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DE69612018T2 - Verfahren zur hydrierung aromatischer nitroverbindungen - Google Patents

Verfahren zur hydrierung aromatischer nitroverbindungen

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DE69612018T2
DE69612018T2 DE69612018T DE69612018T DE69612018T2 DE 69612018 T2 DE69612018 T2 DE 69612018T2 DE 69612018 T DE69612018 T DE 69612018T DE 69612018 T DE69612018 T DE 69612018T DE 69612018 T2 DE69612018 T2 DE 69612018T2
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DE
Germany
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reactor
reaction
nitro compounds
process according
reaction mixture
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DE69612018T
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DE69612018D1 (de
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Bernard Chambost
Philippe Marion
Corinne Mathieu
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Rhodia Chimie SAS
Original Assignee
Rhodia Chimie SAS
Rhone Poulenc Chimie SA
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Publication date
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Publication of DE69612018T2 publication Critical patent/DE69612018T2/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C209/00Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C209/30Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds
    • C07C209/32Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds by reduction of nitro groups
    • C07C209/36Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds by reduction of nitro groups by reduction of nitro groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings in presence of hydrogen-containing gases and a catalyst

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft die Hydrierung von aromatischen Nitroverbindungen unter Einsatz eines Festbettkatalysators.
  • Unter den Verfahren dieses Typs kann man zwei Kategorien aufzählen, wobei die erste einen Katalysator in Form einer bewegten oder gerührten Suspension einsetzt, die zweite einen in Form eines Festbetts vorliegenden Katalysator einsetzt.
  • Die Verfahren, die Katalysatoren in Form einer bewegten oder gerührten Suspension einsetzen, sind Gegenstand bedeutender industrieller Entwicklungen gewesen. Tatsächlich weisen sie trotz hoher Investitionen den Vorteil auf, daß die Exothermie der Hydrierungsreaktion wirksam zu kontrollieren ist, was für diesen Typ von Verbindungen wichtig ist. Darüber hinaus zeigt die Hydrierung von Nitroverbindungen auf in Form einer bewegten/gerührten Suspension vorliegenden Katalysatoren gute Leistungseigenschaften hinsichtlich Selektivität an gewünschter Verbindung, Umwandlung des nitrierten Produkts und hinsichtlich Produktivität. Schließlich erfolgt das Ersetzen des Katalysators für diese Verfahren relativ leicht, was zu der Bewahrung von deren guten Leistungseigenschaften beiträgt.
  • Die andere Kategorie, die darin besteht, in einem Festbett vorliegende Katalysatoren für die Hydrierung von aromatischen Nitroverbindungen einzusetzen, ist nicht Gegenstand einer so forcierten Entwicklung zu industriellem Maßstab wie die vorangehende Kategorie gewesen. Tatsächlich liegt die Hauptschwierigkeit bei diesem Verfahren in der Beseitigung der Kalorien, die während der Reaktion freigesetzt werden; eine Beseitigung, die, wenn sie nicht ausreichend ist, ein Durchgehen der Reaktion, aber auch einen Leistungsabfall des Verfahrens und eine Verschlechterung des eingesetzten Katalysators verursachen kann.
  • Eine für die Beseitigung der Reaktionswärme empfohlene Lösung bestand darin, einen Bruchteil der Reaktionsmischung, der zuvor abgekühlt worden ist, zurückzuführen.
