EP3080064A1 - Method for producing hexamethylenediamine - Google Patents
Method for producing hexamethylenediamineInfo
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- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
- B01J27/186—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J27/188—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with chromium, molybdenum, tungsten or polonium
- B01J27/19—Molybdenum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C209/00—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C209/82—Purification; Separation; Stabilisation; Use of additives
- C07C209/86—Separation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/17—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds
- C07C29/177—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds with simultaneous reduction of a carboxy group
Definitions
- the present invention relates to a process for producing hexamethylenediamine by subjecting muconic acid and / or one of its esters and / or one of its lactones to hydrogenation of the double bonds and reduction of the carboxylic acid and / or carboxylic acid ester groups to 1,6-hexanediol and the resulting 1,6-hexanediol is then subjected to amination to hexamethylenediamine.
- the present invention furthermore relates to hexamethylenediamine which can be prepared by means of this process.
- Hexamethylenediamine (1,6-diaminohexane) is an important raw material for the production of polyamides, especially polyamide 66 from AH salt (hexamethylenediamine adipate).
- AH salt hexamethylenediamine adipate
- Hexamethylene diisocyanate obtained which is used as a component for the production of polyurethanes.
- HMD hexamethylenediamine
- ADN adiponitrile
- Caprolactone and subsequent catalytic hydrogenation of caprolactone was prepared.
- the US 3,215,742 also describes a process for the preparation of alkylenediamines, such as. For example, hexamethylenediamine, by reaction of the corresponding diols with ammonia. It is taught that hexamethyleneimine formed as an undesirable by-product can be recycled to the amination hydrogenation stage and further converted to hexamethylene diamine. The hexamethyleneimine can simultaneously serve as a solvent for the amination reaction.
- US 3,520,933 uses cobalt, nickel and / or copper-containing catalysts for the aminating hydrogenation.
- 1, 6-hexanediol can be prepared by hydrogenation of adipic acid or adipic diesters in the presence of Cu, Co or Mn catalysts. The synthesis is carried out at a temperature of 170 to 240 ° C and a pressure of 5 to 30 MPa. 1, 6-hexanediol can also be obtained by catalytic hydrogenation of caprolactone.
- waste product DCL is very inexpensive compared to pure adipic acid.
- a considerable distillative effort has to be made to produce pure 1,6-hexanediol.
- Particular difficulty prepares the distillative separation of the occurring as by-products 1, 4-cyclohexanediols.
- Adipic acid is conventionally obtained by oxidation of cyclohexanol or
- US 4,968,612 describes a fermentation process for the preparation of muconic acid and the hydrogenation of the resulting muconic acid to adipic acid. Specifically, the Muconsaure as a 40 wt .-% slurry in acetic acid and in the presence of a palladium catalyst on carbon reacted. The water content of the acetic acid used is not specified. A disadvantage of this reaction is the use of corrosive acetic acid, the use of high quality
- WO 2010/141499 describes the oxidation of lignin to vanillic acid, its decarboxylation to 2-methoxyphenol and further conversion to catechol and finally oxidation to muconic acid and the hydrogenation of muconic acid obtained in this way with various transition metal catalysts
- Adipic acid The solvent used for the hydrogenation is not specified.
- WO 2012/141993 A1 describes the preparation of hexamethylenediamine (HMDA) from muconic diesters, wherein the muconic diesters are amidated in a first step and then directly reduced to HMDA (Route 1) or dehydrogenated after the amidation to nitriles and then hydrogenated to HMDA (Route 2 ) or hydrogenated to adipamide after amidation, dehydrated to adiponitrile and then hydrogenated to HMDA (Route 3).
- HMDA hexamethylenediamine
- the starting point are diammonium adipate-containing fermentation broths.
- D-glucose can be converted to cis, cis-muconic acid salts by fermentation.
- the pH is kept below 7 by the addition of ammonia. Subsequently, the cis, cis-muconate at room temperature in
- Diammonium adipate DAA
- MAA monoammonium adipate
- AA adipic acid
- Distillation is cooled and the resulting solid, which consists of MAA, separated.
- an aqueous MAA solution is heated with addition of water and ammonia-containing water vapor is separated off.
- the solid obtained after cooling consists of adipic acid.
- the adipic acid thus obtained becomes 1, 6 Hydrogenated hexane and the 1,6-hexanediol aminated with ammonia to hexamethylenediamine.
- the present invention has for its object to provide an economical process for the preparation of hexamethylenediamine. If the process on adipic acid proceeds as an intermediate stage on elaborate separation and
- Cleaning steps for their preparation can be dispensed with.
- this process should not start from petrochemical C6 building blocks but from C6 building blocks that can be produced from renewable raw materials.
- the hexamethylenediamine is to be made available in high yield and purity.
- a muconic acid starting material which is selected from muconic acid, esters of muconic acid, lactones of muconic acid and mixtures thereof, a one- or two-stage reaction with hydrogen with hydrogenation of the double bonds and reduction of the carboxylic acid -, carboxylic acid esters and / or lactone groups to 1, 6-hexanediol and the resulting 1, 6-hexanediol then a
- the muconic acid used is derived from renewable (biogenic) sources.
- a first object of the invention is a process for the preparation of
- Hexamethylenediamine comprising: a) providing a muconic acid starting material selected from
- Muconic acid esters of muconic acid, lactones of muconic acid, the hydrogenated monolactone of muconic acid and mixtures thereof, b) the muconic acid starting material of a reaction with hydrogen in
- Another object of the invention is hexamethylene diamine, having a C 14 / C 12 -lsoto- pentex in the range of 0.5 x 10 "12 to 5 ⁇ 10.” 12
- Another object of the invention is hexamethylenediamine, which can be prepared starting from biocatalytically from at least one renewable raw material synthesized Muconsaure.
- the muconic acid starting material provided in step a) contains no salts of the muconic acid.
- the hydrogenation in step b) takes place in the liquid phase in the presence of water as the sole solvent.
- Muconic acid (2,4-hexadiene dicarboxylic acid) exists in three stereoisomeric forms, the ice, cis, cis, trans, and trans, trans forms, which may be present as a mixture. All three forms are crystalline compounds with high melting points (decomposition), see e.g. B. Römpp Chemie Lexikon, 9th edition, Volume 4, page 2867). It has been found that hydrogenation of Muconklareschmelzen technically is hardly possible, since the most preferred hydrogenation temperatures are well below the melting points. Therefore, an inert solvent with the highest possible solubility for muconic acid would be desirable for the hydrogenation.
- FIG. Process for the preparation of hexamethylenediamine comprising: a) providing a muconic acid starting material selected from muconic acid, esters of muconic acid, lactones of muconic acid and mixtures thereof, subjecting the muconic acid starting material to 1, 6-hexanediol to a reaction with hydrogen in the presence of at least one hydrogenation catalyst, and subjecting the 1,6-hexanediol obtained in step b) to an amination in the presence of an amination catalyst to give hexamethylenediamine.
- Muconchusgangsmaterial wherein the muconic acid is derived from a renewable source, the preparation thereof is preferably carried out by biocatalytic synthesis of at least one renewable raw material.
- a muconic acid starting material which is selected from muconic acid, Muconklaremonoestern, muconic diesters, poly (muconic acid esters) and mixtures thereof.
- a muconic acid starting material which is selected from lactones (III), (IV) and (V) and mixtures thereof:
- a solvent which is selected from water, aliphatic C 1 to C 8 alcohols, aliphatic C 2 to C 6 diols, ethers and mixtures it.
- Hydrogenation catalyst in step b) a homogeneous or heterogeneous
- Transition metal catalyst is used, preferably a heterogeneous transition metal catalyst.
- step b) a muconic acid starting material is used, which is selected from
- Muconic acid muconic acid monoesters, lactones of muconic acid and
- the hydrogenation catalyst contains at least 50 wt .-% cobalt, ruthenium or rhenium based on the total weight of the reduced catalyst.
- step b) a muconic acid starting material is used, which is selected from
- Muconklacondiestern poly (muconic acid esters) and mixtures thereof and the hydrogenation catalyst at least 50 wt .-% of copper based on the
- Total weight of the reduced catalyst contains.
- step b) Hydrogenation in step b) takes place at a temperature which is in the range of 50 to 300 ° C. 13.
- a temperature which is in the range of 50 to 300 ° C. 13.
- Hydrogenation in step b) takes place at a hydrogen partial pressure which is in a range of 100 to 300 bar. 14. The method according to any one of embodiments 1 to 13, wherein the hydrogenation in step b) takes place without intermediate isolation of adipic acid or an ester of adipic acid.
- step b) the
- the following sub-steps include:
- the second catalyst contains at least 50% by weight of elements selected from the group consisting of rhenium, iron, ruthenium, cobalt, rhodium, iridium, nickel, and the total weight of the reduced catalyst Copper.
- adipic acid-containing water which is obtained after isolation of the second catalyst after completion of step b2), is used as solvent in step b1).
- 20. The method according to any one of the preceding embodiments, wherein the hydrogenation in step b) is carried out in n successive hydrogenation reactors, wherein n is an integer of at least two. 21. Method according to embodiment 20, wherein the 1. to (n-1). Reactor has a guided in an external circuit current from the reaction zone.
- Step b) obtained 1,6-hexanediol in step c) is reacted with ammonia in the presence of the amination catalyst to hexamethylenediamine.
- step c) is carried out with or without supply of hydrogen.
- Reaction discharge of the amination in step c) is subjected to a separation to obtain a hexamethyleneimine enriched and a hexamethylenediamine depleted fraction.
- enriched fraction is recycled to the amination in step c).
- step c) consists of recycled fraction of hexamethyleneimine and 1,6-hexanediol.
- step c) A process according to embodiment 28, wherein the recycled to the amination in step c) fraction to 20 to 35 wt .-% of hexamethyleneimine and 80 to 65 wt .-% of 1, 6-hexanediol.
- step c) hexamethyleneimine is used as the sole solvent.
- Hexamethylenediamine characterized in that it comprises a C 14 / C 12 -lsotopenver- ratio in the range of 0.5 x 10 "12 to 5 ⁇ 10.”
- hexamethylenediamine characterized in that it can be prepared starting from biocatalytically from at least one renewable raw material synthesized Muconsaure.
- esters of the muconic acid are the esters with a separate (external) alcohol component.
- lactones the lactones
- Muconic acids are those obtainable by intramolecular Michael addition
- the lactone (III) is a monolactone which still contains a hydrogenatable carbon-carbon double bond.
- the lactone (IV), however, is a bis-lactone containing no hydrogenatable carbon-carbon double bond.
- the lactone (V) can also be formed by intramolecular Michael addition of dihydromuconic acid. Regardless of its preparation, the lactone (V) in the context of the invention is also referred to as "hydrogenated monolactone of muconic acid".
- the muconic acid provided in step a) of the process according to the invention comes from renewable sources.
- this includes natural (biogenic) sources and non-fossil sources, such as crude oil, natural gas or coal.
- natural (biogenic) sources and non-fossil sources, such as crude oil, natural gas or coal.
- non-fossil sources such as crude oil, natural gas or coal.
- Muconic acid from carbohydrates, eg. As starch, cellulose and sugars, or lignin.
- Renewable compounds, for example Muconic acid has a different 14 C to 12 C isotope ratio than compounds derived from fossil sources such as petroleum. The used in step a)
- Muconsaure accordingly has preferably a C 14-to-12 C lsotopeneat in the range of 0.5 * 10 12 to 5 ⁇ 10 12.
- the production of muconic acid from renewable sources can be carried out by all methods known to those skilled in the art, preferably biocatalytically.
- muconic acid (2,4-hexadiene dicarboxylic acid) exists in three isomeric forms, the ice, cis, cis, trans and trans, trans forms, which may be present as a mixture.
- the term "muconic acid” encompasses the different conformers of muconic acid in any desired composition.
- Suitable starting materials for the reaction with hydrogen in step b) of the process according to the invention are in principle all conformers of the muconic acid and / or its esters and any mixtures thereof.
- a starting material is used which is enriched in cis, trans-muconic acid and / or its esters or which consists of cis, trans-muconic acid and / or their esters.
- cis, trans-muconic acid and their esters have a higher solubility in water and in organic media than cis, cis-muconic acid and trans, trans -muconic acid.
- step b) of the process according to the invention If a feedstock containing at least one component selected from cis, cis-muconic acid, trans, trans-muconic acid and / or esters thereof is used in step b) of the process according to the invention, this is added to an isomerization before or during the hydrogenation cis, trans-muconic acid or its esters
- Suitable catalysts are, in particular, inorganic or organic acids, hydrogenation catalysts, iodine or UV radiation.
- Suitable hydrogenation catalysts are those described below.
- the isomerization can be carried out, for example, by the process described in WO 201 1/08531 1 A1.
- the starting material for the reaction with hydrogen in step b) to at least 80 wt .-%, more preferably at least 90 wt .-% of cis, trans-Muconklare and / or their esters, based on the total weight of all
- a muconic acid starting material which is selected from muconic acid, muconic acid monoesters,
- muconic diesters poly (muconic acid esters), lactones of muconic acid and mixtures thereof.
- muconic acid polyester also denotes oligomeric muconic acid esters which have at least one derived from the muconic acid or the diol used for ester formation
- the muconic acid monoester used is at least one compound of the general formula (I)
- Preferred as poly (muconic acid ester) is at least one compound of the general formula (VI) OO
- x is an integer from 2 to 6
- n is an integer from 1 to 100
- R 3 is H, straight-chain or branched C 1 -C 8 -alkyl or a group HO- (CH 2) x - stands,
- the degree of polymerization of the poly denotes the sum of the repeat units which formally derive from muconic acid and the repeat units which formally derive from diols HO- (CH 2) x -OH.
- the hydrogenation in step b) is carried out using a muconic acid starting material selected from muconic acid, muconic acid monoesters, muconic diesters, poly (muconic acid esters) and
- step b) the hydrogenation in step b) is carried out using a muconic acid starting material selected from lactones (III), (IV) and (V) and mixtures thereof:
- a muconic acid starting material which is selected from muconic acid, muconic acid monoesters, muconic diesters, poly (muconic acid esters) and mixtures thereof, and the hydrogenation is carried out in the liquid phase.
- the hydrogenation in step b) takes place in the liquid phase in the presence of a solvent which is selected from water, aliphatic C 1 to C 8 alcohols, aliphatic C 2 to C 6 diols, ethers and mixtures thereof.
- a solvent which is selected from water, aliphatic C 1 to C 8 alcohols, aliphatic C 2 to C 6 diols, ethers and mixtures thereof.
- the solvent is selected from water, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, isobutanol and tert-butanol, ethylene glycol, 1, 3-propanediol, 1, 4-butanediol, 1, 5-pentanediol, 1, 6-hexanediol, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, diethyl ether, methyl tert-butyl ether and mixtures thereof.
- Aliphatic C to C5 alcohols, water and mixtures of these solvents are preferred.
- Particularly preferred are methanol, n-butanol, isobutanol, water and mixtures of these solvents.
- 1, 6-hexanediol can be used alone or in admixture with alcohols and / or water.
- the 10 to 60 wt .-% muconic acid or one of its esters is used, more preferably 20 to 50 wt .-%, most preferably 30 to 50 wt. %, contains.
- At least one muconic acid diester of the general formula (II) is used for the hydrogenation in step b).
- Suitable hydrogenation catalysts for the reaction in step b) are in principle the transition metal catalysts known to those skilled in the art for hydrogenating carbon-carbon double bonds.
- the catalyst includes at least one transition metal of groups 7, 8, 9, 10 and 11 of the periodic table according to IUPAC.
- the catalyst comprises at least one transition metal selected from the group consisting of Mn, Re, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu and Au.
- the catalyst has at least one transition metal from the group Co, Ni, Cu, Re, Fe, Ru, Rh, Ir.
- the hydrogenation catalysts consist of said transition metals as such or comprise said transition metals supported, as precipitation catalysts, as Raney catalysts or as mixtures thereof.
- Hydrogenation catalysts may comprise virtually all prior art support materials which are advantageously used in the preparation of supported catalysts, for example carbon, S1O2 (quartz), porcelain, magnesium oxide,
- Tin dioxide silicon carbide, T1O2 (rutile, anatase), Al2O3 (alumina), aluminum silicate, steatite (magnesium silicate), zirconium silicate, cersilicate or mixtures thereof
- Preferred support materials are carbon, alumina and silica.
- a particularly preferred carrier material is carbon.
- the silica support material can silica materials of different origin and production, for. B. pyrogenic silicas or wet-chemically prepared silicas, such as silica gels, aerogels or
- Precipitated silicas used for catalyst preparation (for the preparation of various SiO 2 starting materials see: W. Büchner, R. Sch Kunststoffs, G.
- the hydrogenation catalysts can be used as shaped bodies, for. B. in the form of spheres, rings, cylinders, cubes, cuboids or other geometric bodies.
- Unsupported catalysts can be formed by conventional methods, e.g. By extruding, tableting, etc.
- the shape of supported catalysts is determined by the shape of the support.
- the support may be subjected to a molding process before or after application of the catalytically active component (s).
- the transition metal catalysts K can, for. B. in the form of pressed cylinders, tablets, pastilles, carriage wheels, rings, stars or extrudates, such as solid strands, polylobd strands, hollow strands and
- Honeycomb bodies or other geometric bodies are used.
- the catalyst particles generally have an average of the (largest)
- These include z. B. transition metal catalysts K in the form of tablets, for. B. with a diameter from 1 to 7 mm, preferably 2 to 6 mm, and a height of 3 to 5 mm, rings with z. B. 4 to 7 mm, preferably 5 to 7 mm, outer diameter, 2 to 5 mm in height and 2 to 3 mm hole diameter, or strands of different lengths
- Such forms can be obtained in a manner known per se by tableting, extrusion or extrusion.
- the catalyst composition customary auxiliaries, for.
- lubricants such as graphite,
- the catalyst can be present under the hydrogenation conditions both as a homogeneous and as a heterogeneous catalyst.
- the catalyst is present under the hydrogenation conditions as a heterogeneous catalyst. If a heterogeneous catalyst is used, this can be applied, for example, to a reticulated carrier.
- the heterogeneous catalyst can be applied to the inner wall of a tubular support, wherein the tubular support is flowed through by the reaction mixture.
- the catalyst can be used as a particulate solid.
- the hydrogenation in step b) takes place in the liquid phase and the catalyst is in the form of a suspension. If a liquid reaction product is removed from the reaction zone, the suspended catalyst can be kept in the reaction zone by retention methods known to those skilled in the art. These retention methods preferably comprise a cross-flow filtration, a
- a muconic acid starting material is used for the hydrogenation in step b), which is selected from muconic acid,
- Muconic acid monoesters lactones of muconic acid and mixtures thereof.
- the hydrogenation in step b) is preferably carried out using a hydrogenation catalyst which contains at least 50% by weight of cobalt, ruthenium or rhenium, based on the total weight of the reduced catalyst.
- catalysts which contain at least 50% by weight of cobalt are used for the hydrogenation, they may furthermore contain, in particular, phosphoric acid and / or further transition metals, preferably copper, manganese and / or molybdenum.
- phosphoric acid and / or further transition metals, preferably copper, manganese and / or molybdenum.
- transition metals preferably copper, manganese and / or molybdenum.
- catalyst precursors can be reduced to the active, metallic cobalt-containing catalysts by treatment with hydrogen or mixtures of hydrogen and inert gases such as nitrogen. These catalysts are full contacts, which are predominantly made of metal and contain no catalyst support. Hydrogenation of muconic diesters and muconic acid polyesters
- a muconic acid starting material is used for the hydrogenation in step b), which is selected from muconic diesters, poly (muconic acid esters) and mixtures thereof.
- the hydrogenation in step b) preferably uses a hydrogenation catalyst which contains at least 50% by weight of copper, based on the total weight of the reduced catalyst.
- Suitable catalysts are in principle all suitable for the hydrogenation of carbonyl homogeneous and heterogeneous catalysts such as metals, metal oxides, metal compounds or mixtures thereof into consideration.
- Examples of homogeneous catalysts are, for example, in Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Volume IV / 1 c, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1980, pp 45-67 and examples of heterogeneous catalysts are, for example in Houben-Weyl, methods of organic chemistry , Volume IV / 1 c, pp 16 to 26 described.
- catalysts which contain one or more of the elements from subgroups I and VI. to VIII. of the Periodic Table of the Elements, preferably copper, chromium, molybdenum, manganese, rhenium, ruthenium, cobalt, nickel or palladium, particularly preferably copper, cobalt or rhenium.
- the already mentioned cobalt, ruthenium or rhenium-containing catalysts be used.
- the catalysts may consist solely of active components or their
- Active components can be applied to carriers.
- Suitable carrier materials are, in particular, O 2 O 3, Al 2 O 3, SiO 2, ZrO 2, ZnO, BaO and MgO or mixtures thereof.
- catalysts as described in EP 0 552 463 A1. These are catalysts which in the oxidic form the composition
- Suitable salts are, for example, halides, sulfates and nitrates.
- Suitable precipitants are all agents which lead to the formation of such insoluble intermediates, which can be converted by thermal treatment in the oxides.
- Particularly suitable intermediates are the hydroxides and carbonates or bicarbonates, so that alkali metal carbonates or ammonium carbonate are used as particularly preferred precipitants.
- the BET surface area of such catalysts is between 10 and 150 m 2 / g.
- catalysts are suitable which have a BET surface area of 50 to 120 m 2 / g, wholly or partially contain crystals with spinel structure and copper in the form of copper oxide.
- the WO 2004/085 356 A1 describes for the inventive method suitable copper catalysts, the copper oxide, alumina and at least one of the oxides of lanthanum, tungsten, molybdenum, titanium or zirconium and additionally powdered metallic copper, copper flakes, powdered cement, graphite or containing a mixture thereof. These catalysts are particularly suitable for all mentioned ester hydrogenations.
- the hydrogenation in step b) can be carried out batchwise or continuously, with continuous hydrogenation being preferred.
- the hydrogenation in step b) can be carried out in the liquid phase or in the gas phase.
- the catalyst loading in continuous operation is preferably 0.1 to 2 kg, more preferably 0.5 to 1 kg to be hydrogenated starting material per kg
- the molar ratio of hydrogen to muconic acid starting material is preferably from 50: 1 to 10: 1, more preferably from 30: 1 to 20: 1.
- Muconchusmaterial is according to the invention is selected from muconic acid, esters of muconic acid, lactones of muconic acid and mixtures thereof. If, for the hydrogenation in step b), a muconic acid starting material is used which is selected from at least two of the abovementioned compounds, the amount of hydrogen used, depending on the proportion of the compounds to be hydrogenated, is chosen according to the abovementioned design rule. In a special embodiment of the method according to the invention, the
- n is an integer of at least 2. Suitable values for n are 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 and 10. Preferably, n is 3 to 6 and in particular 2 or 3. In this embodiment, the hydrogenation is preferably carried out continuously.
- the reactors used for the hydrogenation may independently have one or more reaction zones within the reactor.
- the reactors may be the same or different reactors. These can be z. B. each have the same or different mixing characteristics and / or be subdivided by internals one or more times.
- Suitable pressure-resistant reactors for the hydrogenation are known to the person skilled in the art. These include the commonly used reactors for gas-liquid reactions, such as. B. tube reactors, tube bundle reactors, gas circulation reactors, bubble columns,
- Hydrogenation catalysts can be carried out in fixed bed or suspension mode become.
- the fixed bed mode can be z. B. in sump or in trickle run.
- the hydrogenation catalysts are preferably used as
- heterogeneous catalysts are also used.
- the heterogeneous catalysts are usually used in a finely divided state and are finely suspended in the reaction medium before.
- Suitable heterogeneous catalysts and processes for their preparation are those described above.
- the fixed bed can be formed from a single or multiple beds.
- Each bed may have one or more zones, wherein at least one of the zones contains a material active as a hydrogenation catalyst.
- Each zone can have one or more different catalytically active materials and / or one or more different inert materials. Different zones may each have the same or different compositions. It is also possible to provide a plurality of catalytically active zones, which are separated from each other, for example, by inert beds.
