DE2238452A1 - PROCESS FOR THE CONTINUOUS MANUFACTURING OF HEXAMETHYLENEDIAMINE BY HYDROGENATION OF ADIPONITRILE - Google Patents
PROCESS FOR THE CONTINUOUS MANUFACTURING OF HEXAMETHYLENEDIAMINE BY HYDROGENATION OF ADIPONITRILEInfo
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Description
3. August 1972 1/7134August 3, 1972 1/7134
Zimmer Aktiengesellschaft Planung und Bau von Industrieanlagen 6 Frankfurt (Main) 60Zimmer Aktiengesellschaft Planning and construction of industrial plants 6 Frankfurt (Main) 60
Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Hexamethylendiamin durch Hydrierung von AdiponitrilProcess for the continuous production of hexamethylenediamine by hydrogenating adiponitrile
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Hexamethylendiamin durch Hydrierung von Adiponitril bei einem Wasserstoffpartialdruck von mehr als 25 atu, vorzugsweise zwischen 180 und 300 atu, in Gegenwart von Ammoniak an Katalysatoren mit Gehalten an Kobalt und seinen Verbindungen sowie an Verbindungen der Alkali- und Erdalkalimetalle bei Temperaturen zwischen 80 und 250 0C, vorzugsweise zwischen 100 und 150 C.The invention relates to a process for the continuous production of hexamethylenediamine by hydrogenation of adiponitrile at a hydrogen partial pressure of more than 25 atu, preferably between 180 and 300 atu, in the presence of ammonia over catalysts with contents of cobalt and its compounds and of compounds of alkali - And alkaline earth metals at temperatures between 80 and 250 0 C, preferably between 100 and 150 C.
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Hexamethylendiamin ist ein wichtiges Massenprodukt für die Herstellung von Polyamiden, insbesondere von Polyhexamethylenadipamid und Polyhexamethylensebazinsäurediamid. Es wird vorzugsweise auf die vorstehend beschriebene Art durch einen Hydriervorgang an speziellen Katalysatoren hergestellt. FUr den Hydriervorgang ist eine ganze Reihe von Katalysatoren bekanntgeworden. So sind z. B. in der DT-OS 1 518 118 ein Kobalt-Katalysator und ein Verfahren zu seiner Herstellung beschrieben, bei denen die Anwesenheit von Magnesiumoxid eine besondere Rolle spielt. Die Form, in der der bekannte Katalysator eingesetzt werden soll, ist jedoch nicht angegeben. Es wird nur als beispielhaft ausgeführt, dass die Katalysatorkomponenten ausgefällt und auf Trägerkörpern niedergeschlagen werden können. Trägerkatalysatoren haben aber in vielen Fällen keine langen Standzeiten bzw. vertragen keine grosse Belastung. Es wurde ausserdem gefunden, dass die Anwesenheit von sauren Trägerstoffen wie Siliciumdioxyd die Bildung von Nebenprodukten wie Hexamethylenimin, Diaminocyclohexan-1,2, Anilin und sekundären Aminen erhöht. Diese Nebenprodukte sind nicht nur für die weitere Verarbeitung störend, sie vermindern auch die Ausbeute. In der genannten Druckschrift ist eine Ausbeute zwischen 88 und 97 % als erreichbar angegeben.Hexamethylene diamine is an important mass product for the production of polyamides, especially polyhexamethylene adipamide and polyhexamethylene sebacic acid diamide. It will preferably prepared in the manner described above by a hydrogenation process on special catalysts. For A number of catalysts have become known about the hydrogenation process. So are z. B. in DT-OS 1 518 118 a Cobalt catalyst and a process for its preparation are described in which the presence of magnesium oxide plays a special role. However, the form in which the known catalyst is to be used is not specified. It is only run as an example that the Catalyst components can be precipitated and deposited on carriers. Have supported catalysts but in many cases they do not have long idle times or do not tolerate heavy loads. It was also found that the presence of acidic carriers such as silicon dioxide leads to the formation of by-products such as hexamethyleneimine, Diaminocyclohexane-1,2, aniline and secondary amines increased. These by-products not only interfere with further processing, they also reduce the yield. In the cited publication, a yield of between 88 and 97% is stated to be achievable.
