DE2461075B2 - Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Sekundär-Alkyl-primär- Aminen aus C6 bis C30.,,. Paraffin - Google Patents
Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Sekundär-Alkyl-primär- Aminen aus C6 bis C30.,,. ParaffinInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von sek.-Alkyl-prim.-Aminen hohen **'>
Reinheitsgrades aus Ce bis Cio-Paraffin-Kohlenwasserstoffen.
Verfahren zur Herstellung von sek.-Alkyl-prim.-Aminen
aus Paraffin-Kohlenwasserstoffen sind z. B. aus der US-PS 34 70 252 bekannt. Im allgemeinen werden die v>
Amine durch Nitrieren von 5 bis 5OGew.-°/o des
Paraffins zum Nitroparaffin mittels Salpetersäure, Stickstoffdioxid oder Distickstofftetroxid, und anschließendes
Reduzieren des Nitroparaffins mit Wasserstoff in Gegenwart eines Hydrierungskatalysator herge- v>
stellt. Das aus der Nitrierung und Hydrierung resultierende Produkt enthält nicht nur das gewünschte
Amin, sondern auch nichtumgesetztes Paraffin, Nitroparaffin und Nebenprodukte aus jeder der beiden
Reaktionen. Amine hohen Reinheitsgrades werden aus w>
dem hydrierten Nitroparaffin-Prödükt unter Anwendung
verschiedener Abtrennmethoden, wie z. B. der in der US-PS 34 70 251 beschriebenen, gewonnen.
Die Bildung und der Aufbau erheblicher Mengen von Nebenprodukten setzt die Wirtschaftlichkeit und die
Selektivität des Verfahrens erheblich herab, insbesondere bei kontinuierlicher Verfahrensweise, wo nichtumgesetztes
Paraffin und Nebenprodukte im Kreislauf zur Nitrierstufe zurückgeführt werden. Das Verfahren
könnte erheblich verbessert werden, wenn das zurückgeführte Material einen niedrigeren Nebenproduktgehalt
hätte.
Die Hauptquelle für die Nebenprodukte ist die anfängliche Nitrierung, die eine Reaktion zwischen dem
Nitrierungsmittel, wie Stickstoffdioxid, Distickstofftetroxid und Salpetersäure, und dem Paraffin einschließt
Zusätzlich zu dem Hauptnitrierungsprodukt wird durch eine Reihe von komplexen Mechanismen eine Vielzahl
anderer Verbindungen gebildet, z.B.: Nitrite, Nitrate, Olefine, Ketone, Alkohole, Säuren und polyfunktionelle
Verbindungen, wie Nitroalkohole, Dinitroparaffine, Nitroketone und Nitroolefine. Während durch das
bekannte alkalische Waschen des Nitrierungsprodukts einige der· Nebenprodukte, in erster Linie die Säuren,
entfernt werden, gelangt eine erhebliche Menge der Nebenprodukte in die Amin-bildende Kjdrierstufe.
Nach dem Hydrieren des Nitroparaffins zum Amin können die Nebenprodukte bis zu 35 Gew.-% des
flüssigen Hydrierungsproduktes bilden, nichtumgesetztes Paraffin ausgenommen. Es wird angenommen, daß
die Tendenz der Reaktion zur Bildung von Nebenprodukten die Selektivität im Hinblick auf die Erzeugung
von Nitroparaffin und schließlich der sek.-Alkyl-prim.-Amine erheblich herabsetzt. Darüber hinaus werden
sich beim kontinuierlichen Arbeiten, bei dem Ströme mit überwiegend nichtumgesetztem Paraffin, die Nitroparaffin
und Nebenprodukte enthalten, zur ersten Nitrierstufe zurückgeführt werden, im Laufe längerer Betriebsperioden erhebliche Mengen an verunreinigenden
Nebenprodukten anreichern, was die normalerweise mit hoher Selektivität ablaufende Umwandlung des Paraffins
in das Amin beeinträchtigt, und letztlich zu einer sehr unbefriedigenden und zu kostspieligen Arbeitsweise
führt.
