritte a), b) und c) miteinander kombiniert werden.The Implementation can be carried out in three separate steps. Likewise two of the three steps are combined, so a) with b) or b) with c). Alternatively you can all of steps a), b) and c) are combined with each other.
Dabei kann man geeignete Parameter und Mengen der Alkohole ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus R1OH, R2OH, R3OH und R4OH oder deren Gemische durch einige einfache Vorversuche leicht ermitteln.In this case, one can easily determine suitable parameters and amounts of the alcohols selected from the group consisting of R 1 OH, R 2 OH, R 3 OH and R 4 OH or mixtures thereof by a few simple preliminary experiments.
Als Phosphortrihalogenid kommen grundsätzlich alle Phosphortrihalogenide, vorzugsweise solche, in denen als Halogenid Cl, Br, I, insbesondere Cl, eingesetzt wird, sowie deren Gemische in Betracht. Es können auch Gemische verschiedener gleich oder unterschiedlich halogensubstituierter Phosphine als Phosphortrihalogenid eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist PCl3. Weitere Einzelheiten zu den Reaktionsbedingungen bei der Herstellung der Phosphite Ib und zur Aufarbeitung sind der DE-A 199 53 058 zu entnehmen.As phosphorus trihalogenide are basically all phosphorus trihalides, preferably those in which as the halide Cl, Br, I, in particular Cl, is used, and mixtures thereof. It is also possible to use mixtures of different identically or differently halogen-substituted phosphines as the phosphorus trihalide. Particularly preferred is PCl 3 . Further details on the reaction conditions in the preparation of phosphites Ib and for workup can be found in DE-A 199 53 058.
Die Phosphite Ib können auch in Form eines Gemisches verschiedener Phosphite Ib als Ligand verwendet werden. Ein solches Gemisch kann beispielsweise bei der Herstellung der Phosphite Ib anfallen.The Phosphites Ib can also in the form of a mixture of different phosphites Ib as a ligand be used. Such a mixture may, for example, in the Production of the phosphites Ib incurred.
Es
ist allerdings bevorzugt, dass der phosphorhaltige Ligand mehrzähnig, insbesondere
zweizähnig ist.
Daher weist der verwendete Ligand vorzugsweise die Formel II auf, worin
bedeuten
X11, X12,
X13, X21, X22, X23 unabhängig voneinander
Sauerstoff oder Einzelbindung
R11,
R12 unabhängig voneinander gleiche oder
unterschiedliche, einzelne oder verbrückte organische Reste
R21, R22 unabhängig voneinander
gleiche oder unterschiedliche, einzelne oder verbrückte organische
Reste,
Y BrückengruppeHowever, it is preferred that the phosphorus-containing ligand is polydentate, in particular bidentate. Therefore, the ligand used preferably has the formula II in which mean
X 11 , X 12 , X 13 , X 21 , X 22 , X 23 are independently oxygen or single bond
R 11 , R 12 are independently identical or different, single or bridged organic radicals
R 21 , R 22 independently of one another are identical or different, individual or bridged organic radicals,
Y bridge group
Unter Verbindung II wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine einzelne Verbindung oder ein Gemisch verschiedener Verbindungen der vorgenannten Formel verstanden.Under Compound II becomes a single within the meaning of the present invention Compound or a mixture of different compounds of the aforementioned Formula understood.
In einer bevorzugten Ausführungsform können X11, X12, X13, X21, X22, X23 Sauerstoff darstellen. In einem solchen Fall ist die Brückengruppe Y mit Phosphit-Gruppen verknüpft.In a preferred embodiment, X 11 , X 12 , X 13 , X 21 , X 22 , X 23 may be oxygen. In such a case, the bridging group Y is linked to phosphite groups.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform können X11 und X12 Sauerstoff und X13 eine Einzelbindung oder X11 und X13 Sauerstoff und X12 eine Einzelbindung darstellen, so dass das mit X11, X12 und X13 umgebene Phosphoratom Zentralatom eines Phosphonits ist. In einem solchen Fall können X21, X22 und X23 Sauerstoff oder X21 und X22 Sauerstoff und X23 eine Einzelbindung oder X21 und X23 Sauerstoff und X22 eine Einzelbindung oder X23 Sauerstoff und X21 und X22 eine Einzelbindung oder X21 Sauerstoff und X22 und X23 eine Einzelbindung oder X21, X22 und X23 eine Einzelbindung darstellen, so dass das mit X21, X22 und X23 umgebene Phosphoratom Zentralatom eines Phosphits, Phosphonits, Phosphinits oder Phosphins, vorzugsweise eines Phosphonits, sein kann.In another preferred embodiment, X 11 and X 12 can be oxygen and X 13 is a single bond or X 11 and X 13 is oxygen and X 12 is a single bond such that the phosphorus atom surrounded by X 11 , X 12 and X 13 is the central atom of a phosphonite. In such a case, X 21 , X 22 and X 23 may be oxygen or X 21 and X 22 oxygen and X 23 a single bond or X 21 and X 23 oxygen and X 22 a single bond or X 23 oxygen and X 21 and X 22 a single bond or X 21 is oxygen and X 22 and X 23 represent a single bond or X 21 , X 22 and X 23 represent a single bond, so that the phosphorus atom surrounded by X 21 , X 22 and X 23 central atom of a phosphite, phosphonite, phosphinite or phosphine, preferably of a phosphonite, can be.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform können X13 Sauerstoff und X11 und X12 eine Einzelbindung oder X11 Sauerstoff und X12 und X13 eine Einzelbindung darstellen, so dass das mit X11, X12 und X13 umgebene Phosphoratom Zentralatom eines Phosphonits ist. In einem solchen Fall können X21, X22 und X23 Sauerstoff oder X23 Sauerstoff und X21 und X22 eine Einzelbindung oder X21 Sauerstoff und X22 und X23 eine Einzelbindung oder X21, X22 und X23 eine Einzelbindung darstellen, so dass das mit X21, X22 und X23 umgebene Phosphoratom Zentralatom eines Phosphits, Phosphinits oder Phosphins, vorzugsweise eines Phosphinits, sein kann.In another preferred embodiment, X 13 may be oxygen and X 11 and X 12 may be a single bond or X 11 oxygen and X 12 and X 13 may be a single bond such that the phosphorous atom surrounded by X 11 , X 12 and X 13 is the central atom of a phosphonite. In such a case, X 21 , X 22 and X 23 can be oxygen or X 23 oxygen and X 21 and X 22 a single bond or X 21 oxygen and X 22 and X 23 a single bond or X 21 , X 22 and X 23 a single bond in that the phosphorus atom surrounded by X 21 , X 22 and X 23 can be the central atom of a phosphite, phosphinite or phosphine, preferably of a phosphinite.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform können X11, X12 und X13 eine Einzelbindung darstellen, so dass das mit X11, X12 und X13 umgebene Phosphoratom Zentralatom eines Phosphins ist. In einem solchen Fall können X21, X22 und X23 Sauerstoff oder X21, X22 und X23 eine Einzelbindung darstellen, so dass das mit X21, X22 und X23 umgebene Phosphoratom Zentralatom eines Phosphits oder Phosphins, vorzugsweise eines Phosphins, sein kann.In another preferred embodiment, X 11 , X 12 and X 13 may represent a single bond such that the phosphorus atom surrounded by X 11 , X 12 and X 13 is the central atom of a phosphine. In such a case, X 21 , X 22 and X 23 oxygen or X 21 , X 22 and X 23 may represent a single bond such that the phosphorus atom surrounded by X 21 , X 22 and X 23 is the central atom of a phosphite or phosphine, preferably a phosphine , can be.
Als Brückengruppe Y kommen vorzugsweise substituierte, beispielsweise mit C1-C4-Alkyl, Halogen, wie Fluor, Chlor, Brom, halogeniertem Alkyl, wie Trifluormethyl, Aryl, wie Phenyl, oder unsubstituerte Arylgruppen in Betracht, vorzugsweise solche mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen im aromatischen System, insbesondere Pyrocatechol, Bis(phenol) oder Bis(naphthol).Bridging group Y is preferably substituted, for example with C 1 -C 4 alkyl, halogen, such as fluorine, chlorine, bromine, halogenated alkyl, such as trifluoromethyl, aryl, such as phenyl, or unsubstituted aryl groups, preferably those having 6 to 20 carbon atoms in the aromatic system, in particular pyrocatechol, bis (phenol) or bis (naphthol).
Die Reste R11 und R12 können unabhängig voneinander gleiche oder unterschiedliche organische Reste darstellen. Vorteilhaft kommen als Reste R11 und R12 Arylreste, vorzugsweise solche mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, in Betracht, die unsubstituiert oder einfach oder mehrfach substituiert sein können, insbesondere durch C1-C4-Alkyl, Halogen, wie Fluor, Chlor, Brom, halogeniertem Alkyl, wie Trifluormethyl, Aryl, wie Phenyl, oder unsubstituierte Arylgruppen.The radicals R 11 and R 12 may independently of one another represent identical or different organic radicals. Advantageously suitable radicals R 11 and R 12 are aryl radicals, preferably those having 6 to 10 carbon atoms, which may be unsubstituted or monosubstituted or polysubstituted, in particular by C 1 -C 4 -alkyl, halogen, such as fluorine, chlorine, bromine , halogenated alkyl, such as trifluoromethyl, aryl, such as phenyl, or unsubstituted aryl groups.
Die Reste R21 und R22 können unabhängig voneinander gleiche oder unterscheidliche organische Reste darstellen. Vorteilhaft kommen als Reste R21 und R22 Arylreste, vorzugsweise solche mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, in Betracht, die unsubstituiert oder einfach oder mehrfach substituiert sein können, insbesondere durch C1-C4-Alkyl, Halogen, wie Fluor, Chlor, Brom, halogeniertem Alkyl, wie Trifluormethyl, Aryl, wie Phenyl, oder unsubstituierte Arylgruppen.The radicals R 21 and R 22 may independently represent identical or different organic radicals. Suitable radicals R 21 and R 22 are aryl radicals, preferably those having 6 to 10 carbon atoms, into consideration, which may be unsubstituted or monosubstituted or polysubstituted, in particular by C 1 -C 4 -alkyl, halogen, such as fluorine, chlorine, bromine , halogenated alkyl, such as trifluoromethyl, aryl, such as phenyl, or unsubstituted aryl groups.
Die Reste R11 und R12 können einzeln oder verbrückt sein. Auch die Reste R21 und R22 können einzeln oder verbrückt sein. Die Reste R11, R12, R21 und R22 können alle einzeln, zwei verbrückt und zwei einzeln oder alle vier verbrückt sein in der beschriebenen Art.The radicals R 11 and R 12 may be singly or bridged. The radicals R 21 and R 22 may also be singly or bridged. The radicals R 11 , R 12 , R 21 and R 22 may all be individually bridged and two individually or all four bridged in the manner described.
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
kommen die in
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
kommen die in
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
kommen die in
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
kommen die in
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in WO 98/27054 genannten Verbindungen in Betracht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in WO 99/13983 genannten Verbindungen in Betracht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in WO 99/64155 genannten Verbindungen in Betracht.In a particularly preferred embodiment the compounds mentioned in WO 98/27054 are suitable. In a particularly preferred embodiment the compounds mentioned in WO 99/13983 come into consideration. In a particularly preferred embodiment the compounds mentioned in WO 99/64155 come into consideration.
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
kommen die in der deutschen Patentanmeldung
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
kommen die in der deutschen Patentanmeldung
In
einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung kommen die in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung
Aktenzeichen
Die beschriebenen Verbindungen I, Ia, Ib und II sowie deren Herstellung sind an sich bekannt. Als phosphorhaltiger Ligand können auch Mischungen, enthaltend mindestens zwei der Verbindungen I, Ia, Ib und II, eingesetzt werden.The described compounds I, Ia, Ib and II and their preparation are known per se. As a phosphorus-containing ligand can also Mixtures containing at least two of the compounds I, Ia, Ib and II.
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist der phosphorhaltige Ligand des Nickel(0)-Komplexes und/oder
der freie phosphorhaltige Ligand ausgewählt aus Tritolylphosphit, bidentaten
phosphorhaltigen Chelatliganden, sowie den Phosphiten der Formel
Ib
Der Verfahrensschritt (e) kann in jeder geeigneten, dem Fachmann bekannten Apparatur durchgeführt werden. Für die Reaktion kommen somit übliche Apparaturen in Betracht, wie sie beispielsweise in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4. Ed., Vol. 20, John Wiley & Sons, New York, 1996, Seiten 1040 bis 1055 beschrieben sind, wie Rührkesselreaktoren, Schlaufenreaktoren, Gasumlaufreaktoren, Blasensäulenreaktoren oder Rohrreaktoren, jeweils gegebenenfalls mit Vorrichtungen zur Abfuhr von Reaktionswärme. Die Reaktion kann in mehreren, wie zwei oder drei, Apparaten durchgeführt werden.Of the Process step (e) may be in any suitable manner known to those skilled in the art Apparatus be performed. For the Reaction come thus usual Equipment, such as those in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed., Vol. 20, John Wiley & Sons, New York, 1996, pages 1040 to 1055, such as stirred tank reactors, Loop reactors, gas circulation reactors, bubble column reactors or tubular reactors, each optionally with devices for removing heat of reaction. The Reaction can be carried out in several, such as two or three, apparatuses.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens haben sich Reaktoren mit Rückvermischungscharakteristik oder Kaskaden von Reaktoren mit Rückvermischungscharakteristik als vorteilhaft erwiesen. Als besonders vorteilhaft haben sich Kaskaden aus Reaktoren mit Rückvermischungscharakteristik erwiesen, die in Bezug auf die Dosierung von Cyanwasserstoff in Querstromfahrweise betrieben werden.In a preferred embodiment the method according to the invention have reactors with backmixing characteristics or cascades of reactors with backmixing characteristics proved to be advantageous. Particularly advantageous are cascades from reactors with backmixing characteristics proved in terms of the dosage of hydrogen cyanide in Querstromfahrweise be operated.
Die Hydrocyanierung kann in Gegenwart oder in Abwesenheit von einem Lösemittel durchgeführt werden. Wenn ein Lösemittel verwendet wird, so sollte das Lösemittel bei der gegebenen Reaktionstemperatur und dem gegebenen Reaktionsdruck flüssig und inert gegenüber den ungesättigten Verbindungen und dem mindestens einen Katalysator sein. Im Allgemeinen werden als Lösemittel Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Benzol oder Xylol, oder Nitrile, beispielsweise Acetonitril oder Benzonitril, verwendet. Vorzugsweise wird allerdings ein Ligand als Lösemittel verwendet.The Hydrocyanation can be carried out in the presence or absence of one solvent carried out become. If a solvent is used, so should the solvent at the given reaction temperature and the given reaction pressure liquid and inert the unsaturated Compounds and the at least one catalyst. In general be as a solvent Hydrocarbons, for example benzene or xylene, or nitriles, for example acetonitrile or benzonitrile. Preferably however, becomes a ligand as a solvent used.
Die Reaktion kann in Batchfahrweise, kontinuierlich oder im Semibatchbetrieb durchgeführt werden.The Reaction can be batch, continuous or semi-batch carried out become.
Die Hydrocyanierungsreaktion kann durchgeführt werden, indem die Vorrichtung mit allen Reaktanten bestückt wird. Bevorzugt ist allerdings, wenn die Vorrichtung mit dem Katalysator, der ungesättigten organischen Verbindung und gegebenenfalls dem Lösemittel gefüllt wird. Vorzugsweise schwebt der gasförmige Cyanwasserstoff über der Oberfläche der Reaktionsmischung oder wird durch die Reaktionsmischung geleitet. Eine weitere Verfahrensweise zum Bestücken der Vorrichtung ist das Befüllen der Vorrichtung mit dem Katalysator, Cyanwasserstoff und gegebenenfalls dem Lösemittel und das langsame Zuspeisen der ungesättigten Verbindung zu der Reaktionsmischung. Alternativ ist auch möglich, dass die Reaktanten in den Reaktor eingeführt werden und die Reaktionsmischung auf die Reaktionstemperatur gebracht wird, bei welcher der Cyanwasserstoff flüssig zu der Mischung gegeben wird. Darüber hinaus kann der Cyanwasserstoff auch vor dem Erwärmen auf Reaktionstemperatur zugegeben werden. Die Reaktion wird unter konventionellen Hydrocyanierungsbedingungen für Temperatur, Atmosphäre, Reaktionszeit, etc. durchgeführt.The hydrocyanation reaction can be carried out by the apparatus with all reactants is equipped. However, it is preferred if the device is filled with the catalyst, the unsaturated organic compound and optionally the solvent. Preferably, the gaseous hydrogen cyanide floats above the surface of the reaction mixture or is passed through the reaction mixture. Another procedure for equipping the device is to fill the device with the catalyst, hydrogen cyanide and optionally the solvent and slowly add the unsaturated compound to the reaction mixture. Alternatively, it is also possible that the reactants are introduced into the reactor and the reaction mixture is brought to the reaction temperature at which the hydrogen cyanide is added liquid to the mixture. In addition, the hydrogen cyanide may also be added prior to heating to reaction temperature. The reaction is carried out under conventional hydrocyanation conditions for temperature, atmosphere, reaction time, etc.
Vorzugsweise wird die Hydrocyanierung kontinuierlich in einem oder mehreren gerührten Verfahrensschritten durchgeführt. Wenn eine Mehrzahl von Verfahrensschritten verwendet wird, so ist es bevorzugt, dass die Verfahrensschritte in Serie geschaltet sind. Dabei wird das Produkt von einem Verfahrensschritt direkt in den nächsten Ver fahrensschritt überführt. Der Cyanwasserstoff kann direkt in den ersten Verfahrensschritt oder zwischen den einzelnen Verfahrensschritten zugeführt werden.Preferably hydrocyanation is carried out continuously in one or more stirred process steps carried out. If a plurality of process steps are used, then it is preferred that the method steps are connected in series. The product of a process step directly into the next Ver procedural step transferred. Of the Hydrogen cyanide can be added directly in the first process step or be supplied between the individual process steps.
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren im Semibatchbetrieb durchgeführt wird, so ist es bevorzugt, dass im Reaktor die Katalysatorkomponenten und 1,3-Butadien vorgelegt werden, während Cyanwasserstoff über die Reaktionszeit hinweg in die Reaktionsmischung dosiert wird.If the inventive method performed in semibatch mode is, it is preferred that in the reactor, the catalyst components and 1,3-butadiene are introduced while hydrogen cyanide is over the Reaction time is metered into the reaction mixture.
Die Reaktion wird vorzugsweise bei absoluten Drücken von 0,1 bis 500 MPa, besonders bevorzugt 0,5 bis 50 MPa, insbesondere 1 bis 5 MPa, durchgeführt. Die Reaktion wird vorzugsweise bei Temperaturen von 273 bis 473 K, besonders bevorzugt 313 bis 423 K, insbesondere bei 333 bis 393 K, durchgeführt. Dabei haben sich durchschnittliche mittlere Verweilzeiten der flüssigen Reaktorphase im Bereich von 0,001 bis 100 Stunden, vorzugsweise 0,05 bis 20 Stunden, besonders bevorzugt 0,1 bis 5 Stunden, jeweils pro Reaktor, als vorteilhaft erwiesen.The Reaction is preferably at absolute pressures of 0.1 to 500 MPa, especially preferably 0.5 to 50 MPa, in particular 1 to 5 MPa performed. The Reaction is preferably at temperatures of 273 to 473 K, especially preferably 313 to 423 K, in particular at 333 to 393 K performed. there have average mean residence times of the liquid reactor phase in the range of 0.001 to 100 hours, preferably 0.05 to 20 hours, particularly preferably 0.1 to 5 hours, in each case per reactor, as proved advantageous.
Die Reaktion kann in einer Ausführungsform in flüssiger Phase in Gegenwart einer Gasphase und gegebenenfalls einer festen suspendierten Phase ausgeführt werden. Dabei können die Ausgangsstoffe Cyanwasserstoff und 1,3-Butadien jeweils flüssig oder gasförmig zudosiert werden.The Reaction can be in one embodiment in liquid Phase in the presence of a gas phase and optionally a solid suspended phase become. It can the starting materials hydrogen cyanide and 1,3-butadiene each liquid or gaseous be dosed.
Die Reaktion kann in einer weiteren Ausführungsform in flüssiger Phase durchgeführt werden, wobei der Druck im Reaktor so bemessen ist, dass alle Einsatzstoffe wie 1,3-Butadien, Cyanwasserstoff und der mindestens eine Katalysator flüssig zudosiert werden und in der Reaktionsmischung in flüssiger Phase vorliegen. Dabei kann eine feste suspendierte Phase im Reaktionsgemisch vorliegen, die auch zusammen mit dem mindestens einen Katalysator zudosiert werden kann, beispielsweise bestehend aus Abbauprodukten des Katalysatorsystems, enthaltend unter anderem Nickel(II)-Verbindungen.The Reaction can in a further embodiment in the liquid phase carried out be, the pressure in the reactor is such that all starting materials like 1,3-butadiene, Hydrogen cyanide and the at least one catalyst added liquid and be present in the reaction mixture in the liquid phase. there may be a solid suspended phase in the reaction mixture, which also added together with the at least one catalyst can be, for example consisting of degradation products of the catalyst system, containing inter alia nickel (II) compounds.
Im
Verfahrensschritt (e) wird ein Strom
Der
Strom
Die Destillation des Verfahrensschrittes (f) kann zweistufig erfolgen, wie in der DE-A-102 004 004 720, Verfahrensschritte (b) und (c), beschrieben. Die Destillation des Verfahrensschrittes (f) kann auch gemäß der DE-A-102 004 004729, Verfahrensschritte (b) und (c) erfolgen.The Distillation of process step (f) can take place in two stages, as in DE-A-102 004 004 720, process steps (b) and (c). The distillation of process step (f) can also be carried out according to DE-A-102 004 004729, Process steps (b) and (c) take place.
Die Destillation(en) des Verfahrensschrittes (f) kann (können) in jeder geeigneten, dem Fachmann bekannten Apparatur durchgeführt werden. Für die Destillation geeignet sind Apparaturen, wie sie beispielsweise in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4. Ed., Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1996, Seite 334-348 beschrieben sind, wie Siebbodenkolonnen, Glockenbodenkolonnen, Packungskolonnen, Füllkörperkolonnen, die auch als Trennwandkolonnen betrieben werden können. Diese Destillationseinrichtungen sind jeweils mit geeigneten Vorrichtungen zur Verdampfung, wie Fallfilmverdampfer, Dünnschichtverdampfer, Mehrphasenwendelrohrverdampfer, Naturumlaufverdampfer oder Zwangsumlaufentspannungsverdampfer, sowie mit Vorrichtungen zur Kondensation des Brüdenstroms ausgerüstet. Die einzelnen Destillationen kann man jeweils in mehreren, wie zwei oder drei Apparaturen, vorteilhaft in jeweils einer einzigen Apparatur durchführen.The distillation (s) of process step (f) may be carried out in any suitable apparatus known to those skilled in the art. Suitable for the distillation are apparatuses as described, for example, in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4th ed., Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1996, pages 334-348, such as sieve tray columns, Bubble tray columns, packed columns, packed columns, which can also be operated as dividing wall columns. These distillation devices are each equipped with suitable evaporation devices, such as falling-film evaporators, thin-film evaporators, multiphase spiral tube evaporators, natural circulation evaporators or forced circulation flash evaporators, and with devices for condensing the vapor stream. The individual distillations can one in each case in several, such as two or three apparatuses, advantageously in each case perform in a single apparatus.
Die Destillation(en) kann/können zudem jeweils einstufig im Sinne einer Teilverdampfung des Zulaufstroms erfolgen.The Distillation (s) can / can each also single-stage in the sense of a partial evaporation of the feed stream respectively.
Der Druck in Verfahrensschritt (f) beträgt vorzugsweise 0,001 bis 10 bar, besonders bevorzugt 0,010 bis 1 bar, insbesondere 0,02 bis 0,5 bar. Die Destillation(en) wird/werden so durchgeführt, dass die Temperatur(en) im Sumpf der Destillationsvorrichtung(en) vorzugsweise 30 bis 200 °C, besonders bevorzugt 50 bis 150 °C, insbesondere 60 bis 120 °C, beträgt/betragen. Die Destillation(en) wird/werden so durchgeführt, dass die Kondensationstemperaturen am Kopf der Destillationsvorrichtung vorzugsweise -50 bis 150 °C, besonders bevorzugt -15 bis 60 °C, insbesondere 5 bis 45 °C, beträgt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zuvor genannten Temperaturbereiche sowohl am Kopf als auch im Sumpf der Destillationsvorrichtung(en) eingehalten.Of the Pressure in process step (f) is preferably 0.001 to 10 bar, more preferably 0.010 to 1 bar, in particular 0.02 to 0.5 bar. The distillation (s) is / are carried out in such a way that the temperature (s) in the bottom of the distillation apparatus (s) preferably From 30 to 200 ° C, more preferably 50 to 150 ° C, in particular 60 to 120 ° C, is / amount. The distillation (s) is / are carried out so that the condensation temperatures at the top of the distillation apparatus preferably -50 to 150 ° C, especially preferably -15 to 60 ° C, in particular 5 to 45 ° C, is. In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention be the above temperature ranges both on the head than also maintained in the bottom of the distillation apparatus (s).
Der
Strom
Der Druck in Verfahrensschritt (g) beträgt vorzugsweise 0,001 bis 100 bar, besonders bevorzugt 0,01 bis 20 bar, insbesondere 0,05 bis 2 bar. Die Destillation wird so durchgeführt, dass die Temperatur im Sumpf der Destillationsvorrichtung vorzugsweise 30 bis 250 °C, besonders bevorzugt 50 bis 200 °C, insbesondere 60 bis 180 °C, beträgt. Die Destillation wird so durchgeführt, dass die Kondensationstemperatur am Kopf der Destillationsvorrichtung vorzugsweise -50 bis 250 °C, besonders bevorzugt 0 bis 180 °C, insbesondere 15 bis 160 °C, beträgt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zuvor genannten Temperaturbereiche sowohl am Kopf als auch im Sumpf der Destillationsvorrichtung eingehalten.Of the Pressure in process step (g) is preferably 0.001 to 100 bar, more preferably 0.01 to 20 bar, in particular 0.05 to 2 bar. The distillation is carried out so that the temperature in the Bottom of the distillation apparatus preferably 30 to 250 ° C, especially preferably 50 to 200 ° C, in particular 60 to 180 ° C, is. The distillation is carried out so that the condensation temperature at the top of the distillation apparatus, preferably -50 to 250 ° C, especially preferably 0 to 180 ° C, in particular 15 to 160 ° C, is. In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention be the above temperature ranges both on the head than also observed in the bottom of the distillation apparatus.
Im
Verfahrensschritt (g) wird ein Strom
In
weiteren bevorzugten Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird der in Verfahrensschritt (e) erhaltene Strom
Alternativ
ist es auch möglich,
den in Verfahrensschritt (e) erhaltenen Strom
In
einer weiteren Ausführungsform
wird der Strom
In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Eduktstrom verwendet, der aus einer
Hydrocyanierung des Verfahrensschrittes (e) und einer anschließenden Aufarbeitung
in Verfahrensschritt (f) stammt, wobei im Verfahrensschritt (f)
gegebenenfalls nur eine Abreicherung an 1,3-Butadien vorgenommen
wird. Der hieraus resultierende Strom
In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass der in dem erfindungsgemäßen Verfahrensschritt
(a) verwendete Eduktstrom dem Strom
In
einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird als Eduktstrom der Strom
Verfahrensschritt (a)Process step (a)
In
Verfahrensschritt (a) findet eine Isomerisierung des Eduktstromes,
der 2-Methyl-3-butennitril
enthält,
an mindestens einem Isomerisierungskatalysator statt. Dabei wird
ein Strom
Erfindungsgemäß führt man die Isomerisierung in Gegenwart eines Systems, enthaltend
- a) Nickel(0),
- b) eine Nickel(0) als Ligand komplexierende, dreibindigen Phosphor enthaltende Verbindung und gegebenenfalls
- c) eine Lewis-Säure durch.
- a) nickel (0),
- b) a nickel (0) ligand complexing, trivalent phosphorus-containing compound and optionally
- c) a Lewis acid.
Die Herstellung von Nickel(0) enthaltenden Katalysatorsystemen kann nach an sich bekannten Verfahren erfolgen.The Production of nickel (0) containing catalyst systems can take place according to known methods.
Als Liganden für den Isomerisierungskatalysator können die gleichen phosphorhaltigen Liganden wie für den in Verfahrensschritt (e) verwendeten Hydrocyanierungskatalysator verwendet werden. Somit kann der Hydrocyanierungskatalysator identisch zu dem Isomerisierungskatalysator sein. Die Auswahl der Liganden für die Reaktionen in den Verfahrensschritten (a) und (e) muss aber nicht zwingend gleich sein.When Ligands for the isomerization catalyst can the same phosphorus ligands as for the in process step (e) used Hydrocyanierungskatalysator be used. Consequently For example, the hydrocyanation catalyst may be identical to the isomerization catalyst be. The selection of ligands for the However, reactions in process steps (a) and (e) do not have to be necessarily be the same.
Weiterhin enthält das System gegebenenfalls eine Lewis-Säure.Farther contains the system optionally a Lewis acid.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter einer Lewis-Säure eine einzelne Lewis-Säure oder ein Gemisch aus mehreren, wie zwei, drei oder vier Lewis-Säuren, verstanden.in the For the purposes of the present invention, a Lewis acid is a single Lewis acid or a mixture of several, such as two, three or four Lewis acids, understood.
Als
Lewis-Säure
kommen dabei anorganische oder organische Metall-Verbindungen in
Betracht, in denen das Kation ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend
aus Scandium, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Kupfer,
Zink, Bor, Aluminium, Yttrium, Zirkonium, Niob, Molybdän, Cadmium,
Rhenium und Zinn. Beispiele sind ZnBr2,
Znl2, ZnCl2, ZnSO4, CuCl2, CuCl, Cu(O3SCF3)2,
CoCl2, Col2, Fel2, FeCl3, FeCl2, FeCl2(THF)2, TiCl4(THF)2, TiCl4, TiCl3, ClTi(O-i-Propyl)3,
MnCl2, ScCl3, AlCl3, (C8H17)AlCl2, (C8H17)2AlCl, (i-C4H9)2AlCl, (C6H5)2AlCl,
(C6H5)AlCl2, ReCl5, ZrCl4, NbCl5, VCl3, CrCl2, MoCl5, YCl3, CdCl2, LaCl3, Er(O3SCF3)3, Yb(O2CCF3)3,
SmCl3, B(C6H5)3, TaCl5, wie beispielsweise in
Im
Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff Lewis-Säure auch
die in
Als besonders bevorzugte Lewis-Säuren kommen unter den genannten insbesondere Metallsalze, besonders bevorzugt Metallhalogenide, wie Fluoride, Chloride, Bromide, Jodide, insbesondere Chloride, in Betracht, von denen wiederum Zinkchlorid, Eisen-(II)-Chlorid und Eisen-(III)-chlorid besonders bevorzugt sind.When particularly preferred Lewis acids among the above-mentioned in particular metal salts, particularly preferred Metal halides, such as fluorides, chlorides, bromides, iodides, in particular Chlorides, of which in turn zinc chloride, iron (II) chloride and Iron (III) chloride are particularly preferred.
Die Isomerisierung kann in Gegenwart eines flüssigen Verdünnungsmittels,
- – beispielsweise eines Kohlenwasserstoffs, wie Hexan, Heptan, Oktan, Cyclohexan, Methylcyclohexan, Benzol, Decahydronaphthalin
- – beispielsweise eines Ethers, wie Diethylether, Tetrahydrofuran, Dioxan, Glykoldimethylether, Anisol,
- – beispielsweise eines Esters, wie Ethylacetat, Methylbenzoat, oder
- – beispielsweise eines Nitrils, wie Acetonitril, Benzonitril, oder
- – Gemischen solcher Verdünnungsmittel durchgeführt werden.
- For example, a hydrocarbon such as hexane, heptane, octane, cyclohexane, methylcyclohexane, benzene, decahydronaphthalene
- For example, an ether such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, glycol dimethyl ether, anisole,
- For example, an ester such as ethyl acetate, methyl benzoate, or
- For example, a nitrile such as acetonitrile, benzonitrile, or
- - Mixtures of such diluents are carried out.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommt eine Isomerisierung in Abwesenheit eines solchen flüssigen Verdünnungsmittels in Betracht.In a particularly preferred embodiment comes an isomerization in the absence of such a liquid diluent into consideration.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Isomerisierung in Verfahrensschritt (a) in nicht-oxidierend wirkender Atmosphäre, wie beispielsweise unter einer Schutzgasatmosphäre aus Stickstoff oder einem Edelgas, wie Argon, durchgeführt wird.Farther it has proved to be advantageous if the isomerization in Process step (a) in a non-oxidizing atmosphere, such as For example, under a protective gas atmosphere of nitrogen or a Noble gas, such as argon, carried out becomes.
Der Verfahrensschritt (a) kann in jeder geeigneten, dem Fachmann bekannten Apparatur durchgeführt werden. Für die Reaktion kommen hierfür übliche Apparaturen in Betracht, wie sie beispielsweise in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4. Ed., Vol. 20, John Wiley & Sons, New York, 1996, Seiten 1040 bis 1055 beschrieben sind, wie Rührkesselreaktoren, Schlaufenreaktoren, Gasumlaufreaktoren, Blasensäulenreaktoren oder Rohrreaktoren. Die Reaktion kann in mehreren, wie zwei oder drei Apparaten, durchgeführt werden.Of the Process step (a) may be in any suitable manner known to those skilled in the art Apparatus be performed. For the Reaction come this customary equipment such as in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed., Vol. 20, John Wiley & Sons, New York, 1996, pages 1040 to 1055, such as stirred tank reactors, Loop reactors, gas circulation reactors, bubble column reactors or tubular reactors. The reaction can be carried out in several, such as two or three apparatuses.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Isomerisierung in einem kompartimentiertem Rohrreaktor durchgeführt.In a preferred embodiment the method according to the invention becomes isomerization in a compartmented tubular reactor carried out.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Isomerisierung in mindestens zwei in Serie geschalteten Reaktoren durchgeführt, wobei der erste Reaktor im Wesentlichen Rührkesselcharakteristik aufweist und der zweite Reaktor so ausgeführt ist, dass er im Wesentlichen Rohrcharakteristik aufweist.In a further preferred embodiment the method according to the invention the isomerization is done in at least two series Reactors carried out, wherein the first reactor has substantially stirred tank characteristics and the second reactor designed so is that it has substantially tube characteristic.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Isomerisierung in einem Reaktor durchgeführt, wobei der Reaktor die Charakteristik einer Rührkesselkaskade aufweist, die 2 bis 20 Rührkesseln, insbesondere 3 bis 10 Rührkesseln, entspricht.In a particularly preferred embodiment the method according to the invention the isomerization is carried out in a reactor, wherein the reactor has the characteristics of a stirred tank cascade, the 2 to 20 stirred kettles, in particular 3 to 10 stirred kettles, equivalent.
