DE1595037C3 - Process for the production of high molecular weight polyamines - Google Patents
Process for the production of high molecular weight polyaminesInfo
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Description
3 43 4
cine größere Zugabemenge von Äthyleridichlorid zu Ein weiterer deutlicher Vorteil des erfindungsermöglichen, wird es sehr bevorzugt, die Reaktions- gemäßen Verfahrens besteht darin, daß bei Befolgung zone von außen zu kühlen, beispielsweise durch bloßes der genannten Verfahrensschritte das Volumen des Umhüllen dieser Zone mit einem Kühlmantel für Reaktionsbehälters nahezu ,vollständig ausgenutzt Wasser. In jedem Fall, ob äußere Kühlung angewandt 5 werden kann und, wenn die Reaktion beendet ist, eine wird oder nicht, wird der Zufluß von Äthylendichlorid ausreichende Konzentration des gewünschten orgaso eingestellt, daß die Temperatur im wesentlichen bei nischen Polyamins vorhanden ist. Bei den bekannten irgendeinem Punkt gehalten wird, der in den oben- Verfahren, die mit Amin und Alkylendihalogenid im genannten Temperaturbereich fällt. Gleicherweise wird gewissen molaren Verhältnis arbeiten, wird ein wesentdie Zufuhr von Ammoniak kontrolliert, und zwar io licher Teil des Reaktorvolumens von Wasser ausgedurch ein Druckreglerventil oder durch irgendeine füllt. Demnach wird beim erfindungsgemäßen Verandere zweckmäßige Methode, wobei der Druck so fahren in der Zeiteinheit eine größere Leistung erzielt, gehalten wird, daß e.r nicht wesentlich über oder die sich in einer größeren Ausbeute an organischem unter den Punkt steigt bzw. fällt, der aus dem oben- Polyamin pro Stunde auswirkt. So wird die Größe des genannten Druckbereich ausgewählt worden ist. 15 Reaktionsgefäßes in jedem Vorgang bis zu seinercine a larger amount of ethylene chloride dichloride to Another clear advantage of the invention possible, it is very preferred that the Reactive Procedure is that, if followed To cool the zone from the outside, for example by merely performing the process steps mentioned, the volume of the Enveloping this zone with a cooling jacket for the reaction vessel is almost completely used Water. In each case, whether external cooling can be used, and if the reaction is complete, one Will or not, the influx of ethylene dichloride will provide sufficient concentration of the desired orgaso adjusted so that the temperature is essentially present in the case of niche polyamine. With the known any point is maintained in the above- procedures involving amine and alkylene dihalide im mentioned temperature range falls. In the same way, certain molar ratio will work if it becomes an essential one Controlled supply of ammonia, namely io Licher part of the reactor volume of water a pressure regulator valve or through any fills. Accordingly, the verandere according to the invention expedient method, whereby the pressure driving in the unit of time achieves greater performance, it is held that e.r does not significantly exceed or result in a greater yield of organic rises or falls below the point that acts from the above polyamine per hour. So the size of the specified pressure range has been selected. 15 reaction vessel in each process up to his
Nachdem das Reaktionsgefäß im wesentlichen mit maximalen Leistung ausgenutzt, und zwar im SinneAfter the reaction vessel has essentially been used with maximum power, in the sense of
Reaktionsprodukt gefüllt ist, wird der Äthylendi- einer brauchbaren Ausbeute.Reaction product is filled, the Äthylendi- a useful yield.
