DE60013286T2 - Verfahren zur hydrierung von dinitrilen zu aminonitrilen - Google Patents

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein selektives Hydrierungsverfahren zum Herstellen von Aminonitrilen aus entsprechenden Dinitrilen in Gegenwart von einem oder mehreren Additiven, die die Ausbeute und/oder Selektivität des Aminonitrils verbessern.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Aminonitrile sind eine Klasse bedeutender Chemikalien, die eine Vielzahl von technischen Anwendungen finden. Beispielsweise lassen sich Aminonitrile als Monomere zum Herstellen von hochmolekularen Polyamiden verwenden. Insbesondere kann 6-Aminocapronitril zur Erzeugung von Nylon 6 verwendet werden.
  • Aminonitrile können durch katalytische partielle Hydrierung von Dinitrilen hergestellt werden. Siehe hierzu beispielsweise die US-P-2208598, 2257814, 2762835, 3322815, 3350439, 3591618, 4389348, 4601859, 5151543, 5296628, 5512697, 5527946, DE-P-836938, 848654, DE-A-19636768 und WO99/47492. Allerdings können die Ausbeute und Selektivität auf ein angestrebtes Aminonitril unter Anwendung einiger der bekannten Verfahren nicht so hoch sein, wie es wünschenswert ist und außerdem ist die Menge des Produktes der vollständigen Hydrierung (Diamin) in der Regel höher als angestrebt wird.
  • In der vorgenannten WO99/47492 wird die Verwendung bestimmter Carbonyl-Gruppen enthaltender Verbindungen als Additive in dem Verfahren der partiellen Hydrierung beschrieben, um die Ausbeute von und/oder Selektivität auf das angestrebte Aminonitrilprodukt zu verbessern und/oder die Menge von vollständig hydriertem Produkt (Diamin), das erzeugt wird, zu verringern.
  • Die JP-P-9040630 offenbart die selektive Hydrierung und Reduktion einer Nitril-Gruppe eines aromatischen Dinitrils in Gegenwart eines Raney-Katalysators, der mit einem Lösemittel und einem Gas vorbehandelt worden ist.
  • Wir haben jetzt neue Klassen von Verbindungen gefunden, die ebenfalls als verbesserte Additive für Ausbeute und/oder Selektivität in den Verfahren der partiellen Hydrierung fungieren, wie sie beispielsweise in der vorgenannten WO99/47492 erwähnt wurden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Nach einem der Aspekte der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für die partielle Hydrierung eines Dinitrils zu einem Aminonitril gewährt, welches Verfahren den Schritt des Kontaktierens des Dinitrils mit einem Wasserstoff enthaltenden Fluid in Gegenwart (a) eines Lösemittels umfasst, das flüssiges Ammoniak aufweist, einen Alkohol oder beide; (b) einen Hydrierungskatalysator aufweist und (c) ein Additiv zum Verbessern der Ausbeute und/oder Selektivität auf das Aminonitril, dadurch gekennzeichnet, dass das Dinitril die allgemeine Formel R(CN)2 hat, worin R eine Alkylen-Gruppe ist, und das Additiv Kohlenmonoxid ist.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sich ein Aminonitril in hoher Ausbeute erzeugen lässt und/oder eine höhere Selektivität auf das Aminonitril mit dem Additiv hat, als ohne dieses. Weitere Aufgaben und Vorteile werden mit der nachfolgenden vollständigen Offenbarung der Erfindung offensichtlich.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Dinitril mit einem Wasserstoff enthaltenden Fluid in Gegenwart eines Lösemittels, eines Katalysators und eines Additivs entsprechend der vorstehenden allgemeinen Beschreibung kontaktiert.
  • Geeignete Dinitrile zur Verwendung hierin haben die allgemeine Formel R(CN)2, worin R eine Alkylen-Gruppe ist. Es können ein Dinitril oder Kombinationen verschiedener Dinitrile verwendet werden. Bevorzugte Alkylen-Gruppen enthalten 2 bis 25, noch mehr bevorzugt 2 bis 15 und am meisten bevorzugt 2 bis 10 Kohlenstoffatome pro Gruppe. Mit anderen Worten enthalten bevorzugte Dinitrile 4 bis 27 und mehr bevorzugt 4 bis etwa 17 und am meisten bevorzugt 4 bis 12 Kohlenstoffatome pro Dinitril Molekül.
