DE2752307B2 - Verfahren zur Herstellung von Hexamethylenimin - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von HexamethyleniminInfo
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D295/00—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms
- C07D295/02—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring hetero elements
- C07D295/023—Preparation; Separation; Stabilisation; Use of additives
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von Hexamethylenimin, welches als Zwischenprodukt
bei der Herstellung von Herbiziden, Repellents, Korrosionsinhibitoren und Stabilisatoren für
polymere Werkstoffe verwendet wird.
Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von Iminen und zwar Piperidin und Pyrrolidin durch Hydrierung der
entsprechenden Lactame, d.h. von α-Piperidon und
«-Pyrrolidon unter Atmosphärendruck in der Dampf-Gasphase auf Katalysatoren, die Metalle der I. und H.
Gruppe des Periodensystems der Elemente enthalten (s. FR11 08 541).
Nachteilig macht sich dabei die geringe Wirksamkeit des Verfahrens bemerkbar: Die Leistung des Verfahrens
beträgt insgesamt nur 0,006 kg/l Katalysator in der Stunde bei einer zwischen 75 und 80 Gew.-% liegenden
Ausbeute an Endprodukt
Die genannte Patentschrift enthält keine Angaben über die Hydrierung von Caprolactam zur Hexamethylenimin.
Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Hexamethylenimin durch Hydrodehydratisierung von Tetrahydropyran-2-methanol
unter anschließender Ammonolyse des entstehenden Hexamethyloxids zu Hexamethylenimin
bekannt (US 33 65 952 und 33 65 951). Tetrahydropyran-2-methanol
wird durch Hydrierung von dimerem Acrolein gewonnen.
Der Nachteil dieses Verfahrens liegt in der geringen Ausbeute an Endprodukt, welche 25 bis 30 Gew.-% der
Theorie beträgt
Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von Hexamethylenimin durch Sumpfphasenhydrierung von
Caprolactam im Medium eines organischen Lösungsmittels, beispielsweise von n-Dodekan, auf Nickel- oder
Kobaltkataiysator, promotiert mit Metallen der IV., VI.,
VII. Gruppe des Periodensystems der Elemente.
Das Verfahren verläuft bei einem Druck von 15 bis 120 at und einer zwischen 200 und 250° C liegenden
Temperatur, wobei das Caprolactam in der Reaktionszone während 1 bis 2 Stunden gehalten wird. Die
Umwandlung von Caprolactam und Ausbeute zn Hexamethjlenimin betragen etwa 90Gew.-% (DE-OS
24 59 547).
Der Nachteil dieses Verfahrens besteht in der Notwendigkeit, in Anwesenheit eines Lösungsmittels zu
arbeiten, das dem Reaktor in einem Gewichtsverhältnis von 6:1 bis 10:1, bezogen auf das Ausgangscaprolactam,
zugeführt wird. In Verbindung mit der Dauer, die 1 bis 2 Stunden beträgt, bedingt dies eine niedrige
Raum-Zeit-Ausbeute an Endprodukt die zwischen 0,02 bis 0,03 kg/1 St liegt
Das Vorhandensein des Lösungsmittels im Reaktionssystem macht außerdem das Schema der Isolierung des
Produkts kompliziert
Zweck der Erfindung ist der, ein Verfahren zur
Zweck der Erfindung ist der, ein Verfahren zur
is Herstellung von Hexamethylenimin durch Hydrierung
von Caprolactam zu entwickeln, welches das Produkt in hoher Ausbeute und hoher Leistung des Katalysators zu
erhalten gestattet
In Obereinstimmung mit dem Ziel wurde die Aufgabe gestellt die katalytische Hydrierung von Caprolactam
auf solche Weise zu vervollkommnen, um das erwünschte Ziel dabei erreichen zu können.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man
Hexamethylenimin nach dem Verfahren zur katalytisehen Hydrierung von ε-Caprolactam mit Wasserstoff
erhält bei dem erfindungsgemäß die Hydrierung von ε-Caprolactam zwischen 240 und 27O°C bei einem
Druck von 5 bis 10 atm und einem molaren Verhältnis von Wasserstoff zu Caprolactam von IC bis 100:1 in der
Dampf-Gasphase, erzeugt durch Verdampfen von ε-Caprolactam bei einer Temperatur, die den Taupunkt
für das Dampf-Gas-Gemisch aus Wasserstoff und Caprolactam übersteigt an einem Hydrierungskatalysator
der Metalle der Gruppe Kupfer Zn, Cd. Ca. z. B. 40%
Cu, 8% Zn auf Kieselgur, 37% Cu. 5% Ca auf Diatomeenerde, 15% Cu, 7% Cd auf Kieselgur, erfolgt
der mit einem aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoff mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen
behandelt worden ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch eine hohe Wirksamkeit aus: Die Umwandlung von
ε-Caprolactam liegt zwischen 80 und 100%, die Ausbeute an Hexamethylenimin, bezogen auf das
umgesetzte ε-Caprolactam, beträgt 97 bis 98%, und die Leistung des Katalysators je Einheit des Katalysatorvolumens
macht 0,15 bis 0,20 kg/l Katalysator in der Stunde aus.
