RU2307120C2 - Production of 1,5-diaminonaphthalene - Google Patents

Production of 1,5-diaminonaphthalene Download PDF

Info

Publication number
RU2307120C2
RU2307120C2 RU2005136800/04A RU2005136800A RU2307120C2 RU 2307120 C2 RU2307120 C2 RU 2307120C2 RU 2005136800/04 A RU2005136800/04 A RU 2005136800/04A RU 2005136800 A RU2005136800 A RU 2005136800A RU 2307120 C2 RU2307120 C2 RU 2307120C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
mass
organic solvent
aniline
diaminonaphthalene
Prior art date
Application number
RU2005136800/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Иванович Козлов (RU)
Александр Иванович Козлов
Витольд Львович Збарский (RU)
Витольд Львович Збарский
Владимир Николаевич Грунский (RU)
Владимир Николаевич Грунский
Александр Васильевич Батырев (RU)
Александр Васильевич Батырев
Александр Алексеевич Комаров (RU)
Александр Алексеевич Комаров
Александр Александрович Меркин (RU)
Александр Александрович Меркин
Original Assignee
Александр Иванович Козлов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Иванович Козлов filed Critical Александр Иванович Козлов
Priority to RU2005136800/04A priority Critical patent/RU2307120C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2307120C2 publication Critical patent/RU2307120C2/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: organic chemistry.
SUBSTANCE: claimed method includes reduction of 1,5-dinitronaphthalene with hydrogen in presence of heterogeneous catalyst in medium of organic solvent at elevated temperature and pressure in recirculated apparatus. Reaction zone of this apparatus is filled with high-porous block catalyst comprising of alumina-based carrier and active components such as metal palladium and sulfated zirconia in amount of 0.1-3 mass % and 5-8 mass %, respectively based on carrier mass. As organic solvent aniline or mixture thereof with 1,5-diaminonaphthalene may be used. Compound of present invention is useful as synthetic intermediate of polymer materials, physiologically active substances, dies, etc.
EFFECT: simplified process without steps of filtration and preliminary catalyst grinding; product of high quality and high yield.
2 cl, 1 tbl, 9 ex

Description

Настоящее изобретение относится к химической технологии, в частности к методам получения ароматических аминов - важных промежуточных продуктов в синтезе полимерных материалов, красителей, физиологически активных соединений и ряда других ценных химических товаров.The present invention relates to chemical technology, in particular to methods for producing aromatic amines - important intermediate products in the synthesis of polymeric materials, dyes, physiologically active compounds and a number of other valuable chemical products.

1,5-Диаминонафталин (1,5-ДАН) находит широкое применение в различных областях техники, хотя основным направлением его использования является получение полиизоцианатов (Десмодур (R) 15) и различных полимерных материалов на его основе.1,5-Diaminonaphthalene (1,5-DAN) is widely used in various fields of technology, although the main direction of its use is the production of polyisocyanates (Desmodur (R) 15) and various polymeric materials based on it.

В течение длительного времени основным методом получения аминопроизводных нафталина являлось восстановление соответствующих нитросоединений сульфидами металлов (Беркман Б.Е. Промышленный синтез ароматических нитросоединений и аминов. М.: Химия, 1964 г. С.242-273). Позднее для этой цели были предложены различные восстанавливающие агенты, в частности гидразин (Пат. Японии 56059738, 1981 г).For a long time, the main method for producing amino derivatives of naphthalene was the reduction of the corresponding nitro compounds with metal sulfides (Berkman B.E. Industrial synthesis of aromatic nitro compounds and amines. M: Chemistry, 1964, p.242-273). Later, various reducing agents have been proposed for this purpose, in particular hydrazine (Pat. Japan 56059738, 1981).

