EP2007491A2 - Method for the separation of nickel(0) complexes and phosphorous-containing ligands from nitrile mixtures - Google Patents

Method for the separation of nickel(0) complexes and phosphorous-containing ligands from nitrile mixtures

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EP2007491A2
EP2007491A2 EP07727428A EP07727428A EP2007491A2 EP 2007491 A2 EP2007491 A2 EP 2007491A2 EP 07727428 A EP07727428 A EP 07727428A EP 07727428 A EP07727428 A EP 07727428A EP 2007491 A2 EP2007491 A2 EP 2007491A2
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EP
European Patent Office
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nickel
phosphorus
complexes
ligands
separation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07727428A
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German (de)
French (fr)
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Gerd Haderlein
Tobias Aechtner
Michael Bartsch
Hermann Luyken
Peter Pfab
Jens Scheidel
Andreas Leitner
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BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a process for the extractive separation of nickel (O) - complexes with phosphorus ligands and / or free phosphorus ligands, from a reaction of a hydrocyanation of unsaturated mononitriles to dinitriles, by extraction by means of a hydrocarbon, wherein a phase separation of the hydrocarbon and the nitrile-containing solution takes place in two phases and at least one polar additive is fed to the hydrocyanation discharge (feed stream) and / or the extraction stage.
  • nickel complexes of phosphorus ligands are suitable catalysts.
  • adiponitrile an important intermediate in nylon production, is prepared by double hydrocyanation of 1,3-butadiene.
  • 1,3-butadiene with hydrogen cyanide in the presence of nickel (O), which is stabilized with phosphorus ligands, converted to 3-pentenenitrile.
  • nickel (O) which is stabilized with phosphorus ligands, converted to 3-pentenenitrile.
  • 3-pentenenitrile is then reacted with hydrogen cyanide to give adiponitrile likewise on a nickel catalyst, but if appropriate with the addition of a Lewis acid and possibly a promoter.
  • Nickel (O) or Ni (O) means nickel in the oxidation state 0.
  • the nickel catalyst is usually separated off and recycled (catalyst circulation). Since the catalyst system in the second hydrocyanation, which is a mixture of complex and free ligand, is thermally less resilient, the separation of the high-boiling adiponitrile from the catalyst system can not be carried out by distillation. Therefore, the separation is generally carried out extractively with hydrocarbons as extractants.
  • the catalyst system remains - ideally completely, under real conditions at least partially - in the lighter hydrocarbon phase, while the heavier phase is more polar and contains crude adiponitrile, the vast majority of the unreacted pentenenitriles and the Lewis acid.
  • the extractant is separated after the phase separation usually by distillation under reduced pressure from the catalyst system, with pentenenitriles are added to the dilution. The boiling pressure of the extractant is significantly higher than that of the pentenenitriles.
  • US Pat. Nos. 3,773,809 and 5,932,772 describe the extraction of the catalyst complex and the ligands with paraffins and cycloparaffins, for example cyclohexane, hepane and octane, or alkylaromatics.
  • US Pat. No. 4,339,395 discloses a process for the extractive work-up of reaction effluents of hydrocyanations for catalyst systems with monodental ligands and a triarylborane promoter in which a small amount of ammonia is metered in to avoid lump formation.
  • WO 2004/062765 describes the extractive separation of a nickel-diphosphite catalyst from a mixture of mono- and dinitriles with alkanes or cycloalkanes as extractant, the mixture being mixed with a Lewis base, e.g. Organo amines or ammonia, is treated.
  • a Lewis base e.g. Organo amines or ammonia
  • US Pat. No. 5,847,191 discloses a process for the extractive work-up of reaction effluents of hydrocyanations, the chelate ligands carrying C.sub.1-C.sub.10-alkyl radicals.
  • U.S. Patent 4,990,645 discloses that the extractability of the nickel complex and the free ligand can be improved by separating the solid Ni (CN) 2 formed in the reaction prior to extraction in a decanter. For this purpose, a part of the pentenenitrile is previously evaporated in order to reduce the solubility of the catalyst and of the Ni (CN) 2.
  • a problem with this minimum conversion of 3-pentenenitrile is that a higher conversion of 3-pentenenitrile is associated with a poorer selectivity of adiponitrile with respect to 3-pentenenitrile and hydrogen cyanide.
  • a minimum conversion of 3-pentenenitrile of 60% leads to a shorter service life of the catalyst system.
  • the process according to the invention is used in the production of adiponitrile.
  • the process according to the invention is preferably intended for 3-pentenenitrile as mononitrile and adiponitrile as dinitrile.
  • the reaction effluent of the hydrocyanation is likewise preferably obtained by reacting 3-pentenenitrile with hydrogen cyanide in the presence of at least one nickel (0) complex with phosphorus-containing ligands, if appropriate in the presence of at least one Lewis acid (for example as promoter).
  • the process according to the invention is suitable for the extractive removal of Ni (O) complexes which contain phosphorus-containing ligands and / or free phosphorus-containing ligands from a reaction product which is obtained in a hydrocyanation of unsaturated mononitriles to give dinitriles.
  • Ni (O) complexes which contain phosphorus-containing ligands and / or free phosphorus-containing ligands from a reaction product which is obtained in a hydrocyanation of unsaturated mononitriles to give dinitriles.
  • the reaction product from which a part or all of the unreacted pentenenitriles have optionally been removed is extracted by means of a hydrocarbon with the addition of a polar additive;
  • a phase separation of the hydrocarbon and the reaction output occurs in two phases.
  • a first phase is formed, which is enriched with respect to the reaction effluent to said Ni (0) complexes or ligands, and a second phase, which is enriched against the reaction effluent to dinitriles.
  • the first phase is the lighter phase, ie the upper phase
  • the second phase is the heavier phase, ie the lower phase.
  • the extraction preferably has an extraction coefficient-defined as the ratio of the mass content of said nickel (0) complexes or ligands in the upper phase to the mass content of said nickel (O) complexes or ligands in the lower phase for each theoretical extraction step, from 0.1 to 50, more preferably from 0.6 to 30.
  • the upper phase preferably contains between 50 and 99% by weight, particularly preferably between 60 and 97% by weight, in particular between 80 and 95% by weight, of the hydrocarbon used for the extraction.
  • the Lewis acid which is optionally contained in the feed stream of the extraction (namely in the second hydrocyanation mentioned in the introduction), preferably remains mostly and most preferably completely in the lower phase.
  • the residual concentration of the Lewis acid in the upper phase is preferably less than 1 wt .-%, more preferably less than 0.5 wt .-%, in particular less than 500 ppm by weight.
  • the hydrocarbon is the extractant. It preferably has a boiling point of at least 30, preferably at least 60, in particular at least 90 ° C, and preferably at most 140, more preferably at most 135, in particular at most 130 ° C, in each case at a pressure of 10 5 Pa absolute.
  • a hydrocarbon which in the context of the present invention is understood to mean a single hydrocarbon, as well as a mixture of such hydrocarbons, for the separation, in particular by extraction, of Ni (0) -containing catalyst and free ligand from a mixture containing adiponitrile , the Ni (O) -containing catalyst and free ligands are used, which has a boiling point in the range between 60 ° C and 135 ° C.
  • the catalyst can be advantageously obtained by distillative removal of the hydrocarbon, optionally with addition of a suitable solvent which is higher boiling than the hydrocarbon K (eg pentenenitrile), the use of a Hydrocarbon having a boiling point in the said range a particularly economical and technically simple separation by the possibility of condensing the distilled hydrocarbon with river water allowed.
  • a suitable solvent which is higher boiling than the hydrocarbon K (eg pentenenitrile)
  • the use of a Hydrocarbon having a boiling point in the said range a particularly economical and technically simple separation by the possibility of condensing the distilled hydrocarbon with river water allowed.
  • Suitable hydrocarbons are described, for example, in US Pat. No. 3,773,809, column 3, lines 50-62.
  • a hydrocarbon selected from cyclohexane, methylcyclohexane, cycloheptane, n-hexane, n-heptane, isomeric heptanes, n-octane, iso-octane, isomeric octanes such as 2,2,4-trimethylpentane, cis- and trans- decalin or mixtures thereof, in particular from cyclohexane, methylcyclohexane, n-heptane, isomeric heptanes, n-octane, isomeric octanes such as 2,2,4-trimethylpentane, or mixtures thereof, into consideration.
  • Cyclohexane, methylcyclohexane, n-heptane or n-octane are
  • Mulm is understood as meaning an area of incomplete phase separation between the upper and lower phases, usually a liquid / liquid mixture in which solids can also be dispersed. Excessive dew formation is undesirable because it hinders the extraction and may be obstructed. The extraction device can be flooded by Mulm, so they can no longer fulfill their separation task.
  • the hydrocarbon used is preferably anhydrous, wherein anhydrous one water content of less than 100, preferably less than 50, in particular less than 10 ppm by weight.
  • the hydrocarbon can be dried by suitable methods known to the person skilled in the art, for example by adsorption or azeotropic distillation. The drying can take place in a step preceding the process according to the invention.
  • the above-mentioned objects are achieved by a process for the extractive separation of nickel (0) complexes with phosphorus-containing ligands and / or free phosphorus-containing ligands, from a reaction effluent hydrocyanation of unsaturated mononitriles to dinitriles, by extraction by means of a hydrocarbon, wherein a phase separation of the hydrocarbon and of the reaction discharge takes place in two phases, achieved in that the addition of at least one polar additive for the hydrocyanation discharge reduces the formation of lumps and / or solids and increases the speed of the phase separation.
  • Polar additives are to be understood as meaning organic compounds which, by increasing the polarity of the dinitrile phase, bring about an accelerated phase separation and a reduced formation of mulching and solids.
  • polar additives especially saturated linear or branched aliphatic nitriles having two to ten carbon atoms and aromatic nitriles having seven to twelve carbon atoms are suitable.
  • acetonitrile examples include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, 2-methylbutanenitrile, pentanitrile, hexanenitrile, heptanenitrile and octanenitrile, cyclohexanenitrile, benzonitrile and alkyl- Benzonitrile such as 2-methylbenzonitrile and 2-ethylbenzonitrile or mixtures of these compounds.
  • sulfolane, alkyl ureas and pyrrolidones are suitable. Examples of these are dimethylurea, tetraethylurea, tetramethylurea, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, N-hexylpyrrolidone or mixtures of these compounds.
  • the extraction of the nickel (0) complexes or ligands from the reaction effluent can be carried out in any suitable apparatus known to the person skilled in the art, preferably in countercurrent extraction columns, mixer-settler cascades or combinations of mixer-settler cascades with columns , Particularly preferred is the use of countercurrent extraction columns, which are equipped in particular with sheet metal packings as dispersing elements.
  • the extraction is carried out in countercurrent in a compartmented, stirred extraction column (eg a rotating disc contactor (RDC), Kühni column, Scheibel column, QVF column).
  • a compartmented, stirred extraction column eg a rotating disc contactor (RDC), kuhni column, Scheibel column, QVF column.
  • the hydrocarbon is used as the continuous phase and the reaction effluent of the hydrocyanation as the disperse phase.
  • the extractant, the polar additive and the feed stream may be fed to the extraction device separately or together.
  • a phase ratio of preferably 0.1 to 10, particularly preferably 0.4 to 3, in particular 0.75 to 1.5, in each case calculated as the ratio of the mass of the supplied hydrocarbon to the mass of the mixture to be extracted, is used .
  • the mass of polar additive is 1 to 50 wt .-%, preferably 2 to 45 wt .-%, particularly preferably 3 to 40 wt .-%, based on the mass of the feed stream
  • the absolute pressure during the extraction is preferably 10 kPa to 1 MPa, more preferably 50 kPa to 0.5 MPa, especially 75 kPa to 0.25 MPa (absolute).
  • the extraction is preferably carried out at a temperature of -15 to 120, in particular 20 to 100 and particularly preferably 30 to 80 ° C. It has been found that at a higher extraction temperature, the lump formation is lower.
  • the extraction is operated with a temperature profile.
  • a temperature profile In particular, working in this case at an extraction temperature of at least 30, preferably 30 to 95 and particularly preferably at least 40 ° C.
  • the temperature profile is preferably such that in that region of the extraction where the content of nickel (0) complexes with phosphorus-containing ligands and / or free phosphorus-containing ligands is higher than in the other region, the temperature is lower than in the other region , In this way, the temperature-labile Ni (0) complexes are thermally less stressed and their decay reduced.
  • phase separation can be considered spatially and temporally depending on the apparatus design as the last part of the extraction.
  • phase separation it is usually possible to select a further range of pressure, concentration and temperature, wherein the optimum parameters for the particular composition of the reaction mixture can easily be determined by a few simple preliminary tests.
  • the temperature T in the phase separation is usually at least 0, preferably at least 10, more preferably at least 20 ° C. Usually, it is at most 80, preferably at most 70, more preferably at most 60 ° C.
  • the phase separation is carried out at 10 to 80, preferably 20 to
  • the pressure during the phase separation is generally at least 1 kPa, preferably at least 10 kPa, particularly preferably 20 kPa. In general, it is at most 2 MPa, preferably at most 1 MPa, more preferably at most 0.5 MPa absolute.
  • the phase separation may be carried out in one or more devices known to those skilled in the art for such phase separation. In an advantageous embodiment, it is possible to carry out the phase separation in the extraction apparatus, for example in one or more mixer-settler combinations or by equipping an extraction column with a settling zone.
  • a gravity separator with internals as coalescing aids eg lamellas, fabric or sheet metal packings
  • a cyclone separator or in extreme cases that the heavy phase is to be completely retained can be a mechanically driven centrifugal separator (eg plate separator).
  • the Mulmphase can be selectively withdrawn from the Settlement.
  • the setting of a certain, targeted coating of the continuous phase is sufficient together with the disperse phase.
  • phase separation two liquid phases are obtained, one of which has a higher proportion of the nickel (0) complex with phosphorus-containing ligands and / or free phosphorus ligands, based on the total weight of this phase, than the other phase or phases ,
  • phase containing the higher proportion of Ni (0) complexes and phosphorus ligands may optionally be recycled to the hydrocyanation stage after regeneration of the catalyst and removal of the extractant.
  • the predominantly dinitrile, unreacted mononitrile and polar additive containing phase can be separated by distillation.
  • the polar additive has the lowest boiling point of the compounds present, it can be separated off in a first column as top product, mononitrile and dinitrile as bottom product. In a second column, the bottom product of the first column can be separated, the mononitrile can be separated overhead and the dinitrile over the bottom. But it is also possible to carry out the separation in only one column and thereby remove the polar additive overhead, mononitrile via a side draw and dinitrile through the bottom. If the mononitrile has the lowest boiling point, it can be separated off via the top, the polar additive via side draw or, in the case of two-stage distillation, together with dinitrile via the bottom.
  • the valuable product dinitrile can be discharged from the process, mononitrile can be recycled to the hydrocyanation and polar additive to the extraction.
  • the amount of polar additive is generally 1 to 50 wt .-%, preferably 2 to 45 wt .-%, based on the amount of the feed stream.
  • the reaction effluent of the hydrocyanation is treated before or during the extraction with ammonia or a primary, secondary or tertiary aromatic or aliphatic amine.
  • Aromatic includes alkylaromatic, and aliphatic includes cycloaliphatic.
  • a treatment of the reaction onsaustrags with ammonia or an amine is preceded or carried out during the extraction.
  • the treatment during the extraction is less preferred.
  • the amines used are monomines, diamines, triamines or higher-performance amines (polyamines).
  • the monoamines usually have alkyl radicals, aryl radicals or arylalkyl radicals having 1 to 30 carbon atoms; suitable monoamines are, for example, primary amines, for example monoalkylamines, secondary or tertiary amines, for example dialkylamines.
  • suitable primary monoamines are, for example, butylamine, cyclohexylamine, 2-methylcyclohexylamine, 3-methylcyclohexylamine, 4-methylcyclohexylamine, benzylamine, tetrahydrofurfurylamine and furfurylamine.
  • Suitable secondary monoamines are, for example, diethylamine, dibutylamine, di-n-propylamine and N-methylbenzylamine.
  • tertiary amines For example, trialkylamines having Ci-10-alkyl radicals, such as trimethylamine, triethylamine or tributylamine are suitable.
  • Suitable diamines are, for example, those of the formula R 1 -NH-R 2 -NH-R 3 , where R 1 , R 2 and R 3 independently of one another are hydrogen or an alkyl radical, aryl radical or arylalkyl radical having 1 to 20 C atoms.
  • the alkyl radical can also be cyclic, in particular linearly or in particular for R 2 .
  • Suitable diamines are, for example, ethylenediamine, the propylenediamines (1,2-diaminopropane and 1,3-diaminopropane), N-methylethylenediamine, piperazine, tetramethylenediamine (1,4-diaminobutane), N, N'-dimethylethylenediamine, N-ethylethylenediamine, 1, 5-diaminopentane, 1, 3-diamino-2,2-diethylpropane, 1, 3-bis (methylamino) propane, hexamethylenediamine (1,6-diaminohexane), 1, 5-diamino-2- methylpentane, 3- (propylamino) propylamine, N, N'-bis (3-aminopropyl) piperazine, N 1 N'-bis (3-aminopropyl) piperazine, and isophoronediamine (IPDA).
  • IPDA isophoronedia
  • triamines, tetramines or higher-functional amines examples include tris (2-aminoethyl) amine, tris (2-aminopropyl) amine, diethylenetriamine (DETA), triethylenetetramine (TETA), tetraethylenepentamine (TEPA), isopropyltriamine, dipropylenetriamine and N, 1 N'-bis (3-aminopropyl-ethylenediamine).
  • Aminobenzylamines and aminohydrazides having 2 or more amino groups are also suitable.
  • ammonia or aliphatic amines in particular trialkylamines having 1 to 10 C atoms in the alkyl radical, e.g. Trimethylamine, triethylamine or tributylamine, and diamines such as ethylenediamine, Hexamehtylendiamin or 1, 5-diamino-2-methylpentane.
  • ammonia alone, i. It is particularly preferable to use no amine in addition to ammonia.
  • Anhydrous ammonia is most preferred; anhydrous means a water content below 1 wt .-%, preferably below 1000 and in particular below 100 ppm by weight.
  • the molar ratio of amine to ammonia can be varied within wide limits, is usually at 10000: 1 to 1: 10000.
  • the amount of ammonia or amine used depends i.a. the type and amount of nickel (0) catalyst and / or ligands, and - if used - on the type and amount of Lewis acid, which is used in the hydrocyanation as a promoter.
  • Lewis acid at least 1: 1.
  • the upper limit of this molar ratio is generally not critical and is for example 100: 1; the excess of ammonia or amine However, it should not be so large that the Ni (0) complex or its ligands decompose.
  • the molar ratio of ammonia or amine to Lewis acid is preferably 1: 1 to 10: 1, more preferably 1: 5: 1 to 5: 1, and in particular about 2.0: 1, if a mixture of ammonia and amine is used , these MoI ratios apply to the sum of ammonia and amine.
  • the temperature in the treatment with ammonia or amine is usually not critical and is for example 10 to 140, preferably 20 to 100 and in particular 20 to 90 ° C.
  • the pressure is usually not critical.
  • the ammonia or the amine can be added to the reaction effluent in gaseous form, liquid (under pressure) or dissolved in a solvent.
  • Suitable solvents are e.g. Nitriles, in particular those which are present in the hydrocyanation, and furthermore aliphatic, cycloaliphatic or aromatic Kohlenwasserstof- fe, as used in the inventive method as an extraction agent, for example cyclohexane, methylcyclohexane, n-heptane or n-octane.
  • ammonia or amine addition is carried out in conventional devices, for example those for gas introduction or in liquid mixers.
  • the solid which precipitates in many cases can either remain in the reaction effluent, i. the extraction is fed to a suspension or separated as described below.
  • the solids present in the reaction effluent are at least partially separated off prior to extraction.
  • the extraction performance of the method according to the invention can be further improved in many cases. It is believed that high solids content hinders mass transfer during extraction, requiring larger and therefore more expensive extraction equipment. In addition, it has been found that solids separation prior to extraction often significantly reduces undesirable scum formation.
  • the solids separation is preferably designed such that solid particles having a hydraulic diameter greater than 5 .mu.m, in particular greater than 1 .mu.m and particularly preferably greater than 100 nm, are separated off.
