DE1468860A1 - Verfahren zur Entfernung wertvoller Produkte aus Mischungen,die aus der Reaktion zwischen Adipinsaeure und Ammoniak stammen - Google Patents

Description

PROF. DR. DR. J. REITSTÖTTER DR.-ING.WOLFRAM BUNTE

β MÖNCHEN IS, HAYDNSTR. S, FERNRUF 534712

Mttnohen, dan 12, IoTOKber 1963 M/7106

BTF A¹¹S TMP! Bf⁴HI(MI CTiaO¹^* APIPIlT-

tnrn Auuramv

01· Torliegende Erfindung besieht sieh auf tin Yerfahran sar Entfernung wertvoller Produkt·, dl· bei der bei hohen Temperaturen «rfolgenden Reaktion swlaohen Adipinaäure und Aanonlak In Gegenwart fön Sohydrlerunfekatalyaatoren erhalten werden wie insbesondere Adipineäuronitril, ω -CymnTalerian-•änreaald, Adiplnsäureandd und ähnllohe Terbindungen» τοη den niohtflüohtigen lebenprodukten sowie den Katalysator·

Bei der Terarbeitung τοη rohea Adipinsäurenitril, das duroh Uaeetiung τοη Adipinsäure und Aaoumiak erhalten wird, fällt bei jeden Verfahren stets eine Fraktion an, die Adlpinsäurenitril susaamen alt größeren oder kleineren Mengen τοη Iwisohen- und lebenprodukten sowie Möglicherweise Katalysatoren enthält·

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BAD ORIQINAt,

Sas Problea dar Entfernung dar wertvollen Produkta aus diesen Misohungen 1st nioht einfaohi tatsäohlioh iat bekannt, daß In diesen Fallen die Destillation alt den gewöhnlioh angewendeten Methoden nioht au befriedigenden Krgebnissen führt· Auch beia Arbeiten unter den günstigsten Bedingungen, d«h« der Anwendung eines besonders hohen Vakuuas und sehr kurser Verweilselten, wie sie beispielsweise alt einea Filaverdaapfer ersielt werden, ist die Entfernung des Adipinsäurenitrils und eines großen Teils des :<j -Cyanvaleriansäureaaids swar einfaoh, während es jedoch unaöglioh 1st, die anderen Zwisohenyytdnkte wie Adipinsäureamid su entfernen, das unter den vorgenannten Bedingungen nioht destilliert und größtenteils zerfällt.

Va die wertvollen Produkte su erhalten, die in diesen Fraktionen vorliegen, 1st es auch aöglich, dae Produkt naoh bekannten Verfahren alt Aaaoniak uasusetsen und die Zwischenprodukte in Adipinsäurenitril überzuführen, das dann von den anderen, nioht flüchtigen Verbindungen durch Vakuumdestillation abgetrennt werden kann· Ua jedoch diese Umsetzung aögliohst vorteilhaft ausführen su können, sind Arbeitsbedingungen erforderlich (beispielsweise eine laaga Verweilseit), die ein aerkliches Absinken der Ausbaute alt sioh bringen·

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BAD

Ia wurde nun ·Ιη vorteilhaftes Terfahren gefunden, daa aa eraSglioht, dia wartTOllan Prodnkta aua diaaen Traktioaen la praktlaah quantitativer Auebeute au aatfaraaa mad im« beaoadara aur Absonderung voa Steffen alt elaea hohen Oefaalt aa nicht flüchtigen Beatandteilea (s.B. Adipinsäureaaid, Teerstoffen, Katalysatoren eto.) geeignet ist, für die die Destillation unter vermindertes Sruok nicht auareioht·

Das erfiadungsgemäSe Terfahrea sieht vor, daa Produkt - das als rohes Produkt aua der bei hohe· Temperaturen uad la Oegenwmrt von Katalysatoren erfolgenden Uaaetsuag awiaohen Adipinsäure und Aaaoaiak staaaen kann oder daa oben erwäaate Produkt sein kann, aua de« daa Adiplnsäuranitril gaas oder teilweise abdestilliert wurde, oder garn allgeaela eiae Miaohung der flüohtigen und aioht flüehtigea, aua der Uaaetsuag awisohen Adipinsäure uad I—nniair ataasendea Produkte darstellen kann, aus denea daa Adipiaaäurenitril uad die wertvollen Zwischenprodukte sur Herstellung roa Adipinsäureaitril entfernt werden aüssea - bei hoher Temperatur la eiaea Aaaoniakstroa eiaaubriagen·