  • Beispielsweise wurde in der französischen Patentanmeldung FR 2126832 vorgeschlagen, die Hydrierung von aromatischen Nitroverbindungen in einem rohrförmigen Reaktor mit einem Festbett vom Berieselungstyp (d. h. Einspritzen der Reaktanten im Gleichstrom von oben in Richtung des Unterteils des Reaktors) auszuführen, wobei der Beschickungsstrom einen Teil der aus dem Reaktor stammenden rückgeführten Reaktionsmischung umfaßt. Indessen sind die Abmessungen des Reaktors so, daß man nicht davon sprechen kann, daß dieser Reaktor adiabatisch arbeitet, da 60 bis 70% der Wärmeaustausche in Form von Verlusten auf Ebene der Wände des Reaktors erfolgen. Folglich führt eine Extrapolation dieses Verfahrens auf industriellen Maßstab dazu, daß man Reaktoren hat, deren Höhe beträchtlich größer als der Querschnitt ist, so daß ein vernünftiger Wärmeaustausch auf Ebene der Wände bewahrt wird. Gleichwohl machen solche Reaktoren die Verwendung von sehr bedeutenden Katalysatormengen erforderlich, was einen der Vorteile des mittels eines Festbetts erfolgenden Verfahrens verglichen mit einem mittels Suspensionen von Katalysatoren erfolgenden Verfahren verringert. Eine andere Möglichkeit für die Ausnutzung dieses Verfahrenstyps in industriellem Maßstab besteht darin, die Wärmeaustausche mit dem zurückgeführten Reaktionsstrom zu erhöhen, In anderen Worten bestünde dies darin, den Rückführungsanteil des Reaktionsmediums beträchtlich zu erhöhen. In diesem Fall wäre die Produktivität eines solchen Verfahrens viel zu niedrig aufgrund der erforderlichen bedeutenden Verdünnung der zu nitrierenden Verbindungen und der Notwendigkeit, diese Verbindungen vollständig umzuwandeln.
  • In der Patentanmeldung GB 1452466, die insbesondere die Hydrierung von Nitrobenzol zu Anilin zum Gegenstand hat, wird das Nitrobenzol in verdampfter Form in den Reaktor eingespeist, wo es mit Wasserstoff in Kontakt gebracht wird. Dieser Verfahrensschritt wird in einem Rohrreaktor bewirkt, von denen der erste einen in Form eines Festbetts vorliegenden Katalysator und ein Kühlsystem umfaßt, wobei er folglich nicht adiabatisch arbeitet; und der zweite einen in Form eines Festbetts vorliegenden Katalysator umfaßt, wobei er adiabatisch arbeitet. Dieses Dokument propagiert keine Umsetzung, die in einem vollständig adiabatischen System ausgeführt wird.
  • Die Veröffentlichung "Adiabatic process of catalytic reduction of nitrobenzene to aniline" (IZV. KHIM., Band 16, Nr. 1-2, 1983, S. 38-43) betrifft die Hydrierung von Nitrobenzol in einem adiabatischen Reaktor unter Verwendung von gasförmigen ausströmenden Medien, die Wasserstoff umfassen.
  • Wie man feststellen kann, gibt es gegenwärtig keine in einem Festbett erfolgenden Hydrierungsverfahren von aromatischen Nitroverbindungen, die industriell in zufriedenstellender Weise betrieben werden können.
  • Die Erfindung hat folglich zum Gegenstand, einen solchen Verfahrenstyp vorzuschlagen, der die vorstehend aufgeführten Nachteile der Hydrierungsreaktionen, die in einem Festbett vorliegende Katalysatoren einsetzen, nicht aufweist.
  • So weist das erfindungsgemäße Verfahren alle Vorteile der Verfahren, die Festbetten einsetzen, im Vergleich zu den in einer bewegten oder gerührten Katalysatorsuspension erfolgenden Verfahren auf.
  • Insbesondere wird das erfindungsgemäße Verfahren leicht bei geringeren Investitionen ausgeführt. Tatsächlich ist es nicht mehr notwendig, komplexe Systeme zum Abtrennen des Katalysators, ist einmal die Reaktion beendet, vorzusehen, und auch nicht, Rühr- oder Bewegungssysteme vorzusehen mit allen Abdichtungsproblemen, die dies mit sich bringt.
  • Darüber hinaus erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren, die mit der Steuerung der Reaktion im Festbett, d. h. der Exothermie der Reaktion, verbundenen Probleme zu lösen.
  • Schließlich sind die Leistungseigenschaften des erfindungsgemäßen Verfahrens hinsichtlich Produktivität und Selektivität ganz und gar hinsichtlich Produktivität und Selektivität mit jenen vergleichbar, die durch die Verfahren, die Suspensionen von bewegtem/gerührtem Katalysator einsetzen, erhalten werden.
