ES2207184T3 - Catalizador a base de hierro para el hidrogenado de alfa, omega-dinitrilos. - Google Patents
Catalizador a base de hierro para el hidrogenado de alfa, omega-dinitrilos.Info
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Abstract
Procedimiento para el hidrogenado de alfa, omega- dinitrilos en presencia de un catalizador, caracterizado porque se emplea como catalizador una masa que contiene: (a) hierro o un compuesto a base de hierro o sus mezclas, (b) un 0,001 a un 0,3% en peso, de un promotor a base de 2, 3, 4 o 5 elementos seleccionados a partir del grupo constituido por aluminio, silicio, circonio, titanio, vanadio, (c) un 0 a un 0,3% en peso, referido a (a), de un compuesto a base de un metal alcalino o metal alcalinotérreo, así como (d) un 0,001 a un 0,3% en peso, referido a (a), de manganeso.
Description
Catalizador a base de hierro para el hidrogenado
de \alpha, \omega-dinitrilos.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para el hidrogenado de alfa,
omega-dinitrilos en presencia de un catalizador,
caracterizado porque se emplea como catalizador una masa que
contiene
- (a)
- hierro o un compuesto a base de hierro o sus mezclas,
- (b)
- un 0,001 a un 0,3% en peso, de un promotor a base de 2, 3, 4 o 5 elementos seleccionados a partir del grupo constituido por aluminio, silicio, circonio, titanio, vanadio,
- (c)
- un 0 a un 0,3% en peso, referido a (a), de un compuesto a base de un metal alcalino o metal alcalinotérreo, así como
- (d)
- un 0,001 a un 0,3% en peso, referido a (a), de manganeso.
La invención se refiere además al empleo de tales
masas como catalizador en el hidrogenado de alfa,
omega-dinitrilos, y aquellas masas obtenibles según
determinados procedimientos.
Además se conoce generalmente, a modo de ejemplo
por Weissermel/Arpe, Industrielle Organische Chemie, editorial
Chemie, tercera edición, 1988, página 266, y la
WO-A-96/20166, el hidrogenado de
adiponitrilo en presencia de amoniaco bajo condiciones de alta
presión en catalizadores que contienen predominantemente hierro,
para dar 6-aminocapronitrilo y/o hexametilendiamina,
que constituyen importantes productos previos para la obtención de
poliamidas, como Nylon 6 y Nylon 6.6.
Para catalizadores de hierro óptimos es
importante una resistencia mecánica elevada, un largo periodo de
aplicación de catalizador, un rendimiento
espacio-tiempo elevado en productos de valor alfa,
omega-aminonitrilo y/o alfa,
omega-diamina en el caso de conversión completa de
alfa, omega-dinitrilo, con un contenido lo más
reducido posible en productos secundarios indeseables.
Estos productos secundarios indeseables se
producen en diferentes cantidades según catalizador, y se pueden
separar del aminonitrilo y/o de la diamina, formados como producto
de valor, sólo con gasto elevado.
De este modo, por ejemplo en el caso de
hidrogenado de adipodinitrilo para dar hexametilendiamina se forman
en cantidades variables, entre otros, tetrahidroazepina (THA),
1-amino-2-cianociclopenteno
(ICCP),
2-aminometilciclo-pentilamina
(AMCPA), 1,2-diaminociclohexano (DCH) y
bishexametilentriamina (BHMTA). Se sabe por la US-A
3 696 153 que AMCPA y DCH se pueden separar de hexametilendiamina
sólo muy difícilmente. Sobre todo grandes cantidades de AMCPA, DCH
y THA conducen a un gasto de destilación elevado, que se traduce en
costes de inversión y energía considerables.
Por la
US-A-4.282.381, columna 2, tabla 1,
se sabe que, en el caso del hidrogenado de adiponitrilo para dar
hexametilendiamina en presencia de catalizadores de hierro, se
forman como producto secundario, entre otros, un promedio de 2400 a
4000 ppm de 1,2-diaminociclohexano, 100 a 300 ppm de
2-aminometilciclopentilamina, 200 a 900 ppm de
tetrahidroazepina y 2000 a 5000 ppm de
6-aminocapronitrilo.