Für ein Massenprodukt wie Hexamethylendiamin ist ein technischer Fortschritt schon dann gegeben, wenn die Ausbeute bzw. die Reinheit auch nur geringfügig angehoben werden kann. Es darf nämlich nicht übersehen werden, dass selbst geringfügige Anteile von Nebenprodukten kostspielige ReI-nigungs- und Aufbereitungsprozesse erforderlich wichen, welche die Konkurrenzfähigkeit des Produkts entscheidend verschlechtern können. In Verbindung mit Trägerkatalysa-For a mass product such as hexamethylenediamine, technical progress is already given if the yield or the purity can only be increased slightly. It should not be overlooked that even small amounts of by-products have given way to costly cleaning and treatment processes, which can significantly worsen the competitiveness of the product. In connection with supported catalyst
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toren wurden nicht nur die bereits oben aufgezählten Nachteile hinsichtlich der Nebenproduktbildung festgestellt, es hat sich auch gezeigt, dass Trägerkatalysatoren nicht in der Lage sind, die wünschenswerten hohen Raum-Ze It-' Umsätze bei höchster Selektivität zu erzielen.not only the disadvantages listed above with regard to by-product formation were found, it has also been shown that supported catalysts are unable to achieve the desirable high space-time To achieve sales with the highest selectivity.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den bekannten Katalysatorsystemen anhaftenden Nachteile zu vermeiden und einen Katalysator anzugeben, der bei hoher Belastung ein Höchstmaß an Selektivität bzw. Ausbeute garantiert und dabei lange Standzeiten aufweist. Es wurde nunmehr überraschend gefunden, dass die gestellte Aufgabe bei dem eingangs beschriebenen Verfahren erfindungsgemäss gelöst «erden kann durch die Verwendung von Katalysatoren, die aus einer homogenen Mischung von Oxiden und/oder Karbonaten des Kobalts und Verbindungen, vorzugsweise Hydroxiden der Alkali- und Erdalkalimetalle, ggf. unter Verwendung eines Bindemittels, durch Granulieren bzw. Pelletisieren und nachfolgende thermische Behandlung der Katalysatorgrünlinge in Wasserstoffatmosphäre bei Temperaturen zwischen 80 und 350 0C bis zur mindestens teilweisen Reduktion der Kobaltverbindung zu Kobaltmetall hergestellt werden.The invention is based on the object of avoiding the disadvantages inherent in the known catalyst systems and of specifying a catalyst which guarantees a high degree of selectivity or yield at high loads and at the same time has a long service life. It has now been found, surprisingly, that the object set can be achieved according to the invention in the method described at the beginning by the use of catalysts which are composed of a homogeneous mixture of oxides and / or carbonates of cobalt and compounds, preferably hydroxides of alkali and alkaline earth metals, be prepared by using a binder, by granulating or pelletizing and subsequent thermal treatment of the catalyst green bodies in a hydrogen atmosphere at temperatures of 80-350 0 C to at least partial reduction of the cobalt compound to cobalt metal if necessary.