chloridzufluß unterbrochen. Das restliche, nicht um- Zumindest 10% des Gewichtes des gesamten Endgesetzte
Äthylendichlorid wird durch weitere Reaktion reaktionsproduktes müssen aus Wasser bestehen. Eine
mit Ammoniak verbraucht, vorzugsweise bei der 20 typische Endlösung enthält etwa 20 Gewichtsprozent
gleichen Temperatur und dem gleichen Druck wie im Wasser. Bei einem Ansatz, an dem Ammoniak und
vorhergehenden Arbeitsgang. Die Ammoniakzufuhr Äthylendichlorid beteiligt ist, in dem das Wasser etwa
wird dann beendet, and überschüssiges Ammoniak das letztere Gewicht, bezogen auf das Gewicht des
wird aus dem Reaktionsgefäß in die Atmosphäre ent- Endreaktionsproduktes, ausmacht, läßt sich im wesentlüftet
oder in einem nachfolgenden Arbeitsgang ver- 25 liehen das ganze Ammoniumchlorid leicht durch
wendet. Dieser Vorgang, bei dem die Spuren des rest- Zentrifugieren von der organischen Polyaminphase
liehen nicht umgesetzten Äthylendichlorids umgesetzt abtrennen, die vorzugsweise in dem Wasser löslich
werden, wird im allgemeinen je nach den Arbeits- bleibt,
bedingungen in 5 bis 60 Minuten durchgeführt. In einer besonderen Ausführungsform wird einchloride flow interrupted. The remaining, not by at least 10% of the weight of the total end-set ethylene dichloride will have to consist of water through further reaction. A consumed with ammonia, preferably at the 20 typical final solution, contains about 20 percent by weight of the same temperature and pressure as the water. In an approach involving ammonia and a previous operation. The ammonia supply ethylene dichloride is involved, in which the water is then terminated, and excess ammonia makes up the latter weight, based on the weight of the end reaction product released from the reaction vessel into the atmosphere, can be essentially vented or ver in a subsequent operation - 25 borrowed all the ammonium chloride easily through turns. This process, in which the traces of residual centrifugation borrowed from the organic polyamine phase, separate unreacted ethylene dichloride, which is preferably soluble in the water, is generally left depending on the work,
conditions carried out in 5 to 60 minutes. In a particular embodiment, a
Wenn Ammoniak mit Äthylendichlorid umgesetzt 30 Rest von Ammoniak in das Reaktionsgefäß gebracht,When ammonia is reacted with ethylene dichloride, 30 remainder of ammonia is brought into the reaction vessel,
wird, wird als Nebenprodukt Ammoniumchlorid ge- und zwar in einer Menge, die gerade ausreicht, um einis, ammonium chloride is produced as a by-product in an amount just sufficient to produce a
bildet. Überraschenderweise wird bei genauer Be- Rühren zu ermöglichen. Der Rückstand wird auf eineforms. Surprisingly, stirring is made possible with closer contact. The residue is on a
folgung der obengenannten Vorschriften dieses Neben- gewünschte Temperatur erhitzt und auf einen ge-following the above regulations, this secondary desired temperature is heated and brought to a certain
produkt aus der wäßrigen Reaktionslösung bei wünschten Druck gebracht, die. im Bereich der oben-product brought from the aqueous reaction solution at the desired pressure, the. in the area of the
Zimmertemperatur ausgesalzen. Auf diese Weise ist 35 genannten Grenzen liegen, und dann werden Ammo-Salted out at room temperature. In this way is 35 named limits lie, and then ammo
ein einfaches Abtrennen des Ammoniumchlorids von niak und Äthylendichlorid zugesetzt. Dabei wirda simple separation of ammonium chloride from nia and ethylene dichloride added. It will
der organischen Substanz durch Zentrifugieren oder darauf geachtet, daß die festgesetzte Temperatur undthe organic matter by centrifugation or taking care that the set temperature and
Filtrieren möglich. Es wird besonders bevorzugt, das der festgesetzte Druck konstant gehalten werden.Filtration possible. It is particularly preferred that the set pressure be kept constant.
Ammoniumchlorid von dem in der wäßrigen Lösung Wenn das Volumen des Reaktionsbehälters mit.Sub-Ammonium chloride of that in the aqueous solution If the volume of the reaction vessel with .sub-
verbleibenden organischen Polyamin durch Zentri- 40 stanz gefüllt ist, ist die Umsetzung beendet, und dasremaining organic polyamine is filled by centrifugal 40, the reaction is complete, and that
fugieren zu trennen. ' Produkt wird abgezogen.fugue to separate. 'Product is withdrawn.
