DE2239920A1

DE2239920A1 - Verfahren zur herstellung von 1,3-bis-(2-pyrrolidonyl)-buten und seine verwendung

Info

Publication number: DE2239920A1
Application number: DE2239920A
Authority: DE
Inventors: Eugene Victor Hort
Original assignee: GAF Corp
Current assignee: GAF Corp
Priority date: 1971-08-16
Filing date: 1972-08-14
Publication date: 1973-02-22
Also published as: US3772186A; JPS4829762A; GB1395087A; JPS53127421A; CA987692A

Description

dr. W. Schalk · dipl.-ing. P. Wirth · dipl.-ing. G. Dan ν en berg DR. V. SCHMIED-KOWARZIK · DR. P. WEI NHOLD · DR. D. GUDEL

6 FRANKFURT AM MAIN

OR. ESCHENHEIMER STRASSE 39

SK/SK M)N 431/509

GAF Corporation

140 West 51st Street New York, N.Y. / USA

Verfahren zur Herstellung von 1,3-Bis-(2-pyrrolidonyl)-buten und seine Verwendung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Hydrierung von Vinylpyrrolidoridimerern und auf die Verwendung des hydrierten Dimeren als selektives Lösungsmittel zur Gewinnung aromatischer Kohlenwasserstoffe. Sie bezieht sich insbesondere auf Verfahren zur Herstellung von 1,3-Bis-(2-pyrrolidonyl)-butan durch Hydrierung von 1,3~Bis-(2-pyyrolidanyl)-1-buten und auf die Verwendung des hydrierten Dimeren als selektives Lösungsmittel zur Abtrennung aromatischer Kohlenwasserstoffe aus Mischungen aromatischer und"nicht-aromatischer Kohlenwasserstoffe.

1,3-Bis-(2-pyrrolidonyl)-^butan wurde bisher durch Hydrierung von 1,3-Bis-(2-pyrrolidonyl)~1-buten hergestellt (vgl. z.B. Montash. 67, 5Q0-592 (1956)) Dieses bekannte Verfahren verwendet die Hydrierung einer verdünnten Lösung von 1,3-Bis-(3-pyrrolidonyl)-1-buten in Essigsäure bei niedriger Temperatur in Anwesenheit eines Edelmetallkatalysators. Das hydrierte Dimere wurde auch durch Reduktion von 1,3-Bis-(2-pyrrolidonyl)-1-buten mit Lithiumaluminiumhyürid hergestellt. Obgleich sich diese bekannten Verfahren zur

309303/1346

Herstellung des hydrierten Dimeren eignen, wäre es wünschenswert, Verfahren zur Herstellung des hydrierten Dimeren zu schaffen, in welchen kein Lösungsmittel verwendet und somit Kosten und eine mögliche, mit der Verwendung des Lösungsmittels inhärente Verunreinigung eliminiert würde. Weiterhin wird dadurch die Gewinnung des hydrierten Dimeren auf die bloße Abtrennung vom Kutulysdnr, z.B. durch Filtrieren, vereinfacht. Außerdem wäre es äußerst zweckmäßig, ein Hydrierungsverfahren zu schaffen, in welchem man das hydrierte Dirnere in hoher Ausbeute und Reinheit erhält, wodurch die zur Isolierung des hydrierten Produktes notwendigen komplizierten und kostspieligen Abtrennungsverfahren vermieden wurden.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, daß das hydrierte Dimere ein äußerst selektives Lösungsmittel für die Extraktion aromatischer Kohlenwasserstoffe aus aromatischen/nicht-aromatischen Mischungen durstellt. Oo hat sich z.B. das hydrierte Vinylpyrrolidondimere als äußerst wirksam bei der Extraktion von Aromaten, wie Benzol, Toluol, Xylol, Ethylbenzol usw., aus Kohlenwasserstoffmischungen, wie reformiertes Benzin, hydriertes Pyrolysebenzin, ölvergaaungs- und Koksofenmischungen durch ein Rüssigkeits-Flüssigkeits-Extraktionsverfahren mit einem hohen Maß an Selektivität erwiesen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahren zur Herstellung von 1,3-Bis-(2-pyrrulidonyl]-bJtan durch Hydrierung von 1,3-Bis-(2-pyrrolidonyl)-1-buten, sowiu die Schaffung eines hydrierten Vinylpyrrolidondimeren in hoher Ausbeute und Reinheit. Die vorliegende Erfindung schafft weiterhin ein lösungsmittelfreies Verfahren zur Herstellung von Vinylpyrrolidondimerem, wobei dieses ein äußerst selektives Lösungsmittel für die Aromatenextraktion ist.