  • Solids separation it is possible to use customary processes, for example filtration, crossflow filtration, centrifugation, sedimentation, classification or, preferably, decanting, for which conventional devices such as filters, centrifuges or decanters can be used.
  • Temperature and pressure during solids separation are usually not critical. For example, one can work in the aforementioned temperature or pressure ranges.
  • the solids separation can be carried out before, during or after the - optional - treatment of the reaction output with ammonia or amine.
  • the separation during or after the ammonia or amine treatment is preferred, and thereafter particularly preferred.
  • the solids are usually compounds of ammonia or amine which are sparingly soluble in the reaction effluent with the Lewis acid or the promoter used. If ZnCb is used, for example, substantially sparingly soluble ZnCb * 2 NH3 precipitates during the ammonia treatment.
  • the solids are generally nickel compounds of the oxidation state + II, for example nickel (II) cyanide or similar cyanide-containing nickel ( ll) compounds.
  • Ni (0) complexes which contain phosphorus-containing ligands and / or free phosphorus-containing ligands are preferably homogeneously dissolved nickel (0) complexes.
  • the phosphorus-containing ligands of the nickel (0) complexes and the free phosphorus-containing ligands which are removed by extraction according to the invention are preferably selected from mono- or bidentate phosphines, phosphites, phosphinites and phosphonites.
  • These phosphorus-containing ligands preferably have the formula I:
  • compound I is understood to be a single compound or a mixture of different compounds of the aforementioned formula.
  • X 1 , X 2 , X 3 are independently oxygen or single binder fertil. If all of the groups X 1, X are single bonds 2 and X 3, compound I is a phosphine of the formula P (R 1 R 2 R 3) with the definitions of R 1, R 2 and R 3 in this description represents , If two of the groups X 1, X 2 and X 3 are single bonds and one for oxygen, compound I is a phosphinite of formula P (OR 1) (R 2) (R 3) or P (R 1) (OR 2 ) (R 3 ) or P (R 1 ) (R 2 ) (OR 3 ) with the meanings given below for R 1 , R 2 and R 3 .
  • compound I is a phosphonite of formula P (OR 1 XOR 2 XR 3) or P (R 1) (OR 2) (OR 3 ) or P (OR 1 ) (R 2 ) (OR 3 ) with the meanings given for R 1 , R 2 and R 3 in this description.
  • all of the groups X 1, X is oxygen 2 and X 3 should give compound I is advantageously a phosphite of the formula P (OR 1) (OR 2) (OR 3) with the definitions of R 1, R 2 and R 3 represents the meanings mentioned below.
  • R 1 , R 2 , R 3 independently of one another represent identical or different organic radicals.
  • R 1 , R 2 and R 3 independently of one another are alkyl radicals, preferably having 1 to 10 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, Aryl groups, such as phenyl, o-tolyl, m-tolyl, p-ToIyI, 1-naphthyl, 2-naphthyl, or hydrocarbyl, preferably having 1 to 20 carbon atoms, such as 1, 1 'biphenol, 1, 1' - Binaphthol into consideration.
  • the groups R 1 , R 2 and R 3 may be connected to each other directly, ie not solely via the central phosphorus atom.
  • the groups R 1 , R 2 and R 3 are not directly connected
  • groups R 1 , R 2 and R 3 are radicals selected from the group consisting of phenyl, o-tolyl, m-tolyl and p-tolyl. In a particularly preferred embodiment, a maximum of two of the groups R 1 , R 2 and R 3 should be phenyl groups.
  • two of the groups R 1, R 2 and R 3 should in this case be o-tolyl groups maximal.
  • Such compounds I a are, for example, (p-tolyl-O -) (phenyl-O-) 2 P, (m-tolyl-O -) (phenyl-O) 2 P, (o-tolyl-O-) (phenyl-) O-) 2 P, (p-tolyl-O-) 2 (phenyl-O-) P, (m-tolyl-O-) 2 (phenyl-O-) P, (o-tolyl-O-) 2 ( Phenyl-O-) P, (m-tolyl-O -) (p-tolyl-O) (phenyl-O-) P, (o-tolyl-O -) (p-tolyl-O -) (phenyl-O -) P, (o-tolyl-O -) (p-tolyl-O -) (phenyl-O -) P, (o-tolyl-O-) (p-tolyl-O
  • Mixtures containing (m-tolyl-O-) 3 P, (m -olyl-O-) 2 (p-tolyl-O-) P, (m-tolyl-O -) (p-tolyl-O) 2 P and (P-ToIyI-O) 3 P can be obtained, for example, by reacting a mixture containing m-cresol and p-cresol, in particular in a molar ratio of 2: 1, as obtained in the distillative workup of petroleum, with a phosphorus trihalide such as phosphorus trichloride ,
  • the phosphites of the formula Ib which are described in more detail in DE-A 199 53 058 are suitable as phosphorus-containing ligands:
  • R 1 aromatic radical having a Ci-Cis-alkyl substituent in the o-position to the
  • R 2 aromatic radical having a Ci-Cis-alkyl substituent in the m-position to the oxygen atom which connects the phosphorus atom with the aromatic system, or with an aromatic substituent in m-position to the oxygen atom which connects the phosphorus atom with the aromatic system , or with an aromatic system fused in m-position to the oxygen atom connecting the phosphorus atom to the aromatic system, wherein the aromatic radical in o-position to the oxygen atom connecting the phosphorus atom to the aromatic system, a hydrogen atom wearing,
  • R 3 aromatic radical having a Ci-Cis-alkyl substituent in p-position to the oxygen atom which connects the phosphorus atom with the aromatic system, or with an aromatic substituent in p-position to the oxygen atom which connects the phosphorus atom with the aromatic system , Where- wherein the aromatic radical in the position ortho to the oxygen atom which links the phosphorus atom to the aromatic system bears a hydrogen atom,
  • R 4 aromatic radical which carries in the o, m and p position to the oxygen atom which connects the phosphorus atom to the aromatic system, other than the substituents defined for R 1 , R 2 and R 3 , wherein the aromatic radical in the position ortho to the oxygen atom connecting the phosphorus atom to the aromatic system carries a hydrogen atom,
  • Preferred phosphites of the formula I b can be found in DE-A 199 53 058.
  • radical R 1 are advantageously o-tolyl, o-ethyl-phenyl, on-propyl-phenyl, o-isopropyl-phenyl, on-butyl-phenyl, o-sec-butyl-phenyl, o- tert-butyl-phenyl, (o-phenyl) -phenyl or 1-naphthyl groups into consideration.
  • radical R 2 are m-tolyl, m-ethyl-phenyl, mn-propyl-phenyl, m-isopropyl-phenyl, mn-butyl-phenyl, m-sec-butyl-phenyl, m-tert Butyl-phenyl, (m-phenyl) -phenyl or 2-naphthyl groups are preferred.
  • radical R 3 are advantageously p-tolyl, p-ethyl-phenyl, pn-propyl-phenyl, p-isopropyl-phenyl, pn-butyl-phenyl, p-sec-butyl-phenyl, p- tert-butyl-phenyl or (p-phenyl) -phenyl groups into consideration.
  • Radical R 4 is preferably phenyl.
  • p is equal to zero.
  • Preferred phosphites of the formula I b are those in which p is zero and R 1 , R 2 and R 3 are independently selected from o-isopropyl-phenyl, m-tolyl and p-tolyl, and R 4 is phenyl.
  • Particularly preferred phosphites of the formula Ib are those in which R 1 is the o-isopropylphenyl radical, R 2 is the m-tolyl radical and R 3 is the p-tolyl radical having the indices mentioned in the table above; also those in which R 1 is the o-tolyl radical, R 2 is the m-tolyl radical and R 3 is the p-tolyl radical having the indices mentioned in the table; furthermore those in which R 1 is the 1-naphthyl radical, R 2 is the m-tolyl radical and R 3 is the p-tolyl radical having the indices mentioned in the table; also those in which R 1 is the o-tolyl radical, R 2 is the 2-naphthyl radical and R 3 is the p-tolyl radical having the indices mentioned in the table; and finally those in which R 1 is the o-isopropyl-phenyl radical, R 2 is the 2-naphthy
  • Phosphites of the formula I b can be obtained by
  • reaction can be carried out in three separate steps. Likewise, two of the three steps can be combined, ie a) with b) or b) with c). Alternatively, all of steps a), b) and c) can be combined with each other.
  • phosphorus trihalogenide are basically all phosphorus trihalides, preferably those in which as the halide Cl, Br, I, in particular Cl, is used, and mixtures thereof. It can also be mixtures of the same or the same different halogen-substituted phosphines are used as phosphorus trihalide. Particularly preferred is PCb. Further details on the reaction conditions in the preparation of phosphites I b and for workup can be found in DE-A 199 53 058.
  • the phosphites I b can also be used in the form of a mixture of different phosphites I b as a ligand. Such a mixture can be obtained, for example, in the preparation of phosphites I b.
  • the phosphorus-containing ligand is polydentate, in particular bidentate. Therefore, the ligand used preferably has the formula II
  • X 11 , X 12 , X 13 , X 21 , X 22 , X 23 are independently oxygen or single bond
  • R 11 , R 12 are independently identical or different, single or bridged organic radicals
  • R 21 , R 22 independently of one another are identical or different, individual or bridged organic radicals,
  • compound II is understood to be a single compound or a mixture of different compounds of the aforementioned formula.
  • X 11 , X 12 , X 13 , X 21 , X 22 , X 23 may be oxygen.
  • the bridging group Y is linked to phosphite groups.
  • X 11 and X 12 can be oxygen and X 13 is a single bond or X 11 and X 13 is oxygen and X 12 is a single bond such that the phosphorus atom surrounded by X 11 , X 12 and X 13 is the central atom of a phosphonite.
  • X 21 , X 22 and X 23 may be oxygen or X 21 and X 22 is oxygen and X 23 is a single bond or X 21 and X 23 are oxygen and X 22 is one Single bond or X 23 oxygen and X 21 and X 22 represent a single bond or X 21 oxygen and X 22 and X 23 represent a single bond or X 21 , X 22 and X 23 represent a single bond, so that with X 21 , X 22 and X 23 surrounding phosphorus atom may be central atom of a phosphite, phosphonite, phosphinite or phosphine, preferably a phosphonite.
  • X 13 may be oxygen and X 11 and X 12 may be a single bond or X 11 oxygen and X 12 and X 13 may be a single bond such that the phosphorous atom surrounded by X 11 , X 12 and X 13 is the central atom of a phosphonite.
  • X 21 , X 22 and X 23 may be oxygen or X 23
  • Oxygen and X 21 and X 22 represent a single bond or X 21 oxygen and X 22 and X 23 represent a single bond or X 21 , X 22 and X 23 represent a single bond, so that the phosphorus atom surrounded by X 21 , X 22 and X 23 central atom of a Phosphites, phosphinites or phosphines, preferably a phosphinite.
  • X 11 , X 12 and X 13 may represent a single bond such that the phosphorus atom surrounded by X 11 , X 12 and X 13 is the central atom of a phosphine.
  • X 21 , X 22 and X 23 oxygen or X 21 , X 22 and X 23 may represent a single bond such that the phosphorus atom surrounded by X 21 , X 22 and X 23 is the central atom of a phosphite or phosphine, preferably a phosphine , can be.
  • Bridging group Y is preferably substituted, for example, with C 1 -C 4 -alkyl, halogen, such as fluorine, chlorine, bromine, halogenated alkyl, such as trifluoromethyl, aryl, such as phenyl, or unsubstituted aryl groups, preferably those having 6 to 20 carbon atoms in the aromatic system , in particular pyrocatechol, bis (phenol) or bis (naphthol).
  • halogen such as fluorine, chlorine, bromine
  • halogenated alkyl such as trifluoromethyl
  • aryl such as phenyl
  • unsubstituted aryl groups preferably those having 6 to 20 carbon atoms in the aromatic system , in particular pyrocatechol, bis (phenol) or bis (naphthol).
  • radicals R 11 and R 12 may independently of one another represent identical or different organic radicals.
  • Advantageously suitable radicals R 11 and R 12 are aryl radicals, preferably those having 6 to 10 carbon atoms, which may be unsubstituted or mono- or polysubstituted, in particular by C 1 -C 4 -alkyl, halogen, such as fluorine, chlorine, bromine, halogenated alkyl, such as trifluoromethyl, aryl, such as phenyl, or unsubstituted aryl groups.
  • the radicals R 21 and R 22 may independently represent identical or different organic radicals.
  • Advantageously suitable radicals R 21 and R 22 are aryl radicals, preferably those having 6 to 10 carbon atoms, which may be unsubstituted or monosubstituted or polysubstituted, in particular by C 1 -C 4 -alkyls, halides, such as fluorine, chlorine, Bromine, halogenated alkyl, such as trifluoromethyl, aryl, such as phenyl, or unsubstituted aryl groups.
  • the radicals R 11 and R 12 may be singly or bridged.
  • the radicals R 21 and R 22 may also be singly or bridged.
  • the radicals R 11 , R 12 , R 21 and R 22 may all be individually bridged and two individually or all four bridged in the manner described.
  • the compounds of the formula I, II, III, IV and V mentioned in US Pat. No. 5,723,641 are suitable.
  • the compounds of the formula I, II, IV, V, VI and VII mentioned in US Pat. No. 5,512,696, in particular the compounds used there in Examples 1 to 31, come into consideration.
  • the compounds of the formula I, M, III, IV, V and VI mentioned in US Pat. No. 5,512,695, in particular the compounds used there in Examples 1 to 6, are suitable.
  • the compounds of the formula I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII and XIV mentioned in US Pat. No. 5,981,772, in particular those in the examples thereof, are used 1 to 66 compounds used, into consideration.
  • the compounds mentioned in US Pat. No. 6,127,567 and compounds used there in Examples 1 to 29 are suitable.
  • the compounds of the formula I, M, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX and X mentioned in US Pat. No. 6,020,516, in particular the compounds used there in Examples 1 to 33 are suitable.
  • the compounds mentioned in US Pat. No. 5,959,135 and compounds used there in Examples 1 to 13 are suitable.
  • the compounds of the formula I, II and III mentioned in US Pat. No. 5,847,191 are suitable.
  • the compounds mentioned in WO 01/14392 preferably those in formula V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII, XIV, XV, XVI, XVII, XXI, XXII, XXIII compounds, into consideration.
  • the compounds mentioned in WO 98/27054 come into consideration.
  • the compounds mentioned in WO 99/13983 come into consideration.
  • the compounds mentioned in WO 99/64155 come into consideration.
  • the compounds mentioned in the German patent application DE 100 380 37 come into consideration.
  • the compounds mentioned in the German patent application DE 100 460 25 come into consideration.
  • the compounds mentioned in German Patent Application DE 101 502 85 come into consideration.
  • the compounds mentioned in German Patent Application DE 101 502 86 come into consideration.
  • the compounds mentioned in German Patent Application DE 102 071 65 come into consideration.
  • the phosphorus-containing chelate ligands mentioned in US 2003/0100442 A1 come into consideration.
  • the compounds I, I a, I b and II described and their preparation are known per se.
  • the phosphorus-containing ligand it is also possible to use mixtures containing at least two of the compounds I, Ia, Ib and II.
  • the phosphorus-containing ligand of the nickel (0) complex and / or the free phosphorus-containing ligand is selected from tritolyl phosphite, bidentate phosphorus-containing chelate ligands, and the phosphites of the formula I b
  • a Lewis acid is understood as meaning a single Lewis acid, as well as a mixture of several, such as two, three or four Lewis acids.
  • Suitable Lewis acids are inorganic or organic metal compounds in which the cation is selected from the group consisting of scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, copper, zinc, boron, aluminum, Yttrium, zirconium, niobium, molybdenum, cadmium, rhenium and tin.
  • Examples include ZnBr 2 , ZnI 2 , ZnCl 2 , ZnSO 4 , CuCl 2 , CuCl, Cu (O 3 SCFa) 2 , CoCl 2 , CoI 2 , FeI 2 , FeCl 3 , FeCl 2 , FeCl 2 (THF) 2 , TiCl 4 (THF) 2 , TiCl 4 , TiCl 3 , CITi (Oi-propyl) 3 , MnCl 2 , ScCl 3 , AICI 3 , Al-alkyls such as Me 3 Al, Et 3 Al, Pr 3 Al, Bu 3 Al, Et 2 AICN, EtAl (CN) 2 (C 8 Hi 7 ) AICI 2 , (C 8 HiZ) 2 AICI, (JC 4 Hg) 2 AICI, (C 6 Hs) 2 AICI, (C 6 H 5 ) AICI 2 , ReCl 5 , ZrCl 4 , NbCl 5 , V
  • metal salts such as ZnCl 2 , CoI 2 and SnCl 2 and organometallic compounds such as RAICl 2 , R 2 AICI, RSnO 3 SCF 3 and R 3 B, where R is an alkyl or aryl group, such as for example, in US 3,496,217, US 3,496,218 and US 4,774,353.
  • a metal in cationic form selected from the group consisting of zinc, cadmium, beryllium, aluminum, gallium, indium, thallium, titanium, zirconium, hafnium, erbium, germanium, tin, vanadium, niobium , Scandium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, rhenium, palladium, thorium, iron and cobalt, preferably zinc, cadmium, titanium, tin, chromium, iron and cobalt, wherein the anionic part of the compound may be selected from A group consisting of halides such as fluoride, chloride, bromide and iodide, anions of lower fatty acids having from 2 to 7 carbon atoms, HPO 3 2 ", H 3 PO 2 -, CF 3 COO-, C 7 Hi 5 OSO 2 - or SO 4 2 " .
  • halides such as fluoride, chloride, bromide
  • boron hydrides, organoborohydrides and boric acid esters of the formula R 3 B and B (OR) 3 where R is selected from the group consisting of hydrogen, aryl radicals having between 6 and 18 carbon atoms, with alkyl, are suitable promoters from US Pat. No. 3,773,809 Groups with 1 to 7 carbon atoms substituted aryl radicals and with cyano-substituted alkyl groups having 1 to 7 carbon atoms substituted aryl radicals, preferably triphenylboron called.
  • Suitable promoters may, for example, be selected from the group consisting of CdCl 2 , FeCl 2 , ZnCl 2 , B (C 6 Hs) 3 and (C 6 Hs) 3 SnX, with X being CF 3 SO 3 , CH 3 C 6 H 4 SO 3 or (C 6 Hs) 3 BCN, wherein the ratio of promoter to nickel is in the range of preferably from about 1:16 to about 50: 1.
  • Lewis acid also encompasses the promoters mentioned in US Pat. Nos. 3,496,217, 3,496,218, 4,774,353, 4,874,884, 6,127,567, 6,171, 996 and 6,380,421.
  • Particularly preferred Lewis acids are among the metal salts mentioned, in particular metal halides, particularly preferably metal halides, such as fluorides, chlorides, bromides, iodides, in particular chlorides, of which in turn zinc chloride, iron (II) chloride and iron (III) chloride are particularly preferred.
  • the hydrocyanation of 3-pentenenitrile is possible with a low degree of conversion, without the need to pre-evaporate 3-pentenenitrile or adiponitrile must be added to the dilution to allow the phase separation in the proposed extractive separation of the catalyst system.
  • the enabled mode of operation of the hydrocyanation with a lower degree of conversion of 3-pentenenitrile is associated with a better selectivity of adiponitrile with respect to 3-pentenenitrile and hydrogen cyanide.
  • the enabled mode of operation of the hydrocyanation with lower conversion of 3-pentenenitrile is also associated with a higher stability of the catalyst system.
  • Example 1 shows that the rate of phase separation is influenced by polar additives and the temperature.
  • the hydrocyanation reaction used for the experiments was from a continuous hydrocyanation of 3-pentenenitrile (3-PN) with hydrogen cyanide to adiponitrile (ADN) in the presence of nickel (0) complexes with chelated phosphonites of formula A and tritolyl phosphites of formula B.
  • Table 2 and Figure 1 show that even 1% acetonitrile and reinforced 10% acetonitrile between 20 and 70 ° C cause a significant acceleration of the phase separation. This effect is less pronounced with 1% DMSO, DMEU or sulfolane. For this, the phase boundaries become more visible, which also facilitates the phase separation.
  • Example 2 shows the effects of increasing amounts of acetonitrile at temperatures between 20 and 70 ° C.
