DE1170960B - Continuous process for the production of diamines and polyamines - Google Patents
Continuous process for the production of diamines and polyaminesInfo
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- DE1170960B DE1170960B DED25861A DED0025861A DE1170960B DE 1170960 B DE1170960 B DE 1170960B DE D25861 A DED25861 A DE D25861A DE D0025861 A DED0025861 A DE D0025861A DE 1170960 B DE1170960 B DE 1170960B
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D295/00—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms
- C07D295/02—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring hetero elements
- C07D295/023—Preparation; Separation; Stabilisation; Use of additives
Description
Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Di- und Polyaminen Die Erfindung bezieht sich auf ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Di- und Polyaminen, d. h. mehrere Stickstoffatome enthaltenden Verbindungen, zu denen Äthylendiamin und Piperazin gehören, durch Überleiten von Äthanolamin und Ammoniak über ein feststehendes Bett eines Hydrierungskatalysators unter Druck und bei erhöhter Temperatur.Continuous process for the production of diamines and polyamines The invention relates to a continuous process for the production of Diamines and polyamines, d. H. compounds containing multiple nitrogen atoms which include ethylenediamine and piperazine, by passing over ethanolamine and Ammonia over a fixed bed of hydrogenation catalyst under pressure and at elevated temperature.
Es ist bekannt, die Umsetzung von Äthanolamin mit Ammoniak in einem bestimmten Molverhältnis bei Temperaturen von etwa 150 bis 250"C unter kontinuierlichem Hindurchleiten des umzusetzenden Gemisches durch metallische, z. B. Rutheniumkatalysatoren in flüssiger, in Dampf- oder in gemischter Phase durchzuführen. Dieses Verfahren erfordert jedoch verhältnismäßig lange Reaktionszeiten und führt zu relativ geringen Ausbeuten. It is known the implementation of ethanolamine with ammonia in one certain molar ratio at temperatures of about 150 to 250 "C under continuous Passing the mixture to be converted through metallic, z. B. ruthenium catalysts to be carried out in liquid, vapor or mixed phase. This method however, requires relatively long reaction times and leads to relatively short ones Exploit.
Nach der Erfindung kann bei stetigen und ausgeprägten Geschwindigkeiten Äthanolamin in ein Gemisch von mehrere Stickstoffatome enthaltenden Verbindungen, wie Piperazin und Äthylendiamin, so umgesetzt werden, daß man einen Strom von Äthanolamin und Ammoniak, in dem das Molverhältnis Ammoniak zu Äthanolamin mindestens 3:1 beträgt, bei Temperaturen zwischen 150 und 225"C und unter einem Druck von 70 bis 175 kg/cm2 über ein feststehendes Bett eines Raneynickel-Katalysators leitet und anschließend in an sich bekannter Weise das Ammoniak aus dem Strom entfernt und die Reaktionsprodukte isoliert. Es können Umsetzungen bis zu etwa 70 bis 80 °/0 bei relativ kurzen Verweilzeiten über dem Katalysatorbett erzielt werden. According to the invention, at steady and pronounced speeds Ethanolamine in a mixture of compounds containing several nitrogen atoms, such as piperazine and ethylenediamine, are reacted so that a stream of ethanolamine and ammonia, in which the molar ratio of ammonia to ethanolamine is at least 3: 1, at temperatures between 150 and 225 "C and under a pressure of 70 to 175 kg / cm2 passes over a fixed bed of a Raney nickel catalyst and then in a manner known per se, the ammonia is removed from the stream and the reaction products isolated. There can be conversions of up to about 70 to 80 ° / 0 with relatively short residence times can be achieved over the catalyst bed.