309808/1346

t t ι f f

— 3 —·

Weiterhiη .schafft die vorliegende Erfindung ein äußerst selektives Flüssigkeits-Flüssigkeits-Extraktionsverfahren zur Abtrennung aromatischer Kohlenwasserstoffe aus Mischungen aromatischer/nicht-aromatischer Kohlenwasserstoffe unter Verwendung von 1,3-Bis-(2-pyrrolidonyl)-butan.

Diesü Ziele werden durch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erreicht, die ein Verfahren zur Herstellung von 1,3-Bis-(2-pyrrolidonyl)-butan schafft, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man 1,3-Bis-(2-pyrrolidonyl)-1-buten unter Wasserstoffdruck in Anwesenheit eines Hydrierungskatalysators für eine ausreichende Zeit auf eine Temperatur oberhalb<seines SchnriEilzpunktes erhitzt, um das 1,3-Bis-(2-pyrrolidonyl)-1-buten im wesentlichen zu hydrieren, worauf das hydrierte Produkt gewonnen wird.

In einer anderen Ausführungsform schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Abtrennung aromatischer Kohlenwasserstoffe aus Mischungen aromatischer/ nicht-aromatischer Kohlenwasserstoffe, das dadurch gekennzeichnet' ist, daß man eine Mischung aromatischer/nicht-aromatischer Kohlenwasserstoffe mit 1,3-Bis-(2-pyrrolidonyl)—butan zur Bildung einer aromatischen, mit Kohlenwasserstoffen angereicherten Extraktphase und einer Raffinatphase in Berührung bringt, die aromatische, mit Kohlenwasserstoffen angereicherte Extraktphase aus der Mischung abtrennt und den aromatischen Kohlenwasserstoff von der Extraktphase gewinnt,

Das als Ausgangsnmterial im erfindungsgemüßcn Verfahren verwendete Vinylpyrrolidondimere, nämlich 1,3-Bis-(2-pyrrolidonyl)-1-buten kann durch Behandlung einer geringen Menge N-Vinylpyrrolidon mit wasserfreiem gasförmigem Chlorwasserstoff bei Zimmertemperatur hergestellt werden.

309808/1346

Das Vinylpyrrolidondimere kann erfindungsgemäß hydriert werden, indem man es in ein geeignetes Hydrierungsgefaß, z.B. einen Autoklaven oder Schüttelbombe einführt, nachdem dieses mit einem inerten Gas, wie Stickstoff, durchgespült worden ist. Auch der Katalysator wird in den Reaktor eingeführt. Uann wird das Vinylpyrrolidondimere auf eine ausreichende Temperatur erhitzt, um es in den geschmolzenen Zustand zu bringen. In Abhängigkeit von der Reinheit des Dimeren schmilzt es gewöhnlich bei Temperaturen zwischen 60 C. bis etwa 78 C. Da die Reaktion bei ausreichend hohen Temperaturen durchgeführt wird, um das Vinylpyrrolidondimere zu schmelzen, braucht erfindungs— gemäß kein Lösungsmittel verwendet zu werden. Bekanntlich haben Lösungsmittel eine deutliche Wirkung auf Geschwindigkeit und Ausbeute katalytischer Hydrierungen und auch darauf, ob ein bestimmtes Produkt erhalten wird oder nicht. Es ist ein überraschendes Ergebnis der vorliegenden Erfindung, daß die in Abwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführte Hydrierung eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit und eine quantitative Ausbeute an Produkt liefert, wobei wenig Anzeichen einer Katalysatorvergiftung bemerkbar werden.

Obgleich das Vinylpyrrolidondimere bei realtiv niedriger Temperatur schmilzt, wird es als zweckmäßig angesehen, höhere Temperaturen zu verwenden, da man so höhere Reaktionsgeschwindigkeiten erhält, wodurch die Verwendung von weniger aktiven Katalysatoren ermöglicht wird. Die Reaktion erfolgt vorzugsweise bei Temperaturen zwischen etwa 00-150 C, obgleich gegebenenfalls auch höhere oder niedrigere Temperaturen angewendet werden können. Bei Temperaturen über etwa 1GU C. zersetzt sich jedoch das Vinylpyrrolidundirnere und liefert unerwünschte Nebenprodukte.

