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DE3048836A1 - "METHOD FOR PRODUCING POLYAMINES" - Google Patents

"METHOD FOR PRODUCING POLYAMINES"

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Publication number
DE3048836A1
DE3048836A1 DE19803048836 DE3048836A DE3048836A1 DE 3048836 A1 DE3048836 A1 DE 3048836A1 DE 19803048836 DE19803048836 DE 19803048836 DE 3048836 A DE3048836 A DE 3048836A DE 3048836 A1 DE3048836 A1 DE 3048836A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
catalyst
hydrogenation
cobalt
zinc
ethylenediamine
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19803048836
Other languages
German (de)
Inventor
Philip Hotckiss 78732 Austin Tex. Moss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Texaco Development Corp
Original Assignee
Texaco Development Corp
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 Texaco Development Corp filed Critical Texaco Development Corp
Publication of DE3048836A1 publication Critical patent/DE3048836A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/80Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with zinc, cadmium or mercury
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C209/00Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C209/44Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of carboxylic acids or esters thereof in presence of ammonia or amines, or by reduction of nitriles, carboxylic acid amides, imines or imino-ethers
    • C07C209/48Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of carboxylic acids or esters thereof in presence of ammonia or amines, or by reduction of nitriles, carboxylic acid amides, imines or imino-ethers by reduction of nitriles

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Description

Verfahren zur Herstellung- von PolyaminenProcess for the production of polyamines

Die vorliegende Erfindung· betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyaminen aus Polynitrilen unter Verwendung eines Hydrierungskatalysators in Pelletform.The present invention relates to a method of manufacture of polyamines from polynitriles using a hydrogenation catalyst in pellet form.

Es wurde festgestellt, daß viele zu Pellets geformte Hydrierungskatalysatoren wie Kobalt und Nickel bei der Hydrierung von Polynitrilen zu den entsprechenden Polyaminen zum Zerfallen neigen. Während der Hydrierung wird beobachtet, daß die Katalysatorpellets entweder aufquellen oder in feine Teilchen zerfallen oder daß beides gleichzeitig auftritt. Der Verlust der physikalischen Beständigkeit beeinträchtigt die Nützlichkeit der Katalysatorpellets in Bezug auf die genaue Kontrolle, besonders bei kontinuierlichem Betrieb, wobei solche Variablen wie Raumgesehwindigkeiten usw. sorgfältig ausgewählt und kontrolliert werden müssen. Insbesondere bilden sieh. Kanäle im Katalysatorbett, so daß kein ausreichender Kontakt von Nitril mit dem Katalysator erfolgt. Weiterhin verstopfen manchmal die feinen Teilchen den Reaktor oder die Reaktorleitungen. It has been found that many pelletized hydrogenation catalysts like cobalt and nickel in the hydrogenation of polynitriles to the corresponding polyamines for disintegration tend. During the hydrogenation it is observed that the catalyst pellets either swell or become fine particles disintegrate or that both occur at the same time. Loss of physical durability affects utility the catalyst pellets in terms of precise control, especially in continuous operation, with such variables as space velocities etc. carefully selected and need to be controlled. In particular, see. Channels in the catalyst bed so that there is insufficient contact of Nitrile takes place with the catalyst. Continue to clog sometimes the fine particles enter the reactor or the reactor pipes.

Γη US-PS 3 384 666 wird ein Verfahren beschrieben, das das Zerfallen der Katalysatorpellets verhindert. Dieses Verfahren beinhaltet im wesentlichen die Verwendung von Natrium—, Kaliumoder Lithiumhydroxid oder -alkoxid. Während die Anwendung von alkalischen Stabilisatoren sich als wirksam erwiesen hat, ergaben sich daraus jedoch auch gewisse Nachteile. So wurde z.B. festgestellt, daß bei wirksamer Anwendung eines solchen Verfahrens das Ätzmittel neutralisiert und das ent-Γη U.S. Patent No. 3,384,666 describes a method for preventing the disintegration of the catalyst pellets. This method essentially involves the use of sodium, potassium or lithium hydroxide or alkoxide. While the use of alkaline stabilizers has been found to be effective, there have been certain disadvantages. For example, it was found that if such a method is used effectively, the etchant neutralizes and the

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steliende Salz abfiltriert werden muß. Dieses bedeutet natürlich einen zeitraubenden und relativ teuren zusätzlichen Schritt. Außerdem wurde festgestellt, daß die Base mit solchen Nitrilen, die eine zusätzliche Oxy-Gruppe enthalten, so reagiert, daß das gewünschte Amin nicht erhalten wird. Das bedeutet, daß unerwünschte Nebenreaktionen auftreten.steliende salt must be filtered off. This means of course a time consuming and relatively expensive extra step. It was also found that the base with those nitriles which contain an additional oxy group reacts in such a way that the desired amine is not obtained. This means that undesirable side reactions occur.