Ein solcher trägerloser Katalysator unterscheidet sich grundsätzlich von den Trägerkatalysatoren, und zwar dadurch, dass er über den gesamten Querschnitt die gleiche, homogene Zusammensetzung aufweist. Damit ist einmal eine lange Lebensdauer verbunden, zum andern werden ansonsten mit dem Trägermaterial mögliche Nebenreaktionen ausgeschaltet. Im vorliegenden Falle gelingt es mit dem erfindungsgemässen Katalysator insbesondere, die Bildung von Diaminocyclohexan-1,2, ein höchst unerwünschtes Nebenprodukt, umSuch an unsupported catalyst is different basically of the supported catalysts, namely by the fact that they have the same, has a homogeneous composition. This is linked to a long service life on the one hand, and otherwise with the carrier material eliminated possible side reactions. In the present case it is possible with the one according to the invention Catalyst in particular, the formation of diaminocyclohexane-1,2, a highly undesirable by-product to
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mindestens den Faktor 2 herabzusetzen. Während der Gehalt dieses Nebenprodukts bei Verwendung von Trägerkatalysatoren durchschnittlich 2500 ppm beträgt, gelingt es bei Verwendung des erfindungsgemässen Katalysators, nicht nur diesen An-reduce by at least a factor of 2. While the content of this by-product when using supported catalysts is on average 2500 ppm, it is possible when using the catalyst according to the invention, not only this
teil auf weniger als 1300 ppm zu reduzieren, sondern auch die Sekundär-Aminbildung, z. B. des Bis-Hexamethylentriamins, zu unterdrücken.in part to less than 1300 ppm, but also secondary amine formation, e.g. B. of bis-hexamethylene triamine, to suppress.
Durch die angegebene Behandlung der Katalysatorgrünlinge in Wasserstoffatmosphäre bei Temperaturen zwischen 80 und 350 0C werden die Oxide und/oder Karbonate des Kobalts ganz oder teilweise zu Kobalt reduziert.As a result of the specified treatment of the green catalyst pieces in a hydrogen atmosphere at temperatures between 80 and 350 ° C., the oxides and / or carbonates of cobalt are wholly or partially reduced to cobalt.
Das gefundene Ergebnis ist auch insofern überraschend, als noch in der DT-OS 2 101 911 im Hinblick auf die Adiponitril-Hydrierung angegeben wurde, dass der Alkali- bzw. der Erdalkalihydroxidanteil von Kobalt-Kontakten einen ganz geringen Wert nicht übersteigen darf, da ansonsten wieder ein Anstieg der unerwünschten, ausbeutemindernden Nebenprodukte wie Diaminocyclohexylamin und Aminomethylcyclopentylamin erfolgen würde. Im Gegensatz dazu wurde festgestellt, dass der erfindungsgemässe Kobalt-Katalysator auch bei höheren Basen- bzw. Alkaligehalten bis zu 55 Gew.-% nicht nur keine Minderung der Hexamethylendiamin-Ausbeute und auch keinen Verlust an katalytischer Wirksamkeit mit sich bringt, sondern vielmehr im Hinblick auf die Selektivität und Reaktionsgeschwindigkeit den herkömmlichen Katalysatoren merklich überlegen ist.The result found is also surprising insofar as it was stated in DT-OS 2 101 911 with regard to adiponitrile hydrogenation that the alkali or alkaline earth hydroxide content of cobalt contacts must not exceed a very low value, otherwise back on Increase in undesirable, yield-reducing by-products such as diaminocyclohexylamine and aminomethylcyclopentylamine would take place. In contrast, it was found that the cobalt catalyst according to the invention also at higher Base or alkali contents of up to 55% by weight not only do not reduce the hexamethylenediamine yield and also none Loss of catalytic effectiveness brings with it, but rather noticeable in terms of selectivity and reaction rate of the conventional catalysts is superior.