309808/13 /_t G

Es kann jeder übliche Hydrierungskatalysator verwendet werden. Die erfindunysgemäß verwendeten Hydrierungskatalysatoren sind bekannt und zusammen mit geeigneten Verfahren zu ihrer Herstellung in zahlreichen Patentschriften und anderen Veröffentlichungen beschrieben. Typisch für die erfindungsgemäß verwendbaren Hydrierungskatalysatoren sind Nickel, Platin, Rhodium, Ruthenium, Kobalt, Kupferchromat, Rhenium usw., in abgeschiedener oder nicht'abgeschiedener Form. Obgleich jeder bekannte Katalysator zur Beschleunigung der Hydrierung olefinischer Doppelbindungen verwendet werden kann, werden erfindungsgemäß Katalysatoren auf der Basis von Nickel bevorzugt, da sie nicht nur allgemein billiger sind, sondern im Vergleich zu den meisten anderen, verwendbaren Katalysatoren auch ein wesentlich heller gefärbtes produkt ergeben. Typische geeignete Nickelkatalysatoren-sind z.B. Raney-Nickel und Nickel auf verschiedenen Trägern, wie Kieselsäure, Tonerde, Kieseiguhr usw! Diese Katalysatoren können auch andere Metalle, wie Kupfer, Mangan, Zirkon und Edelmetalle, als Beschleuniger enthalten. Die verwendete Katalysatormenge kann in Abhängigkeit von der Katalysatorwirksamkeit und der Art des verwendeten Reaktors stark variieren; man kann z.B. weniger als 1 Gew.-JJO Kataly~ sator, bezogen auf das Gewicht des Vinylpyrrolidondimeren verwenden, wenn als Katalysator ein Edelmetall in einem Rührreaktor verwendet wird. Große Katalysatormengen', z.B. etwa 10 Gew.-^₀, bezogen auf das Gewicht des Vinylpyrrolidondimeren, werden in fixierten Betten zur Verwendung in einem Fließreaktor verwendet. So kann in Abhängigkeit von der Katalysatorwirksamkeit und der Art des verwendeten Reaktors die Katalysatormenge zwischen etwa 0,1* bis etwa 10 Gew.-p/o, bezogen auf das Gewicht des Vinylpyrrolidondimeren, variieren.

309808/1346

■ - 6 -

Obgleich dia Reihenfolge der Zugabe nicht entscheidend ist, wird" θβ als zweckmäßig angesehen, Vinylpyrrolidondimeres und Katalysator in da« Reaktionsgefäß einzuführen, und dieses dann mit einem inerten Gas, wie Stickstoff, und schließlich vor dem Erhitzen der Reaktionsteilnehmer auf die Reaktionstemperatur mit Wasserstoff durchzuspülen. Nach Verflüssigung des Vinylpyrrolidondimeren und Erreichen der gewünschten Reaktionstemperatur kann Wasserstoff in das Reaktionsgefäß bei Drucken zwischen etwa 7-350 Atü eingeführt werden, was vom besonderen verwendeten Katalysator abhängt; so kann man niedrigere Wasserstoffdrucke z.B. mit Edelmetallkatalysatoren verwenden, während man mittlere Wasoerstoffdrucke mit aktiven Nickelkatalysatoren und dia höheren Wasserstoffdrücke mit relativ inaktiven Nickel- oder Kobaltkatalysatoren verwenden kann. .

Die orfindungsgemäße Hydrierung kann kontinuierlich oder absatzweise unter Verwendung von

("stirred sump reactors"), gefüllter Türme, Autoklaven, Schüttelbomben usw., erfolgen. Die Gewinnung des hydrierten Vinylpyrrolidondimeren ist sehr einfach, da im erfindungsgemäßen Verfahren kein Lösungsmittel verwendet wird. Nach beendeter Reaktions kann der nicht umgesetzte Wasserstoff entiüftet und zur anschließenden Verwendung zurückgeführt werden; die Reaktionsmischung kann zur Abtrennung des Reaktionsproduktes vom Katalysator filtriert werden. Die erfindungsyemäße Hydrierung ergibt eine praktisch quantitative Umwandlung des Vinylpyrrolidondimeren in 1,3-Bis-(2-pyrrolldonyl)-butan. So liefert z.B. ein Rohdimeres von 65~^iger Reinheit eine Ausbeute von etwa 85 ψ des ' hydrierten Dimeren.