Bisher wurde das Gemisch aus Paraffin, Nitroparaffin und Nebenprodukten bei Temperaturen von etwa 232
bis 315°C unter Wasserstoffdrücken von 14,8 bis 276,5 bar in Gegenwart bekannter und üblicher
Hydrierungskatalysatoren hydriert. Herkömmliche Anschauung war es, daß bei Temperaturen unter 232° C
keine merkliche Hydrierung stattfindet und Temperaturen über 3150C zu vermeiden sind, da sie unerwünschtes
Isomerisieren, Kracken und Verkoken der Kohlenwasserstoffe
verursachen. Außerdem werden oxydierte Nebenprodukte, wie Alkohole, zu den unerwünschten
Olefinen dehydriert. Folglich findet bei der Hydrierung des Gemisches nach dem bekannten Verfahren nur eine
teilweise Hydrierung des Gemische;, statt, so daß eine
erhebliche Menge unvollständig umgewandelter Produce in die anfängliche Nilrierungsreaktion zurückgeführt
wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur selektiven Umwandlung von Paraffin-Kohlenwasserstoffen
in sek.-Alkyl-prim.-Amine bereitzustellen. Bei
diesem Verfahren soll der Gehalt des Kreislaufstroms an Nebenprodukten wesentlich herabgesetzt sein. Das
Verfahren soll kontinuierlich durchführbar sein, und die Amine sollen in hoher Reinheit anfallen.
(Unter sek.-Alkyl-prim.--Aminen werden hierin primäre aliphatische Amine verstanden, bei denen die
NHj-Gruppe an einem nicht endständigen C-Atom steht.)
Die Aufgabe wird gelöst durch ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von sek.-Alkyl-prim.-Äminen
aus C* bis C»-η-Paraffin, bei welchem in einer
Nitrierstufe ein Teil des η-Paraffins unter Bildung eines
Nitroparaffins nitriert wird, dann das Nitroparaffin
wettgehend zu Amin hydriert wird und das Amin von
einem Gemisch aus unumgesetztem Paraffin, unumgc setztem NitroparafHn und Nebenprodukten abgetrenm
wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man diese::;
Gemisch in Gegenwart eines Hydrierungskatalysator bei einem Wasserstoffdruck von etwa 73 bis 105 bar in
mehreren aufeinanderfolgenden Reaktionszonen zunächst bei einer Temperatur von etwa 120 bis 2600C,
anschließend bei einer Temperatur von etwa 315 bis» 4000C hydriert und das hydrierte Produkt gegebenen
falls nach einer zusätzlichen Hydrierung bei 232 bis: 343° C zur Nitrierstufe zurückführt
Das Gemisch von unumgesetztem η-Paraffin, Nitroparaffin und Nebenprodukten, das gemäß der Erfindung
hydriert und rückgeführt wird, stammt von einem Paraffin-Kohlenwasserstoff oder einem Paraffin-Kohlenwasserstoff-Gemisch
mit 6 bis 30 C-Atomen, der bzw. das zuerst nitriert und dann zu dem entsprechenden
Amin hydriert worden ist. Geeignete Paraffin-Kolhlenwasserstoffe
sind η-Hexan, n-Heptan, n-Oktam, η-Dekan, n-Dodecan, n-Tetradekan, n-Pentadekan,
n-Oktadekan, n-Eicosan, n-Pentakosan, n-Triakontan und Gemische davon. Solche Paraffine und Paraffingemische
umfassen Kohlenwasserstoffe mit 6 bis 30C-Atomen, die z. B. erhalten werden können durch
Absorption an Molekularsieben oder durch Harnstoff-Entparaffinierung
und Lösungsmittel-Entparaffiniening, wobei die η-Paraffine aus Gemischen von Isoparaffinen,
Naphthenen, Aromaten und η-Paraffinen abgetrennt werden. Gemische von η-Paraffinen mit 6 bis 10 oder 10
bis 14 oder 14 bis 17 C-Atomen können durch Absorption an Molekularsieben erhalten werden.
Ebenso können Gemische mit 15 bis 21 C-Atomen oder 20 bis 30 C-Atomen durch Harnstoff ■ der Lösungsmit- )s
tel-Entparaffinierung erhalten werden und sind auch geeignete Ausgangsmaterialien.
Nitrierung:
Die Nitrierung der Paraffin-Kohlenwasserstoffe zu sek.-Mono-Nitroparaffinen wird in einem Flüssig-Gasphasen-Verfahren
durchgeführt.