Der Anteil des Katalysators an Kobaltoxid kann dabei in weiten Grenzen streuen. Er kann nach der thermischen Behandlung, berechnet als Kobaltmetall, zwischen 10 undThe proportion of cobalt oxide in the catalyst can be in spread wide boundaries. After the thermal treatment, calculated as cobalt metal, it can range between 10 and
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75 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 30 und 65 Gew.-%, betragen. Auch der Gehalt an Hydroxiden der Alkali- und Erdal-1 kalimetalle kann in weiten Grenzen schwanken und beispielsweise zwischen 1 und 55 Gew.-%, vorzugsweise aber zwischen 5 und 45 Gew.-%, bezogen auf den fertigen Katalysator, betragen. Schliesslich ist auch der Reduktionsgrad des Kobaltanteils in einem weiten Bereich ohne Beeinflussung der Wirksamkeit des Katalysators variabel. Es ist möglich, die thermische Behandlung der Katalysatorgrünlinge unter Wasserstoff atmosphäre so lange durchzuführen, bis der Reduktionsgrad des im Katalysator enthaltenen Kobalts zwischen 20 und 100 %, vorzugsweise zwischen 35 und 70 % liegt.75% by weight, preferably between 30 and 65% by weight. Also, the content of hydroxides of the alkali and alkaline earth kalimetalle 1 can vary within wide limits and, for example, between 1 and 55 wt .-%, but preferably between 5 and 45 wt .-%, based on the finished catalyst amount. Finally, the degree of reduction of the cobalt content can also be varied over a wide range without influencing the effectiveness of the catalyst. It is possible to carry out the thermal treatment of the green catalyst compact under a hydrogen atmosphere until the degree of reduction of the cobalt contained in the catalyst is between 20 and 100%, preferably between 35 and 70%.
Ein weiterer Vorzug des erfindungsgemässen Katalysators ist sein weiter Arbeitsbereich. Es hat sich gezeigt, dass die Hydrierselektivität innerhalb einer Temperaturabweichung von 40 C kaum temperaturabhängig ist. Innerhalb dieses Bereiches enthält das Reaktionsprodukt mindestens 99 % Hexamethylendiamin. Dabei sind an das zur Hydrierung verwendete Adiponitril keine besonderen Reinheitsanforderungen zu stellen. Der Anteil an Nebenprodukten soll jedoch 0,8 % im allgemeinen nicht übersteigen. Ausserdem ist es gleichgültig, aus welchem Herstellungsprozess das Adiponitril stammt. Adiponitril, welches nach dem Amalgam- oder Hydrodimerisierungsverfahren gewonnen wurde, eignet sich für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens in gleicher Weise. Another advantage of the catalyst according to the invention is his broad area of work. It has been shown that the hydrogenation selectivity is within a temperature deviation of 40 C is hardly temperature-dependent. Within this range, the reaction product contains at least 99% Hexamethylenediamine. There are no particular purity requirements for the adiponitrile used for the hydrogenation to deliver. However, the proportion of by-products should generally not exceed 0.8%. Besides, it doesn't matter which manufacturing process the adiponitrile comes from. Adiponitrile, which after the amalgam or hydrodimerization process was obtained, is suitable for carrying out the method according to the invention in the same way.
Einzelheiten im Hinblick auf die Herstellung des erfindungsgemässen Katalysators mit verschiedenen prozentualen Anteilen seiner Bestandteile können den nachfolgenden Bei-Details with regard to the preparation of the inventive Catalyst with different percentages of its constituents can have the following two
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spielen 1 bis 4 entnommen werden. Die Wirkungsweise der Katalysatoren wird anhand der in den gleichen Beispielen beschriebenen Hydrierverfahren aufgezeigt.play 1 to 4 can be taken. The mode of action of the catalysts is illustrated in the same examples shown hydrogenation process described.
Der für den erfindungsgemässen Katalysator notwendige basische Anteil kann bei der Katalyeatorherstellung auf verschiedene Weise erzielt werden.The one necessary for the catalyst according to the invention basic content can be achieved in various ways in the manufacture of the catalyst.
Entweder man gibt vorteilhaft die hydroxidische Form schon von vornherein zu oder man bildet die hydroxidische Form erst beim Reduzieren des Katalysators indem man oxidische Formen der Alkali- und Erdalkalimetalle mit Wasserdampf bei etwas erhöhter Temperatur umsetzt.Either the hydroxidic form is advantageously added in advance or the hydroxidic form is formed only when reducing the catalyst by using oxidic forms of the alkali and alkaline earth metals with water vapor reacts at a slightly elevated temperature.
