DE1768365C3 - Verfahren zur Herstellung von omega-Aminocarbonsäurenitrilen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von omega-AminocarbonsäurenitrilenInfo
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Description
Aus der DT-AS 10 79 649 ist es bekannt, ««-Aminocarbonsäurenitrile
durch Umsetzung von Lactamen mit Ammoniak in der Gasphase bei Normaldruck an Katalysatoren herzustellen. Um den Strömungswiderstand
im Reaktor zu überwinden, wird das Gas entweder dem Reaktor mit geringem Überdruck zugeführt
oder nach dem Reaktor ein geringer Unterdruck aufrechterhalten. Bei diesem Verfahren ist es jedoch notwendig,
hohe Überschüsse an Ammoniak bei der Reaktion einzusetzen, damit nennenswerte Anteile des
Lactams reagieren. Infolge der großen Verdünnung des Reaktionsgases mit Ammoniak sind die Raum-Zeit-Ausbeuten
sehr gering.
Es wurde nun gefunden, daß man diese Nachteile vermeiden kann, wenn man die Umsetzung zwischen
Lactamen und Ammoniak bei Drücken oberhalb einer Atmosphäre durchführt. Durch diese Maßnahme werden
die Raum-Zeit-Ausbeuten wesentlich gesteigert, so daß sie in einen wirtschaftlich interessanten Bereich
kommen. Die Raum-Zeit-Ausbeuten steigen mit wachsendem Druck an. Im allgemeinen dürften jedoch
Drücke oberhalb 10 atü keine nennenswerten wirtschaftlichen Vorteile mehr bringen. Die Reaktion wird
zweckmäßig im Temperaturbereich von 280 bis 4500C, vorzugsweise zwischen 320 und 38O°C, durchgeführt.
Der Ammoniaküberschuß pro Mol Lactam sollte zwischen 3 und 20 Mol liegen. Auch höhere Überschüsse
sind möglich.
Es ist als außerordentlich überraschend anzusehen, daß durch die Anwendung von Druck bei der Reaktion
von Lactamen mit Ammoniak die genannten Vorteile erzielt werden, denn bisher galt in der Fachwell die
Ansicht, daß die Anwendung von Druck bei dieser Reaktion keine Vorteile bringt (US-PS 28 30 072).
Als Katalysator können die nach dem Stand der Technik bekannten Dehydratisierungskatalysatoren
wie auf Trägern aufgebrachte Phosphor- oder Borsäure, Borphosphat, säureaktivierte Bleich- und Kieselerden,
Kaolin, Tonerde, Erdalkalioxid (vgl. US-PS 28 30 072; US-PS 28 27 476; BE-PS 6 87 588) sowie Titandioxid,
fluoriertes Aluminiumoxid und Magnesiumsilikal verwendet werden.
Das Verfahren zeichnen sich auch durch sehr geringe Nebenprodukt-Bildung aus.
In ein Reaktionssystem, welches aus einem elektrischen Vorerhitzer für Ammoniak und Lactam, einem
elektrisch beheizten Kontaktrohr (innerer Durchmesser 14 mm, Länge 0,7 m), einem Kühler mit Abscheider
und nachgeschaltetem Druckregelventil bestand, wurden stündlich 786 Nl Ammoniak und 268 g
f-CaproIactam gepumpt. Mit dem Druckregelventil wurde ein Druck von 6 ata im Reaktionsrohr eingestellt.
Das Kontaktrohr, das mit 90 ml Titandioxid-Pillen (4X4 mm) gefüllt worden war, wurde auf 3500C
gehalten.
Zur Herstellung des Tilandioxid-Katalysators wurde Rutil in pigmentierter Form mit 2,5%iger Pcrl-Leimlösung
vermischt, getrocknet und unter Zusatz von 1,5% Graphit zu Pillen verarbeitet.
Aus dem Abscheider wurden stündlich 309 g Reaktionsprodukt entnommen, das aus 18 g Wasser, 24 g
Ammoniak, 112 g 6-Aminocapronsäurenitril und 155 g ε-Caprolactam bestand. Der Anteil der Nebenprodukte
betrug weniger als 0,1 g. Aus der Zusammensetzung des Reaktionsproduktes errechnet sich ein Lactam-Umsatz
von 42% und als Raum-Zeit-Ausbeute eine 6-Aminocapronsäurenitril-Produktion von 1244 g/l Katalysator
und Stunde.
In einem Vergleichsversuch wurden unter Normaldruck stündlich 44,7 g Lactam und 131 Nl Ammoniak bei 35O0C durch das obengenannte Reaktionsrohr geleitet, so daß sich die gleiche mittlere Verweilzeit von 1 see ergab. Es resultierte hierbei ein Umsatz von 45%, aber nur eine 6-Aminocapronsäurenitril-Produktion von 220 g/l Katalysator und Stunde.
