FR2553089A1 - PROCESS FOR PRODUCING DIETHYLENETRIAMINE FROM MONOETHANOLAMINE - Google Patents

PROCESS FOR PRODUCING DIETHYLENETRIAMINE FROM MONOETHANOLAMINE Download PDF

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Abstract

SELON L'INVENTION, ON PRODUIT LA DIETHYLENETRIAMINE AVEC UNE BONNE SELECTIVITE ET DE FACON PEU COUTEUSE EN FAISANT REAGIR DE L'AMMONIAC AVEC DE LA MONOETHANOLAMINE EN UNE PROPORTION MOLAIRE DE L'AMMONIAC A LA MONOETHANOLAMINE D'AU MOINS 11, EN PRESENCE D'UNE SUBSTANCE CONTENANT DU PHOSPHORE ET D'ETHYLENEDIAMINE. L'ETHYLENEDIAMINE COUTEUSE N'EST PAS CONSOMMEE AU COURS DE CE PROCEDE. APPLICATION A LA PRODUCTION INDUSTRIELLE DE DIETHYLENETRIAMINE, NOTAMMENT DANS UN SYSTEME EN CONTINU A LIT FIXE.ACCORDING TO THE INVENTION, DIETHYLENETRIAMINE IS PRODUCED WITH GOOD SELECTIVITY AND AT LOW COST BY REACTING AMMONIA WITH MONOETHANOLAMINE IN A MOLAR PROPORTION FROM AMMONIA TO MONOETHANOLAMINE AT LEAST 11, IN THE PRESENCE OF AT LEAST 11. A SUBSTANCE CONTAINING PHOSPHORUS AND ETHYLENEDIAMINE. COSTLY ETHYLENEDIAMINE IS NOT CONSUMED DURING THIS PROCESS. APPLICATION TO INDUSTRIAL PRODUCTION OF DIETHYLENETRIAMINE, ESPECIALLY IN A CONTINUOUS FIXED BED SYSTEM.

Description

Procédé pour produire de la diéthylènetriamine à partir de laProcess for producing diethylenetriamine from the

monoéthanolamine.monoethanolamine.

La présente invention concerne un procédé pour produire de  The present invention relates to a method for producing

la diéthylènetriamine par ammoniolyse de la monoéthanolamine.  diethylenetriamine by ammonolysis of monoethanolamine.

Au plan industriel, la diéthylènetria mine n'est produite qu'en tant que produit secondaire dans les procédés de production de léthylènediamine par réaction du 1,2-dichloroéthane avec l'ammoniac ou par réaction de la monoéthanolamine avec l'ammoniac Dans le premier de ces procédés, une grande quantité de chlorure de sodium, jusqu'à 2 fois la quantité molaire d'éthylène10 diamine, est produite en tant que produit secondaire et du chlorure de vinyle est également produit en tant que produit secondaire En conséquence, ce procédé devient coûteux lorsque l'on traite les déchets et présente l'inconvénient de corroder sévèrement l'appareillage par les 15 ions chlore De plus, dans l'un et l'autre de ces procédés, la production de diéthylènetriamine a tendance à  At the industrial level, diethylenetria mine is only produced as a by-product in the processes for the production of ethylene diamine by reacting 1,2-dichloroethane with ammonia or by reacting monoethanolamine with ammonia. of these processes, a large amount of sodium chloride, up to 2 times the molar amount of ethylene diamine, is produced as a by-product and vinyl chloride is also produced as a by-product. becomes expensive when the waste is treated and has the disadvantage of severely corroding the equipment with the chlorine ions. In addition, in both of these processes, the production of diethylenetriamine tends to

dépendre de la demande en éthylènediamine sur le marché.  depend on the demand for ethylenediamine on the market.

Pour produire de la diéthylènetriamine, on a également décrit un procédé selon lequel on fait réagir 20 de la monoéthanolamine avec de léthylènediamine en utilisant un composé contenant du phosphore tel que l'acide phosphorique, en tant que 'catalyseur (brevet JA publié N 6982/1981) et un procédé selon leq)ul on fait réagir la monoéthanolamine avec de l'éthylènediamine en phase liquide, en utilisant en tant que catalyseur, un composé minéral contenant de l'alumine ou de la silice en tant  To produce diethylenetriamine, a process has also been described in which monoethanolamine is reacted with ethylene diamine using a phosphorus-containing compound such as phosphoric acid, as a catalyst (JA patent N 6982 / 1981) and a process according to which monoethanolamine is reacted with ethylenediamine in the liquid phase, using as catalyst a mineral compound containing alumina or silica as a catalyst.

que composant principal (brevet japonais mis à l'inspection publique N 38329/1980).  as the main component (Japanese Patent Laid-Open No. 38329/1980).

:53089: 53089

Cependant, ces procédés n'ont pas jusqu'à présent atteint un niveau souhaitable de sélectivité et de productivité, car, non seulement l'éthylènediamine est comparativement chère, mais encore la conversion de l'é5 thylènediamine et la sélectivité de la diéthylènetriamine  However, these processes have not heretofore achieved a desirable level of selectivity and productivity, since not only is ethylenediamine comparatively expensive, but also the conversion of ethylenediamine and the selectivity of diethylenetriamine

sont l'une et l'autre faibles.both are weak.