So kann man auch Lösungen, vorzugsweise von Chlorid oder Nitrat» der Metalle Kobalt und z. B. Calcium im erforderlichen Verhältnis mit Natronlauge fällen, den Niederschlag aus Kobalthydroxid und Calciumhydroxid abtrennen und gewaschen oder ungewaschen trocknen und zu den entsprechenden Formungen maschinell verarbeiten. Mit dieser Arbeitsweise gelingt es leicht, noch weitere Promotoren einzubringen.So you can also solutions, preferably of chloride or nitrate »of the metals cobalt and z. B. Precipitate calcium in the required ratio with sodium hydroxide solution, the precipitate Separate from cobalt hydroxide and calcium hydroxide and dry washed or unwashed and to the appropriate Process shapes by machine. With this procedure, it is easy to bring in further promoters.
Auch können entsprechende Alkali- oder Erdalkalikarbonate verwendet werden, die nach Vermischen mit der Kobaltverbindung thermisch zersetzt werden und dann bei niederen Temperaturen, wie besprochen, weitgehend in die hydroxidische Form überführt werden können. Ein gewisser Oxid- und/oder Karbonatanteil wirkt sich nicht störend aus.Corresponding alkali metal or alkaline earth metal carbonates can also be used which, after mixing with the cobalt compound, are thermally decomposed and then, at low temperatures, as discussed, largely converted to hydroxide Form can be converted. A certain amount of oxide and / or carbonate does not have a disruptive effect.
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54,9 Teile (Gewichtsteile) basisches Kobaltkarbonat/ 5 Teile Natriumhydroxid, 21 Teile Wasserglas (Dichte - 1,37) und ca. 8 Teile Wasser wurden nacheinander in einem Mischer intensiv zu einer dicken Paste angeteigt und nachfolgend zu Strangabschnitten (Grünlingen) vom Durchmesser 4,5 mm und ca. 6 mm Länge verformt. Die sog. Katalysatorgrünlinge wurden bei 120 0C langsam getrocknet und in einem Schachtofen als lose Schüttung bei einer Temperatur von 350 0C langsam mit Wasserstoff behandelt.54.9 parts (parts by weight) of basic cobalt carbonate / 5 parts of sodium hydroxide, 21 parts of water glass (density - 1.37) and approx. 8 parts of water were successively made into a thick paste in a mixer and then into strand sections (green compacts) with a diameter Deformed 4.5 mm and approx. 6 mm in length. The so-called green catalyst bodies were slowly dried at 120 ° C. and slowly treated with hydrogen in a shaft furnace as a loose bed at a temperature of 350 ° C.