Das verhältnismäßig hochmolekulare Polyamin Die Reaktion selbst kann während einer weitenThe relatively high molecular weight polyamine The reaction itself can continue for a long time
selbst liegt nach Beendigung der Reaktion im auge- Zeitspanne durchgeführt werden. Diese Variableeven after the end of the reaction is within the time span to be carried out. This variable
meinen in einer Polyaminhydrohalogenidform vor. hängt natürlich direkt von der Größe der gebildetenmean in a polyamine hydrohalide form. naturally depends directly on the size of the educated
Wenn die freie Base erwünscht ist, kann die Neutrali- 45 Charge sowie von der Temperatur und dem DruckIf the free base is desired, the neutral charge can vary depending on the temperature and pressure
sation durch Zugabe einer starken Base, wie Calcium- ab. Im allgemeinen jedoch dauert die Reaktion vonsation by adding a strong base such as calcium ab. In general, however, the reaction takes from
hydroxyd, Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd, etwa 1I2 bis etwa 20 Stunden, und meistens ist sie'inhydroxide, sodium hydroxide, or potassium hydroxide, about 1 1/2 to about 20 hours, and most of the time it's in
erfolgen. Auch dieses bei der Neutralisation gebildete einer Zeit von 1 bis 12 Stunden beendet.respectively. This formed during the neutralization also ended in a time of 1 to 12 hours.
Salz kann leicht von der freien organischen Base Das folgende Beispiel dient zur näheren ErläuterungSalt can easily be removed from the free organic base. The following example serves as a further illustration
abgetrennt werden. Der Ausdruck »Polyamin« wird 5° des erfindungsgemäßen Verfahrens."be separated. The term "polyamine" becomes 5 ° of the process according to the invention. "
sowohl für die freie Base als auch für das Aminsalz ...for both the free base and the amine salt ...
oder die Mischungen dieser beiden verwendet. Beispiel!or the mixtures of these two are used. Example!
Ein anderer außerordentlich wichtiger Vorteil, der Ein Stahl-Reaktionsbehälter wurde mit äußeren durch die erfindungsgemäße Verfahrenstechnik erzielt Zufuhrquellen für wasserfreien Ammoniak und Äthywird, liegt darin, daß ein verhältnismäßig hoch 55 lendichlorid versehen.-Ein Druckreglerventil war in der konzentriertes Produkt gebildet wird. Die Reaktions- Leitung angeordnet, die von der Ammoniakquelle produkte haben einen organischen Gehalt von etwa zu dem Reaktionsbehälter führte. Zunächst wurde der 20 bis etwa 80%, und Produkte, die einen Polyamin- Reaktor mit 15,88 kg Wasser beschickt. Diese Menge gehalt von 40 bis 80% haben, sind leicht realisierbar. ' reichte aus, um ein gutes Umrühren mit der ver-Da das Endreaktionsprodukt bei Beendigung der 60 wendeten Einrichtung zu gestatten. Der Reaktions-Reaktion einen verhältnismäßig hohen Gehalt an behälter wurde auf 1000C erwärmt und das System organischer Festsubstanz hat, erübrigt sich jeder dann mit dem wasserfreien Ammoniak auf 7 kg/cm2· weitere Konzentrationsvorgang. Im allgemeinen ist unter Druck gesetzt. Um Luft zu entfernen wurde die bei bekannten Verfahren das Konzentrieren der Anlage gelüftet, wieder auf einen Druck von 7 kg/cm2 Lösung nach Beendigung der Reaktion, beispielsweise 65 gebracht und auf 1000C erwärmt. Der Druck wurde durch Verkochen von Wasser, erforderlich, um ein auf 7 kg/cm2 gehalten, indem allmählich gasförmiger Endprodukt herzustellen, das den gewünschten