Diese Wirksamkeit des Verfahrens wird durch Hydrierung von ε-Caprolactam in dem Dampf-Gas-Gemisch,
die Bedingungen der Bildung dieses Gemisches und eine hohe Katalysatorleistung bedingt
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, das Verfahren unter Halten des Reaktionsgemisches bei
Hochtemperaturen während höchstens 8 bis 4 see zu verwirklichen. Die Verharzung sowohl von Ausgangscaprolactam
als auch von Hexamethylenimin wird dadurch auf dem Katalysator auf ein Minimum reduziert, was die hohe Ausbeute an Hexamethylenimin
sichert
Die Verdampfung von ε-Caprolactam bei einer Temperatur, die den Taupunkt für das Dampf-Gas-Gemisch
aus Wasserstoff und ε-Caprolactam übersteigt verhindert daß das tropfenflüssige ε-Caprolactam auf
den Katalysator gelangt und ihn desaktiviert
Die erwähnten Vorteile werden im Falle der Hydrierung von ε-Caprolactam unter den oben
angegebenen Bedingungen, und zwar bei einer zwischen !40 und 27O"C liegenden Temperatur in der Dampf-
Gasphase, erzeugt durch Verdampfen von ε-CaproIactam im Wasserstoffstrom bei einer Temperatur, die den
Taupunkt des Wasserstoff-Caprolactam-Gemisches
übersteigt, erreicht
Das Verfahren kanc beim Atmosphärendruck durchgeführt werden, aber in diesem Falle wird die
Umwandlung von ε-Caprolactam herabgesetzt
Durch den Hydrierungskatalysator werden, bevor man auf diesen das Dampf-Gas-Ausgangsgemisch
zuführt, Dämpfe von aliphatischen! oder cycloaliphatischem Kohlenwasserstoff mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen geleitet
Zum besseren Verstehen der Erfindung werden folgende Beispiele angeführt, wobei Prozentangaben in
Gewichtsprozent ausgedrückt sind.
In einen Verdampfer führt man ll.OnmVst
(0^82 kg/st) Wasserstoff und 08 kg/st ε-Caprolactam
zu, indem man die Temperatur des Dampf-Gas-Gemisches im Verdampfer bei 240°C hält, was um 40° C höher
als der Taupunkt des herstellbaren Dampf-Gas-Gemisches ist Dieses Gemisch kommt in den Hydrierungsreaktor, der 3,51 Zn-Cu-Katalysator (40% Cu, 8% Zn auf
Kieselgur) enthält, wobei über den Katalysator 13 kg
Cyclopentandämpfe geleitet werden, bevor man auf den Katalysator das genannte Dampf-Gas-Gemisch zuführt
Der HydrierungsprozeB erfolgt bei 2400C unter 10 atm
Druck. Dabei wird praktisch die vollständige Umwandlung von Caprolactam erzielt Die Ausbeute an
Hexamethylenimin beträgt 98%. Aus dem erhaltenen Hydrogenisat wird auf bekannte Weise, wie z. B. durch
Rektifikatr.i, das Hexamethylenimin mit einem Gehalt an Hauptsubstanz von 98,5 bis 99,5% abgetrennt
Das Verfahren wird wie in Beispiel 1 beschrieben,
durchgeführt; der Unterschied besteht aber darin, daß 1,85 kg Heptandämpfe über den Katalysator geleitet
werden. Aus dem erhaltenen Hydrogenisat wird auf bekannte Weise, wie z.B. durch Rektifikation, das
Hexamethylenimin mit einem Gehalt an Hauptsubstanz von 98,5 bis 99,5% abgetrennt Die Umwandlung von
ε-Caprolactam und die Ausbeute an Hexamethylenimin sind also gleich wie in Beispiel 1.
Das Verfahren wird wie in Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt; der Unterschied aber besteht darin, daß
1,8 kg Cyclopentandämpfe Ober den Katalysator geleitet werden. Aus dem erhaltenen Hydrogenisat wird auf
bekannte Weise, wie z.B. durch Rektifikation, das Hexamethylenimin mit einem Gehalt an Hauptsubstanz
von 98,5 bis 99,5% abgetrennt. Die Umwandlung von ε-Caprolactam und die Ausbeute an Hexamethylenimin
sind also gleich wie in Beispiel 1.
durchgeführt; der Unterschied aber besteht darin, daß
s 1,85 kg n-Octandämpfe über den Katalysator geleite:
werden. Aus dem erhaltenen Hydrogenisat wird auf
bekannte Weise, wie z.B. durch Rektifikation, das
von 983 bis 993% abgetrennt Die Umwandlung von
ίο ε-Caprolactam und die Ausbeute an Hexamethylenimin
sind also gleich wie in Beispiel 1.