BADOFlIQiNAL

Β·1 elaea guten Kontakt sviaeaea Oaa «ad fliiaaifkeit werden daa Adlpinaäurenitril «ad die Iviaeheapredukte praktiaoh quantitativ la Gas übergeführt, während ,die nicht flUohtlgea Iebenprodukte uad d#r Katalysator als ¥el der l«aktioaet«mp«ratar relativ fläasifer Bttekataad >arüakl>l·!-

Wahread di«c«r lehandlunf sorfallea di· Xwiseheaprodokt« der leaktioa aloht, aad es kann eiae tmsetsoaf die· ■er Prodmkt· au Adipiaaäareaitrll oder sa eehr ea« daait **rwaaetei Teriiiadiafea erfolgen, «enn ein Jtehjdrieraafekatalyaa· tor vorlieft·

Me Behaadluag kaaa la eiaer Torriehtang uateraoaiedlioaatea Type erfolgea vie »eiaplelavelee la einea ait Wiarer veraeaeaoa tofftl oder ia elaer ait geaeiatea Flatten odor eiaea diiaaea Vilaverdaapfer veraeheaea Saale· Xa wurde gefoadea, dafi ia all dieaea fallen die »eatea Xrgebniaae oraaltea vordea •el Terveadaac; ton Torrlohtoafea aad Areelta»ediaguafea_v die die Beaaadlaag iaaeraal¥ aear karser Seit eraugliohea and die koatiaalerlleae Xatferamag der Kfiokatäado goatattoa.

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BAD ORfQINAL

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Pi· Yerwemdung eines Filmverdampfers, vorzugsweise ■it einem Biihrer versehen, ergibt eine besonders vorteilhaft· Lösung des Probleme« Biese Vorrichtung ermöglicht einen gutem Wärmeaustausch und einen guten Kontakt »wieοhen Flüssigkeit und GaS₉ so daß die Behandlungsdauer auf wenige Sekunden verringert wird. Sie Behandlung kann mit praktisch denselben Ergebnissen entweder gleichlaufend oder im Qegenstrom erfolgen·

Ss ist wichtig, ein leismedium mit einer möglichst konstanten Temperatur wie beispielsweise kondensierende Bämpfo oder sirkttlierende Flüssigkeiten (a.B. das im Handel unter der Beseichnung Dowtherm befindliche Produkt, Mineralöle etc·) sw verwenden.

Die Temperatur des aus dem Verdampfer austretenden Produktes liegt im allgemeinen «wischen 220° und I50*C. Bei tieferen Temperaturen ist der Ausstoß nieht vollständig; bei höheren Temperaturen ist er awar vollstämdig, es tritt jedoch eine Terdickumg der Masse auf, so daß sich Schwierigkeiten beim Entfernen derselben ergeben·

IMLe bevorsugten Temperaturwert· liegen swisohen und 500*C. Sie Behandlung wird voraugsweise bei Atmosphäre*-»

BADÖÄI&

druok odor einem geringfügig höherem Druck Torgenommen·

Das Ammoniak wird in Mengen τοη 0,1 bis 20 Im^/kg h des in die Vorrichtung eingeführten rohen Produktes und vorzugsweise in Mengen τοη 1 -ΊΟ Im /kg h Torwendet·

Sie den Verdampfer Terlassenden Produkte können der litrilierung naoh ihrer Kondensation wieder zugeführt worden oder nioht, oder sie können mit dem Ammoniak zusammen im gasförmigen Zustand wieder zugeführt werden·

Sie naohfolgenden Beispiel· erläutern die Torliegende Erfindung, ohne sie einzuschränken· Beispiel 1 zeigt insbesondere die durch Destillation gemäß bekannten Verfahren erhaltenen Ergebnisse, so daß die naoh dem erfindungsgemäBen Verfahren erzielten Vorteile deutlicher zu ersehen sind.