Der Paraffin-Kohlenwasserstoff wird zusammen mit aufbereitetem hydriertem Recycle-Strom, der bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wird, mit einem Nitrierungsmittel, wie Stickstoffdioxid, Distickstofftetroxid
oder Salpetersäure bei einer Temperatur von etwa 120 bis 260°C bei Drücken im Bereich von
Atmosphärendruck bis 19,6 bar in Kontakt gebracht, wodurch etwa 5 bis etwa 50% des Paraffin-Kohlenwaüserstoffs
prinzipiell in das entsprechende sek.-Mono-Nitroparaffin
übergeführt wird. Unter sek.-Mono-Nitrcparaffin wird hierin verstanden, daß die Nitrogruppe
überwiegend an einem anderen als an einem endständigen C-Atom des Paraffins steht. M
Im Laufe der Nitrierung werden Reaktions-Nebenprodukte
gebildet, einschließlich Ce bis Cjo-Ketone-Alkohole-Carbonsäuren,
-Nitrite, -Nitrate und polyfunl;-tionelle Nebenprodukte, wie Dinitroparaffine, Nitroalkohole,
Nitroketone, Nitroolefine, Nitrosäuren und ho
Trinitroparaffine, Diese Nebenprodukte werden in dein
flüssigen rohen Nitrierungsreaktionsprodukt nach d<:r Abtrennung von Abgasen (Stickstoff, Stickoxidul,
Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Stickstoffdioxid), Wan· ser und unumgesetztem Nitrierungsmittel, mitgeführt.
Das rohe nitrierte flüssige Produkt enthält beispielsweise 5 bis 35 Gew.-% Nitroparaffin und 0,5 bis 15 Gew.-1'b
Nebenprodukte.
Die vorstehend beschriebenen selc-Mononitroparaffine,
die in dem rohen flüssigen Nitrierungsprodukt enthalten sind, werden weitgehend zu selc-Alkyl-prim.-Aminen
bei durchschnittlichen Umwandlungstemperaturen im Bereich von etwa 38 bis 235° C in Gegenwart
eines der üblichen und bekannten Hydrierungskatalysatoren hydriert Vorzugsweise wird das rohe flüssige
Produkt vor der Hydrierung mit wäßrigem Alkali gewaschen, wodurch einige der für die Lebensdauer der
Hydrierungskatalysatoren schädlichen Nebenprodukte entfernt werden.
Das rohe flüssige Hydrierungsprodukt enthält ein C6
bis CM-n-paraffinisches sek.-Alkyl-prim.-Amin und kleineie
Mengen von selc-Alkyl-selc-Amin, Alkoholen,
Ketonen, nichtumgewandeltem Nitroparaffin, Wasser und polyfunktionellen Verbindungen, wie Nitroaminen,
Aminoketonen und Aminoalkoholen. Für die Abtrennung und Gewinnung des gewünschten primären Amins
können bekannte Isolierungsmethoden angewendet werden, wie Destillieren des hydrierien Produktes durch
stufenweise Fraktionierung. Wenn gewünscht kann das Amin auch als Aminsalz durch Reaktion des rohen
flüssigen Produkts mit einer anorganischen Säure abgetrennt werden, wonach das Aminsalz mit einem
Alkalisalz behandelt und anschließend das primäre Amin durch Destillation wiedergewonnen wird. Nach
einer anderen Methode wird das das Amin enthaltende flüssige Hydrierungsprodukt bei etwa 15 bis 100° C mit
Kohlendioxid und einem Druck von etwa 7,9—35,5 bar behandelt wobei das Hydrierungsprodukt mit etwa 1 bis
10 Molen CO2 pro Mol Amin durchmischt wird, bis sich
wesentliche Mengen eines Amin-COrKomplexes im Gemisch mit Paraffin und Nebenprodukten gebildet
haben. Dieses Gemisch wird danach mit etwa 1 bis 5 Gew.-Teilen eines Lösungsmittelgemisches aus Alkanol
und Wasser, das weitgehend mit CO2 gesättigt ist, in Kontakt gebracht. Das in-Kontakt-Bringen des Paraffins
und des Komplexes mit dem Lösu, ;g-;mittelgemisch,
z. B. Methanol-Wasser, bewirkt, daß sich eine Lösungsmittelphase bildet, die weitgehend alle Nitroparaffine
und Nebenprodukte und sek. Amin enthält. Es wird angenommen, daß bei der Abtrennungsmethode, bei der
CO2 verwendet wird, das primäre Amin selektiv abgetrennt und sekundäres Amin in die Lösung
zurückgeschickt wird. Bei der Abtrennung und der Verwendung einer starken anorganischen Säure werden
sowohl primäres als auch sekundäres Amin extrahiert, welche nach Neutralisation durch Destillation getrennt
werden können. Die Lösungsmittelphase wird anschließend auf etwa 60 bis etwa 150°C erhitzt oder der Druck
der Lösungsphase wird herabgesetzt, wodurch das Amin plötzlich austritt und das CO2 und ein Teil des
Lösungsmittels abdestilliert. Das Amin wird aus dem restlichen Lösungsmittel durch Destillation oder einer
Kombination von Destillation und Dekantation zurückgewonnen. Der Reinheitsgrad des gewonnenen Amins
liegt über 98 Gew.-%.