Por la DE-A-2 429
293, ejemplo 1, se sabe que, en el hidrogenado de adipodinitrilo en
presencia de la cantidad ponderal quíntuple de amoniaco a 93 hasta
98ºC (temperatura de entrada en el reactor), o bien 94 a 104ºC
(temperatura de salida) en un catalizador de hierro dopado con óxido
de aluminio, dióxido de silicio, óxido de calcio y pentóxido de
vanadio, que se obtuvo a partir de la magnetita mediante reducción
con hidrógeno, se obtiene un 98,2% de hexametilendiamina con un
contenido de 1900 ppm de 1,2-diaminociclohexano.
Por el ejemplo 2 se sabe que, en el hidrogenado de adipodinitrilo
en presencia de la cantidad ponderal quíntuple de amoniaco a 93
hasta 98ºC (temperatura de entrada en el reactor), o bien 94 a 104ºC
(temperatura de salida), en un catalizador de hierro dopado con
dióxido de aluminio, óxido de silicio y óxido de calcio, que se
obtuvo a partir de un mineral de labrador-hematita
(Fe_{2}O_{3}) mediante reducción con hidrógeno, se obtiene un
98,05% de hexametilendiamina con un contenido de 3500 ppm de
1,2-diaminociclohexano.
Por lo tanto, era tarea de la presente invención
poner a disposición procedimientos para el hidrogenado de alfa,
omega-dinitrilos (I) para dar alfa,
omega-aminonitrilos (II) y/o alfa,
omega-diaminas (III), en presencia de un
catalizador, así como catalizadores, que no presentaran los citados
inconvenientes, y que posibilitaran el hidrogenado de alfa,
omega-dinitrilos con selectividad elevada de modo
sencillo técnicamente y económico, con periodo de aplicación
elevado del catalizador.
Por consiguiente, se encontró el procedimiento
definido al inicio, el empleo definido al inicio, así como las
masas definidas al inicio.
El procedimiento según la invención se lleva a
cabo en presencia de masas apropiadas como catalizadores, que
presentan preferentemente una superficie BET de 3 a 20 m^{2}/g,
un volumen de poros total de 0,05 a 0,2 ml/g, un diámetro medio de
poros de 0,03 a 0,1 \mum, y una fracción de volumen de poros en el
intervalo de 0,01 a 0,1 \mum de un 50 a un 70%.
Los datos de % en peso en (b) y (c) se refieren a
los elementos, los datos de tanto % en peso en (c) se refieren a
los óxidos de metales alcalinos y alcalinotérreos. Estos datos se
refieren al componente (a).
Los precursores de catalizador preferentes son
aquellos en los que el componente (a) contiene óxidos de hierro,
hidróxidos de hierro, oxihidróxidos de hierro, o sus mezclas, en un
90 a un 100% en peso, preferentemente un 92 a un 99% en peso,
referido a (a). Preferentemente se pueden óxidos de hierro,
hidróxidos de hierro u oxihidróxidos de hierro obtenidos por vía
sintética, o que se presentan en la naturaleza, como limonita,
hematita roja (hematita), preferentemente piedra imán (magnetita),
que se puede describir con Fe_{3}O_{4} en el caso ideal. La
proporción atómica de oxígeno respecto a hierro se sitúa
preferentemente entre 1,25:1 a 1,45:1, preferentemente 1,3:1 a
1,4:1, de modo especialmente preferente 1,33:1, es decir, magnetita
pura.
Si se obtiene magnetita sintéticamente se puede
partir de hierro metálico muy puro, o de compuestos muy puros de
hierro (II) y/o (III), a los que se añade adicionalmente los
elementos de dopaje en forma de compuestos apropiados.