Die Reaktion kann in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Destillationsapparatur durchgeführt werden, wobei die Isomerisierungsreaktion zumindest im Sumpfbereich der Destillationsapparatur stattfindet. Geeignet ist jede, dem Fachmann bekannte Destillationsapparatur, wie sie beispielsweise in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4. Ed., Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1996, Seite 334-348 beschrieben sind, wie Siebbodenkolonnen, Glockenbodenkolonnen, Packungskolonnen, Füllkörperkolonnen, die auch als Trennwandkolonnen betrieben werden können. Diese Destillationseinrichtungen sind jeweils mit geeigneten Vorrichtungen zur Verdampfung, wie Fallfilmverdampfer, Dünnschichtverdampfer, Mehrphasenwendelrohrverdampfer, Naturumlaufverdampfer oder Zwangsumlaufentspannungsverdampfer, sowie mit Vorrichtungen zur Kondensation des Brüdenstroms ausgerüstet. Die Destillation mit gleichzeitig stattfindender Reaktion kann man in mehreren, wie zwei oder drei Apparaturen, vorteilhaft in einer einzigen Apparatur durchführen. Die Destillation kann zudem einstufig im Sinne einer Teilverdampfung des Zulaufstroms erfolgen.The reaction can be carried out in an embodiment of the process according to the invention in a distillation apparatus, wherein the isomerization reaction takes place at least in the bottom region of the distillation apparatus. Any distillation apparatus known to the person skilled in the art, as described, for example, in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4th ed., Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1996, pages 334-348, is suitable Sieve tray columns, bubble tray columns, packed columns, Packed columns, which can also be operated as dividing wall columns. These distillation devices are each equipped with suitable evaporation devices, such as falling-film evaporators, thin-film evaporators, multiphase spiral tube evaporators, natural circulation evaporators or forced circulation flash evaporators, and with devices for condensing the vapor stream. The distillation with simultaneous reaction can be carried out in several, such as two or three apparatus, advantageously in a single apparatus. The distillation can also be carried out in one stage in the sense of partial evaporation of the feed stream.
Der Verfahrensschritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise bei einem absoluten Druck von 0,1 mbar bis 100 bar, besonders bevorzugt 1 mbar bis 16 bar, insbesondere 10 mbar bis 6 bar, durchgeführt. Die Temperatur beträgt in Verfah rensschritt (a) vorzugsweise 25 bis 250 °C, besonders bevorzugt 30 bis 180 °C, insbesondere 40 bis 140 °C.Of the Process step (a) of the process according to the invention is preferably at an absolute pressure of 0.1 mbar to 100 bar, particularly preferred 1 mbar to 16 bar, in particular 10 mbar to 6 bar performed. The Temperature is in process step (a) preferably 25 to 250 ° C, especially preferably from 30 to 180 ° C, in particular 40 to 140 ° C.
Die Zusammensetzung des entnommen Stroms hinsichtlich des molaren Verhältnisses von 2-Methyl-3-butennitril zu linearem Pentennitril und damit der Umsatzgrad an eingesetztem 2-Methyl-3-butennitril kann in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des zugeführten Stroms auf technisch einfache Weise durch die Temperatur, die Katalysatorkonzentration, die Verweilzeit und die Gestaltung des Reaktors eingestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Umsatzgrad mit Hilfe dieser Maßnahmen auf Werte im Bereich 10 bis 99%, besonders bevorzugt 30 bis 95%, insbesondere 60 bis 90%, eingestellt.The Composition of the withdrawn stream in terms of molar ratio of 2-methyl-3-butenenitrile to linear pentenenitrile and thus the The degree of conversion of 2-methyl-3-butenenitrile used depending on from the composition of the supplied stream on technical simple way by the temperature, the catalyst concentration, the residence time and the design of the reactor can be adjusted. In a preferred embodiment the method according to the invention The conversion rate with the help of these measures is based on values in the range From 10 to 99%, particularly preferably from 30 to 95%, in particular from 60 to 90%, set.
Verfahrensschrittt (b)Process step (b)
In
Verfahrensschritt (b) wird der in Verfahrensschritt (a) erhaltene
Strom
Der Verfahrensschritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in jeder geeigneten, dem Fachmann bekannten Destillationsvorrichtung durchgeführt werden. Für die Destillation geeignet sind Apparaturen, wie sie beispielsweise in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4. Ed., Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1996, Seite 334-348 beschrieben sind, wie Siebbodenkolonnen, Glockenbodenkolonnen, Packungskolonnen, Füllkörperkolonnen, die auch als Trennwandkolonnen betrieben werden können. Diese Destillationseinrichtungen sind jeweils mit geeigneten Vorrichtungen zur Verdampfung, wie Fallfilmverdampfer, Dünnschichtverdampfer, Mehrphasenwendelrohrverdampfer, Naturumlaufverdampfer oder Zwangsumlaufentspannungsverdampfer, sowie mit Vorrichtungen zur Kondensation des Brüdenstroms ausgerüstet. Die Destillation kann man in mehreren, wie zwei oder drei Apparaturen, vorteilhaft in einer einzigen Apparatur durchführen. Die Destillation kann zudem einstufig im Sinne einer Teilverdampfung des Zulaufstroms erfolgen.Of the Process step (b) of the process of the invention may be in any suitable distillation apparatus known to those skilled in the art are carried out. For the Distillation suitable apparatuses, such as those in: Kirk-Othmer, Encyclopaedia of Chemical Technology, 4th Ed., Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1996, pages 334-348, such as sieve tray columns, Bubble tray columns, packed columns, packed columns, also referred to as Dividing wall columns can be operated. These distillation facilities are each provided with suitable evaporation devices, such as falling-film evaporators, thin-film evaporators, Multiphase spiral tube evaporator, natural circulation evaporator or forced circulation flash evaporator, and equipped with devices for the condensation of the vapor stream. The Distillation can be carried out in several, such as two or three apparatuses, advantageously perform in a single apparatus. The distillation can also single-stage in the sense of partial evaporation of the feed stream respectively.
Der Verfahrensschritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise bei einem absoluten Druck von 0,1 mbar bis 100 bar, besonders bevorzugt 1 mbar bis 6 bar, insbesondere 10 mbar bis 500 mbar, durchgeführt. Die Destillation wird so durchgeführt, dass die Temperatur im Sumpf der Destillationsvorrichtung vorzugsweise 25 bis 250 °C, besonders bevorzugt 40 bis 180 °C, insbesondere 60 bis 140 °C, beträgt. Die Destillation wird so durchgeführt, dass die Temperatur am Kopf der Destillationsvorrichtung vorzugsweise -15 bis 200 °C, besonders bevorzugt 5 bis 150 °C, insbe sondere 10 bis 100 °C, beträgt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zuvor genannten Temperaturbereiche sowohl am Kopf als auch im Sumpf der Destillationsvorrichtung eingehalten.Of the Process step (b) of the process according to the invention is preferably at an absolute pressure of 0.1 mbar to 100 bar, particularly preferred 1 mbar to 6 bar, in particular 10 mbar to 500 mbar performed. The Distillation is done that the temperature in the bottom of the distillation apparatus is preferably 25 to 250 ° C, more preferably 40 to 180 ° C, in particular 60 to 140 ° C, is. The distillation is carried out so that the temperature at Head of the distillation apparatus preferably -15 to 200 ° C, especially preferably 5 to 150 ° C, in particular special 10 to 100 ° C, is. In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention be the above temperature ranges both on the head than also observed in the bottom of the distillation apparatus.
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung findet die in Verfahrensschritt (b) durchgeführte Destillation
des Stromes
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird der in Verfahrensschritt (b) erhaltene
Strom
In
einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
finden die Verfahrensschritte (a) und (b) in der gleichen Vorrichtung
statt. Dabei ist es auch möglich,
dass der Strom
Alternativ
ist es auch möglich,
dass der aus Verfahrensschritt (b) stammende Strom
Verfahrensschrift (c)Procedural document (c)
In
Verfahrensschritt (c) findet eine Destillation des Stromes
Der Verfahrensschritt (c) kann in jeder geeigneten, dem Fachmann bekannten Vorrichtung durchgeführt werden. Für die Destillation geeignet sind Apparaturen, wie sie beispielsweise in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4. Ed., Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1996, Seite 334-348 beschrieben sind, wie Siebbodenkolonnen, Glockenbodenkolonnen, Packungskolonnen, Füllkörperkolonnen, die auch als Trennwandkolonnen betrieben werden können. Diese Destillationseinrichtungen sind jeweils mit geeigneten Vorrichtungen zur Verdampfung, wie Fallfilmverdampfer, Dünn schichtverdampfer, Mehrphasenwendelrohrverdampfer, Naturumlaufverdampfer oder Zwangsumlaufentspannungsverdampfer, sowie mit Vorrichtungen zur Kondensation des Brüdenstroms ausgerüstet. Die Destillation kann man in mehreren, wie zwei oder drei Apparaturen, vorteilhaft in einer einzigen Apparatur durchführen. Die Destillation kann zudem einstufig im Sinne einer Teilverdampfung des Zulaufstroms erfolgen.Of the Process step (c) may be in any suitable manner known to those skilled in the art Device performed become. For the distillation are suitable apparatuses, such as in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed., Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1996, pages 334-348, such as sieve tray columns, Bubble tray columns, packed columns, packed columns, also called dividing wall columns can be operated. These distillation devices are each provided with suitable devices for evaporation, such as falling film evaporators, thin film evaporators, multiphase spiral tube evaporators, Natural circulation evaporator or forced circulation evaporator, as well equipped with devices for the condensation of the vapor stream. The Distillation can be carried out in several, such as two or three apparatuses, advantageously perform in a single apparatus. The distillation can also single-stage in the sense of partial evaporation of the feed stream respectively.
Der Verfahrensschritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise bei einem absoluten Druck von 0,1 mbar bis 100 bar, besonders bevorzugt 1 mbar bis 6 bar, insbesondere 10 mbar bis 500 mbar, durchgeführt. Die Destillation wird so durchgeführt, dass die Temperatur im Sumpf der Destillationsvorrichtung vorzugsweise 25 bis 250 °C, besonders bevorzugt 40 bis 180 °C, insbesondere 60 bis 140 °C, beträgt. Die Destillation wird so durchgeführt, dass die Temperatur am Kopf der Destillationsvorrichtung vorzugsweise -15 bis 200 °C, besonders bevorzugt 5 bis 150 °C, insbesondere 10 bis 100 °C, beträgt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zuvor genannten Temperaturbereiche sowohl am Kopf als auch im Sumpf der Destillationsvorrichtung eingehalten.Of the Process step (c) of the process according to the invention is preferably at an absolute pressure of 0.1 mbar to 100 bar, particularly preferred 1 mbar to 6 bar, in particular 10 mbar to 500 mbar performed. The Distillation is done that the temperature in the bottom of the distillation apparatus is preferably 25 to 250 ° C, more preferably 40 to 180 ° C, in particular 60 to 140 ° C, is. The distillation is carried out so that the temperature at Head of the distillation apparatus preferably -15 to 200 ° C, especially preferably 5 to 150 ° C, in particular 10 to 100 ° C, is. In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention be the above temperature ranges both on the head than also observed in the bottom of the distillation apparatus.
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die Verfahrensschritte (b) und (c) zusammen in einer Destillationsvorrichtung
durchgeführt,
wobei der Strom
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die Verfahrensschritte (a), (b) und (c) zusammen in einer
Destillationsvorrichtung durchgeführt. Dabei wird der Strom
Verfahrensschritt (d)Process step (d)
Der
in Verfahrensschritt (c) erhaltene Strom
Der Verfahrensschritt (d) kann in jeder geeigneten, dem Fachmann bekannten Vorrichtung durchgeführt werden. Für die Destillation geeignet sind Apparaturen, wie sie beispielsweise in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4. Ed., Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1996, Seite 334-348 beschrieben sind, wie Siebbodenkolonnen, Glockenbodenkolonnen, Packungskolonnen, Füllkörperkolonnen, die auch als Trennwandkolonnen betrieben werden können. Diese Destillationseinrichtungen sind jeweils mit geeigneten Vorrichtungen zur Verdampfung, wie Fallfilmverdampfer, Dünnschichtverdampfer, Mehrphasenwendelrohrverdampfer, Naturumlaufverdampfer oder Zwangsumlaufentspannungsverdampfer, sowie mit Vorrichtungen zur Kondensation des Brüdenstroms ausgerüstet. Die Destillation kann man in mehreren, wie zwei oder drei Apparaturen, vorteilhaft in einer einzigen Apparatur durchführen. Die Destillation kann zudem einstufig im Sinne einer Teilverdampfung des Zulaufstroms erfolgen.The process step (d) can be carried out in any suitable device known to the person skilled in the art. Suitable for the distillation are apparatuses as described, for example, in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4th ed., Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1996, pages 334-348, such as sieve tray columns, Bubble tray columns, packed columns, packed columns, which can also be operated as dividing wall columns. These distillation devices are each provided with suitable evaporation devices such as falling film evaporators, thin film evaporators, multiphase helical tubes steamer, natural circulation evaporator or forced circulation evaporator, and equipped with devices for condensing the vapor stream. The distillation can be carried out in several, such as two or three apparatus, advantageously in a single apparatus. The distillation can also be carried out in one stage in the sense of partial evaporation of the feed stream.
Der absolute Druck in Verfahrensschritt (d) beträgt vorzugsweise 0,001 bis 100 bar, besonders bevorzugt 0,01 bis 20 bar, insbesondere 0,05 bis 2 bar. Die Destillation wird so durchgeführt, dass die Temperatur im Sumpf der Destillationsvorrichtung vorzugsweise 30 bis 250 °C, besonders bevorzugt 50 bis 200 °C, insbesondere 60 bis 180 °C, beträgt. Die Destillation wird so durchgeführt, dass die Kondensationstemperatur am Kopf der Destillationsvorrichtung vorzugsweise -50 bis 250 °C, besonders bevorzugt 0 bis 180 °C, insbesondere 15 bis 160 °C, beträgt.Of the absolute pressure in process step (d) is preferably 0.001 to 100 bar, more preferably 0.01 to 20 bar, in particular 0.05 to 2 bar. The distillation is carried out so that the temperature in the Bottom of the distillation apparatus preferably 30 to 250 ° C, especially preferably 50 to 200 ° C, in particular 60 to 180 ° C, is. The distillation is carried out so that the condensation temperature at the top of the distillation apparatus, preferably -50 to 250 ° C, especially preferably 0 to 180 ° C, in particular 15 to 160 ° C, is.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zuvor genannten Temperaturbereiche sowohl am Kopf als auch im Sumpf der Destillationsvorrichtung eingehaltenIn a particularly preferred embodiment the method according to the invention be the above temperature ranges both on the head than also observed in the bottom of the distillation apparatus
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden der Verfahrensschritt (d) und der Verfahrensschritt (g) in
der gleichen Destillationsvorrichtung durchgeführt. Dabei fallen die die Ströme
In
einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die Verfahrensschritte (c) und (g) in einer gemeinsamen Destillationskolonne
durchgeführt,
wobei der Verfahrensschritt (d) entfällt, der Strom
In
dem erfindungsgemäßen Verfahren
gemäß Ausführungsform
I ist es möglich,
dass der Strom
Alternativ
ist es auch möglich,
den Strom
Alternativ
ist es auch möglich,
dass der Strom
Ausführungsform IIembodiment II
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von 3-Pentennitril gemäß einer Ausführungsform II, das durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:
- (a')
Isomerisierung eines Eduktstroms, der 2-Methyl-3-butennitril enthält, an mindestens
einem gelösten oder
dispergierten Isomerisierungskatalysator zu einem Strom
1' , der 3-Pentennitril, 2-Methyl-3-butennitril, den mindestens einen Isomerisierungskatalysator und (Z)-2-Methyl-2-butennitril enthält, - (b') Destillation
des Stromes
1' unter Erhalt eines Stromes2' , der (Z)-2-Methyl-2-butennitril, 2-Methyl-3-butennitril enthält und in den Isomerisierungsschritt (a') zurückgeführt wird, eines Stromes3' als Sumpfprodukt, der den mindestens einen Isomerisierungskatalysator enthält und in den Isomerisierungsschritt (a') zurückgeführt wird, und eines Stromes4' , der 3-Pentennitril enthält, an einem Seitenabzug der Destillationskolonne.
- (a ') Isomerization of a reactant stream containing 2-methyl-3-butenenitrile on at least one dissolved or dispersed isomerization catalyst into a stream
1' which comprises 3-pentenenitrile, 2-methyl-3-butenenitrile containing at least one isomerization catalyst and (Z) -2-methyl-2-butenenitrile, - (b ') Distillation of the stream
1' while receiving a stream2 ' which comprises (Z) -2-methyl-2-butenenitrile, 2-methyl-3-butenenitrile and is recycled to the isomerization step (a ') of a stream3 ' as the bottom product containing the at least one isomerization catalyst and recycled to the isomerization step (a '), and a stream4 ' containing 3-pentenenitrile on a side draw of the distillation column.
Der Eduktstrom, der in dem Verfahrensschritt (a') des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Ausführungsform II verwendet wird, kann nach den oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung des Eduktstroms für das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Ausführungsform I erhalten werden.Of the Eduktstrom, in the process step (a ') of the inventive method according to the embodiment II can be used according to the methods described above Production of the educt stream for the inventive method according to embodiment I am getting.
Für den Verfahrensschritt (a') gemäß Ausführungsform II gelten die selben Bedingungenwie für Verfahrensschritt (a) gemäß Ausführungsform I, insbesondere hinsichtlich des verwendeten Katalysatorkomplexes und des freien Liganden.For the process step (a ') according to embodiment II, the same conditions apply as for method step (a) according to the embodiment I, in particular with regard to the catalyst complex used and the free ligand.
Der absolute Druck in Verfahrensschritt (b') beträgt vorzugsweise 0,001 bis 100 bar, besonders bevorzugt 0,01 bis 20 bar, insbesondere 0,1 bis 2 bar. Die Destillation wird so durchgeführt, dass die Temperatur im Sumpf der Destillationsvorrichtung vorzugsweise 25 bis 250 °C, besonders bevorzugt 40 bis 180 °C, insbesondere 60 bis 140 °C, beträgt. Die Destillation wird so durchgeführt, dass die Kondensationstemperatur am Kopf der Destillationsvorrichtung vorzugsweise -50 bis 250 °C, besonders bevorzugt 0 bis 150 °C, insbesondere 10 bis 100 °C, beträgt.Of the absolute pressure in process step (b ') is preferably 0.001 to 100 bar, more preferably 0.01 to 20 bar, in particular 0.1 to 2 bar. The distillation is carried out so that the temperature in the sump the distillation apparatus preferably 25 to 250 ° C, especially preferably 40 to 180 ° C, in particular 60 to 140 ° C, is. The distillation is carried out so that the condensation temperature at the top of the distillation apparatus, preferably -50 to 250 ° C, especially preferably 0 to 150 ° C, in particular 10 to 100 ° C, is.
Eine
Teilausschleusung des Stromes
In einer Variante des vorliegenden Verfahrens gemäß Ausführungsform II wird der Eduktstrom anstelle in Verfahrensschritt (a') in den Verfahrensschritt (b') geführt.In a variant of the present method according to embodiment II, the reactant stream instead of in method step (a ') in the process step (b ') guided.
Der
Strom
Der
gegebenenfalls durchzuführende
Verfahrensschritt (c')
kann auch in der Vorrichtung von Verfahrensschritt (a') durchgeführt werden,
wobei dann im Verfahrensschritt (a') eine Destillationsvorrichtung verwendet
wird, in deren Sumpf die Isomerisierungsreaktion stattfindet, über den
Sumpf der Destillationsvorrichtung der Strom
Erfindungsgemäß erhält man in den Verfahren gemäß Ausführungsform I und II 3-Pentennitril. Im Sinne der vorliegenden Erfindung werden unter dem Begriff 3-Pentennitril ein einziges Isomer von 3-Pentennitril oder ein Gemisch aus zwei, drei, vier oder fünf verschiedener solcher Isomeren verstanden. Als Isomere kommen cis-2-Pentennitril, trans-2-Pentennitril, cis-3-Pentennitril, trans-3-Pentennitril, 4-Pentennitril oder deren Gemische, vorzugsweise cis-3-Pentennitril, trans-3-Pentennitril, 4-Pentennitril oder deren Gemische, die im Sinne der vorliegenden Erfindung sowohl jeweils einzeln, als auch im Gemisch als 3-Pentennitril bezeichnet werden, in Betracht.According to obtain in the method according to embodiment I and II 3-pentenenitrile. For the purposes of the present invention, the term 3-pentenenitrile is used single isomer of 3-pentenenitrile or a mixture of two, three, four or five various such isomers understood. Isomers are cis-2-pentenenitrile, trans-2-pentenenitrile, cis-3-pentenenitrile, trans-3-pentenenitrile, 4-pentenenitrile or mixtures thereof, preferably cis-3-pentenenitrile, trans-3-pentenenitrile, 4-pentenenitrile or their mixtures, for the purposes of the present invention, both in each case individually, as well as in the mixture as 3-Pentenenitril be called, into consideration.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind Vorteile verbunden. So ist in einem integrierten Verfahren zur Herstellung von Adipodinitril beispielsweise die Rückführung von nicht umgesetztem 2-Methyl-3-butennitril aus der Isomerisierung wirtschaftlich notwendig, weil der Umsatzgrad von 2-Methyl-3-butennitril zu 3-Pentennitril durch das thermodynamische Gleichgewicht begrenzt ist. Die Rückführung erfordert, dass (Z)-2-Methyl-2-butennitril, das sich im 2-Methyl-3-butennitril-Kreislauf aufpegelt, abgetrennt wird. Die Abtrennung erfolgt im erfindungsgemäßen Verfahren durch Destillation zur Trennung von 2-Methyl-3-butennitril und (Z)-2-Methyl-2-butennitril vorzugsweise erst nach Durchführung von Schritt (a) in Schritt (c), um gezielt Verluste von Wertprodukten zu minimieren.With the method according to the invention There are advantages associated with it. So is in an integrated process for Production of adiponitrile, for example, the return of unreacted 2-methyl-3-butenenitrile from isomerization economically necessary because the degree of conversion of 2-methyl-3-butenenitrile limited to 3-pentenenitrile by the thermodynamic equilibrium is. The return requires that (Z) -2-methyl-2-butenenitrile, which aufpegelt in the 2-methyl-3-butenenitrile cycle, separated becomes. The separation takes place in the process according to the invention by distillation for the separation of 2-methyl-3-butenenitrile and (Z) -2-methyl-2-butenenitrile preferably only after implementation from step (a) in step (c) to specifically losses of value products to minimize.
Das
erfindungsgemäße Verfahren
gemäß einer
bevorzugten Ausprägung
der Ausführungsform
I wird anhand der
In einem Reaktor
R1 wird in Gegenwart eines Nickel(0)-Katalysators Cyanwasserstoff
und 1,3-Butadien eingespeist. In dem Reaktor findet eine Hydrocyanierung
unter Ausbildung eines Stromes
In a reactor R1, hydrogen cyanide and 1,3-butadiene are fed in the presence of a nickel (0) catalyst. Hydrocyanation takes place in the reactor to produce a current
In
der Destillationskolonne K2 erfolgt eine Trennung des Stromes
Der
Strom
Dieser
Strom
In
dieser Destillationskolonne K4 erfolgt eine Trennung des Stromes
Die
Ströme
Das
erfindungsgemäße Verfahren
gemäß einer
bevorzugten Ausprägung
der Ausführungsform
II wird anhand der
In einem Reaktor
R1 wird in Gegenwart eines Nickel(0)-Katalysators Cyanwasserstoff
und 1,3-Butadien eingespeist. In dem Reaktor findet eine Hydrocyanierung
unter Ausbildung eines Stromes
In a reactor R1, hydrogen cyanide and 1,3-butadiene are fed in the presence of a nickel (0) catalyst. Hydrocyanation takes place in the reactor to produce a current
In
die Isomerisierungsvorrichtung R2 werden zusätzlich Isomersisierungskatalysator
(Strom
Durch
Zuführung
eines Isomerisierungskatalysator enthaltenden Stromes zu R2 können gegebenenfalls
notwendige Ausschleusungen aus dem Strom
Die
Ströme
Diese
Rückführungs-
und Ausschleusungsvarianten sind in
Ausführungsform IIIEmbodiment III
In der Ausführungsform III werden Hydrocyanierungs- und Isomerisierungs-Ni(0)-Katalysatoren von derartigen Liganden verwendet, die die Verfahrensschritte a*) und e*) katalysieren.In the embodiment III are hydrocyanation and isomerization Ni (0) catalysts of such Used ligands that catalyze the process steps a *) and e *).
Bei den als Katalysator bevorzugt verwendeten Nickel(0)-Komplexen, die phosphorhaltige Liganden und/oder freie phosphorhaltige Liganden enthalten, handelt es sich bevorzugt um homogen gelöste Nickel(0)-Komplexe.at the nickel (0) complexes preferred as the catalyst, which phosphorus-containing ligands and / or free phosphorus-containing ligands contain, it is preferably homogeneous dissolved nickel (0) complexes.
Die phosphorhaltigen Liganden der Nickel(0)-Komplexe und die freien phosphorhaltigen Liganden sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der mono- oder bidentaten Phosphine, Phosphite, Phosphinite und Phosphonite, bevorzugt der mono- oder bidentaten Phosphite, Phosphinite und Phosphonite, besonders bevorzugt der mono- oder bidentaten Phosphite und Phosphonite, insbesondere der monodentaten Phosphite, Phosphinite und Phosphonite, ganz besonders bevorzugt der monodentaten Phosphite und Phosphonite.The phosphorus ligands of the nickel (0) complexes and the free ones Phosphorus-containing ligands are preferably selected from the group of mono- or bidentate phosphines, phosphites, phosphinites and Phosphonites, preferably the mono- or bidentate phosphites, phosphinites and phosphonites, more preferably the mono- or bidentate phosphites and phosphonites, especially the monodentate phosphites, phosphinites and phosphonites, most preferably the monodentate phosphites and phosphonites.
Diese
phosphorhaltigen Liganden weisen vorzugsweise die Formel I auf:
Unter Verbindung 1 wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine einzelne Verbindung oder ein Gemisch verschiedener Verbindungen der vorgenannten Formel verstanden.Under Compound 1 becomes a single within the meaning of the present invention Compound or a mixture of different compounds of the aforementioned Formula understood.
Erfindungsgemäß sind X1, X2, X3 unabhängig voneinander Sauerstoff oder Einzelbindung. Falls alle der Gruppen X1, X2 und X3 für Einzelbindungen stehen, so stellt Verbindung I ein Phosphin der Formel P(R1R2R3) mit den für R1, R2 und R3 in dieser Beschreibung genannten Bedeutungen dar.According to the invention X 1 , X 2 , X 3 are independently oxygen or single bond. If all of the groups X 1, X are single bonds 2 and X 3, compound I is a phosphine of the formula P (R 1 R 2 R 3) with the definitions of R 1, R 2 and R 3 in this description represents ,
Falls zwei der Gruppen X1, X2 und X3 für Einzelbindungen stehen und eine für Sauerstoff, so stellt Verbindung I ein Phosphinit der Formel P(OR1)(R2)(R3) oder P(R1)(OR2)(R3) oder P(R1)(R2)(OR3) mit den für R1, R2 und R3 weiter unten genannten Bedeutungen dar.If two of the groups X 1, X 2 and X 3 are single bonds and one for oxygen, compound I is a phosphinite of formula P (OR 1) (R 2) (R 3) or P (R 1) (OR 2 ) (R 3 ) or P (R 1 ) (R 2 ) (OR 3 ) with the meanings given below for R 1 , R 2 and R 3 .
Falls eine der Gruppen X1, X2 und X3 für eine Einzelbindung steht und zwei für Sauerstoff, so stellt Verbindung I ein Phosphonit der Formel P(OR1)(OR2)(R3) oder P(R1)(OR2)(OR3) oder P(OR1)(R2)(OR3) mit den für R1, R2 und R3 in dieser Beschreibung genannten Bedeutungen dar.If one of the groups X 1, X 2 and X 3 represents a single bond and two oxygen, compound I is a phosphonite of formula P (OR 1) (OR 2) (R 3) or P (R 1) (OR 2 ) (OR 3 ) or P (OR 1 ) (R 2 ) (OR 3 ) with the meanings given for R 1 , R 2 and R 3 in this description.
In einer Ausführungsform sollten alle der Gruppen X1, X2 und X3 für Sauerstoff stehen, so dass Verbindung I ein Phosphit der Formel P(OR1)(OR2)(OR3) mit den für R1, R2 und R3 weiter unten genannten Bedeutungen darstellt.In one embodiment, all of the groups X 1, X 2 and X 3 should be oxygen, so that compound I is a phosphite of the formula P (OR 1) (OR 2) (OR 3) with the definitions of R 1, R 2 and R 3 meanings given below.
Erfindungsgemäß stehen R1, R2, R3 unabhängig voneinander für gleiche oder unterschiedliche organische Reste. Als R1, R2 und R3 kommen unabhängig voneinander Alkylreste, vorzugsweise mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, s-Butyl, t-Butyl, Aryl-Gruppen, wie Phenyl, o-Tolyl, m-Tolyl, p-Tolyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl, oder Hydrocarbyl, vorzugsweise mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie 1,1'-Biphenol, 1,1'-Binaphthol in Betracht. Die Gruppen R1, R2 und R3 können miteinander direkt, also nicht allein über das zentrale Phosphor-Atom, verbunden sein. Vorzugsweise sind die Gruppen R1, R2 und R3 nicht miteinander direkt verbunden.According to the invention, R 1 , R 2 , R 3 independently of one another represent identical or different organic radicals. As R 1 , R 2 and R 3 are independently alkyl radicals, preferably having 1 to 10 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl, s-butyl, t-butyl, Aryl groups, such as phenyl, o-tolyl, m-tolyl, p-tolyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, or hydrocarbyl, preferably having 1 to 20 carbon atoms, such as 1,1'-biphenol, 1,1'- Binaphthol into consideration. The groups R 1 , R 2 and R 3 may be connected to each other directly, ie not solely via the central phosphorus atom. Preferably, the groups R 1 , R 2 and R 3 are not directly connected to each other.
In einer Ausführungsform kommen als Gruppen R1, R2 und R3 Reste ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, o-Tolyl, m-Tolyl und p-Tolyl in Betracht. In einer Ausführungsform sollten dabei maximal zwei der Gruppen R1, R2 und R3 Phenyl-Gruppen sein.In one embodiment, groups R 1 , R 2 and R 3 are radicals selected from the group consisting of phenyl, o-tolyl, m-tolyl and p-tolyl. In one embodiment, a maximum of two of the groups R 1 , R 2 and R 3 should be phenyl groups.
In einer anderen Ausführungsform sollten dabei maximal zwei der Gruppen R1, R2 und R3 o-Tolyl-Gruppen sein.In another embodiment, a maximum of two of the groups R 1 , R 2 and R 3 should be o-tolyl groups.
Als
Verbindungen I können
solche der Formel Ia
Solche Verbindungen Ia sind z.B. (p-Tolyl-O-)(Phenyl-O-)2P, (m-Tolyl-O-)(Phenyl-O-)2P, (o-Tolyl-O-)(Phenyl-O-)2P, (p-Tolyl-O-)2(Phenyl-O-)P, (m-Tolyl-O-)2(Phenyl-O-)P, (o-Tolyl-O-)2(Phenyl-O-)P, (m-Tolyl-O-)(p-Tolyl-O)(Phenyl-O-)P, (o-Tolyl-O-)(p-Tolyl-O-)(Phenyl-O-)P, (o-Tolyl-O-)(m-Tolyl-O-)(Phenyl-O-)P, (p-Tolyl-O-)3P, (m-Tolyl-O-)(p-Tolyl-O-)2P, (o-Tolyl-O-)(p-Tolyl-O-)2P, (m-Tolyl-O-)2(p-Toluyl-O-)P, (o-Tolyl-O-)2(p-Tolyl-O-)P, (o-Tolyl-O-)(m-Tolyl-O-)(p-Tolyl-O)P, (m-Tolyl-O-)3P, (o-Tolyl-O-)(m-Tolyl-O-)2P (o-Tolyl-O-)2(m-Tolyl-O-)P, oder Gemische solcher Verbindungen.Such compounds Ia are, for example, (p-tolyl-O -) (phenyl-O-) 2 P, (m-tolyl-O -) (phenyl-O-) 2 P, (o-tolyl-O -) (phenyl-) O-) 2P, (p-tolyl-O-) 2 (phenyl-O-) P, (m-tolyl-O-) 2 (phenyl-O-) P, (o-tolyl-O-) 2 ( Phenyl-O-) P, (m-tolyl-O -) (p-tolyl-O) (phenyl-O-) P, (o-tolyl-O -) (p-tolyl-O -) (phenyl-O -) P, (o-tolyl-O -) (m-tolyl-O -) (phenyl-O-) P, (p-tolyl-O-) 3 P, (m-tolyl-O -) (p-) Tolyl-O-) 2 P, (o-tolyl-O -) (p-tolyl-O-) 2 P, (m-tolyl-O-) 2 (p-toluyl-O-) P, (o-tolyl -O-) 2 (p-Tolyl-O-) P, (o-tolyl-O -) (m-tolyl-O -) (p-tolyl-O) P, (m-tolyl-O-) 3 P , (o-Tolyl-O -) (m-tolyl-O-) 2 P (o-tolyl-O-) 2 (m-tolyl-O-) P, or mixtures of such compounds.