Erfindungsgemäße Hydrierung des
Rückständsgemisches
Rückständsgemisches
Das nicht umgesetzte Nitroparaffin und die Nebenprodukte der Nitrierungs- und Hydrierungsreaktion im
Gemisch mit dem oben abgetrennten Paraffin werden aufbereitet und zur Rückführung zur Nitrierungsreaktion
mittels einer zusätzlichen Hydrierungsbehandlung geeignet gemacht. Das Gemisch, das erfindungsgemäß
für die Hydrierung vorgesehen ist, besteht überwiegend
aus C6 bis Cw-n-Paraffin, das 0 bis 5Gew.-%
nichtumgesetztes Nitroparaffin und 0,5 bis 15 Gew.-%
Nebenprodukte enthält Solche Nebenprodukte sind z. B. oxidierte, nitrierte oder nitrooxidierte Ce bis
C^-Paraffine, wie Alkohole, Ketone und polyfunktionel-Ie Verbindungen, einschließlich Nitroketone, Nitroalkohole, Nitrate, Nitrite und Dinitroparaffin. Das Gemisch
kann auch aminierte Nebenprodukte, wie selc-Amine,
Aminoketone, Aminoalkohole und nicht extrahiertes Aminprodukt enthalten. Das Einsatzmaterial der zusätzlichen Hydrierbehandlung kann auch Nebenproduktströme des Verfahrens enthalten, wie z.B. die
Rückstände der AmindestiHation, die hauptsächlich aus selc-Aminen und polyfunktionellen Produkten, wie
Aminoalkoholen oder Aminoketonen, bestehen. Auch das organische Material, das mit Säure aus dem
alkalischen Extrakt des rohen Nitrierungsproduktes mitgerissen wurde, enthält organische Verbindungen,
die in Paraffine übergeführt werden können. Der Paraffinstrom, der aus der anfänglichen Vakuumdestillation der rohen Amine stammt, kann dem für die
Hydrierung bestimmten Gemisch zugesetzt werden. Werden diese Abfallströme des Verfahrens erfindungsgemäß aufgearbeitet, erübrigt sich eine besondere
Handhabung und Beseitigung. Gleichzeitig bilden diese Ströme ein wertvolles Einsatzmaterial. Das Gemisch
kann einige oder alle der weiter oben erwähnten Nebenprodukte in variierenden Mengen enthalten,
abhängig von den Bedingungen und der Reaktion, die für die Nitrierung des Paraffins, die anschließende
Hydrierung des Nitroparaffins zum primären Amin und die Art der Abtrennung und Isolierung des sek.-A!kylprim.-Amins angewendet wurden.
Es ist gefunden worden, daß das vorstehend angegebene Gemisch von η-Paraffin, Nitroparaffin und
Nebenprodukten weitgehend in einen Strom von mindestens 98, vorzugsweise 99 Gew.-% und mehr des
ursprünglichen Ce bis Csrn-Paraffins übergeführt werden kann, während Kracken oder Isomerisieren des
Paraffins und Koksbildung weitgehend vermieden wird. Das für die Rückführung zur Nitrierungsreaktion
geeignete Material ist weitgehend frei von Olefinen, isomerisierten η-Paraffinen und oxidiei ten und gekrackten leichten Kohlenwasserstoffen. Der für die Rückführung geeignete Strom wird durch katalytische Hydrierung des Gemisches in mehreren Zonen gewonnen, in
denen anfänglich die Hydrierung bei einer Temperatur von etwa 120 bis 260" C, vorzugsweise zwischen etwa
177 bis 246°C ausreichend lange durchgeführt wird, wobei nichtumgrsetzte Nitroparaffine zu Aminen
hydriert und unstaoile Oxidationsprodukte, wie Nitrite und Nitrate, in thermisch stabilere Formen übergeführt
werden. Im allgemeinen werden bei der anfänglichen Hydrierung das Nitroparaffin und die unstabilen, durch
Oxidation entstandenen Nebenprodukte in z. B. Amine, Amide, Diamine und Alkohole übergeführt
Im Anschluß an die erste Hydrierung wird das Gemisch bei einer Temperatur von etwa 315 bis 4000C,
vorzugsweise zwischen etwa 343 und 377°C ausreichend lange hydriert wodurch primäre Amine, sekundäre Amine, Alkohole, Ketone, Aminoalkohole, Amide
und Diamine, die in dem Gemisch enthalten sind, weitgehend in η-Paraffine übergeführt werden.