Es wurden auch andere ¥ege zur Erhaltung der Beständigkeit von Hydrierungskatalysator—Pellets entdeckt. In einigen Fällen werden auch Amin-ähnliche Stabilisatoren angewendet. Obwohl bei Einsatz solcher Stabilisatoren die oben mit Bezug auf Stabilisatoren angeführten Probleme vermieden werden, führen auch sie zu erhöhten Kosten für das gesamte Verfahren, da eben noch ein weiteres Additiv in der Katalyse eingesetzt werden muß.Other ways of maintaining the durability of hydrogenation catalyst pellets have also been discovered. In some cases amine-like stabilizers are also used. Although when using such stabilizers the above with reference Problems listed on stabilizers are avoided, they also lead to increased costs for the entire process, because another additive has to be used in catalysis.

In den US-Patentschriften 3 427 356, 3 728 284 und 4 oo7 226 werden andere Lösungen des obengenannten Problems vorgeschlagen. U.S. Patents 3,427,356, 3,728,284, and 4,07,226 other solutions to the above problem are suggested.

Es wäre daher ein wesentlicher Fortschritt auf diesem Gebiet, wenn ein zur Hydrierung von Polynitrilen geeigneter Katalysator gefunden werden würde, der während der Katalyse nicht zerfällt oder zerbröckelt, sondern bei dem die Pelletform des Katalysators erhalten bleibt, ohne daß dabei zusätzliche Chemikalien eingesetzt werden müssen.It would therefore be a significant advance in this area if a catalyst suitable for the hydrogenation of polynitriles would be found which does not disintegrate or crumble during catalysis, but in which the pellet shape of the Catalyst is retained without the need for additional chemicals.

unter Bereitstellung eines solchen Katalysators wurde ein Verfahren zur Hydrierung von Polynitrilen zu Polyaminen entwickelt. Im weitesten Sinn beinhaltet die Erfindung den Gebrauch eines zu Pellets geformten Kobalt-Zink-Hydrierungskatalysators, gewöhnlich, in der Oxidform, der ausgezeichnet ist durch die Erhaltung der Pelletform während der Hydrierung ohne Anwen-to provide such a catalyst, a method for Hydrogenation of polynitriles to polyamines developed. In the broadest sense, the invention includes the use of a too Pellet shaped cobalt-zinc hydrogenation catalyst, usually in the oxide form, which is distinguished by the retention of the pellet form during the hydrogenation without application

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dung zusätzlicher Stabilisatoren,the addition of additional stabilizers,

Das Hydrierungsverfaliren zur Herstellung von Polyaminen aus Polynitrilen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beinhaltet im einzelnen die Hydrierung des Polynitrile in Gegenwart eines Kobalt-Zink-Hydrierungskatalysators in Pelletform.The hydrogenation process for the production of polyamines from Contains polynitriles by the process of the invention specifically the hydrogenation of the polynitrile in the presence of a cobalt-zinc hydrogenation catalyst in pellet form.

Die Hydrierung selbst kann in Gegenwart oder in Abwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt werden. Fird ein Lösungsmittel angewendet, so ist es bevorzugt ein organisches Losungsmittel wie ein Alkohol. Typische geeignete Alkohole sind Methanol, Äthanol, Isopropanol, t-Butanol, n-Propanol und andere Alkohole, besonders aber mit ¥asser mischbare Alkohole.The hydrogenation itself can be carried out in the presence or in the absence of a solvent. Fird a solvent applied, it is preferably an organic solvent such as an alcohol. Typical suitable alcohols are Methanol, ethanol, isopropanol, t-butanol, n-propanol and other alcohols, but especially alcohols which are miscible with water.