aus- Ammoniak eingeführt wurde, um den umgesetzten reichenden Polyamingehalt aufweist. Ammoniak zu ersetzen.Another extremely important advantage achieved by the process technology of the invention with external supply sources for anhydrous ammonia and ethy is that a relatively high level of lene dichloride was provided. A pressure regulator valve was formed in which concentrated product is formed. The reaction line arranged, the products from the ammonia source have an organic content of about led to the reaction vessel. First, the 20 to about 80%, and products, a polyamine reactor was charged with 15.88 kg of water. This amount of 40 to 80% is easy to achieve. 'Sufficient to permit good agitation with the ver-Da the final reaction product upon completion of the equipment used. The reaction reaction a relatively high content of container was heated to 100 0 C and the system of organic solid substance, has each is then unnecessary with the anhydrous ammonia at 7 kg / cm 2 · further concentration process. Generally is pressurized. In order to remove air, the concentration of the system in known processes was ventilated, brought back to a pressure of 7 kg / cm 2 solution after the end of the reaction, for example 65, and heated to 100 ° C. The pressure was increased by boiling water, required to keep it at 7 kg / cm 2 , by gradually producing the final gaseous product which was introduced from ammonia to the converted polyamine content. To replace ammonia.
.5 6.5 6
Dann wurde Äthylendichlorid iri den Behälter ge- geführt wurde, bestand das Endprodukt aus 43°/0 pumpt und das Kühlwasser angestellt. Während der Tetraäthylenpentamin und niedrigeren Polyamin-Reaktion wurde die Reaktionstemperatur bei 1000C fraktionen. Daraus ist ersichtlich, daß hur bei Durchgehalten, und zwar dadurch, daß die Menge des ein- führung eines Verfahrens mit den oben beschriebenen geführten Äthylendichlorids eingestellt wurde. Durch 5 Verfahrensschritten eine ausreichende Polymerisation eine solche sorgfältige Bemessung der Äthylendi- erfolgt, die zur Bildung eines höhermolekularen Prochloridzugabe konnte die Temperatur der .exothermen jduktes führt. Mit bekannten Verfahren kann nur eine Reaktion konstant bei 1000C gehalten werden. Es geringe Polymerisation erreicht werden, und ein dauerte ungefähr 2 Stunden, bis die gesamte Menge * wesentlicher Anteil des Endpolyaminproduktesist aus an Äthylendichlorid zugesetzt war: . . io niedrigmolekularen Verbindungen zusammengesetzt.Then ethylene dichloride was fed into the container, the end product consisted of 43 ° / 0 pumps and the cooling water was turned on. During the tetraethylene pentamine and lower polyamine reaction, the reaction temperature was at 100 0 C fractions. From this it can be seen that he only persevered, namely by adjusting the amount of the introduction of a process with the ethylene dichloride described above. Through 5 process steps a sufficient polymerisation takes place such a careful measurement of the ethylenedi that the temperature of the exothermic products could lead to the formation of a higher molecular weight prochloride addition. With the known method, only one reaction can be kept constant at 100 0 C. Little polymerization could be achieved, and it took about 2 hours for all of the * substantial portion of the final polyamine product to be added to ethylene dichloride:. . io composed of low molecular weight compounds.