  • Diese Ziele und andere werden durch die Erfindung erzielt, die folglich ein Verfahren zur Hydrierung von aromatischen Nitroverbindungen zum Gegenstand hat, in dem man mindestens eine aromatische Nitroverbindung mit Wasserstoff in zwei hintereinander angeordneten katalytischen Festbettreaktoren, die adiabatisch arbeiten, reagieren läßt, in welchem Verfahren ein Teil der Reaktionsmischung, die aus dem ersten Reaktor austritt, zu diesem letzteren zurückgeführt wird, wobei der andere Teil in den zweiten Reaktor eingespeist wird.
  • Andere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden aber beim Lesen der Beschreibung, der Figur und der Beispiele, die folgen, ersichtlich.
  • Aus Bequemlichkeitsgründen werden zu allererst die Apparaturen und deren Verknüpfung beschrieben.
  • Wie zuvor angegeben, wird das erfindungsgemäße Verfahren in einer Kombination von zwei hintereinander/in Reihe angeordneten Reaktoren ausgeführt.
  • Die Versorgung von jedem der Reaktoren findet vorzugsweise bei einem Gleichstrom von Gas und von Flüssigkeit statt. Es ist möglich, die Reagenzien und/oder die Reaktionsmischung an der Oberseite oder an der Unterseite des Reaktors einzuspritzen.
  • Im ersten Fall erfolgt das Verfahren in einem sogenannten katalytischen "Berieselungs"-Bett und die kontinuierliche Phase in dem Reaktor ist eine Gasphase.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften und bevorzugten Ausführungsweise der Erfindung beschickt man jeden der Reaktoren mit Wasserstoff, mindestens einer aromatischen Nitroverbindung und/oder der gegebenenfalls rückgeführten Reaktionsmischung im Gleichstrom dergestalt, daß die kontinuierliche Phase in den Reaktoren flüssig ist.
  • Ein solches Ergebnis wird erhalten, indem man die Reaktoren von der Unterseite aus in Richtung der Oberseite beschickt. So wird das Katalysatorbett in den Reagenzien und/oder der Reaktionsmischung versenkt oder eingetaucht.
  • Diese Beschickungsweise ist besonders geeignet, da sie die Wirksamkeit der Gas-Flüssigkeit- und Flüssigkeit-Feststoff- Kontakte erhöht. Darüber hinaus verringert die Tatsache, daß der Katalysator kontinuierlich versenkt oder eingetaucht ist, die Risiken einer Verschlechterung von diesem letzteren aufgrund von örtlichen Überhitzungen.
  • Man weicht von dem Umfang der Erfindung nicht ab, indem man zwei in unterschiedlicher Weise beschickte Reaktoren einsetzt. Indessen bevorzugt man, zwei an der Unterseite beschickte Reaktoren zu verwenden.
  • Eine der essentiellen Eigenschaften der Erfindung liegt in der Tatsache, daß ein Teil der aus dem ersten Reaktor stammenden Reaktionsmischung in den Beschickungsstrom dieses letzteren rückgeführt wird, wobei der andere Teil in den zweiten Reaktor eingespeist wird.
  • Insbesondere ist das Verhältnis der Einspeismenge an aromatischen Nitroverbindungen in den ersten Reaktor zu der Menge von in den ersten Reaktor zurückgeführter Reaktionsmischung so, daß die Konzentration an Nitroverbindungen in dem ersten Reaktor zwischen 0,1 und 10 Gew.-% beträgt.
  • Gemäß einer besonderen Ausführungsweise der Erfindung liegt das Verhältnis der Einspeismenge an aromatischen Nitroverbindungen in den ersten Reaktor zu der Menge von in den ersten Reaktor zurückgeführter Reaktionsmischung zwischen 5 und 1000.
  • Die Temperatur im Fuß oder Sumpf des ersten Reaktors liegt in der Größenordnung von 50 bis 200ºC und insbesondere in der Größenordnung von 80 bis 170ºC.
