DE2303360A1

DE2303360A1 - Trennung von aminen

Info

Publication number: DE2303360A1
Application number: DE19732303360
Authority: DE
Inventors: William Featherstone; Paul Otto Lenel
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1972-01-24
Filing date: 1973-01-24
Publication date: 1973-08-16
Also published as: FR2169164A1; FR2169164B1; JPS4881823A; GB1397941A

Description

Die Erfindung betrifft ein Wiedergewinnungsverfahren von Mono- und Di-isopropylamin aus einem Reaktionsstrom, der diese Verbindungen und verschiedene Verunreinigungen einschließlich Aceton enthält»

Bei verschiedenen Verfahren zur Herstellung von Isopropylaminen durch Umsetzung von Ammoniak und Isopropanol enthält der Reaktionsstrom hauptsächlich Mono- und Di-isopropylamine, Wasser und nichtumgesetzte Reaktionsteilnehmer. Aceton ist beachtenswerterweise abwesend, und die gewünschten Produkte können durch eine relativ leichte Reihe von Destillationsstufen erhalten v/erden <, Der Produktstrom wird zur Entfernung des Ammoniaks in einer ersten Destillationsvorrichtung und zur Entfernung von Monoisopropylamin in einer zweiten Destillationsvorrichtung destilliert. Die Rückstände dieser letzteren Destillieranlage enthalten Isopropanol, V/asser und Diisopropylamin. In einer dritten Destilliervorrichtung werden Isopropanol und ein Teil des Wassers als

309833/1120

Bodenprodukte und Diisopropylamin als Azeotrop mit Wasser als Überkopfprodukt entfernt. Das Uberkopfprodukt wird dann bei ungefähr 65⁰C in die Phasen getrennt, wobei man eine wasserreiche Phase und eine aminreiche Phase erhält. Die letztere v/ird destilliert. Dabei wird reines Diisopropylamin als Seitenstrom und eine Mischung aus Wasser und Diisopropylamin Überkopf entnommen, v/obei die Mischung in die Phasenauftrennstufe recyclisiert wird. Auf diese Weise kann man leicht reines Mono- und Diisopropylamin erhalten,, vorausgesetzt, daß in dem Reaktionsprodukt kein Aceton vorhanden ist.

Es wurde nun gefunden, daß Aceton und andere Verunreinigungen gebildet v/erden, wenn bestimmte Katalysatoren, beispielsweise Katalysatoren, die sich von Nickel ableiten, bei der Herstellung von Isopropylaminen aus Ammoniak und Isopropanol verwendet werden.

Ss wurde weiter gefunden, daß das einfache Destillationsverfahren, das üblicherweise zur Trennung von Mono- und Diisopropylamin voneinander und von dem anderen Reaktionsprodukten verwendet wird, seine Wirksamkeit verliert, wenn Aceton in den Reaktionsprodukten vorhanden ist. Das Aceton besitzt die Neigung, daß es in die Diisopropylamin-Destillationsstufe verschleppt wird; es ist aber von dem Diisopropylamin nicht leicht abzutrennen, es sei denn, daß man eine weitere Destillationsstufe verwendet. Eine weitere

309833/1120

Schwierigkeit, die auftritt, wenn Aceton vorhanden ist, ist die, daß ein wesentlich größerer Teil an Monoisopropylamin in die Diisopropylamin-Destillationsstufe geführt wird als dies der Fall ist, wenn Aceton abwesend ist. Diese Schwierigkeiten vermindern die Wirksamkeit des Verfahrens beachtlich und vermindern seine Wirtschaftlichkeit. Obgleich zusätzliche Destillationsstufen diese Schwierigkeiten lösen würden, ist eine solche Lösung des Problems wirtschaftlich nicht anziehend.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß Aceton und andere Verunreinigungen wirksam von den gewünschten Aminprodukten nach einem Verfahren abgetrennt werden können, bei dem man die gleiche Anzahl an Destillieranlagen verwendet, wie sie bei dem Trennverfahren verwendet werden, bei dem Aceton . vorhanden ist.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Abtrennung von Mono- und Diisopropylamin aus einem R.eaktionsstrom, der diese Amine und Aceton enthält. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine Reihe von drei Destillationsstufen in zwei aufeinanderfolgenden Betriebssequenzen durchführt, so daß in der ersten Sequenz

(a) der Reaktionsstrom in einer ersten Destillationsstufe destilliert wird, wobei reines Monoidopropylamin überkopf entfernt wird und wobei die Rückstände zu einer

309833/1120

zweiten Destillationsstufe geleitet werden;

(b) Aceton und das restliche Monoisopropylamin werden als tiberkopfprodukt in der zweiten Destillationsstufe entnommen. Die Bodenprodukte enthalten Diisopropylamin und Wasser und werden in eine dritte- Destillationsstufe geleitet;