Nach einer Zeitdauer von 36 h wurde die Behandlung abgebrochen und der Katalysator abgekühlt. Eine Analyse ergab folgende Zusammensetzung: The treatment was discontinued after a period of 36 hours and the catalyst cooled. An analysis showed the following composition:
Bestandteile:Components:
Kobalt, gesamt . 61,2 Gew.-%Cobalt, total. 61.2% by weight
Natriumhydroxid (freies) 7,0 Gew.-%Sodium hydroxide (free) 7.0% by weight
Natriumsilikat (aus Wasserglas) ca. 22,0 Gew.-%Sodium silicate (from water glass) approx. 22.0% by weight
Reduktionsgrad 64 %Degree of reduction 64%
2000 ml des wie angegeben hergestellten Katalysators wurden als lose Schüttung in ein mit Mantelheizung versehenes druck· festes Reaktionsrohr von 3,0 cm Durchmesser und 600 cm Höhe eingefüllt und auf eine Temperatur von 100 0C aufgeheizt. Mittels einer im oberen Teil des Reaktionsrohres angebrachten Rieselvorrichtung wurden stündlich 1,04 kg Adiponitril eingespeist. Ferner wurden stündlich 1,4 kg Ammoniak und 22,0 Nm Wasserstoff zugeführt und die Verfahrensparameter so gesteuert, dass in dem Reaktionsrohr ein Druck von 265 atm herrschte. Die Temperaturen betrugen am Eingang des 2000 ml of the catalyst prepared as described were placed as a loose bed in a vessel equipped with heating jacket · pressure-resistant reaction tube of 3.0 cm diameter and 600 cm in height and heated to a temperature of 100 0 C. A trickle device installed in the upper part of the reaction tube was used to feed in 1.04 kg of adiponitrile per hour. In addition, 1.4 kg of ammonia and 22.0 Nm of hydrogen per hour were fed in and the process parameters were controlled so that a pressure of 265 atm prevailed in the reaction tube. The temperatures were at the entrance of the
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Reaktionsrohres 85 °C, in der Mitte 95 0C und am Ausgang 120 0C. Eine Analyse des Produktes brachte folgendes Ergebnis :Reaction tube, 85 ° C, in the middle of 95 0 C and at the outlet 120 0 C. An analysis of the product gave the following results:
Hexamethylendiamin 99,4 % Hexamethylenediamine 99.4 %
Hexamethylenimin 0,17 %Hexamethyleneimine 0.17%
Diaminocyclohexan-1,2 0,16 %Diaminocyclohexane-1,2 0.16%
sekundäre Amine 0,18 % secondary amines 0.18 %
2-Aminomethylcyclopentylamin 600 ppm 2-aminomethylcyclopentylamine 600 ppm
Anilin nicht nachweisbarAniline not detectable
Das Einsatzprodukt war chemisch gereinigtes Adiponitril aus der katalytischen erschöpfenden AmmonoIyse von Adipinsäre bei Temperaturen zwischen 270 und 320 0C. Der Gehalt an 2-Aminomethylcyclopentylamin entsprach nur dem im eingesetzten Adiponitril enthaltenen 2-Cyano-cyclopenten-1-ylamin (550 bis 600 ppm). Eine Erhöhung des 2-Aminomethylcyclopentylamin-Anteiles durch den Hydrierprozess hatte also nicht stattgefunden. E-Aminocapronitril und Adiponitril konnten nicht nachgewiesen werden, was einem vollständigen Umsatz des Adiponitrile entspricht. Nach Durchsatz von 71 kg Adiponitril war keine Minderung der Katalysatoraktivität festzustellen. Aus den obigen Zahlenangaben errechnet sich eine KatalysatorbelastungThe feedstock was chemically purified adiponitrile from the catalytic exhaustive AmmonoIyse Adi pinsäre at temperatures from 270 to 320 0 C. The content of 2-aminomethylcyclopentylamine corresponded only contained in the inserted adiponitrile 2-cyano-cyclopenten-1-ylamine (550 to 600 ppm ). There was therefore no increase in the 2-aminomethylcyclopentylamine content as a result of the hydrogenation process. E-aminocapronitrile and adiponitrile could not be detected, which corresponds to complete conversion of the adiponitrile. After throughput of 71 kg of adiponitrile, no reduction in the catalyst activity was found. A space velocity over the catalyst is calculated from the above figures
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von 0,52 kg Adiponitril pro dm Katalysator und Stunde. 3
of 0.52 kg of adiponitrile per dm of catalyst and hour.