309808/1346

Das erfindungsgemäß erhaltene, hydrierte Vinylpyrrolidondimere ist geeignet als äußerst hoch siedendes und stabiles Lösungsmittel vom aprotischen, wasserstoff-bindenden Typ. Aufgrund seiner hohen Stabilität und niedrigen Dampfdruckes kann es zweckmäßig als Lösungsmittel für Gase, wie Kohlendioxid, Schwefeldioxid und Schwefelwasserstoff, verwendet werden. Es ist weiterhin geeignet als selektives. Lösungsmittel zur Extraktion von Kohlenwasserstoffen, wie Acetylene, Olefine und Aromaten. Das hydrierte Vinylpyrrolidondimere kann außerdem als Koagulierungsmittel für Latexfilme, als .Egalisierungsmittel und "dye stripping"' Mittel (Farbstoffentfernungsmittel) beimFärben und als Lösungsmittel für viele verschiedene Chemikalien und Polymerisate verwendet werden.

Obgleich das hydrierte Vinylpyrrolidondimere für viele unterschiedliche Zwecke verwendet werden kann, hat es sich als besonders zweckmäßig als selektives Lösungsmittel zur Extraktion aromatischer Kohlenwasserstoffe aus Mischungen aromatischer/nicht-aromatischer Kohlenwasserstoffe mit einer überraschend hohen Selektivität für die aromatischen Kohlenwasserstoffe erwiesen.

Bei FJüssigkeits/Flüssigkeits-Extraktionsverfahren ist die Selektivität, die in diesem Fall das Verhältnis von extrahierten Aromaten zu extrahierten Nicht-Aromaten ist, ein entscheidender Faktor, der bei kontinuierlichen großtechnischen Verfahren wichtiger als die Gesamtextraktion ist.

Im Flüssigkeits/Flüssigkeits-Extraktionsverfahren muß die Mischung aus aromatischen und nicht-aromatischen Kohlenwasserstoffen mit dem hydrierten Vinylpyrrolidondimeren in guten Kontakt gebracht warden, um eine Überführung des aromatischen Kohlenwasserstoffes in den hydrierten Vinylpyrrolidondimerenstrom zu ermöglichen, worauf der Dimerenstrom von der Kohlenwasserstoffmischung abgetrennt werden muß. Gewöhnlich wird eine Menge der flüssigen

309808/1346

Beschickung.mit einer Menge el β a hydriertun Vinylpyri'olidonlösungsmittels in cänem Kührgefüß gemischt, vvurauF sich die Schichten absetzen und in eine F.xtraktphaise und cine Raffirratphase trennen gelassen werden. Dies ergibt etwa fanen theoretischen Kontakt, der bei einfachen Extraktionen ausreichend ist. Dax Werf al Ii¹Cn kann selbstverständlich wiederholt werden, wenn mehr als ein Kontakt notwendig ist. Wenn große Mengen vorliegen und mehrere Kontakte erforderlich werden, wird ein kontinuierliches Verfahren wirtschaftlich. Die muisten technischen Extrc-iktionsanlagen sind kontinuierlich, entweder mit aufeinander folgenden Kontakten oder

Geeignete Anlagen bind Mischer-Absetzvarrichtungen, vertikale Türme verschiedener Art, die durch Gehwerkruftflufl arbeiten, Rührturmextraktoren und Zentrifugal .extrnktoi-G-n.

Zur absatzwaisen Extraktion kann der Mischer und die Absetzvorrichtung dieselbe einheit sein. Am häufigsten verwendet wird ein Tank, der einen Turbinen- oder Propülleri'ührer enthält. Nach dem Mischzyklus wird der Rührer abgeschaltet, die Gel lichten werden sich durch Schwerkraft trennen gelassen, und Extrakt und Raffinat v/erden durch eine Abzugsleitung im Boden zu getrennten Aufnahmebehältern abgezogen. Die für eine gegebene Extraktion notwenigen Misch- und Absetzzeiten können stark variieren; so sind z.B. 5 Minuten zum Mischen und 20 Minuten zum Absetzen typisch, obwohl auch kürzere oder längere Zeiten geeignet sind.