Die für die vorliegende Erfindung geeigneten Polynitrile können aus einer Vielzahl von bekannten Materialien dieses Typs ausgewählt werden. Bevorzugt sind Di- und Trinitrile, die durch Umsetzung von Acrylnitril mit einem Amin, Polyamin, Polyhydroxymonoamin, Polyhydroxypolyamin , wie Ammoniak, Methylamin, Piperazin, Äthylendiamin, Monoäthanolamin, Diäthylentriamin, 3-Aminopropanol, Methyläthanolamin, Aminoäthyläthanolamin hergestellt werden. Andere bevorzugte Polynitrile enthalten eine zusätzliche Oxy-Gruppe. Typische Beispiele für diese Oxynitrile sind Acrylnitril-Addukte von Polyolen wie Äthylenglykol, Di- und Triäthylenglykol, Glycerin, Trimethylolpropan, 1,4-Butandiol, 1,3-Butandiol ·The polynitriles useful in the present invention can be made from a variety of known materials Type can be selected. Preference is given to di- and trinitriles, which are obtained by reacting acrylonitrile with an amine, polyamine, Polyhydroxymonoamine, polyhydroxypolyamine, such as ammonia, methylamine, piperazine, ethylenediamine, monoethanolamine, diethylenetriamine, 3-aminopropanol, methylethanolamine, aminoethylethanolamine can be produced. Other preferred polynitriles contain an additional oxy group. Typical examples of these oxynitriles are acrylonitrile adducts of Polyols such as ethylene glycol, di- and triethylene glycol, glycerine, trimethylolpropane, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol

Der hier angewendete Pelletkatalysator ist ein Kobalt-Zink-Hydrierungskatalysator in Pelletform, der gewöhnlich aus Kobalt und Zink in einem Molverhältnis von 98:2 bis Goiho, bezogen auf Co und Zn^ besteht. Die Metalle liegen gewöhnlich als Oxide vor.The pellet catalyst used here is a cobalt-zinc hydrogenation catalyst in pellet form, which usually consists of cobalt and zinc in a molar ratio of 98: 2 to Goiho, based on Co and Zn ^. The metals are usually in the form of oxides.

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Das Trägermaterial kann jedes unter den Verfahrensbedingungen inerte Material, wie feuerfestes Trägermaterial, Holzkohle, Siliciumoxid,· Aluminiumoxid und ähnliche sein, das mit den aktiven Hydrierungskatalysatoren angewendet werden kann. Die Verfahren zur Herstellung solcher Trägerkatalysatoren sind Fachleuten gut bekannt.The carrier material can be any material that is inert under the process conditions, such as refractory carrier material, charcoal, Silica, alumina and the like which can be used with the active hydrogenation catalysts. the Methods for making such supported catalysts are well known to those skilled in the art.

Die Hydrierung kann, in einem großen Bereich von Reaktionsbedingungen durchgeführt werden. Das Polynitril wird typischerweise in Gegenwart des oben beschriebenen Katalysators bei Temperaturen von etwa 7o bis etwa 22o C, einem Druck von 29 bis 785 bar und in Gegenwart von Wasserstoff durchgeführt. Die Reaktionstemperatur liegt bevorzugt bei 7o-15o C, der Druck bevorzugt bei 35 - 69o bar und besonders bevorzugt bei 69 _ 2o8 bar.The hydrogenation can be carried out under a wide range of reaction conditions be performed. The polynitrile is typically in the presence of the catalyst described above Temperatures from about 7o to about 22o C, a pressure of 29 to 785 bar and carried out in the presence of hydrogen. The reaction temperature is preferably 7o-15o C, the pressure is preferably 35-690 bar and particularly preferred at 69 _ 2o8 bar.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist auch Ammoniak bei der Umsetzung anwesend. Das Ammoniak dient zur Verbesserung der Selektivität der Reaktion zum primären Amin und verhindert die bimolekulare Kupplung zur Bildung von sekundären Aminen, die bei der Reaktion gewöhnlich nicht erwünscht sind. Bei Anwendung von Ammoniak sind gewöhnlich etwa 2 bis etwa 2o Mol Ammoniak pro Äquivalent Nitril anwesend. Wenn Wasserstoff und Ammoniak zusammen eingesetzt werden, beträgt der Partialdruck des Wasserstoffs gewöhnlich 60-80 </o des Gesamtdrucks.In a particularly preferred embodiment, ammonia is also present in the reaction. The ammonia serves to improve the selectivity of the reaction to the primary amine and prevents the bimolecular coupling for the formation of secondary amines, which are usually not desired in the reaction. When ammonia is used, about 2 to about 20 moles of ammonia are usually present per equivalent of nitrile. When hydrogen and ammonia are used together, the partial pressure of the hydrogen is usually 60-80 </ o of the total pressure.