- the individual zones can also be provided.
- reaction medium flowing through the fixed bed contains at least one liquid phase.
- the reaction medium may also contain a gaseous phase in addition.
- Loop apparatuses such as jet loops or propeller loops, stirred tanks, which can also be configured as stirred tank cascades, bubble columns or air-lift reactors are used.
- stirred tanks which can also be configured as stirred tank cascades, bubble columns or air-lift reactors are used.
- the reactors are preferably operated in direct current.
- the feeding of the feed streams can be done both from above and from below.
- at least two of the reactors ie, 2 to n of the reactors
- each downstream reactor is operated at a higher temperature than the previous reactor.
- each of the reactors may have two or more different temperature reaction zones. Thus, for example, in a second reaction zone another, preferably a higher, temperature than in the first reaction zone or in each subsequent reaction zone, a higher temperature than in a
- the hydrogenation in step b) is a
- Hydrogenation from at least two reactors or at least one reactor with at least two reaction zones used is carried out initially in a temperature range of 50 to 160 ° C and then in a
- At least two of the reactors may have a different pressure from each other.
- each downstream reactor is operated at a higher pressure than the previous reactor.
- the feeding of the hydrogen required for the hydrogenation can be carried out in the first and optionally additionally in at least one further reactor.
- the feed of hydrogen takes place only in the first reactor.
- the amount of hydrogen fed to the reactors results from the amount of hydrogen consumed in the hydrogenation reaction and optionally with the exhaust gas
- the setting of the reacted in the respective reactor portion of compound to be hydrogenated can, for. B. on the reactor volume and / or the residence time in the reactor.
- Adipic acid ester is preferably at least 70%, more preferably at least 80%.
- the total conversion in the hydrogenation, based on hydrogenatable starting material, is preferably at least 97%, particularly preferably at least 98%, in particular at least 99%.
- the selectivity in the hydrogenation, based on formed 1,6-hexanediol, is preferably at least 97%, particularly preferably at least 98%, in particular at least 99%.
- one or more of the reactors may be provided with at least one cooling device.
- at least the first reactor is provided with a cooling device.
- the heat of reaction can be removed by cooling an external recycle stream or by internal cooling in at least one of the reactors.
- the customary devices in general hollow body modules, such as field tubes, tube coils,
- Heat exchanger plates, etc. are used.
- the reaction can also be carried out in a cooled tube bundle reactor.
- the hydrogenation is carried out in n successive hydrogenation reactors, wherein n is an integer of at least two, and wherein at least one reactor via a guided in an external circuit current from the
- Reaction zone exital recycle stream, liquid circulation
- n stands for two or three.
- the hydrogenation is preferably carried out in n hydrogenation reactors connected in series, where n is preferably two or three, and the first to (n-1). Reactor has a guided in an external circuit current from the reaction zone.
- the hydrogenation is preferably carried out in n hydrogenation reactors connected in series, n preferably being two or three, and the reaction being carried out adiabatically in the nth reactor (the last reactor through which the reaction mixture to be hydrogenated is passed).
- the hydrogenation is carried out in n series-connected hydrogenation reactors, where n is preferably two or three, and wherein the n.
- Reactor is operated in a straight pass. If a reactor is operated "in straight pass", it should be understood here and below that a reactor without recirculation of the
- Reaction product is operated in the sense of loop method.
- Operation in a straight pass does not exclude backmixing internals and / or stirring devices in the reactor.
- the hydrogenated reaction mixture in one of the reactors downstream of the first reactor ie the second to nth reactor
- the heat of reaction occurring during the reaction is insufficient to maintain the desired temperature in the reactor. can also do one
- Heating the reactor may be required. This can analogously to the previously described removal of
- Heat of reaction by heating an external recirculation flow or by internal heating done.
- the heat of reaction from at least one of the previous reactors can be used to control the temperature of a reactor.
- the heat of reaction removed from the reaction mixture can be used to heat the feed streams of the reactors.
- Reactors of the feed stream from the (m-1) -th reactor in the mth reactor with a recycle stream of the mth reactor mixed and the combined streams are then fed into the mth reactor. Furthermore, the feed stream of the compound to be hydrogenated and / or another feed stream by means of a
- Heat exchanger are heated, which is operated with extracted hydrogenation heat.
- a reactor cascade of n reactors connected in series is used, the reaction being carried out adiabatically in the nth (nth) reactor. This term is used in the context of
- reaction mixture upon passing through the second reactor, the reaction mixture usually undergoes one due to the exothermic hydrogenation reaction
- Amount of heat absorbed by the reaction mixture in the reactor and no cooling is used by cooling devices.
- the reaction heat is removed with the reaction mixture from the second reactor, except for a residual portion which is discharged by natural heat conduction and heat radiation from the reactor to the environment.
- the nth reactor is operated in a straight pass.
- a two-stage reactor cascade is used for the hydrogenation, wherein the first hydrogenation reactor has a current conducted in an external circuit from the reaction zone.
- a reactor cascade of two reactors connected in series is used, the reaction being carried out adiabatically in the second reactor.
- the hydrogenation is a three-stage
- Reactor cascade used, wherein the first and the second hydrogenation reactor have a guided in an external circuit current from the reaction zone.
- a reactor cascade of three reactors connected in series is used, the reaction being carried out adiabatically in the third reactor.
- additional mixing can take place in at least one of the reactors used.
- An additional mixing is particularly advantageous if the hydrogenation takes place at high residence times of the reaction mixture.
- the currents introduced into the reactors are used by introducing them via suitable mixing devices, such as nozzles, in the respective reactors.
- suitable mixing devices such as nozzles, in the respective reactors.
- a discharge is taken from the first to (n-1) th reactor, which still contains hydrogenatable components and is fed into the respective downstream hydrogenation reactor.
- the discharge is separated into a first and a second partial stream, wherein the first partial stream is recycled as a circular stream to the reactor to which it was taken and the second partial stream is fed to the subsequent reactor.
- the discharge may contain dissolved or gaseous portions of hydrogen.
- the discharge from the first to (n-1) th reactor becomes a
- Supplied phase separation vessel separated into a liquid and into a gaseous phase, the liquid phase separated into the first and the second partial stream and the gas phase at least partially fed separately to the subsequent reactor.
- the discharge from the first to (n-1) th reactor is fed to a phase separation vessel and separated into a first liquid hydrogen-depleted substream and a second hydrogen-enriched substream.
- the first partial flow is then recycled as a circulating stream to the reactor, to which it has been removed and the second partial flow fed to the subsequent reactor.
- the feed of the second to nth reactor with hydrogen is not carried out via a hydrogen-containing feed taken from the upstream reactor, but with fresh hydrogen via a separate feed line.
- Inlet temperature of the feed of the compound to be hydrogenated usually leads to an improved removal of the heat of hydrogenation.
- the inlet temperature may be set higher to achieve a higher reaction rate and thus to compensate for the decreasing catalyst activity.
- the service life of the hydrogenation catalyst used can thus be extended as a rule.
- the hydrogenation is carried out in step b) without intermediate isolation of adipic acid or an ester of adipic acid.
- the first catalyst is Raney cobalt and / or Raney nickel and / or Raney copper.
- the second Catalyst based on the total weight of the reduced catalyst contains at least 50 wt .-% of elements selected from the group consisting of rhenium, iron, ruthenium, cobalt, rhodium, iridium, nickel and copper.
- the second catalyst contain at least 50% by weight of elements selected from the group consisting of rhenium, ruthenium and cobalt.
- the second catalyst contain at least 50% by weight of copper.
- the hydrogenation in step b1) is preferably carried out at a temperature in the range of 50 to 160 ° C, more preferably 60 to 150 ° C, most preferably 70 to 140 ° C. In this temperature range are preferably more than 50%, more preferably more than 70%, most preferably more than 90% of the in the
- the hydrogenation in step b2) is preferably carried out at a temperature which is in the range from 160 to 240 ° C., particularly preferably from 170 to 230 ° C., very particularly preferably from 170 to 220 ° C.
- a temperature which is in the range from 160 to 240 ° C., particularly preferably from 170 to 230 ° C., very particularly preferably from 170 to 220 ° C.
- the not yet hydrogenated carbon-carbon double bonds and the carboxyl groups are hydrogenated.
- Step b1) can be carried out, for example, in a first loop reactor and step b2) in a second loop reactor.
- the reaction of step b2) can be completed in a subsequent tubular reactor. But it is also possible to make do with a loop reactor, if created in this two temperature zones. Again, a tubular reactor connects in a straight passage.
- the hydrogenations can be carried out in bottom or trickle mode.
- the discharge from the hydrogenation in step b) is subjected to a distillative separation
- the reaction product obtained in the hydrogenation of muconic acid in water as solvent is an aqueous 1,6-hexanediol solution.
- the water is preferably removed by distillation and 1, 6-hexanediol can in high purity (> 97 %).
- the muconic acid hydrogenation is carried out, for example, in methanol as solvent, part of the muconic acid is converted in situ into the monomethyl muconate and muconic acid dimethyl ester.
- the hydrogenation is a solution of 1,6-hexanediol in a mixture of methanol and water. By distillation, methanol and water are separated from 1, 6-hexanediol. Methanol is preferably separated from water and recycled to the hydrogenation. Water is discharged.
- n-butanol or i-butanol is used as the solvent in the hydrogenation of hydrogen chloride, a liquid two-phase mixture is obtained after cooling and venting of the hydrogenation effluent.
- the aqueous phase is separated from the organic phase by phase separation.
- the organic phase is distilled.
- Butanol is separated overhead and preferably recycled to the Muconklare hydrogenation. 1, 6-hexanediol can, if necessary, be further purified by distillation.
- muconic acid diesters are used for the hydrogenation, largely anhydrous solutions of 1,6-hexanediol are obtained, which can be worked up by distillation to give pure 1,6-hexanediol.
- the resulting alcohols are preferably recycled to the esterification step.
- Diol component included falls to a predominantly from 1, 6-hexanediol existing hydrogenation.
- step c) of the process according to the invention 1,6-hexanediol, obtained by a process comprising the steps a) and b), as previously defined, is subjected to an amination in the presence of an amination catalyst to obtain hexamethylenediamine.
- the 1,6-hexanediol is preferably reacted with ammonia in the presence of the amination catalyst to hexamethylenediamine in step c).
- the amination according to the invention can be carried out without the supply of hydrogen, but preferably with the supply of hydrogen.
- catalysts in one embodiment of the invention are preferably predominantly cobalt, silver, nickel, copper or ruthenium or mixtures thereof Metals used.
- metals used By “predominantly” it is to be understood that one of these metals contains more than 50% by weight in the catalyst (calculated without carrier)
- the catalysts can be used as unsupported catalysts, ie without catalyst carrier or as carrier catalysts.
- the carriers used are preferably SiO 2, Al 2 O 3, T 2 O 2, ZrO 2, activated carbon, silicates and / or zeolites
- Catalysts are preferably used as fixed bed catalysts. It is also possible to use cobalt, nickel and / or copper in the form of Raney type suspension catalysts.
- the amination of the 1,6-hexanediol is carried out in a homogeneous phase and the catalyst is a complex catalyst containing at least one element selected from groups 8, 9 and 10 of the Periodic Table (IUPAC) and at least one donor ligand.
- IUPAC Periodic Table
- the amination is preferably carried out at temperatures of 100 to 250 ° C, more preferably 120 to 230 ° C, most preferably 100 to 210 ° C.
- the total pressure is preferably in the range of 5 to 30 MPa, more preferably 7 to 27 MPa, most preferably 10 to 25 MPa.
- the molar ratio of 1,6-hexanediol to ammonia is preferably 1 to 30, more preferably 1 to 25, most preferably 1 to 20.
- the amination can be carried out without solvent. However, it is preferably carried out in the presence of at least one solvent.
- Preferred solvents are water, ethers or mixtures of these solvents, ethers being particularly preferably selected from dioxane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dioxolane, dibutyl ether and methyl tert-butyl ether.
- the aqueous 1,6-hexanediol solutions obtained in the hydrogenation of muconic acid are used without work-up in the amination step. It may be advantageous to completely or partially dehydrate part of the aqueous 1,6-hexanediol obtained in step c). In the case of partial dewatering, it is possible, for example, to remove 50%, preferably 70%, particularly preferably 90%, of the water present in the crude 1,6-hexanediol. This can be z. B. by evaporation the water at 50 to 90 ° C at reduced pressure (eg on a rotary evaporator) or by distillation.
- the amination is carried out in the presence of hexamethyleneimine as solvent or hexamethyleneimine / water mixtures.
- the amount of solvent is preferably such that 5 to 80, preferably 10 to 70, particularly preferably 15 to 60 wt .-% strength 1, 6-hexanediol solutions.
- the amination of 1,6-hexanediol with ammonia takes place in a first substep c1) to give a mixture of 1-amino-6-hydroxyhexane and hexamethylenediamine which contains more than 50% by weight of 1-amino Contains 6-hydroxyhexane.
- This is separated in a partial step c2) together with hexamethylenediamine from unreacted 1, 6-hexanediol and reacted in a sub-step c3) with further ammonia to hexamethylenediamine.
- the amination can be discontinuous or continuous, in the liquid or
- Hexamethylenediamine is preferably carried out by distillation. Since 1-amino-6-hydroxyhexane and hexamethylenediamine have very similar vapor pressures, becomes pure
- Hexamethylenediamine discharged Mixtures of 1-amino-6-hydroxyhexane and hexamethylenediamine are recycled to the distillation stage.
- Hexamethyleneimine can be separated by distillation as an azeotrope with water.
- the resulting hexamethylenediamine may be subjected to further purification. This preferably comprises at least one distillation step.
- the resulting hexamethylenediamine is passed through
- fractional distillation to "fiber grade” i.e., a hexamethylenediamine content of at least 99.9%.
- AMCPA 2-aminomethylcyclopentylamine
- DACH 1,2-diaminocyclohexane
- the hexamethylenediamine prepared by the method of this invention from renewable sources typically has a 14 C-to-12 C lsotopeneat in the range of 0.5 x 10 12 to 5 ⁇ 10 "12.
- the invention is based on the following non-limiting Examples explained in more detail.
- Adipic Acid A suspension of 24 g of cis, cis-muconic acid and 1 g of Raney Ni in 56 g of water was introduced into a 250 ml stirring autoclave, 3 MPa of hydrogen were pressed in and heated to 80.degree. After reaching the temperature of 80 ° C, the pressure was increased to 10 MPa and replenished so much hydrogen that the pressure remained constant. After 12 h reaction time was cooled to a temperature of 60 ° C, on
- Discharge vessel The discharges were analyzed by gas chromatography (% by weight, method with internal standard). The yield of 1, 6-hexanediol was 94%, the conversion of adipic acid was 98.5%. Other products found were 3% 6-hydroxycaproic acid, 1% 6-hydroxycaproic acid 1,6-hexanediol ester and 1% hexanol.
- the water content of the crude 1, 6-hexanediol prepared according to Example 3 of this application was lowered by evaporation at 70 ° C and water jet vacuum to 5 wt .-%.
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Abstract
The invention relates to a method for producing hexamethylenediamine, wherein a) a muconic acid starting material is provided, which is selected from among muconic acid, esters of muconic acid, lactones of muconic acid, and mixtures thereof, b) the muconic acid starting material is subjected to a reaction with hydrogen in the presence of at least one hydrogenation catalyst in order to form 1,6-hexanediol, and c) the 1,6-hexanediol obtained in step b) is subjected to amination in the presence of an amination catalyst in order to obtain hexamethylenediamine. The invention further relates to hexamethylenediamine which can be produced by means of said method.
Description
Verfahren zur Herstellung von Hexamethylendiamin Process for the preparation of hexamethylenediamine
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hexamethylendiamin, indem man Muconsaure und/oder einen ihrer Ester und/oder eines ihrer Lactone einer Hydrierung der Doppelbindungen und Reduktion der Carbonsäure- und/oder Carbonsäureestergruppen zu 1 ,6-Hexandiol unterzieht und das so erhaltene 1 ,6- Hexandiol anschließend einer Aminierung zu Hexamethylendiamin unterzieht. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin Hexamethylendiamin, das mittels dieses Verfahrens herstellbar ist. BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for producing hexamethylenediamine by subjecting muconic acid and / or one of its esters and / or one of its lactones to hydrogenation of the double bonds and reduction of the carboxylic acid and / or carboxylic acid ester groups to 1,6-hexanediol and the resulting 1,6-hexanediol is then subjected to amination to hexamethylenediamine. The present invention furthermore relates to hexamethylenediamine which can be prepared by means of this process.
STAND DER TECHNIK Hexamethylendiamin (1 ,6-Diaminohexan) ist ein wichtiger Rohstoff für die Herstellung von Polyamiden, speziell von Polyamid 66 aus AH-Salz (Hexamethylendiaminadipat). Durch die Umsetzung von Hexamethylendiamin mit Phosgen wird Background Art Hexamethylenediamine (1,6-diaminohexane) is an important raw material for the production of polyamides, especially polyamide 66 from AH salt (hexamethylenediamine adipate). By the reaction of hexamethylenediamine with phosgene is
Hexamethylendiisocyanat erhalten, welches als Komponente zur Herstellung von Polyurethanen verwendet wird. Hexamethylene diisocyanate obtained, which is used as a component for the production of polyurethanes.
Alle industriell genutzten Verfahren zur Herstellung von Hexamethylendiamin (HMD) verlaufen über Adipodinitril (ADN) als Zwischenstufe, das durch katalytische All industrially used processes for the production of hexamethylenediamine (HMD) proceed via adiponitrile (ADN) as an intermediate, which is characterized by catalytic
Hydrierung in Hexamethylendiamin umgewandelt wird. Die größte wirtschaftliche Bedeutung besitzen dabei die ADN-Synthese ausgehend von Butadien und Blausäure und die Elektrodimerisierung von Acrylnitril, hergestellt durch Ammonoxidation von Propen. Hydrogenation is converted to hexamethylenediamine. The greatest economic importance in this case have the ADN synthesis starting from butadiene and hydrogen cyanide and the Elektrodimerisierung of acrylonitrile, prepared by ammoxidation of propene.
Es ist bekannt, Hexamethylendiamin durch aminierende Hydrierung von 1 ,6-Hexandiol herzustellen. Nach einem solchen Verfahren wurde bis 1981 Hexamethylendiamin von der Firma Celanese in einer Anlage mit einer Kapazität von rund 30.000 Tonnen proIt is known to produce hexamethylenediamine by aminating hydrogenation of 1,6-hexanediol. After such a process, until 1981, hexamethylenediamine was manufactured by Celanese in a plant with a capacity of about 30,000 tons per year
Jahr hergestellt. Die Aminierung erfolgte bei 200°C und 23 MPa mit Ammoniak inYear produced. The amination was carried out at 200 ° C and 23 MPa with ammonia in
Gegenwart von Raney-Nickel. Dabei wurden HMD-Ausbeuten von etwa 90 % erzielt.Presence of Raney Nickel. This HMD yields of about 90% were achieved.
Als Nebenprodukte traten Hexamethylenimin (Azepan) und 1 ,6-Aminohexanol auf.By-products were hexamethyleneimine (azepane) and 1,6-aminohexanol.
Nachteilig für die Wirtschaftlichkeit des Celanese-Verfahrens war, dass das 1 ,6- Hexandiol aufwändig durch Umsetzung von Cyclohexanon mit Peressigsäure zuA disadvantage of the economy of the Celanese process was that the 1,6-hexanediol complex by reaction of cyclohexanone with peracetic acid to
Caprolacton und anschließende katalytische Hydrierung des Caprolactons hergestellt wurde.
Die US 3,215,742 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung von Alkylendi- aminen, wie z. B. Hexamethylendiamin, durch Umsetzung der entsprechenden Diole mit Ammoniak. Es wird gelehrt, dass man als unerwünschtes Nebenprodukt gebildetes Hexamethylenimin in die Stufe der aminierenden Hydrierung zurückführen und weiter zu Hexamethylendiamin umsetzen kann. Das Hexamethylenimin kann dabei gleichzeitig als Lösungsmittel für die Aminierungsreaktion dienen. Caprolactone and subsequent catalytic hydrogenation of caprolactone was prepared. The US 3,215,742 also describes a process for the preparation of alkylenediamines, such as. For example, hexamethylenediamine, by reaction of the corresponding diols with ammonia. It is taught that hexamethyleneimine formed as an undesirable by-product can be recycled to the amination hydrogenation stage and further converted to hexamethylene diamine. The hexamethyleneimine can simultaneously serve as a solvent for the amination reaction.
Die US 3,520,933 verwendet für die aminierende Hydrierung Cobalt, Nickel und/oder Kupfer enthaltende Katalysatoren. US 3,520,933 uses cobalt, nickel and / or copper-containing catalysts for the aminating hydrogenation.
Gemäß H.-J. Arpe, Industrielle Organische Chemie, 6. Auflage (2007), Wiley-VCH- Verlag, Seiten 267 und 270 kann 1 ,6-Hexandiol durch Hydrierung von Adipinsäure oder Adipinsäurediestern in Gegenwart von Cu-, Co- oder Mn-Katalysatoren hergestellt werden. Die Synthese erfolgt bei einer Temperatur von 170 bis 240 °C und einem Druck von 5 bis 30 MPa. 1 ,6-Hexandiol kann auch durch katalytische Hydrierung von Caprolacton erhalten werden. According to H.-J. Arpe, Industrielle Organische Chemie, 6th edition (2007), Wiley-VCH-Verlag, pages 267 and 270, 1, 6-hexanediol can be prepared by hydrogenation of adipic acid or adipic diesters in the presence of Cu, Co or Mn catalysts. The synthesis is carried out at a temperature of 170 to 240 ° C and a pressure of 5 to 30 MPa. 1, 6-hexanediol can also be obtained by catalytic hydrogenation of caprolactone.
Aus der EP 883 590 B1 ist bekannt, anstelle von reiner Adipinsäure oder aus reiner Adipinsäure hergestellten Adipinsäureestern ein Carbonsäuregemisch (DCL) zu verwenden. Dieses wird als Nebenprodukt bei der Oxidation von Cyclohexan mit Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltenden Gasen und durch Wasserextraktion des Reaktionsgemisches erhalten. Der Extrakt enthält Adipinsäure und 6- Hydroxycapronsäure als Hauptprodukte und daneben eine Vielzahl von Mono- und Dicarbonsäuren. Die Carbonsäuren werden mit einem niederen Alkohol verestert. Adipinsäurediester werden aus dem Veresterungsgemisch destillativ abgetrennt und katalytisch zu 1 ,6-Hexandiol hydriert. From EP 883 590 B1 it is known to use a carboxylic acid mixture (DCL) instead of pure adipic acid or adipic acid esters prepared from pure adipic acid. This is obtained as a by-product in the oxidation of cyclohexane with oxygen or oxygen containing gases and by water extraction of the reaction mixture. The extract contains adipic acid and 6-hydroxycaproic acid as the main products and besides a variety of mono- and dicarboxylic acids. The carboxylic acids are esterified with a lower alcohol. Adipic diesters are separated by distillation from the esterification mixture and hydrogenated catalytically to 1, 6-hexanediol.
Hierbei ist vorteilhaft, dass das Abfallprodukt DCL im Vergleich zu reiner Adipinsäure sehr kostengünstig ist. Andererseits muss ein beträchtlicher destillativer Aufwand geleistet werden, um reines 1 ,6-Hexandiol zu erzeugen. Besondere Schwierigkeiten bereitet die destillative Abtrennung der als Nebenprodukte auftretenden 1 ,4- Cyclohexandiole. It is advantageous that the waste product DCL is very inexpensive compared to pure adipic acid. On the other hand, a considerable distillative effort has to be made to produce pure 1,6-hexanediol. Particular difficulty prepares the distillative separation of the occurring as by-products 1, 4-cyclohexanediols.
