PL189885B1

PL189885B1 - Sposób wytwarzania toluilenodiaminy

Info

Publication number: PL189885B1
Application number: PL98327537A
Authority: PL
Inventors: Janina Ilmurzyńska; Krzysztof Werner; Edward Grzywa; Michał Malanowski; Stefan Słonecki; Andrzej Prokop
Original assignee: Insytut Chemii Przemyslowej Im
Priority date: 1998-07-16
Filing date: 1998-07-16
Publication date: 2005-10-31

Abstract

. Sposób wytwarzania toluilenodiaminy przez katalityczną redukcję dinitrotoluenu, znamienny tym, że redukcję dinitrotoluenu prowadzi się przy pomocy tlenku węgla w mie szaninie alkoholu etylowego i wody w temperaturze 120 - 200°C, pod ciśnieniem 1-10 MPa, w obecności układu katalitycznego składającego się z katalizatora stałego, stosowanego w ilości 0,1 - 1,5 części wagowych na 1 część wagową dinitrotoluenu, zawierającego pal lad i żelazo osadzone na sadzy acetylenowej w ilości odpowiednio 1 - 5% i 1 - 10% w stosunku do nośnika, oraz 0,001 - 0,03 części wagowych jodu, rozpuszczonego w śro dowisku reakcji na 1 część dinitrotoluenu.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania toluilenodiaminy w fazie ciekłej przez katalityczną redukcję dinitrotoluenu.

Znany jest z polskiego opisu patentowego 106 158 sposób otrzymywania toluilenodwuaminy przez redukcję dinitrotoluenu wodorem w środowisku produktów reakcji w obecności katalizatora w zawiesinie zawierającego pallad i/lub platynę oraz żelazo osadzone na sadzy acetylenowej. Proces prowadzi się w temperaturze 70 - 120°C pod ciśnieniem 0,5 - 1,5 MPa utrzymując stężenie dinitrotoluenu poniżej 0,2% poprzez dobór szybkości jego podawania do strefy reakcji.

Ponadto znany jest z polskiego opisu patentowego nr 164 923 sposób redukcji nitrobenzenu do aniliny przy pomocy tlenku węgla i wody z udziałem homogenicznego układu katalitycznego zawierającego pallad, żelazo i jod. Reakcja prowadzona jest w środowisku zawierającym wodę oraz trzeciorzędową aminę w temperaturze 120 - 300°C pod ciśnieniem 0,5 - 50 MPa.

W wyniku badań nad redukcją dinitrotoluenu do toluilenodiaminy stwierdzono, że jeżeli do redukcji dinitrotoluenu przy pomocy tlenku węgla zastosuje się układ katalityczny zawierający elementarny pallad, żelazo i jod, przy czym pallad i żelazo osadzone są na nośniku - sadzy acetylenowej zaś jod rozpuszczony w środowisku reakcji, to reakcja redukcji zachodzi znacznie szybciej niż w przypadku katalizatora znanego z opisu patentowego 164923.

Osadzenie palladu i żelaza na nośniku nieoczekiwanie powoduje znaczne uaktywnienie układu katalitycznego.

Sposób wytwarzania toluilenodiaminy przez redukcję dinitrotoluenu, według wynalazku polega na tym, że redukcję dinitrotoluenu prowadzi się przy pomocy tlenku węgla w mieszaninie alkoholu etylowego i wody w temperaturze 120 - 200°C, pod ciśnieniem 1-10 MPa, w obecności układu katalitycznego składającego się z katalizatora stałego, stosowanego w ilości 0,1 - 1,5 części wagowych na 1 część wagową dinitrotoluenu, zawierającego pallad i żelazo osadzone na sadzy acetylenowej w ilości odpowiednio 1 - 5% i 1 - 10% w stosunku do nośnika, oraz 0,001 - 0,03 części wagowych jodu, rozpuszczonego w środowisku reakcji, na 1 część wagową dinitrotoluenu. Korzystnie jest jeśli zawartość wody w mieszaninie z alkoholem etylowym wynosi 0,5 - 2 części wagowych na 1 część dinitrotoluenu.