Die Rauingeschwindigkeit der Hydrierung (g Nitril/h/ml Katalysator) ist bei dem Verfahren nicht kritisch. Die Hydrierung wird jedoch bevorzugt bei einer Raumgeschwindigkeit von etwa o,5 bis etwa 5 S flüssiges gesamtes Ausgangsmaterial/h/ml Katalysator durchgeführt.The rough rate of the hydrogenation (g nitrile / h / ml catalyst) is not critical in the process. However, the hydrogenation is preferably carried out at a space velocity of about 0.5 to about 5 S total liquid starting material / h / ml of catalyst.

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Die Hydrierung kann in chargenweisem oder kontinuierlichem Betrieb durchgeführt werden, wobei der kontinuierliche Betrieb bevorzugt wird. Bei chargenweisem Betrieb wird ein geschlossener Autoklav und bei kontinuierlichem Betrieb ein röhrenförmige!· Reaktor angewendet.The hydrogenation can be batch or continuous Operation can be carried out, with continuous operation being preferred. In the case of batch operation, a closed Autoclave and a tubular reactor for continuous operation.

Das gewünschte Polyamin kann dann durch bekannte Techniken, wie z.B. Destillation aus dem Hydrierungsgemisch gewonnen werden. Gewöhnlich muß das Polyamin vom Aminstabilisator durch Destillation getrennt werden, wenn letzteres in solchen Mengen angewendet wird, daß es auch als Lösungsmittel bei der Hydrierung wirkt.The desired polyamine can then by known techniques, such as distillation obtained from the hydrogenation mixture will. Usually the polyamine must be separated from the amine stabilizer by distillation, if the latter is in such Amounts are used that it also acts as a solvent in the hydrogenation.

Es ist festzustellen, daß nur bei der Herstellung von Polyaminen aus Polynitrilen das Problem der Instabilität des Katalysators während der Hydrierung auftritt. Ferden Mononitrile hydriert, ergibt sich dieser Nachteil nicht. Dinitrile wie Adipinsäurenitril oder Phthaisäurenitril verursachen bei der Umsetzung zu Diaminen nur geringe Stabilitätsprobleme des Ka-talysators. Werden jedoch Di—, Tri- oder Tetranitrile aus der Umsetzung von Acrylnitrilen und mit besagtem Acrylnitril reagierenden Verbindungen wie Alkoholen und Aminen erhalten und hydriert, zerfallen die meisten Katalysatoren wie der vom Kobalt—Typ während der Hydrierung.It should be noted that only in the preparation of polyamines from polynitriles the problem of instability of the catalyst occurs during hydrogenation. Ferden mononitrile hydrogenated, this disadvantage does not arise. Dinitriles like Adipic acid nitrile or phthalic acid nitrile cause Implementation to diamines only minor stability problems of the Catalytic converter. However, di-, tri- or tetranitriles are made from the reaction of acrylonitriles and compounds which react with said acrylonitrile, such as alcohols and amines and hydrogenated, most catalysts such as the cobalt type decompose during hydrogenation.

Wie gerade festgestellt wurde und wie aus den folgenden Beispielen ersichtlich ist, sind Kobalt-Pestbett-Katalysatoren allein wohl zur Umsetzung von Polynitrilen zu; Polyaminen geeignet, ihre Pellets oder Tabletten zerfallen aber ebenfalls in feine Teilchen, wenn sie eine wesentliche Zeit bei der Hydrierung eingesetzt wurden. Ein Kobalt-Zink-Oxid-Gemisch zeigt jedoch stabile Pellets, sogar bei Abwesenheit eines Ätzmittel- oder Amin-Stabilisators.As just stated and as from the following examples As can be seen, cobalt plague bed catalysts alone are likely to be used to convert polynitriles; Suitable for polyamines, however, their pellets or tablets also disintegrate into fine particles if they are used for a substantial period of time Hydrogenation were used. However, a cobalt-zinc-oxide mixture shows stable pellets, even in the absence of one Caustic or amine stabilizer.

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Während die Erfindung bezogen auf die Verwendung von Katalysatoren in Pelletform beschrieben wurde, verste'ht es sich, daß der Begriff "Pellet" auch Tabletten mit solchen physikalischen Formen der Kobalt-Zink enthaltenden Katalysatoren einschließt, die wechselweise in der vorliegenden Erfindung angewendet werden können.While the invention related to the use of catalysts has been described in pellet form, it goes without saying that the term "pellet" also includes tablets with such physical Includes forms of cobalt-zinc containing catalysts alternately employed in the present invention can be.