  • Example 2 For the experiments, the same batch of hydrocyanation effluent as used in Example 1 was used. Based on 3 ml Hydrocyantechniksaustrag but 6 ml of n-heptane were used. The procedure was carried out as described in Example 1. The test results are summarized in Table 3 and Figure 2.
  • Table 3 and Figure 2 show that the rate of phase separation increases significantly as the amount of acetonitrile increases and the temperature increases.

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Abstract

The invention relates to a method for extractive separation of nickel (0) complexes with phosphorous ligands, from a reaction product of a hydrocyanation of unsaturated mononitriles to give dinitriles, by means of extraction with a hydrocarbon, wherein a phase separation of the hydrocarbon and the nitrile-containing solution into two phases occurs, by addition of a polar additive to the reaction product (feed stream) and/or the extraction stage.

Description

Verfahren zur Abtrennung von Nickel(0)-Komplexen und phosphorhaltigen Liganden aus NitrilgemischenProcess for the separation of nickel (0) complexes and phosphorus-containing ligands from nitrile mixtures
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Nickel(O)- Komplexen mit phosphorhaltigen Liganden und/oder freien phosphorhaltigen Liganden, aus einem Reaktionsaustrag einer Hydrocyanierung von ungesättigten Mononitrilen zu Dinitrilen, durch Extraktion mittels eines Kohlenwasserstoffs, wobei eine Phasentren- nung des Kohlenwasserstoffs und der nitrilhaltigen Lösung in zwei Phasen erfolgt und dem Hydrocyanierungs-Austrag (Feedstrom) und/oder der Extraktionsstufe mindestens ein polares Additiv zugeführt wird.The invention relates to a process for the extractive separation of nickel (O) - complexes with phosphorus ligands and / or free phosphorus ligands, from a reaction of a hydrocyanation of unsaturated mononitriles to dinitriles, by extraction by means of a hydrocarbon, wherein a phase separation of the hydrocarbon and the nitrile-containing solution takes place in two phases and at least one polar additive is fed to the hydrocyanation discharge (feed stream) and / or the extraction stage.
Für Hydrocyanierungen von ungesättigten Mononitrilen sind Nickelkomplexe von Phosphorliganden geeignete Katalysatoren. So wird beispielsweise Adipodinitril, ein wichtiges Intermediat in der Nylonproduktion, durch zweifache Hydrocyanierung von 1 ,3-Butadien hergestellt. Dabei wird in einer ersten Hydrocyanierung 1 ,3-Butadien mit Cyanwasserstoff in Gegenwart von Nickel(O), das mit Phosphorliganden stabilisiert ist, zu 3-Pentennitril umgesetzt. In einer zweiten Hydrocyanierung wird anschließend 3- Pentennitril mit Cyanwasserstoff zu Adipodinitril ebenfalls an einem Nickel-Katalysator, allerdings gegebenenfalls unter Zusatz einer Lewis-Säure und evtl. eines Promotors, umgesetzt. Nickel(O) oder Ni(O) bedeutet Nickel in der Oxidationsstufe 0.For hydrocyanations of unsaturated mononitriles, nickel complexes of phosphorus ligands are suitable catalysts. For example, adiponitrile, an important intermediate in nylon production, is prepared by double hydrocyanation of 1,3-butadiene. Here, in a first hydrocyanation 1, 3-butadiene with hydrogen cyanide in the presence of nickel (O), which is stabilized with phosphorus ligands, converted to 3-pentenenitrile. In a second hydrocyanation, 3-pentenenitrile is then reacted with hydrogen cyanide to give adiponitrile likewise on a nickel catalyst, but if appropriate with the addition of a Lewis acid and possibly a promoter. Nickel (O) or Ni (O) means nickel in the oxidation state 0.
Um die Wirtschaftlichkeit der Hydrocyanierung zu erhöhen, wird üblicherweise der Ni- ckelkatalysator abgetrennt und zurückgeführt (Katalysatorkreislauf). Da das Katalysatorsystem in der zweiten Hydrocyanierung, das eine Mischung aus Komplex und freiem Liganden darstellt, thermisch wenig belastbar ist, kann die Abtrennung des hochsiedenden Adipodinitrils vom Katalysatorsystem nicht destillativ erfolgen. Daher wird die Trennung im Allgemeinen extraktiv mit Kohlenwasserstoffen als Extraktionsmitteln durchgeführt. Das Katalysatorsystem verbleibt dabei - idealerweise vollständig, unter realen Bedingungen zumindest teilweise - in der leichteren Kohlenwasserstoff-Phase, während die schwerere Phase polarer ist und rohes Adipodinitril, den überwiegenden Teil der nicht umgesetzten Pentennitrile und die Lewis-Säure enthält. Das Extraktionsmittel wird nach der Phasentrennung in der Regel destillativ unter vermindertem Druck vom Katalysatorsystem abgetrennt, wobei Pentennitrile zur Verdünnung zugegeben werden. Der Siededruck des Extraktionsmittels ist dabei deutlich höher als der der Pentennitrile.In order to increase the efficiency of the hydrocyanation, the nickel catalyst is usually separated off and recycled (catalyst circulation). Since the catalyst system in the second hydrocyanation, which is a mixture of complex and free ligand, is thermally less resilient, the separation of the high-boiling adiponitrile from the catalyst system can not be carried out by distillation. Therefore, the separation is generally carried out extractively with hydrocarbons as extractants. The catalyst system remains - ideally completely, under real conditions at least partially - in the lighter hydrocarbon phase, while the heavier phase is more polar and contains crude adiponitrile, the vast majority of the unreacted pentenenitriles and the Lewis acid. The extractant is separated after the phase separation usually by distillation under reduced pressure from the catalyst system, with pentenenitriles are added to the dilution. The boiling pressure of the extractant is significantly higher than that of the pentenenitriles.
In den US-PS 3,773,809 und 5,932,772 wird die Extraktion des Katalysatorkomplexes und der Liganden mit Paraffinen und Cycloparaffinen, beispielsweise Cyclohexan, Hep- tan und Octan, oder Alkylaromaten, beschrieben. Aus der US-PS 4,339,395 ist ein Verfahren zur extraktiven Aufarbeitung von Reak- tionsausträgen von Hydrocyanierungen für Katalysatorsysteme mit monodentalen Liganden und einem Triarylboran als Promotor bekannt, bei dem eine geringe Menge Ammoniak zudosiert wird, um Mulmbildung zu vermeiden.US Pat. Nos. 3,773,809 and 5,932,772 describe the extraction of the catalyst complex and the ligands with paraffins and cycloparaffins, for example cyclohexane, hepane and octane, or alkylaromatics. US Pat. No. 4,339,395 discloses a process for the extractive work-up of reaction effluents of hydrocyanations for catalyst systems with monodental ligands and a triarylborane promoter in which a small amount of ammonia is metered in to avoid lump formation.
Die WO 2004/062765 beschreibt die extraktive Abtrennung eines Nickel-Diphosphit- Katalysators aus einem Gemisch von Mono- und Dinitrilen mit Alkanen oder Cycloal- kanen als Extraktionsmittel, wobei das Gemisch mit einer Lewis-Base, z.B. Organo- aminen oder Ammoniak, behandelt wird.WO 2004/062765 describes the extractive separation of a nickel-diphosphite catalyst from a mixture of mono- and dinitriles with alkanes or cycloalkanes as extractant, the mixture being mixed with a Lewis base, e.g. Organo amines or ammonia, is treated.
Aus der US-PS 5,847,191 ist ein Verfahren zur extraktiven Aufarbeitung von Reak- tionsausträgen von Hydrocyanierungen bekannt, wobei die Chelatliganden Cg- bis C40- Alkylreste tragen.US Pat. No. 5,847,191 discloses a process for the extractive work-up of reaction effluents of hydrocyanations, the chelate ligands carrying C.sub.1-C.sub.10-alkyl radicals.
Die US-PS 4,990,645 beschreibt, dass die Extraktionsfähigkeit des Nickelkomplexes und des freien Liganden verbessert werden kann, wenn der in der Reaktion gebildete Feststoff Ni(CN)2 vor der Extraktion in einem Dekanter abgetrennt wird. Dazu wird zuvor ein Teil des Pentennitrils abgedampft, um die Löslichkeit des Katalysators und des Ni(CN)2 zu verringern.U.S. Patent 4,990,645 discloses that the extractability of the nickel complex and the free ligand can be improved by separating the solid Ni (CN) 2 formed in the reaction prior to extraction in a decanter. For this purpose, a part of the pentenenitrile is previously evaporated in order to reduce the solubility of the catalyst and of the Ni (CN) 2.
Um eine Phasentrennung zwischen der Kohlenwasserstoff- und der rohen Adipodinitril- haltigen Phase zu erzielen, musste bisher ein Mindestumsatz des 3-Pentennitrils erzielt werden. So wird in der US-PS 3,773,809 als Bedingung für die Phasentrennung bei Verwendung von Cyclohexan als Extraktionsmittel ein Mindestumsatz des 3- Pentennitrils von 60 % gefordert, so dass das Verhältnis zwischen 3-Pentennitril und Adipodinitril unter 0,65 beträgt. Wenn dieses Verhältnis durch Umsetzung von 3- Pentennitril nicht erreicht wird, muss entweder 3-Pentennitril vorverdampft oder Adipodinitril beigemischt werden, um auf ein Verhältnis von unter 0,65 zu kommen. Problematisch bei diesem Mindestumsatz von 3-Pentennitril ist, dass mit einem höheren Um- satzgrad an 3-Pentennitril eine schlechtere Selektivität von Adipodinitril bezüglich 3- Pentennitril und Cyanwasserstoff verbunden ist. Darüber hinaus führt ein Mindestumsatz des 3-Pentennitrils von 60 % zu einer geringeren Standzeit des Katalysatorsystems.In order to achieve a phase separation between the hydrocarbon and the crude adiponitrile-containing phase, so far a minimum conversion of 3-pentenenitrile had to be achieved. Thus, in US Pat. No. 3,773,809, a minimum conversion of 3-pentenenitrile of 60% is required as condition for the phase separation when using cyclohexane as the extraction agent, so that the ratio between 3-pentenenitrile and adiponitrile is less than 0.65. If this ratio is not achieved by reaction of 3-pentenenitrile, either 3-pentenenitrile must be preevaporated or adiponitrile must be mixed in order to achieve a ratio of less than 0.65. A problem with this minimum conversion of 3-pentenenitrile is that a higher conversion of 3-pentenenitrile is associated with a poorer selectivity of adiponitrile with respect to 3-pentenenitrile and hydrogen cyanide. In addition, a minimum conversion of 3-pentenenitrile of 60% leads to a shorter service life of the catalyst system.
An eine kontinuierliche großtechnische Extraktion werden hohe Anforderungen gestellt. Aus einem großen Feedstrom sollen Nickel(0)-Komplexe und phosphorhaltige Liganden bis auf geringe Restmengen abgereichert werden. Dabei treten als Probleme Mulmbildung an den Phasengrenzen und die Bildung von Feststoffen auf, die sich auf den Extraktionsvorrichtungen ablagern und so z. B. zur Verklebung von Feststoffen auf Einbauten und Verengung von Kolonnenquerschnitten führen können. Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, den zuvor genannten Nachteilen abzuhelfen, also ein Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Nickel(O)- Komplexen mit phosphorhaltigen Liganden und/oder freien phosphorhaltigen Liganden aus einem Reaktionsaustrag einer Hydrocyanierung von ungesättigten Mononitrilen zu Dinitrilen bereitzustellen, das die zuvor beschriebenen Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet.High demands are placed on a continuous large-scale extraction. From a large feed stream nickel (0) complexes and phosphorus-containing ligands should be depleted down to small residual amounts. Here are problems as Mulmbildung at the phase boundaries and the formation of solids, which are deposited on the extraction devices and so z. B. can lead to the bonding of solids on internals and narrowing of column cross-sections. It is an object of the present invention to remedy the abovementioned disadvantages, that is to provide a process for the extractive removal of nickel (O) complexes with phosphorus ligands and / or free phosphorus ligands from a reaction effluent hydrocyanation of unsaturated mononitriles to give dinitriles avoids the disadvantages of the known methods described above.
Insbesondere sollte es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich sein, die Mulmbildung und die Ablagerung von Feststoffen zurückzudrängen und/oder die Schnelligkeit der Phasentrennung zu erhöhen und ggf. die kontinuierliche Extraktion über längere Zeit weitgehend störungsfrei zu betreiben.In particular, it should be possible in the inventive method to suppress the Mulmbildung and the deposition of solids and / or to increase the speed of the phase separation and possibly to operate the continuous extraction for a long time largely trouble-free.
Demgemäß wurde das eingangs genannte Verfahren gefunden. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Accordingly, the method mentioned was found. Preferred embodiments of the invention can be found in the subclaims.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren bei der Herstellung von Adipodinitril verwendet. Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise für 3-Pentennitril als Mononitril und Adipodinitril als Dinitril bestimmt. Ebenso bevorzugt wird der Reaktionsaustrag der Hydrocyanierung durch Umsetzung von 3-Pentennitril mit Cyanwasserstoff in Gegenwart mindestens eines Nickel(0)-Komplexes mit phosphorhaltigen Liganden, gegebenenfalls in Gegenwart mindestens einer Lewis-Säure (z.B. als Promotor), erhalten.In a particularly preferred embodiment, the process according to the invention is used in the production of adiponitrile. Thus, the process according to the invention is preferably intended for 3-pentenenitrile as mononitrile and adiponitrile as dinitrile. The reaction effluent of the hydrocyanation is likewise preferably obtained by reacting 3-pentenenitrile with hydrogen cyanide in the presence of at least one nickel (0) complex with phosphorus-containing ligands, if appropriate in the presence of at least one Lewis acid (for example as promoter).
Verfahrensprinzipprocess principle
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur extraktiven Abtrennung von Ni(O)- Komplexen, die phosphorhaltige Liganden und/oder freie phosphorhaltige Liganden enthalten, aus einem Reaktionsaustrag, der bei einer Hydrocyanierung von ungesättigten Mononitrilen zu Dinitrilen anfällt. Diese Komplexe werden weiter unten beschrie- ben.The process according to the invention is suitable for the extractive removal of Ni (O) complexes which contain phosphorus-containing ligands and / or free phosphorus-containing ligands from a reaction product which is obtained in a hydrocyanation of unsaturated mononitriles to give dinitriles. These complexes are described below.
Der Reaktionsaustrag, aus dem gegebenenfalls ein Teil oder die gesamte Menge an nicht umgesetzten Pentennitrilen entfernt wurde, wird mittels eines Kohlenwasserstoffs unter Zusatz eines polaren Additivs extrahiert; dabei tritt eine Phasentrennung des Kohlenwasserstoffs und des Reaktionsaustrages in zwei Phasen ein. In der Regel bildet sich eine erste Phase, die gegenüber dem Reaktionsaustrag an den genannten Ni(0)-Komplexen bzw. Liganden angereichert ist, und eine zweite Phase, die gegenüber dem Reaktionsaustrag an Dinitrilen angereichert ist. Zumeist ist die erste Phase die leichtere Phase, also die Oberphase, und die zweite Phase die schwerere Phase, also die Unterphase. Die Extraktion weist bevorzugt je nach Phasenverhältnis einen Extraktionskoeffizienten - definiert als Verhältnis aus dem Massengehalt an den genannten Nickel(0)-Komple- xen bzw. Liganden in der Oberphase zum Massengehalt an den genannten Nickel(O)- Komplexen bzw. Liganden in der Unterphase - für jede theoretische Extraktionsstufe, von 0,1 bis 50, besonders bevorzugt 0,6 bis 30, auf.The reaction product from which a part or all of the unreacted pentenenitriles have optionally been removed is extracted by means of a hydrocarbon with the addition of a polar additive; In this case, a phase separation of the hydrocarbon and the reaction output occurs in two phases. As a rule, a first phase is formed, which is enriched with respect to the reaction effluent to said Ni (0) complexes or ligands, and a second phase, which is enriched against the reaction effluent to dinitriles. In most cases the first phase is the lighter phase, ie the upper phase, and the second phase is the heavier phase, ie the lower phase. Depending on the phase ratio, the extraction preferably has an extraction coefficient-defined as the ratio of the mass content of said nickel (0) complexes or ligands in the upper phase to the mass content of said nickel (O) complexes or ligands in the lower phase for each theoretical extraction step, from 0.1 to 50, more preferably from 0.6 to 30.
Die Oberphase enthält nach der Phasentrennung vorzugsweise zwischen 50 und 99 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 60 und 97 Gew.-%, insbesondere zwischen 80 und 95 Gew.-%, des zur Extraktion eingesetzten Kohlenwasserstoffes.After the phase separation, the upper phase preferably contains between 50 and 99% by weight, particularly preferably between 60 and 97% by weight, in particular between 80 and 95% by weight, of the hydrocarbon used for the extraction.
Die Lewis-Säure, die gegebenenfalls (nämlich bei der eingangs erwähnten zweiten Hydrocyanierung) im Zulaufstrom der Extraktion enthalten ist, verbleibt vorzugsweise größtenteils und besonders bevorzugt vollständig in der Unterphase. Hier bedeutet vollständig, dass die Restkonzentration der Lewis-Säure in der Oberphase vorzugs- weise kleiner als 1 Gew.-%, besonders bevorzugt kleiner als 0,5 Gew.-%, insbesondere kleiner als 500 Gew.-ppm ist.The Lewis acid, which is optionally contained in the feed stream of the extraction (namely in the second hydrocyanation mentioned in the introduction), preferably remains mostly and most preferably completely in the lower phase. Here completely means that the residual concentration of the Lewis acid in the upper phase is preferably less than 1 wt .-%, more preferably less than 0.5 wt .-%, in particular less than 500 ppm by weight.
KohlenwasserstoffHydrocarbon
Der Kohlenwasserstoff ist das Extraktionsmittel. Er weist bevorzugt einen Siedepunkt von mindestens 30, bevorzugt mindestens 60, insbesondere mindestens 90°C, und bevorzugt höchstens 140, besonders bevorzugt höchstens 135, insbesondere höchstens 130°C auf, jeweils bei einem Druck von 105 Pa absolut.The hydrocarbon is the extractant. It preferably has a boiling point of at least 30, preferably at least 60, in particular at least 90 ° C, and preferably at most 140, more preferably at most 135, in particular at most 130 ° C, in each case at a pressure of 10 5 Pa absolute.
Besonders bevorzugt kann ein Kohlenwasserstoff, wobei im Sinne der vorliegenden Erfindung hierunter ein einzelner Kohlenwasserstoff, wie auch ein Gemisch solcher Kohlenwasserstoffe verstanden wird, zur Abtrennung, insbesondere durch Extraktion, von Ni(0)-haltigem Katalysator und freien Liganden aus einer Mischung, enthaltend Adipodinitril, den Ni(O) enthaltenden Katalysator und freie Liganden, eingesetzt wer- den, der einen Siedepunkt im Bereich zwischen 60°C und 135°C aufweist. Aus der nach der Abtrennung gemäß diesem Verfahren erhaltenen Mischung kann der Katalysator - ggf. unter Zusatz eines geeigneten Lösungsmittels, das höhersiedend ist als der Kohlenwasserstoff K (z. B. Pentennitril) - vorteilhaft durch destillative Abtrennung des Kohlenwasserstoffs erhalten werden, wobei der Einsatz eines Kohlenwasserstoffs mit einem Siedepunkt in dem genannten Bereich eine besonders wirtschaftliche und technisch einfache Abtrennung durch die Möglichkeit der Kondensierung des abdestillierten Kohlenwasserstoffs mit Flusswasser gestattet.Particular preference may be given to a hydrocarbon, which in the context of the present invention is understood to mean a single hydrocarbon, as well as a mixture of such hydrocarbons, for the separation, in particular by extraction, of Ni (0) -containing catalyst and free ligand from a mixture containing adiponitrile , the Ni (O) -containing catalyst and free ligands are used, which has a boiling point in the range between 60 ° C and 135 ° C. From the mixture obtained after the separation according to this process, the catalyst can be advantageously obtained by distillative removal of the hydrocarbon, optionally with addition of a suitable solvent which is higher boiling than the hydrocarbon K (eg pentenenitrile), the use of a Hydrocarbon having a boiling point in the said range a particularly economical and technically simple separation by the possibility of condensing the distilled hydrocarbon with river water allowed.