Los precursores de catalizador preferentes son
además aquellos en los que el componente (b) contiene un 0,001 a un
0,3% en peso, preferentemente un 0,01 a un 0,2% en peso, en
especial un 0,01 a un 0,1% en peso de un promotor a base de 2, 3, 4
o 5 elementos seleccionados a partir del grupo constituido por
aluminio, circonio, silicio, titanio o vanadio, en especial la
combinación aluminio, silicio y titanio.
Los precursores de catalizador preferentes son
además aquellos en los que el componente (c) contiene un 0 a un
0,3% en peso, preferentemente un 0,01 a un 0,2% en peso, de modo
especialmente preferente un 0,01 a un 0,1% en peso de un compuesto
a base de un metal alcalino o alcalinotérreo, preferentemente
seleccionado a partir del grupo constituido por litio, sodio,
potasio, rubidio, cesio, magnesio y calcio, preferentemente calcio
y/o magnesio.
Las masas empleadas según la invención contienen
un 0,001 a un 1% en peso, preferentemente un 0,001 a un 0,3% en
peso, en especial un 0,01 a un 0,2% en peso de manganeso.
En el caso de los catalizadores según la
invención se puede tratar de catalizadores macizos o catalizadores
soportados. A modo de ejemplo, entran en consideración como
materiales soporte óxidos porosos, como óxido de aluminio, dióxido
de silicio, alumosilicatos, óxido de lantano, dióxido de titanio,
dióxido de circonio, óxido de magnesio, óxido de cinc y zeolitas,
así como carbón activo, o mezclas de los mismos.
Por regla general, la obtención se efectúa de
modo que se precipita promotores del componente (a), en caso
deseado junto con precursores de los promotores, componentes (b),
(d), y en caso deseado con precursores de los componentes (c), en
presencia o ausencia de materiales soporte (según que tipo de
catalizador se desee), en caso dado se elabora los precursores de
catalizador obtenidos de este modo para dar barras o comprimidos,
se seca, y a continuación se calcina. En general, los catalizadores
soportados son obtenibles también impregnándose el soporte con una
disolución de componentes (a), (b), y en caso deseado (c),
pudiéndose añadir los componentes aislados simultánea o
sucesivamente, o pulverizándose los componentes (a), (b), (d), y en
caso deseado (c), sobre el soporte según métodos conocidos en
sí.
Por regla general, entran en consideración como
precursores de los componentes (a) sales de hierro convenientemente
hidrosolubles, como nitratos, cloruros, acetatos, formiatos y
sulfatos, preferentemente nitratos.
Por regla general, entran en consideración como
precursores de los componentes (b) y (d) sales convenientemente
hidrosolubles o sales complejas de los metales y semimetales
citados anteriormente, como nitratos, cloruros, acetatos, formiatos
y sulfatos, preferentemente nitratos.
Por regla general, entran en consideración como
precursores de los componentes (c) sales convenientemente
hidrosolubles de los metales alcalinos y metales alcalinotérreos
citados anteriormente, como hidróxidos, carbonatos, nitratos,
cloruros, acetatos, formiatos y sulfatos, preferentemente hidróxidos
y carbonatos.
En general se efectúa la precipitación a partir
de disoluciones acuosas, opcionalmente mediante adición de
reactivos de precipitación, mediante modificación del valor de pH,
o mediante modificación de la temperatura.
Habitualmente se seca la masa previa de
catalizador obtenida de este modo, en general a temperaturas en el
intervalo de 80 a 150, preferentemente de 80 a 120ºC.
Habitualmente se efectúa el calcinado a
temperaturas en el intervalo de 150 a 500, preferentemente de 200 a
450ºC, en una corriente gaseosa constituida por aire o
nitrógeno.
En general, tras el calcinado se expone la masa
de catalizador obtenida a una atmósfera reductora
("activado"), a modo de ejemplo exponiéndose ésta a una
atmósfera de hidrógeno o una mezcla gaseosa, que contiene hidrógeno
y un gas inerte, como nitrógeno, a una temperatura en el intervalo
de 200 a 500ºC, preferentemente de 250 a 400ºC, 2 a 24 horas. En
este caso, la carga de catalizador asciende preferentemente a 200 l
por l de catalizador.