Äthylendiamin, Piperazin und Diäthylentriamin gehören zu solchen mehrere Stickstoffatome enthaltenden, nach der Erfindung herzustellenden Verbindungen. Die erzielbare Piperazinausbeute kann in vorbestimmter Weise über einen großen Bereich variiert werden, wobei bis zu 300/o oder mehr des in einem Einzeldurchgang umgesetzten Äthanolamins aus Piperazin bestehen können. Relativ höhere Temperaturen innerhalb des angegebenen Bereiches wie die Gegenwart relativ größerer Mengen vom Katalysator bei festgelegtenÄthanolaminzuführungsgeschwindigkeiten oder Einhalten relativ längerer Berührungszeiten mit dem Katalysator führen zu höheren Ausbeuten an Piperazin. So ermöglicht z. B. ein Druck von 140 kg/cm2 und ein Molverhältnis Ammoniak zu Äthanolamin von mindestens 5:1 häufig eine Ausbeute von 25 bis 300/o oder mehr dieser Verbindung. Ethylenediamine, piperazine and diethylenetriamine are among these Compounds containing several nitrogen atoms to be prepared according to the invention. The achievable piperazine yield can in a predetermined manner over a large range can be varied, with up to 300 / o or more of the reacted in a single pass Ethanolamine can consist of piperazine. Relatively higher temperatures within of the stated range such as the presence of relatively larger amounts of the catalyst at fixed ethanolamine feed rates or adherence to relatively longer periods Contact times with the catalyst lead to higher yields of piperazine. So enables z. B. a pressure of 140 kg / cm2 and a molar ratio of ammonia to ethanolamine of at least 5: 1 often a yield of 25 to 300 / o or more of this compound.
Umgekehrt kann gegebenenfalls die Ausbeute an Piperazin vermindert werden, wenn ein Gemisch mit höheren Äthylendiaminausbeuten durch Anwendung niedriger Temperaturen, größerer Mengen an Ammo- niak oder geringerer relativer Katalysatormengen oder kürzerer Berührungszeiten mit diesem erhalten werden soll. Allgemein entstehen je nach Bedingungen zwischen 5 und 200/, des umgesetzten Äthanolamins als Diäthylentriamin.Conversely, the yield of piperazine can optionally be reduced if a mixture with higher ethylenediamine yields are lower by application Temperatures, large amounts of ammo niac or lower relative amounts of catalyst or shorter contact times with this should be maintained. Generally arise depending on the conditions between 5 and 200 /, of the converted ethanolamine as diethylenetriamine.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als metallischer Hydrierungskatalysator Raneynickel verwendet, das auf einem Träger, wie Tonerde (Aluminiumoxyd) oder feinteilige Kieselsäure, aufgebracht sein kann. Sehr günstig ist die Anwendung von mindestens 0,454 kg eines Raneynickel-Katalysators für je 1,361 bis 1,814 kg des umzusetzenden Äthanolamins je Stunde beim Überleiten über ein feststehendes Katalysatorbett. Die Verweilzeit des umzusetzenden Ausgangsgutes an diesem soll 1 Stunde nicht übersteigen. Diese Zeit hängt von den jeweiligen Änderungen in Betriebsbedingungen, z. B. des Druckes, der Temperatur und der relativen Menge des verwendeten Katalysators, ab. For the implementation of the method according to the invention is used as a metallic Hydrogenation catalyst used Raney nickel that is on a support such as alumina (Aluminum oxide) or finely divided silica, can be applied. Attractively priced is the application of at least 0.454 kg of a Raney nickel catalyst for each 1.361 to 1.814 kg of the ethanolamine to be reacted per hour when passing over a fixed catalyst bed. The dwell time of the starting material to be converted this should not exceed 1 hour. This time depends on the changes in operating conditions, e.g. B. the pressure, the temperature and the relative amount of the catalyst used.
Aus dem aus dem Katalysatorbett abgezogenen Strom können dann anschließend in bekannter Weise das Ammoniak entfernt und die Reaktionsprodukte isoliert werden. Allgemein erfolgt dies durch Destillation. Für die Isolierung und Reinigung der verschiedenen Verbindungen sind aber auch jegliche andere erwünschten und erforderliche Kombinationen von Kondensation, Extraktion mit Lösungsmitteln, Destillation oder Ausfällung anwendbar. From the stream withdrawn from the catalyst bed can then subsequently the ammonia is removed in a known manner and the reaction products are isolated. Generally this is done by distillation. For the isolation and cleaning of the however, various connections are also any other desired and required Combinations of condensation, extraction with solvents, or distillation Precipitation applicable.