Le procédé décrit dans le brevet JA mis à i'inspection publique N 52322/1983 perfectionne le procédé décrit dans le brevet JA publié N 6982/1981 indiqué ci10 dessus et produit des amines non cycliques avec de bons rendements tout en réglant simultanément la production d'amines cycliques par addition d'ammoniac à raison de 0,5 à 10 fois la quantité molaire de monoéthanolamine dans la réaction de la monoéthanolamine avec l'éthylènediamine 15 en utilisant un composé contenant du phosphore tel que l'acide phosphorique, en tant que catalyseur Toutefois, dans ce procédé, la sélectivité de la diéthylènetriamine n'est pas suffisante et la monoéthanolamine, l'éthylènediamine et l'ammoniac sont consommés en produisant de la 20 diéthylènetriamine lorsqu'on utilise comme matière brute  The process described in the JA patent N 52322/1983 perfects the process described in published JA patent N 6982/1981 indicated above and produces noncyclic amines in good yields while simultaneously controlling the production of cyclic amines by adding ammonia at 0.5 to 10 times the molar amount of monoethanolamine in the reaction of monoethanolamine with ethylenediamine using a phosphorus-containing compound such as phosphoric acid, as the However, in this process, the selectivity of diethylenetriamine is not sufficient and monoethanolamine, ethylenediamine and ammonia are consumed by producing diethylenetriamine when used as the raw material.

de l'éthylènediamine coûteuse.expensive ethylenediamine.

La demanderesse a étudié en détail différentes réactions de l'ammoniac avec la monoéthanolamine et découvert que la diéthylènetriamine pouvait être produite 25 avec une sélectivité remarquablement élevée en faisant réagir l'ammoniac et -la monoéthanolamine en présence  The applicant has studied in detail different reactions of ammonia with monoethanolamine and discovered that diethylenetriamine could be produced with remarkably high selectivity by reacting ammonia and monoethanolamine in the presence of

d'une substance contenant du phosphore et d'éthylènediamine, dans des conditions de réaction limitées.  of a substance containing phosphorus and ethylenediamine under limited reaction conditions.

Le procédé selon l'invention est caractérisé 30 en ce que l'on produit de la diéthylènetriamine en faisant réagir de l'ammoniac avec de la monoéthanolamine en présence d'une substance contenant du phosphore et d'éthylènediamine en une proportion molaire de l'ammoniac à la  The process according to the invention is characterized in that diethylenetriamine is produced by reacting ammonia with monoethanolamine in the presence of a substance containing phosphorus and ethylenediamine in a molar proportion of ammonia to the

monoéthanolamine d'au moins 11.monoethanolamine of at least 11.

S. La présente invention est relative à un procédé  The present invention relates to a process

pour produire de la diéthylènetriamine comme décrit cidessus.  to produce diethylenetriamine as described above.

La substance contenant du phosphore utilisable dans le procédé selon l'invention comprend différents sels de l'acide phosphorique, des pyrophosphates, des composés de l'acide phosphorique ou des anhydrides de ceux-ci, de l'acide phosphoreuxou leurs anhydrides des esters alcoyliques ou aryliques de l'acide phosphorique ou de l'acide 10 phosphoreux, et des acides phosphoriques ou phosphoreux alcoyl ou aryl-substitués Cette substance peut-être  The phosphorus-containing substance usable in the process according to the invention comprises various phosphoric acid salts, pyrophosphates, phosphoric acid compounds or anhydrides thereof, phosphorous acid or their anhydrides of the alkyl esters or aryls of phosphoric acid or phosphorous acid, and alkyl or aryl-substituted phosphoric or phosphorous acids. This substance may be

utilisée seule ou en mélange.used alone or as a mixture.

Parmi les sels variés de l'acide phosphorique, on préfère les phosphates diacides ou des compositions 15 leur correspondant, ou les pyrophosphates obtenus grâce à leur déshydratation Parmi les phosphates diacides et leurs compositions correspondantes, on peut citer à titre d'exemples: le phosphate diacide d'ammonium, le phosphate diacide de lithium, le phosphate diacide de sodium, le 20 phosphate diacide de potassium, le phosphate diacide de rubidium, le phosphate diacide de césium, le phosphate diacide de beryllium, le phosphate diacide de magnésium, le phosphate diacide ae calcium, le phosphate diacide de strontium, le phosphate diacide de baryum, et un produit 25 de réaction d'un composé de terre rare avec l'acide phosphorique, le produit étant une composition ayant un rapport atomique du phosphore à l'élément de terre rare de 3, tel qu'un produit de réaction de l'acide phosphorique avec un hydroxyde ou un oxyde d'éléments tels que le scandium, l'yttrium, le lanthane, le cérium, le praseodyme, le néodyme, le prométhium, le samarium, l'europium, le gadolinium, le terbium, le dysprosium,  Of the various salts of phosphoric acid, diacid phosphates or their corresponding compositions, or the pyrophosphates obtained by virtue of their dehydration, are preferred. Among the diacid phosphates and their corresponding compositions, examples that may be mentioned are: phosphate ammonium diacid, lithium dihydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, rubidium dihydrogen phosphate, cesium diacid phosphate, beryllium diacid phosphate, magnesium dihydrogen phosphate, phosphate calcium diacid, strontium diacid phosphate, barium diacid phosphate, and a reaction product of a rare earth compound with phosphoric acid, the product being a composition having an atomic ratio of phosphorus to element rare earth of 3, such as a reaction product of phosphoric acid with a hydroxide or oxide of elements such as scandium, yttrium, lantha ne, cerium, praseodyme, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium,

l'holmium, l'erbium, le thulium l'ytterbium et le lutétium On peut également citer à titre d'exemplesle phos-  holmium, erbium, thulium, ytterbium and lutetium. Examples of these are phos-