  • Beispiele für geeignete Dinitrile schließen ein, ohne auf diese beschränkt zu sein: Adiponitril, Methylglutaronitril, α,ω-Pentandinitril, α,ω-Heptandinitril, α,ω-Nonandinitril, α,ω-Dodecandinitril, α,ω-Pentadecandinitril, α,ω-Icosandinitril, α,ω-Tetracosandinitril, 3-Methylhexandinitril, 2-Methyl-4-methlyen-octandinitril und Kombinationen von 2 oder mehreren davon.
  • Vorzugsweise sind die Kohlenstoffatome des Ausgangsdinitrils in einer verzweigten oder graden Kette angeordnet. Bevorzugte Beispiele sind Adiponitril (hydriert zu 6-Aminocapronitril), Methylglutaronitril (hydriert zu zwei isomeren Aminonitrilen: 5-Amino-2-methylvaleronitril und 5-Amino-4-methylvaleronitril) sowie α,ω-Dodecandinitril (hydriert zu dem entsprechenden Aminonitril). Das bevorzugte Dinitril ist Adiponitril, da sein selektives Hydrierungsprodukt, 6-Aminocapronitril, als Monomer für Anwendungen bei der Polymerisation gut bekannt ist.
  • Es kann jedes beliebige, Wasserstoff enthaltende Fluid in der Erfindung so lange verwendet werden, wie es ausreichend Wasserstoff in dem Fluid gibt, um ein Dinitril selektiv zu einem Aminonitril zu hydrieren. Der Begriff "Fluid" bezieht sich auf Flüssigkeit, Gas oder beides. Der Wasserstoffgehalt in dem Fluid kann im Bereich von 1% bis 100 Vol.%, bevorzugt etwa 50% bis etwa 100 Vol.% und am meisten bevorzugt 90% bis 100 Vol.% liegen. Das gegenwärtig bevorzugte, Wasserstoff enthaltende Fluid ist im Wesentlichen reines Wasserstoffgas.
  • Das Molverhältnis von Wasserstoff (in dem Wasserstoff enthaltenden Fluid) zu Dinitril ist so lange nicht entscheidend, wie ausreichend Wasserstoff vorhanden ist, um das angestrebte Aminonitril zu erzeugen. Wasserstoff gelangt in der Regel im Überschuss zur Anwendung. Die Wasserstoffdrücke liegen im Allgemeinen im Bereich von etwa 0,45 bis etwa 13,89 MPa (etwa 50 bis etwa 2.000 psig), wobei etwa 1,48 bis etwa 7,00 MPa (etwa 200 bis etwa 1.000 psig) bevorzugt sind.
  • Es muss jedoch bemerkt werden, dass, sofern nicht anders angegeben, die in "psi" angegebenen Drücke Überdrücke sind (z.B. psig) und die in "MPa" angegebenen Drücke Absolutdrücke sind.
  • In der vorliegenden Erfindung kann jedes beliebige Lösemittel zur Anwendung gelangen, das entweder flüssiges Ammoniak oder einen Alkohol aufweist. Die Konzentration von flüssigem Ammoniak in dem Lösemittel kann im Bereich von etwa 20% bis etwa 100 Gew.%, bevorzugt etwa 50% bis etwa 100 Gew.% und am meisten bevorzugt etwa 80% bis etwa 100 Gew.% des gesamten Lösemittels liegen. Bevorzugt wird ein im Wesentlichen reines flüssiges Ammoniak. Wenn jedoch in dem Lösemittel auch ein Alkohol vorhanden ist, kann die Konzentration von Ammoniak auf die verwendete Alkoholmenge eingestellt werden, wie nachfolgend detaillierter diskutiert werden wird. Das Molverhältnis von Ammoniak zu Dinitril beträgt bevorzugt etwa 1:1 oder größer und liegt in der Regel im Bereich von etwa 1:1 bis etwa 30:1 und mehr bevorzugt von etwa 2:1 bis etwa 20:1.
  • In der vorliegenden Erfindung kann jeder beliebige Alkohol verwendet werden, der die selektive Hydrierung eines Dinitrils zu einem Aminonitril erleichtern kann. Bevorzugt sind Alkohole mit 1 bis 10 und mehr bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatomen pro Molekül. Beispiele für geeignete Alkohole schließen die folgenden ein, ohne auf diese beschränkt zu sein: Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, Isobutanol, Pentanol, Hexanol, Heptanol, Octanol, Nonanol, Decanol und Kombinationen von zwei oder mehreren davon. Der am meisten bevorzugte Alkohol (sofern er zur Anwendung gelangt) ist Methanol. Der Alkohol kann in der Regel in dem Lösemittel in einer Konzentration von etwa 20% bis etwa 100 Gew.% und bevorzugt etwa 30% bis etwa 99 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht des Lösemittels vorliegen.