Geeignete Kohlenwasserstoffe sind beispielsweise in US 3,773,809, Spalte 3, Zeile 50-62, beschrieben. Vorzugsweise kommt ein Kohlenwasserstoff, ausgewählt aus Cyc- lohexan, Methylcyclohexan, Cycloheptan, n-Hexan, n-Heptan, isomeren Heptanen, n- Octan, iso-Octan, isomeren Octanen wie 2,2,4-Trimethylpentan, eis- und trans-Decalin oder deren Gemische, insbesondere aus Cyclohexan, Methylcyclohexan, n-Heptan, isomeren Heptanen, n-Octan, isomeren Octanen wie 2,2,4-Trimethylpentan, oder deren Gemische, in Betracht. Besonders bevorzugt verwendet man Cyclohexan, Methylcyclohexan, n-Heptan oder n-Octan.Suitable hydrocarbons are described, for example, in US Pat. No. 3,773,809, column 3, lines 50-62. Preferably, a hydrocarbon selected from cyclohexane, methylcyclohexane, cycloheptane, n-hexane, n-heptane, isomeric heptanes, n-octane, iso-octane, isomeric octanes such as 2,2,4-trimethylpentane, cis- and trans- decalin or mixtures thereof, in particular from cyclohexane, methylcyclohexane, n-heptane, isomeric heptanes, n-octane, isomeric octanes such as 2,2,4-trimethylpentane, or mixtures thereof, into consideration. Cyclohexane, methylcyclohexane, n-heptane or n-octane are particularly preferably used.
Ganz besonders bevorzugt sind n-Heptan oder n-Octan. Bei diesen Kohlenwasserstoffen ist die unerwünschte Mulmbildung besonders gering. Unter Mulm wird ein Bereich unvollständiger Phasentrennung zwischen Ober- und Unterphase verstanden, meist ein flüssig/flüssig-Gemisch, in dem auch Feststoffe dispergiert sein können. Übermäßi- ge Mulmbildung ist unerwünscht, da sie die Extraktion behindert und u.U. die Extraktionsvorrichtung vom Mulm geflutet werden kann, wodurch sie ihre Trennaufgabe nicht mehr erfüllen kann.Very particular preference is given to n-heptane or n-octane. In these hydrocarbons, the undesirable Mulmbildung is particularly low. Mulm is understood as meaning an area of incomplete phase separation between the upper and lower phases, usually a liquid / liquid mixture in which solids can also be dispersed. Excessive dew formation is undesirable because it hinders the extraction and may be obstructed. The extraction device can be flooded by Mulm, so they can no longer fulfill their separation task.
Der verwendete Kohlenwasserstoff ist vorzugsweise wasserfrei, wobei wasserfrei ei- nen Wassergehalt von unter 100, vorzugsweise unter 50, insbesondere unter 10 Gew.- ppm bedeutet. Der Kohlenwasserstoff kann durch geeignete, dem Fachmann bekannte Verfahren getrocknet werden, beispielsweise durch Adsorption oder Azeotropdestillati- on. Die Trocknung kann in einem dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgeschalteten Schritt erfolgen.The hydrocarbon used is preferably anhydrous, wherein anhydrous one water content of less than 100, preferably less than 50, in particular less than 10 ppm by weight. The hydrocarbon can be dried by suitable methods known to the person skilled in the art, for example by adsorption or azeotropic distillation. The drying can take place in a step preceding the process according to the invention.
Polare AdditivePolar additives
Die eingangs genannten Aufgaben werden durch ein Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Nickel(0)-Komplexen mit phosphorhaltigen Liganden und/oder freien phos- phorhaltigen Liganden, aus einem Reaktionsaustrag einer Hydrocyanierung von ungesättigten Mononitrilen zu Dinitrilen, durch Extraktion mittels eines Kohlenwasserstoffs, wobei eine Phasentrennung des Kohlenwasserstoffs und des Reaktionsaustrags in zwei Phasen erfolgt, dadurch gelöst, dass durch Zugabe mindestens eines polaren Additivs zum Hydrocyanierungs-Austrag die Mulm- und/oder Feststoffbildung verringert und die Schnelligkeit der Phasen-Trennung gesteigert wird.The above-mentioned objects are achieved by a process for the extractive separation of nickel (0) complexes with phosphorus-containing ligands and / or free phosphorus-containing ligands, from a reaction effluent hydrocyanation of unsaturated mononitriles to dinitriles, by extraction by means of a hydrocarbon, wherein a phase separation of the hydrocarbon and of the reaction discharge takes place in two phases, achieved in that the addition of at least one polar additive for the hydrocyanation discharge reduces the formation of lumps and / or solids and increases the speed of the phase separation.
Unter polaren Additiven sind dabei organische Verbindungen zu verstehen, die durch Steigerung der Polarität der Dinitril-Phase eine beschleunigte Phasentrennung und eine verminderte Mulm- und Feststoffbildung bewirken.Polar additives are to be understood as meaning organic compounds which, by increasing the polarity of the dinitrile phase, bring about an accelerated phase separation and a reduced formation of mulching and solids.
Als polare Additive sind vor allem gesättigte lineare oder verzweigte aliphatische Nitrile mit zwei bis zehn Kohlenstoffatomen und aromatische Nitrile mit sieben bis zwölf Kohlenstoffatomen geeignet.As polar additives, especially saturated linear or branched aliphatic nitriles having two to ten carbon atoms and aromatic nitriles having seven to twelve carbon atoms are suitable.
Beispiele hierfür sind Acetonitril, Propionitril, Butyronitril, 2-Methylbutannitril, Pentan- nitril, Hexannitril, Heptannitril und Octannitril, Cyclohexannitril, Benzonitril und Alkyl- benzonitril wie 2-Methylbenzonitril und 2-Ethylbenzonitril oder Gemische dieser Verbindungen.Examples of these are acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, 2-methylbutanenitrile, pentanitrile, hexanenitrile, heptanenitrile and octanenitrile, cyclohexanenitrile, benzonitrile and alkyl- Benzonitrile such as 2-methylbenzonitrile and 2-ethylbenzonitrile or mixtures of these compounds.
Bevorzugt dabei sind gesättigte aliphatische Nitrile mit zwei bis sechs Kohlenstoffato- men oder Gemische dieser Verbindungen. Besonders bevorzugt ist Acetonitril.Preference is given to saturated aliphatic nitriles having from two to six carbon atoms or mixtures of these compounds. Particularly preferred is acetonitrile.
Weiterhin sind Sulfolan, Alkylharnstoffe und Pyrrolidone geeignet. Beispiele hierfür sind Dimethylharnstoff, Tetraethylharnstoff, Tetramethylharnstoff, Pyrrolidon, N-Methyl- pyrrolidon, N-Ethylpyrrolidon, N-Hexylpyrrolidon oder Gemische dieser Verbindungen.Furthermore, sulfolane, alkyl ureas and pyrrolidones are suitable. Examples of these are dimethylurea, tetraethylurea, tetramethylurea, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, N-hexylpyrrolidone or mixtures of these compounds.
Ausgestaltung der Extraktion in Gegenwart von polaren AdditivenEmbodiment of the extraction in the presence of polar additives
Die Extraktion der Nickel(0)-Komplexe bzw. Liganden aus dem Reaktionsaustrag kann in jeder geeigneten, dem Fachmann bekannten Vorrichtung durchgeführt werden, be- vorzugt in Gegenstrom-Extraktionskolonnen, Mixer-Settler-Kaskaden oder Kombinationen von Mixer-Settler-Kaskaden mit Kolonnen. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Gegenstrom-Extraktionskolonnen, die insbesondere mit Blechpackungen als dispergierenden Elementen ausgestattet sind. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Extraktion im Gegenstrom in einer kompartimentierten, gerührten Extraktionskolonne ausgeführt (z. B. ein Rotating-Disc-Contactor (RDC), Kühni-Kolonne, Scheibel-Kolonne, QVF-Kolonne).The extraction of the nickel (0) complexes or ligands from the reaction effluent can be carried out in any suitable apparatus known to the person skilled in the art, preferably in countercurrent extraction columns, mixer-settler cascades or combinations of mixer-settler cascades with columns , Particularly preferred is the use of countercurrent extraction columns, which are equipped in particular with sheet metal packings as dispersing elements. In a further particularly preferred embodiment, the extraction is carried out in countercurrent in a compartmented, stirred extraction column (eg a rotating disc contactor (RDC), Kühni column, Scheibel column, QVF column).
Betreffend die Dispergierrichtung wird in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der Kohlenwasserstoff als kontinuierliche Phase und der Reaktionsaustrag der Hydrocyanierung als disperse Phase eingesetzt. Dies verkürzt in der Regel die Pha- sentrennzeit und vermindert die Mulmbildung. Jedoch ist auch die umgekehrte Dispergierrichtung, also Reaktionsaustrag als kontinuierliche und Kohlenwasserstoff als disperse Phase, möglich. Letzteres gilt insbesondere dann, wenn die Mulmbildung durch vorherige Feststoffabtrennung (siehe weiter unten), höhere Temperatur bei der Extraktion bzw. Phasentrennung oder Verwendung eines geeigneten Kohlenwasserstoffs reduziert oder vollständig unterdrückt wird. Üblicherweise wählt man die für die Trennleistung der Extraktionsvorrichtung günstigere Dispergierrichtung.Concerning the direction of dispersion, in a preferred embodiment of the process, the hydrocarbon is used as the continuous phase and the reaction effluent of the hydrocyanation as the disperse phase. As a rule, this shortens the phase separation time and reduces the formation of scum. However, the reverse direction of dispersion, ie reaction discharge as continuous and hydrocarbon as disperse phase, is also possible. The latter is especially true if the Mulmbildung by previous solids separation (see below), higher temperature in the extraction or phase separation or use of a suitable hydrocarbon is reduced or completely suppressed. Usually one chooses the more favorable for the separation efficiency of the extraction device dispersion.
Das Extraktionsmittel, das polare Additiv und der Feedstrom können der Extraktions- Vorrichtung getrennt oder gemeinsam zugeführt werden.The extractant, the polar additive and the feed stream may be fed to the extraction device separately or together.
In der Extraktion wird ein Phasenverhältnis von vorzugsweise 0,1 bis 10, besonders bevorzugt 0,4 bis 3, insbesondere 0,75 bis 1 ,5, jeweils berechnet als Verhältnis von Masse des zugeführten Kohlenwasserstoffs zu Masse der zu extrahierenden Mi- schung, verwendet. Die Masse an polarem Additiv beträgt 1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 45 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Masse des FeedstromsIn the extraction, a phase ratio of preferably 0.1 to 10, particularly preferably 0.4 to 3, in particular 0.75 to 1.5, in each case calculated as the ratio of the mass of the supplied hydrocarbon to the mass of the mixture to be extracted, is used , The mass of polar additive is 1 to 50 wt .-%, preferably 2 to 45 wt .-%, particularly preferably 3 to 40 wt .-%, based on the mass of the feed stream
Der absolute Druck während der Extraktion beträgt vorzugsweise 10 kPa bis 1 MPa, besonders bevorzugt 50 kPa bis 0,5 MPa, insbesondere 75 kPa bis 0,25 MPa (absolut).The absolute pressure during the extraction is preferably 10 kPa to 1 MPa, more preferably 50 kPa to 0.5 MPa, especially 75 kPa to 0.25 MPa (absolute).
Die Extraktion wird vorzugsweise bei einer Temperatur von -15 bis 120, insbesondere 20 bis 100 und besonders bevorzugt 30 bis 80°C durchgeführt. Es wurde gefunden, dass bei höherer Temperatur der Extraktion die Mulmbildung geringer ist.The extraction is preferably carried out at a temperature of -15 to 120, in particular 20 to 100 and particularly preferably 30 to 80 ° C. It has been found that at a higher extraction temperature, the lump formation is lower.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Extraktion mit einem Temperaturprofil betrieben. Insbesondere arbeitet man in diesem Fall bei einer Extraktionstemperatur von mindestens 30, bevorzugt 30 bis 95 und besonders bevorzugt mindes- tens 40°C.In a particularly preferred embodiment, the extraction is operated with a temperature profile. In particular, working in this case at an extraction temperature of at least 30, preferably 30 to 95 and particularly preferably at least 40 ° C.
Das Temperaturprofil ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass in demjenigen Bereich der Extraktion, wo der Gehalt an Nickel(0)-Komplexen mit phosphorhaltigen Liganden und/oder freien phosphorhaltigen Liganden höher ist als im anderen Bereich, die Tem- peratur niedriger ist als im anderen Bereich. Auf diese Weise werden die temperaturlabilen Ni(0)-Komplexe thermisch weniger belastet und ihr Zerfall vermindert.The temperature profile is preferably such that in that region of the extraction where the content of nickel (0) complexes with phosphorus-containing ligands and / or free phosphorus-containing ligands is higher than in the other region, the temperature is lower than in the other region , In this way, the temperature-labile Ni (0) complexes are thermally less stressed and their decay reduced.
Ausgestaltung der Phasentrennung in Gegenwart von polaren AdditivenEmbodiment of the phase separation in the presence of polar additives
Die Phasentrennung kann räumlich und zeitlich je nach apparativer Ausgestaltung auch als letzter Teil der Extraktion betrachtet werden. Zur Phasentrennung kann üblicherweise ein weiter Druck-, Konzentrations- und Temperaturbereich gewählt werden, wobei die für die jeweilige Zusammensetzung der Reaktionsmischung optimalen Pa- rameter leicht durch wenige einfache Vorversuche ermittelt werden können.The phase separation can be considered spatially and temporally depending on the apparatus design as the last part of the extraction. For phase separation, it is usually possible to select a further range of pressure, concentration and temperature, wherein the optimum parameters for the particular composition of the reaction mixture can easily be determined by a few simple preliminary tests.
Die Temperatur T bei der Phasentrennung beträgt üblicherweise mindestens 0, vorzugsweise mindestens 10, besonders bevorzugt mindestens 20°C. Üblicherweise beträgt sie höchstens 80, vorzugsweise höchstens 70 , besonders bevorzugt höchstens 60°C. Beispielsweise führt man die Phasentrennung bei 10 bis 80, bevorzugt 20 bisThe temperature T in the phase separation is usually at least 0, preferably at least 10, more preferably at least 20 ° C. Usually, it is at most 80, preferably at most 70, more preferably at most 60 ° C. For example, the phase separation is carried out at 10 to 80, preferably 20 to
70°C durch. Es wurde gefunden, dass bei höherer Temperatur der Phasentrennung die Mulmbildung geringer ist.70 ° C through. It has been found that at higher temperature of the phase separation, the scum formation is lower.
Der Druck bei der Phasentrennung liegt in der Regel bei mindestens 1 kPa, vorzugs- weise mindestens 10 kPa, besonders bevorzugt 20 kPa. In der Regel beträgt er höchstens 2 MPa, vorzugsweise höchstens 1 MPa, besonders bevorzugt höchstens 0,5 MPa absolut. Die Phasentrennung kann in einer oder mehreren dem Fachmann für solche Phasentrennungen bekannten Vorrichtungen durchgeführt werden. In einer vorteilhaften Aus- führungsform kann man die Phasentrennung in der Extraktionsvorrichtung durchführen, beispielsweise in einer oder mehreren Mixer-Settler-Kombinationen oder durch Ausstattung einer Extraktionskolonne mit einer Beruhigungszone.The pressure during the phase separation is generally at least 1 kPa, preferably at least 10 kPa, particularly preferably 20 kPa. In general, it is at most 2 MPa, preferably at most 1 MPa, more preferably at most 0.5 MPa absolute. The phase separation may be carried out in one or more devices known to those skilled in the art for such phase separation. In an advantageous embodiment, it is possible to carry out the phase separation in the extraction apparatus, for example in one or more mixer-settler combinations or by equipping an extraction column with a settling zone.
Bei der Kohlenwasserstoffphase kann die vollständige Rückhaltung des mitgerissenen Phasenanteils an schwerer ADN-Phase vorteilhaft sein. In diesem Fall genügt die normale Schwerkraftabscheidung in einem einfachen Settier nicht. Je nach Grad der gewünschten Abscheidung kann hier ein Schwerkraftabscheider mit Einbauten als Koa- leszierhilfen (z.b. Lamellen, Gewebe- oder Blechpackungen), ein Zyklonabscheider oder im Extremfall, daß die schwere Phase vollständig zurückzuhalten ist, ein mecha- nisch angetriebener Zentrifugalseparator (z.B. Tellerseparator) zum Einsatz kommen.For the hydrocarbon phase, complete retention of the entrained phase portion of heavy ADN phase may be beneficial. In this case, the normal gravity separation in a simple Settler is not enough. Depending on the degree of the desired separation, a gravity separator with internals as coalescing aids (eg lamellas, fabric or sheet metal packings), a cyclone separator or in extreme cases that the heavy phase is to be completely retained, can be a mechanically driven centrifugal separator (eg plate separator). be used.
Bei der dispersen Phase kann, sollte sich die Mulmakkumulation im Phasenscheider nicht vollständig unterdrücken lassen, die Mulmphase gezielt aus dem Settier abgezogen werden. In gewissen Fällen genügt auch die Einstellung eines gewissen, gezielten Überzuges der kontinuierlichen Phase zusammen mit der dispersen Phase.In the disperse phase, should the Mulmakkumulation be in the phase separator can not be completely suppressed, the Mulmphase can be selectively withdrawn from the Settlement. In certain cases, the setting of a certain, targeted coating of the continuous phase is sufficient together with the disperse phase.
Bei der Phasentrennung erhält man zwei flüssige Phasen, von denen eine Phase einen höheren Anteil an dem Nickel(0)-Komplex mit phosphorhaltigen Liganden und/oder freien phosphorhaltigen Liganden, bezogen auf das Gesamtgewicht dieser Phase, aufweist als die andere Phase oder die anderen Phasen.In the phase separation, two liquid phases are obtained, one of which has a higher proportion of the nickel (0) complex with phosphorus-containing ligands and / or free phosphorus ligands, based on the total weight of this phase, than the other phase or phases ,
Die den höheren Anteil an Ni(0)-Komplexen und phosphorhaltigen Liganden enthaltende Phase kann gegebenenfalls nach Regenerierung des Katalysators und Abtrennung des Extraktionsmittels in die Hydrocyanierungsstufe zurückgeführt werden.The phase containing the higher proportion of Ni (0) complexes and phosphorus ligands may optionally be recycled to the hydrocyanation stage after regeneration of the catalyst and removal of the extractant.
Die überwiegend Dinitril, unumgesetztes Mononitril und polares Additiv enthaltende Phase kann destillativ aufgetrennt werden.The predominantly dinitrile, unreacted mononitrile and polar additive containing phase can be separated by distillation.
Hat das polare Additiv den niedrigsten Siedepunkt der enthaltenen Verbindungen, so kann es in einer ersten Kolonne als Kopfprodukt, Mononitril und Dinitril als Sumpfpro- dukt abgetrennt werden. In einer zweiten Kolonne kann das Sumpfprodukt der ersten Kolonne so aufgetrennt, das Mononitril über Kopf und das Dinitril über Sumpf abgetrennt werden. Es ist aber auch möglich, die Trennung in nur einer Kolonne durchzuführen und dabei das polare Additiv über Kopf, Mononitril über einen Seitenabzug und Dinitril über Sumpf abzunehmen. Hat das Mononitril den niedrigsten Siedepunkt, so kann es über Kopf, das polare Additiv über Seitenabzug oder bei zweistufiger Destillation zusammen mit Dinitril über Sumpf abgetrennt werden.If the polar additive has the lowest boiling point of the compounds present, it can be separated off in a first column as top product, mononitrile and dinitrile as bottom product. In a second column, the bottom product of the first column can be separated, the mononitrile can be separated overhead and the dinitrile over the bottom. But it is also possible to carry out the separation in only one column and thereby remove the polar additive overhead, mononitrile via a side draw and dinitrile through the bottom. If the mononitrile has the lowest boiling point, it can be separated off via the top, the polar additive via side draw or, in the case of two-stage distillation, together with dinitrile via the bottom.
Das Wertprodukt Dinitril kann aus dem Verfahren ausgeschleust, Mononitril in die Hydrocyanierung und polares Additiv in die Extraktion zurückgeführt werden.The valuable product dinitrile can be discharged from the process, mononitrile can be recycled to the hydrocyanation and polar additive to the extraction.