Eine zusätzliche Hydrierbehandlung kann in manchen Fällen zweckmäßig sein, z. B. wo das flüssige, bei etwa
315 bis 40C0C hydrierte Produkt kleine Mengen Olefine
enthält. Solch eine zusätzliche Hydrierbehandlung kann
bei Temperaturen von etwa 232 bis 343° C ausgeführt
werden, wobei die Olefine in η-Paraffin übergeführt werden.
Im allgemeinen wird die Hydrierung in jeder der
Reaktionszonen bei einem Wasserstoffdruck im Bereich
von etwa 7,9 bis 1044» bar innerhalb von 0,1 bis 5 Std. vorgenommen. Beim kontinuierlichen Arbeiten kann
das Gemisch in jede der Zonen mit einer Raumpeschwindigkeit von 0,2 bis 10 Vol/Vol/Std. eingeleitet
werdea In jeder Zone werden übliche Hydrierungskatalysatoren verwendet z. B. Katalysatoren aus Nickel,
Kobalt Molybdän, Platin, Palladium und Rhodium. Die Katalysatoren können in an sich bekannter Weise auf
Kieselgur, Siliziumdioxid, Kohle oder Aluminiumoxid
is als Träger aufgebracht sein. Vorzugsweise verwendet
man einen Aluminiumoxid-Trägerkatalysator mit einem Metall der Gruppe VIII oder einem Gemisch von
Metallen der Gruppe VlB und VIII als aktiven Bestandteil. Ein besonders bevorzugter Katalysator
besteht aus Nickel-Molybdän oder Kobalt-Molybdän auf Aluminiumoxid.
Die Mehrstufenhydrierung des Gemisches, das letztlich zur Rückführung bestirr mt ist liefert ein
verbessertes und aufbereitetes Material eines n-Paraf
fingehaltes von 99 Gew.-% und darüber. Die Reinheit
dieses Materials wird durch die vorstehend beschriebene··; Mehrzonenhydrierung erzielt indem das vom Amin
abgetrennte Gemisch — das ursprünglich durch Komponenten, die dem Isomerisieren, Kracken und
x Verkoken unterliegen, gegen Temperaturen von 316°C
und darüber instabil war — solch hohen Temperaturen ausgesetzt werden kann, wenn die erste Hydrierung
zuerst bei niedrigeren Temperaturen vorgenommen worden ist. Es wird angenommen, daß die Komponen
ten, die für die Instabilität bei Temperaturen von etwa
315°C und darüber verantwortlich sind, Nitroparaffin und oxidierte Produkte sind, die erfindungsgemäß
weitgehend in Formen oder Verbindungen übergeführt werden, die gegenüber höheren Temperaturen stabiler
sind, wodurch Kracken, Isomerisiere.i un;'. Verkoken
verhindert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit der Verbesserung hinsichtlich der Aufarbeitung des Recycle-Stroms
ist im Hinblick auf die Herstellung von sek.-Alkyl-prirn.-
«* Aminen außerordentlich selektiv. Diese Amine können
als Formtrennmittel, Gefrier-Tau-Stabilisatoren in Emulsionen, Pigment-Dispergiermittel, Polyurethan-Katalysatoren, Sinter- und Staubverhütungsmittel eingesetzt werden. Die Amine können auch als Korrosions-
Schutzmittel, Bakteriostatikum, Dispergiermittel, Detergentien und Gefrierschutzmittel in Benzinen eingesetzt
werden.
Die nun folgenden Beispiele sollen die Erfindung noch deutlicher machen·
Ein kontim ierliches Verfahren zur Überführung von
η-Paraffinen in sek.-Alkyl-prim.-Aminen wurde mit
einem frischen wasserklaren Cio bis Cn-n-Paraffin-Koh-
«· lenwasserstoff der nachstehend aufgeführten Ke.ttenlängenverteiiang, in Gew.-%, durchgeführt: Cio 11,1,
Cn 28,7, C12 32,2, C3 26,9, C,4 1,1. 10,7Gew.-% dieser
frischen η-Paraffine wurden 893 Gew.-% vorher verarbeiteter und erfindungsgemäß aufbereiteter zurückge-
'5 führter Paraffine zugemischt.
426 kg pro Std. der Paraffin-Kohlenwasserstoff-Beschickung wur»ii mit 27,2 kg/Std. NO2 nitriert, wobei die
Nitrierung bei 165°C unter einem Druck von 1,26 bar
stattfand. Abgase, die Paraffin, Stickstoffdioxid, Distickstoffpentoxid,
Distickstofftrioxid, Stickstoff, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Wasser enthielten, wurden
abgezogen, partiell kondensiert und das kondensierte Paraffin zurückgeführt. Stickoxid in dem überkopf-Gas
wurde zu Stickstoffdioxid oxidiert, das oxidierte Gas gekühlt, so daß sich das NO2 kondensierte, und das
verflüssigte Nitrierungsmittel zur Nitrierstufe zurückgeführt.