Según la DE 24 29 293, página 7, líneas 1 a 32,
puede ser ventajoso añadir amoniaco al hidrógeno empleado para el
activado.
De modo ventajoso se lleva a cabo el activado del
catalizador directamente en el reactor de síntesis, ya que de este
modo se suprime habitualmente un paso intermedio, necesario en caso
contrario, esto es, el pasivado de la superficie a temperaturas
habitualmente en el intervalo de 20 a 80, preferentemente de 25 a
35ºC, por medio de mezclas de oxígeno-nitrógeno,
como aire. El activado de catalizadores pasivados se efectúa
preferentemente en el reactor de síntesis a una temperatura en el
intervalo de 180 a 500ºC, preferentemente de 200 a 350ºC, en una
atmósfera que contiene hidrógeno.
Se pueden emplear los catalizadores como
catalizadores en lecho fijo en régimen de inundación o lluvia fina,
o como catalizadores en suspensión.
En el procedimiento según la invención, se
emplean como productos de partida los alfa,
omega-dinitrilos alifáticos de la fórmula general
I
I,HC-(CH_{2})_{n}-CH
en la que n significa un número entero de 1 a 10,
en especial 2, 3, 4, 5 y 6. Los compuestos I especialmente
preferentes son dinitrilo de ácido succínico, dinitrilo de ácido
glutárico, dinitrilo de ácido adípico ("adiponitrilo"),
dinitrilo de ácido pimélico, y dinitrilo de ácido subérico
("suberonitrilo"), de modo muy especialmente preferente
adiponitrilo.
De modo especialmente preferente se emplea alfa,
omega-dinitrilos, que se obtienen mediante
hidrocianurado en presencia de catalizadores que contienen fósforo
de un alfa, omega-dieno más pobre en dos átomos de
carbono, como adipodinitrilo, mediante adición de ácido cianhídrico
en butadieno, o bien 3-pentenonitrilo en presencia
de compuestos de níquel (0), y triarilfosfitos.
Tales alfa, omega-dinitrilos
pueden contener trazas de compuestos que contienen fósforo,
aproximadamente 1 a 50 ppm, calculado como fósforo y referido a
alfa, omega-dinitrilo. Si se elimina estos
compuestos de fósforo completa o parcialmente, obteniéndose
fracciones ponderales de compuestos que contienen fósforo menores
que 5 ppm, preferentemente menores que 1 ppm, en el procedimiento
según la invención y en el empleo según la invención se pueden
aumentar de nuevo los periodos de aplicación de catalizador elevados
conseguidos.
Para la reducción de la fracción ponderal en un
compuesto que contiene fósforo en la mezcla entran en consideración
diferentes procedimientos conocidos en sí, como precipitación
preferentemente extracción, tratamiento con una base, como
hidróxido sódico o hidróxido potásico, adsorción o quimisorción, en
especial en un metal, como hierro o, de modo especialmente
preferente, destilación. También es especialmente preferente el
tratamiento de dinitrilo con bases metálicas en el grupo alcalino y
alcalinotérreo, de lantánidos y del grupo III a, II b y III b del
sistema periódico, como por ejemplo óxido de calcio.
En este caso se puede llevar a cabo la
destilación ventajosamente a presiones de 1 a 100 mbar,
preferentemente, de 10 a 200 mbar, produciéndose el adipodinitrilo
como producto de cabeza en la mayor parte de los casos, ya que los
compuestos que contienen fósforo son sensiblemente menos volátiles
que adipodinitrilo.
Conforme al procedimiento según la invención se
hidrogenan parcialmente los dinitrilos I descritos anteriormente,
de modo preferente en presencia de un disolvente, bajo empleo de un
catalizador de lecho fijo heterogéneo para dar alfa,
omega-aminonitrilos de la fórmula general II
II,NC-(CH_{2})_{n}-CH_{2}-NH_{2}
teniendo n el significado citado anteriormente.
