DE1095275B

DE1095275B - Verfahren zur Herstellung von Cyclohexanon aus Cyclohexylamin

Info

Publication number: DE1095275B
Application number: DEZ7157A
Authority: DE
Inventors: Dr Friedrich Bende; Dipl-Chem Gabor Halmi; Dipl-Chem Dr Norbert Luft
Original assignee: HJ Zimmer Verfahrenstechnik
Current assignee: HJ Zimmer Verfahrenstechnik
Priority date: 1959-02-27
Filing date: 1959-02-27
Publication date: 1960-12-22
Also published as: CH381223A; GB879564A

Description

Verfahren zur Herstellung von Cyclohexanon aus Cyclohexylamin Es ist bekannt, daß Cyclohexylamindampf, mit Wasserdampf gemischt und über einen Hydrierungskatalysator geleitet, in ein Gemisch von Cyclohexanon und Cyclohexanol übergeführt werden kann. Zur Herstellung von Cyclohexanon muß das Cyclohexanol dehydriert werden. Es wird z. B. Cyclohexylamin zusammen mit der dreifachen Menge Wasserdampf über einen Nickelkatglysator mit aktivierenden Zusätzen in ein Gemisch von Cyclohexanol und Cyclohexanon übergeführt.
In der deutschen Patentschrift 727 626 ist ein Nickelkatalysator beschrieben, der aus einer Mischung von 100 Teilen Nickel, 2 Teilen Chromoxyd, 1,5 Teilen Zinkoxyd und 2 Teilen Bariumoxyd auf einem Träger aus Bimsstein besteht und bei 300 bis 325'C reduziert wird. Bei Verwendung dieses Katalysators entsteht bei der bevorzugten Reaktionstemperatur von etwa 180'C ein Gemisch, das zu etwa 80 0/, aus Cyclohexanol und zu etwa 8 0/, aus Cyclohexanon besteht. Der Rest ist Dicyclohexylamin, das in den Prozeß zurückgegeben und dann gleichfalls gespalten wird.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden (deutsche Patentschrift 725 083), Cyclohexylamin mit Wasserstoff in Gegenwart eines durch Chromoxyd aktivierten Kupferkatalysators umzusetzen, wobei jedoch gleichfalls Cyclohexanol mit nur etwa 7 0/, Cyclohexanon erhalten wird.
Wenn das gesuchte Endprodukt Cyclohexanon ist, müssen nach diesem Verfahren noch große Mengen Cyclohexanol nachträglich dehydriert werden, da, wie bereits erwähnt, bei dem bekannten Verfahren das Cyclohexanon nur in untergeordneter Menge in einem Gemisch mit großem Anteil von Cyclohexanol anfällt.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, in einem einstufigen Verfahren katalytisch möglichst große Mengen an Cyclohexanon bei einer möglichst hohen Gesamtausbeute an Cyclohexanon und Cyclohexanol, bezogen auf das Ausgangsprodukt Cyclohexylamin, zu gewinnen.
Es wurde gefunden, daß Cyclohexylamin überwiegend in Cyclohexanon bei einer bisher unerreichten Gesamtausbeute an Cyclohexanon übergeführt werden kann, wenn es im Gemisch mit Wasserdampf über einen Katalysator geleitet wird, der zu 20 bis 70 0/, aus Kupferoxyd, 8 bis 40 0/, Zinkoxyd und 0, 5 bis 30 0/, aus Chromoxyd besteht, noch geringe Mengen von Kobalt- und Eisenoxyd enthalten kann und in bekannter Weise bei Temperaturen von 200 bis 300'C im Wasserstoffstrom reduziert wurde. Derartige Katalysatoren sind als Hydrierungskatalysatoren an sich bekannt. Sie können entweder als solche oder auf einem Träger aufgebracht, Verwendung finden. Als Trägersubstanzen kommen beispielsweise Bimsstein oder Kieselsäuregel in Frage. Indessen konnte nicht vorausgesehen werden, daß gerade ein Kupferoxyd-Zinkoxyd-Chromoxyd-Katalysator die erfindungsgemäß erzielbaren ausgezeichneten Ausbeuten an Cyclohexanon ohne Bildung stickstoffhaltiger Kondensationsprodukte bei dem erfindungsgemäßen Dehydrierungsverfahren liefern würde.
Das Cyclohexylamin wird zusammen mit Wasserdampf bei einer Temperatur von 100 bis 1800c, vorzugsweise bei etwa 140 bis 160'C, über den vorbehandelten Katalysator geleitet. Das Molverhältnis von Cyclohexylamin zu Wasserdampf beträgt dabei zweckmdßig zwischen 1 : 8 und 1 : 15, vorzugsweise 1 : 10 und 1 : 12.