(c) eine Mischung aus Wasser und Diisopropylamin wird von den restlichen Verunreinigungen abgetrennt und Überkopf in der dritten Destillationsstufe entnommen und gelagert;

und in der zweiten Sequenz v/erden

(d) die Bodenprodukte von der ersten Destillationsstufe daran gehindert, in die zweite Destillationsstufe überzugehen, indem man sie recyclisiert oder andere geeignete Maßnahmen ergreift;

(<e) die gelagerten Überkopf produkte aus der Stufe (c) werden in die Phasen getrennt und die Fraktion, die Diisopropylamin als Hauptbestandteil enthält, wird in die zweite Destillationsstufe eingeführt;

(f) die zweite Destillationsstufe wird so durchgeführt, daß im wesentlichen reines Diisopropylamin als Abstrom entnommen wird.

Der Reaktionsstrom kann vermutlich als Verunreinigungen außer Aceton nichtumgesetzte Reaktionsteilnehmer, beispielsweise Ammoniak und Isopropanol, Wasser und andere Verunreinigungen, beispielsweise Isopropylisopropylidenimin, das das Reaktionsprodukt von Monoisopropylamin und Aceton ist, enthalten.

309833/1120

Ammoniak wird, wenn es vorhanden ist, zweckdienlich auf.übliche ¥eise durch eine Destillationsanlage entfernt, die unmittelbar der ersten Destillationsstufe (a) vorausgeht. Die erste Destillationsstufe wird zweckdienlich bei einem Rückflußverhältnis im Bereich von 5:1 bis 15:1, am geeignetsten in der Größenordnung von 5:1, durchgeführt.

Bei der ersten Betriebssequenz wird die zweite Destillationsstufe (b) zv/eckdienlich bei einem Rückflußverhältnis im Bereich von 2:1 bis 10:1, am geeignetsten in der Größenordnung von 5:1, durchgeführt.

Das Überkopfprodukt von der Destillationsstufe (b) enthält den Hauptanteil des Acetons, fast das gesamte Honoisopropylamin, das von der Destillationsstufe (a) stammt, und eine geringe Menge an Diisopropylamin. Es ist am besten, wenn man dieses Überkopfprodukt in den Verfahrensreaktor recyclisiert.

Es wurde gefunden, daß die Bodenprodukte von der Destillationsstufe (b) hauptsächlich Diisopropylamin, Isopropanol und Wasser enthalten. Dieses Produkt wird in die dritte Destillationsstufe (c) geleitet, die so betrieben wird, daß das Isopropanol als Bodenprudukt, vermischt mit liasser, entfernt wird. Das Isopropanol kann dann gewünschtenfalls als Wasser-Isopropanolazeotrop in einer Abstreifkolonne gewonnen werden. Das Überkopfprodukt von der dritten

309833/1120

Destillations stufe ist eine Mischung aus Diisopropylamin und Wasser, das wenig oder keine (0,1%) andere Verunreinigungen enthält. Dieses Überkopfprodukt wird gelagert. Es wurde gefunden, daß die dritte Destillationsstufe geeigneterweise bei einem Rückflußverhältnis im Bereich von 1.5:1 bis 25:1, vorzugsweise 20:1, betrieben wird.

Bei der zweiten Betriebssequenz des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das gelagerte Diisopropylamin von seiner Mischung mit Wasser durch Destillation in einer zweiten Destillationsstufe abgetrennt. Es ist daher erforderlich, das Beschickungsmaterial, das in die zweite Destillationsstufe geführt wird, bei der ersten Betriebssequenz umzuleiten. Dies kann geschehen, indem man die Produktion des frischen Produkts aus dem Reaktor anhält, bis die gelagerte Diisopropylamin/Wasser-Mischung destilliert wurde. Ein wirtschaftlicheres und besseres Verfahren besteht darin, die Produktion an frischem Produkt weiterzuführen, das Monoisopropylamin von dem Reaktionsstrom in der ersten Destillationsstufe (a) abzutrennen und dann die Bodenprodukte von dieser Destillieranlage in eine Abstreifkolonne zu führen, wo die Bestandteile der Bodenprodukte roh voneinander abgetrennt werden können und danach für die weitere Verwendung oder Behandlung recyclisiert werden können.

Die gelagerte Diisopropylamin/Wasser-Mischung wird zuerst in die Phasen getrennt, wobei man einen an Diiso-

309833/112 0

propylamin reichen Extrakt erhält, der nur eine geringe Menge an Wasser enthält. Dieser Extrakt wird in die zweite Destillationsstufe recyclisiert, die bei den gleichen Bedingungen wie in der ersten Betriebssequenz betrieben werden kann, mit der Ausnahme, daß der bevorzugte Bereich des Rückflußverhältnisses 0,5:1 bis 2:1 beträgt, wobei ein geeignetes Verhältnis in der Größenordnung von 1:1 liegt. Reines Diisopropylamin wird aus dieser Destillationsstufe als Abstrom entnommen. Ein Teil des Diisopropylamins wird über-'kopf als Azeotrop mit ¥asser entnommen und in die Phasentrennstufe recyclisiert.