Nachdem die Beschickung sich der Kapazität des Die durch das erfindungsgemäße Verfahren herge-After the loading has reached the capacity of the die by the method according to the invention
Reaktionsbehälters näherte, wurde das Einpumpen stellten Produkte sind außerordentlich gut als Koaguvon Äthylendichlorid in die Reaktionszone unter- übungsmittel, insbesondere von Gummilatex gebrochen. Die Reaktion wurde weiter 1I2 Stunde lang eignet. Um die Koagulation zu bewirken, muß das erhitzt, um das restliche Äthylendichlorid umzusetzen, 15 erfindungsgemäß hergestellte Polyamin lediglich in die und dann wurde der Zufluß von wasserfreiem Am- Flüssigkeit gegeben werden, die die suspendierten moniak beendet. Daraufhin wurde das System gekühlt Feststoffe enthält, die entfernt werden sollen. Durch und entlüftet. Anschließend wurde das Polyamin- Einwirkung des Polyamine werden diese Feststoffe produkt zentrifugiert und das Ammonchlorid-Neben- zusammengestellt und dann von der Flüssigkeit abprodukt von der wäßrigen Lösung des polymeren 20 getrennt.As the reaction vessel was approached, the pumping in of the products was extremely good as a coagulation of ethylene dichloride in the reaction zone, especially of rubber latex. The reaction was allowed to continue for 1 1/2 hours. In order to bring about the coagulation, the heated in order to convert the remaining ethylene dichloride, 15 polyamine produced according to the invention only in the and then the inflow of anhydrous am liquid was added, which terminated the suspended moniak. As a result, the system was cooled containing solids that should be removed. Through and vented. Subsequently, the polyamine action of the polyamine, these solids are centrifuged product and the ammonium chloride by-products are put together and then separated from the liquid waste product from the aqueous solution of the polymeric 20.
Amins abgetrennt. Nach dem Zentrifugieren enthielt Auch hier wurden Vergleichsversuche gemacht,Amine separated. After centrifugation, comparative experiments were also made here,
das Polyamin nuretwa 1 bis 2°/0 Ammoniumchlorid. wobei erfindungsgemäß hergestellte Polyamine mit Die Trennung des unerwünschten Salzes aus der nach bekannten Verfahren synthetisierten Polyaminen wäßrigen Polyaminlösung war demnach ausgezeichnet. verglichen wurden. Die entsprechenden Koagulierungs-Weitere Einzelheiten dieses besonderen Ansatzes 95 Wirkungen wurden an Styrol-Butadienkautschuk gesind in der Tabelle gezeigt: testet. Die höhermolekularen Produkte, die durch dasthe polyamine nuretwa ° / 0 ammonium chloride 1 to 2. The separation of the undesired salt from the polyamines synthesized by known processes, the aqueous polyamine solution, was accordingly excellent. were compared. The corresponding coagulation effects of this particular approach 95 effects were shown on styrene-butadiene rubber are shown in the table: tested. The higher molecular weight products produced by the
erfindungsgemäße Verfahren erhalten wurden, hattenprocesses according to the invention were obtained
Tabelle I eme "^ ^'s ^W0Io bessere Wirksamkeit als Koagu-Table I eme "^ ^ ' s ^ W 0 Io better effectiveness than coagu-
lierungsmittel als die bekannten Polyamine.lating agents than the known polyamines.
Eingefülltes Wasser .15,90 kg 30 ' Bei den Polyamin-Synthesen waren die Molver-Filled water .15.90 kg 30 'In the case of the polyamine syntheses, the molar ratio
Verwendetes Ammoniak 25 kg hältnisse von Ammoniak und Äthylendichlorid sowieAmmonia used 25 kg ratios of ammonia and ethylene dichloride as well
Äthylendichlorid 49,50 kg die übrigen Variablen in jedem Fall die gleichen.Ethylene dichloride 49.50 kg the other variables are the same in each case.
Gesamte Versuchszeit^ 2 Stunden . Wenn die Gesamtmengen der Reaktionsteilnehmer zuTotal experiment time ^ 2 hours. When the total amounts of reactants increase
Eingepumpte Menge Äthylen- , gleicher Zeit zusammengegeben wurden und diePumped in amount of ethylene, the same time were put together and the
dichlorid 23,57 1/Std. 35 Reaktion unter hohen Drücken und Temperaturendichloride 23.57 1 / hour 35 Reaction under high pressures and temperatures
Mol NH3 pro Mol Äthylen- durchgeführt wurde, erreichten die Polyamine nichtMoles of NH 3 per mole of ethylene were carried out, the polyamines did not reach
dichlorid 2,49 die Größe der Molekulargewichte oder die Koagu-dichloride 2.49 the size of the molecular weights or the coagulation
Polyamingehalt im Endprodukt 24% lationswirkungen wie die Produkte, die nach demPolyamine content in the end product 24% lation effects like the products after the
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden sind.processes according to the invention have been produced.
