DE2130488B2 - Verfahren zur Isomerisation von l,4-Dichlorbuten-(2) in 3,4-Dichlorbuten-O) und umgekehrt - Google Patents

Verfahren zur Isomerisation von l,4-Dichlorbuten-(2) in 3,4-Dichlorbuten-O) und umgekehrt

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Description

I)
20
I1S
Das aus der Chlorierung von Butadien erhaltene Dichlorbuten ist eine Mischungder isomeren Verbindungen l,4-Dichlorbuten-(2) und 3,4-Dichlorbuten-(l), die etwa 60% des ersten und etwa 40% des letzteren umfaßt Diese beiden Isomeren liegen gewöhnlich in der Mischung im Gleichgewicht vor, wobei das Verhältnis von den Herstellungsbedingungen abhängt
Die üblichen Verfahren zur Isomerisation von l,4-Dichlorbuten-(2) in 3,4-Dichlorbuten-(l) oder von 3,4-Dichlorbuten-(l) in l,4-Dichlorbuten-(2) bestehen im Erhitzen der gemischten Isomeren mit einem oder mehreren Metallsalzen von Kupfer, Eisen, Zink, Titan, Aluminium oder Zirkonium als Katalysator oder im Erhitzen der Isomeren in Abwesenheit von Katalysatoren. Ungeachtet des zur Isomerisation verwendeten Verfahrens ist die Umwandlungsgeschwindigkeit uner- r>o wünscht langsam, und zur Erzielung geeigneter Ausbeuten des richtigen Isomeren sind hohe Temperaturen erforderlich, die auch zu gewissen unerwünschten Nebenprodukten führen.
Es wurde nun gefunden, daß die Verwendung eines besonderen Katalysators die Geschwindigkeit der Isomerisationsreaktionen merklich beschleunigt.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Isomerisation von l,4-Dichlorbuten-(2) in 3,4-Dichlorbuten-{2) bzw. von 3,4-Dichlorbuten-(2) in 1,4-Dichlorbuten-(2) in Gegenwart eines Katalysators, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das zu isomerisierende Dichlorbuten in Gegenwart eines Katalysators bestehend aus einem Kupfernaphthenat und o- oder p-Nitroanilin oder einem durch eine Alkylgruppe mit 1 -4 C-Atomen substituierten Nitroanilin auf Temperaturen zwischen 80 und 160° C erhitzt, wobei der Nitroanilinanteil in einer Menge zwischen 0,5 und 10 Gew.-% des Gesamtgewichts der Reaktionsmischung, bestehend aus den Dichlorbutenen und den Katalysatoren, vorliegt
Bevorzugte Alkylsubstituenten sind insbesondere der Methyl- und Äthylrest
Die Menge des im Katalysatorpräparat anwesenden Nitroanilins beträgt vorzugsweise 1,0 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Mischung aus Katalysator und Dichlorbuten, variieren.
Die erfindungsgemäße Isomerisation kann zwischen Temperaturen von 80—160°C, vorzugsweise zwischen 100-130° C, bei atmosphärischem, über- oder unteratmosphärischem Druck durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann absatzweise oder kontinuierlich durchgeführt werden. Vorzugsweise wird das Verfahren kontinuierlich durchgeführt Soll 1 ^-Dichlorbutene in 3,4-Dichlorbutene 1) umgewandelt werden, dann wird das erstere oder das oben beschriebene direkte Chlorierungsprodukt von Butadien, das vorzugsweise von hoch siedenden Materialien befreit ist, kontinuierlich in einem den Katalysator enthaltenen Reaktor eingeführt Es wird erhitzt, und das reine 3,4-Dichlorbuten-(l) wird durch eine Fraktionierungskolonne abdestilliert Die Vorrichtung wird vorzugsweise unter vermindertem Druck gehalten, da es weder notwendig noch zweckmäßig ist, die Reaktion beim normalen Siedepunkt der Dichlorbutene durchzuführen. So kann die Destillation aus dem Reaktor selbst erfolgen. Da 3,4-Dichlorbuten-(l) einen niedrigeren Siedepunkt als 1,4-Dichlorbutene) hat, wird das Gleichgewicht der Reaktion zugunsten des ersteren verschoben, und das gesamte l,4-Dichlorbuten-(2), das zur Aufrechterhaltung einer konstanten Reaktionsmenge in den Reaktion eingeführt wird, wird somit in 3,4-Dichlorbuten-(l) umgewandelt Es wird betont, daß kein Verlust an Katalysator durch das abdestillierende 3,4-Dichlorbuten-(l) entsteht Da jedoch ein sehr geringer Anteil der Dichlorbutene in höhersiedende Produkte umgewandelt wird, ist es notwendig, eine geringe Menge aus der Reaktion als Flüssigkeit zu entfernen, um eine Anhäufung der hochsiedenden Produkte zu vermeiden. Diese Menge wird zur Rückgewinnung des Dichlorbutengehaltes einer getrennten Destillation unterworfen, und letztere werden dann in den Reaktor zurückgeführt Dabei verbleibt der Katalysator in den hohersiedenden Produkten belassen, wodurch in der Praxis dem Reaktor eine ganz geringe Katalysatormenge als Ersatz zugegeben werden muß. Diese sollte zur Aufrechterhaltung der bevorzugten Reaktionsgeschwindigkeit ausreichen.
Wo in einem anderen Fall die Umwandlung von 3,4-Dichlorbuten-(l) in l,4-Dichlorbuten-(2) gewünscht ist, werden die gemischten Dichlorbutene wiederum wie oben beschrieben in ein kontinuierliches Reaktorsystem eingeführt; in diesem Fall wird jedoch zur Abtrennung des l,4-Dichlorbuten-(2) ein flüssiger Strom aus dem Reaktor abgezogen und zu einem entsprechenden Punkt nahe der Basis der nicht mit dem Reaktor verbundenen Fraktionierungskolonne, die mit ihren eigenen Kocher versehen ist, geführt Das 3,4-DichIorbuten-(l) wird vom Kolonnenkopf entfernt und zum Reaktor zurückgeführt, und der l,4-Dichlorbuten-(2)-dampf wird nahe der Basis der Kolonne, jedoch unterhalb des Beschickungspunktes entfernt Der katalysatorhaltige Flüssigkeitsstrom aus dem Kocher der Kolonne wird zum Reaktor zurückgeführt, wobei ein geeigneter Anteil zur getrennten Destillation entfernt wird, um die Ansammlung hochsiedender
Produkte im Reaktor zu verhindern. Eine regelmäßige Katalysatorzugabe zum Reaktor ist zum Ersatz des mit den hochsiedenden Produkten entfernten Katalysators und zur Aufrechterhaltung' der Reaktionsgeschwindigkeit notwendig.
Beispiele
3 Teile Cuprinaphthenai (handelsübliches Produkt mit 5% GewVGew. metallischem Cu) und 3 Teile des in Tabelle 1 und 2 gezeigten Zusatzes wurden zu 100 Teilen l,4-Dichlorbuten-2 zugefügt Die Mischung wurde sehr schnell auf 120° C erhitzt und zu verschiedenen Zeiten wurden Proben entnommen und durch Gasphasen-Chromatographie analysiert Aus der
Tabelle 1
Aufzeichnung der Umwandlung von 3,4-Dichlorbuten-l gegen die Zeit wurde R (Zeit in min, die zur Erzielung einer 10%igen Umwandlung in 3,4-Dichlorbuten-l notwendig ist) gemessen.
Gleichzeitig wurde in derselben Weise eine nicht erfindungsgemäße Kontrollisomerisation von 100 Teilen l,4-Dichlorbuten-2 mit Zugabe von nur 3 Teilen Cuprinaphthenat durchgeführt Aus der Aufzeichnung der Umwandlung in 3,4-Dichlorbuten-l gegen die Zeit wurde C (Zeit in min, die zur Erzielung einer 10%igen Umwandlung in 3,4-Dichlorbuten-l notwendig ist) gemessen.
Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle 1 und 2 aufgeführt
Katalysator Zusatz C
R
C-R (min)
Cuprinaphthanat p-Nitroanilin 3,86 + 20
Cuprinaphthanat o-Nitroanilin 1,33 + 9
Cuprinaphthanat keiner 1,00 0
Tabelle 2
Katalysator Zusatz C
R
R-C (min)
Cupri-naphthanat 2-Methyl-5-nitroanilin 6,00 + 50
Cupri-naphthanat 4-Methyl-2-nitroanilin 3,65 + 34,5
Cupri-naphthanat 2-Methyl-4-nitroanilin 2,62 + 27,5