Los aminonitrilos II especialmente preferentes son aquellos en los
que n tiene un valor de 2, 3, 4, 5 ó 6, en especial 4, es decir,
nitrilo de ácido 4-aminobutanoico, nitrilo de ácido
5-aminopentanoico, nitrilo de ácido
6-aminohexanoico
("6-aminocapronitrilo"), nitrilo de ácido
1,7-aminoheptanoico y nitrilo de ácido
1,8-aminooctanoico, de modo muy especialmente
preferente
6-aminocapronitrilo.
Si se lleva a cabo la reacción en una suspensión,
habitualmente se escoge temperaturas en el intervalo de 40 a 150ºC,
preferentemente de 50 a 100ºC, de modo especialmente preferente de
60 a 90ºC. En general se escoge la presión en el intervalo de 2 a
30, preferentemente de 3 a 30, de modo especialmente preferente de
4 a 9 mPa. Los tiempos de residencia son dependientes
esencialmente del rendimiento deseado, selectividad, y de la
conversión deseada; habitualmente se escoge el tiempo de residencia
de manera que se alcanza un máximo de rendimiento, a modo de
ejemplo en el intervalo de 50 a 275 min, preferentemente de 70 a
200 min.
En el caso de régimen en suspensión se emplea
como disolvente preferentemente amoniaco, aminas, diaminas y
triaminas con 1 a 6 átomos de carbono, como trimetilamina,
trietilamina, tripropilamina y tributilamina, o alcoholes, en
especial metanol y etanol, de modo especialmente preferente
amoniaco. Convenientemente se escoge una concentración de dinitrilo
en el intervalo de un 10 a un 90% en peso, preferentemente de un 30
a un 80% en peso, de modo especialmente preferente de un 40 a un
70% en peso, referido a la suma de dinitrilo y disolvente.
En general se escoge la cantidad de catalizador
de modo que la cantidad de catalizador se sitúe en el intervalo de
un 1 a un 50% en peso, preferentemente de un 5 a un 20% en peso,
referido a la cantidad de dinitrilo empleada.
El hidrogenado en suspensión se puede llevar a
cabo de manera discontinua, o preferentemente de manera continua,
por regla general en la fase líquida.
También se puede llevar a cabo el hidrogenado
parcial de manera discontinua o continua, en un reactor de lecho
fijo en régimen de lluvia fina o inundación, en paso directo o con
recirculación de producto, escogiéndose habitualmente una
temperatura en el intervalo de 20 a 150ºC, preferentemente de 30 a
90ºC, y por regla general una presión en el intervalo de 2 a 40 mPa,
preferentemente de 3 a 30 mPa. Preferentemente se lleva a cabo el
hidrogenado parcial en presencia de un disolvente, preferentemente
amoniaco, aminas, diaminas y triaminas con 1 a 6 átomos de carbono,
como trimetilamina, trietilamina, tripropilamina y tributilamina, o
alcohol, preferentemente metanol y etanol, de modo especialmente
preferente amoniaco. En una forma preferente de realización se
escoge un contenido en amoniaco en el intervalo de 1 a 10 g,
preferentemente de 2 a 6 g por g de adipodinitrilo. En este caso se
escoge preferentemente una carga de catalizador en el intervalo de
0,1 a 2,0 kg, preferentemente de 3,0 a 1,0 kg de adipodinitrilo/l *
h. También en este caso se puede ajustar de modo apropiado la
conversión, y con ello la selectividad, mediante modificación del
tiempo de residencia.
Se puede llevar a cabo el hidrogenado parcial en
un reactor habitual apropiado a tal efecto.
La proporción de aminonitrilos (II) respecto a
diaminas (III) se puede controlar mediante selección apropiada de
temperatura y carga de catalizador.