Наиболее широкое применение получили каталитические процессы восстановления 1,5-динитронафталина (1,5-ДНН) молекулярным водородом (Пат. Японии 4154745, 1992 г., Пат. Великобритании 1499699, Пат. США 4026944, 1977 г. Пат. Германии 2438542 и 2432015, 1974 г.). В этих процессах использовались в качестве катализаторов, преимущественно металлы VIII-группы Таблицы Д.И.Менделеева.The most widely used are catalytic reduction processes of 1,5-dinitronaphthalene (1,5-DNN) with molecular hydrogen (Pat. Japan 4154745, 1992, Pat. Great Britain 1499699, Pat. USA 4026944, 1977, Pat. Germany 2438542 and 2432015 , 1974). In these processes, mainly metals of the VIII group of the Table of D.I. Mendeleev were used as catalysts.

В прототипе (Пат. США 4026944) диаминонафталины получают при взаимодействии соответствующих динитронафталинов с водородом в присутствии гетерогенного катализатора восстановления в среде органического растворителя. В качестве катализатора используют порошки скелетного никеля и/или железа или металлом платиновой группы на активированном угле. Процесс проводят в реакторе при интенсивном перемешивании, давлении до 50 МПа и температуре 20-180°С. Полученный раствор аминосоединения отфильтровывают от катализатора, отделяют от реакционной воды и направляют на выделение целевого продукта.In the prototype (US Pat. US 4,026,944), diaminonaphthalenes are prepared by reacting the corresponding dinitronaphthalenes with hydrogen in the presence of a heterogeneous reduction catalyst in an organic solvent. Powders of skeletal nickel and / or iron or a platinum group metal on activated carbon are used as a catalyst. The process is carried out in a reactor with vigorous stirring, pressure up to 50 MPa and a temperature of 20-180 ° C. The resulting solution of the amino compound is filtered off from the catalyst, separated from the reaction water and sent to the selection of the target product.

Основными недостатками прототипа является измельчение в ходе процесса порошкового катализатора, что приводит к снижению активности последнего и потерям при фильтровании, а также необходимость самой стадии фильтрования.The main disadvantages of the prototype is grinding during the process of a powder catalyst, which leads to a decrease in the activity of the latter and losses during filtration, as well as the need for the filtering stage itself.

Изобретение направлено на устранение измельчения катализатора и стадии отделений катализатора от реакционной массы в процессе получения 1,5-ДАН. Это достигается использованием стационарного катализатора, обладающего высокой каталитической активностью.The invention is aimed at eliminating the grinding of the catalyst and the stage of separation of the catalyst from the reaction mass in the process of obtaining 1,5-DAN. This is achieved by using a stationary catalyst with high catalytic activity.

Сущность изобретения заключается в способе получения 1,5-диаминонафталина взаимодействием 1,5-динитронафталина с водородом в присутствии гетерогенного катализатора восстановления в среде органического растворителя при повышенных температуре и давлении, отличающемся тем, что процесс проводится в циркуляционном аппарате, реакционная зона которого заполнена высокопористым блочным катализатором, состоящим из носителя на основе оксида алюминия и активных компонентов - металлического палладия и сульфатированного оксида циркония, массы которых составляют 0,1-3% и 5-8% от массы носителя соответственно. Как следует из сущности изобретения, мы предлагаем использовать вместо порошкового катализатора на основе скелетного никеля или палладия/платины на угле стационарный (выполненный в форме блока, заполняющего всю реакционную зону) катализатор на основе высокопрочного ячеистого оксида алюминия с пористостью 85-97%, на поверхность которого нанесен металлический палладий в количестве 0,1-3% от массы носителя и сульфатированный оксид циркония в количестве 5-8% от массы носителя.The invention consists in a method for producing 1,5-diaminonaphthalene by reacting 1,5-dinitronaphthalene with hydrogen in the presence of a heterogeneous reduction catalyst in an organic solvent at elevated temperature and pressure, characterized in that the process is carried out in a circulating apparatus, the reaction zone of which is filled with highly porous block a catalyst consisting of a carrier based on aluminum oxide and active components - metallic palladium and sulfated zirconium oxide, mass which make up 0.1-3% and 5-8% of the mass of the carrier, respectively. As follows from the essence of the invention, we propose to use, instead of a powder catalyst based on skeletal nickel or palladium / platinum on coal, a stationary (made in the form of a block filling the entire reaction zone) catalyst based on high-strength cellular alumina with a porosity of 85-97%, to the surface which deposited metallic palladium in an amount of 0.1-3% by weight of the carrier and sulfated zirconium oxide in the amount of 5-8% by weight of the carrier.