Beispiel 1

Ser obere Teil eines Filmverdampferβ (Durohm·seer 60 mm, lohe des geheizten Teils $00 mm), der mit einem Rührer versehen ist, wird kontinuierlich mit 3,1 kg/h einer Traktion beschickt, die bei der kontinuierlichen Herstellung von Adipinsaurenitril in dor flüssigen Phase aus Adipinsäure und Ammoniak in uegenwart von Phosphorsäure erhalten wurde· Sie Traktion bestand auss

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-/Ali' ' ·■'<'■ - ■' '· .■'· BAD ORIGINAL

-T-

* Atiplnsäurenitrll 22,2 j£

- ü) -Gy&nvalerlanoäureaaid 34»6 i»

- nieht deatilllerbare Zwischenprodukte 34,2 jt

- Katalysator (als H-PO.) 0,5 jC

• t««rartlg· Nebenprodukte β_#5 i»

Bei «in·» Bruok ron 1 hi Hg «ad bsi Srwaraung alt tevthendäayfea, dl· bei 300⁹O komdeneieren, werden 1,725 k«/h elm·· Produkt·■ (38,5 JL Adiplnaäuxvaitril, 56 i* i^ amsättr«asld) als Destillat erhalten «ad «mtfernt, «fthrend !•dem 4·· T«rda«ff«rs 1,25 kg/h «la·· Xttekataad·· «atf«rat wer* d«n, der gleiohfall· wertvolle lwi«eheapr«dakt· (idiyiasäur·* aald) «athllt, dl« rerloreagehea·

Si···· Terfahrea let daher aioht T»rteilhaft, da aar •t«a (5 jC der ia dar Amsgaagama··· «athaltuMa Prodmkt· g«woaa«a aad sor leretellaag Toa Adlylaeäareaaid verwendet werden

3,1 kg/h d«s im Torigen 1·1β:>1·1 Terwendeten Produkts werdea knntinaierlloh dea oberen Teil «ia·· lHaTerdaa»f«rB (wi· Ia vorigen leiaflel) «ugefUhrt.

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BAD ORiQINAL

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Durch Srhltsen mit bei 310*0 kondensierenden lowthermdämpfen werden β Wm /h gasförmiges Ammoniak in den unteren Teil des Yerdaapfers und im Segenstrom alt de» ng·· führten Produkt eingeleitet«

laeh Abkühlen der den Yerdampfer Terlaesendem Dämpfe «erden 2,7 kg/h eine· kondensierten Produkte· erhalten, da· aus 38 Jt Adlpinaäurenitril, 47t? 9^ W-Cyanraleriansäureaeid, 6,5 ^ Adiplneäureanid und 5 % Waaeer besteht. Tom Boden dee ferianpfera werden 0,5 kg/h einer praktisch τβη Wertteilen Produkten für die Herstellung y#a Adipineiurenltrlle freien Sub« etana entfernt.

Arbeitet man in dieser Welse, so wird nioht nur eine partielle Umsetzung der Zwischenprodukte zu Adiplnsäurenltril und ^-OTanTaleriane iureamid eraielt, sondern nahe au (etwa 96 H) alle im Ausgangsprodukt vorhandenen Zwischenprodukte werden gern.

Wenn möglich, kOmnen die den Terdaämpfer Tsrlassenden Oase direkt bei der Herstellung τοη Adiplnsäurenltril ohne Torhergehende Kondensation Tcrwondot werden.