An dem genannten Polyamin wurden Molekular- 40 Die Dosierungsmengen für gute Koagulationsgewichtsbestimmungen
durchgeführt. Das Molekular- ■ wirkung könrierfim Bereich von 10 bis etwa 1000 ppm,
gewicht betrug über 300, und das Produkt enthielt im vorzugsweise zwischen 10 und 100, liegen,
wesentlichen keine Polyamine mit niedrigerem Mole- Ausgezeichnete Leistung wird beobachtet, wenn,eineMolecular quantities for good coagulation weight determinations were carried out on the polyamine mentioned. The molecular ■ effect can be in the range from 10 to about 1000 ppm, weight was over 300, and the product contained preferably between 10 and 100,
Substantially no lower mole polyamines- Excellent performance is observed when, one
kulargewicht, wie Äthylendiamin, Diäthylentriamin Latexsuspension, die ein Copolymerisat von Styrol und Tetraäthylenpentamin. 45 und Butadien suspendiert in Wasser enthält, mit einemkular weight, such as ethylenediamine, diethylenetriamine latex suspension, which is a copolymer of styrene and tetraethylene pentamine. 45 and contains butadiene suspended in water, with a
In einem Vergleichsversuch, bei dem der Reaktions- erfindungsgemäß hergestellten Polyamin behandelt behälter zu gleicher Zeit mit der gleichen Anzahl Mol wird. Es werden klare, auf dem Wasser schwimmende Ammoniak und Äthylendichlorid, wie oben verwendet, Flüssigkeiten erhalten, und es bilden sich schnell gefüllt und die Umsetzung unter im wesentlichen den Flocken von Mischpolymerisat, die weiter in eine gleichen Temperatur- und Druckbedingungen durch- 50 leicht entfernbare feste Masse zusammenballen.In a comparative experiment in which the polyamine produced according to the invention is treated container at the same time with the same number of moles. It becomes clear, floating on the water Ammonia and ethylene dichloride, as used above, get liquids and form them quickly filled and the reaction under essentially the flakes of copolymer, which continues in a under the same temperature and pressure conditions, agglomerate through easily removable solid mass.
Claims (1)
daß 2 bis 3 Mol Ammoniak pro MoI Äthylendi- Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die geschildertenProcess for the production of high molecular weight essential, since only the organic polyamine is required in a polyamine by reacting ethylene dichloride 5 in a relatively pure state, and with ammonia at elevated temperatures and a substantial residue of inorganic salt concentrations under pressure, characterized, trations cannot be tolerated,
that 2 to 3 moles of ammonia per mole of ethylene- It is therefore an object of the invention to provide the above
umgesetzt werden, wobei Ammoniak zur Aufrecht- Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäßechloride in the presence of at least 10 weight disadvantages of the known method to eliminate percent water, based on the weight of the final 10 and high molecular weight polycondensates to produce the product, at temperatures from 75 to 200 0 C an excellent effect in promoting and under exhibit coagulation of suspended particles at a pressure of 5.27 to 70.3 kg / cm 2,
be implemented, with ammonia for upright- This object is achieved by the invention
dukt -als auch das Ammonchlorid in Wasser gelöst, Die oben beschriebene Reaktion ist exotherm. Umto separate desired salt by-products from the desired temperatures of about 80 to 140 0 C and under organic polyamine phase. If at pressures in the range from 5.27 to 14 kg / cm 2, a reaction between ammonia and performed. In these cases the products obtained are an alkylene dihalide, such as ethylene dichloride, in 65 clearer and less colored than those which are made under water, both the organic pro
duct -as also the ammonium chloride dissolved in water, the reaction described above is exothermic. Around
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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