Процесс предлагается проводить в циркуляционном аппарате, состоящем, например, из двух вертикальных цилиндрических зон (реакционной и рециркуляционной), соединенных перетоками в нижней и верхней части. Такая конструкция аппарата позволяет осуществлять рециркуляцию реакционной массы за счет разности плотностей газо-жидкостной смеси в реакционной зоне и жидкости в рециркуляционной.The process is proposed to be carried out in a circulation apparatus, consisting, for example, of two vertical cylindrical zones (reaction and recirculation), connected by overflows in the lower and upper parts. This design of the apparatus allows the recirculation of the reaction mass due to the density difference of the gas-liquid mixture in the reaction zone and the liquid in the recirculation.

Интенсивность перемешивания в реакционной зоне обеспечивается наличием в катализаторе транспортных пор малого диаметра и большой скоростью газожидкостной смеси, образующейся при подаче водорода в поток циркулирующего раствора. При необходимости циркуляция может быть увеличена за счет работы насоса, дозирующего раствор нитросоединения.The intensity of mixing in the reaction zone is ensured by the presence in the catalyst of transport pores of small diameter and high speed gas-liquid mixture formed when hydrogen is supplied to the flow of a circulating solution. If necessary, the circulation can be increased due to the operation of the pump dosing the nitro compound solution.

Использование циркуляционного аппарата позволяет поддерживать в реакционной зоне низкую концентрацию 1,5-ДНН. При высоком содержании 1,5-ДНН в растворе наблюдается резкое снижение скорости процесса из-за адсорбции его на поверхности катализатора. Одновременно образующийся в процессе восстановления 1,5-ДАН увеличивает растворимость 1,5-ДНН.The use of a circulating apparatus makes it possible to maintain a low concentration of 1.5-days in the reaction zone. At a high content of 1,5-DN in the solution, a sharp decrease in the process rate is observed due to its adsorption on the surface of the catalyst. At the same time, 1,5-DAN formed during the reduction process increases the solubility of 1,5-DNN.

Получение 1,5-ДАН проводят в среде органического растворителя (толуола, анилина) при температуре 30-120°С и давлении 0,1-1 МПа. Выделение образовавшегося 1,5-ДАН в виде кристаллов происходит при охлаждении реакционной смеси ниже 30°С.Obtaining 1,5-DAN is carried out in an organic solvent (toluene, aniline) at a temperature of 30-120 ° C and a pressure of 0.1-1 MPa. Isolation of the resulting 1,5-DAN in the form of crystals occurs when the reaction mixture is cooled below 30 ° C.

После отделения продукта отфильтрованный маточник может использоваться для приготовления раствора 1,5-ДНН, идущего на восстановление. При этом возрастает концентрация 1,5-ДАН в растворе и облегчается его кристаллизация при охлаждении. Одновременно в присутствии 1,5-ДАН уменьшается вероятность выпадения 1,5-ДНН из дозируемого раствора.After separation of the product, the filtered mother liquor can be used to prepare a solution of 1,5-DNN, going for recovery. At the same time, the concentration of 1,5-DAN in the solution increases and its crystallization upon cooling is facilitated. At the same time, in the presence of 1,5-DAN, the probability of 1,5-DNN falling out of the dosed solution decreases.