Das vorstehend beschriebene Dampfgemisch wird mit einer Katalysatorbelastung von 0,1 bis 0,8 kg, Vorzugsweise 0,3 bis 0,4 kg Cyclohexylamin je Liter Katalysator und Stunde über den Katalysator geleitet. Anschließend wird das Reaktionsprodukt in bekannter Weise kondensiert, vom Wasser abgetrennt und die wäßrige Phase mit Benzol oder einem anderen geeigneten Lösungsmittel extrahiert. Der Extrakt wird mit dem aus Cyclohexanon und Cyclohexanol bestehenden Gemisch vereinigt und in bekannter Weise destillativ aufgearbeitet. Dabei werden Ausbeuten von 75 bis 90 0/, an Cyclohexanon und 20 bis 250/, an Cyclohexanol, bezogen auf eingesetztes Cyclohexylamin, erhalten.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entstehen also praktisch keine unerwünschten Nebenprodukte, und der verwendete Katalysator besitzt eine lange Lebensdauer. Gegenüber dem bekannten mit einem Nickelkatalysator bzw. Kupfer-Zinkoxyd-Katalysator arbeitenden Verfahren hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil geringerer Reaktionstemperaturen, höherer Katalysatorbelastung und besserer Ausbeuten an Cyclohexanon. Außerdem kann eine höhere Cyclohexylaminkonzentration in dem über den Katalysator geführten Dampfgemisch aufrechterhalten werden. Damit ergibt sich zugleich eine erhebliche Verbesserung der Raumzeitausbeute gegenüber den bisher bekannten Verfahren.
Das Verfahren sei an Hand der Beispiele näher erläutert. Beispiel 1 Ein Gemisch von 69 bis 710/, Kupferoxyd und 29 bis 3001, Zinkoxyd sowie 0,5 bis 20/0 Chromoxyd wurde zu Pillen gepreßt und 12 Stunden bei 250 bis 350'C im Wasserstoffstrom reduziert. Anschließend wurde ein Gemisch von Cyclohexylamin und Wasserdampf in einem Molverhältnis von 1 : 12 mit einer Katalysatorbelastung von 0,3 bis 0,5 1 Cyclohexylamin je Liter Katalysator und Stunde bei einer Temperatur von etwa 160'C über den Katalysator geleitet. Das Reaktionsgemisch trennte sich in einem Abscheider in eine überwiegend aus Cyclohexanon bestehende und in eine wäßrige Schicht, die mit Benzol extrahiert wurde. Der Extrakt wurde mit der nichtwäßrigen Phase vereinigt und destilliert. Aus 99 kg Cyclohexylamin wurden auf diese Weise 79 kg Cyclohexanon und 15 kg Cyclohexanol gewonnen. Das entspricht einer Ausbeute von 80 % Cyclohexanon und 15 0/, Cyclohexanol bei einer Gesamtausbeute von 99 0/" bezogen auf das eingesetzte Cyclohexylamin.
Beispiel 2 Auf einem Bimssteinträger wurde ein Gemisch von 600/, Kupferoxyd, 30"/, Zinkoxyd und insgesamt 100/0 Chromoxyd, Kobaltoxyd und Eisenoxyd aufgebracht, und wie im Beispiel 1 beschrieben, im Wasserstoffstrom reduziert. Über 2 1 des so hergestellten Katalysators wurden stündlich 450 g Cyclohexylamin geleitet, und die Temperatur am Katalysator wurde auf 150'C gehalten. Das Reaktionsprodukt wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, aufgearbeitet, und es wurden dabei stündlich 360 g Cyclohexanon und 69 g Cyclohexanol erhalten.

Claims

PATENTANSPRUCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Cyclohexanon aus Cyclohexylamin durch Umsetzung mit Wasserdampf bei erhöhter Temperatur in Gegenwart von Kupferkatalysatoren, die auf Träger aufgebracht sein können, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung bei Temperaturen von 100 bis 180'C, vorzugsweise 140 bis 160'C, mit einem aus 20 bis 700/0 Kupferoxyd, 8 bis 400,1, Zinkoxyd und 0,5 bis 100/, Chromoxyd bestehenden und in bekannter Weise reduzierten Katalysator, der noch durch Kobalt- und Eisenoxyd aktiviert sein kann, vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Cyclohexylamin mit Wasserdampf in einem Molverhältnis von 1 : 8 bis 1 : 15, vorzugsweise 1 : 10 bis 1 : 12, über den Katalysator geleitet wird. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatorbelastung 0,1 bis 0,8, vorzugsweise 0,3 bis 0,4 kg Cyclohexylamin je Liter Katalysator und Stunde beträgt.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 727 626, 725 083.