Gemische enthaltend (m-Tolyl-O-)3P, (m -Tolyl-O-)2(p-Tolyl-O-)P, (m-Tolyl-O-)(p-Tolyl-O-)2P und (p-Tolyl-O-)3P kann man beispielsweise durch Umsetzung eines Gemisches enthaltend m-Kresol und p-Kresol, insbesondere im Molverhältnis 2 : 1, wie es bei der destillativen Aufarbeitung von Erdöl anfällt, mit einem Phosphortrihalogenid, wie Phosphortrichlorid, erhalten.Mixtures containing (m-tolyl-O-) 3 P, (m -olyl-O-) 2 (p-tolyl-O-) P, (m-tolyl-O -) (p-tolyl-O-) 2 P and (p-tolyl-O-) 3 P can be, for example, by reacting a mixture containing m-cresol and p-cresol, in particular in a molar ratio of 2: 1, as obtained in the distillative workup of petroleum, with a phosphorus trihalide, such as phosphorus trichloride , receive.
In
einer Ausführungsform
kommen als phosphorhaltige Liganden die in der DE-A 199 53 058 näher beschriebenen
Phosphite der Formel Ib in Betracht:
R1: aromatischer Rest mit einem C1-C18-Alkylsubstituenten in o-Stellung zu dem
Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen System
verbindet, oder mit einem aromatischen Substituenten in o-Stellung
zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen
System verbindet, oder mit einem in o-Stellung zu dem Sauerstoffatom,
das das Phosphoratom mit dem aromatischen System verbindet, anellierten
aromatischen System,
R2: aromatischer
Rest mit einem C1-C18-Alkylsubstituenten
in m-Stellung zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem
aromatischen System verbindet, oder mit einem aromatischen Substituenten
in m-Stellung zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem
aromatischen System verbindet, oder mit einem in m-Stellung zu dem
Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen System
verbindet, anellierten aromatischen System, wobei der aromatische
Rest in o-Stellung zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit
dem aromatischen System verbindet, ein Wasserstoffatom trägt,
R3: aromatischer Rest mit einem C1-C18-Alkylsubstituenten in p-Stellung zu dem
Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen System
verbindet, oder mit einem aromatischen Substituenten in p-Stellung
zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen
System verbindet, wobei der aromatische Rest in o-Stellung zu dem
Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen System verbindet,
ein Wasserstoffatom trägt,
R4: aromatischer Rest, der in o-, m- und p-Stellung
zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen
System verbindet, andere als die für R1,
R2 und R3 definierten
Substituenten trägt,
wobei der aromatische Rest in o-Stellung zu dem Sauerstoffatom,
das das Phosphoratom mit dem aromatischen System verbindet, ein
Wasserstoffatom trägt,
x:
1 oder 2,
y, z, p: unabhängig
voneinander 0, 1 oder 2 mit der Maßgabe, dass x + y + z + p =
3,In one embodiment, the phosphites of the formula Ib which are described in more detail in DE-A 199 53 058 are suitable as phosphorus-containing ligands:
R 1 : aromatic radical having a C 1 -C 18 -alkyl substituent in the o-position to the oxygen atom which connects the phosphorus atom with the aromatic system, or with an aromatic substituent in o-position to the oxygen atom, the phosphorus atom with the aromatic System, or aromatic system fused to the oxygen atom linking the phosphorus atom to the aromatic system,
R 2 : aromatic radical having a C 1 -C 18 -alkyl substituent in the m-position to the oxygen atom which connects the phosphorus atom with the aromatic system, or with an aromatic substituent in m-position to the oxygen atom, the phosphorus atom with the aromatic The system combines, or with an aromatic system fused in m-position to the oxygen atom linking the phosphorus atom to the aromatic system, wherein the aromatic radical in the o-position to the oxygen atom connecting the phosphorus atom to the aromatic system, a hydrogen atom wearing,
R 3 : aromatic radical having a C 1 -C 18 alkyl substituent in the p-position to the oxygen atom connecting the phosphorus atom to the aromatic system, or having an aromatic substituent in p-position to the oxygen atom linking the phosphorus atom to the aromatic atom System combines, wherein the aromatic radical in the o-position to the oxygen atom which connects the phosphorus atom with the aromatic system, carries a hydrogen atom,
R 4 : aromatic radical which carries in the o, m and p position to the oxygen atom which connects the phosphorus atom to the aromatic system, other than the substituents defined for R 1 , R 2 and R 3 , wherein the aromatic radical in the position ortho to the oxygen atom connecting the phosphorus atom to the aromatic system carries a hydrogen atom,
x: 1 or 2,
y, z, p: independently of one another 0, 1 or 2, with the proviso that x + y + z + p = 3,
Bevorzugte Phosphite der Formel Ib sind der DE-A 199 53 058 zu entnehmen. Als Rest R1 kommen vorteilhaft o-Tolyl-, o-Ethyl-phenyl-, o-n-Propyl-phenyl-, o-Isopropyl-phenyl-, o-n-Butyl-phenyl-, o-sek-Butyl-phenyl-, o-tert-Butyl-phenyl-, (o-Phenyl)-Phenyl- oder 1-Naphthyl- Gruppen in Betracht.Preferred phosphites of the formula Ib can be found in DE-A 199 53 058. As radical R 1 are advantageously o-tolyl, o-ethyl-phenyl, on-propyl-phenyl, o-isopropyl-phenyl, on-butyl-phenyl, o-sec-butyl-phenyl, o- tert-butyl-phenyl, (o-phenyl) -phenyl or 1-naphthyl groups into consideration.
Als Rest R2 sind m-Tolyl-, m-Ethyl-phenyl-, m-n-Propyl-phenyl-, m-Isopropyl-phenyl-, m-n-Butyl-phenyl-, m-sek-Butyl-phenyl-, m-tert-Butyl-phenyl-, (m-Phenyl)-Phenyl- oder 2-Naphthyl- Gruppen bevorzugt.As the radical R 2 are m-tolyl, m-ethyl-phenyl, mn-propyl-phenyl, m-isopropyl-phenyl, mn-butyl-phenyl, m-sec-butyl-phenyl, m-tert Butyl-phenyl, (m-phenyl) -phenyl or 2-naphthyl groups are preferred.
Als Rest R3 kommen vorteilhaft p-Tolyl-, p-Ethyl-phenyl-, p-n-Propyl-phenyl-, p-Isopropyl-phenyl-, p-n-Butyl-phenyl-, p-sek-Butyl-phenyl-, p-tert-Butyl-phenyl- oder (p-Phenyl)-Phenyl-Gruppen in Betracht.As radical R 3 are advantageously p-tolyl, p-ethyl-phenyl, pn-propyl-phenyl, p-isopropyl-phenyl, pn-butyl-phenyl, p-sec-butyl-phenyl, p- tert-butyl-phenyl or (p-phenyl) -phenyl groups into consideration.
Rest R4 ist bevorzugt Phenyl. Vorzugsweise ist p gleich null. Für die Indizes x, y, z und p in Verbindung Ib ergeben sich folgende Möglichkeiten: Radical R 4 is preferably phenyl. Preferably, p is equal to zero. For the indices x, y, z and p in connection Ib the following possibilities arise:
Bevorzugte Phosphite der Formel Ib sind solche, in denen p gleich null ist sowie R1, R2 und R3 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus o-Isopropyl-phenyl, m-Tolyl und p-Tolyl, und R4 Phenyl ist.Preferred phosphites of the formula Ib are those in which p is zero and R 1 , R 2 and R 3 are independently selected from o-isopropyl-phenyl, m-tolyl and p-tolyl, and R 4 is phenyl.
Besonders bevorzugte Phosphite der Formel Ib sind solche, in denen R1 der o-Isopropyl-phenyl-Rest, R2 der m-Tolylrest und R3 der p-Tolylrest ist mit den in der vorstehenden Tabelle genannten Indizes; außerdem solche, in denen R1 der o-Tolylrest, R2 der m-Tolylrest und R3 der p-Tolylrest ist mit den in der Tabelle genannten Indizes; weiterhin solche, in denen R1 der 1-Naphthylrest, R2 der m-Tolylrest und R3 der p-Tolylrest ist mit den in der Tabelle genannten Indizes; außerdem solche, in denen R1 der o-Tolylrest, R2 der 2-Naphthylrest und R3 der p-Tolylrest ist mit den in der Tabelle genannten Indizes; und schließlich solche, in denen R1 der o-Isopropyl-phenyl-Rest, R2 der 2-Naphthylrest und R3 der p-Tolylrest ist mit den in der Tabelle genannten Indizes; sowie Gemische dieser Phosphite.Particularly preferred phosphites of the formula Ib are those in which R 1 is the o-isopropylphenyl radical, R 2 is the m-tolyl radical and R 3 is the p-tolyl radical having the indices mentioned in the table above; also those in which R 1 is the o-tolyl radical, R 2 is the m-tolyl radical and R 3 is the p-tolyl radical with those mentioned in the table indices; furthermore those in which R 1 is the 1-naphthyl radical, R 2 is the m-tolyl radical and R 3 is the p-tolyl radical having the indices mentioned in the table; also those in which R 1 is the o-tolyl radical, R 2 is the 2-naphthyl radical and R 3 is the p-tolyl radical having the indices mentioned in the table; and finally those in which R 1 is the o-isopropylphenyl radical, R 2 is the 2-naphthyl radical and R 3 is the p-tolyl radical having the indices mentioned in the table; as well as mixtures of these phosphites.
Phosphite der Formel Ib können erhalten werden, indem man
- a) ein Phosphortrihalogenid mit einem Alkohol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus R1OH, R2OH, R3OH und R4OH oder deren Gemische umsetzt unter Erhalt eines Dihalogenophosphorigsäuremonoesters,
- b) den genannten Dihalogenophosphorigsäuremonoester mit einem Alkohol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus R1OH, R2OH, R3OH und R4OH oder deren Gemische umsetzt unter Erhalt eines Monohalogenophosphorigsäurediesters und
- c) den genannten Monohalogenophosphorigsäurediester mit einem Alkohol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus R1OH, R2OH, R3OH und R4OH oder deren Gemische umsetzt unter Erhalt eines Phosphits der Formel Ib.
- a) reacting a phosphorus trihalide with an alcohol selected from the group consisting of R 1 OH, R 2 OH, R 3 OH and R 4 OH or mixtures thereof to obtain a dihalophosphoric acid monoester,
- b) reacting said dihalophosphoric acid monoester with an alcohol selected from the group consisting of R 1 OH, R 2 OH, R 3 OH and R 4 OH or mixtures thereof to obtain a monohalophosphoric diester and
- c) reacting said Monohalogenophosphorigsäurediester with an alcohol selected from the group consisting of R 1 OH, R 2 OH, R 3 OH and R 4 OH or mixtures thereof to obtain a phosphite of formula Ib.
Die Umsetzung kann in drei getrennten Schritten durchgeführt werden. Ebenso können zwei der drei Schritte kombiniert werden, also a) mit b) oder b) mit c). Alternativ können alle der Schritte a), b) und c) miteinander kombiniert werden.The Implementation can be carried out in three separate steps. Likewise two of the three steps are combined, so a) with b) or b) with c). Alternatively you can all of steps a), b) and c) are combined with each other.
Dabei kann man geeignete Parameter und Mengen der Alkohole ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus R1OH, R2OH, R3OH und R4OH oder deren Gemische durch einige einfache Vorversuche leicht ermitteln.In this case, one can easily determine suitable parameters and amounts of the alcohols selected from the group consisting of R 1 OH, R 2 OH, R 3 OH and R 4 OH or mixtures thereof by a few simple preliminary experiments.
Als Phosphortrihalogenid kommen grundsätzlich alle Phosphortrihalogenide, vorzugsweise solche, in denen als Halogenid Cl, Br, I, insbesondere Cl, eingesetzt wird, sowie deren Gemische in Betracht. Es können auch Gemische verschiedener gleich oder unterschiedlich halogensubstituierter Phosphine als Phosphortrihalogenid eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist PCl3. Weitere Einzelheiten zu den Reaktionsbedingungen bei der Herstellung der Phosphite Ib und zur Aufarbeitung sind der DE-A 199 53 058 zu entnehmen.As phosphorus trihalogenide are basically all phosphorus trihalides, preferably those in which as the halide Cl, Br, I, in particular Cl, is used, and mixtures thereof. It is also possible to use mixtures of different identically or differently halogen-substituted phosphines as the phosphorus trihalide. Particularly preferred is PCl 3 . Further details on the reaction conditions in the preparation of phosphites Ib and for workup can be found in DE-A 199 53 058.
Die Phosphite Ib können auch in Form eines Gemisches verschiedener Phosphite Ib als Ligand verwendet werden. Ein solches Gemisch kann beispielsweise bei der Herstellung der Phosphite Ib anfallen.The Phosphites Ib can also in the form of a mixture of different phosphites Ib as a ligand be used. Such a mixture may, for example, in the Production of the phosphites Ib incurred.
Es
ist ebenfalls möglich,
dass der phosphorhaltige Ligand mehrzähnig, insbesondere zweizähnig ist. Dann
weist der verwendete Ligand beispielsweise die Formel II auf, worin
bedeuten
X11, X12,
X13, X21, X22, X23 unabhängig voneinander
Sauerstoff oder Einzelbindung
R11,
R12 unabhängig voneinander gleiche oder
unterschiedliche, einzelne oder verbrückte organische Reste
R21, R22 unabhängig voneinander
gleiche oder unterschiedliche, einzelne oder verbrückte organische
Reste,
Y Brückengruppe.It is also possible that the phosphorus ligand is polydentate, in particular bidentate. Then, the ligand used has, for example, the formula II in which mean
X 11 , X 12 , X 13 , X 21 , X 22 , X 23 are independently oxygen or single bond
R 11 , R 12 are independently identical or different, single or bridged organic radicals
R 21 , R 22 independently of one another are identical or different, individual or bridged organic radicals,
Y bridge group.
Unter Verbindung II wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine einzelne Verbindung oder ein Gemisch verschiedener Verbindungen der vorgenannten Formel verstanden.Under Compound II becomes a single within the meaning of the present invention Compound or a mixture of different compounds of the aforementioned Formula understood.
In einer Ausführungsform können X11, X12, X13, X21, X22, X23 Sauerstoff darstellen. In einem solchen Fall ist die Brückengruppe Y mit Phosphit-Gruppen verknüpft.In one embodiment, X 11 , X 12 , X 13 , X 21 , X 22 , X 23 may be oxygen. In such a case, the bridging group Y is linked to phosphite groups.
In einer anderen Ausführungsform können X11 und X12 Sauerstoff und X13 eine Einzelbindung oder X11 und X13 Sauerstoff und X12 eine Einzelbindung darstellen, so dass das mit X11, X12 und X13 umgebene Phosphoratom Zentralatom eines Phosphonits ist. In einem solchen Fall können X21, X22 und X23 Sauerstoff oder X21 und X22 Sauerstoff und X23 eine Einzelbindung oder X21 und X23 Sauerstoff und X22 eine Einzelbindung oder X23 Sauerstoff und X21 und X22 eine Einzelbindung oder X21 Sauerstoff und X22 und X23 eine Einzelbindung oder X21, X22 und X23 eine Einzelbindung darstellen, so dass das mit X21, X22 und X23 umgebene Phosphoratom Zentralatom eines Phosphits, Phosphonits, Phosphinits oder Phosphins, vorzugsweise eines Phosphonits, sein kann.Alternatively, X 11 and X 12 may be oxygen and X 13 is a single bond or X 11 and X 13 is oxygen and X 12 is a single bond such that the phosphorus atom surrounded by X 11 , X 12 and X 13 is the central atom of a phosphonite. In such a case, X 21 , X 22 and X 23 may be oxygen or X 21 and X 22 oxygen and X 23 a single bond or X 21 and X 23 oxygen and X 22 a single bond or X 23 oxygen and X 21 and X 22 a single bond or X 21 is oxygen and X 22 and X 23 represent a single bond or X 21 , X 22 and X 23 represent a single bond, so that the phosphorus atom surrounded by X 21 , X 22 and X 23 central atom of a phosphite, phosphonite, phosphinite or phosphine, preferably of a phosphonite, can be.
In einer anderen Ausführungsform können X13 Sauerstoff und X11 und X12 eine Einzelbindung oder X11 Sauerstoff und X12 und X13 eine Einzelbindung darstellen, so dass das mit X11, X12 und X13 umgebene Phosphoratom Zentralatom eines Phosphonits ist.Alternatively, X 13 may be oxygen and X 11 and X 12 may be a single bond or X 11 is oxygen and X 12 and X 13 may be a single bond such that the phosphorous atom surrounded by X 11 , X 12 and X 13 is the central atom of a phosphonite.
In einem solchen Fall können X21, X22 und X23 Sauerstoff oder X23 Sauerstoff und X21 und X22 eine Einzelbindung oder X21 Sauerstoff und X22 und X23 eine Einzelbindung oder X21, X22 und X23 eine Einzelbindung darstellen, so dass das mit X21, X22 und X23 umgebene Phosphoratom Zentralatom eines Phosphits, Phosphinits oder Phosphins, vorzugsweise eines Phosphinits, sein kann.In such a case, X 21 , X 22 and X 23 can be oxygen or X 23 oxygen and X 21 and X 22 a single bond or X 21 oxygen and X 22 and X 23 a single bond or X 21 , X 22 and X 23 a single bond in that the phosphorus atom surrounded by X 21 , X 22 and X 23 can be the central atom of a phosphite, phosphinite or phosphine, preferably of a phosphinite.
In einer anderen Ausführungsform können X11, X12 und X13 eine Einzelbindung darstellen, so dass das mit X11, X12 und X13 umgebene Phosphoratom Zentralatom eines Phosphins ist. In einem solchen Fall können X21, X22 und X23 Sauerstoff oder X21, X22 und X23 eine Einzelbindung darstellen, so dass das mit X21, X22 und X23 umgebene Phosphoratom Zentralatom eines Phosphits oder Phosphins, vorzugsweise eines Phosphins, sein kann.In another embodiment, X 11 , X 12, and X 13 may represent a single bond such that the phosphorus atom surrounded by X 11 , X 12, and X 13 is the central atom of a phosphine. In such a case, X 21 , X 22 and X 23 oxygen or X 21 , X 22 and X 23 may represent a single bond such that the phosphorus atom surrounded by X 21 , X 22 and X 23 is the central atom of a phosphite or phosphine, preferably a phosphine , can be.
Als Brückengruppe Y kommen vorzugsweise substituierte, beispielsweise mit C1-C4-Alkyl, Halogen, wie Fluor, Chlor, Brom, halogeniertem Alkyl, wie Trifluormethyl, Aryl, wie Phenyl, oder unsubstituerte Arylgruppen in Betracht, vorzugsweise solche mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen im aromatischen System, insbesondere Pyrocatechol, Bis(phenol) oder Bis(naphthol).Bridging group Y is preferably substituted, for example with C 1 -C 4 alkyl, halogen, such as fluorine, chlorine, bromine, halogenated alkyl, such as trifluoromethyl, aryl, such as phenyl, or unsubstituted aryl groups, preferably those having 6 to 20 carbon atoms in the aromatic system, in particular pyrocatechol, bis (phenol) or bis (naphthol).
Die Reste R11 und R12 können unabhängig voneinander gleiche oder unterschiedliche organische Reste darstellen. Vorteilhaft kommen als Reste R11 und R12 Arylreste, vorzugsweise solche mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, in Betracht, die unsubstituiert oder einfach oder mehrfach substituiert sein können, insbesondere durch C1-C4-Alkyl, Halogen, wie Fluor, Chlor, Brom, halogeniertem Alkyl, wie Trifluormethyl, Aryl, wie Phenyl, oder unsubstituierte Arylgruppen.The radicals R 11 and R 12 may independently of one another represent identical or different organic radicals. Advantageously suitable radicals R 11 and R 12 are aryl radicals, preferably those having 6 to 10 carbon atoms, which may be unsubstituted or monosubstituted or polysubstituted, in particular by C 1 -C 4 -alkyl, halogen, such as fluorine, chlorine, bromine , halogenated alkyl, such as trifluoromethyl, aryl, such as phenyl, or unsubstituted aryl groups.
Die Reste R21 und R22 können unabhängig voneinander gleiche oder unterscheidliche organische Reste darstellen. Vorteilhaft kommen als Reste R21 und R22 Arylreste, vorzugsweise solche mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, in Betracht, die unsubstituiert oder einfach oder mehrfach substituiert sein können, insbesondere durch C1-C4-Alkyl, Halogen, wie Fluor, Chlor, Brom, halogeniertem Alkyl, wie Trifluormethyl, Aryl, wie Phenyl, oder unsubstituierte Arylgruppen.The radicals R 21 and R 22 may independently represent identical or different organic radicals. Suitable radicals R 21 and R 22 are aryl radicals, preferably those having 6 to 10 carbon atoms, into consideration, which may be unsubstituted or monosubstituted or polysubstituted, in particular by C 1 -C 4 -alkyl, halogen, such as fluorine, chlorine, bromine , halogenated alkyl, such as trifluoromethyl, aryl, such as phenyl, or unsubstituted aryl groups.
Die Reste R11 und R12 können einzeln oder verbrückt sein. Auch die Reste R21 und R22 können einzeln oder verbrückt sein. Die Reste R11, R12, R21 und R22 können alle einzeln, zwei verbrückt und zwei einzeln oder alle vier verbrückt sein in der beschriebenen Art.The radicals R 11 and R 12 may be singly or bridged. The radicals R 21 and R 22 may also be singly or bridged. The radicals R 11 , R 12 , R 21 and R 22 may all be individually bridged and two individually or all four bridged in the manner described.
In
einer Ausführungsform
kommen die in
In
einer Ausführungsform
kommen die in
In
einer Ausführungsform
kommen die in
In
einer Ausführungsform
kommen die in
In einer Ausführungsform kommen die in WO 98/27054 genannten Verbindungen in Betracht. In einer Ausführungsform kommen die in WO 99/13983 genannten Verbindungen in Betracht. In einer Ausführungsform kommen die in WO 99/64155 genannten Verbindungen in Betracht.In one embodiment, the compounds mentioned in WO 98/27054 come into consideration. In a Embodiment, the compounds mentioned in WO 99/13983 come into consideration. In one embodiment, the compounds mentioned in WO 99/64155 come into consideration.
In
einer Ausführungsform
kommen die in der deutschen Patentanmeldung
In
einer Ausführungsform
kommen die in der deutschen Patentanmeldung
In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kommen die in der nicht vorveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung Aktenzeichen
Die beschriebenen Verbindungen I, Ia, Ib und II sowie deren Herstellung sind an sich bekannt. Als phosphorhaltiger Ligand können auch Mischungen, enthaltend mindestens zwei der Verbindungen I, Ia, Ib und II, eingesetzt werden.The described compounds I, Ia, Ib and II and their preparation are known per se. As a phosphorus-containing ligand can also Mixtures containing at least two of the compounds I, Ia, Ib and II.
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
des ertindungsgemäßen Verfahrens
ist der phosphorhaltige Ligand des Nickel(0)-Komplexes und/oder
der freie phosphorhaltige Ligand ausgewählt aus den Phosphiten der
Formel Ib
Das Verfahren ist in einer Ausführungsform III durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet:
- (a*) Isomerisierung eines Eduktstroms, der
2-Methyl-3-butennitril enthält,
an mindestens einem gelösten oder
dispergierten Isomerisierungskatalysator zu einem Strom
1 , der den mindestens einen Isomerisierungskatalysator, 2-Methyl-3-butennitril, 3-Pentennitril und (Z)-2-Methyl-2-butennitril enthält, - (b*) Destillation des Stromes
1 unter Erhalt eines Stromes2 als Kopfprodukt, der 2-Methyl-3-butennitril, 3-Pentennitril und (Z)-2-Methyl-2-butennitril enthält, und eines Stromes3 als Sumpfprodukt, der den mindestens einen Isomerisierungskatalysator enthält, - (c*) Destillation des Stromes
2 unter Erhalt eines Stromes4 als Kopfprodukt, der gegenüber dem Strom2 an (Z)-2-Methyl-2-butennitril, bezogen auf die Summe aller Pentennitrile im Strom2 , angereichert ist, und eines Stromes5 als Sumpfprodukt; der gegenüber dem Strom2 an 3-Pentennitril und 2-Methyl-3-butennitril bezogen auf die Summe aller Pentennitrile im Strom2 , angereichert ist, - (d*) Destillation des Stromes
5 unter Erhalt eines Stromes6 als Sumpfprodukt, der 3-Pentennitril enthält, und eines Stromes7 als Kopfprodukt, der 2-Methyl-3-butennitril enthält. - (h*) Katalysatorregenerierung zur Aufstockung der Nickel(0)-Gehaltes
der Teilströme
14 aus Strom3 bzw.16 aus Strom10 unter Erzeugung eunes Stroms18 , - (i*) gegebenenfalls unter Zusatz eines Verdünnungsmittels F zu Strom
18 unter Erzeugung von Strom19 , - (j*) Extraktion des Stromes
18 , ggf Stromes19 , bezüglich der Katalysatorkomponenten und/oder Störkomponente(n) durch Zusatz eines Dinitrilstroms20 und eines Kohlenwasserstoffstroms21 unter Erzeugung zweier nichtmischbarer Phasen 22 und 23, wobei Strom22 den überwiegenden Teil der Katalysatorkomponenten und Strom23 den überwiegenden Teil der Störkomponente(n) enthält, - (k*) destillative Abtrennung des Kohlenwasserstoffes von den
Katalysatorkomponenten aus Strom
22 unter Erzeugung eines Stroms25 , der den überwiegenden Teil der Katalysatorkomponenten enthält und ggf. teilweise oder ganze Rückführung des Stroms25 in die Verfahrensschritte (a*) oder (e*).
- (a *) isomerization of a feed stream containing 2-methyl-3-butenenitrile to at least one dissolved or dispersed isomerization catalyst to a stream
1 containing at least one isomerization catalyst, 2-methyl-3-butenenitrile, 3-pentenenitrile and (Z) -2-methyl-2-butenenitrile, - (b *) distillation of the stream
1 while receiving a stream2 as a top product containing 2-methyl-3-butenenitrile, 3-pentenenitrile and (Z) -2-methyl-2-butenenitrile, and one stream3 as the bottom product containing the at least one isomerization catalyst, - (c *) Distillation of the stream
2 while receiving a stream4 as a top product, facing the stream2 an (Z) -2-methyl-2-butenenitrile, based on the sum of all pentenenitriles in the stream2 , enriched, and a stream5 as bottom product; the opposite of the stream2 to 3-pentenenitrile and 2-methyl-3-butenenitrile based on the sum of all pentenenitriles in the stream2 , enriched, - (d *) Distillation of the stream
5 while receiving a stream6 as a bottom product containing 3-pentenenitrile and a stream7 as a top product containing 2-methyl-3-butenenitrile. - (h *) catalyst regeneration to increase the nickel (0) content of the partial streams
14 out of electricity3 respectively.16 out of electricity10 generating eunes electricity18 . - (i *) if necessary with the addition of a diluent F to power
18 generating electricity19 . - (j *) Extraction of the stream
18 , if necessary electricity19 , with respect to the catalyst components and / or interfering component (s) by addition of a dinitrile stream20 and a hydrocarbon stream21 generating two immiscible phases 22 and 23, wherein current22 the major part of the catalyst components and electricity23 contains most of the interfering component (s), - (k *) distillative separation of the hydrocarbon from the catalyst components from electricity
22 generating a current25 containing the major part of the catalyst components and optionally partial or total recycling of the stream25 in the process steps (a *) or (e *).
Eduktstromreactant stream
In Verfahrensschritt (a*) findet eine Isomerisierung eines Eduktstromes, der 2-Methyl-3-butennitril enthält, an mindestens einem Isomerisierungskatalysator statt.In Process step (a *) finds an isomerization of a reactant stream, the 2-methyl-3-butenenitrile contains on at least one isomerization catalyst instead.
In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Eduktstrom durch folgende Verfahrensschritte erhältlich:
- (e*) Hydrocyanierung von 1,3-Butadien an mindestens
einem Hydrocyanierungskatalysator mit Cyanwasserstoff unter Erhalt
eines Stromes
8 , der den mindestens einen Hydrocyanierungskatalysator, 3-Pentennitril, 2-Methyl-3-butennitril, 1,3-Butadien und Reste Cyanwasserstoff enthält, - (f*) ein- oder mehrfache Destillation des Stromes
8 unter Erhalt eines Stromes9 , der 1,3-Butadien enthält, eines Stromes10 , der den mindestens einen Hydrocyanierungskatalysator enthält, und eines Stromes11 , der 3-Pentennitril und 2-Methyl-3-butennitril enthält, - (g*) Destillation des Stromes
11 unter Erhalt eines Stromes12 als Sumpfprodukt, der 3-Pentennitril enthält, und eines Stromes13 als Kopfprodukt, der 2-Methyl-3-butennitril enthält.
- (e *) Hydrocyanation of 1,3-butadiene on at least one hydrocyanation catalyst with hydrogen cyanide to give a stream
8th containing at least one hydrocyanation catalyst, 3-pentenenitrile, 2-methyl-3-butenenitrile, 1,3-butadiene and hydrogen cyanide radicals, - (f *) one or more distillation of the stream
8th while receiving a stream9 which contains 1,3-butadiene, a stream10 containing the at least one hydrocyanation catalyst and a stream11 containing 3-pentenenitrile and 2-methyl-3-butenenitrile, - (g *) Distillation of the stream
11 while receiving a stream12 as a bottom product containing 3-pentenenitrile and a stream13 as a top product containing 2-methyl-3-butenenitrile.
Verfahrensschritt e*)Process step e *)
In
Verfahrensschritt (e*) findet zur Herstellung des Eduktstroms zunächst eine
Hydrocyanierung von 1,3-Butadien an mindestens einem Hydrocyanierungskatalysator
mit Cyanwasserstoff statt unter Erhalt eines Stromes
Der Verfahrensschritt (e*) kann in jeder geeigneten, dem Fachmann bekannten Apparatur durchgeführt werden. Für die Reaktion kommen somit übliche Apparaturen in Betracht, wie sie beispielsweise in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4. Ed., Vol. 20, John Wiley & Sons, New York, 1996, Seiten 1040 bis 1055 beschrieben sind, wie Rührkesselreaktoren, Schlaufenreaktoren, Gasumlaufreaktoren, Blasensäulenreaktoren oder Rohrreaktoren, jeweils gegebenenfalls mit Vorrichtungen zur Abfuhr von Reaktionswärme. Die Reaktion kann in mehreren, wie zwei oder drei, Apparaten durchgeführt werden.Of the Process step (e *) may be in any suitable, known to those skilled Apparatus performed become. For the reaction thus come usual Equipment, such as those in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed., Vol. 20, John Wiley & Sons, New York, 1996, pages 1040 to 1055, such as stirred tank reactors, Loop reactors, gas circulation reactors, bubble column reactors or tubular reactors, each optionally with devices for removing heat of reaction. The Reaction can be carried out in several, such as two or three, apparatuses.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens haben sich Reaktoren mit Rückvermischungscharakteristik oder Kaskaden von Reaktoren mit Rückvermischungscharakteristik als vorteilhaft erwiesen. Als besonders vorteilhaft haben sich Kaskaden aus Reaktoren mit Rückvermischungscharakteristik erwiesen, die in Bezug auf die Dosierung von Cyanwasserstoff in Querstromfahrweise betrieben werden.In a preferred embodiment the method according to the invention have reactors with backmixing characteristics or cascades of reactors with backmixing characteristics proved to be advantageous. Particularly advantageous are cascades from reactors with backmixing characteristics proved in terms of the dosage of hydrogen cyanide in Querstromfahrweise be operated.
Die Hydrocyanierung kann in Gegenwart oder in Abwesenheit von einem Lösemittel durchgeführt werden. Wenn ein Lösemittel verwendet wird, so sollte das Lösemittel bei der gegebenen Reaktionstemperatur und dem gegebenen Reaktionsdruck flüssig und inert gegenüber den ungesättigten Verbindungen und dem mindestens einen Katalysator sein. Im Allgemeinen werden als Lösemittel Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Benzol oder Xylol, oder Nitrile, beispielsweise Acetonitril oder Benzonitril, verwendet. Vorzugsweise wird allerdings ein Ligand als Lösemittel verwendet.The Hydrocyanation can be carried out in the presence or absence of one solvent carried out become. If a solvent is used, so should the solvent at the given reaction temperature and the given reaction pressure liquid and inert the unsaturated Compounds and the at least one catalyst. In general be as a solvent Hydrocarbons, for example benzene or xylene, or nitriles, for example acetonitrile or benzonitrile. Preferably however, becomes a ligand as a solvent used.
Die Reaktion kann in Batchfahrweise, kontinuierlich oder im Semibatchbetrieb durchgeführt werden.The Reaction can be batch, continuous or semi-batch carried out become.
Die Hydrocyanierungsreaktion kann durchgeführt werden, indem die Vorrichtung mit allen Reaktanten bestückt wird. Bevorzugt ist allerdings, wenn die Vorrichtung mit dem Katalysator, der ungesättigten organischen Verbindung und gegebenenfalls dem Lösemittel gefüllt wird. Vorzugsweise schwebt der gasförmige Cyanwasserstoff über der Oberfläche der Reaktionsmischung oder wird durch die Reaktionsmischung geleitet. Eine weitere Verfahrensweise zum Bestücken der Vorrichtung ist das Befüllen der Vorrichtung mit dem Katalysator, Cyanwasserstoff und gegebenenfalls dem Lösemittel und das langsame Zuspeisen der ungesättigten Verbindung zu der Reaktionsmischung. Alternativ ist auch möglich, dass die Reaktanten in den Reaktor eingeführt werden und die Reaktionsmischung auf die Reaktionstemperatur gebracht wird, bei welcher der Cyanwasserstoff flüssig zu der Mischung gegeben wird. Darüber hinaus kann der Cyanwasserstoff auch vor dem Erwärmen auf Reaktionstemperatur zugegeben werden. Die Reaktion wird unter konventionellen Hydrocyanierungsbedingungen für Temperatur, Atmosphäre, Reaktionszeit, etc. durchgeführt.The Hydrocyanation reaction can be carried out by the device equipped with all reactants becomes. However, it is preferred if the device with the catalyst, the unsaturated one organic compound and optionally the solvent is filled. Preferably, the gaseous floats Hydrogen cyanide over the surface the reaction mixture or is passed through the reaction mixture. A further procedure for loading the device is filling the device with the catalyst, hydrogen cyanide and optionally the solvent and slowly feeding the unsaturated compound to the reaction mixture. Alternatively, it is also possible that the reactants are introduced into the reactor and the reaction mixture is brought to the reaction temperature at which the hydrogen cyanide liquid is added to the mixture. In addition, the hydrogen cyanide even before heating be added to the reaction temperature. The reaction is taking place conventional hydrocyanation conditions for temperature, atmosphere, reaction time, etc. performed.