Es ist weiterhin möglich, Mononitril und polares Additiv als Gemisch abzutrennen und in die Hydrocyanierung zurückzuführen.It is also possible to separate mononitrile and polar additive as a mixture and due to the hydrocyanation.
Die Menge an polarem Additiv beträgt in der Regel 1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 45 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Feedstroms.The amount of polar additive is generally 1 to 50 wt .-%, preferably 2 to 45 wt .-%, based on the amount of the feed stream.
Optionale Behandlung mit Ammoniak oder AminOptional treatment with ammonia or amine
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens behandelt man den Reaktionsaustrag der Hydrocyanierung vor oder während der Extraktion, mit Ammoniak oder einem primären, sekundären oder tertiären aromatischen oder alipha- tischen Amin. Aromatisch schließt alkylaromatisch, und aliphatisch schließt cycloali- phatisch ein.In a preferred embodiment of the process according to the invention, the reaction effluent of the hydrocyanation is treated before or during the extraction with ammonia or a primary, secondary or tertiary aromatic or aliphatic amine. Aromatic includes alkylaromatic, and aliphatic includes cycloaliphatic.
Es wurde gefunden, dass sich durch diese Ammoniak- bzw. Aminbehandlung der Gehalt an Nickel(0)-Komplex bzw. Ligand in der zweiten, mit Dinitrilen angereicherten Phase (meist Unterphase) vermindern lässt, d.h. die Verteilung des Ni(0)-Komplexes bzw. Liganden auf die beiden Phasen wird zugunsten der ersten Phase (Oberphase) verschoben. Die Ammoniak- bzw. Aminbehandlung verbessert die Katalysatoranreicherung in der Oberphase; dies bedeutet geringere Katalysatorverluste im Katalysatorkreislauf und verbessert die Wirtschaftlichkeit der Hydrocyanierung.It has been found that the content of nickel (0) complex or ligand in the second, enriched with dinitriles phase (usually lower phase) can be reduced by this ammonia or amine treatment, i. the distribution of the Ni (0) complex or ligand on the two phases is shifted in favor of the first phase (upper phase). The ammonia or amine treatment improves the catalyst accumulation in the upper phase; this means lower catalyst losses in the catalyst circulation and improves the economics of Hydrocyanierung.
Demnach geht in dieser Ausführungsform der Extraktion eine Behandlung des Reakti- onsaustrags mit Ammoniak bzw. einem Amin voraus oder erfolgt während der Extraktion. Dabei ist die Behandlung während der Extraktion weniger bevorzugt.Accordingly, in this embodiment of the extraction, a treatment of the reaction onsaustrags with ammonia or an amine is preceded or carried out during the extraction. The treatment during the extraction is less preferred.
Als Amine verwendet man Monomamine, Diamine, Triamine oder höherfuktionelle Amine (Polyamine). Die Monoamine weisen üblicherweise Alkylreste, Arylreste oder Arylalkylreste mit 1 bis 30 C-Atomen auf; geeignete Monoamine sind z.B. primäre Amine, z.B. Monoalkylamine, sekundäre oder tertiäre Amine, z.B. Dialkylamine. Geeignete primäre Monoamine sind beispielsweise Butylamin, Cyclohexylamin, 2-Methylcyclo- hexylamin, 3-Methylcyclohexylamin, 4-Methylcyclohexylamin, Benzylamin, Tetrahydro- furfurylamin und Furfurylamin. Als sekundäre Monoamine kommen z.B. Diethylamin, Dibutylamin, Di-n-propylamin und N-Methylbenzylamin in Betracht. Als tertiäre Amine eignen sich beispielsweise Trialkylamine mit Ci-10-Alkylresten, wie Trimethylamin, Triethylamin oder Tributylamin.The amines used are monomines, diamines, triamines or higher-performance amines (polyamines). The monoamines usually have alkyl radicals, aryl radicals or arylalkyl radicals having 1 to 30 carbon atoms; suitable monoamines are, for example, primary amines, for example monoalkylamines, secondary or tertiary amines, for example dialkylamines. Suitable primary monoamines are, for example, butylamine, cyclohexylamine, 2-methylcyclohexylamine, 3-methylcyclohexylamine, 4-methylcyclohexylamine, benzylamine, tetrahydrofurfurylamine and furfurylamine. Suitable secondary monoamines are, for example, diethylamine, dibutylamine, di-n-propylamine and N-methylbenzylamine. As tertiary amines For example, trialkylamines having Ci-10-alkyl radicals, such as trimethylamine, triethylamine or tributylamine are suitable.
Als Diamine eignen sich z.B. solche der Formel R1-NH-R2-NH-R3, worin R1, R2 und R3 unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Alkylrest, Arylrest oder Arylalkylrest mit 1 bis 20 C-Atomen bedeuten. Der Alkylrest kann linear oder insbesondere für R2 auch cyclisch sein. Geeignete Diamine sind beispielsweise Ethylendiamin, die Propy- lendiamine (1 ,2-Diaminopropan and 1 ,3-Diaminopropan), N-Methyl-ethylendiamin, Pi- perazin, Tetramethylendiamin (1 ,4-Diaminobutan), N,N'-Dimethylethylendiamin, N- Ethylethylendiamin, 1 ,5-Diaminopentan, 1 ,3-Diamino-2,2-diethylpropan, 1 ,3-Bis- (methylamino)propan, Hexamethylendiamin (1 ,6-Diaminohexan), 1 ,5-Diamino-2- methylpentan, 3-(Propylamino)-propylamin, N,N'-Bis-(3-aminopropyl)-piperazin, N1N'- Bis-(3-aminopropyl)-piperazin und Isophorondiamin (IPDA).Suitable diamines are, for example, those of the formula R 1 -NH-R 2 -NH-R 3 , where R 1 , R 2 and R 3 independently of one another are hydrogen or an alkyl radical, aryl radical or arylalkyl radical having 1 to 20 C atoms. The alkyl radical can also be cyclic, in particular linearly or in particular for R 2 . Suitable diamines are, for example, ethylenediamine, the propylenediamines (1,2-diaminopropane and 1,3-diaminopropane), N-methylethylenediamine, piperazine, tetramethylenediamine (1,4-diaminobutane), N, N'-dimethylethylenediamine, N-ethylethylenediamine, 1, 5-diaminopentane, 1, 3-diamino-2,2-diethylpropane, 1, 3-bis (methylamino) propane, hexamethylenediamine (1,6-diaminohexane), 1, 5-diamino-2- methylpentane, 3- (propylamino) propylamine, N, N'-bis (3-aminopropyl) piperazine, N 1 N'-bis (3-aminopropyl) piperazine, and isophoronediamine (IPDA).
Als Triamine, Tetramine bzw. höherfunktionelle Amine eignen sich z.B. Tris(2-amino- ethyl)amin, Tris(2-aminopropyl)amin, Diethylentriamin (DETA), Triethylentetramin (TE- TA), Tetraethylenpentamin (TEPA), Isopropylentriamin, Dipropylentriamin und N1N'- bis(3-aminopropyl-ethylendiamin). Aminobenzylamine und Aminohydrazide mit 2 oder mehr Aminogruppen sind ebenfalls geeignet.Examples of suitable triamines, tetramines or higher-functional amines are tris (2-aminoethyl) amine, tris (2-aminopropyl) amine, diethylenetriamine (DETA), triethylenetetramine (TETA), tetraethylenepentamine (TEPA), isopropyltriamine, dipropylenetriamine and N, 1 N'-bis (3-aminopropyl-ethylenediamine). Aminobenzylamines and aminohydrazides having 2 or more amino groups are also suitable.
Naturgemäß kann man auch Mischungen von Ammoniak mit einem oder mehreren Aminen, oder Mischungen mehrerer Amine verwenden.Naturally one can also use mixtures of ammonia with one or more amines, or mixtures of several amines.
Bevorzugt verwendet man Ammoniak oder aliphatische Amine, insbesondere Trialkyl- amine mit 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest, z.B. Trimethylamin, Triethylamin oder Tributylamin, sowie Diamine wie Ethylendiamin, Hexamehtylendiamin oder 1 ,5-Diamino-2- methylpentan.Preference is given to using ammonia or aliphatic amines, in particular trialkylamines having 1 to 10 C atoms in the alkyl radical, e.g. Trimethylamine, triethylamine or tributylamine, and diamines such as ethylenediamine, Hexamehtylendiamin or 1, 5-diamino-2-methylpentane.
Besonders bevorzugt ist Ammoniak allein, d.h. besonders bevorzugt verwendet man neben Ammoniak kein Amin. Wasserfreier Ammoniak ist ganz besonders bevorzugt; dabei bedeutet wasserfrei einen Wassergehalt unter 1 Gew.-%, bevorzugt unter 1000 und insbesondere unter 100 Gew.-ppm.Particularly preferred is ammonia alone, i. It is particularly preferable to use no amine in addition to ammonia. Anhydrous ammonia is most preferred; anhydrous means a water content below 1 wt .-%, preferably below 1000 and in particular below 100 ppm by weight.
Das Molverhältnis von Amin zu Ammoniak kann in weiten Grenzen variiert werden, liegt in der Regel bei 10000 : 1 bis 1 : 10000.The molar ratio of amine to ammonia can be varied within wide limits, is usually at 10000: 1 to 1: 10000.
Die Menge des eingesetzten Ammoniaks bzw. Amins richtet sich u.a. nach Art und Menge des Nickel(0)-Katalysators und/oder der Liganden, und - sofern mitverwendet - nach Art und Menge der Lewis-Säure, die bei der Hydrocyanierung als Promotor ein- gesetzt wird. Üblicherweise beträgt das Molverhältnis von Ammoniak bzw. Amin zuThe amount of ammonia or amine used depends i.a. the type and amount of nickel (0) catalyst and / or ligands, and - if used - on the type and amount of Lewis acid, which is used in the hydrocyanation as a promoter. Usually, the molar ratio of ammonia or amine to
Lewis-Säure mindestens 1 : 1. Die Obergrenze dieses Molverhältnisses ist in der Regel unkritisch und beträgt beispielsweise 100 : 1 ; der Überschuss an Ammoniak bzw. Amin sollte jedoch nicht so groß sein, dass sich der Ni(0)-Komplex bzw. dessen Liganden zersetzen. Bevorzugt beträgt das Molverhältnis Ammoniak bzw. Amin zu Lewis-Säure 1 : 1 bis 10 : 1 , besonders bevorzugt 1 ,5 : 1 bis 5 : 1 , und insbesondere etwa 2,0 : 1. Sofern man eine Mischung aus Ammoniak und Amin verwendet, gelten diese MoI- Verhältnisse für die Summe aus Ammoniak und Amin.Lewis acid at least 1: 1. The upper limit of this molar ratio is generally not critical and is for example 100: 1; the excess of ammonia or amine However, it should not be so large that the Ni (0) complex or its ligands decompose. The molar ratio of ammonia or amine to Lewis acid is preferably 1: 1 to 10: 1, more preferably 1: 5: 1 to 5: 1, and in particular about 2.0: 1, if a mixture of ammonia and amine is used , these MoI ratios apply to the sum of ammonia and amine.
Die Temperatur bei der Behandlung mit Ammoniak bzw. Amin ist üblicherweise nicht kritisch und beträgt beispielsweise 10 bis 140, bevorzugt 20 bis 100 und insbesondere 20 bis 90°C. Auch der Druck ist in der Regel nicht kritisch.The temperature in the treatment with ammonia or amine is usually not critical and is for example 10 to 140, preferably 20 to 100 and in particular 20 to 90 ° C. The pressure is usually not critical.
Der Ammoniak bzw. das Amin kann dem Reaktionsaustrag gasförmig, flüssig (unter Druck stehend) oder gelöst in einem Lösungsmittel zugegeben werden. Als Lösungsmittel eignen sich z.B. Nitrile, insbesondere solche, die bei der Hydrocyanierung vorliegen, und weiterhin aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Kohlenwasserstof- fe, wie man sie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Extraktionsmittel verwendet, beispielsweise Cyclohexan, Methylcyclohexan, n-Heptan oder n-Octan.The ammonia or the amine can be added to the reaction effluent in gaseous form, liquid (under pressure) or dissolved in a solvent. Suitable solvents are e.g. Nitriles, in particular those which are present in the hydrocyanation, and furthermore aliphatic, cycloaliphatic or aromatic Kohlenwasserstof- fe, as used in the inventive method as an extraction agent, for example cyclohexane, methylcyclohexane, n-heptane or n-octane.
Die Ammoniak- bzw. Aminzugabe erfolgt in üblichen Vorrichtungen, beispielsweise solchen zur Gaseinleitung oder in Flüssigkeitsmischern. Der dabei in vielen Fällen aus- fallende Feststoff kann entweder im Reaktionsaustrag verbleiben, d.h. der Extraktion wird eine Suspension zugeführt, oder abgetrennt werden wie nachfolgend beschrieben.The ammonia or amine addition is carried out in conventional devices, for example those for gas introduction or in liquid mixers. The solid which precipitates in many cases can either remain in the reaction effluent, i. the extraction is fed to a suspension or separated as described below.
Optionale Abtrennung der FeststoffeOptional separation of solids
In einer bevorzugten Ausführungsform trennt man vor der Extraktion die im Reaktionsaustrag enthaltenen Feststoffe zumindest teilweise ab. Dadurch lässt sich in vielen Fällen die Extraktionsleistung des erfindungsgemäßen Verfahrens weiter verbessern. Es wird vermutet, dass ein hoher Feststoffgehalt den Stoffübergang während der Extraktion behindert, was größere und damit teurere Extraktionsvorrichtungen erforderlich macht. Außerdem wurde gefunden, dass eine Feststoffabtrennung vor der Extraktion die unerwünschte Mulmbildung oftmals deutlich vermindert.In a preferred embodiment, the solids present in the reaction effluent are at least partially separated off prior to extraction. As a result, the extraction performance of the method according to the invention can be further improved in many cases. It is believed that high solids content hinders mass transfer during extraction, requiring larger and therefore more expensive extraction equipment. In addition, it has been found that solids separation prior to extraction often significantly reduces undesirable scum formation.
Bevorzugt wird die Feststoffabtrennung derart ausgestaltet, dass Feststoffpartikel mit einem hydraulischen Durchmesser größer 5 μm, insbesondere größer 1 μm und be- sonders bevorzugt größer 100 nm, abgetrennt werden.The solids separation is preferably designed such that solid particles having a hydraulic diameter greater than 5 .mu.m, in particular greater than 1 .mu.m and particularly preferably greater than 100 nm, are separated off.
Zur Feststoffabtrennung kann man übliche Verfahren verwenden, beispielsweise Filtration, Querstromfiltration, Zentrifugation, Sedimentation, Klassierung oder bevorzugt Dekantieren, wozu gängige Vorrichtungen wie Filter, Zentrifugen bzw. Dekanter ver- wendet werden können. Temperatur und Druck bei der Feststoffabtrennung sind üblicherweise nicht kritisch. Beispielsweise kann man in den zuvor genannten Temperatur- bzw. Druckbereichen arbeiten.For solids separation, it is possible to use customary processes, for example filtration, crossflow filtration, centrifugation, sedimentation, classification or, preferably, decanting, for which conventional devices such as filters, centrifuges or decanters can be used. Temperature and pressure during solids separation are usually not critical. For example, one can work in the aforementioned temperature or pressure ranges.
Die Feststoffabtrennung kann vor, während oder nach der - optionalen - Behandlung des Reaktionsaustrages mit Ammoniak bzw. Amin erfolgen. Dabei ist die Abtrennung während oder nach der Ammoniak- bzw. Aminbehandlung bevorzugt, und danach besonders bevorzugt.The solids separation can be carried out before, during or after the - optional - treatment of the reaction output with ammonia or amine. The separation during or after the ammonia or amine treatment is preferred, and thereafter particularly preferred.
Sofern man die Feststoffe während oder nach der Ammoniak- bzw. Aminbehandlung abtrennt, handelt es sich bei den Feststoffen zumeist um im Reaktionsaustrag schwerlösliche Verbindungen von Ammoniak bzw. Amin mit der verwendeten Lewis-Säure bzw. dem Promotor. Verwendet man beispielsweise ZnCb, so fällt bei der Ammoniakbehandlung im Wesentlichen schwerlösliches ZnCb* 2 NH3 aus.If the solids are separated off during or after the ammonia or amine treatment, the solids are usually compounds of ammonia or amine which are sparingly soluble in the reaction effluent with the Lewis acid or the promoter used. If ZnCb is used, for example, substantially sparingly soluble ZnCb * 2 NH3 precipitates during the ammonia treatment.
Sofern man die Feststoffe vor der Ammoniak- bzw. Aminbehandlung abtrennt oder falls gar keine Behandlung mit Ammoniak oder Amin erfolgt, handelt es sich bei den Feststoffen in der Regel um Nickelverbindungen der Oxidationsstufe +II, beispielsweise Nickel(ll)cyanid oder ähnliche cyanidhaltige Nickel(ll)verbindungen.If the solids are separated off before the ammonia or amine treatment or if no treatment with ammonia or amine takes place at all, the solids are generally nickel compounds of the oxidation state + II, for example nickel (II) cyanide or similar cyanide-containing nickel ( ll) compounds.
Nickel(0)-Komplexe und LigandenNickel (0) complexes and ligands
Bei den Ni(0)-Komplexen, die phosphorhaltige Liganden und/oder freie phosphorhalti- ge Liganden enthalten, handelt es sich bevorzugt um homogen gelöste Nickel(O)- Komplexe.The Ni (0) complexes which contain phosphorus-containing ligands and / or free phosphorus-containing ligands are preferably homogeneously dissolved nickel (0) complexes.
Die phosphorhaltigen Liganden der Nickel(0)-Komplexe und die freien phosphorhalti- gen Liganden, die erfindungsgemäß durch Extraktion abgetrennt werden, sind vorzugsweise ausgewählt aus mono- oder bidentaten Phosphinen, Phosphiten, Phosphini- ten und Phosphoniten.The phosphorus-containing ligands of the nickel (0) complexes and the free phosphorus-containing ligands which are removed by extraction according to the invention are preferably selected from mono- or bidentate phosphines, phosphites, phosphinites and phosphonites.
Diese phosphorhaltigen Liganden weisen vorzugsweise die Formel I auf:These phosphorus-containing ligands preferably have the formula I:
P (X1R1) (X2R2) (X3R3) (I)P (X 1 R 1 ) (X 2 R 2 ) (X 3 R 3 ) (I)
Unter Verbindung I wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine einzelne Verbindung oder ein Gemisch verschiedener Verbindungen der vorgenannten Formel verstanden.For the purposes of the present invention, compound I is understood to be a single compound or a mixture of different compounds of the aforementioned formula.
Erfindungsgemäß sind X1, X2, X3 unabhängig voneinander Sauerstoff oder Einzelbin- düng. Falls alle der Gruppen X1, X2 und X3 für Einzelbindungen stehen, so stellt Verbindung I ein Phosphin der Formel P(R1R2R3) mit den für R1, R2 und R3 in dieser Beschreibung genannten Bedeutungen dar. Falls zwei der Gruppen X1, X2 und X3 für Einzelbindungen stehen und eine für Sauerstoff, so stellt Verbindung I ein Phosphinit der Formel P(OR1)(R2)(R3) oder P(R1)(OR2)(R3) oder P(R1)(R2)(OR3) mit den für R1, R2 und R3 weiter unten genannten Bedeutungen dar.According to the invention X 1 , X 2 , X 3 are independently oxygen or single binder fertil. If all of the groups X 1, X are single bonds 2 and X 3, compound I is a phosphine of the formula P (R 1 R 2 R 3) with the definitions of R 1, R 2 and R 3 in this description represents , If two of the groups X 1, X 2 and X 3 are single bonds and one for oxygen, compound I is a phosphinite of formula P (OR 1) (R 2) (R 3) or P (R 1) (OR 2 ) (R 3 ) or P (R 1 ) (R 2 ) (OR 3 ) with the meanings given below for R 1 , R 2 and R 3 .
Falls eine der Gruppen X1, X2 und X3 für eine Einzelbindung steht und zwei für Sauerstoff, so stellt Verbindung I ein Phosphonit der Formel P(OR1XOR2XR3) oder P(R1)(OR2)(OR3) oder P(OR1)(R2)(OR3) mit den für R1, R2 und R3 in dieser Beschrei- bung genannten Bedeutungen dar.If one of the groups X 1, X 2 and X 3 represents a single bond and two oxygen, compound I is a phosphonite of formula P (OR 1 XOR 2 XR 3) or P (R 1) (OR 2) (OR 3 ) or P (OR 1 ) (R 2 ) (OR 3 ) with the meanings given for R 1 , R 2 and R 3 in this description.