Zum kontinuierlichen Arbeiten sind Mischer und Absetzvorrichtung gewöhnlich getrennte Teile der Anlöge, üer Mischer kann ein kleiner Rührtank sein, der mit Einlaß- und Abzugsleitungen sowie Prallplatten zur Verhütung von Kurzschlüssen versehen ist; man kann auch eine Zentrifugalpumpe oder andere Fließmischer verwenden. Die Aüi^tzvorrichtung ist oft ein einfacher, konti-

309808/1346

nuierlicher Dekanter. Mit leicht emulgierenden Flüssigkeiten ₃ die fast dieselbe Dichte haben, kann es notwendig sein_s den Ausfluß aus dem Mischer durch ein Sieb oder Diasfaserkissen zu leiten₅ um die Tröpfchen der dispergierten Phase zusammenlaufen zu IaSSBn₈ bevor ein Absetzen durch Schwerkraft müglich ist. Wenn - wie üblich - mehrere Kontaktstufen erforderlich sind₀ kann eine Reihe von Mischer=AbsBtzvorrichtungen "im Gegenstromfluß betrieben werden. Das Raffinat aus jeder Absetzvorrichtung wird die Beschickung zum nächsten Mischer^ wo es auf ein Zwischene^trakt oder frisches Lösungsmittel trifft.

Gewöhnlich sind die aromatischen/nicht-aromatischen Kohlenwasserstoffmischungen,, aus welchen die aromatischen Kohlenwasserstoffe erfindungsgemäß extrahiert werden_ff Mischungen₈ wie reformiertes Benzin, hydriertes Pyrolyse= benzin,, ülvergasungs- und Koksofenprodukte, Aromaten_s wie Benzol₀ Toluol, Xylol, Äthylbenzol usw_o5 sind in diesem Mischungen zusammen mit aliphatischen gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffen;, wie n~8utan_D Isobutan ₉ rt-=Hexun_s Buten~1₀ Buten-=2_B Amylsne usw₀ enthalten =

Die aromatischen/nicht-aromatischen Kohlenwasserstoffe werden mit dem hydrierten 'Vinylpyrrolidondimeren_s nämlich ijS-Bis-f^-pyrrolidanylJ-butanj, in einer Mischzone, vorzugsweise einer intensiven Mischzone in innigen Kontakt ge= bracht, in welcher die beiden Ströme einem Rühren mit ho&isr Scherkraft unter= zogen werden. Der innige Kontakt zwischen den beiden Strömen ist notwendig„ um ein hohes Maß an Überführung zwischen dem Kohlenwasserstoffstrom und dem hydrierten Vinylpyrralidondimeren zu erzielen _a Die Dauer des intensiven Mischens varriert in Abhängigkeit von der Art des Kohlenwasserstoffstromes und der besonderen verwendeten Mischanlage,, Gewöhnlich wird ausreichend

3098 0-8/1348

lange gemischt, um einen wirksamen Kontakt des Extraktionslüsungsmittels mit der Masse des Kohlenwasserstoffstromes zu gewährleisten.

Nach dem intensiven Mischen wird die erhaltene Mischung sich in ein Zwei-Phasen-Syatem aus einer mit Aromaten angereicherten Extraktphase und einer Raffinatphase absetzen gelassen. Dann werden Extrakt- und Raffinatphase durch Dekantieren oder andere übliche. Trennverfahren zum Abtrennen nichtmischbarer Phasen getrennt. Die aromatischen Kohlenwasserstoffe werden gewöhnlich durch Destillation von der Extraktphase gewonnen_t und das hauptsächlich aus dem hydrieten Vinylpyrrolidandimeren bestehende Extraktlösungsmittel kann zum Extraktionsverfahren zurückgeführt werden.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, relativ geringe Wassermengen in das Extroktionslüsungsraittel Einzuverleiben, So wurde die Verwendung von etwa 1-10 Gew.-p/o Wasser in Kombination mit dem Extraktionslösungsmittel als wirksam gefunden, die Selektivität zur Abtrennung aromatischer Kohlenwasserstoffe aus Mischungen mit nicht-aromatischen Kohlenwasserstoffen zu verbessern .

Die folgenden Beispiele veranschaulichen Verfahren zur Herstellung des hydrierten Vinylpyrrolidondimeren und zur Verwendung des hydrierten Dimeren als selektivem Extaktionslüsungsmittel zur Extraktion aromatischer Kohlenwasserstoffe aus Mischungen aromatischer/nicht-aromatischer Kohlenwasserstoffe. FaIlB nicht anders angegeben, sind alle Teile und Prozentangaben Gew.-Teile und Gew.-¹Ja. »