phate diacide de manganèse, le phosphate diacide de fer, le phosphate diacide de cobalt, le phosphate diacide de zinc, le phosphate diacide de cadmium, le phosphate diacide d'aluminium, le phosphate diacide de thallium, le phosphate diacide d'étain, le phosphate diacide de plomb et un produit de réaction d'un composé du chrome, du gallium, de l'indium, de l'antimoine ou du bismuth avec l'acide phosphorique, le produit étant une composition ayant un rapport atomique du phosphore au métal de 3, tel 10 qu'un produit de réaction de l'acide phosphorique avec un hydroxyde ou un oxyde dudit métal De plus, sont également compris dans l'énumération un produit de réaction d'un composé du nickel ou du cuivre avec l'acide phosphorique, le produit étant une composition ayant un 15 rapport atomique du phosphore au métal de 2, tel qu'un  manganese diacidic acid, iron dihydrogen phosphate, cobalt diacid phosphate, zinc dihydrogen phosphate, cadmium dihydrogen phosphate, aluminum dihydrogen phosphate, thallium dihydrogen phosphate, tin diacid phosphate, lead dihydrogen phosphate and a reaction product of a compound of chromium, gallium, indium, antimony or bismuth with phosphoric acid, the product being a composition having an atomic ratio of phosphorus to metal Such a reaction product of phosphoric acid with a hydroxide or an oxide of said metal is also included in the enumeration of a reaction product of a nickel or copper compound with the phosphoric acid, the product being a composition having an atomic ratio of phosphorus to metal of 2, such that

produit de réaction de l'acide phosphorique avec un hydroxyde ou un oxyde dudit métal.  reaction product of phosphoric acid with a hydroxide or an oxide of said metal.

Peuvent également être utilisés des pyrophosphates acides obtenus par déshydratation des phosphates dia20 cides ci-dessus ou des compositions qui leur sont équivalentes On peut de plus utiliser un produit de réaction de l'acide phosphorique avec un composé d'un métal du groupe I Va ou Va de la classification périodique des éléments, par exemple un produit ayant un rapport atomique 25 de P/Ti= 2, P/Zr= 2, P/Hf= 2, P/V= 2, P/Nb= 3 ou P/Ta= 3, tel  It is also possible to use acid pyrophosphates obtained by dehydration of the above-mentioned dicarboxylic phosphates or compositions which are equivalent thereto. It is also possible to use a reaction product of phosphoric acid with a compound of a Group I metal Va or Va of the periodic table of elements, for example a product having an atomic ratio of P / Ti = 2, P / Zr = 2, P / Hf = 2, P / V = 2, P / Nb = 3 or P / Ta = 3, such

que le phosphate diacide de titanyle ou le phosphate diacide de zirconyle.  titanyl dihydrogen phosphate or zirconyl diacid phosphate.

On peut encore utiliser des phosphates monoacides Des exemples de phosphates monoacides comprennent 30 le phosphate acide de diammonium, le phosphate acide de béryllium, le phosphate acide de magnésium, le phosphate acide de calcium, le phosphate acide de strontium, le phosphate acide de baryum, le phosphate acide de scandium,  Monoacid phosphates may also be used. Examples of monoacid phosphates include diammonium acid phosphate, beryllium acid phosphate, magnesium acid phosphate, calcium acid phosphate, strontium acid phosphate, barium acid phosphate, the acid phosphate of scandium,

le phosphate acide d'yttrium, le phosphate acide de lan-  yttrium acid phosphate, the acid phosphate of

thane le phosphate acide de cérium, le phosphate acide de praseodyme, le phosphate acide de néodyme, le phosphate acide de prométhium, le phosphate acide de samarium, le phosphate-acide d'europium, le phosphate acide de ga5 dolinium, le phosphate acide de terbium, le phosphate acide de dysprosium le phosphate acide d'holmium, le phosphate acide d'erbium, le phosphate acide de thulium, le phosphate acide d'ytterbium, le phosphate acide de lutétium, le phosphate acide de chrome, le phosphate acide 10 de manganèse, le phosphate acide de fer, le phosphate acide de cobalt, le phosphate acide de nickel, le phosphate acide de cuivre, le phosphate acide d'argent, le phosphate acide de zinc, le phosphate acide de cadmium, le phosphate acide de mercure, le phosphate acide d'alumi15 nium, le phosphate acide de gallium, le phosphate acide d'indium, le phosphate acide de thallium, le phosphate acide d'étain, le phosphate acide de plomb, le phosphate acide d'antimoine et le phosphate acide de bismuth On peut également utiliser un produit de réaction de l'acide. 20 phosphorique avec un composé d'un métal du groupe I Va ou Va de la classification périodique des -éléments, par exemple un produit ayant un rapport atomique de P-/Ti=l,  thane, acidic cerium phosphate, acidic praseodymium phosphate, neodymium acid phosphate, promethium acid phosphate, samarium acid phosphate, europium phosphate-acid, dolminium acid phosphate, acid phosphate terbium, dysprosium acid phosphate, holmium acid phosphate, erbium acid phosphate, thulium acid phosphate, ytterbium acid phosphate, lutetium acid phosphate, chromium acid phosphate, acid phosphate 10 of manganese, iron acid phosphate, cobalt acid phosphate, nickel acid phosphate, copper acid phosphate, silver acid phosphate, zinc acid phosphate, cadmium acid phosphate, acid phosphate of mercury, aluminum acid phosphate, gallium acid phosphate, indium acid phosphate, thallium acid phosphate, tin acid phosphate, lead acid phosphate, antimony acid phosphate, and acid phosphate of bismuth A reaction product of the acid can also be used. Phosphoric compound with a group I metal compound Va or Va of the periodic table of the elements, for example a product having an atomic ratio of P- / Ti = 1,

P/Zr=l, P/Hf=l, P/V= 1, P/Nb=l,5 ou P/Ta= 1,5.  P / Zr = 1, P / Hf = 1, P / V = 1, P / Nb = 1.5 or P / Ta = 1.5.