Anhand der beigefügten Zeichnung, in der ein Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung stellen die ausgezogenen und gestrichelten Linien die ersten und zweiten Betriebssequenzen dar.

Beispiel

Der Reaktor 1 ist in Reihe mit einer Reihe von Destillationssäulen 2, 3, 4 und 5 geschaltet. Die Destillationssäule 5 ist mit einem Lagerungstank 6 verbunden, von dem, umgekehrt,gelagertes Produkt in die Phasentrennvorrichtung geleitet werden kann.

Im Betrieb wird ein Verfahren zur Herstellung von Isopropylaminen durch Umsetzung von Isopropanol und Ammoniak

309833/1120

im Reaktor 1 durchgeführt, und der Reaktionsproduktsstrom wird über die Leitung 8 in die Säule 2 geleitet. Die Säule wird auf solche Weise wie sie dem Fachmann geläufig ist be-, trieben, so daß nichtumgesetztes Ammoniak überkopf über die Leitung 9 entnommen wird. Der Rest des Reaktionsproduktstroms wird als Bodenprodukt entnommen und über die Leitung 10 in die Säule 3 geleitet [die erste Destillationsstufe(a)].

Die Säule 3 wird bei einem Rückflußverhältnis von 5:1 betrieben, was angebracht ist,um reines Monoisopropylamin als Überkopfprodukt über die Leitung 11 entnehmen zu können. ·:

Bei der ersten Betriebssequenz werden die Bodenprodukte· von der Säule 3, die Diisopropylamin, Wasser, Isopropanol, Aceton und andere Verunreinigungen zusammen-mit etwas mitgerissenem Monoisopropylamin enthält, über die Leitung 12 in die Säule 4 geleitet [die zweite Destillationsstufe (b)]. Diese Säule wird bei einem Rückflußverhältnis in der Größenordnung von 5:1 betrieben, um das Aceton und die anderen Verunreinigungen, das Monoisopropylamin, das in dem Bodenprodukt von der Säule 3 enthalten ist, und eine geringe Menge an Diisopropylamin überkopf über die Leitung-13 zu entnehmen, von wo diese Mischung in den Reaktor 1 recyclisiert wird.

3098 3 3/1120

Die Bodenprodukte aus der Säule 4 enthalten im wesentlichen kein Aceton oder andere Verunreinigungen noch Monoisopropylamin. Die Hauptbestandteile der Bodenprodukte sind Diisopropylamin, Wasser und nichturagesetztes Isopropanol, Die Bodenprodukte werden über die Leitung 14 in die Säule [Destillationsstufe (c)] geleitet, die bei einem Rückflußverhältnis in der Größenordnung von 20:1 betrieben wird, um das Isopropanol von dem Diisopropylamin abzutrennen. Das Isopropanol wird zusammen mit etwas Wasser und einer geringen Menge an Diisopropylamin als Bodenprodukt über die Leitung 15 entnommen und in eine nicht dargestellte Abstreifvorrichtung geleitet. Das Überkopfprodukt von der Säule wird über die Leitung 16 zu dem Lagerungstank 6 geführt und enthält eine Mischung aus Diisopropylamin und Wasser, die im wesentlichen von Verunreinigungen frei ist«

Wenn eine geeignete Menge an Diisopropylamin-Wasser-Mischung in dem Lagerungstank 6 gesammelt wurde, wird die zweite Betriebssequenz gestartet. Die Bodenprodukte von der Säule 3 werden über die Leitung 17 in eine nicht gezeigte Abstreifvorrichtung geleitet und das Produkt im Lagerungstank 6 wird über die Leitung 18 in einen Phasenseparator 7 geleitet· Die Phasentrennung erfolgt bei 65⁰C und die Diisopropylamin-reiche Phase wird überkopf über die Leitung 19 zur Säule 4 geführt. Die wasserreiche Phase, die eine geringe Menge an Diisopropylamin enthält, wird über die Leitung 20 in eine nicht gezeigte Abstreifkolonne geführt.

309833/1120

Bei dieser zweiten Betriebssequenz wird die Säule k bei einem Rückflußverhältnis in der Größenordnung von 1:1 betrieben. Reines Diisopropylamin wird als Abstrom. (= Seitenstrom) über die Leitung 21 entnommen« Das Überkopf produkt aus der Säule 4 enthält ein Diisopropylamin-· Was ser-Azeotrop und wird über die Leitung 22 in einen Phasenseparator 7 geleitet. Sine geringe Henge an Bodenprodukt wird über die Leitung 23 in eine nicht gezeigte Abstreifkolonne geleitet, gewunschtenfalls indem sie geklärt wurde, um Nebenverunreinigungen zu entfernen.