Beispiel 1 1,41 kg eines Raneynickel-Katalysators wurden als feststehendes Katalysatorbett in ein zylindrisches Reaktionsgefäß mit einer Katalysatorfüllung von 58,42 cm und einem inneren Durchmesser von 5,08 cm eingebracht. Ein Strom aus 0,998 kg Äthanolamin pro Stunde und 3,5 Mole Ammoniak je Mol Äthanolamin wurde unter einem durchschnittlichen Druck von 137kg/cm2 bei einer durchschnittlichen Temperatur von 195"C kontinuierlich über den Katalysator geleitet. Die einzelne Verweilzeit beim Durchgang des umzusetzenden Äthanolamins über das Bett betrug etwa 26 Minuten. Von dem Äthanolamin wurden etwa 75 Gewichtsprozent kontinuierlich in ein Gemisch verschiedener, mehrere Stickstoffatome enthaltender Verbindungen übergeführt, aus dem durchschnittlich 24,1 0/0 Äthylendiamin, 29,80/0 Piperazin und 14,250/, Diäthylentriamin isoliert wurden. Die einzelnen Verbindungen wurden aus dem Reaktionsgemisch, das aus dem Katalysatorbett nach Abstreifung des nicht umgesetzten Ammoniaks abgezogen war, mittels Destillation durch eine Füllkörpersäule abgetrennt und gewonnen. Example 1 1.41 kg of a Raney nickel catalyst was used as a solid Catalyst bed in a cylindrical reaction vessel with a catalyst filling 58.42 cm and an inner diameter of 5.08 cm brought in. A stream of 0.998 kg of ethanolamine per hour and 3.5 moles of ammonia per mole of ethanolamine was under an average pressure of 137kg / cm2 at an average Temperature of 195 "C passed continuously over the catalyst. The individual Residence time in the passage of the ethanolamine to be reacted over the bed was about 26 minutes. About 75 percent by weight of the ethanolamine was continuously in converted a mixture of different compounds containing several nitrogen atoms, from the average 24.1 0/0 ethylenediamine, 29.80 / 0 piperazine and 14.250 /, Diethylenetriamine were isolated. The individual compounds were from the reaction mixture, that is withdrawn from the catalyst bed after stripping off the unreacted ammonia was, separated by distillation through a packed column and recovered.
Beispiel 2 Die Umsetzung wurde in demselben Reaktionsgefäß, in dem die gleiche Menge an Raneynickel-Katalysator vorlag, mit der Abweichung durchgeführt, daß die Temperatur 160 bis 170"C, die Äthanolaminbeschickungsgeschwindigkeit 0,726 kg pro Stunde und das Molverhältnis von Ammoniak zu Äthanolamin in dem Ansatz etwa 3,3:1 war. Es ergab sich eine Ausbeute von 12,5 0/, Piperazin, bezogen auf die verwendete Menge an Äthanolamin, während sie für Äthylendiamin und Diäthylentriamin 50,50/0 bzw. 9,30/0 betrug. Example 2 The reaction was carried out in the same reaction vessel in which the same amount of Raney nickel catalyst was present, with the difference carried out that the temperature 160-170 "C, the ethanolamine feed rate 0.726 kg per hour and the molar ratio of ammonia to ethanolamine in the approach about 3.3: 1 was. The result was a yield of 12.5% piperazine, based on the amount used Amount of ethanolamine, while for ethylenediamine and diethylenetriamine 50.50 / 0 and 9.30 / 0, respectively.
Beispiel 3 Bei einem gleichen Versuch wurde mit einer Beschickungsgeschwindigkeit von 1,2 kg pro Stunde, einem Ammoniak-Äthanolaminverhältnis von etwa 5,6:1, einem durchschnittlichen Druck von 105kg/cm2 und Temperaturbedingungen von 165"C gearbeitet. Example 3 In a similar experiment, one feed rate of 1.2 kg per hour, an ammonia-ethanolamine ratio of about 5.6: 1, one average pressure of 105kg / cm2 and temperature conditions of 165 "C worked.
Die Ausbeute an Piperazin war nach Umsetzung praktisch gleich Null, betrug jedoch 60,8 °/o an Äthylendiamin und 16,340/0 an Diäthylentriamin, bezogen auf die verwendete Menge an Äthanolamin.The yield of piperazine was practically zero after conversion, However, it was 60.8% of ethylenediamine and 16.340 / 0 of diethylenetriamine on the amount of ethanolamine used.