De plus, des sels normaux de l'acide phosphori25 que peuvent être utilisés comme par exemple le phosphate de bore, le phosphate de scandium, le phosphate d'yttrium, le phosphate de lanthane, le phosphate de cérium, le phosphate de praséodyme le phosphate de néodyme, le phosphate de prométhium, le phosphate de samarium, le phosphate d'europium, le phosphate de gadolinium, le phosphate de terbium, le phosphate de dysprosium le phosphate d'holmium, le phosphate d'erbium, le phosphate de thulium, le phosphate d'ytterbium, le phosphate de lutétium, le phosphate de chrome, le phosphate de fer,  In addition, normal salts of phosphoric acid can be used such as, for example, boron phosphate, scandium phosphate, yttrium phosphate, lanthanum phosphate, cerium phosphate, praseodymium phosphate, phosphate, and the like. neodymium, promethium phosphate, samarium phosphate, europium phosphate, gadolinium phosphate, terbium phosphate, dysprosium phosphate, holmium phosphate, erbium phosphate, thulium phosphate, ytterbium phosphate, lutetium phosphate, chromium phosphate, iron phosphate,

le phosphate d'aluminium et le phosphate de bismuth.  aluminum phosphate and bismuth phosphate.

En tant que composés de l'acide phosphorique,  As phosphoric acid compounds,

on peut avoir recours aux suivants: l'acide orthophosphorique l'acide pyrophosphorique, l'acide métaphospho5 rique et les acides phosphoriques condensés tels que l'acide polyphosphorique.  the following can be used: orthophosphoric acid, pyrophosphoric acid, metaphosphoric acid and condensed phosphoric acids such as polyphosphoric acid.

En tant que composés de l'acide phosphoreux,  As compounds of phosphorous acid,

on peut avoir recours à l'acide orthophosphoreux De plus.  we can use orthophosphorous acid moreover.

les esters mono-, di-, tri-alcoyliques ou aryliques de e 10 l'acide phosphorique ou de l'acide phosphoreux peuvent être utilisés en tant que catalyseurs dans le procédé selon l'invention, les groupes alcoyle étant de préférence ceux ayant l à 8 atomes de carbone et les groupes aryle étant de préférence ceux-ayant 6 à 20 atomes de 15 carbone, c'est-à-dire le groupe phényle ou les groupes phénylalcoyl-substituéso Par exemple, on peut utiliser le phosphate de triéthyle, le phosphite de triéthyle,  the mono-, di-, tri-alkyl or aryl esters of phosphoric acid or phosphorous acid may be used as catalysts in the process according to the invention, the alkyl groups being preferably those having to 8 carbon atoms and the aryl groups being preferably those having 6 to 20 carbon atoms, ie phenyl group or phenylalkyl-substituted-groups For example, triethyl phosphate may be used, triethyl phosphite,

le phosphate de phényle ou le phosphite de phényle.  phenyl phosphate or phenyl phosphite.

Dans le cas des acides phosphoriques ou phos20 phoreux alcoyl ou arylsubstitués, on préfàre les groupes alcoyle et aryle ayant 1 à 8 atomes de carbone et 6 à 20 atomes de carbone, respectivement, c'est-à-dire par exemple des acides tels que l'acide phénylphosphinique, l'acide éthylphosphinique, l'acide phénylphosphonique et 25 l'acide naphtophosphonique Parmi les substances contenant du phosphore mentionnées ci-dessus, sont particulièrement préférés les phosphates diacides, les phosphates de composés du vanadium et les phosphates de composés des terres rares. 30 La quantité de substance contenant du phosphore mentionnéeci-dessus utilisée en tant que catalyseur, peut être d'environ 0,01 à 1 mole en référence à la teneur en phosphore pour 1 mole de monoéthanolamine en tant que matière brute Une quantité inférieure à 0, 01 mole ne présente pas une activité suffisante, tandis  In the case of alkyl or arylsubstituted phosphoric or phosphoteric acids, alkyl and aryl groups having 1 to 8 carbon atoms and 6 to 20 carbon atoms, respectively, ie, for example acids such as phenylphosphinic acid, ethylphosphinic acid, phenylphosphonic acid and naphthophosphonic acid. Among the phosphorus-containing substances mentioned above, diacid phosphates, vanadium compound phosphates and phosphate compounds are particularly preferred. rare earth. The amount of phosphorus-containing substance mentioned above used as a catalyst may be about 0.01 to 1 mole by reference to the phosphorus content per mole of monoethanolamine as the raw material. , 01 mole does not show sufficient activity, while

qu'une quantité supérieure à 1 mole peut être non nécessaire.  an amount greater than 1 mole may be unnecessary.

Selon la présente invention, l'éthylènediamine 5 est habituellement ajoutée en une quantité de 0-, 1 à 5 moles pour 1 mole de monoéthanolamine.  According to the present invention, ethylenediamine is usually added in an amount of from 0. 1 to 5 moles per 1 mole of monoethanolamine.

Si l'on ajoute moins de 0,1 mole d'éthylènediamine, la sélectivité de la diéthylènetriamine devient moins bonne en raison de la production secondaire d'éthy10 lènediamine, d'aminoéthyléthanolamine, de pipérazine ou d'aminoéthylpipérazine Par ailleurs, si l'on ajoute plus de 5 moles d'éthylènediamine, le degré d'accroissement de  If less than 0.1 mole of ethylenediamine is added, the selectivity of diethylenetriamine becomes less favorable due to the secondary production of ethylene diamine, aminoethylethanolamine, piperazine or aminoethylpiperazine. more than 5 moles of ethylenediamine are added, the degree of

la sélectivité de la diéthylènetriamine n'est pas significatif/tandis que l'efficacité volumique du réacteur de15 vient moins bonne.  the selectivity of the diethylenetriamine is not significant / while the efficiency of the reactor de15 comes less good.