Der gemäss Beispiel 1 hergestellte Katalysator wurde in der gleichen Menge und in der gleichen Reaktionsvorrichtung stündlich nunmehr mit 1,4 kg Adiponitril, 3,3 kgThe catalyst prepared according to Example 1 was used in the same amount and in the same reaction device hourly now with 1.4 kg adiponitrile, 3.3 kg
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Ammoniak und 24,0 Nm Wasserstoff beaufschlagt. Der Druck im Reaktionsrohr betrug 265 atm. Die Temperaturen lagen bei folgenden Werten:Ammonia and 24.0 Nm of hydrogen are applied. The pressure in the reaction tube was 265 atm. The temperatures were at the following values:
am Eingang: - 95 0Cat the entrance: - 95 0 C
in der Mitte: 105 0Cin the middle: 105 0 C
am Ausgang: 135 C.at the exit: 135 C.
Eine durchschnittliche Analyse dieses Produktes brachte folgendes Ergebnis:An average analysis of this product produced the following result:
Hexamethylendiamin 99,6 %Hexamethylenediamine 99.6%
Hexamethylenimin 0,03 %Hexamethyleneimine 0.03%
Diaminocyclohexan-1,2 0,18 %Diaminocyclohexane-1,2 0.18%
sekundäre Amine 0,08 %secondary amines 0.08%
2-Aminomethylcyclopentylamin 600 ppm 2-aminomethylcyclopentylamine 600 ppm
Die Katalysatorbelastung betrug 0,7 kg Adiponitril pro dm Katalysator und Stunde.The space velocity over the catalyst was 0.7 kg of adiponitrile per dm of catalyst and hour.
Basisches Kobaltkarbonat wurde mit gepulvertem Calciumhydroxid unter Zugabe von soviel V/asser bis zur Konsistenz einer krümeligen Masse intensiv vermischt und anschliessend in einer Extrusionsvorrichtung zu Formungen mit einem Durchmesser von 5,5 mm und einer durchschnittlichen Länge von 8 - 10 mm verarbeitet. Der Grünkatalysator wurde be: und wies folgende Zusammensetzung auf:Basic cobalt carbonate was intensively mixed with powdered calcium hydroxide with the addition of so much water / water to the consistency of a crumbly mass and then processed in an extrusion device to form shapes with a diameter of 5.5 mm and an average length of 8-10 mm . The green catalyst was: and had the following composition:
arbeitet. Der Grünkatalysator wurde bei 120 0C getrocknet is working. The green catalyst was dried at 120 0 C
Kobalt 36,8 Gew.-%Cobalt 36.8 % by weight
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Anschliessend erfolgte in einem Rohrofen eine weitere Aufheizung unter Stickstoffstrom bis auf 350 0C. Dem Stickstoff wurde langsam unter Beachtung der Temperatur Wasserstoff beigemischt bis nach 30 h der Stickstoff durch reinen Wasserstoff ersetzt war.Subsequently, was performed in a tube furnace further heating under nitrogen stream up to 350 0 C. The nitrogen was slowly admixed with hydrogen in accordance with the temperature up to 30 h of nitrogen by pure hydrogen was replaced.
Nach weiterer 4-stündiger Viasserstoff behandlung wurde abgekühlt und der Katalysator mit Luft/Stickstoffgemisch teilstabilisiert. Die Analyse ergab folgende Zusammensetzung:After a further 4 hours of hydrogen treatment, the mixture was cooled and the catalyst is partially stabilized with an air / nitrogen mixture. The analysis showed the following composition:
Kobalt, gesamt 44,0 Gew.-%Cobalt, total 44.0% by weight
Calciumhydroxid 40,7 Gew.-%Calcium hydroxide 40.7% by weight
Reduktionsgrad 45 %Degree of reduction 45%
In einem druckfesten Reaktionsrohr wurden 300 Volumenteile des Katalysators stündlich mit 300 Gew.Teilen Adiponitril, 1000 Gew.Teilen Ammoniak und 10600 Normalvolumenteilen Wasserstoff bei einem Druck von 270 atm umgesetzt.In a pressure-tight reaction tube, 300 parts by volume of the catalyst were mixed hourly with 300 parts by weight of adiponitrile, 1000 parts by weight of ammonia and 10600 normal parts by volume Reacted hydrogen at a pressure of 270 atm.