  • Bei Verwendung von Alkohol weist das Lösemittel im typischen Fall eine Base auf, die in dem Lösemittel im Wesentlichen löslich ist. Der Begriff "im Wesentlichen" bezieht sich auf "mehr als herkömmlich". Bevorzugte Basen sind Ammoniak, eine Ammonium-Base oder eine anorganische Base, wie beispielsweise Alkalimetalloxide, Erdalkalimetalloxide, Alkalimetallhydroxide, Erdalkalimetallhydroxide, teilweise neutralisierte Säuren, in denen ein oder mehrere Protonen der Säure durch ein Ammonium-Ion, Alkalimetall-Ionen, Erdalkalimetall-Ionen oder Kombinationen von zwei oder mehreren davon ersetzt sind. Spezielle Beispiele für geeignete Basen schließen die folgenden ein, ohne auf diese beschränkt zu sein: Ammoniak, Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natriumhydrogencarbonat, Natriumcarbonat, Kaliumhydrogencarbonat oder Kombinationen von zwei oder mehreren davon. Die am meisten bevorzugten Basen sind Ammoniak, Lithiumhydroxid und Natriumhydroxid, da sie leicht verfügbar sind und nicht kostspielig sind.
  • Eine Base kann in dem Lösemittel in jeder beliebigen Menge vorliegen, so lange die Menge die selektive Hydrierung eines Dinitrils zu einem Aminonitril erleichtert. Im Allgemeinen kann eine Base in dem Lösemittel im Bereich von etwa 0,1% bis etwa 10 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht des Ausgangsdinitrils vorliegen.
  • Der Katalysator in dem Verfahren ist ein Hdyrierungskatalysator, der zum Hydrieren eines Dinitrils zu einem Aminonitril geeignet ist. Bevorzugt sind Katalysatoren auf der Basis von Übergangsmetallen, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Eisen, Cobalt, Nickel, Rhodium und Kombinationen davon. Der Katalysator kann auch einen oder mehrere Beschleuniger zusätzlich zu den vorgenannten Übergangsmetallen enthalten, wie beispielsweise ein oder mehrere Metalle der Gruppe VIB und Gruppe VII, z.B. Chrom, Molybdän und Wolfram. Der Katalysator kann auch in Form einer Legierung vorliegen, einschließlich einer festen Lösung von zwei oder mehreren Metallen oder eines einzelnen Metalles.
  • Das katalytische Metall kann auch auf einem anorganischen Träger geträgert sein, wie beispielsweise Aluminiumoxid, Magnesiumoxid und Kombinationen davon. Das Metall kann auf einem anorganischen Träger mit jeder beliebigen Methode geträgert sein, die der Fachwelt bekannt ist, wie beispielsweise durch Imprägnierung, Mitausfällung, Ionenaustausch und Kombinationen von zwei oder mehreren davon. Der bevorzugte anorganische Träger ist Magnesiumoxid und der bevorzugte Trägerkatalysator ein auf Magnesiumoxid geträgerter Nickel-Eisen-Katalysator.
  • Der Katalysator kann in jeder beliebigen geeigneten physikalischen Gestalt oder Form vorliegen. Dieses kann in fluidisierbaren Formen sein, in Form von Extrudaten, Tabletten, Kügelchen oder Kombinationen von zwei oder mehreren davon. Der Katalysator kann in Form eines Metallschwammes vorliegen, wie beispielsweise die Raney®-Nickel und Raney®-Cobalte. Das Molverhältnis von Katalysator zu Dinitril kann jedes beliebige Verhältnis sein, so lange das Verhältnis die selektive Hydrierung eines Dinitrils katalysieren kann. Das Gewichtsverhältnis von Katalysator zu Dinitril liegt in der Regel im Bereich von etwa 0,0001:1 bis etwa 1:1 und bevorzugt etwa 0,001:1 bis etwa 0,5:1. Sofern das katalytische Metall auf einem anorganischen Träger geträgert ist oder ein Teil einer Legierung oder festen Lösung ist, liegt das katalytische Metall in der Regel im Bereich von etwa 0,1% bis etwa 60 Gew.%, bevorzugt etwa 1% bis etwa 50 Gew.% und am meisten bevorzugt etwa 2% bis etwa 50 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators vor.