En conséquence, on ajoute de préférence de 1 à  As a result, 1 to

2 moles d'éthylènediamine.2 moles of ethylenediamine.

Dans le procédé de la présente invention, on fait réagir l'ammoniac et la monoéthanolamine en une pro20 portion molaire d'ammoniac à la monoéthanolamine d'au moins 11 S'ils réagissent dans un rapport inférieur à 11, l'éthylènediamine est consommée en de larges quantités, ce qui rend le procédé inefficace La proportion molaire est de préférence de 11 à 30 Plus la proportion molaire 25 est élevée, plus la sélectivité de la diéthylènetriamine est bonne, mais plus l'efficacité volumique du réacteur est mauvaise La température de réaction est habituellement fixée à 200 à 400 C A une température inférieure à 2000 C, la vitesse de réaction est réduite, tandis qu'à une température supérieure à 4000 C, la décomposition thermique de la diéthylènetriamine augmente La température préférée est de 250 à 3000 C Bien que la durée de réaction dépende de la quantité de catalyseur utilisée et de la température de réaction, environ 30 minutes à 8 heures  In the process of the present invention, ammonia and monoethanolamine are reacted in a molar proportion of monoethanolamine ammonia of at least 11. If they react in a ratio of less than 11, the ethylenediamine is consumed in the following manner. The molar proportion is preferably 11 to 30%. The higher the molar ratio, the better the selectivity of the diethylenetriamine, but the lower the volume efficiency of the reactor. reaction is usually set at 200 to 400 CA a temperature below 2000 C, the reaction rate is reduced, while at a temperature above 4000 C, the thermal decomposition of diethylenetriamine increases The preferred temperature is 250 to 3000 C Although the reaction time depends on the amount of catalyst used and the reaction temperature, about 30 minutes to 8 hours

sont habituellement suffisantes.are usually sufficient.

La réaction peut être effectuée soit en phase liquide, soit en phase gazeuse, mais de préféren 6 e en  The reaction can be carried out either in the liquid phase or in the gas phase, but preferably in

phase liquide o la pression manométrique est habituel5 lement maintenue à au moins 196 105 Pa ( 200 kg/cm 2).  liquid phase where the gauge pressure is usually maintained at at least 196 105 Pa (200 kg / cm 2).

Etant donné que des substances cycliques telles que la pipérazine et l'aminopipérazine sont produites dans de larges proportions en phase gazeuse, il est préférable de  Since cyclic substances such as piperazine and aminopiperazine are produced in large proportions in the gas phase, it is preferable to

réaliser la réaction en phase liquide.  perform the reaction in the liquid phase.

1 En mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, tant un système en discontinu qu'un système en continu fournissent des résultats acceptables, mais le système en continu avec un lit fixe est préférable du point de vue de la séparation-du catalyseur utilisé Dans ce cas, la vitesse spatiale des réactifs est utilisée à environ 0,1 jusqu'à environ 10 g de l'ensemble des réactifs/ ml de volume de catalyseur/h, de préférence d'environ 0,2 à 2. Le catalyseur ci-dessus peut être supporté sur 20 un support tel que de la terre de diatomées, de la silice ou de l'alumine La diéthylènetriamine produite peut facilement être séparée à partir du mélange réactionnel,  By carrying out the process according to the invention, both a batch system and a continuous system provide acceptable results, but the continuous system with a fixed bed is preferable from the point of view of the separation of the catalyst used. In this case, the space velocity of the reagents is used at about 0.1 to about 10 g of all reagents / ml of catalyst volume / h, preferably about 0.2 to 2. The catalyst above can be supported on a support such as diatomaceous earth, silica or alumina. The diethylenetriamine produced can easily be separated from the reaction mixture,

par exemple par distillation.for example by distillation.

Etant donné que le procédé selon l'invention 25 permet de produire de l-a diéthylènetriamine à partir de l'ammoniac et de la monoéthanolamine sans consommer  Since the process according to the invention makes it possible to produce 1-diethylenetriamine from ammonia and monoethanolamine without consuming

réellement l'éthylènediamine coûteuse qui est ajoutée mais n'est pas utilisée en tant que matière brute dans le cadre de l'invention, ëe procédé présente une 30 grande valeur industrielle.  In fact, the expensive ethylenediamine which is added but is not used as a raw material in the context of the invention, the process has a high industrial value.

L'invention sera illustrée plus en détail par les exemples non limitatifs qui suivent:  The invention will be illustrated in more detail by the following nonlimiting examples:

Exemple 1Example 1

18,3 g ( 0,3 mole) de monoéthanolamine, 18,0 g ( 0,3 mole) d'éthytlènediamine et 3,18 g ( 0,03 mole, calcu16 e en tant que P) de phosphate diacide d'aluminium sont introduits dans un autoclave ayant une capacité de 300 ml et muni d'un agitateur magnétique Après avoir remplacé l'air de l'autoclave par de l'azote, on y introduit 56,2 g { 3,3 moles) d'ammoniac liquide et on chauffe le mélange jusqu'à 270 'C et on le maintient ensuite 3 heures à cette température, la pression manométrique étant de 274 10 Pa ( 280 kg/cm 2) La solution réactionnelle est ensuite refroidie à la température ambiante, la pression étant réduite, et la solution est retirée et analysée par  18.3 g (0.3 mole) of monoethanolamine, 18.0 g (0.3 mole) of ethylenediamine and 3.18 g (0.03 mole, calculated as P) of aluminum dihydrogen phosphate are introduced into an autoclave having a capacity of 300 ml and equipped with a magnetic stirrer. After replacing the air of the autoclave with nitrogen, 56.2 g (3.3 moles) of ammonia are introduced into it. liquid and the mixture is heated to 270 ° C. and then kept at this temperature for 3 hours, the pressure being 274 10 Pa (280 kg / cm 2). The reaction solution is then cooled to room temperature, pressure being reduced, and the solution is removed and analyzed by

chromatographie gazeuse.gas chromatography.