Beispiel 1example 1

Eine Lösung von 488 g Kobaltnitrat-Hexahydrat (1,68 mol) und 36 g Zinknitrat-Hexahydrat (o,12 mol) in zwei Liter destilliertem Wasser wurde auf 75 C erhitzt. Diese Lösung wurde bei 75 C unter Rühren langsam zu einer Lösung von 197 g Natriumcarbonat in drei Liter destilliertem Wasser gegeben. Nach beendigter Zugabe wurde die Aufschlämmung 1 h bei 80 C gerührt und dann filtriert. Der gesammelte Feststoff wurde achtmal mit zwei Liter heißem destilliertem Wasser gewaschen, bei II0 C getrocknet und 2 h bei 4oo C calciniert. Die gewünschten Kobalt- und Zinkoxide (i42 g) enthielten 66,5 % Co, 5,1 °/o Zn und 513 ppm Na. Dieses Produkt wurde in ein Glasrohr gegeben und bei 325 C solange mit Wasserstoff vorreduziert, bis im Ausgangsstrom keine Feuchtigkeit mehr festgestellt werden konnte. Nachdem der Katalysator in situ unter Stickstoff auf Zimmertemperatur abgekühlt war, wurde er vorsichtig mit Sauerstoff in Stickstoff reoxidiert. Der stabilisierte Kobalt-Zinkoxid-Katalysator wurde mit 0,5 °/o Graphit gemischt, bevor daraus zylindrische Pellets mit einem Durchmesser von o,32 cm geformt wurden.A solution of 488 g of cobalt nitrate hexahydrate (1.68 mol) and 36 g of zinc nitrate hexahydrate (0.12 mol) in two liters of distilled water was heated to 75.degree. This solution was slowly added to a solution of 197 g of sodium carbonate in three liters of distilled water at 75 ° C. with stirring. After the addition was complete, the slurry was stirred at 80 ° C. for 1 hour and then filtered. The collected solid was washed eight times with two liters of hot distilled water, dried at 110 ° C. and calcined at 400 ° C. for 2 hours. The desired cobalt and zinc oxides (i42 g) contained 66.5% Co, 5.1 ° / o Zn and 513 ppm Na. This product was placed in a glass tube and prereduced with hydrogen at 325 ° C. until moisture could no longer be found in the outlet stream. After the catalyst was cooled to room temperature in situ under nitrogen, it was carefully reoxidized with oxygen in nitrogen. The stabilized cobalt-zinc oxide catalyst was mixed with 0.5 ° / o of graphite before therefrom cylindrical pellets having a diameter of o, were molded cm 32nd

In einem 3 1-Kolben wurden 600 g Äthylendiamin (io,o mol) bei 35-5o°C und unter Kühlen mit I855 g Acrylnitril (35»ο mol) versetzt. Nach beendigter Zugabe wurde die Lösung in einem gerührten Autoklaven mit 60 g kommerziellem Silicium-Aluminium-In a 3 liter flask 600 g of ethylenediamine (10.0 mol) were added at 35-5o ° C. and with cooling with 1855 g of acrylonitrile (35.0 mol). After the addition was complete, the solution was placed in a stirred autoclave with 60 g of commercial silicon-aluminum

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oxid-Katalysator (Aerocat Silica Alunima TA, American Cyanamid Company) gegeben und k h auf i6o C erhitzt. Dieses Gemisch von cyanoäthylierten Äthylendiaminen wurde als Ausgangsmaterial in den hier beschriebenen Versuchen und in Beispiel 2 eingesetzt.oxide catalyst (Aerocat Silica Alunima TA, American Cyanamid Company) and heated to 160 ° C. for k h. This mixture of cyanoethylated ethylenediamines was used as starting material in the experiments described here and in Example 2.