In einer bevorzugten Ausführungsform sollten alle der Gruppen X1, X2 und X3 für Sauerstoff stehen, so dass Verbindung I vorteilhaft ein Phosphit der Formel P(OR1)(OR2)(OR3) mit den für R1, R2 und R3 weiter unten genannten Bedeutungen darstellt.In a preferred embodiment, all of the groups X 1, X is oxygen 2 and X 3 should give compound I is advantageously a phosphite of the formula P (OR 1) (OR 2) (OR 3) with the definitions of R 1, R 2 and R 3 represents the meanings mentioned below.
Erfindungsgemäß stehen R1, R2, R3 unabhängig voneinander für gleiche oder unterschiedliche organische Reste. Als R1, R2 und R3 kommen unabhängig voneinander Alkylreste, vorzugsweise mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, i- Propyl, n-Butyl, i-Butyl, s-Butyl, t-Butyl, Aryl-Gruppen, wie Phenyl, o-Tolyl, m-Tolyl, p- ToIyI, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl, oder Hydrocarbyl, vorzugsweise mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie 1 ,1 '-Biphenol, 1 ,1 '-Binaphthol in Betracht. Die Gruppen R1, R2 und R3 können miteinander direkt, also nicht allein über das zentrale Phosphor-Atom, verbunden sein. Vorzugsweise sind die Gruppen R1, R2 und R3 nicht miteinander direkt ver- bunden.According to the invention, R 1 , R 2 , R 3 independently of one another represent identical or different organic radicals. As R 1 , R 2 and R 3 independently of one another are alkyl radicals, preferably having 1 to 10 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, Aryl groups, such as phenyl, o-tolyl, m-tolyl, p-ToIyI, 1-naphthyl, 2-naphthyl, or hydrocarbyl, preferably having 1 to 20 carbon atoms, such as 1, 1 'biphenol, 1, 1' - Binaphthol into consideration. The groups R 1 , R 2 and R 3 may be connected to each other directly, ie not solely via the central phosphorus atom. Preferably, the groups R 1 , R 2 and R 3 are not directly connected with each other.
In einer bevorzugten Ausführungsform kommen als Gruppen R1, R2 und R3 Reste ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, o-Tolyl, m-Tolyl und p-Tolyl in Betracht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sollten dabei maximal zwei der Gruppen R1, R2 und R3 Phenyl-Gruppen sein.In a preferred embodiment, groups R 1 , R 2 and R 3 are radicals selected from the group consisting of phenyl, o-tolyl, m-tolyl and p-tolyl. In a particularly preferred embodiment, a maximum of two of the groups R 1 , R 2 and R 3 should be phenyl groups.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform sollten dabei maximal zwei der Gruppen R1, R2 und R3 o-Tolyl-Gruppen sein.In another preferred embodiment, two of the groups R 1, R 2 and R 3 should in this case be o-tolyl groups maximal.
Als besonders bevorzugte Verbindungen I können solche der Formel I aAs particularly preferred compounds I, those of the formula I a
(o-Tolyl-O-)w (m-Tolyl-O-)χ (p-Tolyl-O-)y (Phenyl-O-)z P (I a)(o-tolyl-O-) w (m-tolyl-O-) χ (p-tolyl-O-) y (phenyl-O-) z P (I a)
eingesetzt werden, wobei w, x, y und z eine natürliche Zahl bedeuten, und folgende Bedingungen gelten: w + x + y + z = 3 und w, z < 2. Solche Verbindungen I a sind z.B. (p-Tolyl-O-)(Phenyl-O-)2P, (m-Tolyl-O-)(Phenyl- O)2P, (o-Tolyl-O-) (Phenyl-O-)2P, (p-Tolyl-O-)2(Phenyl-O-)P , (m-Tolyl-O-)2(Phenyl- 0-)P, (o-Tolyl-O-)2(Phenyl-O-)P, (m-Tolyl-O-)(p-Tolyl-O)(Phenyl-O-)P, (o-Tolyl-O-)(p- Tolyl-O-)(Phenyl-O-)P, (o-Tolyl-O-)(m-Tolyl-O-)(Phenyl-O-)P, (p-Tolyl-O-)3P, (m-Tolyl- O-)(p-Tolyl-O-)2P, (o-Tolyl-O-)(p-Tolyl-O-)2P, (m-Tolyl-O-)2(p-Toluyl-O-)P, (o-Tolyl- O-)2(p-Tolyl-O-)P, (o-Tolyl-O-)(m-Tolyl-O-)(p-Tolyl-O)P, (m-Tolyl-O-)3P, (o-Tolyl-O-)(m- ToIyI-O)2P (o-Tolyl-O-)2(m-Tolyl-O-)P, oder Gemische solcher Verbindungen.where w, x, y and z are a natural number and the following conditions apply: w + x + y + z = 3 and w, z <2. Such compounds I a are, for example, (p-tolyl-O -) (phenyl-O-) 2 P, (m-tolyl-O -) (phenyl-O) 2 P, (o-tolyl-O-) (phenyl-) O-) 2 P, (p-tolyl-O-) 2 (phenyl-O-) P, (m-tolyl-O-) 2 (phenyl-O-) P, (o-tolyl-O-) 2 ( Phenyl-O-) P, (m-tolyl-O -) (p-tolyl-O) (phenyl-O-) P, (o-tolyl-O -) (p-tolyl-O -) (phenyl-O -) P, (o-tolyl-O -) (m-tolyl-O -) (phenyl-O-) P, (p-tolyl-O-) 3 P, (m-tolyl-O -) (p-) Tolyl-O-) 2 P, (o-tolyl-O -) (p-tolyl-O-) 2 P, (m-tolyl-O-) 2 (p-toluyl-O-) P, (o-tolyl - O-) 2 (p-Tolyl-O-) P, (o-tolyl-O -) (m-tolyl-O -) (p-tolyl-O) P, (m-tolyl-O-) 3 P , (o-Tolyl-O -) (m-ToIyI-O) 2 P (o-tolyl-O-) 2 (m-tolyl-O-) P, or mixtures of such compounds.
Gemische enthaltend (m-Tolyl-O-)3P, (m -Tolyl-O-)2(p-Tolyl-O-)P, (m-Tolyl-O-)(p-Tolyl- O)2P und (P-ToIyI-O)3P kann man beispielsweise durch Umsetzung eines Gemisches enthaltend m-Kresol und p-Kresol, insbesondere im Molverhältnis 2 : 1 , wie es bei der destillativen Aufarbeitung von Erdöl anfällt, mit einem Phosphortrihalogenid, wie Phosphortrichlorid, erhalten.Mixtures containing (m-tolyl-O-) 3 P, (m -olyl-O-) 2 (p-tolyl-O-) P, (m-tolyl-O -) (p-tolyl-O) 2 P and (P-ToIyI-O) 3 P can be obtained, for example, by reacting a mixture containing m-cresol and p-cresol, in particular in a molar ratio of 2: 1, as obtained in the distillative workup of petroleum, with a phosphorus trihalide such as phosphorus trichloride ,
In einer anderen, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform kommen als phosphorhaltige Liganden die in der DE-A 199 53 058 näher beschriebenen Phosphite der Formel I b in Betracht:In another, likewise preferred embodiment, the phosphites of the formula Ib which are described in more detail in DE-A 199 53 058 are suitable as phosphorus-containing ligands:
P (OR1 )x (O-R2)y (O-R3)z (O-R4)p (I b)P (OR 1 ) x (OR 2 ) y (OR 3 ) z (OR 4 ) p (I b)
MitWith
R1: aromatischer Rest mit einem Ci-Cis-Alkylsubstituenten in o-Stellung zu demR 1 : aromatic radical having a Ci-Cis-alkyl substituent in the o-position to the
Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen System verbin- det, oder mit einem aromatischen Substituenten in o-Stellung zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen System verbindet, oder mit einem in o-Stellung zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen System verbindet, anellierten aromatischen System,An oxygen atom which connects the phosphorus atom with the aromatic system, or with an aromatic substituent in o-position to the oxygen atom which connects the phosphorus atom with the aromatic system, or with one in o-position to the oxygen atom, the phosphorus atom with the aromatic system, fused aromatic system,
R2: aromatischer Rest mit einem Ci-Cis-Alkylsubstituenten in m-Stellung zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen System verbindet, oder mit einem aromatischen Substituenten in m-Stellung zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen System verbindet, oder mit einem in m-Stellung zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen System verbindet, anellierten aromatischen System, wobei der a- romatische Rest in o-Stellung zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen System verbindet, ein Wasserstoffatom trägt,R 2 : aromatic radical having a Ci-Cis-alkyl substituent in the m-position to the oxygen atom which connects the phosphorus atom with the aromatic system, or with an aromatic substituent in m-position to the oxygen atom which connects the phosphorus atom with the aromatic system , or with an aromatic system fused in m-position to the oxygen atom connecting the phosphorus atom to the aromatic system, wherein the aromatic radical in o-position to the oxygen atom connecting the phosphorus atom to the aromatic system, a hydrogen atom wearing,
R3: aromatischer Rest mit einem Ci-Cis-Alkylsubstituenten in p-Stellung zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen System verbindet, oder mit einem aromatischen Substituenten in p-Stellung zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen System verbindet, wo- bei der aromatische Rest in o-Stellung zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen System verbindet, ein Wasserstoffatom trägt,R 3 : aromatic radical having a Ci-Cis-alkyl substituent in p-position to the oxygen atom which connects the phosphorus atom with the aromatic system, or with an aromatic substituent in p-position to the oxygen atom which connects the phosphorus atom with the aromatic system , Where- wherein the aromatic radical in the position ortho to the oxygen atom which links the phosphorus atom to the aromatic system bears a hydrogen atom,
R4: aromatischer Rest, der in o-, m- und p-Stellung zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen System verbindet, andere als die für R1, R2 und R3 definierten Substituenten trägt, wobei der aromatische Rest in o-Stellung zu dem Sauerstoffatom, das das Phosphoratom mit dem aromatischen System verbindet, ein Wasserstoffatom trägt,R 4 : aromatic radical which carries in the o, m and p position to the oxygen atom which connects the phosphorus atom to the aromatic system, other than the substituents defined for R 1 , R 2 and R 3 , wherein the aromatic radical in the position ortho to the oxygen atom connecting the phosphorus atom to the aromatic system carries a hydrogen atom,
x : 1 oder 2,x: 1 or 2,
y, z, p: unabhängig voneinander 0, 1 oder 2 mit der Maßgabe, dass x+y+z+p = 3.y, z, p: independently 0, 1 or 2, with the proviso that x + y + z + p = 3.
Bevorzugte Phosphite der Formel I b sind der DE-A 199 53 058 zu entnehmen. Als Rest R1 kommen vorteilhaft o-Tolyl-, o-Ethyl-phenyl-, o-n-Propyl-phenyl-, o-lsopropyl- phenyl-, o-n-Butyl-phenyl-, o-sek-Butyl-phenyl-, o-tert-Butyl-phenyl-, (o-Phenyl)-Phenyl- oder 1-Naphthyl- Gruppen in Betracht.Preferred phosphites of the formula I b can be found in DE-A 199 53 058. As radical R 1 are advantageously o-tolyl, o-ethyl-phenyl, on-propyl-phenyl, o-isopropyl-phenyl, on-butyl-phenyl, o-sec-butyl-phenyl, o- tert-butyl-phenyl, (o-phenyl) -phenyl or 1-naphthyl groups into consideration.
Als Rest R2 sind m-Tolyl-, m-Ethyl-phenyl-, m-n-Propyl-phenyl-, m-lsopropyl-phenyl-, m-n-Butyl-phenyl-, m-sek-Butyl-phenyl-, m-tert-Butyl-phenyl-, (m-Phenyl)-Phenyl- oder 2-Naphthyl- Gruppen bevorzugt.As the radical R 2 are m-tolyl, m-ethyl-phenyl, mn-propyl-phenyl, m-isopropyl-phenyl, mn-butyl-phenyl, m-sec-butyl-phenyl, m-tert Butyl-phenyl, (m-phenyl) -phenyl or 2-naphthyl groups are preferred.
Als Rest R3 kommen vorteilhaft p-Tolyl-, p-Ethyl-phenyl-, p-n-Propyl-phenyl-, p- Isopropyl-phenyl-, p-n-Butyl-phenyl-, p-sek-Butyl-phenyl-, p-tert-Butyl-phenyl- oder (p- Phenyl)-Phenyl-Gruppen in Betracht.As radical R 3 are advantageously p-tolyl, p-ethyl-phenyl, pn-propyl-phenyl, p-isopropyl-phenyl, pn-butyl-phenyl, p-sec-butyl-phenyl, p- tert-butyl-phenyl or (p-phenyl) -phenyl groups into consideration.
Rest R4 ist bevorzugt Phenyl. Vorzugsweise ist p gleich null. Für die Indizes x, y, z und p in Verbindung I b ergeben sich folgende Möglichkeiten:Radical R 4 is preferably phenyl. Preferably, p is equal to zero. For the indices x, y, z and p in connection I b the following possibilities arise:
Bevorzugte Phosphite der Formel I b sind solche, in denen p gleich null ist sowie R1, R2 und R3 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus o-lsopropyl-phenyl, m-Tolyl und p-Tolyl, und R4 Phenyl ist. Preferred phosphites of the formula I b are those in which p is zero and R 1 , R 2 and R 3 are independently selected from o-isopropyl-phenyl, m-tolyl and p-tolyl, and R 4 is phenyl.
Besonders bevorzugte Phosphite der Formel I b sind solche, in denen R1 der o- Isopropyl-phenyl-Rest, R2 der m-Tolylrest und R3 der p-Tolylrest ist mit den in der vorstehenden Tabelle genannten Indizes; außerdem solche, in denen R1 der o-Tolylrest, R2 der m-Tolylrest und R3 der p-Tolylrest ist mit den in der Tabelle genannten Indizes; weiterhin solche, in denen R1 der 1-Naphthylrest, R2 der m-Tolylrest und R3 der p- Tolylrest ist mit den in der Tabelle genannten Indizes; außerdem solche, in denen R1 der o-Tolylrest, R2 der 2-Naphthylrest und R3 der p-Tolylrest ist mit den in der Tabelle genannten Indizes; und schließlich solche, in denen R1 der o-lsopropyl-phenyl-Rest, R2 der 2-Naphthylrest und R3 der p-Tolylrest ist mit den in der Tabelle genannten Indizes; sowie Gemische dieser Phosphite.Particularly preferred phosphites of the formula Ib are those in which R 1 is the o-isopropylphenyl radical, R 2 is the m-tolyl radical and R 3 is the p-tolyl radical having the indices mentioned in the table above; also those in which R 1 is the o-tolyl radical, R 2 is the m-tolyl radical and R 3 is the p-tolyl radical having the indices mentioned in the table; furthermore those in which R 1 is the 1-naphthyl radical, R 2 is the m-tolyl radical and R 3 is the p-tolyl radical having the indices mentioned in the table; also those in which R 1 is the o-tolyl radical, R 2 is the 2-naphthyl radical and R 3 is the p-tolyl radical having the indices mentioned in the table; and finally those in which R 1 is the o-isopropyl-phenyl radical, R 2 is the 2-naphthyl radical and R 3 is the p-tolyl radical having the indices mentioned in the table; as well as mixtures of these phosphites.
Phosphite der Formel I b können erhalten werden, indem manPhosphites of the formula I b can be obtained by
a) ein Phosphortrihalogenid mit einem Alkohol ausgewählt aus der Gruppe beste- hend aus R1OH, R2OH, R3OH und R4OH oder deren Gemische umsetzt untera) reacting a phosphorus trihalide with an alcohol selected from the group consisting of R 1 OH, R 2 OH, R 3 OH and R 4 OH or mixtures thereof
Erhalt eines Dihalogenophosphorigsäuremonoesters,Obtaining a dihalophosphoric acid monoester,
b) den genannten Dihalogenophosphorigsäuremonoester mit einem Alkohol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus R1OH, R2OH, R3OH und R4OH oder de- ren Gemische umsetzt unter Erhalt eines Monohalogenophosphorigsäure- diesters undb) reacting said dihalophosphoric acid monoester with an alcohol selected from the group consisting of R 1 OH, R 2 OH, R 3 OH and R 4 OH or mixtures thereof to obtain a monohalophosphoric acid diester and
c) den genannten Monohalogenophosphorigsäurediester mit einem Alkohol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus R1OH, R2OH, R3OH und R4OH oder deren Gemische umsetzt unter Erhalt eines Phosphits der Formel I b.c) reacting said Monohalogenophosphorigsäurediester with an alcohol selected from the group consisting of R 1 OH, R 2 OH, R 3 OH and R 4 OH or mixtures thereof to obtain a phosphite of formula I b.
Die Umsetzung kann in drei getrennten Schritten durchgeführt werden. Ebenso können zwei der drei Schritte kombiniert werden, also a) mit b) oder b) mit c). Alternativ können alle der Schritte a), b) und c) miteinander kombiniert werden.The reaction can be carried out in three separate steps. Likewise, two of the three steps can be combined, ie a) with b) or b) with c). Alternatively, all of steps a), b) and c) can be combined with each other.
Dabei kann man geeignete Parameter und Mengen der Alkohole ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus R1OH, R2OH, R3OH und R4OH oder deren Gemische durch einige einfache Vorversuche leicht ermitteln.In this case, one can easily determine suitable parameters and amounts of the alcohols selected from the group consisting of R 1 OH, R 2 OH, R 3 OH and R 4 OH or mixtures thereof by a few simple preliminary experiments.
Als Phosphortrihalogenid kommen grundsätzlich alle Phosphortrihalogenide, vorzugsweise solche, in denen als Halogenid Cl, Br, I, insbesondere Cl, eingesetzt wird, sowie deren Gemische in Betracht. Es können auch Gemische verschiedener gleich oder unterschiedlich halogensubstituierter Phosphine als Phosphortrihalogenid eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist PCb. Weitere Einzelheiten zu den Reaktionsbedingungen bei der Herstellung der Phosphite I b und zur Aufarbeitung sind der DE-A 199 53 058 zu entnehmen.As phosphorus trihalogenide are basically all phosphorus trihalides, preferably those in which as the halide Cl, Br, I, in particular Cl, is used, and mixtures thereof. It can also be mixtures of the same or the same different halogen-substituted phosphines are used as phosphorus trihalide. Particularly preferred is PCb. Further details on the reaction conditions in the preparation of phosphites I b and for workup can be found in DE-A 199 53 058.
Die Phosphite I b können auch in Form eines Gemisches verschiedener Phosphite I b als Ligand verwendet werden. Ein solches Gemisch kann beispielsweise bei der Herstellung der Phosphite I b anfallen.The phosphites I b can also be used in the form of a mixture of different phosphites I b as a ligand. Such a mixture can be obtained, for example, in the preparation of phosphites I b.
Es ist allerdings bevorzugt, dass der phosphorhaltige Ligand mehrzähnig, insbesondere zweizähnig ist. Daher weist der verwendete Ligand vorzugsweise die Formel IlHowever, it is preferred that the phosphorus-containing ligand is polydentate, in particular bidentate. Therefore, the ligand used preferably has the formula II
P-X- -Y-X -PP-X-Y-X -P
1 9 1 9 / \ 99 991 9 1 9 / \ 99 99
R -X X -RR -X X -R
auf, worin bedeutenin which mean
X11, X12, X13, X21, X22, X23 unabhängig voneinander Sauerstoff oder EinzelbindungX 11 , X 12 , X 13 , X 21 , X 22 , X 23 are independently oxygen or single bond
R11, R12 unabhängig voneinander gleiche oder unterschiedliche, einzelne oder verbrückte organische ResteR 11 , R 12 are independently identical or different, single or bridged organic radicals
R21, R22 unabhängig voneinander gleiche oder unterschiedliche, einzelne oder verbrückte organische Reste,R 21 , R 22 independently of one another are identical or different, individual or bridged organic radicals,
Y BrückengruppeY bridge group
Unter Verbindung Il wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine einzelne Verbindung oder ein Gemisch verschiedener Verbindungen der vorgenannten Formel verstanden.For the purposes of the present invention, compound II is understood to be a single compound or a mixture of different compounds of the aforementioned formula.