Примеры 1-7Examples 1-7

В вертикально установленный обогреваемый цилиндрический реактор с внутренним диаметром 50 мм и объемом 400 мл помещают высокопористый ячеистый катализатор в виде единого блока объемом 95 мл, закрепленного в середине аппарата. Масса катализатора 21,1-21,9 г, плотность 0,22-0,23 г/см3, пористость 94-95%. Активная часть катализатора состоит из активированного оксида циркония в количестве 6-8% от массы катализатора, содержание металлического палладия - 0,16% от массы катализатора. В реактор загружают раствор 1,5 г динитронафталина в 90 мл анилина и нагревают до температуры реакции. Затем реактор переводят из вертикального положения в горизонтальное (чтобы обеспечить контакт раствора с катализатором) и включают возвратно-поступательное перемешивание. Результаты представлены в таблице.In a vertically mounted heated cylindrical reactor with an internal diameter of 50 mm and a volume of 400 ml, a highly porous cellular catalyst is placed in the form of a single unit with a volume of 95 ml fixed in the middle of the apparatus. The mass of the catalyst is 21.1-21.9 g, the density is 0.22-0.23 g / cm 3 , the porosity is 94-95%. The active part of the catalyst consists of activated zirconium oxide in an amount of 6-8% by weight of the catalyst, the content of palladium metal is 0.16% by weight of the catalyst. A solution of 1.5 g of dinitronaphthalene in 90 ml of aniline is loaded into the reactor and heated to the reaction temperature. Then the reactor is transferred from vertical to horizontal (to ensure contact of the solution with the catalyst) and include reciprocating mixing. The results are presented in the table.

ТаблицаTable №№ примераExample No. Температура опыта, °СThe temperature of the experiment, ° C Давление, МПаPressure, MPa Время полупревращения*, сHalf-time *, s Нагрузка на катализатор**, час-1 The load on the catalyst **, hour -1 1one 9090 0,70.7 180180 0,460.46 22 8484 0,90.9 107***107 *** 0,780.78 33 9090 0,90.9 140140 0,92***0.92 *** 4four 9595 0,90.9 102102 0,840.84 55 8989 1,11,1 9595 0,880.88 66 9191 1,31.3 8686 0,970.97 77 9292 1,51,5 7474 1,131.13 * время полупревращения - время поглощения 50% водорода от общего его расхода в реакции; **нагрузка на катализатор - количество г 1,5-ДНН, реагирующее на 1 г катализатора в единицу времени; ***время полного превращения - 8 минут; ****в опыте использовали - 2, 2 г динитронафталина* half-time - the time of absorption of 50% hydrogen from its total consumption in the reaction; ** load on the catalyst - the amount of g of 1,5-DNN, reacting to 1 g of catalyst per unit time; *** full conversion time - 8 minutes; **** in the experiment used - 2, 2 g of dinitronaphthalene

После завершения опытов проводили анализ полученных реакционных масс методом ГЖХ. На хроматограммах присутствуют только три пика: анилина, 1,5-ДНН и 1,5-ДАН. Содержание 1,5-ДНН в продуктах менее 0,5%.After the completion of the experiments, the obtained reaction masses were analyzed by GLC. Only three peaks are present on the chromatograms: aniline, 1,5-DNN and 1,5-DAN. The content of 1,5-DNN in products is less than 0.5%.