  • Der bevorzugte Katalysator ist ein Katalysator vom Typ eines Metallschwammes. Die metallische Komponente ist Eisen, Cobalt, Nickel oder sind Kombinationen davon. Kommerziell verfügbare Katalysatoren dieses Typs sind aktivierte oder nicht aktivierte Raney®-Ni- oder Raney®-Co-Katalysatoren, die von der Grace Chemical Co. (Columbia, Maryland) erhalten werden können oder alternative Katalysatoren als Metallschwamm, die beispielsweise bei Activated Metals Corporation (Sevierville, Tenn.) verfügbar sind oder bei Degussa (Ridgefield Park, N.J.).
  • Im Fall des geträgerten Nickel/Eisen-Katalysators nimmt die Umwandlungsgeschwindigkeit von Adiponitril mit der Menge des auf dem Träger abgeschiedenen Ni zu. Die bevorzugte Konzentration von Ni liegt zwischen etwa 5% und etwa 50 Gew.% und speziell zwischen etwa 25% und etwa 35 Gew.% bezogen auf das Katalysatorgewicht (Metalle + Träger). Die bevorzugte Konzentration von Fe liegt zwischen etwa 0,2% und etwa 20 Gew.% und speziell zwischen etwa 0,5% und etwa 10 Gew.% bezogen auf das Katalysatorgewicht (Metalle + Träger).
  • Weitere Einzelheiten über die vorgenannten Komponenten finden sich in den verschiedenen vorgenannten Fundstellen. Spezielle Fundstellen können beispielsweise die US-P-2208598, 2257814, 2762835, 3322815, 5151543, 5296628, 5512697, 5527946 und die WO99/47492 sein.
  • In der vorliegenden Erfindung ist jedes beliebige Additiv verwendbar, das eine oder mehrere der vorgenannten Verbindungen aufweist, die eine Verbesserung der Selektivität bewirken können.
  • Der Begriff "Verbesserung" bezeichnet die erhöhte Selektivität zum Aminonitrilprodukt bei Umwandlungen größer als etwa 70%, vorzugsweise Umwandlungen größer als etwa 80% und speziell Umwandlungen größer als etwa 90% im Vergleich zu der Selektivität ohne die Verwendung des erfindungsgemäßen Additivs. Eine "wirksame Menge" des Additivs ist diejenige Menge, die erforderlich ist, um die vorgenannte Erhöhung der Selektivität und/oder eine verbesserte Gesamtausbeute an Aminonitril im Vergleich ohne Verwendung des Additivs zu erzielen.
  • In bevorzugten Ausführungsformen besteht das Additiv im Wesentlichen aus einer oder mehreren der vorgenannten Verbindungen.
  • Das Additiv liegt während des Kontaktierens in jeder beliebigen Menge vor, mit der die selektive Hydrierung eines Dinitrils zu seinem entsprechenden Aminonitril verbessert werden kann (z.B. eine "wirksame Menge").
  • Für Kohlenmonoxid liegt das bevorzugte Verhältnis von Kohlenmonoxid zu dem Katalysator im Bereich von 0,001:1 bis 10:1, bevorzugt 0,005:1 bis 5:1 und speziell 0,01:1 bis 2:1 mM CO/g Katalysator.
  • Der Katalysator und das Additiv können separat in Kontakt mit einem Dinitril gebracht werden, wobei jedoch bevorzugt wird, dass der Katalysator unabhängig davon, ob er in seiner Metallform oder in einer Legierung oder in Form einer festen Lösung oder auf einem anorganischen Träger vorliegt, durch Kontaktieren mit dem Additiv vorbehandelt wird. Dieses kann in einem Lösemittel erfolgen, wie beispielsweise einem Alkohol, Ether, Ester, Ammoniak oder Kombinationen von zwei oder mehreren davon. Ferner bevorzugt ist das Vorkontaktieren, das ebenfalls in einem Wasserstoff enthaltenden Fluid ausgeführt wird, wie vorstehend beschrieben wurde. Das Kontaktieren des Katalysators und des Additivs erzeugt einen vorbehandelten Katalysator. Der vorbehandelte Katalysator kann mit einem Lösemittel gewaschen werden, wie es vorstehend offenbart wurde, vorzugsweise unter anaeroben Bedingungen, um einen mit Additiv behandelten Katalysator zu erzeugen.