In einer bevorzugten Ausführungsform können X11, X12, X13, X21, X22, X23 Sauerstoff darstellen. In einem solchen Fall ist die Brückengruppe Y mit Phosphit-Gruppen verknüpft.In a preferred embodiment, X 11 , X 12 , X 13 , X 21 , X 22 , X 23 may be oxygen. In such a case, the bridging group Y is linked to phosphite groups.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform können X11 und X12 Sauerstoff und X13 eine Einzelbindung oder X11 und X13 Sauerstoff und X12 eine Einzelbindung darstellen, so dass das mit X11, X12 und X13 umgebene Phosphoratom Zentralatom eines Phosphonits ist. In einem solchen Fall können X21, X22 und X23 Sauerstoff oder X21 und X22 Sauerstoff und X23 eine Einzelbindung oder X21 und X23 Sauerstoff und X22 eine Einzelbindung oder X23 Sauerstoff und X21 und X22 eine Einzelbindung oder X21 Sauerstoff und X22 und X23 eine Einzelbindung oder X21, X22 und X23 eine Einzelbindung darstellen, so dass das mit X21, X22 und X23 umgebene Phosphoratom Zentralatom eines Phosphits, Phosphonits, Phosphinits oder Phosphins, vorzugsweise eines Phospho- nits, sein kann.In another preferred embodiment, X 11 and X 12 can be oxygen and X 13 is a single bond or X 11 and X 13 is oxygen and X 12 is a single bond such that the phosphorus atom surrounded by X 11 , X 12 and X 13 is the central atom of a phosphonite. In such a case, X 21 , X 22 and X 23 may be oxygen or X 21 and X 22 is oxygen and X 23 is a single bond or X 21 and X 23 are oxygen and X 22 is one Single bond or X 23 oxygen and X 21 and X 22 represent a single bond or X 21 oxygen and X 22 and X 23 represent a single bond or X 21 , X 22 and X 23 represent a single bond, so that with X 21 , X 22 and X 23 surrounding phosphorus atom may be central atom of a phosphite, phosphonite, phosphinite or phosphine, preferably a phosphonite.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform können X13 Sauerstoff und X11 und X12 eine Einzelbindung oder X11 Sauerstoff und X12 und X13 eine Einzelbindung darstellen, so dass das mit X11, X12 und X13 umgebene Phosphoratom Zentralatom eines Phosphonits ist. In einem solchen Fall können X21, X22 und X23 Sauerstoff oder X23 In another preferred embodiment, X 13 may be oxygen and X 11 and X 12 may be a single bond or X 11 oxygen and X 12 and X 13 may be a single bond such that the phosphorous atom surrounded by X 11 , X 12 and X 13 is the central atom of a phosphonite. In such a case, X 21 , X 22 and X 23 may be oxygen or X 23
Sauerstoff und X21 und X22 eine Einzelbindung oder X21 Sauerstoff und X22 und X23 eine Einzelbindung oder X21, X22 und X23 eine Einzelbindung darstellen, so dass das mit X21, X22 und X23 umgebene Phosphoratom Zentralatom eines Phosphits, Phosphinits oder Phosphins, vorzugsweise eines Phosphinits, sein kann.Oxygen and X 21 and X 22 represent a single bond or X 21 oxygen and X 22 and X 23 represent a single bond or X 21 , X 22 and X 23 represent a single bond, so that the phosphorus atom surrounded by X 21 , X 22 and X 23 central atom of a Phosphites, phosphinites or phosphines, preferably a phosphinite.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform können X11, X12 und X13 eine Einzelbindung darstellen, so dass das mit X11, X12 und X13 umgebene Phosphoratom Zentralatom eines Phosphins ist. In einem solchen Fall können X21, X22 und X23 Sauerstoff oder X21, X22 und X23 eine Einzelbindung darstellen, so dass das mit X21, X22 und X23 umgebene Phosphoratom Zentralatom eines Phosphits oder Phosphins, vorzugsweise eines Phosphins, sein kann.In another preferred embodiment, X 11 , X 12 and X 13 may represent a single bond such that the phosphorus atom surrounded by X 11 , X 12 and X 13 is the central atom of a phosphine. In such a case, X 21 , X 22 and X 23 oxygen or X 21 , X 22 and X 23 may represent a single bond such that the phosphorus atom surrounded by X 21 , X 22 and X 23 is the central atom of a phosphite or phosphine, preferably a phosphine , can be.
Als Brückengruppe Y kommen vorzugsweise substituierte, beispielsweise mit CrC4- Alkyl, Halogen, wie Fluor, Chlor, Brom, halogeniertem Alkyl, wie Trifluormethyl, Aryl, wie Phenyl, oder unsubstituerte Arylgruppen in Betracht, vorzugsweise solche mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen im aromatischen System, insbesondere Pyrocatechol, Bis(phenol) oder Bis(naphthol).Bridging group Y is preferably substituted, for example, with C 1 -C 4 -alkyl, halogen, such as fluorine, chlorine, bromine, halogenated alkyl, such as trifluoromethyl, aryl, such as phenyl, or unsubstituted aryl groups, preferably those having 6 to 20 carbon atoms in the aromatic system , in particular pyrocatechol, bis (phenol) or bis (naphthol).
Die Reste R11 und R12 können unabhängig voneinander gleiche oder unterschiedliche organische Reste darstellen. Vorteilhaft kommen als Reste R11 und R12 Arylreste, vorzugsweise solche mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, in Betracht, die unsubstituiert oder einfach oder mehrfach substituiert sein können, insbesondere durch Ci-C4-AIkVl, Halogen, wie Fluor, Chlor, Brom, halogeniertem Alkyl, wie Trifluormethyl, Aryl, wie Phenyl, oder unsubstituierte Arylgruppen.The radicals R 11 and R 12 may independently of one another represent identical or different organic radicals. Advantageously suitable radicals R 11 and R 12 are aryl radicals, preferably those having 6 to 10 carbon atoms, which may be unsubstituted or mono- or polysubstituted, in particular by C 1 -C 4 -alkyl, halogen, such as fluorine, chlorine, bromine, halogenated alkyl, such as trifluoromethyl, aryl, such as phenyl, or unsubstituted aryl groups.
Die Reste R21 und R22 können unabhängig voneinander gleiche oder unterschiedliche organische Reste darstellen. Vorteilhaft kommen als Reste R21 und R22 Arylreste, vorzugsweise solche mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, in Betracht, die unsubstituiert oder einfach oder mehrfach substituiert sein können, insbesondere durch Ci-C4-AIkVl, HaIo- gen, wie Fluor, Chlor, Brom, halogeniertem Alkyl, wie Trifluormethyl, Aryl, wie Phenyl, oder unsubstituierte Arylgruppen. Die Reste R11 und R12 können einzeln oder verbrückt sein. Auch die Reste R21 und R22 können einzeln oder verbrückt sein. Die Reste R11, R12, R21 und R22 können alle einzeln, zwei verbrückt und zwei einzeln oder alle vier verbrückt sein in der beschriebenen Art.The radicals R 21 and R 22 may independently represent identical or different organic radicals. Advantageously suitable radicals R 21 and R 22 are aryl radicals, preferably those having 6 to 10 carbon atoms, which may be unsubstituted or monosubstituted or polysubstituted, in particular by C 1 -C 4 -alkyls, halides, such as fluorine, chlorine, Bromine, halogenated alkyl, such as trifluoromethyl, aryl, such as phenyl, or unsubstituted aryl groups. The radicals R 11 and R 12 may be singly or bridged. The radicals R 21 and R 22 may also be singly or bridged. The radicals R 11 , R 12 , R 21 and R 22 may all be individually bridged and two individually or all four bridged in the manner described.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in US 5,723,641 genannten Verbindungen der Formel I, II, III, IV und V in Betracht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in US 5,512,696 genannten Verbindungen der Formel I, II, IM IV, V, VI und VII, insbesondere die dort in den Beispielen 1 bis 31 eingesetzten Verbindungen, in Betracht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in US 5,821 ,378 genannten Verbindungen der Formel I, II, IM, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, Xl, XII, XIII, XIV und XV, insbesondere die dort in den Beispielen 1 bis 73 eingesetzten Verbindungen, in Betracht.In a particularly preferred embodiment, the compounds of the formula I, II, III, IV and V mentioned in US Pat. No. 5,723,641 are suitable. In a particularly preferred embodiment, the compounds of the formula I, II, IV, V, VI and VII mentioned in US Pat. No. 5,512,696, in particular the compounds used there in Examples 1 to 31, come into consideration. In a particularly preferred embodiment, the compounds of the formula I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII, XIV and XV mentioned in US Pat. No. 5,821,378, in particular those mentioned therein considered in Examples 1 to 73 compounds.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in US 5,512,695 genannten Verbindungen der Formel I, M, IM, IV, V und VI, insbesondere die dort in den Beispielen 1 bis 6 eingesetzten Verbindungen, in Betracht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in US 5,981 ,772 genannten Verbindungen der Formel I, II, IM, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, Xl, XII, XIII und XIV, insbesondere die dort in den Beispielen 1 bis 66 eingesetzten Verbindungen, in Betracht.In a particularly preferred embodiment, the compounds of the formula I, M, III, IV, V and VI mentioned in US Pat. No. 5,512,695, in particular the compounds used there in Examples 1 to 6, are suitable. In a particularly preferred embodiment, the compounds of the formula I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII and XIV mentioned in US Pat. No. 5,981,772, in particular those in the examples thereof, are used 1 to 66 compounds used, into consideration.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in US 6,127,567 genannten Verbindungen und dort in den Beispielen 1 bis 29 eingesetzten Verbindungen in Betracht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in US 6,020,516 genannten Verbindungen der Formel I, M, IM, IV, V, VI, VII, VIII, IX und X, insbesondere die dort in den Beispielen 1 bis 33 eingesetzten Verbindungen, in Betracht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in US 5,959,135 genannten Verbindungen und dort in den Beispielen 1 bis 13 eingesetzten Verbindungen in Betracht.In a particularly preferred embodiment, the compounds mentioned in US Pat. No. 6,127,567 and compounds used there in Examples 1 to 29 are suitable. In a particularly preferred embodiment, the compounds of the formula I, M, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX and X mentioned in US Pat. No. 6,020,516, in particular the compounds used there in Examples 1 to 33, are suitable. In a particularly preferred embodiment, the compounds mentioned in US Pat. No. 5,959,135 and compounds used there in Examples 1 to 13 are suitable.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in US 5,847,191 genannten Verbindungen der Formel I, Il und IM in Betracht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in US 5,523,453 genannten Verbindungen, insbesondere die dort in Formel 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 und 21 dargestellten Verbindungen, in Betracht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in WO 01/14392 genannten Verbindungen, vorzugsweise die dort in Formel V, VI, VII, VIII, IX, X, Xl, XII, XIII, XIV, XV, XVI, XVII, XXI, XXII, XXIII dargestellten Verbindungen, in Betracht.In a particularly preferred embodiment, the compounds of the formula I, II and III mentioned in US Pat. No. 5,847,191 are suitable. In a particularly preferred embodiment, the compounds mentioned in US Pat. No. 5,523,453, in particular those mentioned in formula 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 and 21 compounds considered. In a particularly preferred embodiment, the compounds mentioned in WO 01/14392, preferably those in formula V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII, XIV, XV, XVI, XVII, XXI, XXII, XXIII compounds, into consideration.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in WO 98/27054 genannten Verbindungen in Betracht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in WO 99/13983 genannten Verbindungen in Betracht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in WO 99/64155 genannten Verbindungen in Betracht.In a particularly preferred embodiment, the compounds mentioned in WO 98/27054 come into consideration. In a particularly preferred embodiment, the compounds mentioned in WO 99/13983 come into consideration. In a special preferred embodiment, the compounds mentioned in WO 99/64155 come into consideration.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in der deutschen Pa- tentanmeldung DE 100 380 37 genannten Verbindungen in Betracht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in der deutschen Patentanmeldung DE 100 460 25 genannten Verbindungen in Betracht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in der deutschen Patentanmeldung DE 101 502 85 genannten Verbindungen in Betracht.In a particularly preferred embodiment, the compounds mentioned in the German patent application DE 100 380 37 come into consideration. In a particularly preferred embodiment, the compounds mentioned in the German patent application DE 100 460 25 come into consideration. In a particularly preferred embodiment, the compounds mentioned in German Patent Application DE 101 502 85 come into consideration.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in der deutschen Patentanmeldung DE 101 502 86 genannten Verbindungen in Betracht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommen die in der deutschen Patentanmeldung DE 102 071 65 genannten Verbindungen in Betracht. In einer weiteren besonders be- vorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kommen die in der US 2003/0100442 A1 genannten phosphorhaltigen Chelatliganden in Betracht.In a particularly preferred embodiment, the compounds mentioned in German Patent Application DE 101 502 86 come into consideration. In a particularly preferred embodiment, the compounds mentioned in German Patent Application DE 102 071 65 come into consideration. In a further particularly preferred embodiment of the present invention, the phosphorus-containing chelate ligands mentioned in US 2003/0100442 A1 come into consideration.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kommen die in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung Aktenzeichen DE 103 50 999.2 vom 30.10.2003 genannten phosphorhaltigen Chelatliganden in Betracht.In a further particularly preferred embodiment of the present invention, the phosphorus-containing chelating ligands mentioned in the German patent application DE 103 50 999.2 of 30.10.2003, not previously published, come into consideration.
Die beschriebenen Verbindungen I, I a, I b und Il sowie deren Herstellung sind an sich bekannt. Als phosphorhaltiger Ligand können auch Mischungen, enthaltend mindes- tens zwei der Verbindungen I, I a, I b und II, eingesetzt werden.The compounds I, I a, I b and II described and their preparation are known per se. As the phosphorus-containing ligand it is also possible to use mixtures containing at least two of the compounds I, Ia, Ib and II.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der phosphorhaltige Ligand des Nickel(0)-Komplexes und/oder der freie phosphor- haltige Ligand ausgewählt aus Tritolylphosphit, bidentaten phosphorhaltigen Chelatli- ganden, sowie den Phosphiten der Formel I bIn a particularly preferred embodiment of the process according to the invention, the phosphorus-containing ligand of the nickel (0) complex and / or the free phosphorus-containing ligand is selected from tritolyl phosphite, bidentate phosphorus-containing chelate ligands, and the phosphites of the formula I b
P (O-R1)x (O-R2)y (O-R3)z (O-R4)p (I b)P (OR 1 ) x (OR 2 ) y (OR 3 ) z (OR 4 ) p (I b)
worin R1, R2 und R3 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus o-lsopropyl-phenyl, m-Tolyl und p-Tolyl, R4 Phenyl ist; x gleich 1 oder 2 ist, und y, z, p unabhängig voneinander 0, 1 oder 2 sind mit der Maßgabe, dass x+y+z+p = 3 ist; und deren Mischungen.wherein R 1 , R 2 and R 3 are independently selected from o-isopropyl-phenyl, m-tolyl and p-tolyl, R 4 is phenyl; x is 1 or 2, and y, z, p are independently 0, 1 or 2, with the proviso that x + y + z + p = 3; and their mixtures.
Lewis-Säure bzw. PromotorLewis acid or promoter
Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter einer Lewis-Säure eine einzelne Lewis- Säure, wie auch ein Gemisch aus mehreren, wie zwei, drei oder vier Lewis-Säuren, verstanden. Als Lewis-Säure kommen dabei anorganische oder organische Metall-Verbindungen in Betracht, in denen das Kation ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Scandi- um, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Kupfer, Zink, Bor, Aluminium, Yttrium, Zirkonium, Niob, Molybdän, Cadmium, Rhenium und Zinn. Beispiele umfassen ZnBr2, ZnI2, ZnCI2, ZnSO4, CuCI2, CuCI, Cu(O3SCFa)2, CoCI2, CoI2, FeI2, FeCI3, FeCI2, FeCI2(THF)2, TiCI4(THF)2, TiCI4, TiCI3, CITi(O-i-Propyl)3, MnCI2, ScCI3, AICI3, Al-Alkyle wie Me3AI, Et3AI, Pr3AI, Bu3AI, Et2AICN, EtAI(CN)2 (C8Hi7)AICI2, (C8HiZ)2AICI, (J-C4Hg)2AICI, (C6Hs)2AICI, (C6H5)AICI2, ReCI5, ZrCI4, NbCI5, VCI3, CrCI2, MoCI5, YCI3, CdCI2, LaCI3, Er(O3SCFa)3, Yb(O2CCFa)3, SmCI3, B(C6Hs)3, TaCI5, wie beispielsweise in US 6,127,567, US 6,171 ,996 und US 6,380,421 beschrieben. Weiterhin kommen in Betracht Metallsalze, wie ZnCI2, CoI2 und SnCI2 und orga- nometallische Verbindungen, wie RAICI2, R2AICI, RSnO3SCF3 und R3B, wobei R eine Alkyl- oder Aryl-Gruppe ist, wie beispielsweise in US 3,496,217, US 3,496,218 und US 4,774,353 beschrieben.For the purposes of the present invention, a Lewis acid is understood as meaning a single Lewis acid, as well as a mixture of several, such as two, three or four Lewis acids. Suitable Lewis acids are inorganic or organic metal compounds in which the cation is selected from the group consisting of scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, copper, zinc, boron, aluminum, Yttrium, zirconium, niobium, molybdenum, cadmium, rhenium and tin. Examples include ZnBr 2 , ZnI 2 , ZnCl 2 , ZnSO 4 , CuCl 2 , CuCl, Cu (O 3 SCFa) 2 , CoCl 2 , CoI 2 , FeI 2 , FeCl 3 , FeCl 2 , FeCl 2 (THF) 2 , TiCl 4 (THF) 2 , TiCl 4 , TiCl 3 , CITi (Oi-propyl) 3 , MnCl 2 , ScCl 3 , AICI 3 , Al-alkyls such as Me 3 Al, Et 3 Al, Pr 3 Al, Bu 3 Al, Et 2 AICN, EtAl (CN) 2 (C 8 Hi 7 ) AICI 2 , (C 8 HiZ) 2 AICI, (JC 4 Hg) 2 AICI, (C 6 Hs) 2 AICI, (C 6 H 5 ) AICI 2 , ReCl 5 , ZrCl 4 , NbCl 5 , VCI 3 , CrCl 2 , MoCl 5 , YCl 3 , CdCl 2 , LaCl 3 , Er (O 3 SCFa) 3 , Yb (O 2 CCFa) 3 , SmCl 3 , B (C 6 Hs) 3 , TaCl 5 , as described for example in US 6,127,567, US 6,171, 996 and US 6,380,421. Also contemplated are metal salts such as ZnCl 2 , CoI 2 and SnCl 2 and organometallic compounds such as RAICl 2 , R 2 AICI, RSnO 3 SCF 3 and R 3 B, where R is an alkyl or aryl group, such as for example, in US 3,496,217, US 3,496,218 and US 4,774,353.
Weiterhin können gemäß US 3,773,809 als Promotor ein Metall in kationischer Form, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zink, Cadmium, Beryllium, Aluminium, Gallium, Indium, Thallium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Erbium, Germanium, Zinn, Vanadi- um, Niob, Scandium, Chrom, Molybdän, Wolfram, Mangan, Rhenium, Palladium, Thorium, Eisen und Kobalt, vorzugsweise Zink, Cadmium, Titan, Zinn, Chrom, Eisen und Kobalt, eingesetzt werden, wobei der anionische Teil der Verbindung ausgewählt sein kann aus der Gruppe bestehend aus Halogeniden, wie Fluorid, Chlorid, Bromid und Jodid, Anionen niedriger Fettsäuren mit von 2 bis 7 Kohlenstoffatomen, HPO3 2", H3PO2-, CF3COO-, C7Hi5OSO2- oder SO4 2". Weiterhin sind aus US 3,773,809 als geeignete Promotoren Borhydride, Organoborhydride und Borsäureester der Formel R3B und B(OR)3, wobei R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Aryl- Radikale mit zwischen 6 und 18 Kohlenstoff-Atomen, mit Alkyl-Gruppen mit 1 bis 7 Kohlenstoff-Atomen substituierte Aryl-Radikale und mit Cyano-substituierte Alkyl- Gruppen mit 1 bis 7 Kohlenstoff-Atomen substituierte Aryl-Radikale, vorteilhaft Triphe- nylbor, genannt.Furthermore, according to US 3,773,809 as a promoter, a metal in cationic form selected from the group consisting of zinc, cadmium, beryllium, aluminum, gallium, indium, thallium, titanium, zirconium, hafnium, erbium, germanium, tin, vanadium, niobium , Scandium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, rhenium, palladium, thorium, iron and cobalt, preferably zinc, cadmium, titanium, tin, chromium, iron and cobalt, wherein the anionic part of the compound may be selected from A group consisting of halides such as fluoride, chloride, bromide and iodide, anions of lower fatty acids having from 2 to 7 carbon atoms, HPO 3 2 ", H 3 PO 2 -, CF 3 COO-, C 7 Hi 5 OSO 2 - or SO 4 2 " . Furthermore, boron hydrides, organoborohydrides and boric acid esters of the formula R 3 B and B (OR) 3 , where R is selected from the group consisting of hydrogen, aryl radicals having between 6 and 18 carbon atoms, with alkyl, are suitable promoters from US Pat. No. 3,773,809 Groups with 1 to 7 carbon atoms substituted aryl radicals and with cyano-substituted alkyl groups having 1 to 7 carbon atoms substituted aryl radicals, preferably triphenylboron called.
