DE1124507B

DE1124507B - Verfahren zur Herstellung von reinem adipinsaurem Hexamethylendiamin

Info

Publication number: DE1124507B
Application number: DEZ7649A
Authority: DE
Inventors: Dr Franz Carduck
Original assignee: HJ Zimmer Verfahrenstechnik
Current assignee: HJ Zimmer Verfahrenstechnik
Priority date: 1959-11-10
Filing date: 1959-11-10
Publication date: 1962-03-01
Also published as: GB892564A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

Z 7649 IVb/12q

ANMELDETAG: 10. NOVEMBER 1959

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 1. MÄRZ 1962

Adipinsaures Hexamethylendiamin wird durch Umsetzung von Adipinsäure und Hexamethylendiamin in Methanol bekanntlich in der Weise hergestellt, daß man die beiden Lösungen in äquivalenten Mengen zur Reaktion bringt. Das dabei entstehende Salz ist in Methanol unlöslich und fallt daher aus. Es wird abfiltriert und getrocknet. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht in dem Erfordernis der Rückgewinnung und Reinigung des angewandten Lösungsmittels.

Man kann zur Herstellung von adipinsaurem Hexamethylendiamin auch von wäßrigen Lösungen von Adipinsäure einerseits und Hexamethylendiamin andererseits ausgehen, jedoch bleibt dann nach der Neutralisation das adipinsäure Hexamethylendiamin zunächst in Wasser gelöst. Zur Gewinnung muß das Salz aus der wäßrigen Lösung durch Einengen oder Abkühlen auskristallisiert werden. Die Kristalle werden anschließend abfiltriert bzw. abgeschleudert und getrocknet.

Die bei diesem Verfahren anfallenden Mutterlaugen müssen aufgearbeitet werden, wenn man keine Verluste an adipinsaurem Hexamethylendiamin in Kauf nehmen will. Außerdem ist dieses dreistufige Verfahren in apparativer Hinsicht aufwendig und kostspielig. Es wurde gefunden, daß man das Verfahren zur Herstellung von adipinsaurem Hexamethylendiamin aus seinen wäßrigen Lösungen wesentlich vereinfachen kann, wenn man die wäßrige Lösung der Reaktionskomponenten nach der Neutralisation durch Zerstäubungstrocknung bei Temperaturen von 80 bis 250° C, insbesondere 120 bis 170° C, unmittelbar in das reine Salz überführt. Die Zerstäubung kann dabei mittels einer Einstoffdüse für die Salzlösung, mit einer Zweistoffdüse unter Zuhilfenahme eines unter Druck stehenden Gases oder durch Aufgeben auf eine Prallscheibe oder auf andere bekannte Weise vorgenommen werden. Als Trockengase eignen sich Inertgase, wie Stickstoff oder heiße Verbrennungsgase, aber auch erhitzte Luft ist brauchbar.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren genügt es, von technisch reiner Adipinsäure bzw. ebensolchem Hexamethylendiamin auszugehen. Nach dem Lösen der Reaktionsteilnehmer und der Neutralisation in stöchiometrischen Mengen empfiehlt es sich, die Lösung vor der Zerstäubungstrocknung über Aktivkohle zu leiten und dann mit einer Temperatur von 40 bis 60° C der Düse des Zerstäubungstrockners zuzuführen.

Die zur Aufarbeitung anorganischer Salze zur Herstellung von Waschmitteln oder Nahrungsmitteln

Verfahren zur Herstellung von reinem
adipinsaurem Hexamethylendiamin

Anmelder:

Hans J. Zimmer Verfahrenstechnik,
Frankfurt/M., Borsigallee 1-7

Dr. Franz Carduck, Frankfurt/M.,
ist als Erfinder genannt worden

sowie zur Gewinnung temperaturempfindlicher organischer Substanzen seit langem bekannte Zerstäubungstrocknung ist überraschenderweise auch zur Gewinnung von reinem adipinsaurem Hexamethylendiamin geeignet. Während bei den bekannten Anwendungen der Zerstäubungstrocknung stets reine Lösungen verwendet und infolgedessen auch reine Produkte erhalten werden, hat sich überraschenderweise herausgestellt; daß die Zerstäubungstrocknung ein hervorragendes Verfahren zur Reinigung und Aufarbeitung wäßriger Lösungen von adipinsaurem Hexamethylendiamin darstellt. Dies war um so weniger zu erwarten, als adipinsaures Hexamethylendiamin auch bei kurzzeitiger Behandlung im Luftstrom schon bei Temperaturen oberhalb 130 bis 140⁰C sehr schnell vergilbt und zur Zersetzung neigt und damit nicht mehr die zur Herstellung von Polyamiden erforderliche Qualität besitzt.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß das adipinsäure Hexamethylendiamin zwar bei den hohen, wenn auch nur kurzzeitig einwirkenden Temperaturen nicht verändert wird, daß aber die unerwünschten Nebenprodukte zersetzt und in flüchtiger Form von dem entweichenden Wasserdampf mitgerissen werden, so daß ein reines, trockenes adipinsaures Hexamethylendiamin anfällt, das schneeweiß ist und allen Reinheitsanforderungen genügt.
Die erfindungsgemäße Aufarbeitung und Reinigung von wäßrigen Lösungen von adipinsaurem Hexamethylendiamin ermöglicht eine ebenso einfache wie wirksame Entfernung der flüchtigen Nebenprodukte, von denen vor allem Hexamethylenimin, 1,2-Diaminocyclohexan und Cyanocyclopentanonimin zu nennen sind. Die Verunreinigungen werden bei der Zerstäubungstemperatur von dem verdampfenden Wasser mitgerissen oder zu flüchtigen Verbindungen zersetzt.