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Isomerisation von 1,4-Dichlorbuten-{2) in 3,4-Dichlorbu tsn-(2) bzw. von 3,4-Dichlorbuten-{2) in l,4-Dichlorbuten-(2) in Gegenwart eines Katalysators, dadurch gekennzeichnet, daß man das zu isomerisierende Dichlorbuten in Gegenwart eines Katalysators bestehend aus einem Kupfernaphthenat und o- oder p-Nitroanilin oder einem durch eine Alkylgruppe mit 1 -4 C-Atomen substituierten Nitroanilin auf Temperaturen zwischen 80 und 1600C erhitzt, wobei der Nitroanilinanteil in einer Menge zwischen 0,5 und 10 Gew.-% des Gesamtgewichts der Reaktionsmischung, bestehend aus den Dichlorbutenen und den Katalysatoren, vorliegt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Isomerisation in Gegenwart eines Katalysators durchführt, der aus Kupfernaphthenat und p-Nitroanilin besteht
3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator das Nitroanilin in einer Menge von etwa 3 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht aus Dichlorbutenen und in der Reaktionsmischung anwesendem Katalysator enthält
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Isomerisation bei einer Temperatur zwischen 100 -130° C durchführt
10
DE2130488A 1970-06-30 1971-06-19 Verfahren zur Isomerisation von l,4-Dichlorbuten-<2) in 3,4-Dichlorbuten-(1) und umgekehrt Expired DE2130488C3 (de)

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