En el hidrogenado de adipodinitrilo como alfa,
omega-dinitrilo se obtiene una mezcla que contiene,
además del disolvente, muy predominantemente
6-aminocapronitrilo, hexametilendiamina, y
adipodinitrilo no transformado, que puede contener como impurezas,
sobre todo, hexametilenimina,
2-aminometilciclo-pentilamina,
1,2-diaminociclohexano, tetrahidroazepina y
bishexanometilentriamina.
La separación de
6-aminocapronitrilo, hexametilendiamina y una parte
que contiene esencialmente adiponitrilo, se puede efectuar de modo
conocido en sí, preferentemente mediante destilación, a modo de
ejemplo según la DE-A 195 002 22 o la solicitud
alemana 19 548 289.1, simultánea o sucesivamente.
Conforme al procedimiento según la invención se
pueden hidrogenar los dinitrilos I descritos anteriormente, de modo
preferente en presencia de un disolvente, bajo empleo de un
catalizador de lecho fijo heterogéneo para dar alfa,
omega-diaminas de la fórmula general III
III,H_{2}N-CH_{2}-(CH_{2})_{n}-CH_{2}-NH_{2}
teniendo n el significado citado anteriormente.
Las diaminas III especialmente preferentes son aquellas en los que
n tiene un valor de 2, 3, 4, 5 ó 6, en especial 4, es decir,
4-diaminobutano, 1,5-diaminopentano,
1,6-diaminohexano, ("hexametilendiamina"),
1,7-diaminoheptano y
1,8-diaminooctano, de modo muy especialmente
preferente
1,6-diaminohexano.
Si se lleva a cabo la reacción en una suspensión,
habitualmente se escoge temperaturas en el intervalo de 60 a 200ºC,
preferentemente de 60 a 180, de modo especialmente preferente de 70
a 130ºC. En general se escoge la presión en el intervalo de 2 a 30
mPa, preferentemente de 3 a 30 mPa, de modo especialmente preferente
de 4 a 20 mPa. Los tiempos de residencia son dependientes
esencialmente del rendimiento deseado, selectividad, y de la
conversión deseada; habitualmente se escoge el tiempo de residencia
de manera que se alcanza un máximo de rendimiento, a modo de
ejemplo en el intervalo de 50 a 300 min, preferentemente de 70 a 200
min.
En el caso de régimen en suspensión se emplea
como disolvente preferentemente amoniaco, aminas, diaminas y
triaminas con 1 a 6 átomos de carbono, como trimetilamina,
trietilamina, tripropilamina y tributilamina, o alcoholes, en
especial metanol y etanol, de modo especialmente preferente
amoniaco. Convenientemente se escoge una concentración de dinitrilo
en el intervalo de un 10 a un 90% en peso, preferentemente de un 30
a un 80% en peso, de modo especialmente preferente de un 40 a un
70% en peso, referido a la suma de dinitrilo y disolvente.
En general se escoge la cantidad de catalizador
de modo que la cantidad de catalizador se sitúe en el intervalo de
un 1 a un 50% en peso, preferentemente de un 5 a un 20% en peso,
referido a la cantidad de dinitrilo empleada.
El hidrogenado en suspensión se puede llevar a
cabo de manera discontinua, o preferentemente de manera continua,
por regla general en la fase líquida.
También se puede llevar a cabo el hidrogenado
parcial de manera discontinua o continua, en un reactor de lecho
fijo en régimen de lluvia fina o inundación, en paso directo o con
recirculación de producto, escogiéndose habitualmente una
temperatura en el intervalo de 70 a 200ºC, preferentemente de 80 a
150ºC, y por regla general una presión en el intervalo de 2 a 40
mPa, preferentemente de 3 a 30 mPa. Preferentemente se lleva a cabo
el hidrogenado parcial en presencia de un disolvente,
preferentemente amoniaco, aminas, diaminas y triaminas con 1 a 6
átomos de carbono, como trimetilamina, trietilamina, tripropilamina
y tributilamina, o alcohol, preferentemente metanol y etanol, de
modo especialmente preferente amoniaco. En una forma preferente de
realización se escoge un contenido en amoniaco en el intervalo de 1
a 10 g, preferentemente de 2 a 6 g por g de adipodinitrilo. En este
caso se escoge preferentemente una carga de catalizador en el
intervalo de 0,1 a 2,0 kg, preferentemente de 3,0 a 1,5 kg de
adipodinitrilo/l * h. También en este caso se puede ajustar de modo
apropiado la conversión, y con ello la selectividad, mediante
modificación del tiempo de residencia.