Пример 8Example 8

В каталитическую зону циркуляционного контура, представляющего собой две вертикальные трубы диаметром 50 мм и высотой 6 м, соединенные сверху и снизу перетоками (общий объем контура 25 л), поместили 1250 г катализатора в виде сплошного блока длиной 2,5 м. Катализатор на основе корунда содержит 3% металлического палладия и 7% сульфатированного оксида циркония (плотность катализатора - 0,25 г/см3, пористость - 93%). В контур залили 20 л анилина и одновременно начали подачу 5% раствора ДНН в анилине и водорода. Скорость подачи раствора 2000 мл/час, давление 0,5 МПа, температура в нижней части реакционной зоны 95°С, в верхней - 105°С, время непрерывной работы 24 часа. Всего сдозировано 2,4 кг 1,5-ДНН. Содержание 1,5-ДНН в продукте реакции составляло по ходу опыта 0,006-0, 030%. При охлаждении реакционной массы получено 1,6 кг 1,5-ДАН - сырца, содержащего 75% основного продукта, 0,18% - 1,5-ДНН, остальное анилин. Т.пл. полученного после отделения анилина продукта 187-188°С. Выход 69% (при расчете выхода не учтен 1,5-ДАН, оставшийся в анилиновом растворе).In the catalytic zone of the circulation circuit, which consists of two vertical pipes with a diameter of 50 mm and a height of 6 m, connected by flows at the top and bottom (total volume of the circuit is 25 l), 1250 g of catalyst was placed in the form of a solid block 2.5 m long. Corundum based catalyst contains 3% metallic palladium and 7% sulfated zirconia (catalyst density 0.25 g / cm 3 , porosity 93%). 20 L of aniline was poured into the circuit and at the same time, the supply of a 5% solution of DNN in aniline and hydrogen was started. The flow rate of the solution is 2000 ml / h, the pressure is 0.5 MPa, the temperature in the lower part of the reaction zone is 95 ° C, in the upper - 105 ° C, the continuous operation time is 24 hours. A total of 2.4 kg of 1.5-days was dispensed. The content of 1,5-DN in the reaction product was 0.006-0, 030% in the course of the experiment. Upon cooling the reaction mass obtained 1.6 kg of 1,5-DAN - raw, containing 75% of the main product, 0.18% - 1,5-DN, the rest is aniline. Mp obtained after separation of the aniline product 187-188 ° C. Yield 69% (1,5-DAN remaining in the aniline solution was not taken into account when calculating the yield).

Пример 9Example 9

Установка для получения и катализатор те же, что в примере 8. После заполнения системы 5% раствором 1,5-ДАН в анилине одновременно начинают подачу 5% раствора 1,5-ДНН в 5% растворе 1,5-ДАН в анилине и водорода. Скорость подачи раствора 2000 мл/час, давление 0,53 МПа, температура в нижней части реакционной зоны 97°С, в верхней - 107°С, время непрерывной работы 29 часов. Всего сдозировано 2,9 кг 1,5-ДНН. Максимальная концентрация 1,5-ДАН в реакционной массе - 11%, содержание 1,5-ДНН в 1,5-ДАН в ходе опыта изменялось в пределах 0-0,5%. При охлаждении реакционной массы до 20°С получено 1,9 кг 1,5-ДАН - сырца, содержащего 75% основного продукта, 0,1% - 1,5-ДНН, остальное анилин. Т.пл. полученного после отделения анилина продукта 187,5-188°С. Выход 67%. При частичной отгонке анилина из маточника дополнительно получено 0,7 кг 1,5-ДАН (т.пл. 187-188°С) и суммарный выход повысился до 92%.The installation for preparation and the catalyst are the same as in Example 8. After filling the system with a 5% solution of 1,5-DAN in aniline, the flow of a 5% solution of 1,5-DNN in a 5% solution of 1,5-DAN in aniline and hydrogen is simultaneously started . The flow rate of the solution is 2000 ml / h, the pressure is 0.53 MPa, the temperature in the lower part of the reaction zone is 97 ° C, in the upper - 107 ° C, the continuous operation time is 29 hours. A total of 2.9 kg of 1.5-days was dispensed. The maximum concentration of 1,5-DAN in the reaction mass was 11%, the content of 1,5-DAN in 1,5-DAN during the experiment ranged from 0-0.5%. When the reaction mixture was cooled to 20 ° C, 1.9 kg of 1,5-DAN, a crude product containing 75% of the main product, 0.1% of 1,5-DAN, the rest was aniline, was obtained. Mp obtained after separation of the aniline product 187.5-188 ° C. Yield 67%. With partial distillation of aniline from the mother liquor, 0.7 kg of 1,5-DAN (mp 187-188 ° C) was additionally obtained and the total yield increased to 92%.