  • Beim Austreten aus dem ersten Reaktor beträgt die Temperaturerhöhung, d. h. der Unterschied zwischen der Austrittstemperatur der Reaktionsmischung und der Eintrittstemperatur der Nitroverbindungen und/oder der zurückgeführten Reaktonsmischung, unter 120ºC.
  • Die aus dem ersten Reaktor austretende Mischung umfaßt Nitroverbindungen, die nicht reagiert haben, die entsprechenden hydrierten aromatischen Verbindungen, Wasser wie auch Wasserstoff.
  • Gemäß einer Variante der Erfindung wird die aus dem ersten Reaktor stammende Reaktionsmischung in einen Gas-Flüssigkeits- Separator eingespeist.
  • Der resultierende gasförmige Anteil wird in den zweiten Reaktor eingespeist, wohingegen der flüssige Anteil in zwei Teile geteilt wird, von denen einer in den Beschickungsstrom des ersten Reaktors zurückgeführt wird.
  • Dieser Trennschritt kann in einem jeglichen herkömmlichen Vorrichtungstyp, wie Behältern zylindrischer Form, Zyklonen, durchgeführt werden.
  • Vor dem Zurückführen in den ersten Reaktor wird die Reaktionsmischung abgekühlt, damit sie nach Mischen mit den Reagenzien die gewünschte Temperatur hat.
  • Vorzugsweise trennt man die aus dem ersten Reaktor austretende Reaktionsmischung von den Gasen, die sie enthält, vor dem Zurückführen zu diesem letzteren und vor dem Einspeisen in den zweiten Reaktor ab.
  • Außerdem ist gemäß einer besonderen Ausführungsweise der Erfindung die in den erwähnten Austauscher eingespeiste Reaktionsmischung eine Reaktionsmischung, die von dem Hauptteil der Gase, die sie enthält, befreit ist.
  • Die Reaktoren, in denen das Verfahren ausgeführt wird, sind vorzugsweise Rohre zylindrischer Form, die mit klassischen Mitteln zum Zurückhalten des Katalysatorfestbetts und zum Verteilen der flüssigen und gasförmigen Ströme ausgestattet sind.
  • Wie man feststellen kann, sind die eingesetzten Reaktoren von einfacher Technologie und wenig kostspielig, was einen Vorteil verglichen mit den Reaktoren mit bewegter/gerührter Katalysatorsuspension darstellt.
  • Das Verhalten des ersten Reaktors ist aufgrund des bedeutenden Rückführungsanteils vom bewegten/gerührten Typ.
  • Was den zweiten Reaktor betrifft, setzt man einen Reaktor vom Kolbentyp ein. Die Kombination der zwei Reaktoren ist vorteilhaft, denn sie erlaubt es, die Gesamtmenge an Katalysator und folglich die Größe der Reaktoren zu minimieren.
  • Die Dimensionierung dieser Apparaturen kann von dem Fachmann auf diesem Gebiet auf klassische Weise in Abhängigkeit von dem Reaktortyp (bewegt/gerührt, Kolben), der gewünschten Umwandlung und der Einspeismenge an zu hydrierenden Nitroverbindungen vorgenommen werden.
  • Der Hauptteil der Hydrierungsreaktion erfolgt in dem ersten Reaktor. Tatsächlich erzielt man eine Umwandlung von mehr als oder gleich 90% an hydrierten aromatischen Nitroverbindungen im Verhältnis zu den in die Rückführungsschleife eingespeisten aromatischen Nitroverbindungen.
  • Der zweite Reaktor entspricht einem Sekundärreaktor, dank welchem man Umwandlungen von 100% erzielt.
  • Die gemäß dem Verfahren der Erfindung behandelten aromatischen Nitroverbindungen umfassen mindestens eine Nitrogruppe. Insbesondere umfassen die behandelten aromatischen Nitroverbindungen mindestens zwei Nitrogruppen.
  • Als aromatische Nitroverbindungen, die für die Erfindung besonders geeignet sind, kann man Nitrobenzol, die Mononitrotoluole, die Dinitrobenzole, die Dinitrotoluole aufführen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vorteilhafter Weise mit einer Mischung der Isomeren ausgeführt werden.
