JPH09169732A - 4−アミノ−2,2,6,6−テトラ−メチルピペリジンの連続的製造方法 - Google Patents

4−アミノ−2,2,6,6−テトラ−メチルピペリジンの連続的製造方法

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JPH09169732A
JPH09169732A JP8316675A JP31667596A JPH09169732A JP H09169732 A JPH09169732 A JP H09169732A JP 8316675 A JP8316675 A JP 8316675A JP 31667596 A JP31667596 A JP 31667596A JP H09169732 A JPH09169732 A JP H09169732A
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クライルカムプ ギュンター
Gerhard Thelen
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トリアセトアミン(TAA)、アンモニア及
び水素からの4−アミノ−2,2,6,6−テトラ−メ
チルピペリジン(TAD)の連続的製造方法において、
僅かな時空収率、困難な接触取扱、高いアンモニア消費
量、高価な後処理、費用のかかる方法、環境汚染を回避
し改善すること。 【解決手段】 、反応器中に少なくとも2つの相が含ま
れており、その際、少なくとも1つの相は、触媒として
周期表の第8副族の第4及び/又は第5及び/又は第6
周期の1種以上の元素を適当な触媒上に含有し、その
際、個々の元素のそれぞれは相互に無関係に反応器入口
から反応器出口に向かって触媒含有量が変えられている
4−アミノ−2,2,6,6−テトラ−メチルピペリジ
ンの連続的製造方法