Vorzugsweise wird die Hydrocyanierung kontinuierlich in einem oder mehreren gerührten Verfahrensschritten durchgeführt. Wenn eine Mehrzahl von Verfahrensschritten verwendet wird, so ist es bevorzugt, dass die Verfahrensschritte in Serie geschaltet sind. Dabei wird das Produkt von einem Verfahrensschritt direkt in den nächsten Verfahrensschritt überführt. Der Cyanwasserstoff kann direkt in den ersten Verfahrensschritt oder zwischen den einzelnen Verfahrensschritten zugeführt werden.Preferably hydrocyanation is carried out continuously in one or more stirred process steps carried out. If a plurality of process steps are used, then it is preferred that the method steps are connected in series. The product of a process step directly into the next Transferred process step. Of the Hydrogen cyanide can be added directly in the first process step or be supplied between the individual process steps.
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren im Semibatchbetrieb durchgeführt wird, so ist es bevorzugt, dass im Reaktor die Katalysatorkomponenten und 1,3-Butadien vorgelegt werden, während Cyanwasserstoff über die Reaktionszeit hinweg in die Reaktionsmischung dosiert wird.When the process according to the invention is carried out in the semibatch mode, it is preferred that the catalyst components and 1,3-butadiene are introduced into the reactor, while hydrogen cyanide is metered into the reaction mixture over the reaction time.
Die Reaktion wird vorzugsweise bei absoluten Drücken von 0,1 bis 500 MPa, besonders bevorzugt 0,5 bis 50 MPa, insbesondere 1 bis 5 MPa, durchgeführt. Die Reaktion wird vorzugsweise bei Temperaturen von 273 bis 473 K, besonders bevorzugt 313 bis 423 K, insbesondere bei 333 bis 393 K, durchgeführt. Dabei haben sich durchschnittliche mittlere Verweilzeiten der flüssigen Reaktorphase im Bereich von 0,001 bis 100 Stunden, vorzugsweise 0,05 bis 20 Stunden, besonders bevorzugt 0,1 bis 5 Stunden, jeweils pro Reaktor, als vorteilhaft erwiesen.The Reaction is preferably at absolute pressures of 0.1 to 500 MPa, especially preferably 0.5 to 50 MPa, in particular 1 to 5 MPa performed. The Reaction is preferably at temperatures of 273 to 473 K, especially preferably 313 to 423 K, in particular at 333 to 393 K performed. there have average mean residence times of the liquid reactor phase in the range of 0.001 to 100 hours, preferably 0.05 to 20 hours, particularly preferably 0.1 to 5 hours, in each case per reactor, as proved advantageous.
Die Reaktion kann in einer Ausführungsform in flüssiger Phase in Gegenwart einer Gasphase und gegebenenfalls einer festen suspendierten Phase ausgeführt werden. Dabei können die Ausgangsstoffe Cyanwasserstoff und 1,3-Butadien jeweils flüssig oder gasförmig zudosiert werden.The Reaction can be in one embodiment in liquid Phase in the presence of a gas phase and optionally a solid suspended phase become. It can the starting materials hydrogen cyanide and 1,3-butadiene each liquid or gaseous be dosed.
Die Reaktion kann in einer weiteren Ausführungsform in flüssiger Phase durchgeführt werden, wobei der Druck im Reaktor so bemessen ist, dass alle Einsatzstoffe wie 1,3-Butadien, Cyanwasserstoff und der mindestens eine Katalysator flüssig zudosiert wer den und in der Reaktionsmischung in flüssiger Phase vorliegen. Dabei kann eine feste suspendierte Phase im Reaktionsgemisch vorliegen, die auch zusammen mit dem mindestens einen Katalysator zudosiert werden kann, beispielsweise bestehend aus Abbauprodukten des Katalysatorsystems, enthaltend unter anderem Nickel(II)-Verbindungen.The Reaction can in a further embodiment in the liquid phase carried out be, the pressure in the reactor is such that all starting materials like 1,3-butadiene, Hydrogen cyanide and the at least one catalyst added liquid who and in the reaction mixture in the liquid phase. there may be a solid suspended phase in the reaction mixture, which also added together with the at least one catalyst can be, for example consisting of degradation products of the catalyst system, containing inter alia nickel (II) compounds.
Im
Verfahrensschritt (e*) wird ein Strom
Verfahrensschritt f*)Process step f *)
Der
Strom
Die Destillation des Verfahrensschrittes (f*) kann zweistufig erfolgen, wie in der DE-A-102 004 004 720, Verfahrensschritte (b*) und (c*), beschrieben. Die Destillation des Verfahrensschrittes (f*) kann auch gemäß der DE-A-102 004 004729, Verfahrensschritte (b*) und (c*) erfolgen.The Distillation of the process step (f *) can take place in two stages, as in DE-A-102 004 004 720, process steps (b *) and (c *). The Distillation of the process step (f *) can also according to DE-A-102 004 004729, process steps (b *) and (c *) take place.
Die Destillation(en) des Verfahrensschrittes (f*) kann (können) in jeder geeigneten, dem Fachmann bekannten Apparatur durchgeführt werden. Für die Destillation geeignet sind Apparaturen, wie sie beispielsweise in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4. Ed., Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1996, Seite 334-348 beschrieben sind, wie Siebbodenkolonnen, Glockenbodenkolonnen, Packungskolonnen, Füllkörperkolonnen, die auch als Trennwandkolonnen betrieben werden können. Diese Destillationseinrichtungen sind jeweils mit geeigneten Vorrichtungen zur Verdampfung, wie Fallfilmverdampfer, Dünnschichtverdampfer, Mehrphasenwendelrohrverdampfer, Naturumlaufverdampfer oder Zwangsumlaufentspannungsverdampfer, sowie mit Vorrichtungen zur Kondensation des Brüdenstroms ausgerüstet. Die einzelnen Destillationen kann man jeweils in mehreren, wie zwei oder drei Apparaturen, vorteilhaft in jeweils einer einzigen Apparatur durchführen.The Distillation (s) of process step (f *) can (in) Any suitable, known in the art apparatus are performed. For the Distillation suitable apparatuses, such as those in: Kirk-Othmer, Encyclopaedia of Chemical Technology, 4th Ed., Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1996, pages 334-348, such as sieve tray columns, Bubble tray columns, packed columns, packed columns, also referred to as Dividing wall columns can be operated. These distillation facilities are each provided with suitable evaporation devices, such as falling film evaporators, Thin film evaporator, Multiphase spiral tube evaporator, natural circulation evaporator or forced circulation flash evaporator, and equipped with devices for the condensation of the vapor stream. The Individual distillations can each be done in several, like two or three devices, advantageously in a single apparatus carry out.
Die Destillation(en) kann/können zudem jeweils einstufig im Sinne einer Teilverdampfung des Zulaufstroms erfolgen.The Distillation (s) can / can each also single-stage in the sense of a partial evaporation of the feed stream respectively.
Der Druck in Verfahrensschritt (f*) beträgt vorzugsweise 0,001 bis 10 bar, besonders bevorzugt 0,010 bis 1 bar, insbesondere 0,02 bis 0,5 bar. Die Destillation(en) wird/werden so durchgeführt, dass die Temperatur(en) im Sumpf der Destillationsvorrichtung(en) vorzugsweise 30 bis 200 °C, besonders bevorzugt 50 bis 150 °C, insbesondere 60 bis 120 °C, beträgt/betragen. Die Destillation(en) wird/werden so durchgeführt, dass die Kondensationstemperaturen am Kopf der Destillationsvorrichtung vorzugsweise -50 bis 150 °C, besonders bevorzugt -15 bis 60 °C, insbesondere 5 bis 45 °C, beträgt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zuvor genannten Temperaturbereiche sowohl am Kopf als auch im Sumpf der Destillationsvorrichtung(en) eingehalten.Of the Pressure in process step (f *) is preferably 0.001 to 10 bar, more preferably 0.010 to 1 bar, in particular 0.02 to 0.5 bar. The distillation (s) is / are carried out in such a way that the temperature (s) in the bottom of the distillation apparatus (s) preferably From 30 to 200 ° C, more preferably 50 to 150 ° C, in particular 60 to 120 ° C, is / amount. The distillation (s) is / are carried out so that the condensation temperatures at the top of the distillation apparatus preferably -50 to 150 ° C, especially preferably -15 to 60 ° C, in particular 5 to 45 ° C, is. In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention be the above temperature ranges both on the head than also maintained in the bottom of the distillation apparatus (s).
Der
Strom
Der Druck in Verfahrensschritt (g*) beträgt vorzugsweise 0,001 bis 100 bar, besonders bevorzugt 0,01 bis 20 bar, insbesondere 0,05 bis 2 bar. Die Destillation wird so durchgeführt, dass die Temperatur im Sumpf der Destillationsvorrichtung vorzugsweise 30 bis 250 °C, besonders bevorzugt 50 bis 200 °C, insbesondere 60 bis 180 °C, beträgt. Die Destillation wird so durchgeführt, dass die Kondensationstemperatur am Kopf der Destillationsvorrichtung vorzugsweise -50 bis 250 °C, besonders bevorzugt 0 bis 180 °C, insbesondere 15 bis 160 °C, beträgt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zuvor genannten Temperaturbereiche sowohl am Kopf als auch im Sumpf der Destillationsvorrichtung eingehalten.Of the Pressure in process step (g *) is preferably 0.001 to 100 bar, more preferably 0.01 to 20 bar, in particular 0.05 to 2 bar. The distillation is carried out so that the temperature in the Bottom of the distillation apparatus preferably 30 to 250 ° C, especially preferably 50 to 200 ° C, in particular 60 to 180 ° C, is. The distillation is carried out so that the condensation temperature at the top of the distillation apparatus, preferably -50 to 250 ° C, especially preferably 0 to 180 ° C, in particular 15 to 160 ° C, is. In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention be the above temperature ranges both on the head than also observed in the bottom of the distillation apparatus.
Im
Verfahrensschritt (g*) wird ein Strom
In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass der in dem erfindungsgemäßen Verfahrensschritt
(a*) verwendete Eduktstrom dem Strom
Verfahrensschritt (a*)Process step (a *)
In
Verfahrensschritt (a*) findet eine Isomerisierung des Eduktstromes,
der 2-Methyl-3-butennitril
enthält,
an mindestens einem Isomerisierungskatalysator statt. Dabei wird
ein Strom
Erfindungsgemäß führt man die Isomerisierung in Gegenwart eines Systems, enthaltend
- • Nickel(0) und
- • eine Nickel(0) als Ligand komplexierende, dreibindigen Phosphor enthaltende Verbindung
- • Nickel (0) and
- A nickel (0) ligand-complexing trivalent phosphorus-containing compound
Die Herstellung von Nickel(0) enthaltenden Katalysatorsystemen kann nach an sich bekannten Verfahren erfolgen.The Production of nickel (0) containing catalyst systems can take place according to known methods.
Als Liganden für den Isomerisierungskatalysator werden die gleichen phosphorhaltigen Liganden wie für den in Verfahrensschritt (e*) verwendeten Hydrocyanierungskatalysator verwendet. Somit ist der Hydrocyanierungskatalysator identisch zu dem Isomerisierungskatalysator.When Ligands for the isomerization catalyst will be the same phosphorus-containing Ligands as for the hydrocyanation catalyst used in process step (e *) used. Thus, the hydrocyanation catalyst is identical to the isomerization catalyst.
Der Katalysator in den Verfahrensschritten (a*) und (e*) ist im wesentlichen Lewis-Säure frei, d.h. es wird dem Katalysator zu keiner Zeit Lewis-Säure zugegeben, bevorzugt enthält der Katalysator keine Lewis-Säure.Of the Catalyst in process steps (a *) and (e *) is essentially Lewis acid free, i.e. Lewis acid is not added to the catalyst at any time, preferably contains the catalyst is not a Lewis acid.
Unter
Lewis-Säure
versteht man hierbei anorganische oder organische Metall-Verbindungen, in
denen das Kation ausgewählt
ist aus der Gruppe, bestehend aus Scandium, Titan, Vanadium, Chrom,
Mangan, Eisen, Kobalt, Kupfer, Zink, Bor, Aluminium, Yttrium, Zirkonium,
Niob, Molybdän,
Cadmium, Rhenium und Zinn. Beispiele sind ZnBr2,
Znl2, ZnCl2, ZnSO4, CuCl2, CuCl, Cu(O3SCF3)2,
CoCl2, Col2, Fel2, FeCl3, FeCl2, FeCl2(THF)2, TiCl4(THF)2, TiCl4, TiCl3, ClTi(O-i-Propyl)3,
MnCl2, ScCl3, AlCl3, (C8H17)AlCl2, (C8H17)2AlCl, (i-C4H9)2AlCl, (C6H5)2AlCl,
(C6H5)AlCl2, ReCl5, ZrCl4, NbCl5, VCl3, CrCl2, MoCl5, YCl3, CdCl2, LaCl3, Er(O3SCF3)3, Yb(O2CCF3)3,
SmCl3, B(C6H5)3, TaCl5, RAlCl2, R2AlCl, RSnO3SCF3 und R3B, wobei
R eine Alkyl- oder Aryl-Gruppe ist, B(C6H5)3 und (C6H5)3SnX,
mit X=CF3SO3, CH3C6H4SO3 oder (C6H5)3BCN wie beispielsweise
in
Die Isomerisierung kann in Gegenwart eines flüssigen Verdünnungsmittels,
- – beispielsweise eines Kohlenwasserstoffs, wie Hexan, Heptan, Oktan, Cyclohexan, Methylcyclohexan, Benzol, Decahydronaphthalin
- – beispielsweise eines Ethers, wie Diethylether, Tetrahydrofuran, Dioxan, Glykoldimethylether, Anisol,
- – beispielsweise eines Esters, wie Ethylacetat, Methylbenzoat, oder
- – beispielsweise eines Nitrils, wie Acetonitril, Benzonitril, oder
- – Gemischen solcher Verdünnungsmittel durchgeführt werden.
- For example, a hydrocarbon such as hexane, heptane, octane, cyclohexane, methylcyclohexane, benzene, decahydronaphthalene
- For example, an ether such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, glycol dimethyl ether, anisole,
- For example, an ester such as ethyl acetate, methyl benzoate, or
- For example, a nitrile such as acetonitrile, benzonitrile, or
- - Mixtures of such diluents are carried out.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommt eine Isomerisierung in Abwesenheit eines solchen flüssigen Verdünnungsmittels in Betracht.In a particularly preferred embodiment comes an isomerization in the absence of such a liquid diluent into consideration.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Isomerisierung in Verfahrensschritt (a*) in nicht-oxidierend wirkender Atmosphäre, wie beispielsweise unter einer Schutzgasatmosphäre aus Stickstoff oder einem Edelgas, wie Argon, durchgeführt wird.Farther it has proved to be advantageous if the isomerization in Process step (a *) in a non-oxidizing atmosphere, such as For example, under a protective gas atmosphere of nitrogen or a Noble gas, such as argon, carried out becomes.
Der Verfahrensschritt (a*) kann in jeder geeigneten, dem Fachmann bekannten Apparatur durchgeführt werden. Für die Reaktion kommen hierfür übliche Apparaturen in Betracht, wie sie beispielsweise in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4. Ed., Vol. 20, John Wiley & Sons, New York, 1996, Seiten 1040 bis 1055 beschrieben sind, wie Rührkesselreaktoren, Schlaufenreaktoren, Gasumlaufreaktoren, Blasensäulenreaktoren oder Rohrreaktoren. Die Reaktion kann in mehreren, wie zwei oder drei Apparaten, durchgeführt werden.Of the Process step (a *) may be in any suitable, known to those skilled Apparatus performed become. For the reaction come to this standard equipment such as in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed., Vol. 20, John Wiley & Sons, New York, 1996, pages 1040 to 1055, such as stirred tank reactors, Loop reactors, gas circulation reactors, bubble column reactors or tubular reactors. The reaction can be carried out in several, such as two or three apparatuses.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Isomerisierung in einem kompartimentiertem Rohrreaktor durchgeführt.In a preferred embodiment the method according to the invention becomes isomerization in a compartmented tubular reactor carried out.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Isomerisierung in mindestens zwei in Serie geschalteten Reaktoren durchgeführt, wobei der erste Reaktor im Wesentlichen Rührkesselcharakteristik aufweist und der zweite Reaktor so ausgeführt ist, dass er im Wesentlichen Rohrcharakteristik aufweist.In a further preferred embodiment the method according to the invention the isomerization is done in at least two series Reactors carried out, wherein the first reactor has substantially stirred tank characteristics and the second reactor designed so is that it has substantially tube characteristic.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Isomerisierung in einem Reaktor durchgeführt, wobei der Reaktor die Charak teristik einer Rührkesselkaskade aufweist, die 2 bis 20 Rührkesseln, insbesondere 3 bis 10 Rührkesseln, entspricht.In a particularly preferred embodiment the method according to the invention the isomerization is carried out in a reactor, wherein the reactor has the charac teristics of a stirred tank cascade, the 2 to 20 stirred kettles, in particular 3 to 10 stirred kettles, equivalent.
Die Reaktion kann in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Destillationsapparatur durchgeführt werden, wobei die Isomerisierungsreaktion zumindest im Sumpfbereich der Destillationsapparatur stattfindet. Geeignet ist jede, dem Fachmann bekannte Destillationsapparatur, wie sie beispielsweise in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4. Ed., Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1996, Seite 334-348 beschrieben sind, wie Siebbodenkolonnen, Glockenbodenkolonnen, Packungskolonnen, Füllkörperkolonnen, die auch als Trennwandkolonnen betrieben werden können. Diese Destillationseinrichtungen sind jeweils mit geeigneten Vorrichtungen zur Verdampfung, wie Fallfilmverdampfer, Dünnschichtverdampfer, Mehrphasenwendelrohrverdampfer, Naturumlaufverdampfer oder Zwangsumlaufentspannungsverdampfer, sowie mit Vorrichtungen zur Kondensation des Brüdenstroms ausgerüstet. Die Destillation mit gleichzeitig stattfindender Reaktion kann man in mehreren, wie zwei oder drei Apparaturen, vorteilhaft in einer einzigen Apparatur durchführen. Die Destillation kann zudem einstufig im Sinne einer Teilverdampfung des Zulaufstroms erfolgen.The Reaction can be in one embodiment the method according to the invention be carried out in a distillation apparatus, wherein the isomerization reaction takes place at least in the bottom region of the distillation apparatus. Suitable is any distillation apparatus known to the person skilled in the art, such as in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed., Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1996, Page 334-348, such as sieve tray columns, bubble tray columns, Packed columns, packed columns, which can also be operated as dividing wall columns. These Distillation devices are each provided with suitable devices for evaporation, such as falling film evaporators, thin film evaporators, multiphase spiral tube evaporators, Natural circulation evaporator or forced circulation evaporator, as well equipped with devices for the condensation of the vapor stream. The Distillation with simultaneous reaction can be in several, such as two or three apparatus, advantageously in a single Perform apparatus. The distillation can also single-stage in the sense of partial evaporation the feed stream done.
Der Verfahrensschritt (a*) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise bei einem absoluten Druck von 0,1 mbar bis 100 bar, besonders bevorzugt 1 mbar bis 16 bar, insbesondere 10 mbar bis 6 bar, durchgeführt. Die Temperatur beträgt in Verfahrensschritt (a*) vorzugsweise 25 bis 250 °C, besonders bevorzugt 30 bis 180 °C, insbesondere 40 bis 140 °C.Of the Process step (a *) of the process according to the invention is preferably at an absolute pressure of 0.1 mbar to 100 bar, particularly preferred 1 mbar to 16 bar, in particular 10 mbar to 6 bar performed. The Temperature is in process step (a *) preferably 25 to 250 ° C, especially preferably from 30 to 180 ° C, in particular 40 to 140 ° C.
Die Zusammensetzung des entnommen Stroms hinsichtlich des molaren Verhältnisses von 2-Methyl-3-butennitril zu linearem Pentennitril und damit der Umsatzgrad an eingesetztem 2-Methyl-3-butennitril kann in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des zugeführten Stroms auf technisch einfache Weise durch die Temperatur, die Katalysatorkonzentration, die Verweilzeit und die Gestaltung des Reaktors eingestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Umsatzgrad mit Hilfe dieser Maßnahmen auf Werte im Bereich 10 bis 99%, besonders bevorzugt 30 bis 95%, insbesondere 60 bis 90%, eingestellt.The composition of the withdrawn stream in terms of the molar ratio of 2-methyl-3-butenenitrile to linear pentenenitrile and thus the degree of conversion of 2-methyl-3-butenenitrile used, depending on the composition of the supplied stream in a technically simple manner by the temperature, the catalyst concentration, the residence time and the design of the reactor can be adjusted. In a preferred embodiment of the process according to the invention, the degree of conversion with the aid of these measures to values in the range from 10 to 99%, particularly preferably from 30 to 95%, in particular from 60 to 90%, discontinued.
Verfahrensschritt (b*)Process step (b *)
In
Verfahrensschritt (b*) wird der in Verfahrensschritt (a*) erhaltene
Strom
Der Verfahrensschritt (b*) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in jeder geeigneten, dem Fachmann bekannten Destillationsvorrichtung durchgeführt werden. Für die Destillation geeignet sind Apparaturen, wie sie beispielsweise in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4. Ed., Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1996, Seite 334-348 beschrieben sind, wie Siebbodenkolonnen, Glockenbodenkolonnen, Packungskolonnen, Füllkörperkolonnen, die auch als Trennwandkolonnen betrieben werden können. Diese Destillationseinrichtungen sind jeweils mit geeigneten Vorrichtungen zur Verdampfung, wie Fallfilmverdampfer, Dünnschichtverdampfer, Mehrphasenwendelrohrverdampfer, Naturumlaufverdampfer oder Zwangsumlaufentspannungsverdampfer, sowie mit Vorrichtungen zur Kondensation des Brüdenstroms ausgerüstet. Die Destillation kann man in mehreren, wie zwei oder drei Apparaturen, vorteilhaft in einer einzigen Apparatur durchführen. Die Destillation kann zudem einstufig im Sinne einer Teilverdampfung des Zulaufstroms erfolgen.Of the Process step (b *) of the process according to the invention can in each suitable distillation apparatus known to those skilled in the art are carried out. For the Distillation suitable apparatuses, such as those in: Kirk-Othmer, Encyclopaedia of Chemical Technology, 4th Ed., Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1996, pages 334-348, such as sieve tray columns, Bubble tray columns, packed columns, packed columns, also referred to as Dividing wall columns can be operated. These distillation facilities are each provided with suitable evaporation devices, such as falling-film evaporators, thin-film evaporators, Multiphase spiral tube evaporator, natural circulation evaporator or forced circulation flash evaporator, and equipped with devices for the condensation of the vapor stream. The Distillation can be carried out in several, such as two or three apparatuses, advantageously perform in a single apparatus. The distillation can also single-stage in the sense of partial evaporation of the feed stream respectively.
Der Verfahrensschritt (b*) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise bei einem absoluten Druck von 0,1 mbar bis 100 bar, besonders bevorzugt 1 mbar bis 6 bar, insbesondere 10 mbar bis 500 mbar, durchgeführt. Die Destillation wird so durchgeführt, dass die Temperatur im Sumpf der Destillationsvorrichtung vorzugsweise 25 bis 250 °C, besonders bevorzugt 40 bis 180 °C, insbesondere 60 bis 140 °C, beträgt. Die Destillation wird so durchgeführt, dass die Temperatur am Kopf der Destillationsvorrichtung vorzugsweise -15 bis 200 °C, besonders bevorzugt 5 bis 150 °C, insbesondere 10 bis 100 °C, beträgt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zuvor genannten Temperaturbereiche sowohl am Kopf als auch im Sumpf der Destillationsvorrichtung eingehalten.Of the Process step (b *) of the process according to the invention is preferably at an absolute pressure of 0.1 mbar to 100 bar, particularly preferred 1 mbar to 6 bar, in particular 10 mbar to 500 mbar performed. The Distillation is done that the temperature in the bottom of the distillation apparatus is preferably 25 to 250 ° C, more preferably 40 to 180 ° C, in particular 60 to 140 ° C, is. The distillation is carried out so that the temperature at Head of the distillation apparatus preferably -15 to 200 ° C, especially preferably 5 to 150 ° C, in particular 10 to 100 ° C, is. In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention be the above temperature ranges both on the head than also observed in the bottom of the distillation apparatus.
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung findet die in Verfahrensschritt (b*)
durchgeführte
Destillation des Stromes
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird der in Verfahrensschritt (b*) erhaltene
Strom
In
einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
finden die Verfahrensschritte (a*) und (b*) in der gleichen Vorrichtung
statt. Dabei ist es auch möglich,
dass der Strom
Verfahrensschritt (c*)Process step (c *)
In
Verfahrensschritt (c*) findet eine Destillation des Stromes
Der Verfahrensschritt (c*) kann in jeder geeigneten, dem Fachmann bekannten Vorrichtung durchgeführt werden. Für die Destillation geeignet sind Apparaturen, wie sie beispielsweise in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4. Ed., Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1996, Seite 334-348 beschrieben sind, wie Siebbodenkolonnen, Glockenbodenkolonnen, Packungskolonnen, Füllkörperkolonnen, die auch als Trennwandkolonnen betrieben werden können. Diese Destillationseinrichtungen sind jeweils mit geeigneten Vorrichtungen zur Verdampfung, wie Fallfilmverdampfer, Dünnschichtverdampfer, Mehrphasenwendelrohrverdampfer, Naturumlaufverdampfer oder Zwangsumlaufentspannungsverdampfer, sowie mit Vorrichtungen zur Kondensation des Brüdenstroms ausgerüstet. Die Destillation kann man in mehreren, wie zwei oder drei Apparaturen, vorteilhaft in einer einzigen Apparatur durchführen. Die Destillation kann zudem einstufig im Sinne einer Teilverdampfung des Zulaufstroms erfolgen.The process step (c *) can be carried out in any suitable device known to the person skilled in the art. Suitable for the distillation are apparatuses as described, for example, in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4th ed., Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1996, pages 334-348, such as sieve tray columns, Bubble tray columns, packed columns, packed columns, which can also be operated as dividing wall columns. These distillation devices are each equipped with suitable evaporation devices, such as falling-film evaporators, thin-film evaporators, multiphase spiral tube evaporators, natural circulation evaporators or forced circulation flash evaporators, and with devices for condensing the vapor stream. The distillation can be carried out in several, such as two or three apparatus, advantageously in a single apparatus. The distillation can also single-stage in the sense a partial evaporation of the feed stream.
Der Verfahrensschritt (c*) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise bei einem absoluten Druck von 0,1 mbar bis 100 bar, besonders bevorzugt 1 mbar bis 6 bar, insbesondere 10 mbar bis 500 mbar, durchgeführt. Die Destillation wird so durchgeführt, dass die Temperatur im Sumpf der Destillationsvorrichtung vorzugsweise 25 bis 250 °C, besonders bevorzugt 40 bis 180 °C, insbesondere 60 bis 140 °C, beträgt. Die Destillation wird so durchgeführt, dass die Temperatur am Kopf der Destillationsvorrichtung vorzugsweise -15 bis 200 °C, besonders bevorzugt 5 bis 150 °C, insbesondere 10 bis 100 °C, beträgt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zuvor genannten Temperaturbereiche sowohl am Kopf als auch im Sumpf der Destillationsvorrichtung eingehalten.Of the Process step (c *) of the process according to the invention is preferably at an absolute pressure of 0.1 mbar to 100 bar, particularly preferred 1 mbar to 6 bar, in particular 10 mbar to 500 mbar performed. The Distillation is done that the temperature in the bottom of the distillation apparatus is preferably 25 to 250 ° C, more preferably 40 to 180 ° C, in particular 60 to 140 ° C, is. The distillation is carried out so that the temperature at Head of the distillation apparatus preferably -15 to 200 ° C, especially preferably 5 to 150 ° C, in particular 10 to 100 ° C, is. In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention be the above temperature ranges both on the head than also observed in the bottom of the distillation apparatus.
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die Verfahrensschritte (b*) und (c*) zusammen in einer Destillationsvorrichtung
durchgeführt,
wobei der Strom
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die Verfahrensschritte (a*), (b*) und (c*) zusammen in einer
Destillationsvorrichtung durchgeführt. Dabei wird der Strom
Verfahrensschritt (d*)Process step (d *)
Der
in Verfahrensschritt (c*) erhaltene Strom
Der Verfahrensschritt (d*) kann in jeder geeigneten, dem Fachmann bekannten Vorrichtung durchgeführt werden. Für die Destillation geeignet sind Apparaturen, wie sie beispielsweise in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4. Ed., Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1996, Seite 334-348 beschrieben sind, wie Siebbodenkolonnen, Glockenbodenkolonnen, Packungskolonnen, Füllkörperkolonnen, die auch als Trennwandkolonnen betrieben werden können. Diese Destillationseinrichtungen sind jeweils mit geeigneten Vorrichtungen zur Verdampfung, wie Fallfilmverdampfer, Dünnschichtverdampfer, Mehrphasenwendelrohrverdampfer, Naturumlaufverdampfer oder Zwangsumlaufentspannungsverdampfer, sowie mit Vorrichtungen zur Kondensation des Brüdenstroms ausgerüstet. Die Destillation kann man in mehreren, wie zwei oder drei Apparaturen, vorteilhaft in einer einzigen Apparatur durchführen. Die Destillation kann zudem einstufig im Sinne einer Teilverdampfung des Zulaufstroms erfolgen.Of the Process step (d *) may be in any suitable, known to those skilled Device performed become. For the distillation are suitable apparatuses, such as in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed., Vol. 8, John Wiley & Sons, New York, 1996, pages 334-348, such as sieve tray columns, Bubble tray columns, packed columns, packed columns, also called dividing wall columns can be operated. These distillation devices are each provided with suitable devices for evaporation, such as falling film evaporators, thin film evaporators, multiphase spiral tube evaporators, Natural circulation evaporator or forced circulation evaporator, as well equipped with devices for the condensation of the vapor stream. The Distillation can be carried out in several, such as two or three apparatuses, advantageously perform in a single apparatus. The distillation can also single-stage in the sense of partial evaporation of the feed stream respectively.
Der absolute Druck in Verfahrensschritt (d*) beträgt vorzugsweise 0,001 bis 100 bar, besonders bevorzugt 0,01 bis 20 bar, insbesondere 0,05 bis 2 bar. Die Destillation wird so durchgeführt, dass die Temperatur im Sumpf der Destillationsvorrichtung vorzugsweise 30 bis 250 °C, besonders bevorzugt 50 bis 200 °C, insbesondere 60 bis 180 °C, beträgt. Die Destillation wird so durchgeführt, dass die Kondensationstemperatur am Kopf der Destillationsvorrichtung vorzugsweise -50 bis 250 °C, besonders bevorzugt 0 bis 180 °C, insbesondere 15 bis 160 °C, beträgt.Of the absolute pressure in process step (d *) is preferably 0.001 to 100 bar, more preferably 0.01 to 20 bar, in particular 0.05 to 2 bar. The distillation is carried out so that the temperature in the Bottom of the distillation apparatus preferably 30 to 250 ° C, especially preferably 50 to 200 ° C, in particular 60 to 180 ° C, is. The distillation is carried out so that the condensation temperature at the top of the distillation apparatus, preferably -50 to 250 ° C, especially preferably 0 to 180 ° C, in particular 15 to 160 ° C, is.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zuvor genannten Temperaturbereiche sowohl am Kopf als auch im Sumpf der Destillationsvorrichtung eingehalten In a particularly preferred embodiment the method according to the invention be the above temperature ranges both on the head than also observed in the bottom of the distillation apparatus
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden der Verfahrensschritt (d*) und der Verfahrensschritt (g*)
in der gleichen Destillationsvorrichtung durchgeführt. Dabei
fallen die Ströme
In
einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die Verfahrensschritte (c*) und (g*) in einer gemeinsamen
Destillationskolonne durchgeführt,
wobei der Verfahrensschritt (d*) entfällt, der Strom
In
dem erfindungsgemäßen Verfahren
gemäß Ausführungsform
III ist es möglich,
dass der Strom
Alternativ
ist es auch möglich,
den Strom
Alternativ
ist es auch möglich,
dass der Strom
Verfahrensschritt h*):Process step h *):
Der Verfahrensschritt h*) beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung von Nickel(0)-Phosphorligand-Komplexen, enthaltend mindestens ein Nickel(0)-Zentralatom und mindestens einen phosphorhaltigen Liganden.Of the Process step h *) includes a process for the production of Nickel (0) -phosphorus ligand complexes, containing at least one nickel (0) central atom and at least one phosphorus ligands.
Im folgenden sind die Begriffe reduktive Katalysator-Synthese/-Regenerierung und Redox-Katalysator-Synthese/-Regenerierung synonym.in the The following are the terms reductive catalyst synthesis / regeneration and redox catalyst synthesis / regeneration synonymous.
