DE2419886A1

DE2419886A1 - Reinigung von adiponitril

Info

Publication number: DE2419886A1
Application number: DE2419886A
Authority: DE
Inventors: Colin Moore; Stockton-On-Tees Norton; Michael Joseph Thornton
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1973-04-24
Filing date: 1974-04-24
Publication date: 1974-11-07
Also published as: GB1452904A; FR2227262B1; US3950229A; FR2227262A1; DE2419886C2

Description

PATENTANWALTSBÜRO TlEDTKE - BüHLING - KlNNE

TEL. (089) 53 9653-56 THLEX: 5Γ4845 tipat CA3LE ADORESS: Rermaniapatent München 241 9 O O 6

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Bavariaring 4

Postfach 20 2403 24. Apri 1 1974

B 6001

Imperial Chemical Industries Limited London, Großbritannien

Reinigung von Adiponitril

Die Erfindung betrifft die Reinigung von Adiponitril, insbesondere die Trennung von Adiponitril von Verunreinigungen mit Siedepunkten, die dicht bei dem Siesepunkt des Adiponitrils. liegt.

Adiponitril ist ein wichtiges Zwischenprodukt bei der Aufeinanderfolge chemischer Reaktionsstufen, die zu gewissen, al£ Nylonarten bekannten Polyamiden führen. So ergibt die Hydrierung von Adiponitril Hexamethylendiamin, das bei Polykondensation mit Dicarbonsäuren Nylonpolymerisate liefert. So ergibt beispielsweise die Polykondensation mit Adipinsäure Polyhexamethylenadipamid (Nylon 6,6), das zur Herstellung von Formkörpern und zur Schmelzverspinnung zu Textilgarnen verwendet wird. Für diese Zwecke, und insbesondere für die Garnherstellung ist es wichtig, daß das Hexamethyldiarain so rein wie

möglich ist, da selbst sehr kleine Mengen- an Verunreinigungen eine ungünstige Wirkung auf das Polyamid, insbesondere auf die Garneigenschaften, haben kann. Dies bedeutet, daß das Vorprodukt Adiponitril ebenfalls möglichst rein sein muß, da mit dem Adiponitril eingeschleppte Verunreinigungen auch Verunreinigungen in dem Hexamethylendiamin bilden, die sehr schwierig zu entfernen sind.

Die Abtrennung von Verunreinigungen aus Adiponitril und aus Hexamethylendiamin erfolgt gewöhnlich durch fraktionierte Destillation. Bei Verunreinigungen mit Siedepunkten, die dicht bei dem Siedepunkt des Adiponitrils oder Hexairiethylendiamins liegen, wie es der Fall sein kann, ist die Abtrennung schwierig, und sie erfordert den Einsatz komplizierter Fraktionierkolonnen mit einer großen Anzahl theoretischer Böden. Selbst dann kann die Trennung nicht so vollständig sein wie es erwünscht wäre. Eine besondere Verunreinigung dieser Art in Adiponitril, insbesondere in durch dehydratisierende Aminierung von Adipinsäure hergestelltem Adiponitril·, ist 2-Cyanocyclopenten-1-ylamin (auch 1-Araino-2-cyanocyclopenten genannt) , das unter einem Druck von IO Torr einen Siedepunkt von 148 C aufweist, verglichen mit einem Siedepunkt von 155 C für Adiponitril. Bei der Reduktion von eine derartige Verunreinigung enthaltendem Adiponitril zu Hexamethylendiamin wird das 2-Cyanocyclopenten-1-ylamin selbst zu 2-Aminoäthylcyclopentylamin reduziert, dessen Siedepunkt auch sehr nahe bei dem des Hexamethylendiamins liegt und daher schwierig von diesem abzutrennen ist. Außerdem hat 2-Aminomethylcyclopentylamin in zur Herstellung von Nylon 6,6

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verwendetem Hexamethylendiamin eine nachteilige Wirkung auf das hieraus gesponnene Garn. Es wird daher alle. Anstrenung unternommen, den Anteil des 2-Cyanocyclopenten-1-ylamin in dem Adiponitril auf ein Mindestmaß zu verringern. Wie schon erwähnt ist die Abtrennung durch fraktionierte Destillation wegen der dicht beieinanderliegenden Siedepunkte schwierig. Außerdem liegt der Schmelzpunkt des 2-Aminocyclopenten-1-ylamins mit 148°C sehr dicht bei seinem Siedepunkt bei 10 Torr, was zu der Schwierigkeit führt, daß Kondensatoren und Leitungen blockiert werden, wenn nicht mit der Verunreinigung auch eine wesentliche Menge Adiponitril entfernt wird, was natürlich mit Adiponitril-Verlusten verbunden ist.