309808/13 4 6

-, 11 -

Beispiel 1_

In einen 3,ß-l-ttydrierung5rührautoklaven aus rostfreiem Stahl wurden 2000 g Vinylpyrrolidandimercs (1,4-ßis-(2~pyrrcilidonyl)-!-buten) mit einer Reinheit laut Gaschromatographie-Analyse von 93 ^c/u und 40 g 62,5-Jjiiger Nickelauf Kieselguhr-Katalysator eingeführt. Nachdem der Autoklav mit Stickstoff und Wasserstoff durchgespült worden war, wurde die Reaktionsmischung auf 120⁰C. erhitzt, und es wurden 21 atü Wasserstoff eingeführt. Nach 8 Stunden bei 12Q°C. und 21 atü war Wasserstoff'verbraucht wmiten.Nach insgesamt 12 Stunden wurde der Autoklav abkühlen gelassen, der nicht umgesetzte Wasserstoff wurde beim Durchspülen des Autoklaven mit Stickstoff entlüftet und der Autoklav entieat.Das Produkt wurde durch Filtrieren vom Katalysator auf einem Absaugtrichter getrennt. Man erhielt eine blafi gelbe Flüssigkeit, die laut

hydriertem " .

Gaschromatographie aus 93 %/vinylypyrralidondimeren, nämlich 1,3-Bis-(2-pyrrolidonyl)-butan, bestand.

Beispiel J?_

' wieder-Der in Beispiel 1/gewonnene Katalysator wurde zusammen mit einem frischen 2000-g-^Aliquot des Vinylpyrrolidondimeren in einen 3,6-1-Hydrierungsrührautoklaven aus rostfreiem Stahl gegeben. Die Hydrierung erfolgte wie in Beispiel 1 und benötigte bis zum vollständigen Verbrauch des Wasserstoffs 9 Stunden. Nach insgesamt 13 Stunden bei 120 C. und 300 atü wurde der Autoklav abgekühlt, entlüftet, mit Stickstoff durchgespült und entleert. Das erhaltene Produkt war identisch mit demjenigen von Beispiel 1. Beispiel 3

In eine 1—1-Schüttelbombe aus rostfreiem Stahl wurden 666 g Vinylpyrrolidondimeres (Reinheit 92 °/>) und 6,7 g S-^iger Palladium-auf-Kohle-Katalysator. eingeführt. Nach Durchspülen mit Stickstoff und Wasserstoff wurde die Bombe

309808/1346

auf 80 C. erhitzt und bei dieser Temperatur und 7 atü Wasserstoff geschüttelt. Die Wasserstoffabsorption war nach 4 stunden beendet. Nach insgesamt B Stunden wurde die Bombe abgekühlt, entlüftet, durchgespült und ent3-^Gert. Das Produkt wurde durch Filtrieren auf einem Absaugtrichter abgetrennt und ergab eine klare braune Flüssigkeit, die laut Analyse aus 92 % hydriertem Vinylpyrralidondimerem bestand.

Beispiel 4

In eine. 1-1-Schüttelbombe aus rostfreiem Stahl wurden 500 g Vinylpyrrolidondimeres (Reinheit 83 °/i) und 10,0 g 65-P/oiger Kobalt-auf-Kieselguhr-Katalysator eingeführt. Die Hydrierung war nach 16 Stunden bei 140 C. und 140 atü Wasserstoff beendet. Nach insgesamt 20 Stunden wurde der Reaktor abgekühlt, entlüftet, durchgespült und entleert. Das Produkt wurde durch Filtrieren mit einem Absaugtrichter abgetrennt und ergab eine klare bernsteinfarbene Flüsigkeit, die laut Analyse aus 82 % hydriertem Vinylpyrralidondimerem bestand. *

Beispiel 5 ■

In eine 1-1-Schüttelbombe aus rostfreiem Stahl wurden 500 g Vinylpyrrolidondimeres (Reinheit 83 "/O) und 5,0 g Raney-Nickel-Katalysator eingeführt. Die

Hydrierung erforderte 2 Stunden bei 110 C. und 21 atü Wasserstoff bis zu ihrer Beendigung. Nach dem Filtrieren zwecks Abtrennung des Katalysators erhielt man ein Produkt, das laut Analyse aus 60 % hydriertem VinylpyrrolidondimGrem bestand.

Beispiel G

In eine 1-l~Schüttelbombe aus rostfreiem Stahl wurden 500 g Vinylpyrralidun-' dimeres (Reinheit 99 ';',) und 10,0 g eines mit Zirkon aktivierten, 53-J}jigen Nickel-auf-Kieselguhr-Katalysators eingeführt. Die Hydrierung war nach 2 Stunden bei 120 G. und 21 atü beendet. Nach dem Filtrieren wurde der Kataly-

309808/ 1 3A6

IJ ™"

sator abgetrennt; das Produkt bestand laut Analyse aus 97 ^Γ/ύ hydriertem Vinylpyrrolidondimercm.