Adipinsäure wird herkömmlicherweise durch Oxidation von Cyclohexanol oder Adipic acid is conventionally obtained by oxidation of cyclohexanol or
Cyclohexanon, ausgehend von Benzol synthetisiert. Sie kann aber auch in Cyclohexanone, synthesized from benzene. But she can also be in
umweltfreundlicher weise aus biogenen Quellen gewonnen werden. environmentally friendly as derived from biogenic sources.
US 4,968,612 beschreibt ein Fermentationsverfahren zur Herstellung von Muconsäure sowie die Hydrierung der so erhaltenen Muconsäure zu Adipinsäure. Konkret wird die
Muconsaure als 40 gew.-%ige Aufschlämmung in Essigsäure und in Gegenwart eines Palladiumkatalysators auf Kohle zur Reaktion gebracht. Der Wassergehalt der eingesetzten Essigsäure wird nicht angegeben. Nachteilig an dieser Reaktionsweise ist die Verwendung der korrosiven Essigsäure, die den Einsatz hochwertiger US 4,968,612 describes a fermentation process for the preparation of muconic acid and the hydrogenation of the resulting muconic acid to adipic acid. Specifically, the Muconsaure as a 40 wt .-% slurry in acetic acid and in the presence of a palladium catalyst on carbon reacted. The water content of the acetic acid used is not specified. A disadvantage of this reaction is the use of corrosive acetic acid, the use of high quality
korrosionsbeständiger Reaktoren erfordert. corrosion resistant reactors required.
K. M. Draths und J. W. Frost, J. Am. Chem. Soc. 1994, 1 16, 399-400 und W. Niu et al., Biotechnol. Prog. 2002, 18, 201 -21 1 , beschreiben die Herstellung von cis,cis-Mucon- säure aus Glucose durch biokatalysierte Synthese mit anschließender Hydrierung der cis,cis-Muconsäure mit Hilfe eines Platinkatalysators zu Adipinsäure. In beiden Fällen wird der pH-Wert der Fermentationsmischung vor der Hydrierung auf oberhalb von 6,3 beziehungsweise auf einen Wert von 7,0 eingestellt. Dabei resultiert eine Lösung von Muconsäuresalzen. Da in beiden Fällen die Fermentationsbrühe zunächst zentrifugiert und nur der Überstand zur Hydrierung eingesetzt wird, wobei dieser nach der K.M. Draths and J.W. Frost, J. Am. Chem. Soc. 1994, 16, 399-400 and W. Niu et al., Biotechnol. Prog. 2002, 18, 201 -21 1 describe the production of cis, cis-muconic acid from glucose by biocatalyzed synthesis with subsequent hydrogenation of the cis, cis-muconic acid with the aid of a platinum catalyst to adipic acid. In both cases, the pH of the fermentation mixture is adjusted to above 6.3 or to a value of 7.0 before the hydrogenation. This results in a solution of muconic acid salts. Since in both cases, the fermentation broth is first centrifuged and only the supernatant is used for the hydrogenation, said after the
Vorgehensweise von Niu et al. zusätzlich vor der Hydrierung zweimal mit Aktivkohle versetzt und filtriert wird, ist davon auszugehen, dass das Hydriergemisch keine feste Muconsäure enthält. Approach of Niu et al. additionally mixed with activated charcoal twice before the hydrogenation and filtered, it can be assumed that the hydrogenation mixture contains no solid muconic acid.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Muconsäure aus erneuerbaren Quellen ist beispielsweise in der WO 2010/148080 A2 beschrieben. Nach Beispiel 4 in denAnother process for the production of muconic acid from renewable sources is described, for example, in WO 2010/148080 A2. According to Example 4 in the
Absätzen [0065] und [0066] dieses Dokuments werden 15 g cis,cis-Muconsäure und 150 ml Wasser 15 Minuten lang unter Rückfluss des Wassers erhitzt. Nach Kühlung auf Raumtemperatur, Filtration und Trocknung werden 10,4 g (69 %) cis-trans- Muconsäure erhalten. Die Mutterlauge (4,2 g = 28 Gew.-%, bezogen auf cis,cis- Muconsäure), besteht nicht mehr aus Muconsäure. Sie enthält Lactone und weitere nicht bekannte Reaktionsprodukte. Paragraphs [0065] and [0066] of this document are heated 15 g of cis, cis-muconic acid and 150 ml of water for 15 minutes under reflux of the water. After cooling to room temperature, filtration and drying, 10.4 g (69%) of cis-trans-muconic acid are obtained. The mother liquor (4.2 g = 28 wt .-%, based on cis, cis-muconic acid), no longer consists of muconic acid. It contains lactones and other unknown reaction products.
J. M. Thomas et al., Chem. Commun. 2003, 1 126-1 127, beschreiben die Hydrierung von Muconsäure zur Adipinsäure mit Hilfe bimetallischer Nanokatalysatoren, die durch spezielle Ankergruppen in den Poren eines mesoporösen Siliciumdioxids eingelagert sind, in reinem Ethanol. J.M. Thomas et al., Chem. Commun. 2003, 1 126-1 127, describe the hydrogenation of muconic acid to adipic acid with the aid of bimetallic nanocatalysts, which are incorporated by special anchor groups in the pores of a mesoporous silica, in pure ethanol.
J. A. Elvidge et al., J. Chem. Soc. 1950, 2235-2241 , beschreiben die Herstellung von cis,trans-Muconsäure und deren Hydrierung zu Adipinsäure in Ethanol in Gegenwart eines Platinkatalysators. Angaben zur Menge des eingesetzten Lösungsmittels und des Katalysators werden nicht gemacht. J.A. Elvidge et al., J. Chem. Soc. 1950, 2235-2241, describe the preparation of cis, trans-muconic acid and their hydrogenation to adipic acid in ethanol in the presence of a platinum catalyst. Information on the amount of the solvent used and the catalyst are not made.
X. She et al., ChemSusChem 201 1 , 4, 1071 -1073, beschreiben die Hydrierung von trans,trans-Muconsäure zur Adipinsäure mit Rhenium-Katalysatoren auf einem
Titandioxid-Träger in Lösungsmitteln, ausgewählt unter Methanol, Ethanol, 1 -Butanol, Aceton, Toluol und Wasser. Die Hydrierungen werden ausschließlich bei einer erhöhten Temperatur von 120°C durchgeführt. Mit dem verwendeten Katalysator wird in Wasser nur eine geringe Selektivität bezüglich der Adipinsäure erzielt, Hauptprodukt ist die Dihydromuconsäure. X. She et al., ChemSus Chem 201 1, 4, 1071-1073, describe the hydrogenation of trans, trans-muconic acid to adipic acid with rhenium catalysts on one Titanium dioxide carrier in solvents selected from methanol, ethanol, 1-butanol, acetone, toluene and water. The hydrogenations are carried out exclusively at an elevated temperature of 120 ° C. With the catalyst used, only a low selectivity with respect to the adipic acid is achieved in water, the main product being the dihydromuconic acid.
Die WO 2010/141499 beschreibt die Oxidation von Lignin zu Vanillinsäure, deren Decarboxylierung zu 2-Methoxyphenol und weitere Umsetzung zu Catechol und schließlich Oxidation zu Muconsäure sowie die Hydrierung von auf diese Weise erhaltener Muconsäure mit verschiedenen Übergangsmetallkatalysatoren zu WO 2010/141499 describes the oxidation of lignin to vanillic acid, its decarboxylation to 2-methoxyphenol and further conversion to catechol and finally oxidation to muconic acid and the hydrogenation of muconic acid obtained in this way with various transition metal catalysts
Adipinsäure. Das zur Hydrierung eingesetzte Lösungsmittel ist nicht angegeben. Adipic acid. The solvent used for the hydrogenation is not specified.
Die WO 2012/141993 A1 beschreibt die Herstellung von Hexamethylendiamin (HMDA) aus Muconsäurediestern, wobei die Muconsäurediester in einem ersten Schritt amidiert und anschließend direkt zu HMDA reduziert (Route 1 ) oder nach der Amidierung zu Nitrilen dehydriert und anschließend zu HMDA hydriert (Route 2) oder nach der Amidierung zu Adipamid hydriert, zu Adipodinitril dehydriert und anschließend zum HMDA hydriert (Route 3) wird. Die WO 2012/170060 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von stickstoffhaltigen Verbindungen, insbesondere von Hexamethylendiamin. Als Ausgangspunkt dienen Diammoniumadipat-haltige Fermentationsbrühen. Zu deren Herstellung kann in einer geeigneten Ausführungsform D-Glucose fermentativ zu cis,cis-Muconsäuresalzen umgesetzt werden. Der pH-Wert wird dabei durch Zugabe von Ammoniak unterhalb von 7 gehalten. Anschließend wird das cis,cis-Muconat bei Raumtemperatur in WO 2012/141993 A1 describes the preparation of hexamethylenediamine (HMDA) from muconic diesters, wherein the muconic diesters are amidated in a first step and then directly reduced to HMDA (Route 1) or dehydrogenated after the amidation to nitriles and then hydrogenated to HMDA (Route 2 ) or hydrogenated to adipamide after amidation, dehydrated to adiponitrile and then hydrogenated to HMDA (Route 3). WO 2012/170060 describes a process for the preparation of nitrogen-containing compounds, in particular hexamethylenediamine. The starting point are diammonium adipate-containing fermentation broths. For their preparation, in a suitable embodiment, D-glucose can be converted to cis, cis-muconic acid salts by fermentation. The pH is kept below 7 by the addition of ammonia. Subsequently, the cis, cis-muconate at room temperature in
Gegenwart von 10% Platin auf Kohle bei einem Wasserstoffdruck von 50 psi (3,4474 bar) hydriert. Die niedrige Temperatur ist dabei notwendig, da sich bei höheren Presence of 10% platinum on charcoal hydrogenated at a hydrogen pressure of 50 psi (3,4474 bar). The low temperature is necessary because at higher
Temperaturen Ammoniak im Sinne einer Michael-Addition an die Muconsäure oder ihre Salze addieren würde. Die resultierende hydrierte Fermentationsbrühe enthält Temperatures would add ammonia in the sense of a Michael addition to the muconic acid or its salts. The resulting hydrogenated fermentation broth contains
Diammoniumadipat (DAA) sowie gegebenenfalls Monoammoniumadipat (MAA) und/oder Adipinsäure (AA). Nachteilig an dem in der WO 2012/170060 beschriebenen Verfahren ist, dass das DAA und MAA vor der weiteren Umsetzung in AA Diammonium adipate (DAA) and optionally monoammonium adipate (MAA) and / or adipic acid (AA). A disadvantage of the method described in WO 2012/170060 is that the DAA and MAA before further implementation in AA
umgewandelt, d.h. der Ammoniak abgetrennt werden muss. Dies erfolgt destillativ in zwei Schritten, wobei im ersten Schritt wässrige DDA-Lösung so destilliert wird, dass über Kopf Ammoniak und Wasser abgetrennt werden. Das Sumpfprodukt der converted, i. the ammonia must be separated. This is done by distillation in two steps, wherein in the first step aqueous DDA solution is distilled so that overhead ammonia and water are separated. The bottom product of
Destillation wird gekühlt und der dabei gebildete Feststoff, der aus MAA besteht, abgetrennt. Im zweiten Schritt wird eine wässrige MAA-Lösung unter Wasserzugabe erhitzt und Ammoniak enthaltender Wasserdampf abgetrennt. Der nach Kühlung erhaltene Feststoff besteht aus Adipinsäure. Die so erhalten Adipinsäure wird zu 1 ,6-
Hexandiol hydriert und das 1 ,6-Hexandiol mit Ammoniak zu Hexamethylendiamin aminiert. Distillation is cooled and the resulting solid, which consists of MAA, separated. In the second step, an aqueous MAA solution is heated with addition of water and ammonia-containing water vapor is separated off. The solid obtained after cooling consists of adipic acid. The adipic acid thus obtained becomes 1, 6 Hydrogenated hexane and the 1,6-hexanediol aminated with ammonia to hexamethylenediamine.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Hexamethylendiamin bereitzustellen. Wenn das Verfahren über Adipinsäure als Zwischenstufe verläuft soll auf aufwändige Trenn- und The present invention has for its object to provide an economical process for the preparation of hexamethylenediamine. If the process on adipic acid proceeds as an intermediate stage on elaborate separation and
Reinigungsschritte zu deren Herstellung, wie sie in dem in der WO 2012/170060 beschriebenen Verfahren erforderlich sind, verzichtet werden können. Insbesondere soll dieses Verfahren nicht von petrochemischen C6-Bausteinen, sondern von aus nachwachsenden Rohstoffen herstellbaren C6-Bausteinen ausgehen. Dabei soll das Hexamethylendiamin in hoher Ausbeute und Reinheit zugänglich gemacht werden. Cleaning steps for their preparation, as required in the method described in WO 2012/170060, can be dispensed with. In particular, this process should not start from petrochemical C6 building blocks but from C6 building blocks that can be produced from renewable raw materials. The hexamethylenediamine is to be made available in high yield and purity.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass diese Aufgabe gelöst wird, indem man ein Muconsäureausgangsmaterial, das ausgewählt ist unter Muconsäure, Estern der Muconsäure, Lactonen der Muconsäure und Mischungen davon, einer ein- oder zweistufigen Umsetzung mit Wasserstoff unter Hydrierung der Doppelbindungen und Reduktion der Carbonsäure-, Carbonsäureester und/oder Lactongruppen zu 1 ,6- Hexandiol unterzieht und das so erhaltene 1 ,6-Hexandiol anschließend einer It has now surprisingly been found that this object is achieved by a muconic acid starting material which is selected from muconic acid, esters of muconic acid, lactones of muconic acid and mixtures thereof, a one- or two-stage reaction with hydrogen with hydrogenation of the double bonds and reduction of the carboxylic acid -, carboxylic acid esters and / or lactone groups to 1, 6-hexanediol and the resulting 1, 6-hexanediol then a
Aminierung zu Hexamethylendiamin unterzieht. Insbesondere stammt die eingesetzte Muconsäure aus erneuerbaren (biogenen) Quellen. Subjecting amination to hexamethylenediamine. In particular, the muconic acid used is derived from renewable (biogenic) sources.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION
Ein erster Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von A first object of the invention is a process for the preparation of
Hexamethylendiamin, bei dem man a) ein Muconsäureausgangsmaterial bereitstellt, das ausgewählt ist unter Hexamethylenediamine, comprising: a) providing a muconic acid starting material selected from
Muconsäure, Estern der Muconsäure, Lactonen der Muconsäure, dem hydrierten Monolacton der Muconsäure und Mischungen davon, b) das Muconsäureausgangsmaterial einer Umsetzung mit Wasserstoff in Muconic acid, esters of muconic acid, lactones of muconic acid, the hydrogenated monolactone of muconic acid and mixtures thereof, b) the muconic acid starting material of a reaction with hydrogen in
Gegenwart mindestens eines Hydrierkatalysators zu 1 ,6-Hexandiol unterzieht, und c) das in Schritt b) erhaltene 1 ,6-Hexandiol einer Aminierung in Gegenwart eines Aminierungskatalysators unter Erhalt von Hexamethylendiamin unterzieht. Subjecting at least one hydrogenation catalyst to 1,6-hexanediol, and c) subjecting the 1,6-hexanediol obtained in step b) to an amination in the presence of an amination catalyst to give hexamethylenediamine.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist Hexamethylendiamin, das ein C14/C12-lsoto- penverhältnis im Bereich von 0,5 x 10"12 bis 5 x 10"12 aufweist.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist Hexamethylendiamin, das ausgehend von biokatalytisch aus mindestens einem nachwachsenden Rohstoff synthetisierter Muconsaure herstellbar ist. Another object of the invention is hexamethylene diamine, having a C 14 / C 12 -lsoto- penverhältnis in the range of 0.5 x 10 "12 to 5 × 10." 12 Another object of the invention is hexamethylenediamine, which can be prepared starting from biocatalytically from at least one renewable raw material synthesized Muconsaure.
Speziell enthält das in Schritt a) bereitgestellte Muconsäureausgangsmaterial keine Salze der Muconsaure. Specifically, the muconic acid starting material provided in step a) contains no salts of the muconic acid.
In einer speziellen Ausführungsform erfolgt die Hydrierung in Schritt b) in flüssiger Phase in Gegenwart von Wasser als einzigem Lösungsmittel. In a specific embodiment, the hydrogenation in step b) takes place in the liquid phase in the presence of water as the sole solvent.
Muconsaure (2,4-Hexadiendicarbonsäure) existiert in drei stereoisomeren Formen, der eis, eis-, der cis,trans- und der trans,trans-Form, die als Gemisch vorliegen können. Alle drei Formen sind kristalline Verbindungen mit hohen Schmelzpunkten (Zersetzung), siehe z. B. Römpp Chemie Lexikon, 9. Auflage, Band 4, Seite 2867). Es wurde gefunden, dass eine Hydrierung von Muconsäureschmelzen technisch kaum möglich ist, da die ganz besonders bevorzugten Hydriertemperaturen deutlich unter den Schmelzpunkten liegen. Daher wäre für die Hydrierung ein inertes Lösungsmittel mit möglichst hoher Löslichkeit für Muconsäure wünschenswert. Auf den ersten Blick erscheint für den Fachmann Wasser als Lösungsmittel ungeeignet, da Muconsäure, im Gegensatz zu Adipinsäure, im Temperaturbereich von 20 bis 100 °C schlecht löslich ist. Wie zuvor beschrieben, lehrt die WO 2010/148080, dass beim Erhitzen von cis,cis- Muconsäure in Wasser unter Rückfluss und anschließendem Auskristallisieren cis- trans-Muconsäure in nur 69%iger Ausbeute erhalten wird. Die zurückbleibende Mutterlauge besteht nicht mehr aus Muconsäure, sondern enthält Lactone und weitere nicht bekannte Reaktionsprodukte. Aufgrund dieser Ergebnisse hätte der Fachmann bei der Hydrierung von in Wasser suspendierter Muconsäure, gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wesentlich niedrigere Adipinsäure- Ausbeuten erwartet. Muconic acid (2,4-hexadiene dicarboxylic acid) exists in three stereoisomeric forms, the ice, cis, cis, trans, and trans, trans forms, which may be present as a mixture. All three forms are crystalline compounds with high melting points (decomposition), see e.g. B. Römpp Chemie Lexikon, 9th edition, Volume 4, page 2867). It has been found that hydrogenation of Muconsäureschmelzen technically is hardly possible, since the most preferred hydrogenation temperatures are well below the melting points. Therefore, an inert solvent with the highest possible solubility for muconic acid would be desirable for the hydrogenation. At first glance, water as solvent is unsuitable for the person skilled in the art, since muconic acid, in contrast to adipic acid, is poorly soluble in the temperature range from 20 to 100 ° C. As described above, WO 2010/148080 teaches that upon heating cis, cis-muconic acid in water under reflux and subsequent crystallization, cis-trans-muconic acid is obtained in only 69% yield. The remaining mother liquor no longer consists of muconic acid but contains lactones and other unknown reaction products. From these results, those skilled in the art would have expected significantly lower adipic acid yields in the hydrogenation of water-suspended muconic acid, according to the preferred embodiment of the present invention.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG EMBODIMENTS OF THE INVENTION
Im Einzelnen umfasst die Erfindung die folgenden bevorzugten Ausführungsformen: 1 . Verfahren zur Herstellung von Hexamethylendiamin, bei dem man a) ein Muconsäureausgangsmaterial bereitstellt, das ausgewählt ist unter Muconsäure, Estern der Muconsäure, Lactonen der Muconsäure und Mischungen davon,
das Muconsäureausgangsmaterial einer Umsetzung mit Wasserstoff in Gegenwart mindestens eines Hydrierkatalysators zu 1 ,6-Hexandiol unterzieht, und das in Schritt b) erhaltene 1 ,6-Hexandiol einer Aminierung in Gegenwart eines Aminierungskatalysators unter Erhalt von Hexamethylendiamin unterzieht. More specifically, the invention includes the following preferred embodiments: FIG. Process for the preparation of hexamethylenediamine comprising: a) providing a muconic acid starting material selected from muconic acid, esters of muconic acid, lactones of muconic acid and mixtures thereof, subjecting the muconic acid starting material to 1, 6-hexanediol to a reaction with hydrogen in the presence of at least one hydrogenation catalyst, and subjecting the 1,6-hexanediol obtained in step b) to an amination in the presence of an amination catalyst to give hexamethylenediamine.
Verfahren nach Ausführungsform 1 , wobei in Schritt a) ein Method according to embodiment 1, wherein in step a) a
Muconsäureausgangsmaterial bereitgestellt wird, bei dem die Muconsäure aus einer erneuerbaren Quelle stammt, wobei deren Herstellung vorzugsweise durch biokatalytische Synthese aus mindestens einem nachwachsenden Rohstoff erfolgt. Muconsäurausgangsmaterial is provided, wherein the muconic acid is derived from a renewable source, the preparation thereof is preferably carried out by biocatalytic synthesis of at least one renewable raw material.
Verfahren nach Ausführungsform 1 oder 2, wobei die in Schritt a) eingesetzte Muconsäure ein 14C-zu-12C-lsotopenverhältnis im Bereich von 0,5x10"12 bis 5*10-12 aufweist. The method of embodiment 1 or 2, wherein the muconic acid used in step a) 12 C-lsotopenverhältnis having a C-to-14 in the range of 0.5x10 "12 to 5 × 10 12th
Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 bis 3, wobei zur Hydrierung in Schritt b) ein Muconsäure-Ausgangsmaterial eingesetzt wird, das ausgewählt ist unter Muconsäure, Muconsäuremonoestern, Muconsäurediestern, Poly(mucon- säureestern) und Mischungen davon. Method according to one of embodiments 1 to 3, wherein the hydrogenation in step b) a muconic acid starting material is used, which is selected from muconic acid, Muconsäuremonoestern, muconic diesters, poly (muconic acid esters) and mixtures thereof.
Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 bis 3, wobei zur Hydrierung in Schritt b) ein Muconsäure-Ausgangsmaterial eingesetzt wird, das ausgewählt ist unter den Lactonen (III), (IV) und (V) und Mischungen davon: Method according to one of embodiments 1 to 3, wherein for the hydrogenation in step b) a muconic acid starting material is used which is selected from lactones (III), (IV) and (V) and mixtures thereof:
(III) (IV) (III) (IV)
(V) (V)
Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 bis 5, wobei die Hydrierung in Schritt b) in flüssiger Phase in Gegenwart eines Lösungsmittels erfolgt, das ausgewählt ist unter Wasser, aliphatischen d- bis Cs-Alkoholen, aliphatischen C2- bis C6-Diolen, Ethern und Gemischen daraus.
Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 bis 5, wobei die Hydrierung in Schritt b) in flüssiger Phase in Gegenwart von Wasser als einzigem Lösungsmittel erfolgt. Method according to one of embodiments 1 to 5, wherein the hydrogenation in step b) takes place in the liquid phase in the presence of a solvent which is selected from water, aliphatic C 1 to C 8 alcohols, aliphatic C 2 to C 6 diols, ethers and mixtures it. Method according to one of embodiments 1 to 5, wherein the hydrogenation in step b) takes place in the liquid phase in the presence of water as sole solvent.
Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 bis 5, wobei zur Hydrierung in Schritt b) ein Muconsäurediester eingesetzt wird, der ausgewählt ist unter Verbindungen der allgemeinen Formel (II) Method according to one of embodiments 1 to 5, wherein for the hydrogenation in step b) a Muconsäurediester is used, which is selected from compounds of general formula (II)
R1OOC-CH=CH-CH=CH-COOR2 (II) worin die Reste R1 und R2 unabhängig voneinander für geradkettiges oder verzweigtes Ci-Cs-Alkyl stehen, wobei die Hydrierung in Schritt b) in der Gasphase erfolgt. R 1 OOC-CH = CH-CH = CH-COOR 2 (II) in which the radicals R 1 and R 2 independently of one another represent straight-chain or branched C 1 -C 8 -alkyl, the hydrogenation in step b) taking place in the gas phase.
Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei als Method according to one of the preceding embodiments, wherein as
Hydrierkatalysator in Schritt b) ein homogener oder heterogener Hydrogenation catalyst in step b) a homogeneous or heterogeneous
Übergangsmetallkatalysator eingesetzt wird, vorzugsweise ein heterogener Übergangsmetallkatalysator. Transition metal catalyst is used, preferably a heterogeneous transition metal catalyst.
Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 bis 9, wobei in Schritt b) ein Muconsäure-Ausgangsmaterial eingesetzt wird, das ausgewählt ist unter Method according to one of embodiments 1 to 9, wherein in step b) a muconic acid starting material is used, which is selected from
Muconsäure, Muconsäuremonoestern, Lactonen der Muconsäure und Muconic acid, muconic acid monoesters, lactones of muconic acid and
Mischungen davon und der Hydrierkatalysator mindestens 50 Gew.-% Cobalt, Ruthenium oder Rhenium bezogen auf das Gesamtgewicht des reduzierten Katalysators enthält. Mixtures thereof and the hydrogenation catalyst contains at least 50 wt .-% cobalt, ruthenium or rhenium based on the total weight of the reduced catalyst.
Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 bis 9, wobei in Schritt b) ein Muconsäure-Ausgangsmaterial eingesetzt wird, das ausgewählt ist unter Method according to one of embodiments 1 to 9, wherein in step b) a muconic acid starting material is used, which is selected from
Muconsäurediestern, Poly(muconsäureestern) und Mischungen davon und der Hydrierkatalysator mindestens 50 Gew.-% Kupfer bezogen auf das Muconsäurediestern, poly (muconic acid esters) and mixtures thereof and the hydrogenation catalyst at least 50 wt .-% of copper based on the
Gesamtgewicht des reduzierten Katalysators enthält. Total weight of the reduced catalyst contains.
Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Method according to one of the preceding embodiments, wherein the
Hydrierung in Schritt b) bei einer Temperatur erfolgt, die im Bereich von 50 bis 300 °C liegt.
13. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei dieHydrogenation in step b) takes place at a temperature which is in the range of 50 to 300 ° C. 13. The method according to any one of the preceding embodiments, wherein the
Hydrierung in Schritt b) bei einem Wasserstoff-Partialdruck erfolgt, der in einem Bereich von 100 bis 300 bar liegt. 14. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 bis 13, wobei die Hydrierung in Schritt b) ohne Zwischenisolierung von Adipinsäure oder eines Esters der Adipinsäure erfolgt. Hydrogenation in step b) takes place at a hydrogen partial pressure which is in a range of 100 to 300 bar. 14. The method according to any one of embodiments 1 to 13, wherein the hydrogenation in step b) takes place without intermediate isolation of adipic acid or an ester of adipic acid.
15. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 bis 13, wobei Schritt b) die 15. The method according to any one of embodiments 1 to 13, wherein step b) the
folgenden Teilschritte umfasst: The following sub-steps include:
Hydrieren von Muconsäure oder eines ihrer Ester in wässriger Lösung Adipinsäure in Gegenwart eines ersten Hydrierkatalysators, und Hydrieren der Adipinsäure in wässriger Lösung zu 1 ,6-Hexandiol in Gegenwart eines zweiten Hydrierkatalysators. Hydrogenating muconic acid or one of its esters in aqueous solution adipic acid in the presence of a first hydrogenation catalyst, and hydrogenating the adipic acid in aqueous solution to 1, 6-hexanediol in the presence of a second hydrogenation catalyst.
16. Verfahren nach Ausführungsform 15, wobei der erste Hydrierkatalysator Raney- Cobalt und/oder Raney-Nickel ist. 16. The process of embodiment 15, wherein the first hydrogenation catalyst is Raney cobalt and / or Raney nickel.
Verfahren nach Ausführungsform 15 oder 16, wobei der zweite Katalysator bezogen auf das Gesamtgewicht des reduzierten Katalysators mindestens 50 Gew.-% Elemente enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Rhenium, Eisen, Ruthenium, Cobalt, Rhodium, Iridium, Nickel und Kupfer. The process of embodiment 15 or 16, wherein the second catalyst contains at least 50% by weight of elements selected from the group consisting of rhenium, iron, ruthenium, cobalt, rhodium, iridium, nickel, and the total weight of the reduced catalyst Copper.
Verfahren nach einer der Ausführungsformen 15 bis 17, wobei die Hydrierung in Schritt b1 ) bei einer Temperatur erfolgt, die im Bereich von 50 bis 160 °C liegt und die Hydrierung in Schritt b2) bei einer Temperatur erfolgt, die im Bereich von 160 bis 240 °C liegt. Process according to any of embodiments 15 to 17, wherein the hydrogenation in step b1) takes place at a temperature which is in the range of 50 to 160 ° C and the hydrogenation in step b2) takes place at a temperature in the range of 160 to 240 ° C is.
Verfahren nach einer der Ausführungsformen 15 bis 18, wobei A method according to any one of embodiments 15 to 18, wherein
adipinsäurehaltiges Wasser, das bei einer Isolierung des zweiten Katalysators nach Abschluss des Schrittes b2) gewonnen wird, in Schritt b1 ) als Lösungsmittel eingesetzt wird. 20. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei man die Hydrierung in Schritt b) in n hintereinander geschalteten Hydrierreaktoren durchführt, wobei n für eine ganze Zahl von wenigstens zwei steht.
21 . Verfahren nach Ausführungsform 20, wobei der 1 . bis (n-1 ). Reaktor über einen in einem externen Kreislauf geführten Strom aus der Reaktionszone verfügt. adipic acid-containing water, which is obtained after isolation of the second catalyst after completion of step b2), is used as solvent in step b1). 20. The method according to any one of the preceding embodiments, wherein the hydrogenation in step b) is carried out in n successive hydrogenation reactors, wherein n is an integer of at least two. 21. Method according to embodiment 20, wherein the 1. to (n-1). Reactor has a guided in an external circuit current from the reaction zone.
Verfahren nach einer der Ausführungsformen 20 oder 21 , wobei man die Method according to one of the embodiments 20 or 21, wherein the
Hydrierung in dem n. Reaktor adiabatisch durchführt. Hydrogenation in the n. Reactor performed adiabatically.
Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei man den Austrag aus der Hydrierung in Schritt b) einer destillativen Auftrennung unter Gewinnung einer an 1 ,6-Hexandiol angereicherten Fraktion unterzieht und die an 1 ,6-Hexandiol angereicherte Fraktion zur Aminierung in Schritt c) einsetzt. Process according to one of the preceding embodiments, wherein the effluent from the hydrogenation in step b) is subjected to a distillative separation to obtain a fraction enriched in 1,6-hexanediol and the fraction enriched in 1,6-hexanediol is used for the amination in step c) ,
24. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei das in 24. Method according to one of the preceding embodiments, wherein the in
Schritt b) erhaltene 1 ,6-Hexandiol in Schritt c) mit Ammoniak in Gegenwart des Aminierungskatalysators zu Hexamethylendiamin umgesetzt wird. Step b) obtained 1,6-hexanediol in step c) is reacted with ammonia in the presence of the amination catalyst to hexamethylenediamine.
25. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die 25. The method according to any one of the preceding embodiments, wherein the
Aminierung in Schritt c) ohne oder mit Zufuhr von Wasserstoff durchgeführt wird. Amination in step c) is carried out with or without supply of hydrogen.
26. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei der 26. Method according to one of the preceding embodiments, wherein the
Reaktionsaustrag der Aminierung in Schritt c) einer Auftrennung unter Erhalt einer an Hexamethylenimin angereicherten und einer an Hexamethylendiamin abgereicherten Fraktion unterzogen wird. Reaction discharge of the amination in step c) is subjected to a separation to obtain a hexamethyleneimine enriched and a hexamethylenediamine depleted fraction.
27. Verfahren nach Ausführungsform 26, wobei die an Hexamethylenimin 27. The method of embodiment 26, wherein the hexamethyleneimine
angereicherte Fraktion in die Aminierung in Schritt c) zurückgeführt wird. enriched fraction is recycled to the amination in step c).
28. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 26 oder 27, wobei die in die 28. The method according to any one of embodiments 26 or 27, wherein in the
Aminierung in Schritt c) zurückgeführte Fraktion aus Hexamethylenimin und 1 ,6- Hexandiol besteht. Amination in step c) consists of recycled fraction of hexamethyleneimine and 1,6-hexanediol.
29. Verfahren nach Ausführungsform 28, wobei die in die Aminierung in Schritt c) zurückgeführte Fraktion zu 20 bis 35 Gew.-% aus Hexamethylenimin und zu 80 bis 65 Gew.-% aus 1 ,6-Hexandiol besteht. 30. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei in Schritt c) Hexamethylenimin als einziges Lösungsmittel verwendet wird. 29. A process according to embodiment 28, wherein the recycled to the amination in step c) fraction to 20 to 35 wt .-% of hexamethyleneimine and 80 to 65 wt .-% of 1, 6-hexanediol. 30. The method according to any one of the preceding embodiments, wherein in step c) hexamethyleneimine is used as the sole solvent.
31 . Hexamethylendiamin, dadurch gekennzeichnet, dass es ein C14/C12-lsotopenver- hältnis im Bereich von 0,5 x 10"12 bis 5 x 10"12 aufweist.
32. Hexamethylendiamin, dadurch gekennzeichnet, dass es ausgehend von biokatalytisch aus mindestens einem nachwachsenden Rohstoff synthetisierter Muconsaure herstellbar ist. 31. Hexamethylenediamine, characterized in that it comprises a C 14 / C 12 -lsotopenver- ratio in the range of 0.5 x 10 "12 to 5 × 10." 12 32. hexamethylenediamine, characterized in that it can be prepared starting from biocatalytically from at least one renewable raw material synthesized Muconsaure.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden als Ester der Muconsaure die Ester mit einer separaten (externen) Alkoholkomponente bezeichnet. Als Lactone der In the context of the present invention, esters of the muconic acid are the esters with a separate (external) alcohol component. As lactones the
Muconsaure werden die durch intramolekulare Michaeladdition erhältlichen Muconic acids are those obtainable by intramolecular Michael addition
Verbindungen (III) und (IV) sowie das Produkt (V) der Hydrierung der Verbindung (III) verstanden: Compounds (III) and (IV) and the product (V) of the hydrogenation of the compound (III) understood:
Das Lacton (III) ist dabei ein Monolacton, das noch eine hydrierbare Kohlenstoff- Kohlenstoff-Doppelbindung enthält. Das Lacton (IV) hingegen ist ein Bislacton, das keine hydrierbare Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung mehr enthält. Das Lacton (V) kann auch durch intramolekulare Michaeladdition aus Dihydromuconsäure entstehen. Unabhängig von seiner Herstellung wird das Lacton (V) im Rahmen der Erfindung auch als "hydriertes Monolacton der Muconsäure" bezeichnet. The lactone (III) is a monolactone which still contains a hydrogenatable carbon-carbon double bond. The lactone (IV), however, is a bis-lactone containing no hydrogenatable carbon-carbon double bond. The lactone (V) can also be formed by intramolecular Michael addition of dihydromuconic acid. Regardless of its preparation, the lactone (V) in the context of the invention is also referred to as "hydrogenated monolactone of muconic acid".
Die in Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens bereitgestellte Muconsäure stammt aus erneuerbaren Quellen. Darunter werden im Sinne der Erfindung natürliche (biogene) Quellen und nicht fossile Quellen, wie Erdöl, Erdgas oder Kohle, verstanden. Vorzugsweise stammt die in Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens The muconic acid provided in step a) of the process according to the invention comes from renewable sources. For the purposes of the invention, this includes natural (biogenic) sources and non-fossil sources, such as crude oil, natural gas or coal. Preferably, the in step a) of the method according to the invention
bereitgestellte Muconsäure aus Kohlenhydraten, z. B. Stärke, Cellulose und Zuckern, oder aus Lignin. Aus erneuerbaren Quellen gewonnene Verbindungen, beispielsweise
Muconsaure, weisen ein anderes 14C-zu-12C-lsotopenverhältnis als aus fossilen Quellen wie Erdöl gewonnene Verbindungen auf. Die in Schritt a) eingesetzte provided muconic acid from carbohydrates, eg. As starch, cellulose and sugars, or lignin. Renewable compounds, for example Muconic acid has a different 14 C to 12 C isotope ratio than compounds derived from fossil sources such as petroleum. The used in step a)
Muconsaure weist dementsprechend bevorzugt ein 14C-zu-12C-lsotopenverhältnis im Bereich von 0,5*10-12 bis 5*10-12 auf. Muconsaure accordingly has preferably a C 14-to-12 C lsotopenverhältnis in the range of 0.5 * 10 12 to 5 × 10 12.
Die Herstellung von Muconsaure aus erneuerbaren Quellen kann nach allen dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen, vorzugsweise biokatalytisch. Die The production of muconic acid from renewable sources can be carried out by all methods known to those skilled in the art, preferably biocatalytically. The
biokatalytische Herstellung von Muconsaure aus mindestens einem nachwachsenden Rohstoff ist beispielsweise in folgenden Dokumenten beschrieben: US 4,968,612, WO 2010/148063 A2, WO 2010/148080 A2 sowie K. M. Draths und J. W. Frost, J. Am. Chem. Soc. 1994, 1 16, 339-400 und W. Niu et al., Biotechnol. Prog. 2002, 18, 201 - 21 1 . biocatalytic production of muconic acid from at least one renewable raw material is described, for example, in the following documents: US Pat. No. 4,968,612, WO 2010/148063 A2, WO 2010/148080 A2 and K. M. Draths and J. W. Frost, J. Am. Chem. Soc. 1994, 16, 339-400 and W. Niu et al., Biotechnol. Prog. 2002, 18, 201 - 21 1.
Wie zuvor ausgeführt, existiert Muconsaure (2,4-Hexadiendicarbonsäure) in drei isomeren Formen, der eis, eis-, der cis,trans- und der trans,trans-Form, die als Gemisch vorliegen können. Der Begriff„Muconsaure" umfasst im Sinne der Erfindung die unterschiedlichen Konformeren der Muconsaure in beliebiger Zusammensetzung. Als Einsatzstoffe für die Umsetzung mit Wasserstoff in Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens sind grundsätzlich alle Konformere der Muconsäure und/oder deren Ester und beliebige Gemische davon geeignet. As stated previously, muconic acid (2,4-hexadiene dicarboxylic acid) exists in three isomeric forms, the ice, cis, cis, trans and trans, trans forms, which may be present as a mixture. For the purposes of the invention, the term "muconic acid" encompasses the different conformers of muconic acid in any desired composition. [Sind alle] Suitable starting materials for the reaction with hydrogen in step b) of the process according to the invention are in principle all conformers of the muconic acid and / or its esters and any mixtures thereof.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Einsatzstoff verwendet, der an cis,trans-Muconsäure und/oder deren Ester angereichert ist oder der aus cis,trans-Muconsäure und/oder deren Ester besteht. So weisen cis,trans-Muconsäure und deren Ester eine höhere Löslichkeit in Wasser und in organischen Medien auf als cis,cis-Muconsäure und trans,trans- Muconsäure. In a preferred embodiment, in step b) of the process according to the invention, a starting material is used which is enriched in cis, trans-muconic acid and / or its esters or which consists of cis, trans-muconic acid and / or their esters. Thus, cis, trans-muconic acid and their esters have a higher solubility in water and in organic media than cis, cis-muconic acid and trans, trans -muconic acid.
Wird in Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Einsatzstoff verwendet, der wenigstens eine Komponente enthält, die ausgewählt ist unter cis,cis-Muconsäure, trans,trans-Muconsäure und/oder deren Ester, so wird dieser vor oder während der Hydrierung einer Isomerisierung zu cis,trans-Muconsäure bzw. deren Ester If a feedstock containing at least one component selected from cis, cis-muconic acid, trans, trans-muconic acid and / or esters thereof is used in step b) of the process according to the invention, this is added to an isomerization before or during the hydrogenation cis, trans-muconic acid or its esters
unterzogen. Die Isomerisierung von cis,cis-Muconsäure zu cis,trans-Muconsäure ist in folgendem Schema abgebildet: subjected. The isomerization of cis, cis-muconic acid to cis, trans-muconic acid is shown in the following scheme:
HOHO
OOH
Als Katalysatoren kommen insbesondere anorganische oder organische Säuren, Hydrierkatalysatoren, lod oder UV-Strahlung in Frage. Geeignete Hydrierkatalysatoren sind die im Folgenden beschriebenen. Die Isomerisierung kann beispielsweise nach dem in der WO 201 1/08531 1 A1 beschriebenen Verfahren erfolgen. OOH Suitable catalysts are, in particular, inorganic or organic acids, hydrogenation catalysts, iodine or UV radiation. Suitable hydrogenation catalysts are those described below. The isomerization can be carried out, for example, by the process described in WO 201 1/08531 1 A1.
Bevorzugt besteht der Einsatzstoff für die Umsetzung mit Wasserstoff in Schritt b) zu wenigstens 80 Gew.-%, besonders bevorzugt wenigstens 90 Gew.-% aus cis,trans- Muconsäure und/oder deren Ester, bezogen auf das Gesamtgewicht aller im Preferably, the starting material for the reaction with hydrogen in step b) to at least 80 wt .-%, more preferably at least 90 wt .-% of cis, trans-Muconsäure and / or their esters, based on the total weight of all
Einsatzstoff enthaltenen Muconsäure- und Muconsäureester-Konformere. Muconsäure- and Muconsäureester conformers contained.
Zur Hydrierung in Schritt b) wird vorzugsweise ein Muconsäure-Ausgangsmaterial eingesetzt, das ausgewählt ist unter Muconsäure, Muconsäuremonoestern, For the hydrogenation in step b) it is preferable to use a muconic acid starting material which is selected from muconic acid, muconic acid monoesters,
Muconsäurediestern, Poly(muconsäureestern), Lactonen der Muconsäure und Mischungen davon. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff Muconsäurepolyester auch oligomere Muconsäureester, die wenigstens eine von der Muconsäure oder dem zur Esterbildung eingesetzten Diol abgeleitete Muconic diesters, poly (muconic acid esters), lactones of muconic acid and mixtures thereof. In the context of the present invention, the term muconic acid polyester also denotes oligomeric muconic acid esters which have at least one derived from the muconic acid or the diol used for ester formation
Wiederholungseinheit und wenigstens zwei dazu komplementäre über Repeating unit and at least two complementary over
Carbonsäureestergruppen gebundene Wiederholungseinheiten aufweisen. Having carboxylic acid ester groups bonded repeat units.
Bevorzugt wird als Muconsäuremonoester wenigstens eine Verbindung der allgemeinen Formel (I) Preferably, the muconic acid monoester used is at least one compound of the general formula (I)
R1OOC-CH=CH-CH=CH-COOH (I) eingesetzt, worin die Reste R1 unabhängig voneinander für geradkettiges oder verzweigtes Ci-Cs-Alkyl stehen. R 1 OOC-CH = CH-CH = CH-COOH (I) used, wherein the radicals R 1 independently represent straight-chain or branched Ci-Cs-alkyl.
Bevorzugt wird als Muconsäurediester wenigstens eine Verbindung der allgemeinen Formel (II) As muconic acid diester, preference is given to at least one compound of the general formula (II)
R1OOC-CH=CH-CH=CH-COOR2 (II) eingesetzt, worin die Reste R1 und R2 unabhängig voneinander für geradkettiges oder verzweigtes Ci-Cs-Alkyl stehen. R 1 OOC-CH = CH-CH = CH-COOR 2 (II) used, wherein the radicals R 1 and R 2 independently of one another represent straight-chain or branched Ci-Cs-alkyl.
Bevorzugt wird als Poly(muconsäureester) wenigstens eine Verbindung der allgemeinen Formel (VI)
O O Preferred as poly (muconic acid ester) is at least one compound of the general formula (VI) OO
I I I I I I I
R3— O -4 C— CH : :CH -CH : :CH C— O- CH2 - -04-R' R 3 - O -4 C- CH:: CH CH:: CH C- O- CH 2 - -04-R '
(VI) eingesetzt, worin x für eine ganze Zahl von 2 bis 6 steht, n für eine ganze Zahl von 1 bis 100 steht, R3 für H, geradkettiges oder verzweigtes Ci-Cs-Alkyl oder eine Gruppe HO-(CH2)x- steht, In which x is an integer from 2 to 6, n is an integer from 1 to 100, R 3 is H, straight-chain or branched C 1 -C 8 -alkyl or a group HO- (CH 2) x - stands,
R4 für H oder eine Gruppe -C(=0)-CH=CH-CH=CH-COOR5 steht, worin R5 für H oder geradkettiges oder verzweigtes Ci-Cs-Alkyl steht, mit der Maßgabe, dass für n = 1 entweder R3 für H und R4 für -C(=0)-CH=CH-CH=CH- COOR5 steht oder R3 für eine Gruppe HO-(CH2)x- und R4 für H steht. R 4 is H or a group -C (= O) -CH = CH-CH = CH-COOR 5 , in which R 5 is H or straight-chain or branched C 1 -C 8 -alkyl, with the proviso that for n = 1 either R 3 is H and R 4 is -C (= O) -CH = CH-CH = CHCOOROR 5 or R 3 is a group HO- (CH 2 ) x- and R 4 is H.
Der Polymerisationsgrad des Poly(muconsäureesters) bezeichnet im Rahmen der Erfindung die Summe der Wiederholungseinheiten, die sich formal von Muconsaure ableiten und der Wiederholungseinheiten, die sich formal von Diolen HO-(CH2)x-OH ableiten. In the context of the invention, the degree of polymerization of the poly (muconic acid ester) denotes the sum of the repeat units which formally derive from muconic acid and the repeat units which formally derive from diols HO- (CH 2) x -OH.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird zur Hydrierung in Schritt b) ein Muconsäure-Ausgangsmaterial eingesetzt, das ausgewählt ist unter Muconsaure, Muconsäuremonoestern, Muconsäurediestern, Poly(muconsäureestern) und In a first preferred embodiment, the hydrogenation in step b) is carried out using a muconic acid starting material selected from muconic acid, muconic acid monoesters, muconic diesters, poly (muconic acid esters) and
Mischungen davon. Mixtures thereof.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform wird zur Hydrierung in Schritt b) ein Muconsäure-Ausgangsmaterial eingesetzt, das ausgewählt ist unter den Lactonen (III), (IV) und (V) und Mischungen davon:
In a second preferred embodiment, the hydrogenation in step b) is carried out using a muconic acid starting material selected from lactones (III), (IV) and (V) and mixtures thereof:
(III) (iv) (III) (iv)
Speziell wird zur Hydrierung in Schritt b) ein Muconsäure-Ausgangsmaterial eingesetzt, das ausgewählt ist unter Muconsäure, Muconsäuremonoestern, Muconsäurediestern, Poly(muconsäureestern) und Mischungen davon und erfolgt die Hydrierung in flüssiger Phase. Specifically, for the hydrogenation in step b), a muconic acid starting material is used which is selected from muconic acid, muconic acid monoesters, muconic diesters, poly (muconic acid esters) and mixtures thereof, and the hydrogenation is carried out in the liquid phase.
In einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Hydrierung in Schritt b) in flüssiger Phase in Gegenwart eines Lösungsmittels, das ausgewählt ist unter Wasser, aliphatischen d- bis Cs-Alkoholen, aliphatischen C2- bis C6-Diolen, Ethern und Gemischen daraus. Vorzugsweise ist das Lösungsmittel ausgewählt unter Wasser, Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, sek.-Butanol, Isobutanol und tert.-Butanol, Ethylenglykol, 1 ,3-Propandiol, 1 ,4-Butandiol, 1 ,5-Pentandiol, 1 ,6-Hexandiol, Tetrahydrofuran, 2-Methyltetrahydrofuran, Diethylether, Methyl-tert.-butylether und Gemischen daraus. Bevorzugt sind aliphatische C bis C5- Alkohole, Wasser und Gemische dieser Lösungsmittel. Besonders bevorzugt sind Methanol, n-Butanol, Isobutanol, Wasser und Gemische dieser Lösungsmittel. In a first embodiment of the process according to the invention, the hydrogenation in step b) takes place in the liquid phase in the presence of a solvent which is selected from water, aliphatic C 1 to C 8 alcohols, aliphatic C 2 to C 6 diols, ethers and mixtures thereof. Preferably, the solvent is selected from water, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, isobutanol and tert-butanol, ethylene glycol, 1, 3-propanediol, 1, 4-butanediol, 1, 5-pentanediol, 1, 6-hexanediol, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, diethyl ether, methyl tert-butyl ether and mixtures thereof. Aliphatic C to C5 alcohols, water and mixtures of these solvents are preferred. Particularly preferred are methanol, n-butanol, isobutanol, water and mixtures of these solvents.