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、触媒として周期表
の第8副族からの1種以上の元素の存在で、トリアセト
ンアミン(TAA)、アンモニア及び水素からの4−ア
ミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン(TA
D)の連続的製造方法に関し、その際、触媒は適当な担
体上に適用されており、担体は流動方向に沿って勾配す
る含有量の触媒を有する。
【0002】
【従来の技術】TAAからTADを大規模工業的に製造
する場合の先行技術は、ほとんど例外なく不連続的に運
転される(例えば、JP86033169、JP870
16461、GB2176473、SU108830
4、EP33529、ドイツ国出願P4442990.
8)。この不連続的な運転方法の大きな欠点は、この運
転方法が個々のバッチの規則的な搬入及び搬出に関連し
ていることである。それにより同時に高めたエネルギー
必要量で僅かな時空収量(Raum-Zeit-Ausbeuten)が達
成できるにすぎない。さらに、この反応は、一般に溶
剤、例えばアルコール又は水(例えば、JP86033
169、JP87016461、GB2176473、
SU1088304)の使用下で行われる。これらの方
法のもう一つの欠点として、付加的な後処理工程、例え
ば接触濾過及び接触交換(Kontaktwechsel)及び溶剤の
蒸留が挙げられる。付加的に及び規則的に生じる後処理
工程は、費用がかかり、環境を汚染する。このバッチ方
法の決定的な欠点は、反応器がそのつど放圧され、過剰
量のアンモニアは蒸発してしまうが、一方で連続的方法
の場合には、過剰量のアンモニアは大部分が反応器内に
留まることができる。従って、後処理すべきアンモニア
−量は連続的運転の場合明らかに僅かである。
【0003】バッチ方法の場合、通常、コバルト触媒又
はニッケル触媒を10〜500barの圧力で、70〜
200℃の温度で使用する。発火接触(EP3352
9)の使用は著しく欠点のある取り扱いと結びつく。同
様に、バッチ当たり10%までの著しく高い触媒量(使
用したTAAに対して)(EP33529、GB217
673)も、それにより高い触媒費用及び廃棄処理費用
がかかるという欠点がある。さらに、十分な選択性がし
ばしば補助触媒(Cokatalysator)例えばアルカリ金属
又はアルカリ土類金属の水酸化物の添加下で達成される
にすぎないことも欠点である(例えばGB217647
3、SU1088304)。
【0004】大多数のバッチ方法に対して、TAAから
のTADの連続的製造方法は少数である。このように、
先行技術による連続的手段は、不連続的方法に対する本
質的な改善はなされていない。例えばEP33529に
よると、発火接触(pyrophoren Kontakten)を用いて及
び1:10〜1:50mol/molのアンモニア過剰
量で作業される。この高いアンモニア量は、一方で代用
溶剤として用いられ、他方で平衡を生成物サイドへシフ
トさせ、十分に高い選択性を達成させるために必要であ
る。従って、接触の取り扱い及び、高いアンモニア使用
量に基づき不利なエネルギー費用及び原料費用が残って
いる。高いアンモニア使用量にもかかわらず、先行技術
による連続的方法は時空収率の著しい改善は生じていな
い:TAAに関する最大0.1h-1のLHSVを用いて
も、中程度の流量が達成できるにすぎない(LHSV=
Liquid-Houry-Space-Velocity)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の根底
を成す課題は、効率の良い触媒及び接触担体系を用い
て、先行技術により連続的方法についても解決されてい
ないバッチ方法に基づく欠点: 僅かな時空収率 困難な接触取扱 高いアンモニア消費量 高価な後処理 費用のかかる方法 環境汚染 を回避し、この方法を改善することであった。
【0006】
【課題を解決するための手段】周期表の第8副族からの
1種以上の元素を勾配する含有量で担体上に含有する触
媒を有する触媒充填物(Katalysatorpackung)を使用す
ることにより、不連続的及び連続的方法の先行技術に対
して全ての点で明らかな改善を達成することができるこ
とが見出された。
【0007】従って、本発明の対象は、TAA、アンモ
ニア及び水素からTADを連続的に製造する方法におい
て、反応器中に少なくとも2つの層が含まれており、そ
の際、少なくとも1つの層が触媒として周期表の第8副
族の第4及び/又は第5及び/又は第6周期の1種以上
の元素を適当な担体上に含有し、その際、個々の元素の
それぞれに関して相互に無関係に触媒の含有量が反応器
入口から反応器出口にわたって変えられていることを特
徴とするTADの連続的製造方法である。
【0008】適当な担体上での触媒の勾配の適用によ
り、この系の効率は著しく高められる。LHSVはTA
A(EP33529)に関して0.1h-1からTAAに
関して0.6h-1にまで高めることができる。勾配は、
TAA/アンモニア混合物が反応器入口でできる限り僅
かな接触量(Kontaktgehalt)に当たるように調節され
る。この接触量ひいては反応性は反応器出口まで高めら
れる。この場合、担体上に周期表の第8副族の元素が使
用される。担体上の第4周期の元素の含有量は、相互に
無関係に、反応器入口から反応器出口まで40%までの
値に、有利に20%までの値に、特に有利に15%まで
の値に増加される。第4周期の元素の含有量は、相互に
無関係に、反応器入口で0〜39%、有利に、0〜20
%、特に有利に2〜15%である。担体上の第5及び/
又は第6周期の元素(いわゆる白金金属)の含有量は、
相互に無関係に、反応器入口から反応器出口まで20%
までの値に、有利に10%までの値に、特に有利に5%
までの値に増加される。担体上の白金金属の含有量は、
相互に無関係に反応器入口で、0〜19%、有利に0〜
10%、特に有利に0〜5%である。
【0009】この場合、担体部分は多様な触媒含有量
で、触媒含有量の段階的変化が生じるように積層されて
いる。この場合、層の数は2種から任意の数種の間に選
択される。後者の場合、触媒含有量の段階的変化の移行
は連続的に進行する勾配にまで達する。これらの元素
は、有利に金属の形で使用される。コバルト、ニッケ
ル、ルテニウム、パラジウム及び白金が有利に使用され
る。この金属は、それ自体で又はその酸化物の還元によ
り使用され、その際、この使用は発火接触が有利であ
る。反応性の勾配の最適化のために、1種又は多種の金
属を混合して使用することができる。第4周期の元素及
び白金金属の元素を同時に使用する場合、触媒含有量は
第4周期の元素から白金金属元素への移行の際に、流動
方向に沿って減少することもできる。勾配を使用するこ
とにより、完全な反応の際に高い時空収率が達成され
る。
【0010】勾配に関して反応温度を適合させることに
より、副反応を十分に抑制することができ、分解をほぼ
完全に回避することができる。アミン化する水素化の場
合に温度が200℃まで、有利に80〜170℃及び特
に100℃〜150℃である場合、TAAに関して≧9
9%までの選択性を達成することができる。
【0011】この方法は、アンモニアの消費量を品質損
傷なしで、このときの1:50mol/molまでのT
AA:アンモニアから、1:1〜1:20mol/mo
l、有利に1:1〜1:10mol/mol、特に1:
3〜1:5mol/molまで減少させることができ
る。
【0012】長い触媒耐用時間は適当な担体材料により
達成される。特に、熱水耐性の酸化アルミニウムが挙げ
られる。さらに多数の適当な担体材料が積層できるか、
又は混合して使用できる。
【0013】作業圧力は先行技術により通常の範囲内
で、10〜500bar、特に20〜300barであ
る。
【0014】この方法の場合、溶剤の使用を省略でき
る。
【0015】多工程の方法及び連続して配置された多数
の個別の反応器の使用も可能であり、その際、この数値
は全反応器、つまり個別の反応器の合計についての触媒
含有量に関する。しかし、1工程のプロセスが有利であ
る。
【0016】本発明による方法の利点は、高い流量によ
り達成される時空収率の著しい改善に基づく。この利点
は、連続的な、特に1工程の方法の簡単な実施により、
製造コストの明らかな減少と共に生じる。長い耐用時間
により、頻繁な触媒交換は省略され、触媒費用も劇的に
減少する。溶剤不含の作業及びアンモニア消費量の著し
い減少により、後処理が著しく簡素化される。後処理の
ために、通常の純粋な蒸留で、公知の(EP3352
9)収率及び純度を達成するのに十分である。
【0017】
【実施例】 例1:0.5m3の灌流炉(Rieselofen)に、酸化アル
ミニウム−担体340kgを充填した。この担体をニッ
ケル−コバルトで被覆し、その際、含有量は炉供給部か
ら炉搬出部まで5%から14%に上昇させた。TAA及
びアンモニアを300barの水素圧下で供給した。T
AA0.4h-1及びNH30.44h-1のLHSVの場
合(つまり、TAA:NH3=1:7.4mol/mo
l)及び125〜145℃の炉温度の場合、97%のT
AAから96%のTADが生じた。後処理は蒸留により
行った。
【0018】例2:例1と同様に、500mlの灌流炉
で、TAA0.6h-1及びNH30.4h- 1のLHSV
で(つまりTAA:NH3=1:4.5mol)、28
5barの水素圧で、130〜150℃の炉温度で、9
7%のTAAから96%のTADが生じた。後処理は蒸
留により行った。
【0019】例3:500mlの灌流炉に、酸化アルミ
ニウム−担体400mlを充填した。この担体をニッケ
ル−コバルトで被覆し、その際、含有量は炉供給部から
炉搬出部まで0%から14%に上昇させた。TAA及び
アンモニアを285barの水素圧下で供給した。TA
A0.38h-1及びNH30.25h-1のLHSVで
(つまり、TAA:NH3=1:4.4mol)及び1
20〜145℃の炉温度で、97%のTAAから96%
のTADが生じた。後処理は蒸留により行った。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュテファン フレンツェン ドイツ連邦共和国 ラエスフェルト シェ ルムベッカー シュトラーセ 8 (72)発明者 ギュンター クライルカムプ ドイツ連邦共和国 マール ランゲヘッゲ 243 (72)発明者 ゲルハルト テーレン ドイツ連邦共和国 ノッツルン ゼップ− ヘルベルガー−シュトラーセ 62