Proces osadzania metali: palladu i żelaza na sadzy acetylenowej przebiega następująco:

Do roztworu chlorku sodowego dodaje się chlorek palladawy i przy pomocy kwasu solnego uzyskuje się kwaśne pH roztworu. Następnie dodaje wodę destylowaną i roztwór chlor189 885 ku żelazowego oraz sadzę acetylenową. Po wymieszaniu zawiesiny dodaje się kwaśny węglan sodu, miesza się, a następnie prowadzi właściwy proces osadzania metali na sadzy wygrzewając zawiesinę. Zawiesinę poddaje się filtracji, osad myje wodą destylowaną i suszy.

Otrzymywanie toluilenodiaminy sposobem według wynalazku zilustrowano przykładami.

Przykład I

W reaktorze stalowym o pojemności 1 dm³ umieszczono 8 g dinitrotoluenu, 320 g alkoholu etylowego, 10 g wody oraz 8 g katalizatora stałego i 0,1 g J₂. Zawartość metali w katalizatorze wynosiła: 0,3 g Pd oraz 0,35 g Fe. Reaktor przedmuchano azotem i ogrzano do temperatury 170°C. Następnie do reaktora wprowadzono tlenek węgla do uzyskania ciśnienia 3,2 MPa. Szybkość reakcji wyniosła 0,026 mola/godz. Selektywność procesu w odniesieniu do toluilenodiaminy wyniosła 95%.

Przykład II

Postępowano jak w przykładzie I, przy zawartości metali w katalizatorze wynoszącej 0,46 g Pd oraz 0,78 g Fe. Szybkość reakcji wynosiła 0,041 mola/godz.

Przykład III

Postępowano jak w przykładzie I, przy ilości jodu w roztworze wynoszącej 0,05 g. Szybkość reakcji wyniosła 0,026 mola/godz.

Przykład IV

Postępowano jak w przykładzie I, przy ilości jodu w roztworze wynoszącej 0,2 g. Szybkość reakcji wyniosła 0,031 mola/godz.

Przykład V

Postępowano jak w przykładzie I, przy ilości katalizatora stałego 4 g i zawartości metali w katalizatorze wynoszącej 0,15 g Pd oraz 0,17 g Fe. Szybkość reakcji wynosiła 0,020 mola/godz.

Przykład VI (porównawczy)

Postępowano jak w przykładzie I, jednakże zamiast katalizatora na nośniku wprowadzono katalizator homogeniczny PdCh/FeCiJ w ilości odpowiadającej 0,3 g Pd, 0,34 g Fe oraz 0,4 g J₂. Do reaktora wprowadzono tlenek węgla do uzyskania ciśnienia 3,2 MPa. Szybkość reakcji wyniosła 0,014 mola/godz.

189 885

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania toluilenodiaminy przez katalityczną redukcję dinitrotoluenu, znamienny tym, że redukcję dinitrotoluenu prowadzi się przy pomocy tlenku węgła w mieszaninie alkoholu etylowego i wody w temperaturze 120 - 200°C, pod ciśnieniem 1-10 MPa, w obecności układu katalitycznego składającego się z katalizatora stałego, stosowanego w ilości 0,1 - 1,5 części wagowych na 1 część wagową dinitrotoluenu, zawierającego pallad i żelazo osadzone na sadzy acetylenowej w ilości odpowiednio 1 - 5% i 1 - 10% w stosunku do nośnika, oraz 0,001 - 0,03 części wagowych jodu, rozpuszczonego w środowisku reakcji na 1 część dinitrotoluenu.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawartość wody w mieszaninie z alkoholem etylowym wynosi 0,5 - 2 części wagowe na 1 część wagową dinitrotoluenu.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się katalizator stały, zawierający pallad w ilości 3 - 5% i żelazo w ilości 4 - 6% w stosunku do nośnika oraz jod w ilości 0,006 - 0,025 części wagowych na 1 część dinitrotoluenu.