  • Das Kontaktieren des Katalysators und des Additivs kann unter jeder beliebigen Bedingung ausgeführt werden, die wirksam ist, um einen mit Additiv behandelten Katalysator zu erzeugen, der die selektive Hydrierung eines Dinitrils verbessern oder die Selektivität zu einem Aminonitril verbessern kann. Im Allgemeinen kann der gesamte Prozess für die Herstellung des mit Additiv behandelten Katalysators durch Kontaktieren eines Katalysators mit einem Additiv entsprechend der vorstehenden Offenbarung bei einer Temperatur im Bereich von etwa 20° bis etwa 150°C und bevorzugt etwa 30° bis etwa 100°C unter den gleichen allgemeinen Drücken, wie sie vorstehend beschrieben wurden, für etwa 5 Sekunden bis etwa 25 Stunden ausgeführt werden.
  • Für Kohlenmonoxid liegt das bevorzugte Verhältnis von Additiv zu Katalysator in der Vorbehandlungsprozedur in der Regel im Bereich von 0,001:1 bis 10:1, bevorzugt 0,005:1 bis etwa 5:1 und mehr bevorzugt 0,01:1 bis 2:1 mM CO/g Katalysator.
  • Das Verfahren der partiellen Hydrierung der vorliegenden Erfindung kann bei einer Temperatur im Bereich von etwa 25° bis etwa 150°C, bevorzugt etwa 40° bis etwa 100°C und am meisten bevorzugt etwa 60° bis etwa 80°C bei einem Gesamtdruck in der Regel im Bereich von etwa 0,45 bis etwa 13,89 MPa (etwa 50 bis etwa 2.000 psig) ausgeführt werden, wobei etwa 1,48 bis etwa 7,00 MPa (etwa 200 bis etwa 1.000 psig) bevorzugt sind, und zwar für eine Dauer, die in der Regel im Bereich von etwa 15 min bis etwa 25 Stunden und bevorzugt etwa 1 Stunde bis etwa 10 Stunden liegt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann chargenweise oder kontinuierlich in einem entsprechenden Reaktionsapparat betrieben werden. Ein Rühren oder Bewegen des Reaktionsgemisches kann auf einer Vielzahl von Wegen erreicht werden, die der Fachwelt bekannt sind. Die partielle Hydrierung des Dinitrils zu seinem entsprechenden Aminonitril mit hoher Selektivität bei hohen Umwandlungen des Dinitrils macht dieses Verfahren effizient und nützlich.
  • Weitere allgemeine und spezielle Verfahrenseinzelheiten finden sich in zahlreichen der vorgenannten Fundstellen. Spezielle Fundstellen sind beispielsweise die US-P-2208598, 2257814, 2762835, 3322815, 5151543, 5296628, 5512697, 5527946 und die WO99/47492.
  • Die folgenden Beispiele veranschaulichen das erfindungsgemäße Verfahren weiter und sind nicht als eine unzulässige Beschränkung des Geltungsbereichs der Erfindung auszulegen.
  • Die Bedeutung der in den Beispielen verwendeten Begriffe ist wie folgt definiert:
    • Ausbeute an Aminonitril ist die gemessene Konzentration von Aminonitril, dividiert durch die Ausgangskonzentration von Dinitril.
    • Umwandlung des Dinitrils ist die Differenz zwischen der Ausgangskonzentration und der Momentankonzentration des Dinitrils, dividiert durch die Ausgangskonzentration von Dinitril.
    • Selektivität zu Aminonitril ist die gemessene Ausbeute von Aminonitril, dividiert durch die Umwandlung des Dinitrils zu diesem Zeitpunkt.