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トリアセトアミン(TAA)、アンモニ
    ア及び水素からの4−アミノ−2,2,6,6−テトラ
    −メチルピペリジン(TAD)の連続的製造方法におい
    て、反応器中に少なくとも2つの相が含まれており、そ
    の際、少なくとも1つの相は、触媒として周期表の第8
    副族の第4及び/又は第5及び/又は第6周期の1種以
    上の元素を適当な担体上に含有し、その際、個々の元素
    のそれぞれは相互に無関係に反応器入口から反応器出口
    に向かって触媒含有量が変えられていることを特徴とす
    る4−アミノ−2,2,6,6−テトラ−メチルピペリ
    ジンの連続的製造方法。
  2. 【請求項2】 担体上での第4周期の元素についての触
    媒含有量は、相互に無関係に、反応器入口から反応器出
    口に向かって40%までの値に上昇する、請求項1記載
    の方法。
  3. 【請求項3】 担体上での第4周期の元素についての触
    媒含有量は、相互に無関係に、反応器入口において0〜
    39%である、請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 担体上での第5及び/又は第6周期の元
    素についての触媒含有量は、相互に無関係に、反応器入
    口から反応器出口に向かって20%までの値に上昇す
    る、請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 担体上での第5及び/又は第6周期の元
    素についての触媒含有量は、相互に無関係に、反応器入
    口において0〜19%である、請求項1記載の方法。
  6. 【請求項6】 200℃までの炉温度で作業される、請
    求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
  7. 【請求項7】 TAA:アンモニアのモル比が1:1〜
    1:20である請求項1から6までのいずれか1項記載
    の方法。
  8. 【請求項8】 触媒金属として、コバルト、ニッケル、
    ルテニウム、パラジウム又は白金又はこれらの混合物が
    使用される請求項1から7までのいずれか1項記載の方
    法。
  9. 【請求項9】 第4周期の元素及び白金金属の元素を同
    時に使用する場合、触媒含有量は第4周期の元素から白
    金金属の元素への移行において流動方向に沿って減少す
    る、請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。
JP31667596A 1995-11-30 1996-11-27 4−アミノ−2,2,6,6−テトラ−メチルピペリジンの連続的製造方法 Expired - Fee Related JP3484305B2 (ja)

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