Eine andere Verunreinigung in Adiponitril, die durch fraktionierte Destillation schwierig bis auf den gewünschten Gehalt zu entfernen ist, ist 5-Cyanovaleriansäure (Siedepunkt 175°C/1O Torr verglichen mit 155°C/1O Torr bei Adiponitril}. Es ist erwünscht, den Gehalt dieser Verunreinigung soweit wie möglich zu senken, da sie die aus Eisenmetallen bestehende AnXage korrodieren kann.

Es wurde nun gefunden, daß die Abtrennung von Adiponitril aus 2-Cyanocyclopenten-1-ylamin und/oder 5-Cyanovaleriansäure in Mischungen dieser Verunreinigung mit Adiponitril wesentlich erleichtert wird, wenn man das unreine Adiponitril mit einem primären oder sekundären Amin unter solchen Bedingungen in Berührung bringt, daß die Verunreinigung mit dem genannten Amin unter Bildung einer'Verbindung mit höherem

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Siedepunkt reagiert, und dann zur Abtrennung des Adiponitrils fraktioniert destilliert. Das Amin soll so ausgewählt werden, daß es sich im Siedepunkt von Adiponitril deutlich unterscheidet. Diese-Methode ist offensichtlich auch auf andere Verunreinigungen mit Siedepunkten in der Nähe des Siedepunktes des Adiponitrils anwendbar, die mit den genannten Aminen unter Bildung von Verbindungen mit höherem Siedepunkt reagieren.

Demgemäß liefert die Erfindung ein Verfahren zur Abtrennung von Adiponitril aus mit Amin reaktionsfähigen Verunreinigungen, deren Siedepunkte dicht bei dem des Adiponitrils liegen, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß man das unreine Adiponitril mit einem primären oder sekundären Amin mit einem Siedepunkt, der von dem des Adiponitrils wesentlich verschieden ist, in Berührung mit und so die Verunreinigungen mit dem genannten Amin unter Bildung von Verbindungen mit höherem Siedepunkt umsetzt und das resultierende Gemisch zur Abtrennung von Adiponitril fraktioniert destilliert.

Unter mit Amin reaktionsfähigen Verunreinigungen mit Siedepunkten in der Nähe des Siedepunktes von Adiponitril sind insbesondere solche Verunreinigungen zu verstehen, deren Siedepunkten sich bei gegebenem Druck von dem des Adiponitrils um bis 20 C unterscheiden. Diese Verunreinigungen sind insbesondere 5-Cyano.valeriansäure und insbesondere 2-Cyanocyclopenten-1-ylamin. Die primären oder sekundären Amine, mit denen das unreine Adiponitril in Berührung gebracht wird,

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haben gegenüber Adiponitril deutlich verschiedene Siedepunkte, insbesondere unterscheiden sie sich im Siedepunkt von Adiponitril um mehr als 20°C entweder nach oben oder nach unten.

Die Kontaktierung des unreinen Adiponitrils mit dem Amin kann in einem breiten Bereich von Bedingungen erfolgen. Die Behandlungstemperatur kann stark variieren, beispielsweise von 0 bis 25O°C, vorzugsweise in einem Bereich von 75 bis 200 C. Auch die Behandlungszeit kann in Abhängigkeit bis zu einem gewissen Maße von der angewandten Temperatur stark variieren; es können Behandlungszeiten von einigen Minuten (etwa 10 Minuten) bis zu vielen Stunden (etwa 48 Stunden) angewandt werden. Die Menge des eingesetzten Amins hängt von der Menge der Verunreinigung ab, mit der es sich umsetzen soll. Allgemein, beträgt die verwendete Aminmenge das 0,1- bis 10-fache des Gewichtes der Verunreinigung, mit der das Amin reagieren soll.