Die Temperatur betrug am Eingang des Reaktionsrohres 85 0C und am Ausgang 116 0C. Eine Analyse des Produktes ergab folgendes Ergebnis:The temperature at the inlet of the reaction tube was 85 ° C. and at the outlet 116 ° C. An analysis of the product gave the following result:
Hexamethylendiamin 99,9 Gew.-%Hexamethylenediamine 99.9% by weight
Hexamethylenimin 0,03 Gew.-%Hexamethyleneimine 0.03% by weight
Diaminocyclohexan-1,2 0,06 Gew.-% Diaminocyclohexane-1,2 0.06 % by weight
sekundäre Amine Spurensecondary amines traces
2-Aminomethylcyclopentylamin 600 ppm2-aminomethylcyclopentylamine 600 ppm
Die Katalysatorbelastung errechnete sich zu 1,0 kg Adiponitril pro d*3 Katalysator.The space velocity over the catalyst was calculated as 1.0 kg of adiponitrile per d * 3 of catalyst.
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Feines Kobaltoxid wurde mit Calciumhydroxid, ,hergestellt durch Löschen von reinem gebrannten Kalk mit der erforderlichen Menge Wasser, und mit Graphit als Gleitmittel intensiv mechanisch vermischt. Mittels einer Tablettenpresse wurde diese Mischung zu Tabletten der Abmessung 4 mm Durchmesser und 4,8 mm Länge gepresst und anschliessend bei 120 0C getrocknet. Der so erhaltene Grünkontakt wies folgende Zusammensetzung auf:Fine cobalt oxide was intensively mechanically mixed with calcium hydroxide, made by slaking pure quicklime with the required amount of water, and with graphite as a lubricant. By means of a tablet press, this mixture was compressed into tablets of dimension 4 mm in diameter and 4.8 mm length, and then dried at 120 0 C. The green contact obtained in this way had the following composition:
Kobalt 41, 6 Gew.-%Cobalt 41.6% by weight
Calciumhydroxid 39, 8 Gew.-%Calcium hydroxide 39.8% by weight
Graphit ca. 2, 0 Gew.-%Graphite approx. 2.0% by weight
Dieser Grünkontakt wurde in ein übliches, druckfestes Reaktorrohr mit 300 ml Inhalt als lose Schüttung eingebracht und mit 0,3 kg Adiponitril, 0,85 kg flüssigem Ammoniak und 10,8 Nm3 Wasserstoff beaufschlagt. Der Arbeitsdruck betrug 270 atm. Die Temperatur am Eingang betrug 79 0C1 in der Mitte 121 0C und am Ausgang 133 0C. Eine Analyse des Produktes zeigte folgendeis Ergebnis:This green contact was introduced into a conventional, pressure-resistant reactor tube with a volume of 300 ml as a loose bed and charged with 0.3 kg of adiponitrile, 0.85 kg of liquid ammonia and 10.8 Nm 3 of hydrogen. The working pressure was 270 atm. The temperature at the inlet was 79 0 C 1 in the middle of 121 0 C and at the outlet 133 0 C. An analysis of the product showed folgendeis Result:
Hexamethylendiamin 99,3 Gew.-%Hexamethylenediamine 99.3% by weight
Hexamethylenimin 0,02 Gew.-%Hexamethyleneimine 0.02% by weight
Diaminocyclohexan-1,2 0,12 Gew.-%Diaminocyclohexane-1,2 0.12% by weight
sek. Amin Spurensec. Amine traces
2-Aminomethylcyclopentylamin 600 ppm2-aminomethylcyclopentylamine 600 ppm
Die Katalysatorbelastung betrug 1 kg Adiponitril pro dm3 Katalysator und Stunde.The space velocity over the catalyst was 1 kg of adiponitrile per dm 3 of catalyst and hour.
- Ansprüche -- Expectations -
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Claims (6)
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