  • Die aromatischen Nitroverbindungen können in Gegenwart eines Lösemittels für die erwähnten aromatischen Nitroverbindungen eingesetzt werden.
  • Gemäß einer ersten Variante wird das eingesetzte Lösemittel unter den aliphatischen Alkoholen oder den cyclischen Ethern, allein oder in einer Mischung, ausgewählt.
  • Insbesondere verwendet man als aliphatischen Alkohol Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, allein oder in einer Mischung.
  • Als cyclischen Ether kann man Dioxan, Tetrahydrofuran, allein oder in einer Mischung, erwähnen.
  • Gemäß dieser Variante werden die neuen aromatischen Nitroverbindungen vor dem Einspritzen in den ersten Reaktor in dem Lösemittel oder der Mischung von vorstehend erwähnten Lösemitteln solubilisiert.
  • Die Konzentration an Nitroverbindungen in dem Lösemittel oder der Mischung von Lösemitteln kann in einem großen Bereich variieren. Man verwendet indessen monophasische Mischungen, d. h. für die die Löslichkeitsgrenze der Nitroverbindung(en) für das fragliche Lösemittel oder die fragliche Mischung nicht erreicht ist. Ohne die Absicht, sich beschränken zu wollen, liegt der Konzentrationsbereich unterhalb von oder bei 25 Gew.-%.
  • Gemäß einer bevorzugten zweiten Variante der Erfindung ist das eingesetzte Lösemittel die aus dem ersten Reaktor stammende Reaktionsmischung. Wenn diese Variante eingesetzt wird, werden die neuen aromatischen Nitroverbindungen in flüssigem oder geschmolzenem Zustand eingespeist.
  • Diese Variante ist interessant in dem Sinne, als sie das Reagens nicht verdünnt, wie dies der Fall ist bei der Verwendung eines Lösemittels oder einer Mischung von Lösemitteln. Dies trägt insbesondere dazu bei, eine hohe Produktivität des Verfahrens zu bewahren. Außerdem benötigt diese Variante keinerlei ergänzenden Schritt zur Abtrennung der Produkte von dem oder den während der Reaktion eingesetzten Lösemittel(n), der Risiken von Verlusten der hydrierten Produkte mit sich bringt.
  • Der eingesetzte Wasserstoff ist insbesondere reiner Wasserstoff. Unter rein versteht man ein Gas, das mindestens 99% Wasserstoff und insbesondere mindestens 99,9% Wasserstoff umfaßt. Es ist festzuhalten, daß man von dem Umfang der Erfindung nicht abweicht, indem man die Hydrierungsreaktion mit verdünntem Wasserstoff ausführt, obwohl dies keine besondere Vorteile für die Reaktion mit sich bringt.
  • Der Wasserstoff wird in der stöchiometrischen Menge zugespeist. Indessen setzt man vorzugsweise den Wasserstoff im Überschuß bezogen auf die aromatischen Nitroverbindungen ein.
  • Insbesondere ist der Gehalt an Wasserstoff so, daß der Überschuß bezogen auf die Stöchiometrie zwischen 5 und 50 mol- % liegt. Es ist festzuhalten, daß die Tatsache, die Hydrierungsreaktion in Gegenwart eines Wasserstoffüberschusses auszuführen, keinerlei Problem eines Verlusts an diesem Gas aufwirft, denn dieses kann rückgeführt werden.
  • Der Wasserstoffdruck in dem Reaktor variiert zwischen 5 und 150 bar, vorzugsweise zwischen 10 und 50 bar.
  • Die Versorgung mit diesem Gas wird mittels eines jeglichen dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannten Mittels, das es erlaubt, eine homogene Verteilung dieses Gases innerhalb des Reaktors zu haben, bewirkt.
  • Die Reaktion wird in Gegenwart eines auf diesem Gebiet klassischen Hydrierungskatalysators ausgeführt.
  • So verwendet man einen Katalysator auf Grundlage eines Metalls der Gruppe VIII des Periodensystems der Elemente, der auf einen Träger aufgebracht ist oder nicht.
  • Unter den Metallen der Gruppe VIII kann man insbesondere Nickel, Platin, Palladium aufführen, wobei diese Metalle allein oder in einer Mischung verwendet werden.