Die nicht NO-kondensierbaren Gase, wie N2.
N2O3, CO und CO? wurden abgelassen. Das erhaltene
rohe nitrierte Paraffin bestand zu 80GeW1-1VO aus
η-Paraffin, l4,7Gew.-% Nitroparaffin und 4.4 Gew.-%
Nebenprodukten, einschließlich oxidiertes n-Paraffin und polyfunktionelle Verbindungen, von denen
0,6Gew.-% Ketone, 1.2Gew.-% Nitrite und
0,5 Gew.-% Nitrate waren. 443 kg des rohen nitrierten Paraffins wurden kontinuierlich in einem Durchlaufmischer
mit einer IO°/oigen wäßrigen Natronlauge, und /.svar mit etwa 3!,8 kg pro S'.d. bei einer Temperatur "on
93°C und 4,4 bar gewaschen. Die resultierende wäßrige Schicht wurde in einem Absetzer absitzen gelassen und
entfernt. Die organische Schicht wurde bei 82° C und 4,4 bar mit 12,2 kg pro Std. Wasser in einem üblichen
Gegenstrom-Exiraktionsturm gewaschen. Das gewaschene
nitrierte Produkt enthielt 58,5 kg nitriertes. Paraffin und 377 kg η-Paraffin und andere Materialien,
einschließlich 0,43 Gew.-% Ketone. 0.95 Gew.-°/oNitrite
und 0,41 Gew.-% Nitrate.
Las rohe nitrierte Paraffin wurde mit einer Einlaßtemperatur von 93" C in einen Hydrierreaktor,
der einen Hydrierungskatalysator aus 1 Gew.-% Palladium auf Kohle enthielt, mit einer Raumgeschwindigkeh
von 2,0 Vol/Vol/Katalysator/Std. eingeleitet. Die Hydrierung
wurde unter einem Wasserstoffdruck von
39.6 bar und bis zu einer Temperatur von max. 21O0C
durchgeführt. Im Anschluß an die Hydrierung war weitgehend alles Nitroparaffin zum Amin reduziert.
Wasserstoff. Ammoniak und etwas Wasser wurden als Gase entfernt und restliches Wasser und Ammoniak
vom zurückgewonnenen rohen Hydrierungsprodukt bei 43CC abdekantiert.
431 kg/Std. des rohen Hydrierungsproduktes, das 377.8 kg η-Paraffin und verschiedene Nebenprodukte
einschließlich 0,49 kg sek.-Amin und 0,52 Gew.-% Keton, 45.4 kg sek.-Alkyl-prim.-Amin, etwa 0,45 kg nicht
umgesetztes Nitroparaffin und 6,8 kg Wasser und Ammoniak, enthielten, wurden mit 39,5 kg/Std. CO2 bei
21.7 bar und 43°C in Kontakt gebracht und gesättigt,
wobei sich ein Amin-COj-Kompiex bildete. Das mit CO2
gesättigte rohe Hydrierungsprodukt wurde in einem Turm im Gegenst^om mit 681 kg/Std. eines Lösungsmittelgemisches
aus 40% Methanol und 60% Wasser in Kontakt gebracht. Das Lösungsmittelgemisch war
vorher mit 22,7 kg CO2/StcL bei 21,7 bar und 43° C
gesättigt worden. Nach dem In-Kontakt-Bringen des mit CO2 gesättigten rohen Hydrierungsprodukts mit
dem Lösungsmittelgemisch wurde der prim.-Amin-Komplex aus dem überwiegend aus Paraffin bestehenden
Strom in den Lösungsmittelstrom übergeführt
Der an Amin verarmte Paraffinstrom wurde dann in einer Entspannungskammer auf Atmosphärendruck
gebracht, worauf das darin enthaltene CO2 Oberkopf
entfernt wurde. Der Aminreiche Lösungsmittelstrom wurde auf eine Temperatur von 65,5° C erhitzt und in
einen auf Atmosphärendruck gehaltenen Entspannungsturm eingeleitet, wo das CO2 zusammen mit etwas
Methanol und Wasser Überkopf entfernt wurden. Die aminreiche Flüssigkeit aus dem Entspannungsturrn
wurde durch eine Frakttonicrvorrichtung geführt, wo restliches CO2 und etwas Wasser Überkopf abgezogen
wurden. Der Rückstand, der Wasser und rohes Amin enthielt, '.rennte sich in zwei Phasen, nämlich eine
wäßrige Phase, die etwas Methanol und Amin enthielt, und eine rohe Aminphase. die etwas Wasser enthielt.