Weiterhin können, wie in US 4,874,884 beschrieben, synergistisch wirksame Kombinationen von Lewis-Säuren eingesetzt werden, um die Aktivität des Katalysatorsystems zu erhöhen. Geeignete Promotoren können beispielsweise aus der Gruppe bestehend aus CdCI2, FeCI2, ZnCI2, B(C6Hs)3 und (C6Hs)3SnX, mit X gleich CF3SO3, CH3C6H4SO3 oder (C6Hs)3BCN ausgewählt werden, wobei für das Verhältnis von Promotor zu Nickel ein Bereich von vorzugsweise etwa 1 :16 bis etwa 50:1 genannt ist.Furthermore, as described in US 4,874,884, synergistically effective combinations of Lewis acids can be used to increase the activity of the catalyst system. Suitable promoters may, for example, be selected from the group consisting of CdCl 2 , FeCl 2 , ZnCl 2 , B (C 6 Hs) 3 and (C 6 Hs) 3 SnX, with X being CF 3 SO 3 , CH 3 C 6 H 4 SO 3 or (C 6 Hs) 3 BCN, wherein the ratio of promoter to nickel is in the range of preferably from about 1:16 to about 50: 1.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff Lewis-Säure auch die in US 3,496,217, US 3,496,218, US 4,774,353, US 4,874,884, US 6,127,567, US 6,171 ,996 und US 6,380,421 genannten Promotoren. Als besonders bevorzugte Lewis-Säuren kommen unter den genannten insbesondere Metallsalze, besonders bevorzugt Metallhalogenide, wie Fluoride, Chloride, Bromide, Jodide, insbesondere Chloride, in Betracht, von denen wiederum Zinkchlorid, Eisen- (ll)-chlorid und Eisen-(lll)-chlorid besonders bevorzugt sind.For the purposes of the present invention, the term Lewis acid also encompasses the promoters mentioned in US Pat. Nos. 3,496,217, 3,496,218, 4,774,353, 4,874,884, 6,127,567, 6,171, 996 and 6,380,421. Particularly preferred Lewis acids are among the metal salts mentioned, in particular metal halides, particularly preferably metal halides, such as fluorides, chlorides, bromides, iodides, in particular chlorides, of which in turn zinc chloride, iron (II) chloride and iron (III) chloride are particularly preferred.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind eine Reihe von Vorteilen verbunden. So ist die Hydrocyanierung von 3-Pentennitril mit einem geringen Umsatzgrad möglich, ohne dass zur Ermöglichung der Phasentrennung in der vorgesehenen extraktiven Abtrennung des Katalysatorsystems entweder 3-Pentennitril vorverdampft oder Adipo- dinitril zur Verdünnung zugegeben werden muss. Die ermöglichte Fahrweise der Hydrocyanierung mit geringerem Umsatzgrad an 3-Pentennitril ist verbunden mit einer besseren Selektivität von Adipodinitril bezüglich 3-Pentennitril und Cyanwasserstoff. Die ermöglichte Fahrweise der Hydrocyanierung mit geringerem Umsatzgrad an 3- Pentennitril ist darüber hinaus mit einer höheren Stabilität des Katalysatorsystems verbunden.A number of advantages are associated with the method according to the invention. Thus, the hydrocyanation of 3-pentenenitrile is possible with a low degree of conversion, without the need to pre-evaporate 3-pentenenitrile or adiponitrile must be added to the dilution to allow the phase separation in the proposed extractive separation of the catalyst system. The enabled mode of operation of the hydrocyanation with a lower degree of conversion of 3-pentenenitrile is associated with a better selectivity of adiponitrile with respect to 3-pentenenitrile and hydrogen cyanide. The enabled mode of operation of the hydrocyanation with lower conversion of 3-pentenenitrile is also associated with a higher stability of the catalyst system.
Durch die optionale Behandlung des Reaktionsaustrages mit Ammoniak bzw. Aminen, und die optionale Abtrennung der Feststoffe vom Reaktionsaustrag, lässt sich das Ver- fahren weiter optimieren, und die Trennleistung der Extraktion einstellen.The optional treatment of the reaction output with ammonia or amines, and the optional separation of the solids from the reaction effluent, allow the process to be further optimized and the separation efficiency of the extraction to be stopped.
BeispieleExamples
Im Folgenden angegebene Prozentzahlen sind Massenprozent bezüglich der Mischung aus Adipodinitril (ADN), 3-Pentennitril (3PN) und dem jeweiligen Liganden. Cyclohexan wurde nicht in die Berechnung einbezogen.The percentages given below are percentages by weight with respect to the mixture of adiponitrile (ADN), 3-pentenenitrile (3PN) and the respective ligands. Cyclohexane was not included in the calculation.
Beispiel 1 :Example 1 :
Beispiel 1 zeigt, dass die Geschwindigkeit der Phasentrennung durch polare Additive und die Temperatur beeinflusst wird.Example 1 shows that the rate of phase separation is influenced by polar additives and the temperature.
Der für die Versuche verwendete Hydrocyanierungs-Reaktionsaustrag stammte aus einer kontinuierlichen Hydrocyanierung von 3-Pentennitril (3-PN) mit Cyanwasserstoff zu Adipodinitril (ADN) in Gegenwart von Nickel(0)-Komplexen mit Chelatphosphoniten der Formel A und Tritolylphosphiten der Formel B The hydrocyanation reaction used for the experiments was from a continuous hydrocyanation of 3-pentenenitrile (3-PN) with hydrogen cyanide to adiponitrile (ADN) in the presence of nickel (0) complexes with chelated phosphonites of formula A and tritolyl phosphites of formula B.
A BA B
Die nach Abtrennung eines Teils der nicht umgesetzten Pentennitrile erhaltene Zusammensetzung des Hydrocyanierungsaustrags ist in Tabelle 1 angegeben: The composition of the hydrocyanation product obtained after separation of part of the unreacted pentenenitriles is given in Table 1:
Tabelle 1Table 1
Versuchsbeschreibung:Test Description:
8 ml Hydrocyanierungsaustrag wurden in einer Schliffflasche unter Argon mit 2 ml n- Heptan und der jeweils in Tabelle 2 angegebenen Menge an polarem Additiv intensiv durchmischt. Anschließend wurde die Zeit gemessen, nach der sich die n-Heptan- Oberphase von der ADN-Unterphase vollständig, teilweise unter Rückbildung des Mulmbereichs, getrennt hatte.8 ml Hydrocyanierungsaustrag were thoroughly mixed in a Schlipfllasche under argon with 2 ml of n-heptane and each indicated in Table 2 amount of polar additive. Subsequently, the time was measured after which the n-heptane upper phase had completely separated from the ADN lower phase, partially with recovery of the Mulmbereichs.
Die Versuche wurden unter Zusatz von Acetonitril (ACN), Dimethylsulfoxid (DMSO), Dimethylenharnstoff (DMEU) und Sulfolan bei Temperaturen zwischen 20 und 70 °C durchgeführt. In Tabelle 2 sind die Versuchsergebnisse zusammengefasst und in Abbildung 1 graphisch dargestellt.The experiments were carried out with the addition of acetonitrile (ACN), dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylene urea (DMEU) and sulfolane at temperatures between 20 and 70 ° C. Table 2 summarizes the experimental results and graphs them in Figure 1.
Tabelle 2 und Abbildung 1 zeigen, dass schon 1 % Acetonitril und verstärkt 10 % Acetonitril zwischen 20 und 70 °C eine deutliche Beschleunigung der Phasentrennung be- wirken. Dieser Effekt ist mit 1 % DMSO, DMEU oder Sulfolan weniger stark ausgeprägt. Dafür werden die Phasengrenzen besser sichtbar, was die Phasentrennung e- benfalls erleichtert.Table 2 and Figure 1 show that even 1% acetonitrile and reinforced 10% acetonitrile between 20 and 70 ° C cause a significant acceleration of the phase separation. This effect is less pronounced with 1% DMSO, DMEU or sulfolane. For this, the phase boundaries become more visible, which also facilitates the phase separation.
100 200 300 400100 200 300 400
Zeit [sec]Time [sec]
Abbildung 1 illustration 1
1> Gew.-% polares Additiv, bezogen auf die Masse an Extraktionsmittel 2> Temperatur bei Phasentrennung 1 > wt .-% polar additive, based on the mass of extractant 2 > temperature during phase separation
Tabelle 2Table 2
Beispiel 2Example 2
Beispiel 2 zeigt die Auswirkungen steigender Mengen Acetonitril bei Temperaturen zwischen 20 und 70 °C.Example 2 shows the effects of increasing amounts of acetonitrile at temperatures between 20 and 70 ° C.
Für die Versuche wurde die gleiche Charge Hydrocyanierungs-Austrag wie in Beispiel 1 verwendet. Bezogen auf 3 ml Hydrocyanierungsaustrag wurden jedoch 6 ml n- Heptan eingesetzt. Die Durchführung erfolgte wie in Beispiel 1 beschrieben. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 3 und Abbildung 2 zusammengefasst.For the experiments, the same batch of hydrocyanation effluent as used in Example 1 was used. Based on 3 ml Hydrocyanierungsaustrag but 6 ml of n-heptane were used. The procedure was carried out as described in Example 1. The test results are summarized in Table 3 and Figure 2.
Abbildung 2 Figure 2
1> Gew.-% ACN, bezogen auf die Masse an Extraktionsmittel 2> Temperatur bei Phasentrennung 1 > wt .-% ACN, based on the mass of extractant 2 > temperature at phase separation
Tabelle 3Table 3
Tabelle 3 und Abbildung 2 zeigen, dass sich die Geschwindigkeit der Phasentrennung mit steigender Acetonitril-Menge und steigender Temperatur beträchtlich erhöht.Table 3 and Figure 2 show that the rate of phase separation increases significantly as the amount of acetonitrile increases and the temperature increases.
Orientierende Versuche ergaben, dass der Zusatz von Dimethylsulfoxid, Dimethylethy- lenharnstoff und Sulfolan mit steigender Menge und Temperatur zu einer ähnlichen, wenn auch im Vergleich zu Acetonitril geringeren Steigerung der Phasentrennge- schwindigkeit führte. Orientative experiments showed that the addition of dimethyl sulfoxide, dimethylethylene urea and sulfolane with increasing amount and temperature led to a similar, albeit compared to acetonitrile lower increase in the phase separation rate.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Nickel(0)-Komplexen mit phosphorhal- tigen Liganden, aus einem Reaktionsaustrag einer Hydrocyanierung von unge- sättigten Mononitrilen zu Dinitrilen, durch Extraktion mittels eines Kohlenwasserstoffs, wobei eine Phasentrennung des Kohlenwasserstoffs und der nitrilhaltigen Lösung in zwei Phasen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hydrocyanie- rungs-Austrag (Feedstrom) und/oder der Extraktionsstufe mindestens ein polares Additiv zugeführt wird.1. A process for the extractive separation of nickel (0) complexes with phosphorus ligands, from a reaction effluent of a hydrocyanation of unsaturated mononitriles to dinitriles, by extraction by means of a hydrocarbon, wherein a phase separation of the hydrocarbon and the nitrile-containing solution in two phases is carried out, characterized in that the hydrocyanation tion (feed stream) and / or the extraction stage, at least one polar additive is supplied.
2. Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Nickel(0)-Komplexen mit phosphorhal- tigen Liganden nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass man als polare Additive gesättigte, lineare oder verzweigte aliphatische Nitrile mit zwei bis zehn Kohlenstoffatomen, cycloaliphatische Nitrile mit fünf bis zehn Kohlenstoffatomen und aromatische Nitrile mit sieben bis zwölf Kohlenstoffatomen oder Gemische dieser Verbindungen verwendet.2. A process for the extractive separation of nickel (0) complexes with phosphorus ligands according to claim 1, characterized in that as polar additives saturated, linear or branched aliphatic nitriles having two to ten carbon atoms, cycloaliphatic nitriles having five to ten carbon atoms and aromatic nitriles having from seven to twelve carbon atoms or mixtures of these compounds.
3. Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Nickel(0)-Komplexen mit phosphorhal- tigen Liganden nach dem Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass man als polare Additive Sulfolan oder Di- und Tetraalkylharnstoffe verwendet.3. A process for the extractive separation of nickel (0) complexes with phosphorus ligands ligands according to claim 1, characterized in that one uses as polar additives Sulfolan or di- and tetraalkylureas.
4. Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Nickel(0)-Komplexen mit phosphorhal- tigen Liganden nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als polares Additiv Acetonitril verwendet.4. A process for the extractive separation of nickel (0) complexes with phosphorus ligands ligands according to claims 1 or 2, characterized in that one uses as a polar additive acetonitrile.
5. Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Nickel(0)-Komplexen mit phosphorhal- tigen Liganden nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an polarem Additiv 1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Menge an Feedstrom beträgt.5. A process for the extractive separation of nickel (0) complexes with phosphorus ligands ligands according to claims 1 to 4, characterized in that the amount of polar additive is 1 to 50 wt .-%, based on the amount of feed stream.
6. Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Nickel(0)-Komplexen mit phosphorhalti- gen Liganden nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Extraktion bei einer Temperatur von (-15) bis 120°C durchgeführt wird.6. A process for the extractive separation of nickel (0) complexes with phosphorus-containing ligands according to claims 1 to 5, characterized in that the extraction is carried out at a temperature of (-15) to 120 ° C.
7. Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Nickel(0)-Komplexen mit phosphorhal- tigen Liganden nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasentrennung bei einer Temperatur von 0 bis 80°C durchgeführt wird.7. A process for the extractive separation of nickel (0) complexes with phosphorus ligands ligands according to claims 1 to 6, characterized in that the phase separation is carried out at a temperature of 0 to 80 ° C.
8. Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Nickel(0)-Komplexen mit phosphorhal- tigen Liganden nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man den Reaktionsaustrag der Hydrocyanierung vor oder während der Extrakti- on mit Ammoniak oder einem primären, sekundären oder tertiären aromatischen oder aliphatischen Amin behandelt.8. A process for the extractive separation of nickel (0) complexes with phosphorus ligands according to claims 1 to 7, characterized in that the reaction effluent of the hydrocyanation before or during the extraction on with ammonia or a primary, secondary or tertiary aromatic or aliphatic amine.
9. Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Nickel(0)-Komplexen mit phosphorhal- tigen Liganden nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man den Reaktionsaustrag mit wasserfreiem Ammoniak behandelt.9. A process for the extractive separation of nickel (0) complexes with phosphorus ligands ligands according to claims 1 to 8, characterized in that treating the reaction effluent with anhydrous ammonia.
10. Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Nickel(0)-Komplexen mit phosphorhal- tigen Liganden nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man als Kohlenwasserstoff Cyclohexan, Methylcyclohexan, n-Heptan oder n-10. A process for the extractive separation of nickel (0) complexes with phosphorus ligands according to claims 1 to 9, characterized in that as the hydrocarbon cyclohexane, methylcyclohexane, n-heptane or n-
Octan verwendet.Octane used.
1 1. Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Nickel(0)-Komplexen mit phosphorhal- tigen Liganden nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass man als Kohlenwasserstoff n-Heptan oder Methylcyclohexan verwendet.1 1. A process for the extractive separation of nickel (0) complexes with phosphorus ligands ligands according to claims 1 to 10, characterized in that one uses as hydrocarbon n-heptane or methylcyclohexane.
12. Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Nickel(0)-Komplexen mit phosphorhal- tigen Liganden nach den Ansprüchen 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass man vor der Extraktion die im Reaktionsaustrag enthaltenen Feststoffe zumin- dest teilweise abtrennt.12. A process for the extractive separation of nickel (0) complexes with phosphorus ligands ligands according to claims 1 to 1 1, characterized in that at least partially separates the solids contained in the reaction before extraction.
13. Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Nickel(0)-Komplexen mit phosphorhal- tigen Liganden nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in demjenigen Bereich der Extraktion, worin der Gehalt an Nickel(0)-Komplexen mit phosphorhaltigen Liganden und/oder freien phosphorhaltigen Liganden höher ist als im anderen Bereich, die Temperatur niedriger ist als im anderen Bereich.13. A process for the extractive separation of nickel (0) complexes with phosphorus ligands according to claims 1 to 12, characterized in that in the region of the extraction, wherein the content of nickel (0) complexes with phosphorus ligands and / or free phosphorus-containing ligands is higher than in the other region, the temperature is lower than in the other region.
14. Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Nickel(0)-Komplexen mit phosphorhaltigen Liganden nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der phosphorhaltige Ligand ausgewählt ist aus mono- oder bidentaten Phosphi- nen, Phosphiten, Phosphiniten und Phosphoniten.14. A process for the extractive separation of nickel (0) complexes with phosphorus ligands according to claims 1 to 13, characterized in that the phosphorus-containing ligand is selected from mono- or bidentate phosphines, phosphites, phosphinites and phosphonites.
15. Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Nickel(0)-Komplexen mit phosphorhaltigen Liganden nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der phosphorhaltige Ligand ausgewählt ist aus Tritolylphosphit, bidentaten phosphorhaltigen Chelatliganden, sowie Phosphiten der Formel I b15. A process for the extractive separation of nickel (0) complexes with phosphorus ligands according to claims 1 to 14, characterized in that the phosphorus-containing ligand is selected from tritolyl phosphite, bidentate phosphorus chelating ligands, and phosphites of the formula I b
P (O-R1)x (O-R2)y (O-R3)z (O-R4)p (I b)P (OR 1 ) x (OR 2 ) y (OR 3 ) z (OR 4 ) p (I b)
worin R1, R2 und R3 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus o-wherein R 1 , R 2 and R 3 are independently selected from o-
Isopropylphenyl, m-Tolyl und p-Tolyl, R4 Phenyl ist, x gleich 1 oder 2 ist, und y, z, p unabhängig voneinander 0, 1 oder 2 sind, mit der Maßgabe, dass x+y+z+p = 3 ist; und deren Mischungen.Isopropyl phenyl, m-tolyl and p-tolyl, R 4 is phenyl, x is 1 or 2, and y, z, p are independently 0, 1 or 2, with the proviso that x + y + z + p = 3; and their mixtures.
16. Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Nickel(0)-Komplexen mit phosphorhal- tigen Liganden nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Mononitril 3-Pentennitril und das Dinitril Adipodinitril ist.16. A process for the extractive separation of nickel (0) complexes with phosphorus ligands according to claims 1 to 15, characterized in that the mononitrile is 3-pentenenitrile and the dinitrile is adiponitrile.
17. Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Nickel(0)-Komplexen mit phosphorhal- tigen Liganden nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass man den Reaktionsaustrag durch Umsetzung von 3-Pentennitril mit Cyanwas- serstoff in Gegenwart mindestens eines Nickel(0)-Komplexes mit phosphorhalti- gen Liganden, gegebenenfalls in Gegenwart mindestens einer Lewis-Säure, erhält. 17. A process for the extractive separation of nickel (0) complexes with phosphorus ligands according to claims 1 to 16, characterized in that the reaction by reaction of 3-pentenenitrile with hydrogen cyanide in the presence of at least one nickel (0) Complex with phosphorus-containing ligands, optionally in the presence of at least one Lewis acid.
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