Verfahrensschritt h1*):Process step h 1 *):
Eine bevorzugte Ausführungsform von Verfahrensschritt h*), hier als Verfahrensschritt h1*) bezeichnet, ist dadurch gekennzeichnet, dass ein durch Azeotropdestillation getrocknetes (zuvor nach Azeodest natürlich trocken) wasserhaltiges Nickel(II)-halogenid in Gegenwart mindestens eines phosphorhaltigen Liganden reduziert wird.A preferred embodiment of process step h *), referred to herein as process step h 1 *), is characterized in that a hydrous nickel (II) halide dried by azeotropic distillation (previously dry after Azeodest naturally) is reduced in the presence of at least one phosphorus ligand.
Azeotropdestillationazeotropic
In der Azeotropdestillation wird ein wasserhaltiges Nickel(II)-halogenid verwendet. Wasserhaltiges Nickel(II)-halogenid ist ein Nickelhalogenid, welches ausgewählt ist aus der Gruppe von Nickelchlorid, Nickelbromid und Nickeliodid, das mindestens 2 Gew.-% Wasser enthält. Beispiele hierfür sind Nickelchlorid-Dihydrat, Nickelchlorid-Hexahydrat, eine wässrige Lösung von Nickelchlorid, Nickelbromid-Trihydrat, eine wässrige Lösung von Nickelbromid, Nickeliodid-Hydrate oder eine wässrige Lösung von Nickeliodid. Im Fall von Nickelchlorid werden bevorzugt Nickelchlorid-Hexahydrat oder eine wässrige Lösung von Nickelchlorid eingesetzt. Im Fall von Nickelbromid und Nickeliodid werden bevorzugt die wässrigen Lösungen eingesetzt. Besonders bevorzugt ist eine wässrige Lösung von Nickelchlorid.In the azeotropic distillation is a hydrous nickel (II) halide used. Hydrous nickel (II) halide is a nickel halide, which is selected is from the group of nickel chloride, nickel bromide and nickel iodide, containing at least 2 wt .-% water. Examples include nickel chloride dihydrate, nickel chloride hexahydrate, an aqueous one solution of nickel chloride, nickel bromide trihydrate, an aqueous solution of Nickel bromide, nickel iodide hydrates or an aqueous solution of nickel iodide. In the case of nickel chloride are preferred nickel chloride hexahydrate or an aqueous one solution used by nickel chloride. In the case of nickel bromide and nickel iodide are preferred, the aqueous solutions used. Particularly preferred is an aqueous solution of nickel chloride.
Im Falle einer wässrigen Lösung ist die Konzentration des Nickel(II)-halogenids in Wasser an sich nicht kritisch. Als vorteilhaft hat sich ein Anteil des Nickel(II)-halogenids an der Gewichtssumme aus Nickel(II)-halogenid und Wasser von mindestens 0,01 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 0,1 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 0,25 Gew.-%, insbesondere bevorzugt mindestens 0,5 Gew.-% erwiesen. Als vorteilhaft hat sich ein Anteil des Nickel(II)-halogenids an der Gewichtssumme aus Nickel(II)-halogenid und Wasser im Bereich von höchstens 80 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 60 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 40 Gew.-% erwiesen. Aus praktischen Gründen ist es von Vorteil, einen Anteil von Nickelhalogenid in der Mischung aus Nickelhalogenid und Wasser nicht zu überschreiten, der unter den gegebenen Temperatur- und Druckbedingungen eine Lösung ergibt. Im Falle einer wässrigen Lösung von Nickelchlorid ist es daher aus praktischen Gründen von Vorteil, bei Raumtemperatur einen Anteil von Nickelhalogenid an der Gewichtssumme aus Nickelchlorid und Wassers von höchstens 31% Gew.-% zu wählen. Bei höheren Temperaturen können entsprechend höhere Konzentrationen gewählt werden, die sich aus der Löslichkeit von Nickelchlorid in Wasser ergeben.in the Trap of an aqueous solution is the concentration of nickel (II) halide in water per se not critical. A proportion of the nickel (II) halide has proven to be advantageous on the sum of the weight of nickel (II) halide and water of at least 0.01 wt .-%, preferably at least 0.1 wt .-%, more preferably at least 0.25 wt .-%, particularly preferably at least 0.5 wt .-% proved. A proportion of the nickel (II) halide is advantageous the sum of the weight of nickel (II) halide and water in the range of at most 80 wt .-%, preferably at most 60% by weight, more preferably at most 40 wt .-% proved. For practical reasons, it is an advantage Proportion of nickel halide in the mixture of nickel halide and Not to exceed water which gives a solution under the given temperature and pressure conditions. In the case of an aqueous solution Of nickel chloride, it is therefore for practical reasons of Advantage, at room temperature to a proportion of nickel halide the weight sum of nickel chloride and water of at most 31% by weight to choose. At higher Temperatures can correspondingly higher Selected concentrations are arising from the solubility of nickel chloride in water.
Das wasserhaltige Nickel(II)-halogenid wird vor der Reduktion durch eine Azeotropdestillation getrocknet. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Azeotropdestillation ein Verfahren zur Entfernung von Wasser aus dem entsprechenden wasserhaltigen Nickel(II)-halogenid, wobei dieses mit einem Verdünnungsmittel versetzt wird, dessen Siedepunkt im Falle der Nichtazeotrop-Bildung des Verdünnungsmittels mit Wasser unter den Druckbedingungen der nachfolgend ge nannten Destillation höher ist als der Siedepunkt von Wasser und das an diesem Siedepunkt des Wassers flüssig vorliegt oder das ein Azeotrop oder Heteroazeotrop mit Wasser unter den Druck- und Temperaturbedingungen der nachfolgend genannten Destillation bildet, und die Mischung, enthaltend das wasserhaltige Nickel(II)-halogenid und das Verdünnungsmittel, unter Abtrennung von Wasser oder des genannten Azeotrops oder des genannten Heteroazeotrops von dieser Mischung und unter Erhalt einer wasserfreien Mischung, enthaltend Nickel(II)-halogenid und das besagte Verdünnungsmittel, destilliert wird.The hydrous nickel (II) halide is dried prior to reduction by azeotropic distillation net. In a preferred embodiment of the present invention, the azeotropic distillation is a process for removing water from the corresponding hydrous nickel (II) halide by adding thereto a diluent whose boiling point in the case of non-azeotrope formation of the diluent with water under the pressure conditions the distillation referred to above is higher than the boiling point of water and liquid at this boiling point of the water or which forms an azeotrope or heteroazeotrope with water under the pressure and temperature conditions of the distillation referred to below, and the mixture containing the hydrous nickel ( II) halide and the diluent, with the separation of water or said azeotrope or said heteroazeotrope from this mixture and to obtain an anhydrous mixture containing nickel (II) halide and said diluent is distilled.
Die Ausgangsmischung kann neben dem wasserhaltigen Nickel(II)-halogenid weitere Bestandteile enthalten, wie ionische oder nichtionische, organische oder anorganische Verbindungen, insbesondere solche, die mit der Ausgangsmischung homogen einphasig mischbar oder in der Ausgangsmischung löslich sind.The Starting mixture can in addition to the water-containing nickel (II) halide contain further constituents, such as ionic or nonionic, organic or inorganic compounds, especially those homogeneously monophasic or miscible with the starting mixture the starting mixture soluble are.
Erfindungsgemäß versetzt man das wasserhaltige Nickel(II)-halogenid mit einem Verdünnungsmittel, dessen Siedepunkt unter den Druckbedingungen der Destillation höher ist als der Siedepunkt von Wasser und das an diesem Siedepunkt des Wassers flüssig vorliegt.In accordance with the invention the hydrous nickel (II) halide with a diluent whose Boiling point is higher under the pressure conditions of distillation as the boiling point of water and that at that boiling point of water liquid is present.
Die Druckbedingungen für die nachfolgende Destillation sind an sich nicht kritisch. Als vorteilhaft haben sich Drücke von mindestens 10–4 MPa, vorzugsweise mindestens 10–3 MPa, insbesondere mindestens 5·10–3 MPa erwiesen. Als vorteilhaft haben sich Drücke von höchstens 1 MPa, vorzugsweise höchstens 5·10–1 MPa, insbesondere höchstens 1,5·10–1 MPa erwiesen.The pressure conditions for the subsequent distillation are not critical per se. Pressures of at least 10 -4 MPa, preferably at least 10 -3 MPa, in particular at least 5 × 10 -3 MPa, have proven to be advantageous. It is advantageous to have pressures of at most 1 MPa, preferably at most 5 × 10 -1 MPa, in particular at most 1.5 × 10 -1 MPa.
In Abhängigkeit von den Druckbedingungen und der Zusammensetzung des zu destillierenden Gemischs stellt sich dann die Destillationstemperatur ein. Bei dieser Temperatur liegt das Verdünnungsmittel vorzugsweise flüssig vor. Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff Verdünnungsmittel sowohl ein einzelnes Verdünnungsmittel wie auch ein Gemisch solcher Verdünnungsmittel verstanden, wobei sich im Falle eines solchen Gemischs die in der vorliegenden Erfindung genannten physikalischen Eigenschaften auf dieses Gemisch beziehen.In dependence from the pressure conditions and the composition of the to be distilled Mixture then sets the distillation temperature. At this Temperature is the diluent preferably liquid in front. For the purposes of the present invention, the term thinner both a single diluent as well as a mixture of such diluents understood, wherein in the case of such a mixture as in the present invention refer to this mixture physical properties mentioned.
Weiterhin weist das Verdünnungsmittel unter diesen Druck- und Temperaturbedingungen vorzugsweise einen Siedepunkt auf, der im Falle der Nichtazeotrop-Bildung des Verdünnungsmittels mit Wasser höher als der von Wasser liegt, vorzugsweise um mindestens 5 °C, insbesondere mindestens 20 °C, und vorzugsweise höchstens 200 °C, insbesondere höchstens 100 °C.Farther has the diluent preferably under these pressure and temperature conditions Boiling point in the case of non-azeotrope formation of the diluent higher with water than that of water, preferably at least 5 ° C, in particular at least 20 ° C, and preferably at most 200 ° C, in particular at most 100 ° C.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann man Verdünnungsmittel einsetzen, die mit Wasser ein Azeotrop oder Heteroazeotrop bilden. Die Menge an Verdünnungsmittel gegenüber der Menge an Wasser in dem Gemisch ist an sich nicht kritisch. Vorteilhaft sollte man mehr flüssiges Verdünnungsmittel einsetzen als den durch die Azeotrope abzudestillierenden Mengen entspricht, so dass überschüssiges Verdünnungsmittel als Sumpfprodukt verbleibt.In a preferred embodiment you can use diluents which form an azeotrope or heteroazeotrope with water. The amount of diluent compared to the The amount of water in the mixture is not critical per se. Advantageous you should be more fluid thinner than the quantities to be distilled off by the azeotropes corresponds to excess diluent as Bottom product remains.
Setzt man ein Verdünnungsmittel ein, das mit Wasser kein Azeotrop bildet, so ist die Menge an Verdünnungsmittel gegenüber der Menge an Wasser in dem Gemisch an sich nicht kritisch.Puts a diluent which does not form an azeotrope with water, so is the amount of diluent across from the amount of water in the mixture is not critical per se.
Das eingesetzte Verdünnungsmittel ist dabei insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus organischen Nitrilen, aromatischen Kohlenwasserstoffen, aliphatischen Kohlenwasserstoffen und Mischungen der zuvor genannten Lösemittel. Bezüglich der organischen Nitrile werden vorzugsweise Acetonitril, Propionitril, n-Butyronitril, n-Valeronitril, Cyanocyclopropan, Acrylnitril, Crotonitril, Allylcyanid, cis-2-Pentennitril, trans-2-Pentennitril, cis-3-Pentennitril, trans-3-Pentennitril, 4-Pentennitril, 2-Methyl-3-butennitril, Z-2-Methyl-2-butennitril, E-2-Methyl-2-butennitril, Ethylsuccinnitril, Adipodinitril, Methylglutarnitril oder Mischungen davon verwendet. Bezüglich der aromatischen Kohlenwasserstoffe können vorzugsweise Benzol, Toluol, o-Xylol, m-Xylol, p-Xylol oder Mischungen davon verwendet werden. Aliphatische Kohlenwasserstoffe können vorzugsweise aus der Gruppe der linearen oder verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffe, besonders bevorzugt aus der Gruppe der Cycloaliphaten, wie Cyclohexan oder Methylcyclohexan, oder Mischungen davon gewählt werden. Besonders bevorzugt werden cis-3-Pentennitril, trans-3-Pentennitril, Adipodinitril, Methylglutarnitril oder Mischungen daraus als Lösemittel verwendet.The used diluents is selected in particular from the group consisting of organic nitriles, aromatic Hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons and mixtures the aforementioned solvent. In terms of of the organic nitriles are preferably acetonitrile, propionitrile, n-butyronitrile, n-valeronitrile, Cyanocyclopropane, acrylonitrile, crotonitrile, allyl cyanide, cis-2-pentenenitrile, trans-2-pentenenitrile, cis-3-pentenenitrile, trans-3-pentenenitrile, 4-pentenenitrile, 2-methyl-3-butenenitrile, Z-2-methyl-2-butenenitrile, E-2-methyl-2-butenenitrile, ethylsuccinonitrile, Adiponitrile, methylglutaronitrile or mixtures thereof. In terms of The aromatic hydrocarbons may preferably be benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene or mixtures thereof. Aliphatic hydrocarbons may preferably be selected from the group the linear or branched aliphatic hydrocarbons, particularly preferably from the group of cycloaliphatic compounds, such as cyclohexane or methylcyclohexane, or mixtures thereof. Especially preferred are cis-3-pentenenitrile, trans-3-pentenenitrile, adiponitrile, Methylglutaronitrile or mixtures thereof used as a solvent.
Setzt man als Verdünnungsmittel ein organisches Nitril bzw. Mischungen, enthaltend mindestens ein organisches Nitril ein, so hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Menge an Verdünnungsmittel so zu wählen, dass in der fertigen Mischung der Anteil des Nickel(II)-halogenids an der Gewichtssumme aus Nickel(II)-halogenid und Verdünnungsmittel mindestes 0,05 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 1 Gew.-% beträgt.If an organic nitrile or mixtures containing at least one organic nitrile is used as the diluent, it has proved advantageous to select the amount of diluent in such a way that in the finished mixture, the proportion of the nickel (II) halide in the total weight of nickel (II) halide and diluent is at least 0.05% by weight, preferably at least 0.5% by weight, more preferably at least 1% by weight .-% is.
Setzt man als Verdünnungsmittel ein organisches Nitril bzw. Mischungen, enthaltend mindestens ein organisches Nitril ein, so hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Menge an Verdünnungsmittel so zu wählen, dass in der fertigen Mischung der Anteil des Nickel(II)-halogenids an der Gewichtssumme aus Nickel(II)-halogenid und Verdünnungsmittel höchstens 50 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 30 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 20 Gew.-% beträgt.Puts as a diluent an organic nitrile or mixtures containing at least one organic Nitrile, it has proved to be advantageous, the amount of thinner to choose that way in the finished mixture, the proportion of nickel (II) halide the sum of the weight of nickel (II) halide and diluent at the most 50% by weight, preferably at most 30% by weight, more preferably at most 20 wt .-% is.
Erfindungsgemäß destilliert man die Mischung, enthaltend das wasserhaltige Nickel(II)-halogenid und das Verdünnungsmittel, unter Abtrennung von Wasser von dieser Mi schung und unter Erhalt einer wasserfreien Mischung, enthaltend Nickel(II)-halogenid und das besagte Verdünnungsmittel. In einer bevorzugten Ausführungsform wird zunächst die Mischung hergestellt und anschließend destilliert. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird das wasserhaltige Nickelhalogenid, besonders bevorzugt die wässrige Lösung des Nickelahlogenids, während der Destillation nach und nach zu dem siedenden Verdünnungsmittel zugegeben. Dadurch kann die Bildung eines verfahrenstechnisch schwer zu handhabenden, schmierigen Feststoffs im wesentlichen vermieden werden.Distilled according to the invention the mixture containing the hydrous nickel (II) halide and the Diluents, with separation of water from this mixture and with preservation an anhydrous mixture containing nickel (II) halide and the said diluent. In a preferred embodiment will be first the mixture is prepared and then distilled. In a another preferred embodiment is the hydrous nickel halide, particularly preferably the aqueous solution of nickel halide while the distillation gradually to the boiling diluent added. This can make the formation of a process technically difficult To be handled, greasy solid essentially avoided become.
Im Falle von Pentennitril als Verdünnungsmittel kann man die Destillation vorteilhaft bei einem Druck von höchstens 1 Megapascal, vorzugsweise 0,5 Megapascal.in the Case of pentenenitrile as a diluent you can the distillation advantageous at a pressure of at most 1 megapascal, preferably 0.5 megapascals.
Im Falle von Pentennitril als Verdünnungsmittel kann man die Destillation vorzugsweise bei einem Druck von mindestens 1 kPa, vorzugsweise mindestens 5 kPa, besonders bevorzugt 10 kPa, durchführen.in the Case of pentenenitrile as a diluent the distillation can preferably be carried out at a pressure of at least 1 kPa, preferably at least 5 kPa, particularly preferably 10 kPa, carry out.
Die Destillation kann vorteilhaft durch einstufige Verdampfung, bevorzugt durch fraktionierende Destillation in einer oder mehreren, wie 2 oder 3 Destillationsapparaturen erfolgen. Dabei kommen für die Destillation hierfür übliche Apparaturen in Betracht, wie sie beispielsweise in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 3. Ed., Vol. 7, John Wiley & Sons, New York, 1979, Seite 870-881 beschrieben sind, wie Siebbodenkolonnen, Glockenbodenkolonnen, Packungskolonnen, Füllkörperkolonnen, Kolonnen mit Seitenabzug oder Trennwandkolonnen.The Distillation can be advantageous by single-stage evaporation, preferably by fractional distillation in one or more, such as 2 or 3 distillation apparatus. Thereby come for the distillation customary equipment for this such as in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd Ed., Vol. 7, John Wiley & Sons, New York, 1979, pages 870-881, such as sieve tray columns, bubble tray columns, Packed columns, packed columns, Columns with side draw or dividing wall columns.
Die Destillation kann diskontinuierlich oder kontinuierlich erfolgen.The Distillation may be discontinuous or continuous.
Reduktionreduction
Das Verfahren zur Herstellung von Nickel(0)-Phosphorligand-Komplexen, enthaltend mindestens ein Nickel(0)-Zentralatom und mindestens einen phosphorhaltigen Liganden, durch Reduktion wird vorzugsweise in Gegenwart eines Lösemittels durchgeführt. Das Lösemittel ist dabei insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus organischen Nitrilen, aromatischen Kohlenwasserstoffen, aliphatischen Kohlenwasserstoffen und Mischungen der zuvor genannten Lösemittel. Bezüglich der organischen Nitrile werden vorzugsweise Acetonitril, Propionitril, n-Butyronitril, n-Valeronitril, Cyanocyclopropan, Acrylnitril, Crotonitril, Allylcyanid, cis-2-Pentennitril, trans-2-Pentennitril, cis-3-Pentennitril, trans-3-Pentennitril, 4-Pentennitril, 2-Methyl-3-butennitril, Z-2-Methyl-2-butennitril, E-2-Methyl-2-butennitril, Ethylsuccinnitril, Adipodinitril, Methylglutarnitril oder Mischungen davon verwendet. Bezüglich der aromatischen Kohlenwasserstoffe können vorzugsweise Benzol, Toluol, o-Xylol, m-Xylol, p-Xylol oder Mischungen davon verwendet werden. Aliphatische Kohlenwasserstoffe können vorzugsweise aus der Gruppe der linearen oder verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffe, besonders bevorzugt aus der Gruppe der Cycloaliphaten, wie Cyclohexan oder Methylcyclohexan, oder Mischungen davon gewählt werden. Besonders bevorzugt werden cis-3-Pentennitril, trans-3-Pentennitril, Adipodinitril, Methylglutarnitril oder Mischungen daraus als Lösemittel verwendet.The Process for the preparation of nickel (0) phosphorus ligand complexes, containing at least one nickel (0) central atom and at least one phosphorus-containing ligands, by reduction is preferably in Presence of a solvent carried out. The solvent is selected in particular from the group consisting of organic nitriles, aromatic Hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons and mixtures the aforementioned solvent. In terms of of the organic nitriles are preferably acetonitrile, propionitrile, n-butyronitrile, n-valeronitrile, cyanocyclopropane, acrylonitrile, crotonitrile, Allyl cyanide, cis-2-pentenenitrile, trans-2-pentenenitrile, cis-3-pentenenitrile, trans-3-pentenenitrile, 4-pentenenitrile, 2-methyl-3-butenenitrile, Z-2-methyl-2-butenenitrile, E-2-methyl-2-butenenitrile, Ethyl succinonitrile, adiponitrile, methylglutaronitrile or mixtures used of it. In terms of The aromatic hydrocarbons may preferably be benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene or mixtures thereof. Aliphatic hydrocarbons may preferably be selected from the group the linear or branched aliphatic hydrocarbons, particularly preferably from the group of cycloaliphatic compounds, such as cyclohexane or methylcyclohexane, or mixtures thereof. Especially preferred become cis-3-pentenenitrile, trans-3-pentenenitrile, adiponitrile, methylglutaronitrile or mixtures from it as a solvent used.
Vorzugsweise wird ein inertes Lösemittel verwendet.Preferably becomes an inert solvent used.
Die Konzentration des Lösemittels beträgt vorzugsweise 10 bis 90 Massen-%, besonders bevorzugt 20 bis 70 Massen-%, insbesondere 30 bis 60 Massen-%, jeweils bezogen auf die fertige Reaktionsmischung.The Concentration of the solvent is preferably 10 to 90% by mass, more preferably 20 to 70% by mass, in particular 30 to 60% by mass, in each case based on the finished Reaction mixture.
In einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Lösemittel identisch zu dem Verdünnungsmittel, das in dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der wasserfreien Mischung, enthaltend das Nickel(II)-Halogenid und das Verdünnungsmittel, verwendet wird.In a particular embodiment in the present invention, the solvent is identical to the diluent, that in the above-described process according to the invention for the preparation the anhydrous mixture containing the nickel (II) halide and the diluent, is used.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren beträgt die Konzentration des Liganden in dem Lösemittel vorzugsweise 1 bis 90 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 80 Gew.-%, insbesondere 50 bis 80 Gew.-%.In the method according to the invention is the concentration of the ligand in the solvent is preferably 1 to 90 wt .-%, particularly preferably 5 to 80 wt .-%, in particular 50 to 80% by weight.
Das in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Reduktionsmittel ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metallen, die elektropositiver als Nickel sind, Metallalkylen, elektrischem Strom, komplexen Hydriden und Wasserstoff.The in the method according to the invention used reducing agent is preferably selected from the group consisting of metals that are more electropositive than nickel are, metal alkyls, electric current, complex hydrides and Hydrogen.
Wenn in dem erfindungsgemäßen Verfahren als Reduktionsmittel ein Metall, das elektropositiver als Nickel ist, verwendet wird, so ist dieses Metall vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natrium, Lithium, Kalium, Magnesium, Calcium, Barium, Strontium, Titan, Vanadium, Eisen, Kobalt, Kupfer, Zink, Cadmium, Aluminium, Gallium, Indium, Zinn, Blei und Thorium. Besonders bevorzugt sind hierbei Eisen und Zink. Wird Aluminium als Reduktionsmittel verwendet, so ist es von Vorteil, wenn dieses durch Reaktion mit einer katalytischen Menge Quecksilber(II)-Salz oder Metallalkyl voraktiviert wird. Bevorzugt wird für die Voraktivierung Triethylaluminium in einer Menge von vorzugsweise 0,05 bis 50 Mol.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 10 Mol-%, verwendet. Das Reduktionsmetall ist vorzugsweise fein verteilt, wobei der Ausdruck „fein verteilt" bedeutet, dass das Metall in einer Partikelgröße von weniger als 10 mesh, besonders bevorzugt weniger als 20 mesh, verwendet wird.If in the method according to the invention as a reducing agent, a metal that is more electropositive than nickel is used, this metal is preferably selected from the group consisting of sodium, lithium, potassium, magnesium, calcium, Barium, strontium, titanium, vanadium, iron, cobalt, copper, zinc, cadmium, Aluminum, gallium, indium, tin, lead and thorium. Especially preferred here are iron and zinc. Is aluminum as a reducing agent used, so it is advantageous if this by reaction with a catalytic amount of mercury (II) salt or metal alkyl preactivated becomes. It is preferred for the preactivation triethylaluminum in an amount of preferably 0.05 to 50 mol%, more preferably 0.5 to 10 mol%. The reducing metal is preferably finely divided, the term "finely divided" meaning that Metal in a particle size of less as 10 mesh, more preferably less than 20 mesh becomes.
Wenn in dem erfindungsgemäßen Verfahren als Reduktionsmittel ein Metall verwendet wird, das elektropositiver ist als Nickel, so beträgt die Menge an Metall vorzugsweise 0,1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Reaktionsmasse.If in the method according to the invention As reducing agent, a metal is used which is more electropositive is as nickel, so is the amount of metal preferably 0.1 to 50 wt .-%, based on the reaction mass.
Wenn in dem erfindungsgemäßen Verfahren als Reduktionsmittel Metallalkyle verwendet werden, so handelt es sich bevorzugt um Lithiumalkyle, Natriumalkyle, Magnesiumalkyle, insbesondere Grignard-Reagenzien, Zinkalkyle oder Aluminiumalkyle. Besonders bevorzugt sind Aluminiumalkyle, wie Trimethylaluminium, Triethylaluminium, Triisopropylaluminium oder Mischungen hiervon, insbesondere Triethylaluminium. Die Metallalkyle können in Substanz oder gelöst in einem inerten organischen Lösesmittel, wie Hexan, Heptan oder Toluol, eingesetzt werden.If in the method according to the invention When reducing agents metal alkyls are used, it is preferably lithium alkyls, sodium alkyls, magnesium alkyls, in particular Grignard reagents, zinc alkyls or aluminum alkyls. Particularly preferred are aluminum alkyls, such as trimethylaluminum, Triethylaluminum, triisopropylaluminum or mixtures thereof, especially triethylaluminum. The metal alkyls can be used in Substance or dissolved in an inert organic solvent, such as hexane, heptane or toluene.
Wenn in dem erfindungsgemäßen Verfahren komplexe Hydride als Reduktionsmittel verwendet werden, so werden bevorzugt Metallaluminiumhydride, wie Lithiumaluminiumhydrid, oder Metallborhydride, wie Natriumborhydrid, eingesetzt.If in the method according to the invention complex hydrides are used as reducing agents, so be preferably metal aluminum hydrides, such as lithium aluminum hydride, or Metal borohydrides, such as sodium borohydride used.
Das molare Verhältnis der Redoxäquivalente zwischen der Nickel(II)-Quelle und dem Reduktionsmittel beträgt vorzugsweise 1 : 1 bis 1 : 100, besonders bevorzugt 1 : 1 bis 1 : 50, insbesondere 1 : 1 bis 1 : 5.The molar ratio the redox equivalents between the nickel (II) source and the reducing agent is preferably 1: 1 to 1: 100, more preferably 1: 1 to 1:50, in particular 1: 1 to 1: 5.
In
dem erfindungsgemäßen Verfahren
kann der zu verwendende Ligand auch in einer Ligandlösung vorliegen,
die bereits als Katalysatorlösung
in Hydrocyanierungsreaktionen wie beispielsweise Schritt e*) oder Isomerisierungsreaktionen
wie beispielsweise Schritt a*) eingesetzt wurde und an Nickel(0)
abgereichert ist. Solche Ströme
sind die Ströme
- – 2 bis 60 Gew.-%, insbesondere 10 bis 40 Gew.-% Pentennitrile,
- – 0 bis 60 Gew.-%, insbesondere 0 bis 40 Gew.-% Adipodinitril,
- – 0 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0 bis 5 Gew.-% andere Nitrile,
- – 10 bis 90 Gew.-%, insbesondere 50 bis 90 Gew.-% phosphorhaltiger Ligand und
- – 0 bis 2 Gew.-%, insbesondere 0 bis 1 Gew.-% Nickel(0).
- From 2 to 60% by weight, in particular from 10 to 40% by weight, of pentenenitriles,
- From 0 to 60% by weight, in particular from 0 to 40% by weight, of adiponitrile,
- From 0 to 10% by weight, in particular from 0 to 5% by weight, of other nitriles,
- - 10 to 90 wt .-%, in particular 50 to 90 wt .-% phosphorus ligand and
- - 0 to 2 wt .-%, in particular 0 to 1 wt .-% nickel (0).
Der in der Rück-Katalysatorlösung enthaltene freie Ligand kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren somit wieder zu einem Nickel(0)-Komplex umgesetzt werden.Of the contained in the reverse catalyst solution free ligand can thus according to the inventive method again be converted to a nickel (0) complex.
In einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verhältnis der Nickel(II)-Quelle zu phosphorhaltigem Ligand 1 : 1 bis 1 : 100. Weitere bevorzugte Verhältnisse von Nickel(II)-Quelle zu phosphorhaltigem Ligand sind 1 : 1 bis 1 : 3, insbesondere 1 : 1 bis 1 : 2.In a particular embodiment In the present invention, the ratio of the nickel (II) source is to phosphorus-containing ligand 1: 1 to 1: 100 conditions from nickel (II) source to phosphorus-containing ligand are 1: 1 to 1: 3, in particular 1: 1 to 1: 2.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei beliebigem Druck durchgeführt werden. Aus praktischen Gründen sind Drücke zwischen 0.1 bara und 5 bara, vorzugsweise 0.5 bara und 1.5 bara, bevorzugt.The inventive method can be done at any pressure. For practical reasons are pressures between 0.1 bara and 5 bara, preferably 0.5 bara and 1.5 bara, prefers.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in Batchfahrweise oder kontinuierlich durchgeführt werden.The inventive method can be carried out in batch mode or continuously.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, ohne Überschuss an Nickel(II)-halogenid oder Reduktionsmittel, beispielsweise Zink, zu arbeiten, so dass deren Abtrennung nach der Nickel(0)-Komplexbildung nicht notwendig ist.In the method according to the invention Is it possible, without surplus on nickel (II) halide or reducing agents, such as zinc, to work so that their separation after nickel (0) complex formation not necessary is.
In einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Verfahrensschritte:
- (1) Trocknung eines wasserhaltigen Nickel(II)-halogenids durch Azeotropdestillation,
- (2) Vorkomplexierung des azeotrop getrockneten Nickel(II)-halogenids in einem Lösemittel in Gegenwart eines phosphorhaltigen Liganden,
- (3) Zugabe mindestens eines Reduktionsmittels zu der aus Verfahrensschritt (2) stammenden Lösung oder Suspension bei einer Zugabetemperatur von 20 bis 120 °C,
- (4) Rühren der aus Verfahrensschritt (3) stammenden Suspension oder Lösung für bei einer Umsetzungstemperatur von 20 bis 120 °C.
- (1) drying a hydrous nickel (II) halide by azeotropic distillation,
- (2) precomplexing of the azeotropically dried nickel (II) halide in a solvent in the presence of a phosphorus ligand,
- (3) adding at least one reducing agent to the solution or suspension originating from process step (2) at an addition temperature of 20 to 120 ° C,
- (4) stirring the suspension or solution derived from process step (3) at a reaction temperature of 20 to 120 ° C.
Die Vorkomplexierungstemperaturen, Zugabetemperaturen und Umsetzungstemperaturen können, jeweils unabhängig voneinander, 20 °C bis 120 °C betragen. Besonders bevorzugt sind bei der Vorkomplexierung, Zugabe und Umsetzung Temperaturen von 30 °C bis 80 °C.The Precomplexing temperatures, addition temperatures and reaction temperatures can, respectively independently from each other, 20 ° C up to 120 ° C be. Particularly preferred are in the precomplexing, addition and reaction temperatures from 30 ° C to 80 ° C.
Die Vorkomplexierungszeiträume, Zugabezeiträume und Umsetzungszeiträume können, jeweils unabhängig voneinander, 1 Minute bis 24 Stunden betragen. Der Vorkomplexierungszeitraum beträgt insbesondere 1 Minute bis 3 Stunden. Der Zugabezeitraum beträgt vorzugsweise 1 Minute bis 30 Minuten. Der Umsetzungszeitraum beträgt vorzugsweise 20 Minuten bis 5 Stunden.The Vorkomplexierungszeiträume, Addition periods and implementation periods can, each independently from each other, 1 minute to 24 hours. The precomplexing period is especially 1 minute to 3 hours. The addition period is preferably 1 minute to 30 minutes. The implementation period is preferably 20 minutes to 5 hours.
Verfahrensschritt h2*):Process step h 2 *):
Eine
weitere bevorzugte Ausführungsform
von Verfahrensschritt h*), hier als Verfahrensschritt h2*)
beschrieben, beinhaltet die Aufstockung des Nickel(0)-Gehaltes der
Ströme
Die Katalysatorverbindungen können aus Nickel-Pulver mit einer geeigneten Halogenidquelle als Initiator, wie z.B. ein Halogenid oder ein alkylsubstituiertes Halogenid von Phosphor, Arsen oder Antimon, wie CH3PCl2, CH3AsCl2 oder CH3SbCl2, oder ein geeignetes Metallhalogenid, elementares Halogen, wie Chlor, Brom oder Jod oder den entsprechenden Halogenwasserstoffen oder Thionylhalogenid hergestellt werden. Erfindungsgemäß zu verwendende Metallhalogenide sind die Halogenide von Cr, Ni, Ti, Cu, Co, Fe, Hg, Sn, Li, K, Ca, Ba, Sc, Ce, V, Mn, Be, Ru, Rh, Pd, Zn, Cd, Al, Th, Zr und Hf. Das Halogenid kann Chlorid, Bromid oder Jodid sein. Besonders geeignete Halogenidquellen sind PX3, TiX4, ZrX4, HfX4 oder HX, worin X Chlorid, Bromid oder Jodid bedeutet. Bei Durchführung der erfindungsgemäßen Reaktion können auch Mischungen von 2 oder mehr Initiatoren oder Katalysatoren verwendet werden.The catalyst compounds may be prepared from nickel powder with a suitable source of halide initiator such as a halide or an alkyl substituted halide of phosphorus, arsenic or antimony such as CH 3 PCl 2 , CH 3 AsCl 2 or CH 3 SbCl 2 , or a suitable metal halide. elemental halogen, such as chlorine, bromine or iodine or the corresponding hydrogen halides or thionyl halide are produced. Metal halides to be used in the invention are the halides of Cr, Ni, Ti, Cu, Co, Fe, Hg, Sn, Li, K, Ca, Ba, Sc, Ce, V, Mn, Be, Ru, Rh, Pd, Zn. Cd, Al, Th, Zr and Hf. The halide may be chloride, bromide or iodide. Particularly suitable halide sources are PX 3 , TiX 4 , ZrX 4 , HfX 4 or HX, where X is chloride, bromide or iodide. When carrying out the reaction according to the invention, it is also possible to use mixtures of 2 or more initiators or catalysts.