Conversion de la monoéthanolamine 81 % Sélectivité de la diéthylènetriamine 704 % Dans les conditions ci-dessus -proportion molaire NH 3/monoéthanolamine de 11), l'éthylènediamine reste dans la solution réactionnelle en la même quantité, 18,O g, que celle qui a été introduite Ceci signifie que la diéthylènetriamine est synthétisée par la seule réaction de 20 la monoéthanolamine et de l'ammoniac en tant que matières brutes.  Conversion of monoethanolamine 81% selectivity of diethylenetriamine 704% Under the above conditions-NH 3 / monoethanolamine molar proportion of 11), the ethylenediamine remains in the reaction solution in the same amount, 18.0 g, as that which This means that diethylenetriamine is synthesized by the single reaction of monoethanolamine and ammonia as raw materials.

Exemple 2.Example 2

Le mode opératoire décrit dans l'exemple 1 est  The procedure described in Example 1 is

répété si ce n'est que la quantité d'ammoniac liquide est 25 de 66 4 g ( 3,9 moles).  repeated except that the amount of liquid ammonia is 664 g (3.9 moles).

Conversion de la monoéthanolamine 76 % Sélectivité de la diéthylènetriamine 74 % Sélectivité de l'éthylènediamine 2 %  Conversion of monoethanolamine 76% Selectivity of diethylenetriamine 74% Selectivity of ethylenediamine 2%

Dans les conditions ci-dessus {proportion mo30 laire NH 3/monoéthanolamine de 13), la quantité d'éthylènediamine augmente par rapport à ce qu'elle était avant la réaction.  Under the above conditions (NH 3 / monoethanolamine molar ratio 13), the amount of ethylenediamine increases from that prior to the reaction.

L'accroissement de la quantité d'éthylènediamine est de  The increase in the amount of ethylenediamine is

2,0 % par rapport à la monoéthanolamine convertie.  2.0% based on the converted monoethanolamine.

Exemple 3.Example 3

On répète le mode opératoire décrit à l'exemple 1 si ce n'est que la quantité d'ammoniac liq uide est de 76,6 g { 4,5 moles) Conversion de la monoéthanolamine 72 % Sélectivité de la diétbylénetriamine 77 % Sélectivité de 1 'éethylènediamine 4 %  The procedure described in Example 1 is repeated except that the amount of liquid ammonia is 76.6 g (4.5 mol). Conversion of monoethanolamine 72% Selectivity of diethanoletriamine 77% Selectivity of 1 'ethylenediamine 4%

Témoin 1.Witness 1.

On répète le mode opératoire décrit à l'exemple 10 si ce n'est que la quantité d'ammoniac liquide est de  The procedure described in Example 10 is repeated except that the quantity of liquid ammonia is

46,0 g {i 2,7 moles).46.0 g (2.7 moles).

Conversion de la monoéthanolamine 86 % Sélectivité de la diéthylènetriamine 64 % Dans les conditions ci-dessus (proportion-mo15 laire NH 3/monoéthanolamine de 9), la quantité d'éthylènediamine décro It par rapport à ce qu'elle était avant la réaction La quantité d'éthylènediamine consommée est de 2 % par rapport à la monoéthanolamine convertie  Conversion of monoethanolamine 86% Selectivity of diethylenetriamine 64% Under the above conditions (NH 3 / monoethanolamine proportion of 9), the amount of ethylenediamine declines from that before the reaction. amount of ethylenediamine consumed is 2% compared to the converted monoethanolamine

Exemples 4 à 24.Examples 4 to 24.

On répète le mode opératoire décrit à l'exemple 1 si ce n'est que l'on change les différents catalyseurs utilisés, les quantités de ceux-ci étant de 'O,O-03 mole exprimées en P Les résultats obtenus sont rassemblés dans le tableau I.  The procedure described in Example 1 is repeated except that the various catalysts used are changed, the amounts thereof being 0.05 mole expressed in P. The results obtained are gathered in FIG. Table I.

' -'-

TABLEAU ITABLE I

Production de diéthylènetriamine en utilisant différents catalyseurs Exemple Monoethanol Diethylene Ethylene TriethyleneN Ex Catalyseur amine triamine diamine tétramine conversion % sélectivité % sélectivité % sélectivité % 4 3 H 3 PO 4-La(OH) 87 66 O 17  Production of diethylenetriamine using different catalysts Example Monoethanol Diethylene Ethylene TriethyleneN Ex Catalyst amine triamine diamine tetramine conversion% selectivity% selectivity% selectivity% 4 3 H 3 PO 4-La (OH) 87 66 O 17