Se puede llevar a cabo el hidrogenado parcial en
un reactor habitual apropiado a tal efecto.
En el hidrogenado de adipodinitrilo como alfa,
omega-dinitrilo, se obtiene una mezcla que
contiene, además del disolvente, muy predominantemente
hexametilendiamina, que puede contener como impurezas, sobre todo,
6-aminocapronitrilo, hexametilenimina,
2-aminometilciclopentilamina,
1,2-diamino-ciclohexano,
tetrahidroazepina y bishexanometilentriamina.
La purificación de la hexametilendiamina cruda
obtenida tras la separación del disolvente se efectúa en general,
de modo preferente, mediante destilación.
Los alfa, omega-aminonitrilos y
las alfa, omega-diaminas son importantes compuestos
de partida para la obtención de Nylon 6.6 y/o Nylon 6.
En los ejemplos significan:
| ADN = | adipodinitrilo |
| ACN = | 6-aminocapronitrilo |
| HMD = | hexametilendiamina |
| DCH = | 1,2-diaminociclohexano |
| AMCPA = | 2-aminometilciclopentilamina |
| BHMTA = | bis-hexametilentriamina |
| ICCP = | 1-amino-2-cianociclopenteno |
| THA = | tetrahidroazepina |
| HMI = | hexametilenimina. |
Se obtuvieron los valores analíticos reunidos en
la tabla mediante cromatografía de gases cuantitativa.
Se obtuvo el catalizador mediante temperado de
seis horas de un mineral de magnetita a 150ºC bajo nitrógeno. El
mineral de magnetita empleado tenía la siguiente composición: 72%
en peso de Fe, 0,06% en peso de Al, 0,03% en peso de Ca, 0,04% en
peso de Mg, 0,10% en peso de Si, 0,01% en peso de Ti, 0,13% en peso
de Mn, resto oxígeno.
Se desmenuzó el bloque de fusión refrigerado en
la trituradora de mandíbulas, y se separó por filtrado una fracción
de tamizado de tamaño de partícula 1,5 a 3 mm. Se redujo el
catalizador de tipo óxido en corriente de N_{2}/H_{2} a 450ºC
durante 72 horas. Tras enfriamiento bajo nitrógeno a temperatura
ambiente se pasivó el catalizador de Fe con una mezcla de
N_{2}/aire (24 horas con un 1% de aire en nitrógeno), procurándose
que la temperatura en el lecho de catalizador no sobrepasara
45ºC.