In einem Vergleichsversuch wurden unter Normaldruck stündlich 44,7 g Lactam und 131 Nl Ammoniak bei 35O0C durch das obengenannte Reaktionsrohr geleitet, so daß sich die gleiche mittlere Verweilzeit von 1 see ergab. Es resultierte hierbei ein Umsatz von 45%, aber nur eine 6-Aminocapronsäurenitril-Produktion von 220 g/l Katalysator und Stunde.
Beispiele 2 bis 5
Weitere Vergleichsbeispiele mit verschiedenen Katalysatoren sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Die Vergleichsversuche wurden bei 35O°C und bei einem Druck von 1 bzw. 7 ata unter Einhaltung
gleicher Verweilzeiten durchgeführt. Es ist in allen, Beispielen eine wesentliche Steigerung der Raum-Zeit-Ausbeute
festzustellen, wenn die Umsetzung von Lactam mit Ammoniak bei erhöhtem Druck stattfindet.
| Beispiel | Katalysator | Druck | Verweilzeit | Molverhältnis | Caprolactani | 6-Aminocapron- |
| NH3/Capro- | Umsatz | säurenitril-Aus- | ||||
| lactam | beute/l Kataly | |||||
| sator und Stunde | ||||||
| (ata) | (see) | (%) | (g) | |||
| 2 | Anatas + H3PO4 | 7 | 2,34 | 223 | 42,8 | 433' |
| 1 | 2,37 | 223 | 47,0 | 67 | ||
| 3 | Borphosphat | 7 | 2,54 | 22,3 | 18,5 | 172 |
| 1 | 2,64 | 21,7 | 13,0 | 17 |
(Fortsetzung)
Beispiel Katalysator
4 fluoriertes Al2O3
5 Magnesiumsilikat
Zur Herstellung des im Beispiel 2 benutzten Katalysators wurden 560 g Titandioxid (Analas) mit 100 s
85%iger Phosphorsäure vermengt Die entstandene Paste wurde getrocknet und 2,5 Stunden bei 450 bis
5000C geglüht Das erhaltene Produkt wurde auf eine Korngröße von 0,5 bis 2 mm gebracht und als Katalysator
eingesetzt
Das im Beispiel 3 als Katalysator benutzte Borphosphat war ein Granulat der Korngröße 1 bis 1,5 mm.
Im Beispiel 4 wurden zur Herstellung des Kataly-
| 17 | 68 365 | Molverhältnis N!h/Capro- l.tclam |
4 | 6-Aminocapron- säurenitril-Aus- beule/l Kataly sator und Stunde (g) |
| Druck (ata) |
VerweiUeit (see) |
223 21,7 22,6 22,4 |
Caprolaclam Umsatz |
516 54 463 71 |
| 7 1 7 1 |
2,55 2,50 2,54 2,41 |
55,6 39,5 503 51,0 |
||
sators 200 g y-Al2O3 von 0,6 bis 1 mm Körnung und
einer spezifischen Oberfläche von etwa 108 m2/g mit
einer Lösung von 100 g NH4HF2 in 300 ml Wasser
19 Stunden bei Raumtemperatur getränkt Dann wurde
die Flüssigkeit dekantiert und der Feststoff getrocknet.
Im Beispiel 5 wurde Magnesiumsilikat (»gefallt,
rein«) mit Wasser zu einer Paste angeteigt und anschließend getrocknet. Das so erhaltene Produkt wurde
auf eine Korngröße von 0,6 bis 1 mm gebracht und dann als Katalysator verwendet.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von m-Aminocarbonsäurenitrilen durch Umsetzung von Lactamen mit einem Überschuß an Ammoniak bei erhöhter Temperatur in der Gasphase in Gegenwart von Feststoffkatalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei Drücken oberhalb 1 Atm. durchführtFür das Verfahren geeignete Lactame sind z. B. Butyrolactam, Valerolactam, Önanthlactam, Laurinlactam, von technisch überwiegender Bedeutung ist jedoch die Überführung des f-Caprolactams in das 6-Aminocapronsäurenitril. Man kann auch das durch Depolymerisation von Polycaprolactam gewonnene sogenannte Spalüactam verwenden.Die ίυ-Aminoalkancarbonsäurenitrile sind wertvolle Ausgangsmaterialien z. B. für die entsprechenden Diamine oder für Schädlingsbekämpfungsmittel.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19681768365 DE1768365C3 (de) | 1968-05-06 | Verfahren zur Herstellung von omega-Aminocarbonsäurenitrilen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19681768365 DE1768365C3 (de) | 1968-05-06 | Verfahren zur Herstellung von omega-Aminocarbonsäurenitrilen |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1768365A1 DE1768365A1 (de) | 1971-11-11 |
| DE1768365B2 DE1768365B2 (de) | 1976-01-29 |
| DE1768365C3 true DE1768365C3 (de) | 1976-09-23 |
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