  • Unter den nicht auf einen Träger aufgebrachten Katalysatoren ist insbesondere Raney-Nickel geeignet.
  • In dem Falle, wo die Hydrierung in Gegenwart eines auf einen Träger aufgebrachten Katalysators ausgeführt wird, kann der Träger unter den inerten Materialien, wie Kieselgur, Kohle, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, ausgewählt werden.
  • In diesem Fall liegt der Gehalt an Metall gewöhnlich zwischen 0,1 und 10 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,3 und 5 Gew. - %.
  • Der Katalysator liegt in einer Form vor, die für eine Verwertung in einem Festbett geeignet ist. Beispielsweise sind Kugeln, Extrudate, gebrochene Strukturen mögliche Formen.
  • Im allgemeinen liegt die Größe der Objekte zwischen 1 und 5 mm.
  • Die Figur zeigt eine bevorzugte Ausführungsweise der Erfindung, d. h. in der das katalytische Bett versenkt oder eingetaucht ist. Die Ströme 1 und 2 repräsentieren Wasserstoff bzw. die aromatische Nitroverbindung, vorzugsweise in geschmolzenem Zustand. Der Strom 1 wird auf homogene Weise im Inneren des Reaktors verteilt.
  • Die Ströme 1 und 2 werden in dem Reaktor A in Kontakt mit dem Katalysator gebracht.
  • Beim Austreten aus dem Reaktor wird der Strom in einen Gas-Flüssigkeit-Separator B eingespeist, aus dem eine gasförmige Fraktion 4, die hauptsächlich Wasserstoff umfaßt, und eine flüssige Fraktion 5 abgetrennt werden.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsweise wird die Gesamtheit des Stroms 5 in Richtung des Austauschers C geleitet. Dieser Austauscher hat zum Ziel, die Temperatur der entgasten Reaktionsmischung so zu verringern, daß die gewünschte Temperatur nach Mischen mit den Nitroverbindungen des Stroms 2 erhalten wird.
  • Beim Austreten aus dem Austauscher C wird ein Teil des Stroms 5a in Richtung des Reaktors D geleitet; der andere Teil 5b wird in den Fuß oder Sumpf des Reaktors A zurückgeführt.
  • Gemäß einer zweiten Ausführungsweise wird ein Teil dieses Stroms 5 oberhalb des Austauschers C abgezweigt. Dies erlaubt insbesondere, die Größe des Austauschers zu verringern. So kann man gemäß dieser Ausführungsweise einen Teil des Stroms, der als 5'a bezeichnet wird, und/oder einen Teil des Stroms, der als 5'b bezeichnet wird, oberhalb des Austauschers abzweigen, um diese dann mit den Strömen 5a bzw. 5b zu vereinigen.
  • Die flüssige Fraktion 5a, gegebenenfalls 5'a, und der gasförmige Strom 4 speisen den Reaktor D so, daß das katalytische Bett versenkt oder eingetaucht gehalten wird. Die Reaktionsmischung 6 wird in einen Separator eingespeist und die gasförmige Fraktion 7, die hauptsächlich Wasserstoff umfaßt, kann in vorteilhafter Weise oberhalb des Verfahrens zurückgeführt werden, beispielsweise in die Beschickung des Reaktors A. Die flüssige Fraktion 8, die das Wasser und die hydrierten aromatischen Verbindungen enthält, wird behandelt, um das Wasser zu entfernen.
  • Die hydrierten Verbindungen können insbesondere für die Herstellung von Isocyanaten, Zwischenprodukten der Polyurethane, eingesetzt werden.
  • Das folgende Beispiel veranschaulicht die Erfindung, ohne sie zu beschränken.
  • BEISPIEL
  • Die Hydrierungsreaktion wird in einer Vorrichtung ausgeführt, deren Aufbau jenem der Figur entspricht.
  • Der Reaktor A entspricht einem Rohr mit einem Durchmesser von 45 mm und einer Höhe von 800 mm.
  • Der Reaktor D entspricht einem Rohr mit einem Durchmesser von 15 mm und einer Höhe von 500 mm.