Weiterhin ist es bevorzugt, das Zielprodukt 1 ,6-Hexandiol als Lösungsmittel zu verwenden. Dabei kann 1 ,6-Hexandiol für sich allein oder im Gemisch mit Alkoholen und/oder Wasser eingesetzt werden. Furthermore, it is preferred to use the target product 1, 6-hexanediol as a solvent. In this case, 1, 6-hexanediol can be used alone or in admixture with alcohols and / or water.
Es ist bevorzugt, dass für die Hydrierung in der flüssigen Phase eine Lösung eingesetzt wird, die 10 bis 60 Gew.-% Muconsäure oder eines ihrer Ester, besonders bevorzugt 20 bis 50 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 30 bis 50 Gew.-%, enthält. It is preferred that for the hydrogenation in the liquid phase, a solution is used, the 10 to 60 wt .-% muconic acid or one of its esters, more preferably 20 to 50 wt .-%, most preferably 30 to 50 wt. %, contains.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform wird zur Hydrierung in Schritt b) wenigstens ein Muconsäurediester der allgemeinen Formel (II) In a second preferred embodiment, at least one muconic acid diester of the general formula (II) is used for the hydrogenation in step b).
R1OOC-CH=CH-CH=CH-COOR2 (I I) eingesetzt, worin die Reste R1 und R2 unabhängig voneinander für geradkettiges oder verzweigtes Ci-Cs-Alkyl stehen und erfolgt die Hydrierung in der Gasphase. R 1 OOC-CH = CH-CH = CH-COOR 2 (II) used, wherein the radicals R 1 and R 2 are independently straight-chain or branched Ci-Cs-alkyl and the hydrogenation is carried out in the gas phase.
Für die Umsetzung in Schritt b) geeignete Hydrierkatalysatoren sind grundsätzlich die dem Fachmann zum Hydrieren von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen bekannten Übergangsmetallkatalysatoren. In der Regel umfasst der Katalysator
wenigstens ein Übergangsmetall der Gruppen 7, 8, 9, 10 und 1 1 des Periodensystems nach IUPAC. Vorzugsweise weist der Katalysator wenigstens ein Übergangsmetall aus der Gruppe Mn, Re, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu und Au auf. Besonders bevorzugt weist der Katalysator wenigstens ein Übergangsmetall aus der Gruppe Co, Ni, Cu, Re, Fe, Ru, Rh, Ir auf. Die Hydrierkatalysatoren bestehen aus den genannten Übergangsmetallen als solches oder umfassen die genannten Übergangsmetalle auf einen Träger aufgebracht, als Fällungskatalysatoren, als Raney-Katalysatoren oder als Mischungen davon. Als inertes Trägermaterial für die erfindungsgemäß in Schritt b) eingesetzten Suitable hydrogenation catalysts for the reaction in step b) are in principle the transition metal catalysts known to those skilled in the art for hydrogenating carbon-carbon double bonds. In general, the catalyst includes at least one transition metal of groups 7, 8, 9, 10 and 11 of the periodic table according to IUPAC. Preferably, the catalyst comprises at least one transition metal selected from the group consisting of Mn, Re, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu and Au. Particularly preferably, the catalyst has at least one transition metal from the group Co, Ni, Cu, Re, Fe, Ru, Rh, Ir. The hydrogenation catalysts consist of said transition metals as such or comprise said transition metals supported, as precipitation catalysts, as Raney catalysts or as mixtures thereof. As inert carrier material for the invention used in step b)
Hydrierkatalysatoren können praktisch alle Trägermaterialien des Standes der Technik, wie sie vorteilhaft bei der Herstellung von geträgerten Katalysatoren Verwendung finden, beispielsweise Kohlenstoff, S1O2 (Quarz), Porzellan, Magnesiumoxid, Hydrogenation catalysts may comprise virtually all prior art support materials which are advantageously used in the preparation of supported catalysts, for example carbon, S1O2 (quartz), porcelain, magnesium oxide,
Zinndioxid, Siliciumcarbid, T1O2 (Rutil, Anatas), AI2O3 (Tonerde), Aluminiumsilikat, Steatit (Magnesiumsilikat), Zirkoniumsilikat, Cersilikat oder Mischungen dieser Tin dioxide, silicon carbide, T1O2 (rutile, anatase), Al2O3 (alumina), aluminum silicate, steatite (magnesium silicate), zirconium silicate, cersilicate or mixtures thereof
Trägermaterialien, eingesetzt werden. Bevorzugte Trägermaterialien sind Kohlenstoff, Aluminiumoxid und Siliciumdioxid. Ein besonders bevorzugtes Trägermaterial ist Kohlenstoff. Als Siliciumdioxid-Trägermaterial können Siliciumdioxid-Materialien unterschiedlicher Herkunft und Herstellung, z. B. pyrogen erzeugte Kieselsäuren oder nasschemisch hergestellte Kieselsäuren, wie Kieselgele, Aerogele oder Support materials used. Preferred support materials are carbon, alumina and silica. A particularly preferred carrier material is carbon. As the silica support material can silica materials of different origin and production, for. B. pyrogenic silicas or wet-chemically prepared silicas, such as silica gels, aerogels or
Fällungskieselsäuren, zur Katalysatorherstellung eingesetzt werden (zur Herstellung der verschiedenen Si02-Ausgangsmaterialien siehe: W. Büchner, R. Schliebs, G. Precipitated silicas, used for catalyst preparation (for the preparation of various SiO 2 starting materials see: W. Büchner, R. Schliebs, G.
Winter, K. H. Büchel: Industrielle Anorganische Chemie, 2. Aufl., S. 532-533, VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim 1986). Winter, K.H. Buchel: Industrial Inorganic Chemistry, 2nd ed., P. 532-533, VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim 1986).
Die Hydrierkatalysatoren können als Formkörper eingesetzt werden, z. B. in Form von Kugeln, Ringen, Zylindern, Würfeln, Quadern oder anderen geometrischen Körpern. Ungeträgerte Katalysatoren können nach üblichen Verfahren geformt werden, z. B. durch Extrudieren, Tablettieren etc. Die Form geträgerter Katalysatoren wird durch die Form des Trägers bestimmt. Alternativ dazu kann der Träger vor oder nach dem Aufbringen der katalytisch aktiven Komponente(n) einem Formungsverfahren unterzogen werden. Die Übergangsmetallkatalysatoren K können z. B. in Form von gepressten Zylindern, Tabletten, Pastillen, Wagenrädern, Ringen, Sternen oder Strangpresslingen, wie Vollsträngen, polylobären Strängen, Hohlsträngen und The hydrogenation catalysts can be used as shaped bodies, for. B. in the form of spheres, rings, cylinders, cubes, cuboids or other geometric bodies. Unsupported catalysts can be formed by conventional methods, e.g. By extruding, tableting, etc. The shape of supported catalysts is determined by the shape of the support. Alternatively, the support may be subjected to a molding process before or after application of the catalytically active component (s). The transition metal catalysts K can, for. B. in the form of pressed cylinders, tablets, pastilles, carriage wheels, rings, stars or extrudates, such as solid strands, polylobären strands, hollow strands and
Wabenkörpern oder anderen geometrischen Körpern, eingesetzt werden. Honeycomb bodies or other geometric bodies, are used.
Die Katalysatorteilchen weisen im Allgemeinen einen Mittelwert des (größten) The catalyst particles generally have an average of the (largest)
Durchmessers von 0,5 bis 20 mm, vorzugsweise 1 bis 10 mm, auf. Dazu zählen z. B. Übergangsmetallkatalysatoren K in Form von Tabletten, z. B. mit einem Durchmesser
von 1 bis 7 mm, vorzugsweise 2 bis 6 mm, und einer Höhe von 3 bis 5 mm, Ringen mit z. B. 4 bis 7 mm, vorzugsweise 5 bis 7 mm, Außendurchmesser, 2 bis 5 mm Höhe und 2 bis 3 mm Lochdurchmesser, oder Strängen unterschiedlicher Länge eines Diameter of 0.5 to 20 mm, preferably 1 to 10 mm, on. These include z. B. transition metal catalysts K in the form of tablets, for. B. with a diameter from 1 to 7 mm, preferably 2 to 6 mm, and a height of 3 to 5 mm, rings with z. B. 4 to 7 mm, preferably 5 to 7 mm, outer diameter, 2 to 5 mm in height and 2 to 3 mm hole diameter, or strands of different lengths
Durchmessers von z. B. 1 ,0 bis 5 mm. Derartige Formen können auf an sich bekannte Weise durch Tablettierung, Strangpressen oder Extrusion erhalten werden. Dazu können der Katalysatormasse übliche Hilfsmittel, z. B. Gleitmittel wie Graphit, Diameter of z. B. 1, 0 to 5 mm. Such forms can be obtained in a manner known per se by tableting, extrusion or extrusion. For this purpose, the catalyst composition customary auxiliaries, for. As lubricants such as graphite,
Polyethylenoxid, Cellulose oder Fettsäuren (wie Stearinsäure) und/oder Formhilfsmittel und Verstärkungsmittel, wie Fasern aus Glas, Asbest oder Siliciumcarbid, zugesetzt werden. Polyethylene oxide, cellulose or fatty acids (such as stearic acid) and / or molding aids and reinforcing agents such as glass, asbestos or silicon carbide fibers.
Der Katalysator kann unter den Hydrierungsbedingungen sowohl als homogener als auch als heterogener Katalysator vorliegen. Bevorzugt liegt der Katalysator unter den Hydrierungsbedingungen als heterogener Katalysator vor. Sofern ein heterogener Katalysator verwendet wird, kann dieser beispielsweise auf einem netzförmigen Träger aufgebracht sein. Alternativ oder zusätzlich kann der heterogene Katalysator an der Innenwand eines röhrenförmigen Trägers aufgebracht sein, wobei der röhrenförmige Träger von der Reaktionsmischung durchströmt wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Katalysator als partikulärer Feststoff eingesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Hydrierung in Schritt b) in der flüssigen Phase und liegt der Katalysator in Form einer Suspension vor. Sofern ein flüssiger Reaktionsaustrag aus der Reaktionszone entnommen wird, kann der suspendierte Katalysator durch dem Fachmann bekannte Rückhalteverfahren in der Reaktionszone gehalten werden. Diese Rückhalteverfahren umfassen bevorzugt eine Querstromfiltration, eine The catalyst can be present under the hydrogenation conditions both as a homogeneous and as a heterogeneous catalyst. Preferably, the catalyst is present under the hydrogenation conditions as a heterogeneous catalyst. If a heterogeneous catalyst is used, this can be applied, for example, to a reticulated carrier. Alternatively or additionally, the heterogeneous catalyst can be applied to the inner wall of a tubular support, wherein the tubular support is flowed through by the reaction mixture. Alternatively or additionally, the catalyst can be used as a particulate solid. In a preferred embodiment, the hydrogenation in step b) takes place in the liquid phase and the catalyst is in the form of a suspension. If a liquid reaction product is removed from the reaction zone, the suspended catalyst can be kept in the reaction zone by retention methods known to those skilled in the art. These retention methods preferably comprise a cross-flow filtration, a
Schwerkraftfiltration und/oder eine Filtration mittels wenigstens einer Filterkerze. Gravity filtration and / or filtration by means of at least one filter candle.
Hydrierung von Muconsäure, Muconsäuremonoestern und Lactonen Hydrogenation of muconic acid, muconic acid monoesters and lactones
In einer ersten Verfahrensvariante wird zur Hydrierung in Schritt b) ein Muconsäure- Ausgangsmaterial eingesetzt, das ausgewählt ist unter Muconsäure, In a first process variant, a muconic acid starting material is used for the hydrogenation in step b), which is selected from muconic acid,
Muconsäuremonoestern, Lactonen der Muconsäure und Mischungen davon. Muconic acid monoesters, lactones of muconic acid and mixtures thereof.
Nach dieser Verfahrensvariante wird zur Hydrierung in Schritt b) vorzugsweise ein Hydrierkatalysator eingesetzt, der mindestens 50 Gew.-% Cobalt, Ruthenium oder Rhenium, bezogen auf das Gesamtgewicht des reduzierten Katalysators, enthält. According to this process variant, the hydrogenation in step b) is preferably carried out using a hydrogenation catalyst which contains at least 50% by weight of cobalt, ruthenium or rhenium, based on the total weight of the reduced catalyst.
Werden zur Hydrierung Katalysatoren eingesetzt, die mindestens 50 Gew.-% Cobalt enthalten, so können diese weiterhin insbesondere Phosphorsäure und/oder weitere Übergangsmetalle, bevorzugt Kupfer, Mangan und/oder Molybdän, enthalten.
Die Herstellung eines geeigneten Katalysatorvorläufers ist aus der DE 2321 101 bekannt. Dieser enthält im nicht reduzierten, kalzinierten Zustand 40 bis 60 Gew.-% Cobalt (berechnet als Co), 13 bis 17 Gew.-% Kupfer (berechnet als Cu), 3 bis 8 Gew.- % Mangan (berechnet als Mn), 0,1 bis 5 Gew.-% Phosphate (berechnet als H3PO4) sowie 0,5 bis 5 Gew.-% Molybdän (berechnet als M0O3). Die EP 636 409 B1 beschreibt die Herstellung weiterer geeigneter Cobalt-Katalysator-Vorläufer, die zu 55 bis 98 Gew.-% aus Cobalt, zu 0,2 bis 15 Gew.-% aus Phosphor, zu 0,2 bis 15 Gew.-% aus Mangan und zu 0,2 bis 15 Gew.-% aus Alkalimetallen (berechnet als Oxid) bestehen. Derartige Katalysator-Vorläufer können durch Behandlung mit Wasserstoff oder Gemischen aus Wasserstoff und Inertgasen wie Stickstoff zu den aktiven, metallisches Cobalt enthaltenden Katalysatoren reduziert werden. Diese Katalysatoren stellen Vollkontakte dar, die ganz überwiegend aus Metall bestehen und keinen Katalysator-Träger enthalten. Hydrierung von Muconsäurediestern und Muconsäurepolyestern If catalysts which contain at least 50% by weight of cobalt are used for the hydrogenation, they may furthermore contain, in particular, phosphoric acid and / or further transition metals, preferably copper, manganese and / or molybdenum. The preparation of a suitable catalyst precursor is known from DE 2321 101. This contains in the unreduced, calcined state 40 to 60 wt .-% cobalt (calculated as Co), 13 to 17 wt .-% copper (calculated as Cu), 3 to 8 wt% manganese (calculated as Mn), 0.1 to 5 wt .-% of phosphates (calculated as H3PO4) and 0.5 to 5 wt .-% molybdenum (calculated as M0O3). EP 636 409 B1 describes the preparation of further suitable cobalt catalyst precursors containing from 55 to 98% by weight of cobalt, from 0.2 to 15% by weight of phosphorus, to from 0.2 to 15% by weight. % of manganese and 0.2 to 15 wt .-% of alkali metals (calculated as oxide) exist. Such catalyst precursors can be reduced to the active, metallic cobalt-containing catalysts by treatment with hydrogen or mixtures of hydrogen and inert gases such as nitrogen. These catalysts are full contacts, which are predominantly made of metal and contain no catalyst support. Hydrogenation of muconic diesters and muconic acid polyesters
In einer ersten Verfahrensvariante wird zur Hydrierung in Schritt b) ein Muconsäure- Ausgangsmaterial eingesetzt wird, das ausgewählt ist unter Muconsäurediestern, Poly(muconsäureestern) und Mischungen davon. In a first process variant, a muconic acid starting material is used for the hydrogenation in step b), which is selected from muconic diesters, poly (muconic acid esters) and mixtures thereof.
Nach dieser Verfahrensvariante wird zur Hydrierung in Schritt b) vorzugsweise ein Hydrierkatalysator eingesetzt, der mindestens 50 Gew.-% Kupfer bezogen auf das Gesamtgewicht des reduzierten Katalysators enthält. Als Katalysatoren kommen prinzipiell alle zur Hydrierung von Carbonylgruppen geeigneten homogenen und heterogenen Katalysatoren wie Metalle, Metalloxide, Metallverbindungen oder Gemische daraus in Betracht. Beispiele für homogene Katalysatoren sind beispielsweise in Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Band IV/1 c, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1980, S. 45-67 und Beispiele für heterogene Katalysatoren sind beispielsweise in Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Band IV/1 c, S. 16 bis 26 beschrieben. According to this process variant, the hydrogenation in step b) preferably uses a hydrogenation catalyst which contains at least 50% by weight of copper, based on the total weight of the reduced catalyst. Suitable catalysts are in principle all suitable for the hydrogenation of carbonyl homogeneous and heterogeneous catalysts such as metals, metal oxides, metal compounds or mixtures thereof into consideration. Examples of homogeneous catalysts are, for example, in Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Volume IV / 1 c, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1980, pp 45-67 and examples of heterogeneous catalysts are, for example in Houben-Weyl, methods of organic chemistry , Volume IV / 1 c, pp 16 to 26 described.
Bevorzugt werden Katalysatoren verwendet, die eines oder mehrere der Elemente aus den Nebengruppen I. und VI. bis VIII. des Periodensystems der Elemente, bevorzugt Kupfer, Chrom, Molybdän, Mangan, Rhenium, Ruthenium, Cobalt, Nickel oder Palladium, besonders bevorzugt Kupfer, Cobalt oder Rhenium enthalten. Preference is given to using catalysts which contain one or more of the elements from subgroups I and VI. to VIII. of the Periodic Table of the Elements, preferably copper, chromium, molybdenum, manganese, rhenium, ruthenium, cobalt, nickel or palladium, particularly preferably copper, cobalt or rhenium.
Auch bei der Hydrierung der Muconsäurediester, -oligoester und -polyester können die schon genannten Cobalt, Ruthenium oder Rhenium enthaltenden Katalysatoren
verwendet werden. Es ist aber bevorzugt, anstelle dieser Katalysatoren mindestens 50 Gew.-% Kupfer (bezogen auf das Gesamtgewicht des reduzierten Katalysators) enthaltende Katalysatoren einzusetzen. Die Katalysatoren können allein aus Aktivkomponenten bestehen oder ihre Also in the hydrogenation of Muconsäurediester, oligoester and polyester, the already mentioned cobalt, ruthenium or rhenium-containing catalysts be used. However, it is preferred to use at least 50 wt .-% copper (based on the total weight of the reduced catalyst) containing catalysts instead of these catalysts. The catalysts may consist solely of active components or their
Aktivkomponenten können auf Trägern aufgebracht sein. Als Trägermaterialien eignen sich insbesondere O2O3, AI2O3, S1O2, ZrÜ2, ZnO, BaO und MgO oder Mischungen daraus. Besonders bevorzugt sind Katalysatoren, wie sie in EP 0 552 463 A1 beschrieben sind. Dies sind Katalysatoren, die in der oxidischen Form die Zusammensetzung Active components can be applied to carriers. Suitable carrier materials are, in particular, O 2 O 3, Al 2 O 3, SiO 2, ZrO 2, ZnO, BaO and MgO or mixtures thereof. Particular preference is given to catalysts, as described in EP 0 552 463 A1. These are catalysts which in the oxidic form the composition
CUaAlbZrcMndOx besitzen, wobei a > 0, b > 0, c ä 0, d >0, a > b/2, b > a/4, a > c und a > d gilt und x die zur Wahrung der Elektronneutralität pro Formeleinheit erforderliche Anzahl von CUaAlbZr c MndOx, where a> 0, b> 0, c a 0, d> 0, a> b / 2, b> a / 4, a> c and a> d and x are for maintaining the electron neutrality per Formula unit required number of
Sauerstoffionen bezeichnet. Die Herstellung dieser Katalysatoren kann beispielsweise nach den Angaben der EP 552 463 A1 durch Fällung von schwerlöslichen Called oxygen ions. The preparation of these catalysts, for example, according to the specifications of EP 552 463 A1 by precipitation of sparingly soluble
Verbindungen aus Lösungen erfolgen, welche die entsprechenden Metallionen in Form ihrer Salze enthalten. Geeignete Salze sind beispielsweise Halogenide, Sulfate und Nitrate. Als Fällungsmittel eignen sich alle Agenzien, die zur Bildung solcher unlöslicher Zwischenstufen führen, die sich durch thermische Behandlung in die Oxide überführen lassen. Besonders geeignete Zwischenstufen sind die Hydroxide und Carbonate bzw. Hydrogencarbonate, so dass als besonders bevorzugte Fällungsmittel Alkalicarbonate oder Ammoniumcarbonat einsetzt werden. Es erfolgt eine thermische Behandlung der Zwischenstufen bei Temperaturen im Bereich von 500 °C bis 1000 °C. Die BET-Oberfläche solcher Katalysatoren liegt zwischen 10 und 150 m2/g. Compounds are made from solutions containing the corresponding metal ions in the form of their salts. Suitable salts are, for example, halides, sulfates and nitrates. Suitable precipitants are all agents which lead to the formation of such insoluble intermediates, which can be converted by thermal treatment in the oxides. Particularly suitable intermediates are the hydroxides and carbonates or bicarbonates, so that alkali metal carbonates or ammonium carbonate are used as particularly preferred precipitants. There is a thermal treatment of the intermediates at temperatures in the range of 500 ° C to 1000 ° C. The BET surface area of such catalysts is between 10 and 150 m 2 / g.
Weiterhin sind Katalysatoren geeignet, die eine BET-Oberfläche von 50 bis 120 m2/g besitzen, vollständig oder teilweise Kristalle mit Spinellstruktur enthalten und Kupfer in Gestalt von Kupferoxid enthalten. Furthermore, catalysts are suitable which have a BET surface area of 50 to 120 m 2 / g, wholly or partially contain crystals with spinel structure and copper in the form of copper oxide.
Auch die WO 2004/085 356 A1 beschreibt für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Kupfer-Katalysatoren, die Kupferoxid, Aluminiumoxid und mindestens eines der Oxide von Lanthan, Wolfram, Molybdän, Titan oder Zirkonium und zusätzlich pulverförmiges metallisches Kupfer, Kupferblättchen, pulverförmigen Zement, Graphit oder ein Gemisch davon enthalten. Diese Katalysatoren sind für alle genannten Esterhydrierungen besonders geeignet.
Die Hydrierung in Schritt b) kann diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden, wobei eine kontinuierliche Hydrierung bevorzugt ist. Die Hydrierung in Schritt b) kann in der Flüssigphase oder in der Gasphase durchgeführt werden. Die Katalysatorbelastung bei kontinuierlicher Fahrweise beträgt vorzugsweise 0,1 bis 2 kg, besonders bevorzugt 0,5 bis 1 kg zu hydrierender Ausgangsstoff pro kg The WO 2004/085 356 A1 describes for the inventive method suitable copper catalysts, the copper oxide, alumina and at least one of the oxides of lanthanum, tungsten, molybdenum, titanium or zirconium and additionally powdered metallic copper, copper flakes, powdered cement, graphite or containing a mixture thereof. These catalysts are particularly suitable for all mentioned ester hydrogenations. The hydrogenation in step b) can be carried out batchwise or continuously, with continuous hydrogenation being preferred. The hydrogenation in step b) can be carried out in the liquid phase or in the gas phase. The catalyst loading in continuous operation is preferably 0.1 to 2 kg, more preferably 0.5 to 1 kg to be hydrogenated starting material per kg
Hydrierkatalysator. Hydrogenation catalyst.