Das Verfahren wird wie in Beispiel 1 beschrieben,
durchgeführt; der Unterschied aber besteht darin, daß derCa-Cu-Katalysator (37% Cu, 5% Ca auf Diatomeenerde) verwendet wird. Aus dem erhaltenen Hydrogenisat wird auf bekannte Weise, wie z.B. durch
Rektifikation, das Hexamethylenimin mit einem Gehalt an Hauptsubstanz von 983 bis 993% abgetrennt Die
Umwandlung von ε-Caprolactam und die Ausbeute an Hexamethylenimin sind gleich wie in Beispiel 1.
Das Verfahren wird wie in Beispiel 1 beschrieben,
aber unter 5 atm Druck durchgeführt Aus dem erhaltenen Hydrogenisat wird auf bekannte Weise, wie
z. B. durch Rektifikation, das Hexamethylenimin mit einem Gehalt an Hauptsubstanz von 98,5 bis 99,5%
abgetrennt Die Umwandlung von ε-Caprolactam beträgt 80%, die Ausbeute an Hexamethylenimin,
bezogen auf das umgesetzte Caprolactam, macht 98%
aus.
Das Verfahren wird wie in Beispiel 1 beschrieben, aber unter 5 atm Druck bei 2700C durchgeführt Aus
dem erhaltenen Hydrogenisat wird auf bekannte Weise, wie z. B. durch Rektifikation, das Hexamethylenimin mit
einem Gehalt an Hauptsubstanz von 98,5 bis 99,5% abgetrennt. Die Umwandlung von ε-Caprolactam
beträgt 92% und die Ausbeute an Hexamethylenimin,
bezogen auf das umgesetzte ε-Caprolactam, 97,2%.
Das Verfahren wird wie in Beispiel 1 beschrieben, auf Cu-Cd-Katalysator (15% Cu, 7% Cd auf Kieselgur)
so durchgeführt. Aus dem erhaltenen Hydrogenisat wird auf bekannte Weise, wie z. B. durch Rektifikation, das
Hexamethylenimin mit einem Gehalt an Hauptsubstanz von 98,5 bis 99,5% abgetrennt. Die Umwandlung von
ε-Caprolactam beträgt 79,5% und die Ausbeute an
Hexamethylenimin, bezogen auf das umgesetzte Caprolactam, 97,0%.
Claims (2)
- Patentansprüche:■ί. Verfahren zur Herstellung von Hexamethylenimin durch katalytische Hydrierung von ε-Caprolactam mit Wasserstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrierung von ε-CaproIactam zwischen 240 und 270° C bei einem Druck von 5 bis 10 atm und einem molaren Verhältnis von Wasserstoff zu Caprolactam von 10 bis 100:1 in der Dampf-Gasphase, erzeugt durch Verdampfen von ε-Caprolactam bei einer Temperatur, die den Taupunkt für das Dampf-Gas-Gemisch aus Wasserstoff und Caprolactam übersteigt, an einem Hydrierungskatalysator, der Metalle der Gruppe Cu, Zn, Ca und Cd auf Kieselgur oder Diatomeenerde enthält, erfolgt, der mit einem aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoff mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen behandelt wurde.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Hydrierungskatalysator aus 40% Cu, 8% Zn auf Kieselgur oder 37% Cu, 5% Ca auf Diatomeenerde oder 15% Cu, 7% Cd auf Kieselgur verwendet
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19772752307 DE2752307C3 (de) | 1977-11-23 | 1977-11-23 | Verfahren zur Herstellung von Hexamethylenimin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19772752307 DE2752307C3 (de) | 1977-11-23 | 1977-11-23 | Verfahren zur Herstellung von Hexamethylenimin |
Publications (3)
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|---|---|
| DE2752307A1 DE2752307A1 (de) | 1979-05-31 |
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ID=6024445
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Country Status (1)
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3247751A1 (de) * | 1982-12-23 | 1984-06-28 | Ruhrchemie Ag, 4200 Oberhausen | Verfahren zur herstellung von hexamethylenimin |
-
1977
- 1977-11-23 DE DE19772752307 patent/DE2752307C3/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2752307A1 (de) | 1979-05-31 |
| DE2752307C3 (de) | 1981-09-10 |
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