Se cargaron tres reactores tubulares conectados
en serie (longitud total 4,5 m, d = 6 mm) con 142 ml (240 g) de la
masa de catalizador obtenida según el ejemplo 1a) (gravilla de 1,5
a 3 mm), y a continuación se redujo sin presión en corriente de
hidrógeno (200 Nl/h). A tal efecto se aumentó la temperatura de
70ºC a 340ºC en el intervalo de 24 horas, y a continuación se
mantuvo 72 horas a 340ºC. Tras reducción de la temperatura se
alimentó al reactor a 250 bar una mezcla constituida por 74, o bien
148 ml/h de ADN (carga de catalizador 0,5, o bien 1,0 kg de ADN/l x
h), 365 ml/h de NH_{3} y 200 Nl/h de H_{2}. Después de 7.000
horas de tiempo de funcionamiento no se observó un descenso de la
actividad de catalizador. Bajo las condiciones indicadas en la tabla
1 se obtuvieron los siguientes resultados en dependencia de la
temperatura y de la carga de catalizador (tabla 1):
Claims (20)
1. Procedimiento para el hidrogenado de alfa,
omega-dinitrilos en presencia de un catalizador,
caracterizado porque se emplea como catalizador una masa que
contiene
- (a)
- hierro o un compuesto a base de hierro o sus mezclas,
- (b)
- un 0,001 a un 0,3% en peso, de un promotor a base de 2, 3, 4 ó 5 elementos seleccionados a partir del grupo constituido por aluminio, silicio, circonio, titanio, vanadio,
- (c)
- un 0 a un 0,3% en peso, referido a (a), de un compuesto a base de un metal alcalino o metal alcalinotérreo, así como
- (d)
- un 0,001 a un 0,3% en peso, referido a (a), de manganeso.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
presentando la masa una superficie BET de 3 a 20 m^{2}/g, un
volumen de poros total de 0,05 a 0,2 ml/g, un diámetro medio de
poros de 0,03 a 0,1 \mum, y una fracción de volumen de poros en
el intervalo de 0,01 a 0,1 \mum de un 50 a un 70%.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
siendo obtenible la masa mediante reducción, y en caso dado
subsiguiente pasivado de una magnetita.
4. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
3, empleándose un promotor (b) a base de aluminio, silicio y
titanio.
5. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
4, empleándose un promotor (c) a base de magnesio y/o calcio.
6. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
5, efectuándose el hidrogenado en un reactor de lecho fijo.
7. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
6, siendo el catalizador un catalizador macizo.
8. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
7, hidrogenándose el alfa, omega-dinitrilo para dar
una alfa, omega-diamina.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
empleándose como alfa, omega-dinitrilo
adipodinitrilo, bajo obtención de hexamentilendiamina.
10. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
7, hidrogenándose el alfa, omega-dinitrilo para dar
un alfa, omega-aminonitrilo.
11. Procedimiento según la reivindicación 10,
empleándose como alfa, omega-dinitrilo
adipodinitrilo, bajo obtención de
6-aminocapronitrilo.
12. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
11, obteniéndose el alfa, omega-dinitrilo empleado
mediante hidrocianurado, en presencia de catalizadores que
contienen fósforo, de un alfa, omega-dieno más pobre
en dos átomos de carbono.
13. Procedimiento según la reivindicación 12,
caracterizado porque se reduce la fracción ponderal de un
compuesto que contiene fósforo en alfa,
omega-dinitrilo.
14. Procedimiento según la reivindicación 12,
caracterizado porque la fracción ponderal en un compuesto
que contiene fósforo, calculada como fósforo, tras reducción del
contenido en compuestos de fósforo, es menor que 5 ppm, referido a
alfa, omega-dinitrilo.
15. Procedimiento según la reivindicación 12,
caracterizado porque la fracción ponderal en un compuesto
que contiene fósforo, calculada como fósforo, tras reducción del
contenido en compuestos de fósforo, es menor que 1 ppm referido a
alfa, omega-dinitrilo.
16. Empleo de masas según las reivindicaciones 1
a 5 como catalizadores en el hidrogenado de alfa,
omega-dinitrilos.
17. Masas según las reivindicaciones 1 a 5,
obtenibles mediante reducción, y en caso dado subsiguiente pasivado
de una magnetita.
18. Masas según las reivindicaciones 1 a 5,
obtenibles mediante precipitación de precursores de los componentes
(a), (b), (d) y en caso deseado (c), en presencia o ausencia de
materiales soporte.
19. Masas según las reivindicaciones 1 a 5,
obtenibles mediante impregnado de un soporte con una disolución de
los componentes (a), (b), (d), y en caso deseado (c).
20. Masas según las reivindicaciones 1 a 5,
obtenibles mediante pulverizado de los componentes (a), (b), (d), y
en caso deseado (c), sobre un soporte.
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