In allen Fällen wurde ein bestimmter Anteil des Äthanolamins in höhere Amine übergeführt. Die Bedingungen für größere Umwandlungen zu Piperazin neigen auch zu einer Verminderung der Entstehung höhermolekularer Aminoverbindungen. In all cases a certain proportion of the ethanolamine was in higher Amines transferred. The conditions for major conversions to piperazine also tend to a reduction in the formation of higher molecular weight amino compounds.
In zahlreichen Fällen ist es vorteilhaft, das nicht umgesetzte Äthanolamin einschließlich des Ammoniaks in den Kreislauf zurückzuführen, um größeer Gesamtumsetzungen der Ausgangsstoffe, größere Ausbeuten und wirtschaftliche Vorteile im Betrieb zu erzielen. In many cases it is advantageous to use the unreacted ethanolamine including the ammonia returned to the circuit for greater overall conversions of starting materials, greater yields and economic advantages in operation achieve.
Wurden zum Vergleich mit den vorstehend erläuterten Arbeitsweisen analoge Reaktionen des Äthanolamins nach den bekannten ansatzweisen Verfahren unter Benutzung einer Druckbombenapparatur und desselben Katalysators unter gleichen Reaktionsbedingungen durchgeführt, dann ergaben sich die größten Umsetzungen innerhalb etwa Istündiger Zeiträume nur zu annähernd 30 bis 350/0. Were used for comparison with the working methods explained above analogous reactions of ethanolamine according to the known batch process below Use of a pressure bomb apparatus and the same catalyst under the same reaction conditions carried out, then the largest implementations occurred within about Istündiger Time periods only approximately 30 to 350/0.
PatantansprüchR: 1. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Di- und Polyaminen durch Überleiten von Äthanolamin und Ammoniak über ein feststehendes Bett eines Hydrierungskatalysators unter Druck und bei erhöhter Temperatur, d a d u r c h gekennzeichnet, daß man einen Strom von Äthanolamin und Ammoniak, in dem das Molverhältnis Ammoniak zu Äthanolamin mindestens 3: 1 beträgt, bei Temperaturen zwischen 150 und 225°C und unter einem Druck von 70 bis 175 kg/cm2 über ein feststehendes Bett eines Raneynickel-Katalysators leitet und anschließend in an sich bekannter Weise das Ammoniak aus dem Strom entfernt und die Reaktionsprodukte isoliert. Patent claimsR: 1. Continuous process for the production of Di- and polyamines by passing ethanolamine and ammonia over a fixed Bed of hydrogenation catalyst under pressure and at elevated temperature, d a d u r c h characterized that a stream of ethanolamine and ammonia in which the molar ratio of ammonia to ethanolamine is at least 3: 1 at temperatures between 150 and 225 ° C and under a pressure of 70 to 175 kg / cm2 over a fixed Passes bed of a Raney nickel catalyst and then in known per se Way, the ammonia is removed from the stream and the reaction products isolated.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DED25861A DE1170960B (en) | 1957-06-27 | 1957-06-27 | Continuous process for the production of diamines and polyamines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DED25861A DE1170960B (en) | 1957-06-27 | 1957-06-27 | Continuous process for the production of diamines and polyamines |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1170960B true DE1170960B (en) | 1964-05-27 |
Family
ID=7038687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DED25861A Pending DE1170960B (en) | 1957-06-27 | 1957-06-27 | Continuous process for the production of diamines and polyamines |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE1170960B (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0115637A1 (en) * | 1982-12-29 | 1984-08-15 | Union Carbide Corporation | Catalytic preparation of diethylentriamine |
US7601875B2 (en) | 2003-08-01 | 2009-10-13 | Basf Aktiengesellschaft | Method for producing ethyleneamines |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB747841A (en) * | 1952-12-12 | 1956-04-18 | Du Pont | Manufacture of aliphatic diamines |
-
1957
- 1957-06-27 DE DED25861A patent/DE1170960B/en active Pending
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GB747841A (en) * | 1952-12-12 | 1956-04-18 | Du Pont | Manufacture of aliphatic diamines |
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