Claims (2)

1. Способ получения 1,5-диаминонафталина взаимодействием 1,5-динитронафталина с водородом в присутствии гетерогенного катализатора восстановления в среде органического растворителя при повышенных температуре и давлении, отличающийся тем, что процесс проводят в циркуляционном аппарате, реакционная зона которого заполнена высокопористым блочным катализатором, состоящим из носителя на основе оксида алюминия и активных компонентов - металлического палладия и сульфатированного оксида циркония, массы которых составляют 0,1-3 и 5-8% от массы носителя, соответственно.1. The method of producing 1,5-diaminonaphthalene by the interaction of 1,5-dinitronaphthalene with hydrogen in the presence of a heterogeneous reduction catalyst in an organic solvent at elevated temperature and pressure, characterized in that the process is carried out in a circulating apparatus, the reaction zone of which is filled with a highly porous block catalyst, consisting of a carrier based on aluminum oxide and active components - metallic palladium and sulfated zirconium oxide, the masses of which are 0.1-3 and 5-8% by weight of Itel, respectively. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют анилин или его смесь с 1,5-диаминонафталином.2. The method according to claim 1, characterized in that aniline or a mixture thereof with 1,5-diaminonaphthalene is used as an organic solvent.
RU2005136800/04A 2005-11-28 2005-11-28 Production of 1,5-diaminonaphthalene RU2307120C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005136800/04A RU2307120C2 (en) 2005-11-28 2005-11-28 Production of 1,5-diaminonaphthalene

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005136800/04A RU2307120C2 (en) 2005-11-28 2005-11-28 Production of 1,5-diaminonaphthalene

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2307120C2 true RU2307120C2 (en) 2007-09-27

Family

ID=38954350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005136800/04A RU2307120C2 (en) 2005-11-28 2005-11-28 Production of 1,5-diaminonaphthalene

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2307120C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2202537C2 (en) Water-containing tolylenediamine useful for storage or transporting as liquid, method for its preparing and method for preparing tolylene di- isocyanate
EP3212627B1 (en) Part-stream distillation
CN113649062B (en) Catalyst for synthesizing 6-aminocapronitrile, preparation method thereof, and method for synthesizing 6-aminocapronitrile using same
CN101429139B (en) Process for producing dicyclohexyl methyl hydride diisocyanate and its midbody
KR102245980B1 (en) Part-stream distillation
RU2301230C2 (en) Method for preparing lactide
EP2917172A1 (en) Synthesis of methyl carbamate and dimethyl carbonate (dmc) in presence of stripping with inert gas or superheated vapours and a reactor for the same
KR100612923B1 (en) A process for preparing 4-aminodiphenylamine
US20070118001A1 (en) Continuous process for the hydrogenation of nitriles or nitro compounds to amines
CN101074199B (en) Method of producing xylylenediamine
CN113880728A (en) Preparation method of cyclohexanone oxime
HUE015615T5 (en) Method for manufacturing toluylendiamines through catalytic hydration of dinitrotoluols
RU2307120C2 (en) Production of 1,5-diaminonaphthalene
Bawane et al. Reaction kinetics of the liquid-phase hydrogenation of benzonitrile to benzylamine using Raney nickel catalyst
US10137443B2 (en) Composite catalyst for the photocatalytic isomerisation of norbornadiene to prepare quadricyclane and process for making the catalyst
US20100249460A1 (en) Fast Filtering Powder Catalytic Mixtures
CN107353271A (en) The method for purifying the method for phthalide and phthalide being prepared by phthalic anhydride
CN102056879B (en) Continuous process to produce hexafluoroisopropanol
CN108906061A (en) A kind of nickel-base catalyst and its application in production space bulky amine tert-butylamine base oxethyl ethyl alcohol
CN108129425B (en) Method for synthesizing 2, 5-dimethylamino furan by catalytic hydrogenation of 2, 5-diformyloxime furan
RU2013150826A (en) IMPROVED METHOD FOR PRODUCING HEXAMETHYLENEDIAMINE
RU2333795C2 (en) Highly-porous honeycomb catalyst for processes of liquid-phase hydration
CN105622438A (en) Synthetic method for tyramine hydrochloride
KR20030077947A (en) Process for the production of aromatic amines
RU2485154C1 (en) Method of cleaning sulphate turpentine from sulphur compounds

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121129