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Beispiel 3

Demselben in den beiden vorhergehenden Beispielen verwendeten Verdampfer werden kontinaierlioh 5 kg/h einer Fraktion lugeführt, die bei der kontinuierlichen Herstellung Ton Adipinsäurenitril in der flüssigen Phase aus Adipinsäure und Ammoniak und Dlamaoniumphoaphat als Katalysator erhalten wurden· Die Fraktion hatte folgende Susamraencetaungi

• Adipinsäurenitril 60 #

- a>-Cyanvaleriansüureamid 30 fo

- nicht destillierbare Zwischenprodukte 7t3 ^

- Katalysator (als 1 .PO ) 0,2 f»

- teerartige Nebenprodukte 2,5 Ί·>

Beim Einleiten von 6 Nm^/h Aaaoniak in den oberen Teil des Verdampfers (erhitzt mit bei 33O⁰C kondensierenden Dowtt ermdämpfen) im Gleichstrom mit dem eingeführten Produkt wurde ein praktisch vollkommenes Abstreifen aller wertvollen Produkte erreloht. Diese Produkte wurden am Ausgang des Verdampfers gekühlt. £s wurden 4,75 kg/h eines Kondensats erhalten, das folgende ^uaammenaetaunft mifwles. 73 $> Adipinaiurenitril, 20 ^ w-CyanvTilerlnnrj iureaald, 3 & Adininsäureanld, 2 ft Wasser· Vom Boden des Verdampfers wurden 0,25 kg/h eines Rückstandes entfernt, der verworfen wurde»

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Auf diese Weise wurden 98 i» der wertvollen, im Auegangematerial enthaltenen Produkte gewonnen. Diese Produkte können bei der Herstellung dee Adipinsäurenitrilβ wieder verwendet werden.

Beispiel A

Demselben in den Torhergehenden Beispielen verwendeten. Verdamper werden kontinuierlich 1,2 kg/h einer Fraktion augeführt, die bei der kontinuierlichen Herstellung von Adipinsäurenitril in der fliissigen Phase aus Adipinsäure und Ammoniak in Gegenwart von Phosphorsäure als Katalysator erhalten wurden. Die Fraktion hat folgende Zusammensetzung!

- Adipinsäurenitril 28,5 $>

- -Cyanvaleriansäureamid 37t2 fi

- nicht destillierbare Zwischen»
produkte 26,9 #

- Katalysator (als BLPO ) 0,4 %

- teerartige Nebenprodukte 7,0 $

In den unteren Teil des Verdampfers werden ia (Je genet rom alt den «ugeführteη Produkt 20 Nar/h auf 20O⁰C vorerhltites Ammoniak eingeleitet. Die Erhitzung des Verdampfers erfolgt durch Dowthermdärapfe, die bei 340 C kondensieren. Vom Boden des Verdampfers wurden 0,23 kg/h ei- ^ nes Rückstandes entfernt, der verworfen wurde· Die übertretenden wert-

ex? vollen Produkte, werden am Austritt dea Verdampfers gekühlt. Ee wurden ^<Ti 0,95 fee? «ines Kondensats erhalten, das aus einer Mischung von Adipinsäurero nitril und wertvollen Zwischenprodukten bestand} der Anteil an Adipinsäure

cd X;

^" in dieser Wschung beträgt 0,908 kg, das einer Ausbeute von 94 i> der Erhaltenen, wertvollen Produkte befc$lgt* ' .^:

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Claims (1)

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1. Yerfahren tür Entfernung wertvoller Produkt· au· den nicht flüchtigen lebenprodukten einschließlich d·· Katalysators« die in Misfhungen enthalten aind, welche aus der Reaktion »wisohe^Adipinsäure und Anmoniak bei hohen Te«« »eraturen in Gegenwart eines Katalysators stammen, daduroh gekennzeichnet, daß diese Mischungen alt einen AaaoniaketroB bei normalen Druck und Temperaturen swisohen 220*C und 33O⁰C behandelt werden.

2· Terfahren nach Anspruch 1, daduroh gekennseiohnet, daß die Flisßgesohwindigkeit 0,1 - 20 Me⁵Ag dss eingeführten Produktes und Torsugsweise 1 -10 Ie /kg beträgt·

3· Tsrfahren naoh den Tor^srgehenden Aneprüohen, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung ait eine·) Ameoniakstro« in eine· alt Rührer Tersehenen Fil«rerda«pfer erfolgt.

4· !erfahren naoh den vorhergehenden Aneprüohen, daduroh ge·

cc kennseiohnet, daß die Behandlung kontinuierlich erfolgt.

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