Unter den vielen verwendbaren primären oder sekundären Aminen v/erden aliphatische oder cycloaliphatische Amine oder gesättigte heterocyclische Amine bevorzugt. Es werden auch Amine mit Siedepunkten oberhalb 100°C bei Atmosphärendruck bevorzugt.

Besonders geeignete Amine sind Hexamethylendiamin (Siedepunkt 8O°C/1O Torr), 1,2-Diaminocyclohexan (Siedepunkt 70°C/10 Torr) und Di(hexamethylen)triamin (Siedepunkt 190⁰C/ 10 Torr). Besonders geeignet ist auch der hochsiedende Rückstand aus der Destillation von Hexamethylendiamin, das durch

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Hydrierung von Adiponitril hergestellt wurde. Dieser Rückstand ist ein Gemisch hochsiedender Amine, hauptsächlich von Di(hexamethylen)triamin.

Die Behandlung des unreinen Adiponitrile mit Aminen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit anschließender fraktionierter Destillation erlaubt es, den Gehalt an 2-Cyanocyclopenten-1-ylamin und/oder 5-Cyanovaleriansäure im Vergleich zu unreinem, unbehandeltem Adiponitril zu verringern.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert, jedoch in keiner Weise beschränkt. Teile und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, wenn nichts anderes angegeben ist.

Beispiel 1.
Vergleichsbeispiel

500 Teile getrocknetes, rohes Adiponitril mit einem Gehalt von 0,50 % 2-Cyanocyclopenten-i-ylamin und 0,87 % 5-Cyanovaleriansäure wurden unter 10 Torr destilliert. Das Destillat, 472 Teile, enthielt 0,52 % 2-Cyanocyclopenten-1-ylamin und 0,69 % 5-Cyanovaleriansäure.

Beispiel 2
Zu 500 Teilen getrocknetem, rohem Adiponitril mit 0,58 %

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2-Cyanocyclopenten-i-ylamin und 0,87 % 5-Cyanovaleriansäure wurden 5 Teile (1 Gew.-% des rohen Adiponitrils) Di(hexamethylen) -triamin zugesetzt. Die Mischung wurde drei Stunden auf 110 C erhitzt. Sie wurde dann unter 10 Torr destilliert. Das Destillat, 480 Teile, enthielt 0,03 % 2-Cyanocyclopenten-i-ylamin und 0,29 % 5-Cyanovaleriansäure. ' ■

Beispiel 3

Zu 500 Teilen getrocknetem, rohem Adiponitril mit einem Gehalt von 0,52 % 2-Cyanocyclopenten-1-ylamin und 0,87 % 5-Cyanovaleriansäure wurden 5 Teile (1 Gew.-% des rohen Adiponitrils) Hexamethylendiamin zugesetzt. Die Mischung wurde 3 Stunden auf 120°C erhitzt. Sie wurde dann unter 20 Torr destilliert. Das Destillat, 465 Teile, enthielt 0,02 % 2-Cyanocyclopenten-1-ylamin und 0,13 % 5-Cyanovaleriansäure.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Trennung von Adiponitril von mit Amin reaktionsfähigen Verunreinigungen, deren Siedepunkte dicht bei dem des Adiponitrile liegen, insbesondere von 5-Cyanovaleriansäure und/oder 2-Cyanocyclopenten-i-ylamin, dadurch gekennzeichnet, daß man das unreine Adiponitril mit einem primären oder sekundären Amin, dessen Siedepunkt von dem des Adiponitrils deutlich verschieden ist, in Berührung bringt und so die Verunreinigungen mit dem Aiuin zu Verbindungen mit höherem Siedepunkt umsetzt und zur Abtrennung des Adiponitrils aus dem gebildeten Gemisch fraktioniert destilliert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das unreine Adiponitril mit Hexamethylendiamin, 1,2-Diaminocyclohexan oder Dihexamethylentriamxn in Berührung bringt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das unreine Adiponitril mit dem hochsiedenden Rückstand aus der Destillation des durch Hydrierung von Adiponitril hergestellten Hexamethylendiamins in Berührung bringt.

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