3 4)33 4) 3

3 H 3 P 04-Y(OH)3 92 58 1 133 H 3 P 04-Y (OH) 3 92 58 1 13

6 Zr O(Hi 2 P 04)2 21 66 1 6 7 Ti O(H 2 PO 2 33 77 2 7  6 Zr O (H 2 P O) 2 21 66 1 6 7 Ti O (H 2 PO 2 33 77 2 7

2 3 74 272 3 74 27

8 VO(H 2 P 04)2 78 78 4 88 VO (H 2 P 04) 2 78 78 4 8

9 6 H 3 PO 4-Nb 205 98 60 1 9 6 H 3 P 04-Ta 205 93 64 1 9 11 BPO 4 95 70 1 1 il 12 Ca(H 2 PO 04)9 97 55 12 13 Li H 2 PO 87 70 O 15 14 Fe(H 2 PO 4) 3 83 71 1 10 3 H 3 P 04-Cr(OH)3 85 74 13  9 6 H 3 PO 4-No 205 98 60 1 9 6 H 3 P 04-Ta 205 93 64 1 9 11 BPO 4 95 70 1 1 y 12 Ca (H 2 PO 04) 9 97 55 12 13 Li H 2 PO 87 70 O 15 14 Fe (H 2 PO 4) 3 83 71 1 10 3 H 3 P 04-Cr (OH) 3 85 74 13

16 B(H 24)2: 68 62 O O 1416 B (H 24) 2: 68 62 O O 14

16 Ba(H 2 PO 4)1)6 201 Ln t o %o TABLEAU I (suite) r  16 Ba (H 2 PO 4) 1) 6 201 Ln t o% o TABLE I (cont'd) r

ExempleExample

No Catalyseur MonoéthanolamineNo Catalyst Monoethanolamine

conversion %.conversion%.

Diéthylènetriamine selectivité % Ethylènediamine selectivité % Triéthylènetétramine selectivit '% I 17 18  Diethylenetriamine selectivity% Ethylene diamine selectivity% Triethylenetetramine selectivity% I 17 18

19 20 21 22 23 2419 20 21 22 23 24

Mn(H 2 P 04)2 3 H 3 P 04-Ce(OH)3 Pb(H 2 P 04)2 TZH PIO 2 4 TQH 2 PD 4 Fe HP 207 AX(P 03)3 H 3 PO 4-gel de silice acide phénylphosphonique  Mn (H 2 P 04) 2 3 H 3 P 04-Ce (OH) 3 Pb (H 2 P 04) 2 TZH PIO 2 4 TQH 2 PD 4 Fe HP 207 AX (P 03) 3 H 3 PO 4-gel Phenylphosphonic acid silica

83 91 83 77 65 80 86 9083 91 83 77 65 80 86 90

60 70 '74 61 60 60 6060 70 '74 61 60 60 60

1 0 0 O1 0 0 O

3 0 0.03 0.0

il '16 13he '16 13

13 20 17 1513 20 17 15

bobo

L ____________________________________ _____________________________________ _____________________________________ 1  L ____________________________________ _____________________________________ _____________________________________ 1

tn u 1 oo 0 o O Otn u 1 oo 0 o O O

Témoin 2.Witness 2.

18,3 g ( 0,3 mole) de monoéthanolamine, 18,0 g ( 0,3 mole) d'éthylènediamine et du lanthane-acide phosphorique en tant que catalyseur (proportion molaire P/La de 3) à raison de 0,03 mole exprimée en P, sont introduits dans un autoclave ayant une capacité de 300 ml et Auni d'un agitateur magnétique Après avoir remplacé l'air de l'autoclave par de l'azote on y introduit 25,5 g ( 1,5 mole) d'ammoniac liquide et le mélange est chauffé jusqu'à 10 270 C puis maintenu 3 heures à cette température La solution réactionnelle est ensuite refroidie à la température ambiante, la pression étant diminuée,et la solution est  18.3 g (0.3 mole) of monoethanolamine, 18.0 g (0.3 mole) of ethylenediamine and lanthanum-phosphoric acid as catalyst (molar ratio P / La of 3) at 0, Mole, expressed in P, are introduced into an autoclave having a capacity of 300 ml and equipped with a magnetic stirrer. After replacing the air of the autoclave with nitrogen, 25.5 g (1.5 g) are introduced into it. mole) of liquid ammonia and the mixture is heated to 10 270 C and then held for 3 hours at this temperature The reaction solution is then cooled to room temperature, the pressure is decreased, and the solution is

retirée et analysée par chromatographie gazeuse.  removed and analyzed by gas chromatography.

Conversion de la monoéthanolamine 1 OO % Sélectivité de la diéthylènetriamine 33 % Sélectivité de la triéthylènetétramine 8 % Sélectivité de la pipérazine 14 % Sélectivité de l'aminoéthylpipérazine 17 % Dans les conditions ci-dessus (proportion mo20 laire NH 3/monoéthanolamine de 5), l'éthylènediamine est consommée à raison de 22 % par rapport à la monoéthanolamine convertie De plus, la sélectivité de la diéthylènetriamine est fortement réduite et de grandes quantités  Conversion of monoethanolamine 100% Selectivity of diethylenetriamine 33% Selectivity of triethylenetetramine 8% Selectivity of piperazine 14% Selectivity of aminoethylpiperazine 17% Under the above conditions (NH 3 / monoethanolamine molar ratio of 5), ethylenediamine is consumed at a rate of 22% relative to the converted monoethanolamine In addition, the selectivity of diethylenetriamine is greatly reduced and large amounts

de substances cycliques telles que la pipérazine et l'ami25 noéthylpipérazine sont produites.  cyclic substances such as piperazine and ammonia piperazine are produced.

Témoin 3.Witness 3.

On répète le mode opératoire décrit à l'exemple  The procedure described in the example is repeated

1, si ce n'est que l'on n'ajoute pas d'éthylènediamine.  1, except that no ethylenediamine is added.

Conversion de la monoéthanolamine 65 % Sélectivité de la diéthylènetriamine 32 % Sélectivité de l'éthylènediamine 44 % Dans ce cas, la sélectivité de la diéthylènetriamine est également faible,alors que de l'éthylènediamine  Conversion of monoethanolamine 65% Selectivity of diethylenetriamine 32% Selectivity of ethylenediamine 44% In this case, the selectivity of diethylenetriamine is also low, while ethylenediamine

est produite en une grande quantité.  is produced in a large quantity.