23 ml des Kobalt-Zink-Oxid-Katalysators in Pelletform, dessen Herstellung oben beschrieben wurde, wurden in einen kleinen Festbett-Reaktor gegeben. Ein flüssiges Ausgangsgemisch, bestehend aus gleichen Mengen an flüssigem Ammoniak, Methanol und cyanoäthyliertem Äthylendiamin mit einem Molverhältnis von 3,5i1 wurde mit einer Geschwindigkeit von 24 ml/h über den Katalysator geleitet. ¥asserstoff wurde mit einer Geschwindigkeit von 12 l/h STP zugegeben. Der Druck wurde bei 173 bar gehalten, die Reaktortemperatur betrug 115 C. In Abständen wurden Proben des flüssigen Produkts entnommen und mit. Infrarotbestimmung des Nitrile auf die Vollständigkeit der Reaktion untersucht. Nach 53 h Betriebsdauer wurde der Katalysator aus dem Reaktor entfernt, die Pellets hatten sich nicht verändert. Eine Probe des flüssigen Produkts wurde vor der Analyse durch GasChromatographie durch einen Dünnfilmverdampfer geleitet, sie enthielt 54 % Tris-(aminopropyl)-äthylendiamin und 9 io Bis-(aminopropyl)-äthylendiamin. 23 ml of the cobalt-zinc-oxide catalyst in pellet form, the preparation of which was described above, was placed in a small fixed bed reactor. A liquid starting mixture consisting of equal amounts of liquid ammonia, methanol and cyanoethylated ethylenediamine with a molar ratio of 3.5 μl was passed over the catalyst at a rate of 24 ml / h. Hydrogen was added at a rate of 12 l / h STP. The pressure was kept at 173 bar, the reactor temperature was 115 C. Samples of the liquid product were taken at intervals and with. Infrared determination of the nitrile examined for the completeness of the reaction. After 53 hours of operation, the catalyst was removed from the reactor; the pellets had not changed. A sample of the liquid product was passed through a thin film evaporator prior to analysis by gas chromatography, it contained 54% tris (aminopropyl) -ethylenediamine and 9 io bis (aminopropyl) -ethylenediamine.

Beispiel 2Example 2

In diesem Beispiel wurde ein kommerzieller Katalysator, hergestellt aus Kobalt, Kupfer und Chromoxid in einem Atomverhältnis von 75:23:2 eingesetzt. Der gleiche Pestbett-Reaktor wie in Beispiel 1 wurde mit 25 ml Tabletten mit einem Durchmesser von o,32 cm gefüllt. Unter Anwendung des gleichen Ausgangsmaterials, des gleichen Wasserstoffstroms, Drucks und der gleichen Temperatur wie in Beispiel 1 mußte der Versuch nach 2o h abgebrochen werden, da die Katalysatorpellets vollkommen zerfallen waren und den Reaktor verstopften.In this example a commercial catalyst was prepared made of cobalt, copper and chromium oxide in an atomic ratio of 75: 23: 2. Same plague bed reactor as in Example 1, 25 ml tablets with a diameter of 0.32 cm were filled. Using the same starting material, of the same hydrogen flow, pressure and the same temperature as in Example 1, the test had to be carried out after 20 hours be stopped because the catalyst pellets had completely disintegrated and clogged the reactor.

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Beispiel 3Example 3

Kommerziell hergestelltes Kobalt in Pellets von o,32 cm Durchmesser wurde in einen 25 ml Pestbett-Reaktor gegeben. Ein Acrylnitril-Äthylendiamin-Reaktionsprodukt mit einem Molverhältnis von 3»5s1 in einer Lösung aus Methanol/flüssigem Ammoniak/Polynitril in einem Gewichtsverhältnis von 1:1:1 wurde in Gegenwart von Wasserstoff über den Katalysator geleitet. Es erfolgte eine.relativ gute Umsetzung bei der Hydrierung außer gegen Ende des 55 h-Versuchs. Die Katalysatorpellets waren beim Entfernen aus dem Reaktor jedoch in Teile zerfallen und konnten nicht weiterverwendet werden.Commercially produced cobalt in pellets o.32 cm in diameter was placed in a 25 ml plague bed reactor. An acrylonitrile-ethylenediamine reaction product in a molar ratio of 3 »5s1 in a solution of methanol / liquid ammonia / polynitrile in a weight ratio of 1: 1: 1 passed over the catalyst in the presence of hydrogen. There was a relatively good conversion in the hydrogenation except towards the end of the 55 h trial. However, the catalyst pellets had disintegrated into pieces upon removal from the reactor and could no longer be used.