Die
Katalysatorregenerierung kann diskontinuierlich, z.B. in Batch-Fahrweise
analog
Bei Durchführung von Verfahrensschritt h2*) anstelle von Verfahrensschritt h1*) können ggf. die Verfahrensschritte i*), j*) und k*) ganz oder teilweise entfallen.When carrying out process step h 2 *) instead of process step h 1 *), the process steps i *), j *) and k *) may possibly be omitted in whole or in part.
Verfahrensschritt i*):Process step i *):
Falls
erforderlich, kann man Strom
Schritt i*): Zufügen der unpolaren aprotischen Flüssigkeit FStep i *): Add the non-polar aprotic liquid F
In
Schritt i*) fügt
man dem Strom
Als unpolare (bzw. apolare) aprotische Flüssigkeit F eignen sich alle unter den Bedingungen des Schrittes i*) flüssigen Verbindungen, die den Katalyastor, z.B. den Ni(0)-Komplex mit phosphorhaltigen Liganden und/oder die freien phosphorhaltigen Liganden, chemisch oder physikalisch nicht oder nicht wesentlich verändern. Als Flüssigkeit F geeignete Verbindungen enthalten kein ionisierbares Proton im Molekül und haben in der Regel niedrige relative Dielektrizitätskonsanten (εr < 15) bzw. niedrige elektrische Dipolmomente (μ < 2,5 Debye).Suitable nonpolar (or apolar) aprotic liquid F are all compounds which are liquid under the conditions of step i *) and which comprise the catalyst, for example the Ni (0) complex with phosphorus-containing ligands and / or the free phosphorus-containing ligands, chemically or physically not or not significantly change. Compounds suitable as liquid F do not contain any ionizable proton in the molecule and generally have low relative dielectric constants (ε r <15) or low electric dipole moments (μ <2.5 Debye).
Geeignet sind insbesondere Kohlenwasserstoffe, die beispielsweise unhalogeniert oder halogeniert sein können, sowie – insbesondere tertiäre – Amine, und Kohlenstoffdisulfid.Suitable are in particular hydrocarbons, for example, unhalogenated or halogenated, and - in particular tertiary - amines, and carbon disulfide.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Flüssigkeit F ein Kohlenwasserstoff K*. Geeignet sind aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe K*. Als aliphatische Kohlenwasserstoffe eignen sich z.B. lineare oder verzweigte Alkane oder Alkene mit 5 bis 30, bevorzugt 5 bis 16 C-Atomen, insbesondere Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Nonan, Decan, Undecan und Dodecan (jeweils alle Isomere).In a preferred embodiment is the liquid F is a hydrocarbon K *. Suitable are aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbons K *. Suitable as aliphatic hydrocarbons e.g. linear or branched alkanes or alkenes of 5 to 30, preferably 5 to 16 C atoms, in particular pentane, hexane, heptane, Octane, nonane, decane, undecane and dodecane (all isomers, respectively).
Geeignete cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe weisen beispielsweise 5 bis 10 C-Atome auf, wie Cyclopentan, Cyclohexan, Cycloheptan, Cycloocatan, Cyclononan und Cyclodecan. Auch substitiuerte, insbesondere C1-10-alkylsubstituierte Cycloaliphaten wie Methylcyclohexan sind geeignet. Als aromatische Kohlenwasserstoffe eigen sich vorzugsweise solche mit 6 bis 20 C-Atomen, insbesondere Benzol, Toluol, o-, m- und p-Xylol, Naphtalin und Anthracen. Man kann auch substituierte, vorzugsweise C1-10-alkylsubstituierte Aromaten wie Ethylbenzol verwenden.Suitable cycloaliphatic hydrocarbons have, for example, 5 to 10 C atoms, such as cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cycloocatane, cyclononane and cyclodecane. Substituted, in particular C 1-10 alkyl-substituted cycloaliphatic compounds such as methylcyclohexane are also suitable. Aromatic hydrocarbons are preferably those having 6 to 20 C atoms, in particular benzene, toluene, o-, m- and p-xylene, naphthalene and anthracene. It is also possible to use substituted, preferably C 1-10 -alkyl-substituted aromatics such as ethylbenzene.
Besonders bevorzugt ist der Kohlenwasserstoff K* ausgewählt unter den weiter unten für den Kohlenwasserstoff K genannten Verbindungen. Ganz besonders bevorzugt ist der Kohlenwasserstoff K* identisch mit dem Kohlenwasserstoff K, d.h. man verwendet für die Extraktion in Schritt j*) und als Flüssigkeit F den gleichen Kohlenwasserstoff.Especially preferably, the hydrocarbon K * is selected from those below for the Hydrocarbon K compounds mentioned. Very particularly preferred the hydrocarbon K * is identical to the hydrocarbon K, i. one uses for the extraction in step j *) and as liquid F the same hydrocarbon.
Ausgestaltung des Zufügens der FlüssigkeitEmbodiment of adding the liquid
Die
unpolare aprotische Flüssigkeit
F kann dem Strom
Bevorzugt
wird die unpolare aprotische Flüssigkeit
mit dem Strom
Die Verwendung eines Umpumpkreislaufs ist ebenfalls bevorzugt. Er wird üblicherweise derart betrieben, dass das Verhältnis von Umpumpmenge zu Ausstoß aus dem Umpumpkreis, 0,1 : 1 bis 1000 : 1, bevorzugt 1 : 1 bis 100 : 1 und besonders bevorzugt 2 : 1 bis 25 : 1 beträgt. Als Umlaufpumpe eigen sich z.B. Zahnradpumpen oder andere übliche Pumpen. Bevorzugt arbeitet die Umlaufpumpe gegen einen Überströmer, der bei einem definierten Druck von z.B. 3 bis 10 bar (abs.) öffnet.The Use of a pumped circulation is also preferred. He usually becomes so operated that the ratio from Umpumpmenge to ejection the Umpumpkreis, 0.1: 1 to 1000: 1, preferably 1: 1 to 100: 1 and more preferably 2: 1 to 25: 1. As a circulation pump own e.g. Gear pumps or other common Pump. Preferably, the circulation pump works against an overflow, the at a defined pressure of e.g. 3 to 10 bar (abs.) Opens.
Sofern man in Schritt i*) und j*) den gleichen Kohlenwasserstoff verwendet, kann man in beiden Schritten jeweils frischen Kohlenwasserstoff einsetzen. Ebenso kann man den in Schritt i*) eingesetzten Kohlenwasserstoff in Schritt j*) weiterverwenden, oder den in Schritt j*) eingesetzten Kohlenwasserstoff nach Schritt i*) zurückführen und dort weiterverwenden.Provided the same hydrocarbon is used in step i *) and j *) you can in each case fresh hydrocarbon deploy. Likewise, one can use the hydrocarbon used in step i *) in step j *), or that used in step j *) Return hydrocarbon after step i *) and continue to use it there.
In
einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Flüssigkeit
F ein Teilstrom des Stroms
In einer anderen, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform wird die unpolare aprotische Flüssigkeit F direkt in eine Verweilzeitstrecke (siehe weiter unten) dosiert, beispielsweise an deren Anfang.In another, also preferred embodiment is the non-polar aprotic liquid F dosed directly into a residence time line (see below), for example at the beginning.
Das Zufügen der Flüssigkeit F erfolgt in der Regel bei Temperaturen von 0 bis 150, bevorzugt 10 bis 100 und insbesondere 20 bis 80 °C, und Drücken von 0,01 bis 100, bevorzugt 0,1 bis 10 und insbesondere 0,5 bis 5 bar (abs.).The inflict the liquid F is usually carried out at temperatures from 0 to 150, preferably 10 to 100 and especially 20 to 80 ° C, and pressures of 0.01 to 100, preferably 0.1 to 10 and in particular 0.5 to 5 bar (abs.).
Die erforderliche Menge der Flüssigkeit F kann in weiten Grenzen varriieren. Sie ist in der Regel geringer als die verwendete Menge des Kohlenwasserstoffs K, mit dem in Schritt j*) extrahiert wird, kann jedoch auch größer sein. Bevorzugt beträgt die Menge der Flüssigkeit F 0,1 bis 200 Vol.-%, insbesondere 1 bis 50 Vol.-% und besonders be vorzugt 5 bis 30 Vol.-%, bezogen auf die Menge des in Schritt j*) zur Extraktion eingesetzten Kohlenwasserstoffs K.The required amount of liquid F can vary within wide limits. It is usually lower as the amount of hydrocarbon K used, in step j *) is extracted, but may be larger. The amount is preferably the liquid F 0.1 to 200% by volume, in particular 1 to 50% by volume and especially preferably 5 to 30 vol.%, based on the amount of in step j *) used for the extraction of hydrocarbon K.
Optionale Behandlung mit Ammoniak oder Aminoptional Treatment with ammonia or amine
Wenn
Schritt h*) eine Redox-Regenerierung enthält, so kann ggf. Strom
Es
wurde gefunden, dass sich durch diese Ammoniak- bzw. Aminbehandlung
der Gehalt an Katalysator, insbesondere an Nickel(0)-Komplex bzw.
Ligand bei der Extraktion (Schritt j*)) in der zweiten, mit Dinitrilen angereicherten
Phase (Strom
Demnach
geht in dieser Ausführungsform
der Extraktion eine Behandlung des Stroms
Besonders bevorzugt fügt man den Ammoniak bzw. das Amin zusammen mit der unpolaren aprotischen Flüssigkeit F zu. Insbesondere erfolgt die Zugabe der Flüssigkeit F und des Ammoniaks bzw. Amins in derselben Mischvorrichtung.Especially prefers adds the ammonia or the amine together with the nonpolar aprotic liquid F to. In particular, the addition of the liquid F and the ammonia takes place or amine in the same mixing device.
Als Amine verwendet man Monomamine, Diamine, Triamine oder höherfuktionelle Amine (Polyamine). Die Monoamine weisen üblicherweise Alkylreste, Arylreste oder Arylalkylreste mit 1 bis 30 C-Atomen auf; geeignete Monoamine sind z.B. primäre Amine, z.B. Monoalkylamine, sekundäre oder tertiäre Amine, z.B. Dialkylamine. Geeignete primäre Monoamine sind beispielsweise Butylamin, Cyclohexylamin, 2-Methylcyclohexylamin, 3-Methylcyclohexylamin, 4-Methylcyclohexylamin, Benzylamin, Tetrahydrofurfurylamin und Furfurylamin. Als sekundäre Monoamine kommen z.B. Diethylamin, Dibutylamin, Di-n-propylamin und N-Methylbenzylamin in Betracht. Als tertiäre Amine eignen sich beispielsweise Trialkylamine mit C1-10-Alkylresten, wie Trimethylamin, Triethylamin oder Tributylamin.The amines used are monomines, diamines, triamines or higher-performance amines (polyamines). The monoamines usually have alkyl radicals, aryl radicals or arylalkyl radicals having 1 to 30 carbon atoms; suitable monoamines are, for example, primary amines, for example monoalkylamines, secondary or tertiary amines, for example dialkylamines. Suitable primary monoamines are, for example, butylamine, cyclohexylamine, 2-methylcyclohexylamine, 3-methylcyclohexylamine, 4-methylcyclohexylamine, benzylamine, tetrahydrofurfurylamine and furfurylamine. Suitable secondary monoamines are, for example, diethylamine, dibutylamine, di-n-propylamine and N-methylbenzylamine. Suitable tertiary amines are, for example, trialkylamines having C 1-10 -alkyl radicals, such as trimethylamine, triethylamine or tributylamine.
Als Diamine eignen sich z.B. solche der Formel R1-NH-R2-NH-R3, worin R1, R2 und R3 unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Alkylrest, Arylrest oder Arylalkylrest mit 1 bis 20 C-Atomen bedeuten. Der Alkylrest kann linear oder insbesondere für R2 auch cyclisch sein. Geeignete Diamine sind beispielsweise Ethylendiamin, die Propylendiamine (1,2-Diaminopropan and 1,3-Diaminopropan), N-Methyl-ethylendiamin, Piperazin, Tetramethylendiamin (1,4-Diaminobutan), N,N'-Dimethylethylendiamin, N-Ethylethylendiamin, 1,5-Diaminopentan, 1,3-Diamino-2,2-diethylpropan, 1,3-Bis-(methylamino)propan, Hexamethylendiamin (1,6-Diaminohexan), 1,5-Diamino-2-methylpentan, 3-(Propylamino)-propylamin, N,N'-Bis-(3-aminopropyl)-piperazin, N,N'-Bis-(3-aminopropyl)-piperazin und Isophorondiamin (IPDA).Suitable diamines are, for example, those of the formula R 1 -NH-R 2 -NH-R 3 , where R 1 , R 2 and R 3 independently of one another are hydrogen or an alkyl radical, aryl radical or arylalkyl radical having 1 to 20 C atoms. The alkyl radical can also be cyclic, in particular linearly or in particular for R 2 . Examples of suitable diamines are ethylenediamine, propylenediamines (1,2-diaminopropane and 1,3-diaminopropane), N-methylethylenediamine, piperazine, tetramethylenediamine (1,4-diaminobutane), N, N'-dimethylethylenediamine, N-ethylethylenediamine, 1,5-diaminopentane, 1,3-diamino-2,2-diethylpropane, 1,3-bis (methylamino) propane, hexamethylenediamine (1,6-diaminohexane), 1,5-diamino-2-methylpentane, 3 (Propylamino) propylamine, N, N'-bis (3-aminopropyl) piperazine, N, N'-bis (3-aminopropyl) piperazine and isophoronediamine (IPDA).
Als Triamine, Tetramine bzw. höherfunktionelle Amine eignen sich z.B. Tris(2-aminoethyl)amin, Tris(2-aminopropyl)amin, Diethylentriamin (DETA), Triethylentetramin (TETA), Tetraethylenpentamin (TEPA), Isopropylentriamin, Dipropylentriamin und N,N'-bis(3-aminopropyl-ethylendiamin). Aminobenzylamine und Aminohydrazide mit 2 oder mehr Aminogruppen sind ebenfalls geeignet.When Triamines, tetramines or higher functional Amines are useful e.g. Tris (2-aminoethyl) amine, tris (2-aminopropyl) amine, Diethylenetriamine (DETA), triethylenetetramine (TETA), tetraethylenepentamine (TEPA), isopropyltriamine, dipropylenetriamine and N, N'-bis (3-aminopropyl-ethylenediamine). aminobenzylamines and amino hydrazides having 2 or more amino groups are also suitable.
Naturgemäß kann man auch Mischungen von Ammoniak mit einem oder mehreren Aminen, oder Mischungen mehrerer Amine verwenden.Of course you can also mixtures of ammonia with one or more amines, or Use mixtures of several amines.
Bevorzugt verwendet man Ammoniak oder aliphatische Amine, insbesondere Trialkylamine mit 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest, z.B. Trimethylamin, Triethylamin oder Tributylamin, sowie Diamine wie Ethylendiamin, Hexamehtylendiamin oder 1,5-Diamino-2-methylpentan.Prefers one uses ammonia or aliphatic amines, in particular trialkylamines with 1 to 10 carbon atoms in the alkyl radical, e.g. Trimethylamine, triethylamine or tributylamine, as well as diamines such as ethylenediamine, hexamethylenediamine or 1,5-diamino-2-methylpentane.
Besonders bevorzugt ist Ammoniak allein, d.h. besonders bevorzugt verwendet man neben Ammoniak kein Amin. Wasserfreier Ammoniak ist ganz besonders bevorzugt; dabei bedeutet wasserfrei einen Wassergehalt unter 1 Gew.-%, bevorzugt unter 1000 und insbesondere unter 100 ppm by weight.Especially preferably ammonia is alone, i. particularly preferably used one beside ammonia no amine. Anhydrous ammonia is very special prefers; Anhydrous means a water content below 1 Wt .-%, preferably below 1000 and especially below 100 ppm by weight.
Das Molverhältnis von Amin zu Ammoniak kann in weiten Grenzen variiert werden, liegt in der Regel bei 10000 : 1 bis 1 : 10000.The molar ratio from amine to ammonia can be varied within wide limits usually at 10000: 1 to 1: 10000.
Die Menge des eingesetzten Ammoniaks bzw. Amins richtet sich u.a. nach Art und Menge des Katalysators, z.B. des Nickel(0)-Katalysators und/oder der Liganden, und – sofern mitverwendet – nach Art und Menge der Lewis-Säure, die bei der Hydrocyanierung als Promotor eingesetzt wird. Üblicherweise beträgt das Molverhältnis von Ammoniak bzw. Amin zu Lewis-Säure mindestens 1 : 1. Die Obergrenze dieses Molverhältnisses ist in der Regel unkritisch und beträgt beispielsweise 100 : 1; der Überschuss an Ammoniak bzw. Amin sollte jedoch nicht so groß sein, dass sich der Ni(0)-Komplex bzw. dessen Liganden zersetzen. Bevorzugt beträgt das Molverhältnis Ammoniak bzw. Amin zu Lewis-Säure 1 : 1 bis 10 : 1, besonders bevorzugt 1,5 : 1 bis 5 : 1, und insbesondere etwa 2 : 1. Sofern man eine Mischung aus Ammoniak und Amin verwendet, gelten diese Molverhältnisse für die Summe aus Ammoniak und Amin.The Amount of the ammonia or amine used depends i.a. to Type and amount of catalyst, e.g. of the nickel (0) catalyst and / or the ligands, and - if so co-used - after Type and amount of Lewis acid, which is used in the hydrocyanation as a promoter. Usually is the molar ratio from ammonia or amine to Lewis acid at least 1: 1. The upper limit this molar ratio is usually not critical and is for example 100: 1; the surplus However, ammonia or amine should not be so large that the Ni (0) complex or its Decompose ligands. The molar ratio is preferably ammonia or amine to Lewis acid 1: 1 to 10: 1, more preferably 1.5: 1 to 5: 1, and in particular about 2: 1. If you use a mixture of ammonia and amine, these molar ratios apply for the Sum of ammonia and amine.
Die Temperatur bei der Behandlung mit Ammoniak bzw. Amin ist üblicherweise nicht kritisch und beträgt beispielsweise 10 bis 140, bevorzugt 20 bis 100 und insbesondere 20 bis 90 °C. Auch der Druck ist in der Regel nicht kritisch.The Temperature in the treatment with ammonia or amine is usually not critical and amounts to for example 10 to 140, preferably 20 to 100 and in particular 20 to 90 ° C. The pressure is usually not critical.
Der
Ammoniak bzw. das Amin kann dem Strom
Die
Ammoniak- bzw. Aminzugabe erfolgt in üblichen Vorrichtungen, beispielsweise
solchen zur Gaseinleitung oder in Flüssigkeitsmischern. Der dabei
in vielen Fällen
ausfallende Feststoff kann entweder im Strom
Optionale Abtrennung der Feststoffeoptional Separation of solids
In
einer bevorzugten Ausführungsform
werden Feststoffe, die in Schritt i*) des Verfahrens ausfallen, vor
der Extraktion (Schritt j*)) aus dem Strom
Dadurch lässt sich in vielen Fällen die Extraktionsleistung des erfindungsgemäßen Verfahrens weiter verbessern, denn oftmals vermindern anfallende Feststoffe die Trennleistung der Extraktionsvorrichtungen. Außerdem wurde gefunden, dass eine Feststoffabtrennung vor der Extraktion in manchen Fällen die unerwünschte Mulmbildung nochmals deutlich vermindert oder vollständig unterdrückt.Thereby let yourself in many cases further improve the extraction performance of the process according to the invention, often accumulating solids reduce the separation efficiency the extraction devices. It was also found that a solids separation prior to extraction in some cases undesirable Mulmbildung significantly reduced or completely suppressed.
Bevorzugt wird die Feststoffabtrennung derart ausgestaltet, dass Feststoffpartikel mit einem hydraulischen Durchmesser größer 5 μm, insbesondere größer 1 μm und besonders bevorzugt größer 100 nm, abgetrennt werden.Prefers the solids separation is designed such that solid particles with a hydraulic diameter greater than 5 microns, especially greater than 1 micron and especially preferably greater than 100 nm, are separated.
Zur Feststoffabtrennung kann man übliche Verfahren verwenden, beispielsweise Filtration, Querstromfiltration, Zentrifugation, Sedimentation, Klassierung oder bevorzugt Dekantieren, wozu gängige Vorrichtungen wie Filter, Zentrifugen bzw. Dekanter verwendet werden können.to Solid separation can be customary Use processes such as filtration, cross-flow filtration, Centrifugation, sedimentation, classification or preferably decanting, for what common Devices such as filters, centrifuges or decanters are used can.
Temperatur und Druck bei der Feststoffabtrennung sind üblicherweise nicht kritisch. Beispielsweise kann man in den zuvor bzw. weiter unten genannten Temperatur- bzw. Druckbereichen arbeiten.temperature and pressure in solids separation are usually not critical. For example, in the above or below mentioned Temperature or pressure ranges work.
Die
Feststoffabtrennung kann vor, während
oder nach der – optionalen – Behandlung
des Stroms
Sofern
man die Feststoffe während
oder nach der Ammoniak- bzw. Aminbehandlung abtrennt, handelt es
sich bei den Feststoffen zumeist um im Strom
Sofern man die Feststoffe vor der Ammoniak- bzw. Aminbehandlung abtrennt oder falls gar keine Behandlung mit Ammoniak oder Amin erfolgt, handelt es sich bei den Feststoffen in der Regel um Nickelverbindungen der Oxidationsstufe +II, beispielsweise Nickel(II)cyanid oder ähnliche cyanidhaltige Nickel(II)verbindungen, oder um Lewis-Säuren bzw. deren Verbindungen. Die genannten Verbindungen können beispielsweise ausfallen, weil ihre Löslichkeit z.B. durch Temperaturänderung vermindert wurde.Provided separating the solids before the ammonia or amine treatment or if there is no treatment with ammonia or amine, the solids are usually nickel compounds the oxidation state + II, for example, nickel (II) cyanide or the like cyanide-containing nickel (II) compounds, or Lewis acids or their compounds. The compounds mentioned can For example, because their solubility e.g. by temperature change was reduced.
Optionale Verweilzeitstreckeoptional holdup
Der
Strom
Jedoch
ist in einer bevorzugten Ausführungsform
das erfindungsgemäße Verfahren
dadurch gekennzeichnet, dass der Strom
Als
Verweilzeitstrecke eignen sich z.B. Rohrleitungen, statische Mischer,
gerührte
oder ungerührte
Behälter
oder Behälterkaskaden,
sowie Kombinationen dieser Elemente. Die Verweilzeitstrecke wird
vorzugsweise derart bemessen und ausgestaltet, dass die mittlere
Verweilzeit des Stroms
Die weiter oben beschriebene optionale Feststoffabtrennung kann auch in der Verweilzeitstrecke erfolgen. Dabei dient die Verweilzeitstrecke als Beruhigungszone, in der sich der Feststoff absetzen kann. Auf diese Weise wirkt die Verweilzeitstrecke wie ein Dekanter oder Querstromfilter. Sie kann mit Vorrichtungen zur Förderung und/oder zum Austrag von Feststoffen versehen sein.The optional solid separation described above can also take place in the residence time. The residence time section is used as a calming zone, in which the solid can settle. To this Way, the residence time section acts as a decanter or cross-flow filter. It can be used with devices for promotion and / or be provided for the discharge of solids.
Wie
erwähnt
wird in einer bevorzugten Ausführungsform
die unpolare aprotische Flüssigkeit
F direkt in die Verweilzeitstrecke dosiert, beispielsweise an deren
Anfang. Besonders bevorzugt wählt
man in dieser Ausführungsform
eine Verweilzeitstrecke, die eine innige Durchmischung von Strom
Die Verweilzeitstrecke wird in der Regel bei Temperaturen von 0 bis 200, bevorzugt 10 bis 150 und insbesondere 20 bis 100 °C, und Drücken von 0,01 bis 100, bevorzugt 0,1 bis 10 und insbesondere 0,5 bis 5 bar (abs.), betrieben.The Residence time range is usually at temperatures from 0 to 200, preferably 10 to 150 and especially 20 to 100 ° C, and pressing 0.01 to 100, preferably 0.1 to 10 and in particular 0.5 to 5 bar (abs.), operated.
In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Strömungsgeschwindigkeit
des Stroms
Der
in Schritt a) erhaltene Strom
Verfahrensschritt j*):Step j *):
Verfahrensprinzipprocess principle
Das
erfindungsgemäße Verfahren
eignet sich zur extraktiven Reinigung von Ni(0)-Komplexen, die phosphorhaltige Liganden
und/oder freie phosphorhaltige Liganden enthalten, in Strom
Zudem
werden die Katalysatorverluste in der Extraktion vermindert, in
dem ein Kohlenwasserstoff K im Strom
In
der Regel bildet sich bei einer Temperatur T (in °C) eine erste
Phase [Raffinat; Strom
Die Oberphase enthält nach der Phasentrennung vorzugsweise zwischen 50 und 99 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 60 und 97 Gew.-%, insbesondere zwischen 80 und 95 Gew.-%, des zur Extraktion eingesetzten Kohlenwasserstoffes.The Contains upper phase after the phase separation, preferably between 50 and 99% by weight, particularly preferably between 60 and 97 wt .-%, in particular between 80 and 95 wt .-%, of the hydrocarbon used for the extraction.
Die Lewis-Säure, die gegebenenfalls (nämlich bei Erzeugung der Redox-Katalysator-Regenerierung in Verfahrensschritt h1*)) im Zulaufstrom der Extraktion enthalten ist, verbleibt vorzugsweise größtenteils und besonders bevorzugt vollständig in der Unterphase. Hier bedeutet vollständig, dass die Restkonzentration der Lewis-Säure in der Oberphase vorzugsweise kleiner als 1 Gew.-%, besonders bevorzugt kleiner als 0,5 Gew.-%, insbesondere kleiner als 500 ppm by weight ist.The Lewis acid, which is optionally contained (namely in the production of redox catalyst regeneration in process step h 1 *)) in the feed stream of the extraction, preferably remains mostly and most preferably completely in the lower phase. Here completely means that the residual concentration of the Lewis acid in the upper phase is preferably less than 1 wt .-%, more preferably less than 0.5 wt .-%, in particular less than 500 ppm by weight.
Die Ausschleusung der Störkomponente(n) verbessert die Verfahrensselektivität da weniger der Hydrocyanierung nicht zugängliche C5-Mononitrile gebildet werden (Verminderung von Fehlisomerisierungen).The Removal of the interfering component (s) improves process selectivity because less of the hydrocyanation not accessible C5 mononitriles are formed (reduction of Fehlisomerisierungen).
Ein
besonderer Vorteil der Ausführungsform
III besteht darin, dass Dinitrile wie ADN, MGN, ESN, die sich in
geringen Mengen im Verfahrensschritt e*) bilden und damit im Strom
Ein weiterer besonderer Vorteil der Anwendung von Verfahrensschritt j*) besteht darin, dass als Edukt im Verfahrensschritt e*) stabiliastorhaltiges Butadien verwendet werden kann. Ein solcher Stabilisator kann beispielsweise tert.-Butylbrenzkatechin sein. Dieser Stabilisator wird über die Unterphase der Extraktion ausgetragen. Somit können keine katalysatorschädigenden Konzentrationen des Stabilisators im Katalysatorkreislauf aufgepegelt werden.One Another particular advantage of the use of process step j *) consists in that as educt in process step e *) stabiliastorhaltiges Butadiene can be used. Such a stabilizer may, for example tert-butyl catechol. This stabilizer is about the Subphase of the extraction carried out. Thus, no catalyst damaging Levels of stabilizer leveled up in the catalyst loop become.
Ein weiterer besonderer Vorteil besteht darin, dass in Verfahrensschritt h*) eine Redox-Regenerierung des Katalysators zur Aufstockung des Ni(0)-Wertes gemäß h1*) vorgenommen werden kann, da die hierbei entstehende Lewis-Säure über die Unterphase der Extraktion ausgetragen wird. Diese Lewis-Säure würde anderenfalls in der ersten Hydrocyanierung (Verfahrensschritt e*)) zu verstärkter Dinitrilbildung führen.A further particular advantage is that in process step h *) a redox regeneration of the catalyst for increasing the Ni (0) value according to h 1 *) can be carried out, since the resulting Lewis acid is discharged via the lower phase of the extraction becomes. Otherwise, this Lewis acid would lead to increased dinitrile formation in the first hydrocyanation (process step e *)).
Die
Unterphase der Extraktion kann in geeigneter Weise aufbereitet werden,
so dass die darin enthaltenen Dinitrile wieder als Zulauf zur Extraktion
eingesetzt werden können.
Eine solche Aufarbeitung kann z.B. destillativ erfolgen (DE-A-10
2004 004683; Strom
Ausgestaltung der Extraktiondesign the extraction
Die extraktiven Aufgaben können bevorzugt gelöst werden, indem eine Gegenstromextraktionskolonne mit einer Rückextraktionszone verwendet wird. Es sind jedoch auch gleichartig wirkende Kombinationen von jeder geeigneten, dem Fachmann bekannten Vorrichtungen, wie Gegenstrom-Extraktionskolonnen, Mixer-Settler-Kaskaden oder Kombinationen von Mixer-Settler-Kaskaden mit Kolonnen, beispielsweise eine Serienschaltung von zwei Gegenstrom-Extraktionskolonnen (beispielsweise eine für die Reinigung bzgl. Störkomponente(n), die andere für die Rückextraktion des Katalysators). Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Gegenstrom-Extraktionskolonnen, die insbesondere mit Blechpackungen als dispergierenden Elemente ausgestattet sind. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Extraktion im Gegenstrom in kompartimentierten, gerührten Extraktionskolonnen ausgeführt.The can extractive tasks preferably solved by adding a countercurrent extraction column with a back extraction zone is used. However, they are also identically acting combinations of any suitable apparatus known to those skilled in the art, such as countercurrent extraction columns, Mixer-settler cascades or combinations of mixer-settler cascades with columns, for example a series connection of two countercurrent extraction columns (for example, a for the cleaning with respect to interfering component (s), the other for the back extraction of the catalyst). Particularly preferred is the use of countercurrent extraction columns, in particular equipped with sheet metal packages as dispersing elements are. In a further particularly preferred embodiment the extraction is carried out in countercurrent in compartmented, stirred extraction columns executed.
Betreffend
die Dispergierrichtung wird in einer bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens der Kohlenwasserstoff als kontinuierliche Phase und
der Strom
In
der Extraktion werden folgende Verhältnisse der Zuläufe eingestellt:
Strom
electricity
Der absolute Druck während der Extraktion beträgt vorzugsweise 10 kPa bis 1 MPa, besonders bevorzugt 50 kPa bis 0,5 MPa, insbesondere 75 kPa bis 0,25 MPa (absolut).Of the absolute pressure during the extraction is preferably 10 kPa to 1 MPa, more preferably 50 kPa to 0.5 MPa, in particular 75 kPa to 0.25 MPa (absolute).
Die Extraktion wird vorzugsweise bei einer Temperatur von -15 bis 120 °C, insbesondere 20 bis 100 °C und besonders bevorzugt 30 bis 80 °C durchgeführt. Es wurde gefunden, dass bei höherer Temperatur der Extraktion die Mulmbildung geringer ist.The Extraction is preferably carried out at a temperature of -15 to 120 ° C, in particular 20 to 100 ° C and particularly preferably carried out 30 to 80 ° C. It was found that at higher Temperature of extraction, the Mulmbildung is lower.
Ausgestaltung der Phasentrennungdesign the phase separation
Die Phasentrennung kann räumlich und zeitlich je nach apparativer Ausgestaltung auch als letzter Teil der Extraktion betrachtet werden. Zur Phasentrennung kann üblicherweise ein weiter Druck-, Konzentrations- und Temperaturbereich gewählt werden, wobei die für die jeweilige Zusammensetzung der Reaktionsmischung optimalen Parameter leicht durch wenige einfache Vorversuche ermittelt werden können.The Phase separation can be spatial and temporally depending on the apparatus design as the last Part of the extraction. For phase separation can usually a wide range of pressure, concentration and temperature are selected, being the for the particular composition of the reaction mixture optimal parameters easily determined by a few simple preliminary tests.
Die Temperatur T bei der Phasentrennung beträgt üblicherweise mindestens 0 °C, vorzugsweise mindestens 10 °C, besonders bevorzugt mindestens 20 °C. Üblicherweise beträgt sie höchstens 120 °C, vorzugsweise höchstens 100 °C, besonders bevorzugt höchstens 95 °C. Beispielsweise führt man die Phasentrennung bei 0 bis 100 °C, bevorzugt 60 bis 95 °C durch. Es wurde gefunden, dass bei höherer Temperatur der Phasentrennung die Mulmbildung geringer ist.The Temperature T in the phase separation is usually at least 0 ° C, preferably at least 10 ° C, more preferably at least 20 ° C. Usually it is at most 120 ° C, preferably at most 100 ° C, most preferably at most 95 ° C. For example you lead the phase separation at 0 to 100 ° C, preferably 60 to 95 ° C by. It was found that at higher temperature the phase separation Mulmbildung is lower.
Der Druck bei der Phasentrennung liegt in der Regel bei mindestens 1 kPa, vorzugsweise mindestens 10 kPa, besonders bevorzugt 20 kPa. In der Regel beträgt er höchstens 2 MPa, vorzugsweise höchstens 1 MPa, besonders bevorzugt höchstens 0,5 MPa absolut.Of the Phase separation pressure is usually at least 1 kPa, preferably at least 10 kPa, more preferably 20 kPa. Usually amounts to he at most 2 MPa, preferably at most 1 MPa, more preferably at most 0.5 MPa absolute.