Bei einem typischen Verfahren besitzen die verschie denen behandelten und aus den Destillationsstufen entfernten Ströme die folgenden Zusammensetzungen. Alle Prozentgehalte sind durch das Gewicht ausgedrückt, und die folgen den Abkürzungen wurden verwendet:

MIPA DIPA IIDI

Isopropanol Monoisopropylamin Diisopropylamin Isopropylisopropylidenimin nicht feststellbar.

309833/1120

Säule

Produktstrom

MIPA

DIPA Aceton Wasser

NH

IPA

HDA

3	Überkopf
3	Boden
4 (I.Sequenz)	Überkopf
4 (I.Sequenz)	Boden
co 5	Überkopf
O	Boden
<»? Phasenseparator	aminreiche Phase
«φ 4 (2.Sequenz)	Abstrom
***■ 4 (2.Sequenz)	Überkopf

> 99,5
8,0
72

ND

< 0,005 21,7 10
24
90,4

95,7

>99,5

90,5

< 0,1

53

1,0
58

9,5

4,3

9,5

<0,005
16,0

0,5
18
<0,2

4.0,1
0,3
10
<0,1

O OO OJ CD CD

-12- 23Ö3360

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine sehr zufriedenstellende Trennung von Monoisopropylamin und Diisopropylamin voneinander und von Aceton. Aus der Tabelle ist
ersichtlich, daß das Verfahren die Gewinnung von zwei Aminprodukten mit hohem Reinheitsgrad ermöglicht, wenn Aceton in dem Reaktionsproduktsstrom nicht vorhanden ist, ohne daß man zusätzliche Hochleistungsdestillationssäulen verwenden muß.

30 9833/1120

Claims

Patent an sprüche

Λ . ' Verfahren zur Abtrennung von Mono- und Diisopropylamin aus einem Reaktions strom, der diese Amine und Aceton enthält, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von drei Destillationsstufen in zwei aufeinanderfolgenden Betriebssequenzen durchgeführt v/ird, so daß in der ersten Sequenz

(a) der Reaktionsstrom in einer ersten Destillationsstufe destilliert wird, wobei reines Monoisopropylamin überkopf entfernt wird und die Bodenprodukte in eine zweite Destillationsstufe geleitet werden,

(b) das Aceton und restliches Monoisopropylamin als Überkopfprodukt in der zweiten Destillationsstufe entfernt werden, wobei die Bodenprodukte Diisopropylamin und ¥asser enthalten und zu einer dritten Destillationsstufe geleitet werden,

(c) eine Mischung aus Wasser und Diisopropylamin von den restlichen zurückbleibenden Verunreinigungen überkopf in der dritten Destillationsstufe abgetrennt und gelagert v/ird,

und in der zweiten Sequenz

(d) Bodenprodukte von der ersten Destillationsstufe durch Recyclisieren oder andere geeignete Maßnahmen daran gehindert werden, in die zweite Destillationsstufe überzugehen,

(e) das gelagerte Überkopfprodukt von der Stufe (c) in seine Phasen getrennt und die Fraktion, die Diisopropylamin als Hauptbestandteil enthält, in die zweite Destillationsstufe geführt wird,

120

(f) die zweite Destillationsstufe so betrieben wird, daß im wesentlichen reines Diisopropylamin als Abstrom entfernt .wird. ...
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überkopfprodukt aus der Destillationsstufe (b) in einen .Verfahrensreaktor für die Herstellung von Aminen recyclisiert wird. .
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenprodukt aus der Destillationsstufe (c), das Isopropanol und Wasser enthält, in eine Abstreifkolonne geleitet wird, aus der Isopropanol als Azeotrop mit Wasser gewonnen wird.
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Sequenz das Bodenprodukt aus der ersten Destillationsstufe (a) in eine Abstreifvorrichtung geleitet wird. .
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Sequenz das Überkopf produkt von der zweiten Destillationsstufe, das ein Diisopropylamin-Wasser-Azeotrop enthält, in die Phasenabtrennungsstufe recyclisiert wird.

309833/1120
6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Destillationsstufe bei einem Rückflußverhältnis im Bereich von 5:1 bis 15:1 durchgeführt wird.
7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Destillationsstufe in der ersten Sequenz mit einem Rückflußverhältnis im Bereich von 2:1 bis 10:1 durchgeführt wird.
8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Destillationsstufe bei einem Rückflußverhältnis im Bereich von 15:1 bis 25:1 durchgeführt wird.
9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Destillationsstufe bei der zweiten Sequenz bei einem Rückflußverhältnis im Bereich von 0,5:1 bis 2:1 durchgeführt wird.

309833/1120

Lee rseite