49,4 kg/Std. der rohen Aminphase wurden auf 12O0C
erhitzt und bei 21,3 bar Flash-destilliert, wobei im
wesentlichen alles restliche Methanol und Wasser zusammen mit einigen organischen Materialien Überkr
>pf entfernt wurden. Nach dem Kondensieren des Destillats wurde das darin enthaltene organische
Materia! von der wäßrigen Schicht abgetrennt und mit der abdestillierten Aminphase vereinigt. Das abdestillierte
rohe Amin wurde danach bei 26,7 mbar und 93°C vakuumdestilliert, um restliches Methanol, Wasser
paraffinische Kohlenwasserstoffe und Amine mit weniger als 10 C-Atomen Überkopf abzuziehen. Abcrhlipßend
wurde die Aminphase bei 13,3 mbar und 149°C vakuumdestilliert, um 45,5 kg/Std. fertiges Amin
zu erhalten; es bestand zu 98.5 Gew.-% aus sek.-Alkylprim.-Amin.
Der bernsteinfarbene, an Amin verarmte Paraffinstrom aus der Raffinat-Flash-Destillationsvorrichtung
wurde mit den überwiegend paraffinischen Abströmen von der Vakuumdestillation der rohen Amine zu einem
Strom aus etwa 98 Gew.-% η-Paraffin. 0,l5Gew.-%
Nitroparaffin und etwa l,85Gew.-% Nebenprodukten vereint. Dieser Strom wurde in eine erste Hydrierzone
in mit einer Raumgeschwindigkeit von 381 kg/Std. eingeleitet
und bei 204°C mit 7,7 kg/Std. Wasserstoff bei 35,5 bar und einer Raumgeschwindigkeit von 3.0 in
Gegenwart eines Nickel-Molybdän/Aluminiumoxid-Katalysators hydriert. Das Produkt aus dieser ersten
)> Hydrierzone wurde in eine anschließende Hydrierzone
mit einer Geschwindigkeit von 381 kg/Std. eingeleitei und bei 349°C mit 7,26 kg/Std. Wasserstoff bei 35.5 bai
und einer Raumgeschwindigkeit von 1,5 in Gegenwan eines Nickel-Molybdän/Aluminiumoxid-Katalysaton
jo hydriert. Nach dem Abtrennen von Wasserstoff
Ammoniak und Wasser erhielt man ein hydrierte; wasserhelles Produkt, das weitgehend frei von nitrierter
und oxidierten Nebenprodukten war; es enthielt 3 pprr Stickstoff, hatte einen Brom-Index von 41 und wurde ir
J5 den Nitrierreaktor rückgeführt. Das System zui
Herstellung der Amine arbeitete kontinuierlich übei lange Zeiträume ohne Unterbrechung.
Beispiel 2(Vergleich)
so Ein an Amin verarmter C10 bis Cm-Paraffinstrom, de
etwa 3 Gew.-% Nebenprodukte, einschließlich N'tro paraffine, Ketone, sek.-Amine, Alkohole, Nitrate, Nitrit»
und polyfunktionelle Derivate des η-Paraffins, ähniicl
wie in Beispiel 1, enthielt, wurde in einen Hydrierreak tor mit einer Geschwindigkeit von 1,5 kg/Std. eingelei
tet und bei 321 bis 324°C mit 0,0136 kg/Std. Wasserstof
bei etwa 42,4 bar in Gegenwart eines Nickel/Kieselgur Katalysators hydriert Proben des Abzugsgases enthiel
ten 7% Methan, was zeigt daß Hydrokracken ii erheblichem Umfang stattgefunden hat
Ein an Amin verarmter Cio bis Cm-Paraffinstrom, de
etwa 2Gew.-% Nebenprodukte, einschließlich Nitro
paraffine. Ketone, sek.-Amine, Alkohole, Nitrate, Nitrit
und potyfunktionelle Derivate des η-Paraffins, ähnüc
wie in Beispiel 1, enthielt wurde durch ein Porzellanfül körperbett geleitet und darin auf eine Durchschnitt"
temperatur von 335'C unter einem Wasserstoffdruck von 38,9 bar vorerhitzt und dann in einen Hydrierreaktor
geleitet. Nach 100 Std. Betrieb stieg der Druckabfall im Vorerhitzer Abschnitt schnell auf eiwa 4,4 bar. Die
Nachprüfung des Füllkörperbetts zeigte, daß die Füllkörper verrußt und miteinander verschmolzen
waren, was die thermische Instabilität des Gemisches deri'ich macht.