Das folgende Beispiel zeigt die Verwendung von hydriertem Vinylpyrrolidondimerem als selektives Extraktbnslüsungsmittel für aromatische Kohlenwasserstoffe aus einer Mischung aromatischer und nicht-aromatischer Kohlenwasserstoffe. ■ ·''

Beispiel 7

Iri einem 50:50-Gewichtsverhältnis wurden Lösungen aus einer Mischung von i-leptan und Toluol hergestellt.. .Diese Lösungen wurden mit Mischungen des hydrxerten Vinylpyrrolidondimeren, 1,3-Bis-(2-pyrrolidonyl)-butan, und unterschiedlichen Wassermengen gemäß den Angaben in der folgenden Tabelle 1

extrahiert. " ·

Tabelle 1

Extrakt-r- hydriertes Vinylpyrrolidon- Wasser; Gew.^Jn mittel. dimeres; Gew.-»jt» »„„»^^„_

A 50 ' " O ' .

B 47,5 . . 2,5

C 45,0 5,0

D 42,5 7,5

E ; 40 10,0 '

F 37,5 12,5

Eine' 50:50-Gewichtsmischung aus Heptan und Toluol wurde zusammen mit einer gleichen Gewichtsmenge des Extraktionsmittels in einen Mischer hoher Scherkraft gegeben. Im Mischer erfolgte ein inniger Kontakt zwischen dem Extraktionsmittel und der Haptan/Toluol-Mischung durch kontinuierliches, 5 Minuten langes Rühren bei hoher Scherkraft. Dann wurde das Rühren unterbrochen und die erhaltene Mischung sich in eine Raffinat- und eine Extraktphase absetzen gelassen. Die Extraktphase wurde von der Raffinatphase durch Dekantieren

309808/1346

getrennt. Dann vvurdan beiden Phase einer Analyse durch Gaschromatographie unterworfen. Diu Sirgebnissu sind in tier folgenden Tabelle aufgeführt. Anschließend wurde das Toluol durch Destillation von der Extraktphase

entfernt.

Tabellf-3 2

Extrakt,- insgesamt extrahiertes Toluol Selektivität der Extraktphase mittel ('/a des eingeführ.Toluols) extrahiertes Toluol

extrahiertes Heptan

A B C D E F

59,2 38,3 25,2 25,7 11,4 10,0

3,32 4,84 8,21 9,40 11,2
7,29

Wie ersichtlich, verringert sich die insgesamt extrahierte Toluolmenge mit einer Erhöhung der Wessermenye im Extraktionsmittel; die Selektivität der Extraktphase für die Toluolextraktion durchlief jedoch ein Maximum um etwa 10 °/o Wasser. Dieses Beispiel zeigt auch die überraschend hohe Selektivität des hydrierten Vinylpyrrolidondimeren zur Abtrennung aromatischer Kohlenwasserstoffe aus Mischungen aromatischer/nicht-aromatischer Kohlenwasserstoffe.

Beispiel 8

Hier wurden Lösungen aus einer Mischung aus Heptan und Toluol in einem Gewichtsverhältnis von 50:50 hergestellt. Diese Lösungen wurden mit Mischungen des hydrierten Vinylpyrrolidondimeren und unterschiedlichen Wassermengen extrahiert und mit anderen bekannten Extraktionslösungsmittel, die dieselbe Wassemienge enthielten, verglichen. Die folgende Tabelle 3 gibt die Ergebnisse und zeigt einen deutlischen Vorteil des hydrierten Dimeren bei der E)traktion im Vergleich zu anderen Extraktionsmitteln, nämlich seine relativ

309808/ 1346

■ - 15 -

hohe U'nlöslichkeit in aliphatischen Kohlenwasserstoffen. Dies ist beim großtechnischen Arbeiten besonders wichtig, da somit durch Löslichkeit im Raffinat weniger Extraktionsmittel verloren geht. Wie ersichtlich, gehen mit den

mehr bekannten Extraktionsmitteln zwischen 20 bis mehr als 250 °/₀/an Extraktions-:

mittel an das Raffinat verloren, verglichen mit dem erfindungsgemäß erhaltenen hydrierten Vinylpyrrolidondimeren.