Die
Phasentrennzeit, also die Zeitspanne von der Vermischung des Stroms
Es wurde gefunden, dass sich die Phasentrennzeit insbesondere bei Verwendung langkettiger aliphatischer Alkane wie n-Heptan oder n-Octan als Kohlenwasserstoff K in vorteilhafter Weise vermindert.It was found that the phase separation time in particular when using long-chain aliphatic alkanes such as n-heptane or n-octane as Hydrocarbon K advantageously reduced.
Die Phasentrennung kann in einer oder mehreren dem Fachmann für solche Phasentrennungen bekannten Vorrichtungen durchgeführt werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann man die Phasentrennung in der Extraktionsvorrichtung durchführen, beispielsweise in einer oder mehreren Mixer-Settler-Kombinationen oder durch Ausstattung einer Extraktionskolonne mit einer Beruhigungszone.The Phase separation may occur in one or more skilled in the art Phase separations known devices are performed. In an advantageous embodiment you can perform the phase separation in the extraction device, for example in one or more mixer-settler combinations or by equipment an extraction column with a calming zone.
Bei der Phasentrennung erhält man zwei flüssige Phasen, von denen eine Phase einen höheren Anteil an dem Nickel(0)-Komplex mit phosphorhaltigen Liganden und/oder freien phosphorhaltigen Liganden, bezogen auf das Gesamtgewicht dieser Phase, aufweist als die andere Phase oder anderen Phasen. Die andere Phase ist angereichert an der/den Störkomponente(n).at the phase separation receives one two liquid Phases, of which one phase has a higher proportion of the nickel (0) complex with phosphorus ligands and / or free phosphorus ligands, based on the total weight of this phase, has as the other Phase or other phases. The other phase is enriched the interfering component (s).
Dinitrildinitrile
Strom
Der Zusatz von Dinitrilen erfolgt bevorzugt in dem Maße, dass eine Phasentrennung in der Extraktionsstufe k*) erfolgt.Of the Addition of dinitriles is preferably carried out to the extent that a phase separation in the extraction stage k *) takes place.
KohlenwasserstoffHydrocarbon
Der Kohlenwasserstoff ist das Extraktionsmittel. Er weist bevorzugt einen Siedepunkt von mindestens 30 °C, besonders bevorzugt mindestens 60 °C, insbesondere mindestens 90 °C, und bevorzugt höchstens 140 °C, besonders bevorzugt höchstens 135 °C, insbesondere höchstens 130 °C auf, jeweils bei einem Druck von 105 Pa absolut.The hydrocarbon is the extractant. It preferably has a boiling point of at least 30 ° C., particularly preferably at least 60 ° C., in particular at least 90 ° C., and preferably at most 140 ° C., particularly preferably at most 135 ° C., in particular at most 130 ° C., in each case at a pressure of 10 5 Pa absolute.
Besonders bevorzugt kann ein Kohlenwasserstoff, wobei im Sinne der vorliegenden Erfindung hierunter ein einzelner Kohlenwasserstoff, wie auch ein Gemisch solcher Kohlenwasserstoffe verstanden wird, zur Abtrennung, insbesondere durch Extraktion, von Adipodinitril aus einer Mischung, enthaltend Adipodinitril und den Ni(0) enthaltenden Katalysator, eingesetzt werden, der einen Siedepunkt im Bereich zwischen 90 °C und 140 °C aufweist. Aus der nach der Abtrennung gemäß diesem Verfahren enthalte nen Mischung kann das Adipodinitril vorteilhaft durch destillative Abtrennung des Kohlenwasserstoffs erhalten werden, wobei der Einsatz eines Kohlenwasserstoffs mit einem Siedepunkt in dem genannten Bereich eine besonders wirtschaftliche und technisch einfache Abtrennung durch die Möglichkeit der Kondensierung des abdestillierten Kohlenwasserstoffs mit Flusswasser gestattet.Especially preferably, a hydrocarbon, wherein in the sense of the present Invention hereunder a single hydrocarbon, as well as a Mixture of such hydrocarbons is understood, for the separation, in particular by extraction of adiponitrile from a mixture, containing adiponitrile and the catalyst containing Ni (0), can be used, which has a boiling point in the range between 90 ° C and 140 ° C. From after separation according to this NEN mixture containing the adiponitrile can be advantageous obtained by distillative removal of the hydrocarbon, the use of a hydrocarbon with a boiling point in the said area a particularly economical and technical easy separation by the possibility the condensation of the distilled hydrocarbon with river water allowed.
Geeignete
Kohlenwasserstoffe sind beispielsweise in
Ganz besonders bevorzugt sind n-Heptan oder n-Octan. Bei diesen Kohlenwasserstoffen ist die unerwünschte Mulmbildung besonders gering. Unter Mulm wird ein Bereich unvollständiger Phasentrennung zwischen Ober- und Unterphase verstanden, meist ein flüssig/flüssig-Gemisch, in dem auch Feststoffe dispergiert sein können. Übermäßige Mulmbildung ist unerwünscht, da sie die Extraktion behindert und u.U. die Extraktionsvorrichtung vom Mulm geflutet werden kann, wodurch sie ihre Trennaufgabe nicht mehr erfüllen kann.All particularly preferred are n-heptane or n-octane. For these hydrocarbons is the unwanted Mulmbildung particularly low. Mulm becomes an area of incomplete phase separation understood between the upper and lower phases, usually a liquid / liquid mixture, in which also solids can be dispersed. Excessive clogging is undesirable because it hinders the extraction and u.U. the extraction device can be flooded by the muck, whereby they do not do their separation task to fulfill more can.
Der verwendete Kohlenwasserstoff ist vorzugsweise wasserfrei, wobei wasserfrei einen Wassergehalt von unter 100, vorzugsweise unter 50, insbesondere unter 10 ppm by weight bedeutet. Der Kohlenwasserstoff kann durch geeignete, dem Fachmann bekannte Verfahren getrocknet werden, beispielsweise durch Adsorption oder Azeotropdestillation. Die Trocknung kann in einem dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgeschalteten Schritt erfolgen.Of the used hydrocarbon is preferably anhydrous, wherein anhydrous a water content of less than 100, preferably below 50, especially below 10 ppm by weight means. The hydrocarbon can be dried by suitable methods known in the art, for example by adsorption or azeotropic distillation. The drying can in a method of the invention take place upstream step.
Verfahrensschritt k*):Process step k *):
In
Verfahrensschrift (k*) findet eine Destillation des Stromes
Dieser Verfahrensschritt dient im Wesentlichen zum Zurückgewinnen des Katalysators und des Extraktionsmittels.This Process step essentially serves to recover the catalyst and the extractant.
Der Verfahrensschritt (k*) kann in jeder geeigneten, dem Fachmann bekannten Apparatur durchgeführt werden. Die Destillation des Verfahrensschrittes k*) findet vorzugs weise in einer oder mehreren Verdampfungsstufen sowie Rektifikationskolonnen/Destillationskolonnen statt.Of the Process step (k *) may be in any suitable, known to those skilled Apparatus performed become. The distillation of process step k *) is preferred in one or more evaporation stages and rectification columns / distillation columns instead of.
Als Einbauten für die Rektifikationskolonnen/Destillationskolonnen werden vorzugsweise strukturierte Blechpackung, strukturierte Gewebepackung, Glockenböden, Dualflow-Böden oder Schüttungen aus Füllkörpern oder Kombinationen von zwei oder mehreren dieser Klassen von trennwirksamen Einbauten verwendet. Die Rektifikationskolonne Destillationskolonne des Verfahrensschrittes k*) kann mit einem oder mehreren flüssigen oder gasförmigen Seitenabzüge ausgeführt sein. Die Rektifikationskolonne Destillationskolonne aus Verfahrensschritt k*) kann als Trennwandkolonne mit einem oder mehreren vorhandenen gasförmigen oder flüssigen Seitenabzügen ausgeführt werden.As internals for the rectification columns / distillation columns are preferably structured Sheet metal packing, structured fabric packing, bubble trays, dual-flow trays or packing of packing or combinations of two or more of these classes of separating internals. The rectification column distillation column of process step k *) can be carried out with one or more liquid or gaseous side draws. The rectification column distillation column from process step k *) can be carried out as a dividing wall column with one or more existing gaseous or liquid side draws.
Die eine oder mehrere Verdampferstufen beziehungsweise die Rektifikationskolonne/Destillationskolonne des Verfahrensschrittes k*) können insbesondere mit Fallfilmverdampfer, Dünnschichtverdampfer, Naturumlaufverdampfer, Zwangsumlaufentspannungsverdampfer und Mehrphasenwendelrohrverdampfer ausgerüstet sein.The one or more evaporator stages or the rectification column / distillation column of the method step k *) in particular with falling-film evaporator, thin-film evaporator, natural circulation evaporator, Forced circulation flash evaporator and multiphase spiral tube evaporator equipped be.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mindestens eine der Verdampfereinheiten von Verfahrensschritt k*) mit einem geteilten Sumpf betrieben, wobei man aus einem ersten Sumpf der betreffenden Verdampferstufe den im Verhältnis zum Sumpfabzugsstrom im Allgemeinen großen Umlaufstrom zum Verdampfer fährt, den flüssigen Ablaufstrom aus dem Verdampfer jedoch nicht direkt in den Sumpf zurückgibt, sondern in einen zweiten Sumpf, der vom ersten Sumpf getrennt ist, auffängt, aus dem zweiten Sumpf den Sumpfabzugsstrom erhält und den verbleibenden Überschuss vom Verdampferumlaufstrom in den ersten Sumpf überlaufen lässt, wobei als Sumpfabzugsstrom aus dem zweiten Sumpf eine Mischung erhalten wird, die gegenüber dem Abzug aus dem ersten Sumpf an Leichtsiedern abgereichert ist.In a further embodiment the method according to the invention is at least one of the evaporator units of process step k *) operated with a divided bottom, wherein one of a first sump the relevant evaporator stage in relation to the bottom draw stream generally large circulating current goes to the evaporator, the liquid Outflow from the evaporator but not directly into the sump returns but into a second swamp that is separate from the first swamp, fields, from the second sump receives the bottom take-off stream and the remaining surplus From the evaporator circulating flow into the first sump overflow, where as the bottom draw stream from the second sump a mixture is obtained which is opposite to the Deduction from the first swamp is depleted in low boilers.
Der absolute Druck in Verfahrenschritt k*) beträgt vorzugsweise 0,001 bis 2 bar(a), besonders bevorzugt 0,01 bis 0,5 bar(a), insbesondere 0,09 bis 0,12 bar(a). Die Destillation wird so durchgeführt, dass die Temperatur im Sumpf der Destillationsapparatur vorzugsweise 40 bis 150 °C, besonders bevorzugt 70 bis 120 °C, insbesondere 80 bis 100 °C, beträgt. Die Destillation wird so durchgeführt, dass die Temperatur am Kopf der Destillationsapparatur vorzugsweise -15 bis 100 °C, besonders bevorzugt 0 bis 60 °C, insbesondere 20 bis 50 °C, beträgt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zuvor genannten Temperaturbereiche sowohl am Kopf als auch im Sumpf eingehalten.Of the absolute pressure in process step k *) is preferably 0.001 to 2 bar (a), particularly preferably 0.01 to 0.5 bar (a), in particular 0.09 to 0.12 bar (a). The distillation is carried out so that the temperature in the bottom of the distillation apparatus preferably 40 to 150 ° C, particularly preferably 70 to 120 ° C, in particular 80 to 100 ° C, is. The distillation is carried out so that the temperature at Head of the distillation apparatus preferably -15 to 100 ° C, especially preferably 0 to 60 ° C, in particular 20 to 50 ° C, is. In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention be the above temperature ranges both on the head than also respected in the swamp.
Bei der Abtrennung des Extraktionsmittels zur Rückgewinnung des Katalysators gemäß Verfahrensschritt k*) kann ggf. 3-Pentennitril als Zwischensieder zur Destillation gegeben werden. Dieser Lösemittelwechsel hat ggf. den Vorteil, dass eine effektive Abreicherung des Extraktionsmittels aus dem hochsiedenden Katalysatorstrom bei Verdampfertemperaturen möglich wird, die niedrig genug sind, um den jeweilig eingesetzten Nickelkatalysator, insbesondere bei Verwendung von Chelatliganden nicht thermisch zu schädigen und bei Verwendung von monodentaten Liganden thermisch zu schonen, wobei der Druck noch hoch genug ist, um das im Vergleich zu den Katalysatorbestandteilen vergleichsweise leichtsiedende Extraktionsmittel am Kopf der Verdampferstufe oder Destillationskolonne noch bei üblichen Kühlwassertemperaturen von 25 bis 50 °C kondensieren zu können. Der Lösungsmittelwechsel hat zudem gegebenenfalls den Vorteil, dass die Fließfähigkeit und die Einphasigkeit der Katalysatorlösung sichergestellt wird, da, abhängig von Temperatur und Restgehalt an Extraktionsmittel – ohne den Zusatz von 3-Pentennitril – gegebenenfalls Katalysatorbestandteile auskristallisieren können. Dabei wirkt sich 3-Pentennitril, das beispielsweise von den Extraktionsmitteln Cyclohexan oder Methylcyclohexan oder Heptan oder n-Heptan je nach Druckverhältnissen nur schwer oder wegen Minimumsdampfdruckazeotropbildung gar nicht vollständig abtrennbar ist, bei einem Anteil von vorzugsweise bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt bis 5 Gew.-%, insbesondere bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Extraktionsmittelzulaufstroms zur Extraktionskolonne in Verfahrensschritt j*), nicht störend auf das erfindungsgemäße Verfahren aus.at the separation of the extractant to recover the catalyst according to method step k *) may optionally 3-pentenenitrile as an intermediate for distillation are given. This solvent change possibly has the advantage that an effective depletion of the extractant from the high-boiling catalyst stream at evaporator temperatures possible low enough to accommodate the particular nickel catalyst used, especially when chelating ligands are not used thermally damage and to conserve thermally when using monodentate ligands, the pressure is still high enough compared to the Catalyst components comparatively low-boiling extractants at the top of the evaporator stage or distillation column still at usual Cooling water temperatures from 25 to 50 ° C condense to be able to. The solvent change In addition, if appropriate, has the advantage that the flowability and the single phase of the catalyst solution is ensured, since dependent of temperature and residual content of extractant - without the Addition of 3-pentenenitrile - optionally Catalyst components can crystallize out. This affects 3-pentenenitrile, for example, the extractants cyclohexane or methylcyclohexane or heptane or n-heptane, depending on the pressure conditions, only with difficulty or because of the formation of a minimum vapor pressure azeotrope not completely is separable, with a proportion of preferably up to 10 wt .-%, particularly preferably up to 5 wt .-%, in particular up to 1 wt .-%, based to the total amount of extractant feed to the extraction column in process step j *), not disturbing the process according to the invention out.
Der
in Verfahrensschritt k*) erhaltene Strom
Der
in Verfahrensschritt k*) erhaltene Strom
Im folgenden werden anhand der Schemata 1 bis 5 bevorzugte Ausführungsformen der Katalysatorstromführung durch die Verfahrensstufen a*) bis k*) beschrieben. Der Verfahrensschritt i*) ist in den Schemata 1 bis 5 nicht enthalten, kann jedoch jeweils zwi schen h*) und j*) durchgeführt werden. In den Schemata 1 bis 5 wird exemplarisch der Verfahrensschritt h*) in der Ausführungsform als Verfahrensschritt h1*) beschrieben. Alternativ kann auch die Ausführungsform als Verfahrensschritt h2*) durchgeführt werden. In diesen Fällen wären die Nickel(II)chloride durch Nickelpulver ersetzt, das Reduktionsmittel (Red.) entfällt ebenso wie die Lewissäure (LS). ADN steht synonym für Dinitrilströme; Heptan synonym für Kohlenwasserstoffe als Extraktionsmittel. Kat. Bedeutet jeweils Katalysatorkomplexe plus freier Ligand. Die gestrichelten Linien in den Schemata 1 bis 5 bezeichnen optionale bypass Teilströme der Katalysatorströme.In the following, preferred embodiments of the catalyst flow guidance through the process stages a *) to k *) will be described with reference to the diagrams 1 to 5. The process step i *) is not included in Schemes 1 to 5, but can in each case between h *) and j *) are performed. In Schemes 1 to 5, the method step h *) in the embodiment as a method step h 1 *) is described by way of example. Alternatively, the embodiment can also be carried out as method step h 2 *). In these cases, the nickel (II) chlorides would be replaced by nickel powder, the reducing agent (Red.) Is eliminated as well as the Lewis acid (LS). ADN is synonymous with dinitrile streams; Heptane synonymous with hydrocarbons as extractant. Cat. Means catalyst complexes plus free ligand. The dashed lines in Schemes 1 to 5 indicate optional bypass partial streams of the catalyst streams.
Eine besondere Ausführungsform des Verfahrens bzgl. der Katalysatorstromführung ist in Schema 1 dargestellt. Demnach sind die katalysatorführenden Stufen in einem einzigen Katalysatorkreis zusammengefasst. Die Reihenfolge der Verfahrensstufen lautet ausgehend von der ersten Hydrocyanierung e*), f*), a*), b*), c*), h*), ggf. i*), j*), k*), ehe wieder e*) gespeist wird. Dabei kann gegebenenfalls ein Teilstrom des Katalysators an den Stufen h*), i*), j*) und k*) vorbei direkt in e*) zurückgeführt werden. Die Verfahrensstufe a*) wird hier mit nicht aufgetrenntem Gemisch aus 2-Methyl-3-butennitril und 3-Pentennnitril gespeist, d.h. d*) bzw. g*) wird nach a*) ausgeführt.A special embodiment of the process with respect to the catalyst flow is shown in Scheme 1. Accordingly, the catalyst-leading Steps summarized in a single catalyst circuit. The chronological order the process steps is based on the first hydrocyanation e *), f *), a *), b *), c *), h *), if necessary i *), j *), k *), before returning e *) is fed. It may optionally be a partial stream of the catalyst pass the steps h *), i *), j *) and k *) past directly into e *). The process stage a *) is here with not separated mixture from 2-methyl-3-butenenitrile and 3-pentenenitrile, i. d *) or g *) is executed after a *).
Eine weitere besondere Ausführungsform des Verfahrens bzgl. der Katalysatorstromführung ist in Schema 2 dargestellt. Demnach sind die katalysatorführenden Stufen in einem einzigen Katalysatorkreis zusammengefasst. Die Reihenfolge der Verfahrensstufen lautet ausgehend von der ersten Hydrocyanierung e*), f*), a*), b*), c*), h*), ggf. i*), j*), k*), ehe wieder e*) gespeist wird. Dabei kann gegebenenfalls ein Teilstrom des Katalysators an den Stufen h*), i*), j*) und k*) vorbei direkt in e*) zurückgeführt werden. Die Verfahrensstufe a*) wird hier mit bzgl. 3-Pentennnitril abgereichertem 2-Methyl-3-butennitril gespeist, d.h. d*) bzw. g*) wird vor a*) ausgeführt.A another particular embodiment of the process with respect to the catalyst flow is shown in Scheme 2. Accordingly, the catalyst-leading Steps summarized in a single catalyst circuit. The chronological order the process steps is based on the first hydrocyanation e *), f *), a *), b *), c *), h *), if necessary i *), j *), k *), before returning e *) is fed. In this case, if appropriate, a partial stream of the catalyst at the stages h *), i *), j *) and k *) are returned directly to e *). Process stage a *) is here depleted with respect to 3-pentenenitrile 2-methyl-3-butenenitrile fed, i. d *) or g *) is executed before a *).
Eine weitere besondere Ausführungsform des Verfahrens bzgl. der Katalysatorstromführung ist in Schema 3 dargestellt. Demnach wird ein Katalysatorstrom über die Stufen e*) und f*) im Kreis gefahren. Aus diesem Strom wird ein Teilstrom ausgeschleust und als Katalysatorfeed für die Stufe a*) verwendet. Anschließend wird dieser Strom vollständig, gegebenenfalls teilweise, durch die Stufen b*), c*), h*), gegebenenfalls i*), j*) und k*) wieder in e*) zurückgespeist. Die Isomerisierungsstufe a*) wird mit bzgl. 3-Pentennnitril abgereichertem 2-Methyl-3-butennitril gespeist, d.h. d*) bzw. g*) wird vor a*) ausgeführt. Ebenso kann aber auch d* bzw. g* nach a* ausgeführt werden.A another particular embodiment of the process with respect to the catalyst flow is shown in Scheme 3. Accordingly, a catalyst flow over stages e *) and f *) driven in a circle. From this stream, a partial flow is discharged and as catalyst feed for the stage a *) is used. Subsequently, this stream is complete, if necessary partly, by stages b *), c *), h *), if necessary i *), j *) and k *) back to e *). The isomerization stage a *) is treated with 3-pentenenitrile depleted 2-methyl-3-butenenitrile fed, i. d *) or g *) is executed before a *). Likewise, but also d * or g * is executed after a * become.
Eine weitere besondere Ausführungsform des Verfahrens bzgl. der Katalysatorstromführung ist in Schema 4 dargestellt. Demnach werden zwei Katalysatorkreise aufgebaut. Katalysatorkreis 1 beinhaltet die Stufen e*) und f*), Katalysatorkreis 2 die Stufen a*), b*), c*). Aus beiden Strömen werden Teilströme, gegebenenfalls auch die jeweils gesamten Katalysatorströme über die Stufen h*), gegebenenfalls i*), j*) und k*) gefah ren, um den Katalysator von Störkompontene(n) zu reinigen und/oder den Ni(0)-Gehalt aufzustocken. Dabei ist der über die Extraktion gefahrene Anteil aus Katalysatorkreis 2 bevorzugt größer als der aus Katalysatorkreis 1. Gegebenenfalls wird der gesamte Strom aus Katalysatorkreis 2 durch die Extraktion gefahren. Die beiden Katalysatorkreise sind nur über die Stufen h*), gegebenenfalls i*), j*) und k*) miteinander gekoppelt. Die Aufteilung des Stroms aus k*) zur Speisung von a*) bzw. e*) entspricht in der Regel dem Verhältnis der Feedströme zu h*) aus a*) und e*). Die Isomerisierungsstufe a*) wird mit bzgl. 3-Pentennnitril abgereichertem 2-Methyl-3-butennitril gespeist, d.h. d*) bzw. g*) wird vor a*) ausgeführt. Ebenso kann aber auch d* bzw. g* nach a* ausgeführt werden.A another particular embodiment of the process with respect to the catalyst flow is shown in Scheme 4. Accordingly, two catalyst circuits are built. catalyst circuit 1 includes stages e *) and f *), catalyst circuit 2 stages a *), b *), c *). From both streams become partial flows, optionally also the respective total catalyst flows over the Steps h *), optionally i *), j *) and k *) to the catalyst of interfering component (s) to clean and / or to increase the Ni (0) content. It is the over the Extraction driven fraction from catalyst circuit 2 is preferably greater than from catalyst circuit 1. Optionally, the entire stream from catalyst circuit 2 driven by the extraction. The two Catalyst circuits are only over the stages h *), optionally i *), j *) and k *) are coupled together. The division of the current from k *) to feed a *) or e *) usually corresponds to the ratio the feed streams to h *) from a *) and e *). The isomerization a *) is with respect. Fed 3-pentenenitrile depleted 2-methyl-3-butenenitrile, i.e. d *) or g *) is executed before a *). Likewise, but also d * or g * is executed after a * become.
Eine weitere besondere Ausführungsform des Verfahrens bzgl. der Katalysatorstromführung ist in Schema 5 dargestellt. Demnach wird ein Katalysatorkreis über die Stufen a*), b*), c*), h*), gegebenenfalls i*), j*) und k*) betrieben. Aus diesem Katalysatorkreis wird vor h*) ein Teilstrom abgezogen und damit die erste Hydrocyanierung e*) betrieben. Über f*) wird der Strom zu h*) zurückgeführt. Gegebenenfalls kann die Rückführung auch direkt zu a*) erfolgen. Auch ein Teilstrom des Isomerisierungskatalysatorkreises kann aus c*) direkt in a*) zurückgeführt werden. Die Isomerisierungsstufe a*) wird mit bzgl. 3-Pentennnitril abgereichertem 2-Methyl-3-butennitril gespeist, d.h. d*) bzw. g*) wird vor a*) ausgeführt. Ebenso kann aber auch d* bzw. g* nach a* ausgeführt werden.A another particular embodiment of the process with respect to the catalyst flow is shown in Scheme 5. Accordingly, a catalyst cycle over the stages a *), b *), c *), h *), if necessary i *), j *) and k *). For this catalyst circuit a substream is withdrawn before h *) and thus the first hydrocyanation e *) operated. about f *), the current is returned to h *). Possibly can the return also directly to a *). Also a partial flow of the isomerization catalyst circuit can be traced back from c *) directly to a *). The isomerization stage a *) is treated with 3-pentenenitrile depleted 2-methyl-3-butenenitrile fed, i. d *) or g *) is executed before a *). Likewise, but also d * or g * is executed after a * become.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgend dargestellten Beispiele näher erläutert.The The present invention will be described with reference to the following Examples closer explained.
Ausführungsbeispieleembodiments
In den Beispielen werden folgende Abkürzungen verwendet:
- Cyanwasserstoff:
- Cyanwasserstoff
- T3PN:
- trans-3-Pentennitril
- C3PN:
- cis-3-Pentennitril
- 4PN:
- 4-Pentennitril
- E2M2BN:
- (E)-2-Methyl-2-butennitril
- T2PN:
- trans-2-Pentennitril
- C2PN:
- cis-2-Pentennitril
- ADN:
- Adipodinitril
- MGN:
- Methylglutarnitril
- VSN:
- Valeriansäurenitril
- VCH:
- 4-Vinylcyclohexen
- BD:
- 1,3-Butadien
- TBC:
- tert.-Butylbrenzkatechin
- C2BU:
- cis-2-Buten
- LS:
- Lewis-Säure
- Hydrogen cyanide:
- Hydrogen cyanide
- T3PN:
- trans-3-pentenenitrile
- C3PN:
- cis-3-pentenenitrile
- 4PN:
- 4-pentenenitrile
- E2M2BN:
- (E) -2-methyl-2-butenenitrile
- T2PN:
- trans-2-pentenenitrile
- C2PN:
- cis-2-pentenenitrile
- ADN:
- adiponitrile
- MGN:
- methylglutaronitrile
- VSN:
- valeronitrile
- VCH:
- 4-vinylcyclohexene
- BD:
- 1,3-butadiene
- TBC:
- tert-butylcatechol
- C2BU:
- cis-2-butene
- LS:
- Lewis acid
In den Beispielen werden die Verfahrensschritte in einer chronologischen Reihenfolge angegeben und weichen somit von der Bezeichnung in der Beschreibung und in den Ansprüchen ab. Nicht näher charakterisierte Angaben in % bzw. ppm sind Gew.-% bzw. Gew.-ppm.In The examples show the process steps in a chronological order Order indicated and thus deviate from the name in the Description and in the claims from. Not closer in% or ppm are wt .-% and wt ppm.
Beispiel 1:Example 1:
Beispiel
1 wird anhand von
In Beispiel 1 wird für die Hydrocyanierung von Butadien ein Katalysatorsystem auf Basis von Nickel(0)-Komplexen mit einem Gemisch von Liganden eingesetzt. Die Ligandmischung zur Hydrocyanierung enthält ca. 60 Mol% Tri(m/p-tolyl)phosphit und 40 Mol% des Chelatphosphonits 1: In Example 1, a catalyst system based on nickel (0) complexes with a mixture of ligands is used for the hydrocyanation of butadiene. The ligand mixture for hydrocyanation contains about 60 mol% of tri (m / p-tolyl) phosphite and 40 mol% of the chelate phosphonite 1:
In
einem Schritt
- (1) 10 kg/h flüssiger unstabilisierter, durch Destillation von Wasser befreiter Cyanwasserstoff,
- (2) 22 kg/h handelsübliches BD, enthaltend 0,25% C2BU, das durch Kontakt mit Aluminiumoxid behandelt wurde, um Wasser und Stabilisator TBC zu entfernen,
- (3) 8 kg/h rückgeführtes BD
aus K2a in Schritt
(2) (Strom9 ), so dass als gesamter BD-Zulauf zum Reaktor R1 ein Strom von 30 kg/h enthaltend 90% BD, 5% C2BU sowie 5% 1-Buten erhalten wird, - (4) 21 kg/h Nickel(0)-Katalysatorlösung, erhalten wie in diesem
Beispiel weiter unten beschrieben als Strom
10a aus der Kolonne K2b
- (1) 10 kg / h of liquid unstabilized hydrogen cyanide liberated by the distillation of water,
- (2) 22 kg / h of commercial BD containing 0.25% C2BU treated by contact with alumina to remove water and TBC stabilizer.
- (3) 8 kg / h of recirculated BD from K2a in step
(2) (Electricity9 ), so that the total BD feed to the reactor R1 is a stream of 30 kg / h containing 90% BD, 5% C2BU and 5% 1-butene, - (4) 21 kg / h of nickel (0) catalyst solution obtained as stream as described below in this example
10a from the column K2b
Der
aus dem Reaktor R1 abgezogene Strom
Strom
Über Kopf
der Kolonne K2a wird der Strom
Über Sumpf
der Kolonne K2a werden 59 kg/h eines Stromes
Strom
An
der Kolonne K2b wird in einem gasförmigen Seitenabzug der Strom
In
die Kolonne K2b werden 13 kg/h eines Katalysatorstromes gefahren,
der wie in Beispiel 1 gemäß der deutschen
Patentanmeldung mit dem Titel „Verfahren
zur Herstellung von Dinitrilen" der
BASF AG (B03/0525) beschrieben als Sumpfabzug der Kolonne K4 aus
Schritt
An
der Kolonne K2b wird über
Sumpf der Katalysator-Strom
Der
Strom
In
die Kolonne K3 werden 39 kg/h Rückführstrom
Über Kopf
der Kolonne K3 werden 40 kg/h eines Strom
Über Sumpf
der Kolonne K3 werden 39 kg/h des Stromes
In Beispiel 1 wird für die Isomerisierung von 2M3BN zu T3PN ein Katalysatorsystem auf Basis von Nickel(0)-Komplexen mit einem Gemisch von Liganden eingesetzt. Die Ligandmischung zur Isomerisierung (im Folgenden als Isomerisierungsligand bezeichnet) enthält gemischte Phosphitliganden der Klasse P(OR)(OR')(OR'') mit statistisch verteilten R, R', R'' aus der Gruppe m-Tolyl, p-Tolyl, o-Isopropylphenyl, wobei ca 40 Mol% der Summe der Reste R, R', R'' o-Isopropylphenyl-Reste sind. Solche Ligandmischungen werden bei der Umsetzung eines Gemisches von m- und p-Kresol mit einem Verhältnis von 2:1 von m-Kresol gegenüber p-Kresol und einer stöchiometrisch angepassten Menge o-Isopropylphenol mit einem Phosphortrihalogenid erhalten.In Example 1, a catalyst system based on nickel (0) complexes with a mixture of ligands is used for the isomerization of 2M3BN to T3PN. The ligand mixture for isomerization (im Hereinafter referred to as Isomerisierungsligand) contains mixed phosphite ligands of the class P (OR) (OR ') (OR'') with randomly distributed R, R', R '' from the group m-tolyl, p-tolyl, o-isopropylphenyl, wherein about 40 mol% of the sum of the radicals R, R ', R "are o-isopropylphenyl radicals. Such ligand mixtures are obtained by reacting a mixture of m- and p-cresol with a 2: 1 ratio of m-cresol to p-cresol and a stoichiometrically adjusted amount of o-isopropylphenol with a phosphorus trihalide.
Der
Strom
Als
Produkt aus dem Reaktor R2 werden 96 kg/h Strom
Strom
In
Kolonne K5 wird über
Sumpf der zurück
gewonnene Katalysatorstrom
In
Kolonne K5 wird über
Kopf ein Strom
In
Kolonne K5 wird über
den gasförmigen
Seitenabzug ein Strom
Beispiel 2:Example 2:
Beispiel
2 wird anhand von
In Beispiel 2 wird für die Hydrocyanierung von BD ein Katalysatorsystem auf Basis von Nickel(0)-Komplexen mit Chelatphosphit 2 als Ligand verwendet: In Example 2, a catalyst system based on nickel (0) complexes with chelate phosphite 2 as ligand is used for the hydrocyanation of BD:
In
einem Schritt
- (1) 6 kg/h flüssiger, unstabilisierter, durch Destillation von Wasser befreiter Cyanwasserstoff zu R1a,
- (2) 6 kg/h flüssiger, unstabilisierter, durch Destillation von Wasser befreiter Cyanwasserstoff zu R1b,
- (3) 25 kg/h BD zu R1a, enthaltend 0,25% C2BU, das durch Kontakt mit Aluminiumoxid behandelt wurde, um Wasser und Stabilisator TBC zu entfernen,
- (4) 2 kg/h rückgeführtes BD
aus Kolonne K2a in Schritt
(2) zu R1a (Strom9 ), so dass als gesamter BD-Zulauf zum Reaktor R1 ein Strom von 27 kg/h enthaltend 98% BD und in Summe 2% C2BU und 1-Buten erhalten wird, - (5) 14 kg/h Nickel(0)-Katalysatorlösung zu R1a, erhalten wie in
diesem Beispiel weiter unten beschrieben als Strom
10a aus der Kolonne K2b
- (1) 6 kg / h of liquid, unstabilized hydrogen cyanide freed of water by distillation to R1a,
- (2) 6 kg / h of liquid, unstabilized hydrogen cyanide freed from water by distillation to R1b,
- (3) 25 kg / h BD to R1a containing 0.25% C2BU treated by contact with alumina to remove water and TBC stabilizer.