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Daß trotzdem keine Zersetzung des adipinsauren Hexamethylendiamine eintrat, ist überraschend, weil beim Eindampfen einer wäßrigen Lösung von adipinsaurem Hexamethylendiamin ein Teil des Hexamethylendiamins schon bei Temperaturen von etwa 100 bis 15O⁰C flüchtig ist, so daß nicht mehr genau äquivalente Mengen an Säure und Base vorliegen, was sich auf die spätere Verarbeitung des Salzes nachteilig auswirkt.

Angesichts der schonenden Trockenbedingungen im Zerstäubungstrockner war nicht zu erwarten, daß man adipinsaures Hexamethylendiamin ohne Zersetzung und Abspaltung des Hexamethylendiamins bei 150° C bei einem großen Überschuß von Luft bis auf einen Wassergehalt von 0,2 bis 0,4% trocknen kann. Das ist mit einem adipinsauren Hexamethylendiamin, das aus einer wäßrigen Lösung auskristallisiert wurde, auch in einigen Stunden nicht möglich. Versucht man nichtsdestoweniger einen derart geringen Wassergehalt zu erzielen, so dauert die Trocknung mehrere Tage, und es sind Bedingungen erforderlich, bei denen das adipinsäure Hexamethylendiamin zum Teil wieder zersetzt wird. Bei der raschen Zerstäubungstrocknung hält das Salz aber überraschenderweise kein Kristallwasser fest, und dies ist möglicherweise auch zugleich der Grund für die hohe, bei der Zerstäubungstrocknung erreichte Reinheit des Salzes.

Angesichts der hervorragenden Reinigungswirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens genügt es selbst bei den höchsten Anforderungen an die Reinheit des adipinsauren Hexamethylendiamins, von technisch reiner Adipinsäure bzw. technisch reinem Hexamethylendiamin auszugehen.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der wesentlich einfacheren technischen Durchführung, verbunden mit einer erheblichen Einsparung an Anlagekosten. Außerdem tritt kein Salzverlust durch Ausschleusung der Mutterlauge mehr auf, und es brauchen keine Abwasserfragen berücksichtigt zu werden, da kein durch chemische Substanz verunreinigtes Wasser anfällt.

Beispiel 1

60 kg einer 50%igen wäßrigen Lösung von adipinsaurem Hexamethylendiamin wurden aus der Neutralisation kommend mit einer Temperatur von 50° C einer Zerstäubungstrocknungsanlage mit Zweistoffdüse zugeführt. Die Zweistoffdüse wurde mit Druckluft betrieben, der Zerstäubungsdruck betrug 3 ata, die Lufttemperatur 130° C. Die Temperatur der Abluft stellte sich auf etwa 80° C ein. Im nachgeschalteten Zyklon fielen 29,88 kg adipinsaures Hexamethylendiamin an, das schneeweiß war und den üblichen Reinheitsanforderungen entsprach. Der Rest von etwa 0,1 kg wurde im Schlauchfilter zurückgehalten, unterschied sich jedoch in der Qualität nicht von der Hauptmenge.

Beispiel 2

60 kg einer 50%igen wäßrigen Lösung von adipinsaurem Hexamethylendiamin wurden mit einer Temperatur von 50° G über eine Aktivkohlepatrone der Einstoffdüse eines Zerstäubungstrockners zugeleitet. Der Zerstäubungsdruck betrug 11 ata, die Lufttemperatur am Turmeingang 145° C, die Ablufttemperatur 75° C. Dem Zerstäubungstrockner wurden 29,1 kg trockenes adipinsaures Hexamethylendiamin entnommen, von dem nachgeschalteten Zyklon wurden weitere 0,85 kg adipinsaures Hexamethylendiamin zurückgehalten. Das schneeweiße Produkt hatte die für die Herstellung von Polyamiden erforderliche Reinheit.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von reinem adipinsaurem Hexamethylendiamin durch Umsetzung von Adipinsäure und Hexamethylendiamin in wäßriger Lösung, dadurch gekenn zeichnet, daß eine wäßrige Lösung von adipinsaurem Hexamethylendiamin durch Zerstäubungstrocknung bei Temperaturen von 70 bis 250° C, vorzugsweise 120 bis 170° C, unmittelbar in das reine Salz übergeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung von adipinsaurem Hexamethylendiamin vor der Zerstäubung mit Aktivkohle behandelt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Ullmann,»Encyclopädiedertechnischen Chemie«,

3. Auflage, Bd. I (1951), S. 602;
Römpp, »Chemie-Lexikon«,

4. Auflage, 1958,

Bd. II, S. 4979.