Beispiel k Example k

Zu einer Lösung von 197 g Natriumcarbonat (1,85 mol) in 3 1 destilliertem ¥asser wurden bei 75 C 43o g Kobaltnitrat-Hexahydrat (1,48 mol) und 1o1 g Zinknitrat-Hexahydrat (o,3^ mol) in 2 1 destilliertem Wasser gegeben. Es wurde 1 h bei dieser Temperatur gerührt, anschließend filtriert und achtmal mit heißem destilliertem Wasser gewaschen. Die Oxide wurden bei 11o C getrocknet und 2 h bei 4oo C calciniert, worauf 144 g Produkt anfielen, das 56,9 °/o Co, 12,8 °/0 Zn und 142 ppm Na enthielt. Dieses wurde bei 325 C mit Wasserstoff vorreduziert, mit Sauerstoff in Stickstoff stabilisiert und mit o,5 % Graphit zu Pellets verarbeitet. Die Tabletten wurden in den 25 ml Festbett-Reaktor gegeben und einem 1o1 h dauernden kontinuierlichen Versuch unterworfen. Das angewendete Nitril wurde durch Umsetzung von Acrylnitril mit Äthylendiamin in einem Molverhältnis von 1,5:1 hergestellt. Es wurde in einer Lösung, bestehend aus gleichen Gewichtsteilen Nitril, Methanol und wasserfreiem Ammoniak mit einer Geschwindigkeit von 2k ml/h in Gegenwart von 12 l/h Wasserstoff über den Katalysator geleitet. Die gasChromatograph!sehe Analyse des vonTo a solution of 197 g of sodium carbonate (1.85 mol) in 3 liters of distilled water were added 43o g of cobalt nitrate hexahydrate (1.48 mol) and 1o1 g of zinc nitrate hexahydrate (0.33 mol) in 2 liters at 75 ° C given to distilled water. The mixture was stirred at this temperature for 1 h, then filtered and washed eight times with hot distilled water. The oxides were dried at 11o C and calcined for 2 hours at 4oo C, whereupon 144 g of product being obtained, which contained 56.9 ° / o Co, 12.8 ° / 0 Zn and 142 ppm Na. This was pre-reduced with hydrogen at 325 C, stabilized in nitrogen with oxygen and processed into pellets with 0.5% graphite. The tablets were placed in the 25 ml fixed-bed reactor and subjected to a continuous test lasting 10 hours. The nitrile used was produced by reacting acrylonitrile with ethylenediamine in a molar ratio of 1.5: 1. A solution consisting of equal parts by weight of nitrile, methanol and anhydrous ammonia was passed over the catalyst at a rate of 2k ml / h in the presence of 12 l / h of hydrogen. The gasChromatograph! See analysis of the

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Meth.an.ol und Ammoniak befreiten Produkts ergab 64 °/o Bis-(aminopropyl)-äthylendiamin und 33 °/o Aminopropyläthylendiamin. Die Katalysatorpellets hatten ihre Form nicht verändert.Meth.an.ol and ammonia liberated product gave 64 ° / o bis (aminopropyl) -ethylenediamine and 33 ° / o Aminopropyläthylendiamin. The catalyst pellets had not changed their shape.

Beispiel 5Example 5

Dieser Versuch, wurde unter Anwendung des in Beispiel 2 beschriebenen kommerziellen Nitril-Hydrierungskatalysators und des gleichen 1,5:1 Acrylnitril-Äthylendiamin-Reaktionsprodukt Ausgangsmaterials wie in Beispiel 4 durchgeführt. Normalerweise fällt die Neigung der Katalysatortabletten zum Zerfallen mit sinkendem Verhältnis von Acrylnitril-Äthylendiamin im Ausgangsmaterial. Unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 4 wurde der Kobalt-Kupfer-Chromoxid-Katalysator 85 h eingesetzt, wobei er am Ende des Versuchs fast vollständig als feinverteilter Matsch, vorlag.This experiment was carried out using that described in Example 2 commercial nitrile hydrogenation catalyst and des same 1.5: 1 acrylonitrile-ethylenediamine reaction product of starting material as in Example 4 carried out. Normally the tendency of the catalyst tablets to disintegrate falls as the ratio of acrylonitrile-ethylenediamine in the starting material decreases. The cobalt-copper-chromium oxide catalyst was used for 85 hours under the same conditions as in Example 4, at the end of the experiment it was almost completely present as finely divided slush.