  • Der Reaktor A umfaßt 643 g eines Pd/C-Katalysators, umfassend 0,5 Gew.-% Palladium, in Form von gebrochenen Teilchen mit einer mittleren Größe von ungefähr 3 mm.
  • Der Reaktor D umfaßt 50 g des gleichen Katalysators wie zuvor.
  • Man speist industrielles Dinitrotoluol, das 96% einer Mischung von 2,4/2,6-Isomeren in einem Verhältnis von 4 : 1 und 4% 3,5/3,4/2,5-Isomere umfaßt, in einer Einspeismenge von 245 g/h ein.
  • Die Einspeismenge von Wasserstoff beträgt 580 N1/h.
  • Der Druck im Reaktor beträgt 25 bar.
  • Die Eintrittstemperatur in diesen Reaktor beträgt 80ºC und jene des Austritts beträgt 100ºC.
  • Ein Förderstrom von 20 l/h von entgaster und zur Erzielung einer Temperatur nahe 80ºC abgekühlter Reaktionsmischung wird zu dem Reaktor A zurückgeführt.
  • In diesem Reaktor liegt der Umwandlungsgrad des eingespeisten Dinitrotoluols über 95%.
  • Man beschickt den Reaktor D dergestalt, daß das Volumen in dem ersten Reaktor konstant bleibt.
  • Der Druck des Reaktors D ist identisch und die Eintrittstemgeratur beträgt 80ºC.
  • Beim Austreten aus diesem zweiten Reaktor ist die Umwandlung der Dinitrotoluole vollständig und die Selektivität liegt über 98%.

Claims (10)

1. Verfahren zur Hydrierung von aromatischen Nitroverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens eine aromatische Nitroverbindung mit Wasserstoff in zwei hintereinander angeordneten katalytischen Festbettreaktoren, die adiabatisch arbeiten, reagieren läßt, in welchem Verfahren ein Teil der Reaktionsmischung, die aus dem ersten Reaktor austritt, zu diesem letzteren zurückgeführt wird, wobei der andere Teil in den zweiten Reaktor eingespeist wird, und in welchem man in jeden der Reaktoren Wasserstoff, mindestens eine Nitroverbindung und/oder die zurückgeführte oder nicht zurückgeführte Reaktionsmischung im Gleichstrom so einspeist, daß die kontinuierliche Phase in diesen Reaktoren flüssig ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Einspeismenge an Nitroverbindungen in den ersten Reaktor zu der Menge von in den ersten Reaktor zurückgeführter Reaktionsmischung so ist, daß die Konzentration an aromatischen Nitroverbindungen in dem ersten Reaktor zwischen 0,1 und 10 Gew.-% beträgt.
3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung so ausgeführt, daß der Unterschied zwischen der Austrittstemperatur der Reaktionsmischung und der Eintrittstemperatur der Nitroverbindungen und/oder der zurückgeführten Reaktonsmischung unter 120ºC beträgt.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gase von der aus dem ersten Reaktor austretenden Reaktionsmischung vor dem Zurückführen zu diesem letzteren und vor dem Einspeisen in den zweiten Reaktor abtrennt.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man aromatische Nitroverbindungen, die mindestens eine Nitrogruppe enthalten, reagieren läßt.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines Lösemittels für die aromatischen Nitroverbindungen ausführt.
7. Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines Lösemittels, ausgewählt unter den aliphatischen Alkoholen oder den cyclischen Ethern, allein oder in einer Mischung, ausführt.
8. Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines Lösemittels, das die Reaktionsmischung ist, ausführt.
9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines Überschusses von Wasserstoff von 5 bis 50 mol-% bezogen auf die Stöchiometrie ausführt.
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines Katalysators auf Grundlage von mindestens einem Metall der Gruppe VIII, der auf einen Träger aufgebracht ist oder nicht, ausführt.
DE69612018T 1995-12-01 1996-11-29 Verfahren zur hydrierung aromatischer nitroverbindungen Expired - Lifetime DE69612018T2 (de)

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FR (1) FR2741877B1 (de)
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