    • Sofern die Verwendung von Cyanwasserstoffsäure (Cyanwasserstoff) angegeben ist, wurde diese als eine kondensierte Flüssigkeit verwendet, abgemessen in einer Vorkühlanlage, um die Verdampfungsverluste auf ein Minimum herabzusetzen.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 1
  • Es wurde ein Ni-Schwammkatalysator (1,2 g), aktiviert mit Fe und Cr (Activated Metals, A4000, ohne irgendwelche weitere Additive) in einen 50 ml-Autoklav zusammen mit 3,2 g Adiponitril (ADN) und 35 ml flüssiges Ammoniak zur Erzeugung einer Mischung gegeben. In den Autoklav wurde Wasserstoff eingeführt und das ADN bei 60°C unter einem Gesamtdruck von 7,31 MPa (1.045 psig) bei etwa 1.500 U/min hydriert. Die Gesamtumwandlung von ADN wurde innerhalb von 30 min am Strom erreicht. Die Maximalausbeute von Aminocapronitril betrug 57% bei 90% ADN-Umwandlung bei einer Selektivität von 63%.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 2
  • In einen 300 ml-Autoklaven wurden 7,7 g Raney® Co (erhalten von W.R. Grace Co., Katalognr. 2724), 0,77 g Wasser, 26 g ADN und 139 g flüssiges Ammoniak geladen. Der Inhalt wurde bei 70°C unter einem Gesamtdruck von 7,00 MPa (1.000 psig) bei 1.000 U/min hydriert. Die Gesamtumwandlung von ADN wurde innerhalb von 40 min am Strom erreicht. Die Maximalausbeute von Aminocapronitril betrug 58% bei 90% ADN-Umwandlung bei einer Selektivität von 64%.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 3
  • In einen 50 ml-Autoklaven wurden 1,2 g eines 5% Rhodium-auf-Aluminiumoxid-Katalysator (erhalten von Engelhard), 3,2 g ADN und 35 ml flüssiges Ammoniak geladen. Der Inhalt wurde bei 80°C unter einem Gesamtdruck von 7,41 MPa (1.060 psig) bei 1.500 U/min hydriert. Die Gesamtumwandlung von ADN wurde innerhalb von 30 min am Strom erreicht. Die Maximalausbeute von Aminocapronitril betrug 3% bei 96% ADN-Umwandlung, wobei das überwiegende Produkt Hexamethylendiamin war.
  • BEISPIEL 1
  • Es wurden 10,0 g Ni-Schwammkatalysator (Degussa BLM 112W) in einen 50 ml-Autoklaven zusammen mit 1,0 ml gasförmigem Kohlenmonoxid unter 60 psi Druck (0,018 mM CO pro Gramm Katalysator) geladen. Anschließend wurden 35 ml flüssiges Ammoniak zugegeben und die Mischung bis 80°C unter Rühren erhitzt. Der Druck wurde auf 7,00 MPa (1.000 psig) mit Wasserstoff eingestellt und anschließend unter diesen Bedingungen für 2,5 Stunden gehalten. Nach dem Kühlen wurde der Druck entspannt und die Probe in eine Trockenbox gegeben, mit entlüftetem Methanol gewaschen und unter anaeroben Bedingungen aufbewahrt. 1,2 g des Ni-Schwammkatalysators, vorbehandelt mit Kohlenmonoxid entsprechend der vorstehenden Beschreibung, wurden in einen 50 ml-Autoklaven gemeinsam mit 3,2 g ADN und 35 ml flüssigem Ammoniak gegeben, bis 60°C erhitzt und mit Wasserstoff bei einem Gesamtdruck von 7,00 MPa (1.000 psig) umgesetzt. Nach 75 min erreichte die Ausbeute an 6-Aminocapronitril etwa 72% bei 94% ADN-Umwandlung bei einer Selektivität von 77%.
  • BEISPIEL 2
  • Es wurden 1,2 g des Ni-Schwammkatalysators, vorbehandelt mit Kohlenmonoxid entsprechend der Beschreibung in Beispiel 1, in einen 50 ml-Autoklaven gemeinsam mit 3,2 g ADN und 35 ml flüssigem Ammoniak geladen, erhitzt bis 40°C und mit Wasserstoff bei einem Gesamtdruck von 7,00 MPa (1.000 psig) umgesetzt. Nach 180 min erreichte die Ausbeute an 6-Aminocapronitril etwa 72% bei 93% ADN-Umwandlung bei einer Selektivität von 77%.
  • BEISPIEL 3
  • Es wurde ein 50 ml-Autoklav mit 3,2 g ADN, 1,2 g Raney®-Ni, 0,25 g NaOH, 0,25 g H2O, 35 ml MeOH und 6,42 ml gasförmigem Kohlenmonoxid unter einem Druck von 40 psi (0,077 mM CO pro Gramm Katalysator) geladen. Die Mischung wurde bis 70°C erhitzt und anschließend mit Wasserstoff bei einem Gesamtdruck von 3,55 MPa (500 psig) in Kontakt gebracht und 5 Stunden gehalten. Nach 4,5 Stunden erreichte die Ausbeute an 6-Aminocapronitril etwa 63% bei 78% ADN-Umwandlung bei einer Selektivität von 81%.