Beispiel 6Example 6

22,6 g synthetisches Calciumsilikat wurden in 2 1 destilliertem ¥asser auf 7o C erhitzt. Unter Rühren wurden gleichzeitig langsam 244 g Co(NO3)2*6H2O und 18 g Zn(NO3J2*6H3O in 2 1 destilliertem Wasser und 155 g Natriumcarbonat in 2 1 destilliertem Fässer zugegeben. Alle Lösungen wurden bei 7o C gehalten, wobei die Zugaben so erfolgten, daß sich der pH-Fert der Reaktionslösung nicht veränderte. Nach einer Stunde wurden die Peststoffe abfiltriert, achtmal gewaschen, bei II0 C getrocknet und lh bei 4oo C calciniert. Die Analyse des Katalysators vor der Vorreduktion ergab 51 »3 fo Co, 4,1 % Zn, 4,8 fo Si und 532 ppm Na. Nach der Vorreduktion bei 325 C und der Stabilisierung wurden unter Zusatz von 0,5 °/> Graphit Pellets geformt. 22.6 g of synthetic calcium silicate were heated to 70 ° C. in 2 liters of distilled water. While stirring, 244 g of Co (NO 3 ) 2 * 6H 2 O and 18 g of Zn (NO 3 J 2 * 6H 3 O in 2 liters of distilled water and 155 g of sodium carbonate in 2 liters of distilled drums were slowly added at the same time Maintained 70 ° C., the additions being made in such a way that the pH of the reaction solution did not change.After one hour, the contaminants were filtered off, washed eight times, dried at 110 ° C. and calcined for one hour at 400 ° C. Analysis of the catalyst before prereduction resulted in 51 »3 fo Co, 4.1 % Zn, 4.8 fo Si and 532 ppm Na. After pre-reduction at 325 ° C. and stabilization, pellets were formed with the addition of 0.5% graphite.

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Das Ausgangsmaterial für die Festbett-Hydrierung wurde durch Umsetzung von 1,88 Mol Acrylnitril pro Mol Äthylendiamin hergestellt. Der kontinuierliche Versuch wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt. Nach 22 h ergab die gasChromatographieehe Analyse des Produkts (frei von Ammoniak und Methanol) 15 °/o Aminopropyl-Äthylendiamin, 69 °/o Bis-(Atninopropyl)-äthylendiamin und 7, 6% Tris-(aminopropyl )-äthylendiamin. Der Versuch wurde nach 251 h beendet, wobei die entsprechenden ¥erte bei 15 °/°t &9 % und 7,3 °/o lagen. Die Katalysatorpellets, waren nicht in ein feinverteiltes Material zerfallen, obwohl einige zerbrochen waren.The starting material for the fixed bed hydrogenation was prepared by reacting 1.88 moles of acrylonitrile per mole of ethylenediamine. The continuous experiment was carried out under the same conditions as in Example 1. After 22 h the gasChromatographieehe analysis of the product gave (free of ammonia and methanol) 15 ° / o-aminopropyl ethylenediamine, 69 ° / o bis (Atninopropyl) -ethylenediamine and 7, 6% tris (aminopropyl) -ethylenediamine. The experiment was stopped after 251 h, the corresponding ¥ erte at 15 ° / ° t 9% and 7.3 ° / o lay. The catalyst pellets were not broken into a finely divided material, although some were broken.

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Claims (3)

Texaco Development Corp. T-039 80 DE S/KB D 75,787-F (OLB) PatentansprücheTexaco Development Corp. T-039 80 DE S / KB D 75,787-F (OLB) claims 1.(Verfahren zur Herstellung von Polyaminen aus den entsprechenden Polynitrilen in Gegenwart eines auf einem Trägermaterial aufgebrachten, geformten, vorzugsweise pelletierten Hydrierkatalysators, gekennzeichnet durch die Umsetzung in Gegenwart eines Kobalt-Zink-Katalysators. 1. (Process for the preparation of polyamines from the corresponding Polynitrile in the presence of a shaped, preferably applied to a carrier material Pelleted hydrogenation catalyst, characterized by the reaction in the presence of a cobalt-zinc catalyst. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Kobalt-Zink-Katalysator eingesetzt wird, worin die Metalle in Oxidform vorliegen.2. The method according to claim 1, characterized in that a cobalt-zinc catalyst is used wherein the metals are in oxide form. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein Kobalt-Zink-Katalysator eingesetzt wird, worin Kobalt und Zink in einem Molverhältnis von 98:2 bis 60:40 vorliegen.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a cobalt-zinc catalyst is used, in which cobalt and zinc are present in a molar ratio of 98: 2 to 60:40. 130041/0827 S> 130041/0827 S>
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