Das Molverhältnis von Wasserstoff zu Muconsäureausgangsmaterial beträgt vorzugsweise 50 : 1 bis 10 : 1 , besonders bevorzugt 30 : 1 bis 20 : 1 . Das The molar ratio of hydrogen to muconic acid starting material is preferably from 50: 1 to 10: 1, more preferably from 30: 1 to 20: 1. The
Muconsäureausgangsmaterial ist dabei erfindungsgemäß ausgewählt ist unter Muconsäure, Estern der Muconsäure, Lactonen der Muconsäure und Mischungen davon. Wird zur Hydrierung in Schritt b) ein Muconsäure-Ausgangsmaterial eingesetzt, das ausgewählt ist unter wenigstens zwei der zuvor genannten Verbindungen, so wird die eingesetzte Wasserstoffmenge in Abhängigkeit vom Anteil der zu hydrierenden Verbindungen nach der zuvor genannten Bemessungsregel gewählt. In einer speziellen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Muconsäurausgangsmaterial is according to the invention is selected from muconic acid, esters of muconic acid, lactones of muconic acid and mixtures thereof. If, for the hydrogenation in step b), a muconic acid starting material is used which is selected from at least two of the abovementioned compounds, the amount of hydrogen used, depending on the proportion of the compounds to be hydrogenated, is chosen according to the abovementioned design rule. In a special embodiment of the method according to the invention, the
Hydrierung in n hintereinander (in Reihe) geschalteten Hydrierreaktoren, wobei n für eine ganze Zahl von wenigstens 2 steht. Geeignete Werte für n sind 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 10. Bevorzugt steht n für 3 bis 6 und insbesondere für 2 oder 3. In dieser Ausführung erfolgt die Hydrierung bevorzugt kontinuierlich. Hydrogenation in n successive (series) hydrogenation reactors, wherein n is an integer of at least 2. Suitable values for n are 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 and 10. Preferably, n is 3 to 6 and in particular 2 or 3. In this embodiment, the hydrogenation is preferably carried out continuously.
Die zur Hydrierung eingesetzten Reaktoren können unabhängig voneinander eine oder mehrere Reaktionszonen innerhalb des Reaktors aufweisen. Bei den Reaktoren kann es sich um gleiche oder verschiedene Reaktoren handeln. Diese können z. B. jeweils gleiche oder verschiedene Vermischungscharakteristiken aufweisen und/oder durch Einbauten ein- oder mehrfach unterteilt sein. The reactors used for the hydrogenation may independently have one or more reaction zones within the reactor. The reactors may be the same or different reactors. These can be z. B. each have the same or different mixing characteristics and / or be subdivided by internals one or more times.
Geeignete druckfeste Reaktoren für die Hydrierung sind dem Fachmann bekannt. Dazu zählen die allgemein üblichen Reaktoren für Gas-Flüssig-Reaktionen, wie z. B. Rohrreaktoren, Rohrbündelreaktoren, Gasumlaufreaktoren, Blasensäulen, Suitable pressure-resistant reactors for the hydrogenation are known to the person skilled in the art. These include the commonly used reactors for gas-liquid reactions, such as. B. tube reactors, tube bundle reactors, gas circulation reactors, bubble columns,
Schlaufenapparate, Rührkessel (die auch als Rührkesselkaskaden ausgestaltet sein können), Air-Lift-Reaktoren etc. Loop apparatuses, stirred tanks (which may also be designed as stirred tank cascades), air-lift reactors, etc.
Das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung von heterogenen The inventive method using heterogeneous
Hydrierkatalysatoren kann in Festbett- oder Suspensionsfahrweise durchgeführt
werden. Die Festbettfahrweise kann dabei z. B. in Sumpf- oder in Rieselfahrweise durchgeführt werden. Dabei werden die Hydrierkatalysatoren vorzugsweise als Hydrogenation catalysts can be carried out in fixed bed or suspension mode become. The fixed bed mode can be z. B. in sump or in trickle run. The hydrogenation catalysts are preferably used as
Formkörper eingesetzt, wie sie zuvor beschrieben sind, z. B. in Form von gepressten Zylindern, Tabletten, Pastillen, Wagenrädern, Ringen, Sternen oder Strangpresslingen, wie Vollsträngen, polylobären Strängen, Hohlsträngen, Wabenkörpern etc. Formed body used as described above, for. B. in the form of pressed cylinders, tablets, pastilles, carriage wheels, rings, stars or extrudates, such as solid strands, polylobären strands, hollow strands, honeycomb bodies, etc.
Bei der Suspensionsfahrweise werden ebenfalls heterogene Katalysatoren eingesetzt. Die heterogenen Katalysatoren werden dabei zumeist in feinverteiltem Zustand eingesetzt und liegen im Reaktionsmedium feinteilig suspendiert vor. In the suspension mode heterogeneous catalysts are also used. The heterogeneous catalysts are usually used in a finely divided state and are finely suspended in the reaction medium before.
Geeignete heterogene Katalysatoren und Verfahren zu ihrer Herstellung sind die zuvor beschriebenen. Suitable heterogeneous catalysts and processes for their preparation are those described above.
Bei der Hydrierung an einem Festbett wird ein Reaktor eingesetzt, in dessen In the hydrogenation on a fixed bed, a reactor is used, in whose
Innenraum das Festbett angeordnet ist, durch das das Reaktionsmedium strömt. Das Festbett kann dabei aus einer einzigen oder aus mehreren Schüttungen gebildet sein. Jede Schüttung kann dabei eine oder mehrere Zonen aufweisen, wobei wenigstens eine der Zonen ein als Hydrierkatalysator aktives Material enthält. Jede Zone kann dabei ein oder mehrere verschiedene katalytisch aktive Materialien aufweisen und/oder ein oder mehrere verschiedene inerte Materialien aufweisen. Verschiedene Zonen können jeweils gleiche oder verschiedene Zusammensetzungen aufweisen. Es ist auch möglich, mehrere katalytisch aktive Zonen vorzusehen, die beispielsweise durch inerte Schüttungen voneinander getrennt sind. Die einzelnen Zonen können auch Inside the fixed bed is arranged, through which the reaction medium flows. The fixed bed can be formed from a single or multiple beds. Each bed may have one or more zones, wherein at least one of the zones contains a material active as a hydrogenation catalyst. Each zone can have one or more different catalytically active materials and / or one or more different inert materials. Different zones may each have the same or different compositions. It is also possible to provide a plurality of catalytically active zones, which are separated from each other, for example, by inert beds. The individual zones can also
unterschiedliche katalytische Aktivität aufweisen. Dazu können verschiedene katalytisch aktive Materialien eingesetzt werden und/oder wenigstens einer der Zonen ein inertes Material beigemischt werden. Das Reaktionsmedium, das durch das Festbett strömt, enthält mindestens eine flüssige Phase. Das Reaktionsmedium kann auch zusätzlich eine gasförmige Phase enthalten. Als Reaktoren bei der Hydrierung in Suspension kommen insbesondere have different catalytic activity. For this purpose, various catalytically active materials can be used and / or at least one of the zones an inert material can be added. The reaction medium flowing through the fixed bed contains at least one liquid phase. The reaction medium may also contain a gaseous phase in addition. As reactors in the hydrogenation in suspension in particular
Schlaufenapparate, wie Strahlschlaufen oder Propellerschlaufen, Rührkessel, die auch als Rührkesselkaskaden ausgestaltet sein können, Blasensäulen oder Air-Lift- Reaktoren zum Einsatz. Vorzugsweise erfolgt die kontinuierliche Hydrierung des erfindungsgemäßen Loop apparatuses, such as jet loops or propeller loops, stirred tanks, which can also be configured as stirred tank cascades, bubble columns or air-lift reactors are used. Preferably, the continuous hydrogenation of the inventive
Verfahrens in wenigstens zwei hintereinander (in Reihe) geschalteten Process in at least two consecutively connected (in series)
Festbettreaktoren. Die Reaktoren werden vorzugsweise im Gleichstrom betrieben. Die Einspeisung der Zuführströme kann sowohl von oben als auch von unten erfolgen.
Gewünschtenfalls können bei einer Hydriervorrichtung aus n Reaktoren wenigstens zwei der Reaktoren (d. h. 2 bis n der Reaktoren) eine voneinander verschiedene Temperatur aufweisen. In einer speziellen Ausführung wird jeder nachgeschaltete Reaktor mit einer höheren Temperatur betrieben als der vorherige Reaktor. Zusätzlich kann jeder der Reaktoren zwei oder mehr Reaktionszonen mit unterschiedlicher Temperatur aufweisen. So kann beispielsweise in einer zweiten Reaktionszone eine andere, vorzugsweise eine höhere, Temperatur als in der ersten Reaktionszone bzw. in jeder nachfolgenden Reaktionszone eine höhere Temperatur als in einer Fixed bed reactors. The reactors are preferably operated in direct current. The feeding of the feed streams can be done both from above and from below. If desired, in a hydrogenation apparatus of n reactors, at least two of the reactors (ie, 2 to n of the reactors) may have a different temperature from each other. In a specific embodiment, each downstream reactor is operated at a higher temperature than the previous reactor. In addition, each of the reactors may have two or more different temperature reaction zones. Thus, for example, in a second reaction zone another, preferably a higher, temperature than in the first reaction zone or in each subsequent reaction zone, a higher temperature than in a
vorhergehenden Reaktionszone eingestellt werden, z. B. um einen möglichst vollständigen Umsatz bei der Hydrierung zu erzielen. be set before the reaction zone, z. B. to achieve the fullest possible conversion in the hydrogenation.
In einer speziellen Ausführungsform wird zur Hydrierung in Schritt b) eine In a specific embodiment, the hydrogenation in step b) is a
Hydriervorrichtung aus wenigstens zwei Reaktoren oder wenigstens einem Reaktoren mit wenigstens zwei Reaktionszonen eingesetzt. Dann erfolgt die Hydrierung zunächst in einem Temperaturbereich von 50 bis 160 °C und anschließend in einem Hydrogenation from at least two reactors or at least one reactor with at least two reaction zones used. Then, the hydrogenation is carried out initially in a temperature range of 50 to 160 ° C and then in a
Temperaturbereich von 160 bis 240 °C. Bei dieser Vorgehensweise können im stromaufwärts gelegenen Teil der Hydriervorrichtung zunächst im Wesentlichen die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen hydriert und im stromabwärts gelegenen Teil der Hydriervorrichtung anschließend im Wesentlichen die Carbonsäure- und/oder Carbonsäureestergruppen reduziert werden. Temperature range from 160 to 240 ° C. In this procedure, initially the carbon-carbon double bonds can be hydrogenated in the upstream part of the hydrogenation apparatus and subsequently essentially the carboxylic acid and / or carboxylic acid ester groups can be reduced in the downstream part of the hydrogenation apparatus.
Gewünschtenfalls können bei einer Hydriervorrichtung aus n Reaktoren wenigstens zwei der Reaktoren (d. h. 2 bis n der Reaktoren) einen voneinander verschiedenen Druck aufweisen. In einer speziellen Ausführung wird jeder nachgeschaltete Reaktor mit einem höheren Druck betrieben als der vorherige Reaktor. If desired, in a hydrogenator of n reactors, at least two of the reactors (i.e., 2 to n of the reactors) may have a different pressure from each other. In a specific embodiment, each downstream reactor is operated at a higher pressure than the previous reactor.
Die Einspeisung des für die Hydrierung benötigten Wasserstoffs kann in den ersten und gegebenenfalls zusätzlich in wenigstens einen weiteren Reaktor erfolgen. The feeding of the hydrogen required for the hydrogenation can be carried out in the first and optionally additionally in at least one further reactor.
Vorzugsweise erfolgt die Einspeisung von Wasserstoff nur in den ersten Reaktor. Die den Reaktoren zugeführte Wasserstoffmenge ergibt sich aus der in der Hydrierreaktion verbrauchten Wasserstoffmenge und der gegebenenfalls mit dem Abgas Preferably, the feed of hydrogen takes place only in the first reactor. The amount of hydrogen fed to the reactors results from the amount of hydrogen consumed in the hydrogenation reaction and optionally with the exhaust gas
ausgetragenen Wasserstoffmenge. discharged amount of hydrogen.
Die Einstellung des in dem jeweiligen Reaktor umgesetzten Anteils an zu hydrierender Verbindung kann z. B. über das Reaktorvolumen und/oder die Verweilzeit im Reaktor erfolgen.
Der Umsatz im ersten Reaktor, bezogen auf gebildete Adipinsäure oder The setting of the reacted in the respective reactor portion of compound to be hydrogenated can, for. B. on the reactor volume and / or the residence time in the reactor. The conversion in the first reactor, based on formed adipic acid or
Adipinsäureester beträgt vorzugsweise wenigstens 70 %, besonders bevorzugt wenigstens 80 %. Der Gesamtumsatz bei der Hydrierung, bezogen auf hydrierbares Ausgangsmaterial, beträgt vorzugsweise wenigstens 97 %, besonders bevorzugt wenigstens 98 %, insbesondere wenigstens 99 %. Adipic acid ester is preferably at least 70%, more preferably at least 80%. The total conversion in the hydrogenation, based on hydrogenatable starting material, is preferably at least 97%, particularly preferably at least 98%, in particular at least 99%.
Die Selektivität bei der Hydrierung, bezogen auf gebildetes 1 ,6-Hexandiol, beträgt vorzugsweise wenigstens 97 %, besonders bevorzugt wenigstens 98 %, insbesondere wenigstens 99 %. The selectivity in the hydrogenation, based on formed 1,6-hexanediol, is preferably at least 97%, particularly preferably at least 98%, in particular at least 99%.
Zur Abfuhr der bei der exothermen Hydrierung entstehenden Reaktionswärme kann einer oder können mehrere der Reaktoren mit wenigstens einer Kühlvorrichtung versehen sein. In einer speziellen Ausführung ist wenigstens der erste Reaktor mit einer Kühlvorrichtung versehen. Die Abfuhr der Reaktionswärme kann durch Kühlung eines externen Umlaufstroms oder durch interne Kühlung in wenigstens einem der Reaktoren erfolgen. Zur internen Kühlung können die dafür üblichen Vorrichtungen, im Allgemeinen Hohlkörpermodule, wie Field-Rohre, Rohrschlangen, For removing the heat of reaction arising during the exothermic hydrogenation, one or more of the reactors may be provided with at least one cooling device. In a specific embodiment, at least the first reactor is provided with a cooling device. The heat of reaction can be removed by cooling an external recycle stream or by internal cooling in at least one of the reactors. For internal cooling, the customary devices, in general hollow body modules, such as field tubes, tube coils,
Wärmetauscherplatten, etc. eingesetzt werden. Alternativ kann die Umsetzung auch in einem gekühlten Rohrbündelreaktor erfolgen. Heat exchanger plates, etc. are used. Alternatively, the reaction can also be carried out in a cooled tube bundle reactor.
Vorzugsweise erfolgt die Hydrierung in n hintereinander geschalteten Hydrierreaktoren, wobei n für eine ganze Zahl von wenigstens zwei steht, und wobei wenigstens ein Reaktor über einen in einem externen Kreislauf geführten Strom aus der Preferably, the hydrogenation is carried out in n successive hydrogenation reactors, wherein n is an integer of at least two, and wherein at least one reactor via a guided in an external circuit current from the
Reaktionszone verfügt (externer Umlaufstrom, Flüssigkeitsumlauf, Reaction zone (external recycle stream, liquid circulation,
Schlaufenfahrweise). Vorzugsweise steht n dabei für zwei oder drei. Loop mode). Preferably, n stands for two or three.
Bevorzugt erfolgt die Hydrierung in n hintereinander geschalteten Hydrierreaktoren, wobei n vorzugsweise für zwei oder drei steht, und der 1. bis (n-1 ). Reaktor über einen in einem externen Kreislauf geführten Strom aus der Reaktionszone verfügt. The hydrogenation is preferably carried out in n hydrogenation reactors connected in series, where n is preferably two or three, and the first to (n-1). Reactor has a guided in an external circuit current from the reaction zone.
Bevorzugt erfolgt die Hydrierung in n hintereinander geschalteten Hydrierreaktoren, wobei n vorzugsweise für zwei oder drei steht, und wobei die Umsetzung in dem n. Reaktor (dem letzten von dem zu hydrierenden Reaktionsgemisch durchströmten Reaktor) adiabatisch durchgeführt wird.
Bevorzugt erfolgt die Hydrierung in n hintereinander geschalteten Hydrierreaktoren, wobei n vorzugsweise für zwei oder drei steht, und wobei der n. Reaktor im geraden Durchgang betrieben wird. Wird ein Reaktor "im geraden Durchgang" betrieben, so soll hier und im Folgenden darunter verstanden werden, dass ein Reaktor ohne Rückführung des The hydrogenation is preferably carried out in n hydrogenation reactors connected in series, n preferably being two or three, and the reaction being carried out adiabatically in the nth reactor (the last reactor through which the reaction mixture to be hydrogenated is passed). Preferably, the hydrogenation is carried out in n series-connected hydrogenation reactors, where n is preferably two or three, and wherein the n. Reactor is operated in a straight pass. If a reactor is operated "in straight pass", it should be understood here and below that a reactor without recirculation of the
Reaktionsproduktes im Sinne der Schlaufenfahrweise betrieben wird. Die Reaction product is operated in the sense of loop method. The
Betriebsweise im geraden Durchgang schließt dabei rückvermischende Einbauten und/oder Rühreinrichtungen im Reaktor grundsätzlich nicht aus. Operation in a straight pass does not exclude backmixing internals and / or stirring devices in the reactor.
Sofern das in einem der dem ersten Reaktor nachgeschalteten Reaktoren (d. h. dem 2. bis n. Reaktor) hydrierte Reaktionsgemisch nur noch so geringe Anteile an hydrierbarer Muconsäure aufweist, dass die bei der Reaktion auftretende Wärmetönung nicht ausreicht, die erwünschte Temperatur im Reaktor zu halten, kann auch eine If the hydrogenated reaction mixture in one of the reactors downstream of the first reactor (ie the second to nth reactor) has only small amounts of hydrogenatable muconic acid, then the heat of reaction occurring during the reaction is insufficient to maintain the desired temperature in the reactor. can also do one
Erwärmung des Reaktors (oder einzelner Reaktionszonen des zweiten Reaktors) erforderlich sein. Diese kann analog der zuvor beschriebenen Abfuhr der Heating the reactor (or individual reaction zones of the second reactor) may be required. This can analogously to the previously described removal of
Reaktionswärme durch Erwärmung eines externen Umlaufstroms oder durch interne Erwärmung erfolgen. In einer geeigneten Ausführung kann zur Temperierung eines Reaktors die Reaktionswärme aus wenigstens einem der vorherigen Reaktoren verwendet werden. Heat of reaction by heating an external recirculation flow or by internal heating done. In a suitable embodiment, the heat of reaction from at least one of the previous reactors can be used to control the temperature of a reactor.
Des Weiteren kann die dem Reaktionsgemisch entzogene Reaktionswärme zur Erwärmung der Zuführströme der Reaktoren verwendet werden. Dazu kann z. B. der Zulaufstrom der zu hydrierenden Verbindung in den ersten Reaktor zumindest teilweise mit einem externen Umlaufstrom dieses Reaktors gemischt und die vereinigten Ströme dann in den ersten Reaktor geführt werden. Des Weiteren kann bei m = 2 bis n Furthermore, the heat of reaction removed from the reaction mixture can be used to heat the feed streams of the reactors. This can z. B. the feed stream of the compound to be hydrogenated in the first reactor at least partially mixed with an external recycle stream of this reactor and the combined streams are then fed into the first reactor. Furthermore, at m = 2 to n
Reaktoren der Zuführstrom aus dem (m-1 )-ten Reaktor in dem m-ten Reaktor mit einem Umlaufstrom des m-ten Reaktors gemischt und die vereinigten Ströme dann in den m-ten Reaktor geführt werden. Des Weiteren kann der Zulaufstrom der zu hydrierenden Verbindung und/oder ein anderer Zulaufstrom mit Hilfe eines Reactors of the feed stream from the (m-1) -th reactor in the mth reactor with a recycle stream of the mth reactor mixed and the combined streams are then fed into the mth reactor. Furthermore, the feed stream of the compound to be hydrogenated and / or another feed stream by means of a
Wärmetauschers erwärmt werden, der mit entzogener Hydrierwärme betrieben wird. Heat exchanger are heated, which is operated with extracted hydrogenation heat.
In einer speziellen Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Reaktorkaskade aus n in Reihe geschalteten Reaktoren eingesetzt, wobei die Umsetzung in dem n. (n-ten) Reaktor adiabatisch durchgeführt wird. Dieser Begriff wird im Rahmen der In a special embodiment of the process, a reactor cascade of n reactors connected in series is used, the reaction being carried out adiabatically in the nth (nth) reactor. This term is used in the context of
vorliegenden Erfindung im technischen und nicht im physiko-chemischen Sinne verstanden. So erfährt das Reaktionsgemisch beim Strömen durch den zweiten Reaktor auf Grund der exothermen Hydrierungsreaktion in der Regel eine understood in the present invention in the technical and not in the physico-chemical sense. Thus, upon passing through the second reactor, the reaction mixture usually undergoes one due to the exothermic hydrogenation reaction
Temperaturerhöhung. Unter adiabatischer Reaktionsführung wird eine
Vorgehensweise verstanden, bei der die bei der Hydrierung freiwerdende Temperature increase. Under adiabatic reaction is a Approach understood in which the released in the hydrogenation
Wärmemenge von der Reaktionsmischung im Reaktor aufgenommen und keine Kühlung durch Kühlvorrichtungen angewandt wird. Somit wird die Reaktionswärme mit dem Reaktionsgemisch aus dem zweiten Reaktor abgeführt, abgesehen von einem Restanteil, der durch natürliche Wärmeleitung und Wärmeabstrahlung vom Reaktor an die Umgebung abgegeben wird. Vorzugsweise wird der n-te Reaktor im geraden Durchgang betrieben. Amount of heat absorbed by the reaction mixture in the reactor and no cooling is used by cooling devices. Thus, the reaction heat is removed with the reaction mixture from the second reactor, except for a residual portion which is discharged by natural heat conduction and heat radiation from the reactor to the environment. Preferably, the nth reactor is operated in a straight pass.
In einer bevorzugten Ausführung wird zur Hydrierung eine zweistufige Reaktorkaskade eingesetzt, wobei der erste Hydrierreaktor über einen in einem externen Kreislauf geführten Strom aus der Reaktionszone verfügt. In einer speziellen Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Reaktorkaskade aus zwei in Reihe geschalteten Reaktoren eingesetzt, wobei die Umsetzung in dem zweiten Reaktor adiabatisch durchgeführt wird. In a preferred embodiment, a two-stage reactor cascade is used for the hydrogenation, wherein the first hydrogenation reactor has a current conducted in an external circuit from the reaction zone. In a specific embodiment of the process, a reactor cascade of two reactors connected in series is used, the reaction being carried out adiabatically in the second reactor.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung wird zur Hydrierung eine dreistufige In a further preferred embodiment, the hydrogenation is a three-stage
Reaktorkaskade eingesetzt, wobei der erste und der zweite Hydrierreaktor über einen in einem externen Kreislauf geführten Strom aus der Reaktionszone verfügen. In einer speziellen Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Reaktorkaskade aus drei in Reihe geschalteten Reaktoren eingesetzt, wobei die Umsetzung in dem dritten Reaktor adiabatisch durchgeführt wird. Reactor cascade used, wherein the first and the second hydrogenation reactor have a guided in an external circuit current from the reaction zone. In a specific embodiment of the process, a reactor cascade of three reactors connected in series is used, the reaction being carried out adiabatically in the third reactor.