Beispiel 4 (Vergleich)
Ein an Amin verarmter Paraffinstrom, der
1,4 Gew.-°/n Nitroparaffin und 0,!5 Gew.-% Carboxylverbindungen
enthielt, wurde über ein Porzellantüllkörperbett zusammen mit Wasserstoff, der mit einer
Geschwindigkeit von 371 NmVm1 eingeleitet wurde, mit
einer Raumgeschwindigkeit von 0,6 bei einer Temperatur von 232 bis 288°C 8 Std. lang geleitet. Bei 232°C
enthielt das Produkt etwa 0,4% Nitroparaffin, aber bei 288°C kein Nitroparaffi" mphr Fs wurden keine Amine
gebildet und die Carbonylkonzentrationen wurden weder bei 232 noch bei 288°C gesenkt. Während die
Porzellanfüllkörper in 8 Std. bei 2320C verrußt waren, bildete sich bei 288°C ein dicker gummiartiger
Rückstand.
Diese Beispiele zeigen, daß das Nitroparaffin bei 232°C und darüber instabil ist, obwohl in Abwesenheit
eines Hydrierungskatalysators keine Hydrierung stattfindet. Kontinuierliches Arbeiten bei 2880C führt
letztlich zur Bildung eines Pfropfens, der das Durchströmen der Beschickung stoppt.
Das Beschickungsmaterial, das 0,7 Gew.-% Amin-Bodenkörper, 0,7 Gew.-% oxidierte Paraffine, die aus dem
alkalischen Extraktstrom freigesetzt wurden und 98,6 Gew.-% an Amin verarmten Paraffin enthielt, eine
ίο Bromzahl von 108, eine Gesamtbasenzahl von 0,97 und
einen Gesamtstickstoff von 580 ppm hatte, wurde in 2 Stufen bei 35,5 bar hydriert, wobei der Wasserstoff mil
einer Geschwindigkeit von 0,08 NmJ/0,454 kg Beschikkung
eingeleitet wurde. In jeder Stufe wurde ein
ir, Stickstoff-Molybdän/Aluminiumoxid-Katalysator verwendet.
Der Reaktor der ersten Stufe wurde bei 204"C und einer Raumgeschwindigkeit von 3,0 betrieben, der
Reaktor der darauf folgenden Stufe bei 37 ΓC und einer
Raumgeschwindigkeit von 1,5 Vol/Vol/h. Nach Verlassen
der beiden Hydrierzonen hatte das Produkt einen Brom-Index von 262, eine Gesamtbasenzahl von 0,03
und einen Gesamtstickstoff von 2 ppm. Durch weitere Hydrierung des Produktes bei 3270C mit 3,0 Vol/Vol/
Std. Raumgeschwindigkeit, 35,5 bar und 0,08 Nm3 Wasserstoff ließ sich der Bromindex auf 50 senken und
die Farbe des Produktes war wasserhell.
Claims (5)
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von sekundär-Alkyl-primär-Aminen aus Ce bis Cjo-n-Paraffin,
bei welchem in einer Nitrierstufe ein Teil des η-Paraffins unter Bildung eines Nitroparaffins
nitriert wird, dann das Nitroparaffin weitgehend zu Amin hydriert wird und das Amin von einem
Gemisch aus unumgesetztem Paraffin, unumgesetz- ι ο tem Nitroparaffin und Nebenprodukten abgetrennt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß man dieses Gemisch in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators
bei einem Wasserstoffdruck von etwa 7,8 bis 105 bar in mehreren aufeinanderfolgenden is
Reaktionszonen zunächst bei einer Temperatur von etwa 120 bis 2600C, anschließend bei einer
Temperatur von etwa 315 bis 4000C hydriert und das hydrierte Produkt gegebenenfalls nach einer zusätzlichen
Hydrierung bei 232 bis 343°C zur Nitrierstufe zurückführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst bei einer Temperatur
von 177 bis 246°C und anschließend bei einer Temperatur von 343 bis 377°C hydriert.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die
Hydrierung bei einer Raumgeschwindigkeit von 0,2 bis 10 Vol/Vol/Stunden durchführt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die
Hydrierung in Gegenwart eines Metalls der Gruppe VIII, das auf Aluminiumoxid als Träger aufgebracht
ist, durchführt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden a
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator einen Nickel-Molybdän/Aluminiumoxid-
oder einen Kobald-Molybdän/Aluminiumoxid-Trägerkatalysator einsetzt.
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