- (4) 2 kg / h of recycled BD from column K2a in step
(2) to R1a (current9 ), so that the total BD feed to the reactor R1 is a stream of 27 kg / h containing 98% BD and a total of 2% C2BU and 1-butene, - (5) 14 kg / h of nickel (0) catalyst solution to R1a obtained as stream as described in this example below
10a from the column K2b
Der
aus dem Reaktor R1b abgezogene Strom
Strom
Über Kopf
der Kolonne K2a wird der Strom
Über Sumpf
der Kolonne K2a werden 52 kg/h eines Stromes
Strom
An
der Kolonne K2b wird der gasförmige
Kopfabzug Strom
In
die Kolonne K2b werden 3 kg/h eines Katalysatorstromes gefahren,
enthaltend in Summe 45% Pentennitrile, 1,5% Ni(0) und den Chelatligand,
erhalten beispielsweise durch Umsetzung von Nickel(0)(Cyclooctadienyl)2-Komplex mit dem Chelatphosphit 2. An der
Kolonne K2b wird über
Sumpf der Katalysator-Strom
Der
Strom
In
die Kolonne K3 werden 24 kg/h Rückführstrom
Über Kopf
der Kolonne K3 werden 30 kg/h eines Strom
Über Sumpf
der Kolonne K3 werden 38 kg/h des Stromes
In Beispiel 2 wird für die Isomerisierung der Chelatphosphit basierte Nickel(0)-Komplex als Katalysator eingesetzt, wie für die Hydrocyanierung von BD in diesem Beispiel beschrieben.In Example 2 is for the isomerization of the chelated phosphite-based nickel (0) complex used as catalyst, as for the hydrocyanation of BD described in this example.
Der
Strom
Als
Produkt aus dem Reaktor R2 werden 43 kg/h Strom
Strom
In
Kolonne K5 wird über
Sumpf der zurückgewonnene
Katalysatorstrom
In
Kolonne K5 wird über
Kopf ein Strom
In
Kolonne K5 wird über
den gasförmigen
Seitenabzug ein Strom
Beispiel 3:Example 3:
Beispiel
3 wird anhand von
In Beispiel 3 wird für die Hydrocyanierung von Butadien ein Katalysatorsystem auf Basis von Nickel(0)-Komplexen mit einem Gemisch von Liganden eingesetzt. Die Ligandmischung zur Hydrocyanierung enthält ca. 60 Mol% Tri(m/p-tolyl)phosphit und 40 Mol% des Chelatphosphts 2.In Example 3, a catalyst system based on nickel (0) complexes with a mixture of ligands is used for the hydrocyanation of butadiene. The ligand mixture for hydrocyanation contains about 60 mol% of tri (m / p-tolyl) phosphite and 40 mol% of the chelate 2.
In
einem Schritt
- (1) 6 kg/h flüssiger, unstabilisierter, durch Destillation von Wasser befreiter Cyanwasserstoff zu R1a,
- (2) 6 kg/h flüssiger, unstabilisierter, durch Destillation von Wasser befreiter Cyanwasserstoff zu R1b,
- (3) 25 kg/h handelsübliches BD zu R1a, enthaltend 0,25% C2BU, das durch Kontakt mit Aluminiumoxid behandelt wurde, um Wasser und Stabilisator TBC zu entfernen,
- (4) 2 kg/h rückgeführtes BD
aus Kolonne K2a in Schritt
(2) zu R1a (Strom9 ), so dass als gesamter BD-Zulauf zum Reaktor R1 ein Strom von 27 kg/h enthaltend 98% BD und in Summe 2% C2BU und 1-Buten erhalten wird, - (5) 14 kg/h Nickel(0)-Katalysatorlösung zu R1a, erhalten wie in
diesem Beispiel weiter unten beschrieben als Strom
10a aus der Kolonne K2b
- (1) 6 kg / h of liquid, unstabilized hydrogen cyanide freed of water by distillation to R1a,
- (2) 6 kg / h of liquid, unstabilized hydrogen cyanide freed from water by distillation to R1b,
- (3) 25 kg / h of commercial BD to R1a containing 0.25% C2BU treated by contact with alumina to remove water and TBC stabilizer.
- (4) 2 kg / h of recycled BD from column K2a in step
(2) to R1a (current9 ), so that the total BD feed to the reactor R1 is a stream of 27 kg / h containing 98% BD and a total of 2% C2BU and 1-butene, - (5) 14 kg / h of nickel (0) catalyst solution to R1a obtained as stream as described in this example below
10a from the column K2b
Der
aus dem Reaktor R1b abgezogene Strom
Strom
Über Kopf
der Kolonne K2a wird der Strom
Über Sumpf
der Kolonne K2a werden 52 kg/h eines Stromes
Strom
An
der Kolonne K2b wird der gasförmige
Kopfabzug Strom
In
die Kolonne K2b werden 5 kg/h eines Katalysatorstromes gefahren,
der wie in Beispiel 1 gemäß der DE-A-102
004 004 683 beschrieben als Sumpfabzug der Kolonne K4 aus Schritt
An
der Kolonne K2b wird über
Sumpf der Katalysator-Strom
Der
Strom
In
die Kolonne K3 werden 28 kg/h Rückführstrom
Über Kopf
der Kolonne K3 werden 30 kg/h eines Strom
Über Sumpf
der Kolonne K3 werden 38 kg/h des Stromes
In
Beispiel 3 wird für
die Isomerisierung von 2M3BN zu T3PN ein Katalysatorsystem auf Basis
von Nickel(0)-Komplexen mit einem Gemisch von Liganden eingesetzt.
Die Ligandmischung zur Isomerisierung (im Folgenden als Isomerisierungsligand
bezeichnet) enthält
gemischte Phosphitliganden der Klasse P(OR)(OR')(OR'') mit statistisch
verteilten R, R',
R'' aus der Gruppe Phenyl,
m-Tolyl, p-Tolyl, o-Tolyl, wobei mehr als 80 Mol% der Summe der
Reste R, R', R'' m-Tolyl und p-Tolyl-Reste sind. Solche
Ligandmischungen werden bei der Umsetzung eines Gemisches von m-
und p-Kresol (mit einem Mischungsverhältnis von 2:1) von m- gegenüber p-Kresol
mit einem Phosphortrihalogenid erhalten. Als Promotor für die Isomerisierungsreaktion
wird Zinkchlorid eingesetzt wie in
Der
Strom
Als
Produkt aus dem Reaktor R2 werden 43 kg/h Strom
Strom
In
Verdampferstufe B5 wird über
Sumpf der zurück
gewonnene Katalysatorstrom
In
der Verdampferstufe B5 wird am Kopfkondensator der Strom
Strom
Am Kondensator der Kolonne K6 wird als Gasphase ca. 100 Norm-l/h eines Stromes erhalten, der im Wesentlichen aus BD besteht.At the Condenser of the column K6 is about 100 standard l / h of a gas phase Stream, which consists essentially of BD.
In
Kolonne K6 wird am Kopfkondensator als flüssige Phase ein Strom
In
Kolonne K6 wird über
Sumpf ein Strom
Beispiel 4:Example 4:
Beispiel
4 wird anhand
In Beispiel 3 wird für die Hydrocyanierung von Butadien ein Katalysatorsystem auf Basis von Nickel(0)-Komplexen mit einem Gemisch von Liganden eingesetzt. Die Ligandmischung zur Hydrocyanierung enthält ca. 80 Mol% Tri(m/p-tolyl)phosphit und 20 Mol% des Chelatphosphits 2 (siehe Beispiel 2).In Example 3 is for the hydrocyanation of butadiene based on a catalyst system of nickel (0) complexes with a mixture of ligands. The ligand mixture for hydrocyanation contains about 80 mol% of tri (m / p-tolyl) phosphite and 20 mole% of the chelate phosphite 2 (see Example 2).
In
einem Schritt
- (1) 5,2 kg/h flüssiger, unstabilisierter, durch Destillation von Wasser befreiter Cyanwasserstoff zu R1a,
- (2) 4.0 kg/h flüssiger, unstabilisierter, durch Destillation von Wasser befreiter Cyanwasserstoff zu R1b,
- (3) 20 kg/h 1 BD als Strom
9 vom Kondensator des Verdampfers B1 in Schritt(2) , enthaltend 92% BD, 2% T3PN, 4% 2M3BN und ca. 2% C2BU zu R1a, - (4) 4,1 kg/h Nickel(0)-Katalysatorlösung zu R1a, erhalten wie in
diesem Beispiel weiter unten beschrieben als Strom
3a aus der Verdampferstufe B5 in Schritt(5) , - (5) 3,7 kg/h Nickel(0)-Katalysatorlösung zu R1a, erhalten wie in
Beispiel 3 gemäß der deutschen
Patentanmeldung mit dem Titel „Verfahren
zur Herstellung von Dinitrilen" der
BASF AG (B03/0525) beschrieben als Sumpfabzug der Kolonne K4 aus
Schritt
(4) von Beispiel 2 erhalten wird, enthaltend in Summe 45% Pentennitrile, 1,1% Ni(0), 38% Ligandmischung sowie ca. 12% ADN.
- (1) 5.2 kg / h of liquid, unstabilized hydrogen cyanide freed of water by distillation to give R1a,
- (2) 4.0 kg / h of liquid, unstabilized hydrogen cyanide freed of water by distillation to R1b,
- (3) 20 kg / h 1 BD as electricity
9 from the condenser of the evaporator B1 in step(2) containing 92% BD, 2% T3PN, 4% 2M3BN and about 2% C2BU to R1a, - (4) 4.1 kg / h of nickel (0) catalyst solution to R1a obtained as stream as described in this example below
3a from the evaporator stage B5 in step(5) . - (5) 3.7 kg / h nickel (0) catalyst solution to R1a, obtained as described in Example 3 according to the German patent application entitled "Process for the preparation of dinitriles" BASF AG (B03 / 0525) as the bottom draw of the column K4 from step
(4) of Example 2, containing in total 45% pentenenitriles, 1.1% Ni (0), 38% ligand mixture and about 12% ADN.
Der Reaktor R1c wird als Nachreaktor mit dem Ablauf aus Reaktor R1b bei 353 K betrieben.Of the Reactor R1c is used as a post-reactor with the effluent from reactor R1b operated at 353K.
Der
aus dem Reaktor R1c abgezogene Strom
Strom
In den Kondensatsammelbehälter der Verdampferstufe B1 werden 19,5 kg/h handelsübliches BD dosiert, enthaltend 0,25% C2BU, das durch Kontakt mit Molsieb behandelt wurde, wobei der Wassergehalt vom eingesetzten BD auf kleiner 10 Gew.-ppm Wasser entfernt wurde.In the condensate collector the evaporator stage B1 are dosed 19.5 kg / h of commercial BD, containing 0.25% C2BU treated by contact with molecular sieve, wherein the water content of the BD used to less than 10 ppm by weight of water was removed.
Aus
dem Kondensatsammelbehälter
der Verdampferstufe B1 wird Strom
Über Sumpf
der Verdampferstufe B1 werden 37 kg/h eines Stromes
Strom
In
den Reaktor R2 wird ein Pentennitril-Rückführstrom
Aus
Reaktor R2 wird ein Strom
Strom
Aus
dem Kondensator der Verdampferstufe B5 wird ein Strom
An
der Verdampferstufe B5 wird über
Sumpf der Katalysator-Strom
Der
Strom
Über Kopf
der Kolonne K3 werden 10 kg/h eines Strom
Über Sumpf
der Kolonne K3 werden 27 kg/h des Stromes
Strom
In
Kolonne K6 wird über
Kopf ein flüssiger
Strom
In
Kolonne K6 wird über
Sumpf der Strom
Beispiel 5:Example 5:
Beispiel
5 wird anhand
In Beispiel 5 wird für die Hydrocyanierung von BD ein Katalysatorsystem auf Basis von Nickel(0)-Komplexen mit einem Gemisch von Liganden eingesetzt. Die Ligandmischung zur Hydrocyanierung enthält ca. 80 Mol% Tri(m/p-tolyl)phosphit und 20 Mol% des Chelatphosphonits 1 (siehe Beispiel 1).In Example 5 is for the hydrocyanation of BD is a catalyst system based on nickel (0) complexes used with a mixture of ligands. The ligand mixture for Hydrocyanation contains about 80 mol% of tri (m / p-tolyl) phosphite and 20 mol% of the chelate phosphonite 1 (see Example 1).
In
einem Schritt
- (1) 18 kg/h flüssiger, unstabilisierter, durch Destillation von Wasser befreiter Cyanwasserstoff zugleichen Teilen auf die Reaktoren R1a und R1b,
- (2) 62 kg/h BD als Strom
9 vom Kopf des Verdampfers B1 in Schritt(2) , enthaltend 87% BD, 3% T3PN, 6% 2M3BqN und ca. 2% C2BU zu Reaktor R1a, - (3) 61 kg/h Nickel(0)-Katalysatorlösung, erhalten wie in diesem
Beispiel weiter unten beschrieben als Strom
3a aus der Verdampferstufe B5 in Schritt(5) zu Reaktor R1a, - (4) 6,7 kg/h Nickel(0)-Katalysatorlösung zu R1a, erhalten wie in
Beispiel 1 gemäß der deutschen
Patentanmeldung mit dem Titel „Verfahren
zur Herstellung von Dinitrilen" der
BASF AG (B03/0525) 1 beschrieben als Sumpfabzug der Kolonne K4 aus
Schritt
(4) von Beispiel 2 erhalten wird, enthaltend in Summe 45% Pentennitrile, 1,1% Ni(0), 38% Ligandmischung sowie ca. 12% ADN zu Reaktor R1a, wobei der Butadien-Strom und der Katalysatorstrom vor dem Kontaktieren mit Cyanwasserstoff vorgemischt werden.
- (1) 18 kg / h of liquid, unstabilized hydrogen chloride liberated by distillation of water, equal parts to the reactors R1a and R1b,
- (2) 62 kg / h BD as electricity
9 from the head of the evaporator B1 in step(2) containing 87% BD, 3% T3PN, 6% 2M3BqN and about 2% C2BU to reactor R1a, - (3) 61 kg / h of nickel (0) catalyst solution obtained as stream as described below in this example
3a from the evaporator stage B5 in step(5) to reactor R1a, - (4) 6.7 kg / h of nickel (0) catalyst solution to R1a, obtained as described in Example 1 according to the German patent application entitled "Process for the preparation of dinitriles" by BASF AG (B03 / 0525) 1 as bottom withdraw the column K4 from step
(4) of Example 2 containing in total 45% pentenenitriles, 1.1% Ni (0), 38% ligand mixture and about 12% ADN to reactor R1a, the butadiene stream and the catalyst stream being premixed prior to contacting with hydrogen cyanide ,
Der
aus dem Reaktor R1b abgezogene Strom
Strom
In den Kondensatsammelbehälter der Verdampferstufe B1 werden 37 kg/h handelsübliches BD dosiert, enthaltend 0,25% C2BU, das durch Kontakt mit Molsieb behandelt wurde, wobei der Wassergehalt vom eingesetzten BD auf kleiner 5 Gew.-ppm Wasser entfernt wurde und wobei der im eingesetzten BD enthaltene Stabilisator TBC in Konzentrationen im ppm-Maßstab im Kondensatsammelbehälter und den Kondensator-Spülkreislauf gelangt.In the condensate collector the evaporator stage B1 are metered 37 kg / h of commercial BD, containing 0.25% C2BU treated by contact with molecular sieve, wherein the water content of the BD used to less than 5 ppm by weight of water was removed and wherein the stabilizer contained in the BD used TBC in concentrations in ppm scale in the condensate tank and the condenser flushing circuit arrives.
Aus
dem Kondensatsammelbehälter
der Verdampferstufe B1 wird Strom
Über Sumpf
der Verdampferstufe B1 werden 152 kg/h eines Stromes
Strom
Aus
der Verdampferstufe B5 wird ein Strom
An
der Verdampferstufe B5 wird über
Sumpf der Katalysator-Strom
Der
Strom
Über Kopf
der Kolonne K3 werden 36 kg/h eines Strom
Über Sumpf
der Kolonne K3 werden 47 kg/h des Stromes
Strom
In
Kolonne K6 wird über
Kopf ein flüssiger
Strom
In
Kolonne K6 wird über
Sumpf der Strom
Beispiel 6:Example 6:
Beispiel
6 wird anhand
In Beispiel 8 wird für die Hydrocyanierung von BD ein Katalysatorsystem auf Basis von Nickel(0)-Komplexen mit Chelatphosphonit 1 als Ligand eingesetzt (siehe Beispiel 1).In Example 8 is for the hydrocyanation of BD is a catalyst system based on nickel (0) complexes used with chelate phosphonite 1 as ligand (see Example 1).
In
einem Schritt
- (1) 16 kg/h flüssiger, unstabilisierter, durch Destillation von Wasser befreiter Cyanwasserstoff,
- (2) 55 kg/h BD als Strom
9 vom Kopf des Verdampfers B1 in Schritt(2) , enthaltend 87% BD, 3% T3PN, 6% 2M3BN und ca. 2% C2BU, - (3) 10 kg/h Nickel(0)-Katalysatorlösung, erhalten wie in diesem
Beispiel weiter unten beschrieben als Strom
3a aus der Verdampferstufe B5 in Schritt(5) , enthaltend in Summe 42% Pentennitrile, 23% Ligand, 0,9% Nickel(0), sowie jeweils ca. 10 % ADN und MGN, - (4) 4 kg/h Nickel(0)-Katalysatorlösung zu R1, enthaltend in Summe 45% Pentennitrile, 1,5% Ni(0) und 48% Ligand.
- (1) 16 kg / h of liquid, unstabilized hydrogen cyanide freed by the distillation of water,
- (2) 55 kg / h BD as power
9 from the head of the evaporator B1 in step(2) containing 87% BD, 3% T3PN, 6% 2M3BN and about 2% C2BU, - (3) 10 kg / h of nickel (0) catalyst solution obtained as stream as described below in this example
3a from the evaporator stage B5 in step(5) containing in total 42% pentenenitriles, 23% ligand, 0.9% nickel (0), and in each case about 10% of ADN and MGN, - (4) 4 kg / h of nickel (0) catalyst solution to R1, containing in total 45% pentenenitriles, 1.5% Ni (0) and 48% ligand.
Der
aus dem Reaktor R1 abgezogene Strom
Strom
In den Kondensatsammelbehälter der Verdampferstufe B1 werden 34 kg/h handelsübliches BD dosiert, enthaltend 0,25% C2BU, das durch Kontakt mit Aluminiumoxid behandelt wurde, wobei der Wassergehalt vom eingesetzten BD auf kleiner 10 Gew.-ppm Wasser und der TBC-Gehalt kleiner 10 ppm verringert wurde.In the condensate collector the evaporator stage B1 34 kg / h commercial BD dosed, containing 0.25% C2BU treated by contact with alumina, wherein the water content of the BD used to less than 10 ppm by weight Water and the TBC content less than 10 ppm was reduced.
Aus
dem Kondensatsammelbehälter
der Verdampferstufe wird Strom
Über Sumpf
der Verdampferstufe B1 werden 76 kg/h eines Stromes
Strom
Aus
der Verdampferstufe B5 wird ein Strom
An
der Verdampferstufe B5 wird über
Sumpf der Katalysator-Strom
Der
Strom
Am
Kopf der Kolonnen K3 wird ein Strom
An
einem flüssigen
Seitenabzug der Kolonne K3 werden 8 kg/h eines Stromes
Über Sumpf
der Kolonnne K3 werden 47 kg/h des Stromes
Alle nachfolgenden Versuche wurden in einer Schutzgasatmosphäre durchgeführt.All subsequent experiments were carried out in a protective gas atmosphere.
Nickel(0)-[o-Isopropylphenylo0.8-m-/p-Tolyl3.2-phosphit]18, (kurz: Isopropylkatalysator); entspricht einer Lösung aus 1,0 Gew.-% Nickel(0) mit 19 Gew.% 3PN und 80 Gew.% o-Isopropylphenyl0.8-m-/p-Tolyl3.2-phosphit.Nickel (0) - [o-isopropylphenoxy 0.8 -m- / p-tolyl 3.2 -phosphite] 18 , (isopropyl catalyst in short); corresponds to a solution of 1.0 wt .-% nickel (0) with 19 wt.% 3PN and 80 wt.% o-Isopropylphenyl 0.8 -m- / p-tolyl 3.2- phosphite.
Beispiele zur kontinuierlichen Hydrocyanierung von BD zu 2M3BN/3PNExamples of continuous Hydrocyanation of BD to 2M3BN / 3PN
Beispiel 7 (Vergleich): (Verhältnis BD/HCN = 1.4:1)Example 7 (comparison): (Relationship BD / HCN = 1.4: 1)
2,11 mol feuchtes und stabilisiertes Butadien (100 ppm Wasser, 100 ppm TBC), 1,55 mol HCN und 14 mmol Ni in Form des Isopropylkatalysators werden pro Stunde in einen Druckreaktor eingespeist (Druck: 15 bar, Temperatur innen 105 °C, Verweilzeit: ca. 40 Min/Reaktor). Der HCN-Umsatz ist nach Maßanalyse quantitativ (Titration nach Vollhard). Man bestimmt das Verhältnis 2M3BN/3PN des Reaktionsaustrages GC-chromatographisch (GC-Flächenprozent). Das Verhältnis 2M3BN/3PN betrug 1.95/1. Der Verlust an Ni(0) bezogen auf gebildetes Wertprodukt betrug: 0.58 kg Ni(0)/t Wertprodukt (3PN/2M3BN).2.11 mol of wet and stabilized butadiene (100 ppm water, 100 ppm TBC), 1.55 mol of HCN and 14 mmol of Ni in the form of the isopropyl catalyst are fed per hour into a pressure reactor (pressure: 15 bar, Temperature inside 105 ° C, Residence time: approx. 40 min / reactor). The HCN turnover is according to measurement analysis quantitative (titration according to Vollhard). The ratio 2M3BN / 3PN is determined the reaction output GC chromatographic (GC area percent). The relationship 2M3BN / 3PN was 1.95 / 1. The loss of Ni (0) based on formed Value product was: 0.58 kg Ni (0) / t desired product (3PN / 2M3BN).
Beispiel 8: (Verhältnis BD/HCN = 1.4:1)Example 8: (Ratio BD / HCN = 1.4: 1)
2,13 mol über eine Schüttung aus Molsieb 4Å getrocknetes Butadien, 1,53 mol HCN und 14 mmol Ni in Form des Isopropylkatalysators werden pro Stunde in einen Druckreaktor eingespeist (Druck: 15 bar, Temperatur innen 105 °C, Verweilzeit: ca. 40 Min/Reaktor). Der HCN-Umsatz ist nach Maßanalyse quantitativ (Titration nach Vollhard). Man bestimmt das Verhältnis 2M3BN/3PN des Reaktionsaustrages GC-chromatographisch (GC-Flächenprozent). Das Verhältnis 2M3BN/3PN betrug 1.95/1. Der Verlust an Ni(0) bezogen auf gebildetes Wertprodukt betrug: 0.14 kg Ni(0)/t Wertprodukt (3PN/2M3BN).2.13 mol over a bed dried from molecular sieve 4Å Butadiene, 1.53 moles of HCN and 14 mmol of Ni in the form of isopropyl catalyst are fed per hour into a pressure reactor (pressure: 15 bar, Temperature inside 105 ° C, Residence time: approx. 40 min / reactor). The HCN turnover is according to measurement analysis quantitative (titration according to Vollhard). The ratio 2M3BN / 3PN is determined the reaction output GC chromatographic (GC area percent). The relationship 2M3BN / 3PN was 1.95 / 1. The loss of Ni (0) based on formed Value product was: 0.14 kg Ni (0) / t desired product (3PN / 2M3BN).
Beispiel 9: (Verhältnis BD/HCN = 1.2:1)Example 9: (Ratio BD / HCN = 1.2: 1)
2,09 mol über eine Schüttung aus Aluminiumoxid getrocknetes Butadien, 1,67 mol HCN und 14 mmol Ni in Form des Isopropylkatalysators werden pro Stunde in einen Druckreaktor eingespeist (Druck: 15 bar, Temperatur innen 105 °C, Verweilzeit: ca. 45 Min/Reaktor). Der HCN-Umsatz ist nach Maßanalyse quantitativ (Titration nach Vollhard). Man bestimmt das Verhältnis 2M3BN/3PN des Reaktionsaustrages GC-chromatographisch (GC-Flächenprozent). Das Verhältnis 2M3BN/3PN betrug 1.95/1. Der Verlust an Ni(0) bezogen auf gebildetes Wertprodukt betrug: < 0.10 kg Ni(0)/t Wertprodukt (3PN/2M3BN).2.09 mol over a bed alumina-dried butadiene, 1.67 moles of HCN and 14 mmoles of Ni in the form of the isopropyl catalyst per hour in a pressure reactor fed in (pressure: 15 bar, temperature inside 105 ° C, residence time: about 45 minutes / reactor). The HCN conversion is quantitative according to measurement analysis (titration after Vollhard). The ratio 2M3BN / 3PN of the reaction output is determined GC chromatography (GC area percent). The relationship 2M3BN / 3PN was 1.95 / 1. The loss of Ni (0) based on formed Value product was: <0.10 kg Ni (0) / t desired product (3PN / 2M3BN).
Beispiele zur kontinuierliche Isomerisierung von 2M3BN zu 3PNExamples of continuous Isomerization of 2M3BN to 3PN
Beispiel 10:Example 10:
Ein gemäß Beispiel 8 hergestellter Hydrocyanierungsaustrag wird gesammelt und destillativ von überschüssigem BD befreit. Die so erhaltene Mischung wird auf 130 °C für eine Stunde erhitzt. Nach 0, 30 Min und nach 1 h werden GC-Proben aus dem Reaktionsgemisch entnommen und GC-chromatographisch (GC-Flächenprozent) untersucht. A Hydrocyanierungsaustrag prepared according to Example 8 is collected and freed from excess BD by distillation. The mixture thus obtained is heated to 130 ° C for one hour. After 0, 30 min and after 1 h GC samples are removed from the reaction mixture and analyzed by GC chromatography (GC area percent).
Beispiele zur Fehlisomerisierung von 2M3BN zu 2M2BN durch rückgeführten HydrocyanierungskatalysatorExamples of misisomerization from 2M3BN to 2M2BN by recycled hydrocyanation catalyst
Beispiel 11:Example 11:
Aus einem Katalysatorreservoir, zu t = 0 h gefüllt mit 649 g frischem Isopropylkatalysator, werden kontinuierlich 100g Isopropylkatalysator entnommen und zusammen mit 2,14 mol über eine Schüttung aus Aluminiumoxid getrocknetes Butadien, sowie 1,67 mol HCN pro Stunde in einen Druckreaktor eingespeist (Druck: 15 bar, Temperatur innen 105 °C, Verweilzeit: ca. 45 Min/Reaktor). Der HCN-Umsatz ist nach Maßanalyse quantitativ (Titration nach Vollhard). Das Wertprodukt wird kontinuierlich mittels einer Sambaydestillation vom Katalysator abgetrennt und der so erhaltene Rückkatalysator in das Reservoir zurückgefahren. Die Reaktion wird 50 h betrieben und der noch hydrocyanierungsaktive Katalysator aufgrund beginnender Bildung von der Nebenkomponente 2M2BN, ausgetragen. Der so erhaltene Katalysator wird Isomerisierungsversuchen unterzogen:Out a catalyst reservoir, filled at t = 0 h with 649 g of fresh isopropyl catalyst, are continuously taken 100g isopropyl catalyst and together with 2.14 moles over a bed alumina-dried butadiene, and 1.67 moles of HCN per Hour fed into a pressure reactor (pressure: 15 bar, temperature inside 105 ° C, Residence time: approx. 45 min / reactor). The HCN conversion is quantitative according to measurement analysis (Titration to Vollhard). The value product is continuously using a Sambaydestillation separated from the catalyst and the thus obtained return catalyst returned to the reservoir. The reaction is operated for 50 h and the still hydrocyanierungsaktiven Catalyst due to incipient formation of the minor component 2M2BN, discharged. The catalyst thus obtained becomes isomerization experiments subject:
Beispiel 12 (Vergleich):Example 12 (comparison):
10 g Isomerisierungskatalysator werden mit 2M3BN (15 g) aufgestockt und bei 120 °C für 5 h getempert. Bei einem Umsatz von 89% 2M3BN (GC-Flächenprozent) zeigen sich 8,6% Fehlisomere (2M2BN).10 g isomerization catalyst are supplemented with 2M3BN (15 g) and at 120 ° C for 5 h annealed. Sales of 89% 2M3BN (GC area percent) show 8.6% Missisomers (2M2BN).
Beispiel 13:Example 13:
Zu dem Isomerisierungskatalysator aus Beispiel 11 (100 g) werden n-Heptan (100 g) und Adipodinitril (50 g) gegeben und die Mischung wird gerührt (15 min). Nach einer Phasentrennung (30 min) wird die untere Phase abgelassen. Ein Teil der oberen Phase (50 g, Heptan+Isomerisierungskatalysator) wird am Rotationsverdampfer eingeengt. Der Rückstand (14 g, Isomerisierungskatalysator) wird mit 2M3BN (21 g) aufgestockt und 5 h bei 120 °C getempert. Bei einem Umsatz von 95% 2M3BN (GC-Flächenprozent) zeigen sich 2,0% Fehlisomere (2M2BN).To the isomerization catalyst from example 11 (100 g) becomes n-heptane (100 g) and adiponitrile (50 g) and the mixture is stirred (15 min). After a phase separation (30 min), the lower phase is drained off. Part of the upper phase (50 g, heptane + isomerization catalyst) is concentrated on a rotary evaporator. The residue (14 g, isomerization catalyst) is supplemented with 2M3BN (21 g) and annealed at 120 ° C for 5 h. At 95% conversion 2M3BN (GC Area Percent) show 2.0% false isomers (2M2BN).
Beispiel 14:Example 14:
Die Reste der Oberphase aus der ersten Extraktion (Beispiel 12) werden erneut mit Adipodinitril (37,5 g) versetzt und gerührt. Nach der Phasentrennung wird wieder ein Teil der Oberphase am Rotationsverdampfer eingeengt und der Rückstand (9,3 g) mit 2M3BN (14 g) aufgestockt. Nach 5 h bei 120 °C zeigt sich ein 2M3BN Umsatz von 94% (GC-Flächenprozent) und eine Fehlisomerisierung von 0,7%.The Residues of the upper phase from the first extraction (Example 12) again with adiponitrile (37.5 g) and stirred. To the phase separation is again concentrated a part of the upper phase on a rotary evaporator and the residue (9.3 g) supplemented with 2M3BN (14 g). After 5 h at 120 ° C shows up a 2M3BN turnover of 94% (GC area%) and a misisomerization of 0.7%.
Beispiele zur Fehlisomerisierung von 2M3BN zu 2M2BN durch kontinuierlich eingesetzten IsomerisierungskatalysatorExamples of misisomerization from 2M3BN to 2M2BN by continuously used isomerization catalyst
Beispiel 15:Example 15:
In einen 2 l Reaktor werden 300 g Isopropylkatalysator eingefüllt und kontinuierlich mit 450g/h 2M3BN versetzt und auf 130 °C erwärmt. Bei einer Verweilzeit von 60 Min wird kontinuierlich Reaktorinhalt entnommen und destillativ aufgearbeitet und der im Sumpf verbleibende Isomerisierungskatalysator rückgeführt. Die Reaktion wird 50 h betrieben und der noch isomerisierungsaktive Katalysator aufgrund beginnender Fehlisomerisierung von 2M3BN, ausgetragen. Der so erhaltene Katalysator wird Isomerisierungsversuchen unterzogen:In a 2 l reactor, 300 g of isopropyl catalyst are charged and continuously mixed with 450g / h 2M3BN and heated to 130 ° C. at a residence time of 60 min is withdrawn continuously reactor contents and worked up by distillation and remaining in the bottom isomerization catalyst recycled. The Reaction is operated for 50 h and the isomerization still active Catalyst due to onset of misisomerization of 2M3BN discharged. The catalyst thus obtained is subjected to isomerization experiments:
Beispiel 16:Example 16:
10 g Isomerisierungskatalysator werden mit 2M3BN (15 g) aufgestockt und bei 120 °C für 5 h getempert. Bei einem Umsatz von 90% 2M3BN (GC-Flächenprozent) zeigen sich 9,8% Fehlisomere (2M2BN).10 g isomerization catalyst are supplemented with 2M3BN (15 g) and at 120 ° C for 5 h annealed. With a conversion of 90% 2M3BN (GC area percent), 9.8% Missisomers (2M2BN).
Beispiel 17:Example 17:
Zu dem Isomerisierungskatalysator aus Beispiel 16 (100 g) werden n-Heptan (100 g) und Adipodinitril (50 g) gegeben und die Mischung wird gerührt (15 min). Nach einer Phasentrennung (30 min) wird die untere Phase abgelassen. Ein Teil der oberen Phase (50 g, Heptan+Isomerisierungskatalysator) wird am Rotationsverdampfer eingeengt. Der Rückstand (14 g, Isomerisierungskatalysator) wird mit 2M3BN (21 g) aufgestockt und 5 h bei 120 °C getempert. Bei einem Umsatz von 93% 2M3BN (GC-Flächenprozent) zeigen sich 2,4% Fehlisomere (2M2BN).To the isomerization catalyst of Example 16 (100 g) is added n-heptane (100 g) and adiponitrile (50 g), and the mixture is stirred (15 minutes). After a phase separation (30 min), the lower Phase drained. A portion of the upper phase (50 g, heptane + isomerization catalyst) is concentrated on a rotary evaporator. The residue (14 g, isomerization catalyst) is supplemented with 2M3BN (21 g) and annealed at 120 ° C for 5 h. With a conversion of 93% 2M3BN (GC area percent), 2.4% false isomers (2M2BN) show.
Beispiel 18:Example 18:
Die Reste der Oberphase aus der ersten Extraktion (Beispiel 17) werden erneut mit Adipodinitril (37,5 g) versetzt und gerührt. Nach der Phasentrennung wird wieder ein Teil der Oberphase am Rotationsverdampfer eingeengt und der Rückstand (9,3 g) mit 2M3BN (14 g) aufgestockt. Nach 5 h bei 120 °C zeigt sich ein 2M3BN Umsatz von 93% (GC-Flächenprozent) und eine Fehlisomerisierung von 0,6%.The Residues of the upper phase from the first extraction (Example 17) again with adiponitrile (37.5 g) and stirred. To the phase separation is again concentrated a part of the upper phase on a rotary evaporator and the residue (9.3 g) supplemented with 2M3BN (14 g). After 5 h at 120 ° C shows up a 2M3BN conversion of 93% (GC area%) and a misisomerization of 0.6%.
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