In einer Ausführungsform kann in wenigstens einem der eingesetzten Reaktoren eine zusätzliche Durchmischung erfolgen. Eine zusätzliche Durchmischung ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Hydrierung bei großen Verweilzeiten des Reaktionsgemischs erfolgt. Zur Durchmischung können z. B. die in die Reaktoren eingeführten Ströme eingesetzt werden, indem man diese über geeignete Mischvorrichtungen, wie Düsen, in die jeweiligen Reaktoren einführt. Zur Durchmischung können auch in einem externen Kreislauf geführte Ströme aus dem jeweiligen Reaktor eingesetzt werden. In one embodiment, additional mixing can take place in at least one of the reactors used. An additional mixing is particularly advantageous if the hydrogenation takes place at high residence times of the reaction mixture. For mixing z. B. the currents introduced into the reactors are used by introducing them via suitable mixing devices, such as nozzles, in the respective reactors. For mixing, it is also possible to use streams in an external circuit from the respective reactor.
Zur Vervollständigung der Hydrierung wird dem ersten bis (n-1 )ten Reaktor je ein Austrag entnommen, der noch hydrierbare Komponenten enthält und in den jeweils nachgeschalteten Hydrierreaktor eingespeist. In einer speziellen Ausführung wird der Austrag in einen ersten und einen zweiten Teilstrom aufgetrennt, wobei der erste Teilstrom als Kreisstrom dem Reaktor, dem er entnommen wurde, wieder zugeführt wird und der zweite Teilstrom dem nachfolgenden Reaktor zugeführt wird. Der Austrag kann gelöste oder gasförmige Anteile an Wasserstoff enthalten. In einer speziellen Ausführung wird der Austrag aus dem ersten bis (n-1 )ten Reaktor einem To complete the hydrogenation, a discharge is taken from the first to (n-1) th reactor, which still contains hydrogenatable components and is fed into the respective downstream hydrogenation reactor. In a specific embodiment, the discharge is separated into a first and a second partial stream, wherein the first partial stream is recycled as a circular stream to the reactor to which it was taken and the second partial stream is fed to the subsequent reactor. The discharge may contain dissolved or gaseous portions of hydrogen. In a specific embodiment, the discharge from the first to (n-1) th reactor becomes a
Phasentrennbehälter zugeführt, in eine flüssige und in eine gasförmige Phase getrennt,
die flüssige Phase in den ersten und den zweiten Teilstrom getrennt und die Gasphase zumindest teilweise dem nachfolgenden Reaktor separat zugeführt. In einer alternativen Ausführung wird der Austrag aus dem ersten bis (n-1 )ten Reaktor einem Phasentrennbehälter zugeführt und in einen ersten flüssigen an Wasserstoff abgereicherten Teilstrom und einen zweiten an Wasserstoff angereicherten Teilstrom auftrennt. Der erste Teilstrom wird dann als Kreisstrom dem Reaktor wieder zugeführt, dem er entnommen wurde und der zweite Teilstrom dem nachfolgenden Reaktor zugeführt. In einer weiteren alternativen Ausführung erfolgt die Beschickung des zweiten bis n-ten Reaktors mit Wasserstoff nicht über einen dem vorgeschalteten Reaktor entnommenen wasserstoffhaltigen Feed, sondern mit frischem Wasserstoff über eine separate Zuleitung. Supplied phase separation vessel, separated into a liquid and into a gaseous phase, the liquid phase separated into the first and the second partial stream and the gas phase at least partially fed separately to the subsequent reactor. In an alternative embodiment, the discharge from the first to (n-1) th reactor is fed to a phase separation vessel and separated into a first liquid hydrogen-depleted substream and a second hydrogen-enriched substream. The first partial flow is then recycled as a circulating stream to the reactor, to which it has been removed and the second partial flow fed to the subsequent reactor. In a further alternative embodiment, the feed of the second to nth reactor with hydrogen is not carried out via a hydrogen-containing feed taken from the upstream reactor, but with fresh hydrogen via a separate feed line.
Die zuvor beschriebene Verfahrensvariante eignet sich besonders vorteilhaft zur Steuerung der Reaktionstemperatur und des Wärmeübergangs zwischen The process variant described above is particularly advantageous for controlling the reaction temperature and the heat transfer between
Reaktionsmedium, begrenzenden Apparatewänden und Umgebung. Eine weitere Möglichkeit zur Steuerung der Wärmebilanz besteht in der Regelung der Reaction medium, limiting apparatus walls and environment. Another way to control the heat balance is in the regulation of
Eintrittstemperatur des Zulaufs der zu hydrierenden Verbindung. So führt eine tiefere Temperatur des eintretenden Zulaufs in der Regel zu einer verbesserten Abführung der Hydrierwärme. Beim Nachlassen der Katalysatoraktivität kann die Eintrittstemperatur höher gewählt werden, um eine höhere Reaktionsgeschwindigkeit zu erreichen und somit die nachlassende Katalysatoraktivität zu kompensieren. Vorteilhafterweise kann so die Standzeit des eingesetzten Hydrierkatalysators in der Regel verlängert werden. Inlet temperature of the feed of the compound to be hydrogenated. Thus, a lower temperature of the incoming feed usually leads to an improved removal of the heat of hydrogenation. As the catalyst activity decreases, the inlet temperature may be set higher to achieve a higher reaction rate and thus to compensate for the decreasing catalyst activity. Advantageously, the service life of the hydrogenation catalyst used can thus be extended as a rule.
Einstufige oder zweistufige Hydrierung Single-stage or two-stage hydrogenation
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Hydrierung in Schritt b) ohne Zwischenisolierung von Adipinsäure oder eines Esters der Adipinsäure. In a first preferred embodiment, the hydrogenation is carried out in step b) without intermediate isolation of adipic acid or an ester of adipic acid.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform umfasst Schritt b) des In a second preferred embodiment, step b) of
erfindungsgemäßen Verfahrens die folgenden Teilschritte: b1 ) Hydrieren von Muconsäure oder eines ihrer Ester in wässriger Lösung zu process according to the invention the following substeps: b1) hydrogenation of muconic acid or one of its esters in aqueous solution
Adipinsäure oder eines ihrer Ester in Gegenwart eines ersten Adipic acid or one of its esters in the presence of a first
Hydrierkatalysators, und Hydrogenation catalyst, and
b2) Hydrieren der Adipinsäure oder eines ihrer Ester in wässriger Lösung zu 1 ,6- Hexandiol in Gegenwart eines zweiten Hydrierkatalysators. b2) hydrogenating the adipic acid or one of its esters in aqueous solution to 1,6-hexanediol in the presence of a second hydrogenation catalyst.
Hierbei ist es bevorzugt, dass der erste Katalysator Raney-Cobalt und/oder Raney- Nickel und/oder Raney-Kupfer ist. Weiterhin ist es hierbei bevorzugt, dass der zweite
Katalysator bezogen auf das Gesamtgewicht des reduzierten Katalysators mindestens 50 Gew.-% Elemente enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Rhenium, Eisen, Ruthenium, Cobalt, Rhodium, Iridium, Nickel und Kupfer. Zum It is preferred here that the first catalyst is Raney cobalt and / or Raney nickel and / or Raney copper. Furthermore, it is preferred that the second Catalyst based on the total weight of the reduced catalyst contains at least 50 wt .-% of elements selected from the group consisting of rhenium, iron, ruthenium, cobalt, rhodium, iridium, nickel and copper. To the
Hydrieren von Adipinsäure, Adipinsäuremonoestern und Adipinsäurediestern ist es besonders bevorzugt, dass der zweite Katalysator mindestens 50 Gew.-% Elemente enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Rhenium, Ruthenium und Cobalt. Zum Hydrieren eines Adipinsäureoligoesters oder -polyesters ist es besonders bevorzugt, dass der zweite Katalysator mindestens 50 Gew.-% Kupfer enthält. Die Hydrierung in Schritt b1 ) erfolgt bevorzugt bei einer Temperatur, die im Bereich von 50 bis 160 °C, besonders bevorzugt 60 bis 150 °C, ganz besonders bevorzugt 70 bis 140 °C. In diesem Temperaturbereich werden bevorzugt mehr als 50 %, besonders bevorzugt mehr als 70 %, ganz besonders bevorzugt mehr als 90 % der in der Hydrogenation of adipic acid, adipic acid monoesters and adipic diesters, it is particularly preferred that the second catalyst contain at least 50% by weight of elements selected from the group consisting of rhenium, ruthenium and cobalt. For hydrogenating an adipic acid oligoester or polyester, it is particularly preferred that the second catalyst contain at least 50% by weight of copper. The hydrogenation in step b1) is preferably carried out at a temperature in the range of 50 to 160 ° C, more preferably 60 to 150 ° C, most preferably 70 to 140 ° C. In this temperature range are preferably more than 50%, more preferably more than 70%, most preferably more than 90% of the in the
Muconsäure vorhandenen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen hydriert. Muconsäure existing carbon-carbon double bonds hydrogenated.
Die Hydrierung in Schritt b2) erfolgt bevorzugt bei einer Temperatur, die im Bereich von 160 bis 240 °C liegt, besonders bevorzugt 170 bis 230 °C, ganz besonders bevorzugt 170 bis 220 °C durchgeführt. Dabei werden die noch nicht hydrierten Kohlenstoff- Kohlenstoff-Doppelbindungen und die Carboxyl-Gruppen hydriert. The hydrogenation in step b2) is preferably carried out at a temperature which is in the range from 160 to 240 ° C., particularly preferably from 170 to 230 ° C., very particularly preferably from 170 to 220 ° C. In this case, the not yet hydrogenated carbon-carbon double bonds and the carboxyl groups are hydrogenated.
Schritt b1 ) kann beispielsweise in einem ersten Schlaufenreaktor und Schritt b2) in einem zweiten Schlaufenreaktor durchgeführt werden. Die Umsetzung des Schritts b2) kann dabei in einem nachfolgenden Rohrreaktor vervollständigt werden. Es ist aber auch möglich, mit einem Schlaufenreaktor auszukommen, wenn in diesem zwei Temperaturzonen geschaffen werden. Auch hierbei schließt sich ein Rohrreaktor in einem geraden Durchgang an. Die Hydrierungen können in Sumpf- oder Riesel- Fahrweise erfolgen. Step b1) can be carried out, for example, in a first loop reactor and step b2) in a second loop reactor. The reaction of step b2) can be completed in a subsequent tubular reactor. But it is also possible to make do with a loop reactor, if created in this two temperature zones. Again, a tubular reactor connects in a straight passage. The hydrogenations can be carried out in bottom or trickle mode.
Aufarbeitung des 1 ,6-Hexandiols Workup of 1, 6-hexanediol
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Austrag aus der Hydrierung in Schritt b) einer destillativen Auftrennung unter In a preferred embodiment of the process according to the invention, the discharge from the hydrogenation in step b) is subjected to a distillative separation
Gewinnung einer an 1 ,6-Hexandiol angereicherten Fraktion unterzogen und die an 1 ,6- Hexandiol angereicherte Fraktion zur Aminierung in Schritt c) eingesetzt. Extraction of a fraction enriched in 1, 6-hexanediol and subjected to the 1, 6-hexanediol-enriched fraction for amination in step c).
Der bei der Hydrierung von Muconsäure in Wasser als Lösungsmittel erhaltene Reaktionsaustrag stellt eine wässrige 1 ,6-Hexandiol-Lösung dar. Nach dem Abkühlen und Entspannen des Hydrieraustrags wird das Wasser vorzugsweise destillativ entfernt und 1 ,6-Hexandiol kann in hoher Reinheit (> 97 %) erhalten werden.
Wird die Muconsäure-Hydrierung beispielsweise in Methanol als Lösungsmittel durchgeführt, so wird ein Teil der Muconsäure in situ in den Muconsäuremonomethyl- und Muconsauredimethylester überführt. Der Hydrieraustrag stellt eine Lösung von 1 ,6- Hexandiol in einem Gemisch aus Methanol und Wasser dar. Durch Destillation werden Methanol und Wasser von 1 ,6-Hexandiol abgetrennt. Methanol wird vorzugsweise von Wasser getrennt und in die Hydrierung zurückgeführt. Wasser wird ausgeschleust. The reaction product obtained in the hydrogenation of muconic acid in water as solvent is an aqueous 1,6-hexanediol solution. After cooling and venting of the hydrogenation, the water is preferably removed by distillation and 1, 6-hexanediol can in high purity (> 97 %). If the muconic acid hydrogenation is carried out, for example, in methanol as solvent, part of the muconic acid is converted in situ into the monomethyl muconate and muconic acid dimethyl ester. The hydrogenation is a solution of 1,6-hexanediol in a mixture of methanol and water. By distillation, methanol and water are separated from 1, 6-hexanediol. Methanol is preferably separated from water and recycled to the hydrogenation. Water is discharged.
Wird n-Butanol oder i-Butanol als Lösungsmittel bei der Muconsäure-Hydrierung ein- gesetzt, so erhält man nach dem Abkühlen und Entspannen des Hydrieraustrags ein flüssiges zweiphasiges Gemisch. Die wässrige Phase wird von der organischen Phase durch Phasentrennung abgetrennt. Die organische Phase wird destilliert. Als If n-butanol or i-butanol is used as the solvent in the hydrogenation of hydrogen chloride, a liquid two-phase mixture is obtained after cooling and venting of the hydrogenation effluent. The aqueous phase is separated from the organic phase by phase separation. The organic phase is distilled. When
Kopfprodukt wird Butanol abgetrennt und vorzugsweise in die Muconsäure-Hydrierung zurückgeführt. 1 ,6-Hexandiol kann, wenn nötig, destillativ weiter gereinigt werden. Butanol is separated overhead and preferably recycled to the Muconsäure hydrogenation. 1, 6-hexanediol can, if necessary, be further purified by distillation.
Werden Muconsäurediester zur Hydrierung eingesetzt, so werden weitgehend wasserfreie Lösungen von 1 ,6-Hexandiol erhalten, die destillativ zu reinem 1 ,6-Hexandiol aufgearbeitet werden können. Die erhaltenen Alkohole werden vorzugsweise in die Veresterungsstufe zurückgeführt. If muconic acid diesters are used for the hydrogenation, largely anhydrous solutions of 1,6-hexanediol are obtained, which can be worked up by distillation to give pure 1,6-hexanediol. The resulting alcohols are preferably recycled to the esterification step.
Bei Hydrierung von Muconsäureoligo- und Polyestern, die 1 ,6-Hexandiol als In hydrogenation of muconic acid oligo- and polyesters, the 1, 6-hexanediol as
Diolkomponente enthalten, fällt ein ganz überwiegend aus 1 ,6-Hexandiol bestehender Hydrieraustrag an. Hexamethylendiamin Diol component included, falls to a predominantly from 1, 6-hexanediol existing hydrogenation. hexamethylenediamine
In Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird 1 ,6-Hexandiol, erhalten durch ein Verfahren umfassend die Schritte a) und b), wie zuvor definiert, einer Aminierung in Gegenwart eines Aminierungskatalysators unter Erhalt von Hexamethylendiamin unterzogen. In step c) of the process according to the invention, 1,6-hexanediol, obtained by a process comprising the steps a) and b), as previously defined, is subjected to an amination in the presence of an amination catalyst to obtain hexamethylenediamine.
Das 1 ,6-Hexandiol wird in Schritt c) vorzugsweise mit Ammoniak in Gegenwart des Aminierungskatalysators zu Hexamethylendiamin umgesetzt. Die erfindungsgemäße Aminierung kann ohne Zufuhr von Wasserstoff, bevorzugt aber unter Zufuhr von Wasserstoff durchgeführt werden. The 1,6-hexanediol is preferably reacted with ammonia in the presence of the amination catalyst to hexamethylenediamine in step c). The amination according to the invention can be carried out without the supply of hydrogen, but preferably with the supply of hydrogen.
Als Katalysatoren werden in einer Ausführungsform der Erfindung vorzugsweise überwiegend Cobalt, Silber, Nickel, Kupfer oder Ruthenium oder Gemische dieser
Metalle verwendet. Unter„überwiegend" ist dabei zu verstehen, dass eines dieser Metalle zu mehr als 50 Gew.-% im Katalysator (berechnet ohne Träger) enthalten ist. Die Katalysatoren können als Vollkatalysatoren, also ohne Katalysator-Träger oder als Träger-Katalysatoren verwendet werden. Als Träger werden vorzugsweise S1O2, AI2O3, T1O2, ZrÜ2, Aktivkohle, Silikate und/oder Zeolithe verwendet. Die genannten As catalysts in one embodiment of the invention are preferably predominantly cobalt, silver, nickel, copper or ruthenium or mixtures thereof Metals used. By "predominantly" it is to be understood that one of these metals contains more than 50% by weight in the catalyst (calculated without carrier) The catalysts can be used as unsupported catalysts, ie without catalyst carrier or as carrier catalysts. The carriers used are preferably SiO 2, Al 2 O 3, T 2 O 2, ZrO 2, activated carbon, silicates and / or zeolites
Katalysatoren werden bevorzugt als Festbettkatalysatoren verwendet. Es ist auch möglich, Cobalt, Nickel und/oder Kupfer in Form von Suspensionskatalysatoren vom Raney-Typ einzusetzen. In einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Aminieren des 1 ,6-Hexandiols in homogener Phase und der Katalysator ist ein Komplexkatalysator, der mindestens ein Element ausgewählt aus den Gruppen 8, 9 und 10 des Periodensystems (IUPAC) sowie mindestens einen Donorliganden enthält. Solche Katalysatoren sind Catalysts are preferably used as fixed bed catalysts. It is also possible to use cobalt, nickel and / or copper in the form of Raney type suspension catalysts. In one embodiment of the invention, the amination of the 1,6-hexanediol is carried out in a homogeneous phase and the catalyst is a complex catalyst containing at least one element selected from groups 8, 9 and 10 of the Periodic Table (IUPAC) and at least one donor ligand. Such catalysts are
beispielsweise aus der WO 2012/1 19929 A1 bekannt. for example, from WO 2012/1 19929 A1 known.
Die Aminierung erfolgt bevorzugt bei Temperaturen von 100 bis 250 °C, besonders bevorzugt 120 bis 230 °C, ganz besonders bevorzugt 100 bis 210 °C. The amination is preferably carried out at temperatures of 100 to 250 ° C, more preferably 120 to 230 ° C, most preferably 100 to 210 ° C.
Der Gesamtdruck liegt bevorzugt im Bereich von 5 bis 30 MPa, besonders bevorzugt 7 bis 27 MPa, ganz besonders bevorzugt 10 bis 25 MPa. The total pressure is preferably in the range of 5 to 30 MPa, more preferably 7 to 27 MPa, most preferably 10 to 25 MPa.
Das Molverhältnis von 1 ,6-Hexandiol zu Ammoniak beträgt bevorzugt 1 zu 30, besonders bevorzugt 1 zu 25, ganz besonders bevorzugt 1 zu 20. Die Aminierung kann lösungsmittelfrei erfolgen. Bevorzugt wird sie allerdings in Gegenwart wenigstens eines Lösungsmittels durchgeführt. Als Lösungsmittel sind Wasser, Ether oder Gemische dieser Lösungsmittel bevorzugt, wobei Ether besonders bevorzugt ausgewählt sind unter Dioxan, Tetrahydrofuran, 2-Methyltetrahydrofuran, Di- oxolan, Dibutylether und Methyl-tert.-butylether. The molar ratio of 1,6-hexanediol to ammonia is preferably 1 to 30, more preferably 1 to 25, most preferably 1 to 20. The amination can be carried out without solvent. However, it is preferably carried out in the presence of at least one solvent. Preferred solvents are water, ethers or mixtures of these solvents, ethers being particularly preferably selected from dioxane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dioxolane, dibutyl ether and methyl tert-butyl ether.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die bei der Hydrierung von Muconsäure anfallenden wässrigen 1 ,6-Hexandiol-Lösungen ohne Aufarbeitung in dem Aminierungsschritt eingesetzt. Es kann vorteilhaft sein, einen Teil des in Schritt c) erhaltenen wässrigen 1 ,6-Hexandiols ganz oder teilweise zu entwässern. Bei einer teilweisen Entwässerung können beispielsweise 50 %, bevorzugt 70 %, besonders bevorzugt 90 % des im rohen 1 ,6- Hexandiol enthaltenen Wassers entfernt werden. Dies kann z. B. durch Abdampfen
des Wassers bei 50 bis 90 °C bei vermindertem Druck (z. B. am Rotationsverdampfer) oder durch Destillation erfolgen. In a preferred embodiment of the process according to the invention, the aqueous 1,6-hexanediol solutions obtained in the hydrogenation of muconic acid are used without work-up in the amination step. It may be advantageous to completely or partially dehydrate part of the aqueous 1,6-hexanediol obtained in step c). In the case of partial dewatering, it is possible, for example, to remove 50%, preferably 70%, particularly preferably 90%, of the water present in the crude 1,6-hexanediol. This can be z. B. by evaporation the water at 50 to 90 ° C at reduced pressure (eg on a rotary evaporator) or by distillation.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Aminierung in Gegenwart von Hexamethylenimin als Lösungsmittel oder Hexamethylenimin/Wasser-Gemischen durchgeführt. In a particularly preferred embodiment, the amination is carried out in the presence of hexamethyleneimine as solvent or hexamethyleneimine / water mixtures.
Die Lösungsmittelmenge wird vorzugsweise so bemessen, dass 5 bis 80, bevorzugt 10 bis 70, besonders bevorzugt 15 bis 60 gew.-%ige 1 ,6-Hexandiol-Lösungen entstehen. The amount of solvent is preferably such that 5 to 80, preferably 10 to 70, particularly preferably 15 to 60 wt .-% strength 1, 6-hexanediol solutions.
Pro Mol 1 ,6-Hexandiol werden 10 bis 150 Liter, bevorzugt 10 bis 100 Liter Wasserstoff zugeführt. 10 to 150 liters, preferably 10 to 100 liters of hydrogen are fed per mole of 1,6-hexanediol.
In einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Aminierung von 1 ,6-Hexandiol mit Ammoniak in einem ersten Teilschritt c1 ) zu einem Gemisch aus 1 -Amino-6-hydroxy- hexan und Hexamethylendiamin, welches mehr als 50 Gew.-% 1 -Amino-6-hydroxy- hexan enthält. Dieses wird in einem Teilschritt c2) zusammen mit Hexamethylendiamin von nicht umgesetztem 1 ,6-Hexandiol abgetrennt und in einem Teilschritt c3) mit weiterem Ammoniak zu Hexamethylendiamin umgesetzt. In one embodiment of the invention, the amination of 1,6-hexanediol with ammonia takes place in a first substep c1) to give a mixture of 1-amino-6-hydroxyhexane and hexamethylenediamine which contains more than 50% by weight of 1-amino Contains 6-hydroxyhexane. This is separated in a partial step c2) together with hexamethylenediamine from unreacted 1, 6-hexanediol and reacted in a sub-step c3) with further ammonia to hexamethylenediamine.
Die Aminierung kann diskontinuierlich oder kontinuierlich, in der Flüssig- oder The amination can be discontinuous or continuous, in the liquid or
Gasphase durchgeführt werden, wobei eine kontinuierliche Verfahrensführung bevorzugt ist. Die Aufarbeitung des noch 1 -Amino-6-hydroxyhexan enthaltenden ZielproduktsGas phase can be carried out, with a continuous process is preferred. The workup of the still 1-amino-6-hydroxyhexane-containing target product
Hexamethylendiamin erfolgt vorzugsweise destillativ. Da 1 -Amino-6-hydroxyhexan und Hexamethylendiamin sehr ähnliche Dampfdrücke besitzen, wird reines Hexamethylenediamine is preferably carried out by distillation. Since 1-amino-6-hydroxyhexane and hexamethylenediamine have very similar vapor pressures, becomes pure
Hexamethylendiamin ausgeschleust. Gemische aus 1 -Amino-6-hydroxyhexan und Hexamethylendiamin werden in die Destillationsstufe zurückgeführt. Hexamethylenediamine discharged. Mixtures of 1-amino-6-hydroxyhexane and hexamethylenediamine are recycled to the distillation stage.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform wird das bei der In a further, particularly preferred embodiment, that in the
Aminierung von 1 ,6-Hexadiol gebildete Hexamethylenimin destillativ aus dem Aminierung of 1, 6-hexadiol formed hexamethyleneimine by distillation from the
Aminierungsaustrag abgetrennt und in die Aminierungsstufe zurückgeführt. Beträgt die zurückgeführte Hexamethylenimin-Menge 34 Gew.-%, (bezogen auf die Aminierungsaustrag separated and returned to the amination stage. If the recycled Hexamethylenimin amount 34 wt .-%, (based on the
Gewichtssumme aus 1 ,6-Hexandiol und Hexamethylenimin), so wird vorteilhafterweise kein zusätzliches Hexamethylenimin gebildet. Hexamethylenimin lässt sich als Azeotrop mit Wasser destillativ abtrennen.