  • BEISPIEL 4
  • Es wurden 10,0 g Raney®-Co (W.R. Grace) in einen 50 ml-Autoklaven zusammen mit 2,5 ml gasförmigem Kohlenmonoxid unter 60 psi Druck (0,045 mM CO pro Gramm Katalysator) geladen. Anschließend wurden 35 ml flüssiges Ammoniak zugegeben und die Mischung bis 80°C unter Rühren erhitzt. Der Druck wurde auf 7,00 MPa (1.000 psig) mit Wasserstoff eingestellt und anschließend unter diesen Bedingungen für 2,5 Stunden gehalten. Nach dem Kühlen wurde der Druck entspannt und die Probe in eine Trockenbox gegeben, mit entlüftetem Methanol gewaschen und unter anaeroben Bedingungen aufbewahrt. 1,2 g des Raney®Co-Katalysators, vorbehandelt mit Kohlenmonoxid entsprechend der vorstehenden Beschreibung, wurden in einen 50 ml-Autoklaven gemeinsam mit 3,2 g ADN und 35 ml flüssigem Ammoniak gegeben, bis 40°C erhitzt und mit Wasserstoff bei einem Gesamtdruck von 7,00 MPa (1.000 psig) umgesetzt. Nach 160 min erreichte die Ausbeute an 6-Aminocapronitril etwa 71% bei 89% ADN-Umwandlung bei einer Selektivität von 80%.
  • BEISPIEL 5
  • Es wurden 10,0 g Raney®-Co (W.R. Grace) in einen 50 ml-Autoklaven zusammen mit 5,0 ml gasförmigem Kohlenmonoxid unter 80 psi Druck (0,12 mM CO pro Gramm Katalysator) geladen. Anschließend wurden 35 ml flüssiges Ammoniak zugegeben und die Mischung bis 80°C unter Rühren erhitzt. Der Druck wurde auf 7,00 MPa (1.000 psig) mit Wasserstoff eingestellt und anschließend unter diesen Bedingungen für 2,5 Stunden gehalten. Nach dem Kühlen wurde der Druck entspannt und die Probe in eine Trockenbox gegeben, mit entlüftetem Methanol gewaschen und unter anaeroben Bedingungen aufbewahrt. 1,2 g des Raney®Co-Katalysators, vorbehandelt mit Kohlenmonoxid entsprechend der vorstehenden Beschreibung, wurden in einen 50 ml-Autoklaven gemeinsam mit 3,2 g ADN und 35 ml flüssigem Ammoniak gegeben, bis 80°C erhitzt und mit Wasserstoff bei einem Gesamtdruck von 7,00 MPa (1.000 psig) umgesetzt. Nach 5 Stunden erreichte die Ausbeute an 6-Aminocapronitril etwa 74% bei 94% ADN-Umwandlung bei einer Selektivität von 79%.

Claims (8)

  1. Verfahren für die partielle Hydrierung eines Dinitrils zu einem Aminonitril, umfassend den Schritt des Kontaktierens des Dinitrils mit einer Wasserstoff enthaltenden Flüssigkeit in Gegenwart von (a) einem Lösemittel, das flüssiges Ammoniak aufweist, einen Alkohol oder Beides; (b) einen Hydrierungskatalysator; sowie (c) einem Additiv zur Verbesserung der Ausbeute und/oder Selektivität des Aminonitrils, dadurch gekennzeichnet, dass das Nitril die allgemeine Formel R(CN)2 hat, worin R eine Alkylen-Gruppe ist und das Additiv Kohlenmonoxid ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nitril ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Adiponitril, Methylglutaronitril und alpha,omega-Dodecandinitril.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel flüssiges Ammoniak ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydrierungskatalysator ein Übergangsmetall aufweist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Eisen, Kobalt, Nickel, Rhodium und Kombinationen davon.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydrierungskatalysator in Form eines Metallschwammes vorliegt.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das katalytische Metall von einem anorganischen Träger gehalten wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydrierungskatalysator mit dem Additiv vorkontaktiert ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Kohlenmonoxid zum Hydrierungskatalysator im Bereich von 0,001:1 bis 10:1 mm CO/g Katalysator liegt.
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