DE900343C

DE900343C - Verfahren zur Herstellung von AEthylendiamin

Info

Publication number: DE900343C
Application number: DEF8313A
Authority: DE
Inventors: Dr Georg Spielberger
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1952-02-10
Filing date: 1952-02-10
Publication date: 1953-12-21

Description

Es ist bekannt, daß zur Herstellung von Äthylendiamin aus Äthylenchlorid Ammoniak entweder als wäßrige Lösung der üblichen Konzentration (25 bis 350/0) oder in wasserfreier Form angewendet wird. Der Einsatz wasserfreien Ammoniaks bietet gegenüber der Anwendung von wäßriger Ammoniaklösung .den Vorteil eines homogenen Systems, führt aber zu-einer merklichen Herabsetzung der Reaktionsgeschwindigkeit, so. daß lange Verweilzeiten erforderlich sind.
Es wurde nun die Feststellung gemacht"daß durch Verwendung von hochkonzentrierten wäßrigen Ammorniaklösungen, so wie sie durch Einleiten von gasförmigem Ammoniak, in Wasser unter Druck erhältlich sind, eine wesentliche Beschleunigung der Äthylendiaminbildung erreicht werden kann. Dieser Befund war insofern überraschend, als inAnbetracht der Verlangsamung der Reaktionsgeschwindigkeit bei Übergang von wäßriger Ammoniaklösung der üblichen Konzentration zu wasserfreiemAmmoniak nicht erwartet werden konnte, daß zwischen diesen beiden Grenzen ein Konzentrationsbereich existiert, der optimale Resultate- liefert.
Inder Abb. i ist die Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von der Konzentration der für die Umsetzung angewandten wäßrigen Ammoniaklösungen eingetragen. Man erkennt, daß bei einer Temperatur von ioo° und einer Verweilzeit von 8 Minuten die höchsten Umsätze erreicht werden, wenn die Konzentration des Ammoniaks zwischen 5o und 8.5 °/a liegt. Auch bei einer Verweilzeit von i Minute erweist sich dieser Konzentrationsbereich als optimal. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei einer Reaktionstemperatur von i20°', wie aus den in Abb.2 dargestellten Versuchsergebnissen hervorgeht.
Gemäß der Erfindung wird daher Äthylendiamin durch Umsetzern von Äthylenchlo@rid mit wäßriger Ammo#rniaklösung, deren Konzentration in dem Bereich oberhalb der üblichen Konzentration (25 bis 35 0/0) liegt und vorzugsweise 5 0 bis 85 % beträgt, hergestellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Interesse einer brauchbaren Reaktionsgeschwindigkeit bei erhöhter Temperatur durchgeführt. Im allgemeinen empfiehlt es sich, Temperaturen zwischen ioo und i5o" anzuwenden. Um die gewünschte Ammoniakkonzentration aufrechterhalten zu können, arbeitet man im geschlossenen System, wobei sich im allgemeinen Drücke zwischen 30 und 7o Atmosphären einstellen werden.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, Äthylerndiamin, das ein wichtiges Zwischenprodukt der chemischen Industrie darstellt, mit weit besserer Raum-Zeit -Ausbeute herzustellen, als dies bisher möglich war. Ein weiterer Vorteil der Verwendung von hochkonzentriertem Ammoniak gemäß der Erfindung besteht in einer beträchtlichen Erhöhung der Löslichkeit des Äthylenchlorids in der wäßrigen Phase, wie aus der Abb. 3 ersichtlich ist. Dadurch wird die praktischeDurchführungderReaktion,besonders bei kontinuierlicher Arbeitsweise, erheblich erleichtert. Beispiel Durch ein System aus zehn hintereinandergeschalteten Nickelrohren von j e 7 m Länge und 4,9 cm2 Querschnitt (Gesamtvolumen der Apparatur 34 1), die heiz- und kühlbar sind, werden mit Hilfe von zwei Druckpumpen pro Stunde ein Gemisch von 24o kg Ammoniak in 130 kg Wasser (entsprechend 370 kg 65°/oiges Ammoniak) und 37 kg Äthylenchlorid über eine Mischdüse eingepumpt. Die Temperatur des Rohrsystems wird durch Kühlung bei etwa 12o°4 gehalten. Der Druck im Reaktionsgefäß wird durch entsprechende Einstellung des Entspannungsventils in der Weise reguliert, daß er über dem Dampfdruck von 65%igem Ammoniak, also etwa bei 6o bis 7o Atmosphären., liegt. Die Reaktionslösung enthält nach Verlassen des Rohrsystems kein restliches ÄthylenchloTid. Der Ammoniaküberschuß wird in einer Druckkolonne bei io bis i- Atmosphären ausgetrieben und die durch Zusatz vorn Wasser verdünnte Salzlösung, die Äthylendiamin-hydrochlorid und die Hydrochloride von Polyäthylenpolyaminen neben Ammon iumchlorid enthält, aus dem Sumpf entnommen.
Die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches erfolgt auf übliche Weise durch Versetzen mit Natronlauge, Eindampfen, Abtrennen des ausgeschiedenen Natriumchlorids und Destillation über eine Kolonne. Man erhält pro Stunde i8 kg Äthylendiaminhydrat neben 6 kg Polyäthylenpolyaminen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Äthylendiamin aus Äthylenchlorid und Ammoniak bei erhöhter Temperatur und bei erhöhtem Druck, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umsetzung wäßriges Ammoniak angewendet wird, dessen Konzentration oberhalb der üblichen Konzentration von, 2,5 bis 3590 liegt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des wäßrigen Ammoniaks 5o bis 85 % beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion kontinuierlich.durchgeführt wird und dabei so viel Äthylenchlorid zur Anwendung gelangt, wie bei der betreffenden Reaktionstemperatur in der eingesetzten Ammoniakmenge löslich ist.