Das erhaltene Hexamethylendiamin kann einer weiteren Aufreinigung unterzogen werden. Diese umfasst vorzugsweise wenigstens einen Destillationsschritt In einer speziellen Ausführungsform wird das erhaltene Hexamethylendiamin durch Total weight of 1,6-hexanediol and hexamethyleneimine), advantageously no additional hexamethyleneimine is formed. Hexamethyleneimine can be separated by distillation as an azeotrope with water. The resulting hexamethylenediamine may be subjected to further purification. This preferably comprises at least one distillation step. In a specific embodiment, the resulting hexamethylenediamine is passed through
fraktionierende Destillation auf "Faserqualität" (d. h. einen Hexamethylendiamingehalt von wenigstens 99,9 %) gebracht. Sofern die mit Hexamethylendiamin-isomeren Verbindungen 2-Aminomethylcyclopentylamin (AMCPA) und/oder 1 ,2- Diaminocyclohexan (DACH) als Nebenprodukte enthalten sind, lassen sich diese nach US 6,251 ,229 B1 bei Drucken von 1 bis 300 mbar unter Verwendung von Druckverlustarmen Destillationskolonnen abtrennen. fractional distillation to "fiber grade" (i.e., a hexamethylenediamine content of at least 99.9%). If the hexamethylenediamine isomeric compounds 2-aminomethylcyclopentylamine (AMCPA) and / or 1,2-diaminocyclohexane (DACH) are contained as by-products, these can be prepared according to US Pat. No. 6,251,229 B1 at pressures of from 1 to 300 mbar using low-loss distillation columns split off.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Hexamethylendiamin aus erneuerbaren Quellen weist in der Regel ein 14C-zu-12C-lsotopenverhältnis im Bereich von 0,5 x 10-12 bis 5 * 10"12 auf. Die Erfindung wird anhand der folgenden nicht einschränkenden Beispiele näher erläutert. The hexamethylenediamine prepared by the method of this invention from renewable sources typically has a 14 C-to-12 C lsotopenverhältnis in the range of 0.5 x 10 12 to 5 × 10 "12. The invention is based on the following non-limiting Examples explained in more detail.
Beispiele Beispiel 1 : Examples Example 1:
Darstellung von Muconsäure cis,cis-Muconsäure wurde gemäß der Vorschrift in K. M. Draths, J. W. Frost, J. Am. Chem. Soc, 1 16 (1994), Seiten 399 - 400 mittels des Escherichia coli Mutants Preparation of muconic acid cis, cis-muconic acid was prepared according to the procedure in K.M. Draths, J.W. Frost, J. Am. Chem. Soc., 1 16 (1994), pages 399-400 by means of the Escherichia coli mutant
AB2834/pKD136/pKD8.243A/pKD8.292 biokatalytisch aus D-Glucose hergestellt. AB2834 / pKD136 / pKD8.243A / pKD8.292 biocatalytically produced from D-glucose.
Beispiel 2: Example 2:
Darstellung von Adipinsäure In einen 250 ml Rührautoklaven wurde eine Suspension aus 24 g der cis,cis-Mucon- säure und 1 g Raney Ni in 56 g Wasser eingefüllt, 3 MPa Wasserstoff aufgepresst und auf 80 °C aufgeheizt. Nach Erreichen der Temperatur von 80 °C wurde der Druck auf 10 MPa erhöht und so viel Wasserstoff nachdosiert, dass der Druck konstant blieb. Nach 12 h Reaktionszeit wurde auf eine Temperatur von 60 °C abgekühlt, auf Preparation of Adipic Acid A suspension of 24 g of cis, cis-muconic acid and 1 g of Raney Ni in 56 g of water was introduced into a 250 ml stirring autoclave, 3 MPa of hydrogen were pressed in and heated to 80.degree. After reaching the temperature of 80 ° C, the pressure was increased to 10 MPa and replenished so much hydrogen that the pressure remained constant. After 12 h reaction time was cooled to a temperature of 60 ° C, on
Normaldruck entspannt und die Lösung vom Katalysator abfiltriert. Danach wurde langsam auf 20 °C abgekühlt und dabei Adipinsäure als ein weißer Feststoff auskristallisiert. In der Lösung konnte neben Adipinsäure noch Lacton (V) Normal pressure relaxed and filtered off the solution from the catalyst. It was then slowly cooled to 20 ° C and thereby crystallized adipic acid as a white solid. In addition to adipic acid, lactone (V) was used in the solution
nachgewiesen werden. Die Ausbeute an Adipinsäure betrug 95 % und an Lacton (V) 5 %. Die Mutterlauge wurde in die Hydrierung zurückgeführt.
Beispiel 3: be detected. The yield of adipic acid was 95% and of lactone (V) 5%. The mother liquor was returned to the hydrogenation. Example 3:
Darstellung von 1 ,6-Hexandiol 15 g/h eines Gemisches aus 33 % der Adipinsäure und 67 % Wasser, wurden bei einer Zulauftemperatur von 70 °C in einen 30 ml Rohrreaktor, in dem sich 20 ml Katalysator (66 % CoO, 20 % CuO, 7,3 % Mn304, 3,6 % M0O3, 0,1 % Na20, 3 % H3P04, Preparation of 1,6-hexanediol 15 g / h of a mixture of 33% of adipic acid and 67% of water were introduced at a feed temperature of 70 ° C. into a 30 ml tubular reactor containing 20 ml of catalyst (66% CoO, 20%). CuO, 7.3% Mn 3 0 4 , 3.6% M0O3, 0.1% Na 2 O, 3% H 3 P0 4 ,
Herstellung gemäß DE 23 21 101 A; 4 mm Stränge; Aktivierung mit Wasserstoff bis 300 °C) befanden, in Rieselfahrweise bei einer Temperatur von 230 °C und einem Druck von 25 MPa hydriert. Der Reaktoraustrag wurde in einem Abscheider von überschüssigem Wasserstoff abgetrennt (Abgasmenge 2 l/h) und gelangte einerseits über eine Pumpe als Kreislaufstrom wieder auf den Kopf des Reaktors, wo er mit dem Zulaufstrom vereinigt wird (Zulauf : Umlauf = 1 : 10), und andererseits in ein Production according to DE 23 21 101 A; 4 mm strands; Activation with hydrogen up to 300 ° C) were hydrogenated in trickle mode at a temperature of 230 ° C and a pressure of 25 MPa. The reactor effluent was separated in a separator of excess hydrogen (amount of flue gas 2 l / h) and reached on the one hand via a pump as recycle stream back to the head of the reactor, where it is combined with the feed stream (inlet: circulation = 1:10), and on the other hand in a
Austragsgefäß. Die Austräge wurden gaschromatographisch (Gew.-%, Methode mit innerem Standard) analysiert. Die Ausbeute an 1 ,6-Hexandiol betrug 94 %, der Umsatz an Adipinsäure lag bei 98,5 %. Als weitere Produkte fanden sich 3 % 6- Hydroxycapronsäure, 1 % 6-Hydroxycapronsäure-1 ,6-hexandiolester und 1 % Hexanol. Discharge vessel. The discharges were analyzed by gas chromatography (% by weight, method with internal standard). The yield of 1, 6-hexanediol was 94%, the conversion of adipic acid was 98.5%. Other products found were 3% 6-hydroxycaproic acid, 1% 6-hydroxycaproic acid 1,6-hexanediol ester and 1% hexanol.
Darstellung von Hexamethylendiamin: Preparation of hexamethylenediamine:
Die Darstellung von Hexamethylendiamin aus 1 ,6-Hexandiol auf Basis Muconsäure erfolgte in Analogie zur US 3,215,742, Beispiele 1 und 2. The preparation of hexamethylenediamine from 1,6-hexanediol based on muconic acid was carried out analogously to US Pat. No. 3,215,742, Examples 1 and 2.
Beispiel 4: Example 4:
Aminierung von 1 ,6-Hexandiol Amination of 1,6-hexanediol
Der Wassergehalt des nach Beispiel 3 dieser Anmeldung hergestellten Roh-1 ,6- Hexandiols wurde durch Abdampfen bei 70 °C und Wasserstrahlvakuum auf 5 Gew.-% abgesenkt. The water content of the crude 1, 6-hexanediol prepared according to Example 3 of this application was lowered by evaporation at 70 ° C and water jet vacuum to 5 wt .-%.
193 g Roh-1 ,6-Hexandiol wurde mit den in Beispiel 1 beschriebenen Mengen Dioxan, Raney-Nickel und flüssigem Ammoniak in einem Autoklaven 5 Stunden lang bei 200 °C und 200 bar gerührt. Dann wurde der Autoklav abgekühlt und entspannt. Die gaschromatographische Analyse des Reaktionsaustrags ergab, dass 55 % des 1 ,6- Hexandiols in ein Gemisch, bestehend aus 65 % Hexamethylendiamin und 35 % Hexamethylimin übergegangen waren. 193 g of crude 1, 6-hexanediol was stirred with the amounts of dioxane, Raney nickel and liquid ammonia described in Example 1 in an autoclave for 5 hours at 200 ° C and 200 bar. Then the autoclave was cooled and relaxed. Gas chromatographic analysis of the reaction showed that 55% of 1,6-hexanediol had been converted into a mixture consisting of 65% hexamethylenediamine and 35% hexamethylimine.
Beispiel 5: Example 5:
Aminierung von Gemischen aus Roh-1 ,6-Hexandiol und Hexamethylenimin
1 17 g teilweise entwässertes Roh-1 ,6-Hexandiol und 54 g Hexamethylenimin wurden in 50 g Dioxan gelöst. Diese Lösung wurde in einem Autoklaven zusammen mit 540 g flüssigem Ammoniak und 72 g Raney-Nickel sechs Stunden lang bei 180 bis 183 °C gerührt. Der Autoklav wurde abgekühlt und entspannt. Die gaschromatographische Analyse ergab, dass der 1 ,6-Hexandiol-Umsatz 35 % betrug. Die Hexamethylendiamin- Ausbeute betrug 98 %, bezogen auf umgesetztes 1 ,6-Hexandiol.
Amination of mixtures of crude 1, 6-hexanediol and hexamethyleneimine 17 g of partially dehydrated crude 1,6-hexanediol and 54 g of hexamethyleneimine were dissolved in 50 g of dioxane. This solution was stirred in an autoclave together with 540 g of liquid ammonia and 72 g of Raney nickel at 180 to 183 ° C for six hours. The autoclave was cooled and relaxed. Gas chromatographic analysis revealed that the 1,6-hexanediol conversion was 35%. The Hexamethylendiamin- yield was 98%, based on reacted 1,6-hexanediol.
Claims
1 . Verfahren zur Herstellung von Hexamethylendiamin, bei dem man a) ein Muconsaureausgangsmaterial bereitstellt, das ausgewählt ist unter Mu- consäure, Estern der Muconsäure, Lactonen der Muconsäure, dem hydrierten Monolacton der Muconsäure und Mischungen davon, b) das Muconsäureausgangsmaterial einer Umsetzung mit Wasserstoff in Gegenwart mindestens eines Hydrierkatalysators zu 1 ,6-Hexandiol unter- 1 . Process for the production of hexamethylenediamine, in which a) a muconic acid starting material is provided which is selected from muconic acid, esters of muconic acid, lactones of muconic acid, the hydrogenated monolactone of muconic acid and mixtures thereof, b) the muconic acid starting material is reacted with hydrogen in the presence at least one hydrogenation catalyst to produce 1,6-hexanediol
c) das in Schritt b) erhaltene 1 ,6-Hexandiol einer Aminierung in Gegenwart eines Aminierungskatalysators unter Erhalt von Hexamethylendiamin un- c) the 1,6-hexanediol obtained in step b) undergoes an amination in the presence of an amination catalyst to give hexamethylenediamine and
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei in Schritt a) ein Muconsäureausgangsmaterial bereitgestellt wird, bei dem die Muconsäure aus einer erneuerbaren Quelle stammt, wobei deren Herstellung vorzugsweise durch biokatalytische Synthese aus mindestens einem nachwachsenden Rohstoff erfolgt. 2. The method according to claim 1, wherein in step a) a muconic acid starting material is provided, in which the muconic acid comes from a renewable source, the production of which is preferably carried out by biocatalytic synthesis from at least one renewable raw material.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die in Schritt a) eingesetzte Muconsäure ein 14C-zu-12C-lsotopenverhältnis im Bereich von 0,5x10"12 bis 5*10-12 aufweist. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zur Hydrierung in Schritt b) ein Muconsäure-Ausgangsmaterial eingesetzt wird, das ausgewählt ist unter Muconsäure, Muconsäuremonoestern, Muconsäurediestern, Poly(muconsäure- estern) und Mischungen davon. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zur Hydrierung in Schritt b) ein Muconsäure-Ausgangsmaterial eingesetzt wird, das ausgewählt ist unter den Lactonen (III), (IV) und (V) und Mischungen davon: 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the muconic acid used in step a) has a 14 C to 12 C isotope ratio in the range of 0.5x10 "12 to 5 * 10-12 . 4. Method according to one of the claims 1 to 3, wherein for the hydrogenation in step b) a muconic acid starting material is used which is selected from muconic acid, muconic acid monoesters, muconic diesters, poly(muconic acid esters) and mixtures thereof. 5. Process according to one of claims 1 to 3, wherein For the hydrogenation in step b), a muconic acid starting material is used which is selected from the lactones (III), (IV) and (V) and mixtures thereof:
(III) (IV) (III) (IV)
(V)
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Hydrierung in Schritt b) in flüssiger Phase in Gegenwart eines Lösungsmittels erfolgt, das ausgewählt ist unter Wasser, aliphatischen d- bis Cs-Alkoholen, aliphatischen C2- bis C6-Diolen, Ethern und Gemischen daraus. (V) Process according to one of claims 1 to 5, wherein the hydrogenation in step b) takes place in the liquid phase in the presence of a solvent selected from water, aliphatic d- to Cs-alcohols, aliphatic C2- to C6-diols, ethers and mixtures from it.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Hydrierung in Schritt b) in flüssiger Phase in Gegenwart von Wasser als einzigem Lösungsmittel erfolgt. Process according to one of claims 1 to 5, wherein the hydrogenation in step b) takes place in the liquid phase in the presence of water as the sole solvent.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zur Hydrierung in Schritt b) ein Muconsäurediester eingesetzt wird, der ausgewählt ist unter Verbindungen der allgemeinen Formel (II) Process according to one of claims 1 to 5, wherein for the hydrogenation in step b) a muconic acid diester is used which is selected from compounds of the general formula (II)
R1OOC-CH=CH-CH=CH-COOR2 (II) worin die Reste R1 und R2 unabhängig voneinander für geradkettiges oder zweigtes Ci-Cs-Alkyl stehen, wobei die Hydrierung in Schritt b) in der Gasphase erfolgt. R 1 OOC-CH=CH-CH=CH-COOR 2 (II) in which the radicals R 1 and R 2 independently represent straight-chain or branched Ci-Cs-alkyl, the hydrogenation in step b) taking place in the gas phase.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei in Schritt b) ein Muconsäure-Ausgangsmaterial eingesetzt wird, das ausgewählt ist unter Muconsäure, Muconsäuremonoestern, Lactonen der Mu- consäure und Mischungen davon und ein heterogener Hydrierkatalysator eingesetzt wird, der mindestens 50 Gew.-% Cobalt, Ruthenium oder Rhenium bezogen auf das Gesamtgewicht des reduzierten Katalysators enthält, oder in Schritt b) ein Muconsäure-Ausgangsmaterial eingesetzt wird, das aus- gewählt ist unter Muconsäurediestern, Poly(muconsäureestern) und Mischungen davon und ein heterogener Hydrierkatalysator eingesetzt wird, der mindestens 50 Gew.-% Kupfer bezogen auf das Gesamtgewicht des reduzierten Katalysators enthält. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hydrierung in Schritt b) bei einer Temperatur erfolgt, die im Bereich von 50 bis 300 °C liegt.
Process according to one of claims 1 to 8, wherein in step b) a muconic acid starting material is used which is selected from muconic acid, muconic acid monoesters, lactones of muconic acid and mixtures thereof and a heterogeneous hydrogenation catalyst is used which has at least 50% by weight. % cobalt, ruthenium or rhenium based on the total weight of the reduced catalyst, or in step b) a muconic acid starting material is used which is selected from muconic diesters, poly(muconic acid esters) and mixtures thereof and a heterogeneous hydrogenation catalyst is used which contains at least 50% by weight of copper based on the total weight of the reduced catalyst. 10. The method according to any one of the preceding claims, wherein the hydrogenation in step b) takes place at a temperature which is in the range from 50 to 300 ° C.
1 1 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hydrierung in Schritt b) bei einem Wasserstoff-Partialdruck erfolgt, der in einem Bereich von 100 bis 300 bar liegt. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei die Hydrierung in Schritt b) ohne Zwischenisolierung von Adipinsäure oder eines Esters der Adipinsäure erfolgt. 1 1 . Method according to one of the preceding claims, wherein the hydrogenation in step b) takes place at a hydrogen partial pressure which is in a range from 100 to 300 bar. 12. The method according to any one of claims 1 to 1 1, wherein the hydrogenation in step b) takes place without intermediate isolation of adipic acid or an ester of adipic acid.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei Schritt b) die folgend Teilschritte umfasst: Method according to one of claims 1 to 1 1, wherein step b) comprises the following sub-steps:
Hydrieren von Muconsäure oder eines ihrer Ester in wässriger Lösung zu Adipinsäure in Gegenwart eines ersten Hydrierkatalysators, und Hydrieren der Adipinsäure in wässriger Lösung zu 1 ,6-Hexandiol in Gegenwart eines zweiten Hydrierkatalysators. Hydrogenating muconic acid or one of its esters in aqueous solution to adipic acid in the presence of a first hydrogenation catalyst, and hydrogenating the adipic acid in aqueous solution to 1,6-hexanediol in the presence of a second hydrogenation catalyst.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der erste Hydrierkatalysator Raney-Cobalt und/oder Raney-Nickel ist und wobei der zweite Katalysator bezogen auf das Gesamtgewicht des reduzierten Katalysators mindestens 50 Gew.-% Elemente enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Rhenium, Eisen, Ruthenium, Cobalt, Rhodium, Iridium, Nickel und Kupfer. The method of claim 13, wherein the first hydrogenation catalyst is Raney cobalt and/or Raney nickel and wherein the second catalyst contains at least 50% by weight of elements selected from the group consisting of rhenium, based on the total weight of the reduced catalyst , iron, ruthenium, cobalt, rhodium, iridium, nickel and copper.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei die Hydrierung in Schritt b1 ) bei einer Temperatur erfolgt, die im Bereich von 50 bis 160 °C liegt und die Hydrierung in Schritt b2) bei einer Temperatur erfolgt, die im Bereich von 160 bis 240 °C liegt. Method according to one of claims 13 or 14, wherein the hydrogenation in step b1) takes place at a temperature which is in the range of 50 to 160 ° C and the hydrogenation in step b2) takes place at a temperature which is in the range of 160 to 240 °C.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei adipinsäurehaltiges Wasser, das bei einer Isolierung des zweiten Katalysators nach Abschluss des Schrittes b2) gewonnen wird, in Schritt b1 ) als Lösungsmittel eingesetzt wird. Method according to one of claims 13 to 15, wherein adipic acid-containing water, which is obtained during isolation of the second catalyst after completion of step b2), is used as a solvent in step b1).
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei man die Hydrierung in Schritt b) in n hintereinander geschalteten Hydrierreaktoren durchführt, wobei n für eine ganze Zahl von wenigstens zwei steht und wobei der 1 . bis (n-1 ). Reaktor über einen in einem externen Kreislauf geführten Strom aus der Reaktionszone verfügt und man die Hydrierung in dem n. Reaktor adiabatisch durchführt.
17. The method according to any one of the preceding claims, wherein the hydrogenation in step b) is carried out in n series-connected hydrogenation reactors, where n is an integer of at least two and where 1. to (n-1). Reactor has a stream from the reaction zone carried in an external circuit and the hydrogenation is carried out adiabatically in the nth reactor.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei man den Austrag aus der Hydrierung in Schritt b) einer destillativen Auftrennung unter Gewinnung einer an 1 ,6-Hexandiol angereicherten Fraktion unterzieht und die an 1 ,6- Hexandiol angereicherte Fraktion zur Aminierung in Schritt c) einsetzt. 18. The method according to any one of the preceding claims, wherein the output from the hydrogenation in step b) is subjected to a distillative separation to obtain a fraction enriched in 1,6-hexanediol and the fraction enriched in 1,6-hexanediol is subjected to amination in step c ) is used.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das in Schritt b) erhaltene 1 ,6-Hexandiol in Schritt c) mit Ammoniak in Gegenwart des Aminie- rungskatalysators zu Hexamethylendiamin umgesetzt wird. 19. The method according to any one of the preceding claims, wherein the 1,6-hexanediol obtained in step b) is reacted in step c) with ammonia in the presence of the amination catalyst to give hexamethylenediamine.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aminierung in Schritt c) ohne oder mit Zufuhr von Wasserstoff durchgeführt wird. 20. The method according to any one of the preceding claims, wherein the amination in step c) is carried out without or with the addition of hydrogen.
21 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Reaktionsaus- trag der Aminierung in Schritt c) einer Auftrennung unter Erhalt einer an Hexame- thylenimin angereicherten und einer an Hexamethylendiamin abgereicherten21. Method according to one of the preceding claims, wherein the reaction product from the amination in step c) undergoes a separation to obtain a hexamethyleneimine enriched and a hexamethylenediamine depleted
Fraktion unterzogen wird und wobei die an Hexamethylenimin angereicherte Fraktion in die Aminierung in Schritt c) zurückgeführt wird. Fraction is subjected and the fraction enriched in hexamethyleneimine is recycled into the amination in step c).
22. Verfahren nach Anspruch 21 , wobei die in die Aminierung in Schritt c) zurückge- führte Fraktion aus Hexamethylenimin und 1 ,6-Hexandiol besteht. 22. The method according to claim 21, wherein the fraction returned to the amination in step c) consists of hexamethyleneimine and 1,6-hexanediol.
23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei die in die Aminierung in Schritt c) zurückgeführte Fraktion zu 20 bis 35 Gew.-% aus Hexamethylenimin und zu 80 bis 65 Gew.-% aus 1 ,6-Hexandiol besteht. 23. The method according to claim 22, wherein the fraction recycled into the amination in step c) consists of 20 to 35% by weight of hexamethyleneimine and 80 to 65% by weight of 1,6-hexanediol.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt c) Hexamethylenimin als einziges Lösungsmittel verwendet wird. 24. The method according to any one of the preceding claims, wherein in step c) hexamethyleneimine is used as the only solvent.
25. Hexamethylendiamin, dadurch gekennzeichnet, dass es ein C14/C12-lsotopen- Verhältnis im Bereich von 0,5 x 10"12 bis 5 x 10"12 aufweist. 25. Hexamethylenediamine, characterized in that it has a C 14 /C 12 isotope ratio in the range of 0.5 x 10 "12 to 5 x 10 "12 .
26. Hexamethylendiamin, dadurch gekennzeichnet, dass es ausgehend von biokata- lytisch aus mindestens einem nachwachsenden Rohstoff synthetisierter Mucon- säure herstellbar ist.
26. Hexamethylenediamine, characterized in that it can be produced starting from muconic acid synthesized biocatalytically from at least one renewable raw material.
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