Exemple 25.Example 25

Préparation du catalyseur.Catalyst preparation

On dissout 112,8 g de nitrate de lanthane hexahydraté dans 300 ml d'eau auxquels on ajoute 168 g de 5 terre de diatomées Tandis que l'on agite la bouillie, on y ajoute 449,5 g d'une solution aqueuse à 20 % de phosphate diacide d'ammonium Après avoir chauffé la solution et l'avoir soumise à une évaporation de l'eau, on la sèche à 120 C pendant 3 heures puis on la cuit à  112.8 g of lanthanum nitrate hexahydrate are dissolved in 300 ml of water to which 168 g of diatomaceous earth are added. While the slurry is stirred, 449.5 g of a 20% aqueous solution are added. % of ammonium dihydrogen phosphate After heating the solution and evaporation of the water, it is dried at 120 ° C. for 3 hours and then cooked at room temperature.

1 Q 4000 C pendant 3 heures.1 Q 4000 C for 3 hours.

Préparation de la diéthylènetriamine.  Preparation of diethylenetriamine

Le catalyseur ainsi préparé avec des tailles d'environ 1 à 1,4 'mm ( 12 16 mesh) une proportion atomique de P/La de 3, et 40 % d'équivalent de La(H 2 P 04)3, sup15 portés sur de la terre de diatomées, est introduit en une quantité de 150 ml dans un réacteur en acier inoxydable ayant un diamètre intérieur de 15 mm et une longueur de 1 m On introduit de l'ammoniac, de la monoéthanolamine et de l'éthylènediamine en des proportions molaires de NH 3/monoéthanolamine de 18 et d'éthylènediamine/monoéthanolamine de 2, et à une vitesse de l'alimentation mixte de 1 g/ml de catalyseur/h On maintient le réacteur à 260 C et la pression manométrique de réaction à 314 105 Pa  The catalyst thus prepared with sizes of about 1 to 1.4 mm (12 16 mesh) an atomic proportion of P / La of 3, and 40% equivalent of La (H 2 P 04) 3, sup15 worn. on diatomaceous earth, is introduced in an amount of 150 ml in a stainless steel reactor having an internal diameter of 15 mm and a length of 1 m. Ammonia, monoethanolamine and ethylenediamine are introduced into molar proportions of NH 3 / monoethanolamine of 18 and of ethylenediamine / monoethanolamine of 2, and at a mixed feed rate of 1 g / ml of catalyst / h The reactor is maintained at 260 ° C. and the reaction pressure at 314 105 Pa

( 320 kg/cm 2).(320 kg / cm 2).

L'analyse de la solution réactionnelle donne les résultats suivants: Conversion de la monoéthanolamine 65 % Sélectivité de la diéthylènetriamine 91 % Sélectivité de la triéthylènetétramine 6 % Sélectivité de l'éthylènediamine 2 % Un système combiné à lit fixe et en continu tel qu'utilisé dans cet exemple est préférable pour produire industriellement la diéthylènetriamine selon le procédé  The analysis of the reaction solution gives the following results: Conversion of monoethanolamine 65% Selectivity of diethylenetriamine 91% Selectivity of triethylenetetramine 6% Selectivity of ethylenediamine 2% A combined fixed and continuous bed system as used in this example is preferable for industrially producing diethylenetriamine by the process

de la présente invention.of the present invention.

Si l'on désire obtenir des polyamines supérieures à la diéthylènetriamine, il est également possible  If it is desired to obtain polyamines higher than diethylenetriamine, it is also possible

de les produire avec des rendements suffisants en recyclant la diéthylènetriamine ainsi produite vers le réac5 teur.  to produce them with sufficient yields by recycling the diethylenetriamine thus produced to the reactor.

2553 0692553 069

Claims (5)

REVENDICATIONS 1 Procédé pour produire de la diéthylènetriamine, caractérisé en ce qu'il consiste à faire réagir de l'ammoniac avec de la monoéthanolamine en une proportion 5 molaire de l'ammoniac à la monoéthanolamine d'au moins 11 en présence d'une substance contenant du phosphore et d'éthylènediamine. 2 Procédé selon la revendication 1 caractérisé  A process for producing diethylenetriamine, which comprises reacting ammonia with monoethanolamine in a molar ratio of ammonia to monoethanolamine of at least 11 in the presence of a substance containing phosphorus and ethylenediamine. 2 Process according to claim 1, characterized en ce que la proportion molaire est dans la gamme de 11 à 10 30.  in that the molar proportion is in the range of 11 to 10 30. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la réaction est effectuée en phase liqui de.  Process according to Claim 1 or 2, characterized in that the reaction is carried out in the liquid phase of. 4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, 15 caractérisé en ce que la réaction est-effectuée en lit  4 Process according to one of claims 1 to 3, characterized in that the reaction is carried out in bed fixe.fixed. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la réaction est effectuée dans un système en continu.  Process according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the reaction is carried out in a continuous system. 6 Procédé selon l'une des revendications 1 à 5,  Process according to one of Claims 1 to 5, caractérisé en ce que la substance contenant du phosphore  characterized in that the phosphorus-containing substance est un phosphate diacide.is a diacid phosphate. 7 Procédé selon l'une des revendications 1 à 6,  Method according to one of Claims 1 to 6, caractérisé en ce que la substance contenant du phosphore 25 est unphosphate de composé d'une terre rare.  characterized in that the phosphorus-containing substance is a rare earth compound phosphate.
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