In der folgenden Tabelle ist Extraktionsmittel A = N-h/lethylpyrrolidon ' B = 1,6-Hexamethylenbispyrrolidon C = hydriertes Vinylpyrrolidondimeres

3 0 9808/134 6

Tabelle 3

°/q Wasser im % Extrakt, mittel A ^c/o erhöhter Verlust von °/g Extrakt .mittel B % erhöhter Verlust von °/> Extrak.-

Extrakt.-mittel im Raffinat Extrakt.mittel A an im Raffinat Exträkt-mittel B an das mittel C

das Raffinat gegenüber . Raffinat gegenüber Ex- im Raffinat

Extrakt.mittel C trakt.-mittel C

•	309808/	D	keine getrennte Phase	256
	ca ar.	2,5	11,4	200 80
5,0 10,0	4,2 0,9

51,9

43,7 78,5 20,0

Claims

■"·-._ 17 -

P atentansprüche

^- Vorfahren zur Herstellung von 1,3-Bis-(2-pyrrolidonyl)-butan, dadurch gekannzeichnet, daß man 1,3-Bis-(2-pyrrolidonyl)—1-buten unter Wasserstoffdrud; in Anwesenheit eines Hydrierungskatalysators ausreichend lange Zeit auf einn Temperatur oberhalb seines Schmelzpunktes erhitzt, um das 1,3-Bis-(2-pyrrolidnnyl)-1-buten im wesentlichen zu hydrieren, worauf das hydrierte Produkt gewonnen wird.

2.- Vurfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei Teni|joi"aturen zwischen 60 bis etwa 160 G. durchgeführt wird.

3.- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei Temperaturen zwischen etwa 60-150 C. durchgeführt wird.

4.- Vorfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Hydrierungskatalysator ein Nickel-Katalysator verwendet wird.

5.- Vorfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete t':'t:ilysatarrnerig;3 zwischen etwa 0,1-10 Gew.-^c/j, bezogen auf das Gewicht dc33 Viuylp/x'rolidondirneren, betr.irjt.

ü.- Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei y.'usuLU ütoffxJrucl'jn zwischen etwa 7-1)50 Atü erfolgt,

7.- Verfahren zur Abtrennung aromatischer Kohlenwasserstoffe aus Mischungen aromatischer/nicht-aromatischer Kohlenwasserstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß im:n die Mischung aus arütnaticschen/nichit-aromatiachen KohlenwanSEjrstüi'fein i.iit 1 ,.'V-;; \.t.-(S-pyrt'olidon/lJ-butan z^{ r Bildung curler"'·miL aromatischen Kcnieri-ν:αί.ίι:ι" :.vifi"ün arujtir'üic;-erten txtraktph-.it.ü und .!inur ilaffinatphasa in Btr^-iihr'.iritj bringt , die; mit aromatischen. Kohlenwasserstoffen angereicherte Phase aus der

^BA0 °«'e/N_AL

309808/134B

- . 18 -

Mischung abtrennt und den aromatischen Kohlenwasserstoff aus der Extraktphase gewinnt.

0.- Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß praktisch gleiche Gowichtsmengen der zu Ejxtrahierenden Mischung und des 1,3-Dis-{2-pyrralidonyl)-buteins verwendet werden.

9.- Vorfahren nach Anspruch 7 und O₁ dadurch gekennzeichnet, daß die aromatische/nicht-aromatische kohlenwasserstoffmischung mit dem 1,3-Bis-(2-pyrrolidoriyl)-butan in einer intensiven Mischzone in innigen Kontakt gebracht wird, in welcher die Kohlenwasserstoffmischung und das Butanextraktionsmittel einem Rühren mit hoher Scherkraft unterworfen werden.

10.- Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem intensiven Mischen erhaltene Mischung sich in ein Zwei-Phasen-System aus einer mit aromatischen Kohlenwasserstoffen angereicherten Extraktphase und einer flaffinatphase absetzen gelassen wird, worauf die ExtraMphase von der Raffinatphase durch Dekantieren gutrennt wird.

11.- Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktphase zur Gewinnung dur aromatischen Kohlenwasserstoffe destilliert wird.

iT.'.- Verfahren nach Anspruch 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 1—IU Gavj.-tp Wasser in Kombination mit dem 1,3-Bis-(2-pyrrolidonyl)-butan v/urv/entlet werden.

Der Patentanwalt:

309808/1346