DE883155C

DE883155C - Verfahren zur katalytischen Herstellung von ªŠ-Aminocapronitril

Info

Publication number: DE883155C
Application number: DEN3757A
Authority: DE
Inventors: Gerrit Johan Meine Van De Kerk; Jan Hermannus Verbeek
Original assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Current assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Priority date: 1950-04-15
Filing date: 1951-04-11
Publication date: 1953-07-16

Description

Verfahren zur katalytischen Herstellung von s-Aminocapronitril Es ist bekannt, daß aus a-Caprolaktam, wenn es mit einem Überschuß an Ammoniak bei einer Temperatur von 36o° über einen aus Kupfer auf Kieselsäuregel bestehenden Katalysator geführt wird, s-Aminocapronitril entsteht. Die direkte Ausbeute beträgt jedoch nur etwa 25 0!o; außerdem läßt sich der vielen Nebenreaktionen wegen auch nur wenig unumgesetztes Caprolalctam zurückgewinnen.
Es wurde nun gefunden, daß unter Verwendung eines aus Kupfer auf Aluminiumoxyd bestehenden Katalysators einerseits die direkte Ausbeute dieser Umsetzung bedeutend erhöht wird und daß andererseits das Auftreten von Nebenreaktionen fast völlig unterbleibt, so daß der größte Teil des unumgesetzten Caprolaktams leicht als solches zurückgewonnen werden kann.
Dabei kann es vorteilhaft sein, diesen Katalysator noch auf einen Träger, z. B. auf Bimssteinkörner, anzubringen.
Ein sehr guter Erfolg wurde erzielt mit einem in folgender Weise hergestellten Katalysator: 950 g Kristallwasser enthaltendes Aluminiumsulfat und 2,5g Kristallwasser enthaltendes Kupfersulfat werden in q.1 Wasser gelöst. Zu dieser Lösung fügt man unter Rühren eine Lösung von 250 g Natriumhydroxyd in i 1 Wasser hinzu. Das zusammen ausgefällte Gemisch von Kupferhydroxyd und Aluminiumhydroxyd wird über ein Tuch abfiltriert und mit Wasser ausgewaschen. Das so erhaltene feuchte Gel wird mit demselben Volumen von etwa 3 mm großen mit Salpetersäure (i.- i) ausgekochten Bimssteinkörnern gemischt. Danach wird das .Gemisch bei Zimmertemperatur einer Lufttrocknung unterworfen und mit Wasserstoff bei einer Temperatur von 2oo° reduziert, wonach eine aktive Katalysatormasse mit etwa i Teil Kupfer auf 25o Teile Aluminiumoxyd erhalten wird.
Der für die obengenannte Umsetzung günstigste Temperaturbereich bei Anwendung dieses Katalysators ist JSo bis q.00°; vorzugsweise wird gearbeitet bei einer Temperatur von 370°. Weiter soll vorzugsweise das Molekularverhältnis von Caprolaktam zu Ammoniak gleich i : b sein. Wenn unter atmosphärischem Druck gearbeitet wird, wird man also den Partialdruck von Caprolaktam auf etwa i io mm einstellen.
Man kann eine Mischung dieser Zusammensetzung herstellen, indem man kleine Blasen Ammoniak durch geschmolzenes und auf 193 bis 194° erhitztes Caprolaktam hindurchfährt, weil bei dieser Temperatur der Sättigungsdampfdruck des Laktams etwa i io mm beträgt.
Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, daß bei längerer Erhitzung des Caprolaktams auf diese Temperatur Verharzung und Zersetzung auftreten. Man kann dies verhüten, indem man geschmolzenes Caprolaktam -mit der gewünschten Geschwindigkeit auf einen z. B. aus Glaswolle bestehenden, sich im Gasstrom befindenden und auf der richtigen Temperatur gehaltenen Verteilkörper tropft.
Beispiel Durch ein vertikal gestelltes, mit dem obengenannten Kupfer-A12 0.-Bimsstein-Katalysator gefülltes heizbares Rohr von 9o cm Länge und etwa 4o mm Durchmesser werden bei einer Temperatur des Katalysators von 37o° je Stunde etwa 5,5 Mol bei einer Temperatur von 193 bis i94° mit Caprolaktam gesättigtem Ammoniak hindurchgeführt, wobei der Verbrauch an Caprolaktam 9o bis ioo g je Stunde beträgt. Die austretenden Dämpfe werden in einer mit Wasser gekühlten Vorlage kondensiert. In dieser Weise werden in 24 Stünden nahezu 2300 g Caprolaktam dem Rohr zugeführt, wobei in der Vorlage ein etwa gleiches Gewicht an 01 erhalten wird. Dieses C51 liefert bei der fraktionierten Destillation etwa i ioo g s-Aminocapronitril und iioo g Caprolaktam, das aufs neue verarbeitet werden kann; der Destillationsrückstand beträgt weniger als io %.
Die direkte Ausbeute der Umsetzung ist also etwa So %, während die Umsetzung im ganzen, wenn also auch das zurückgewonnene Caprolaktam in Betracht gezogen wird, mit einer Ausbeute von etwa 85 % verläuft.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur katalytischen Herstellung von E-Aminocapronitril aus Caprolaktam und Ammoniak, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsstoffe bei einer Temperatur von 350 bis 400° über einen aus Kupfer auf Aluminiumoxyd bestehenden Katalysator geführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Katalysator verwendet, der durch gemeinsame Füllung von Kupferhydroxyd und Aluminiumhydroxyd, Mischung des Hydroxydgemisches mit Bimssteinkörnern, Trocknen und Reduzieren hergestellt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Katalysator mit einem Verhältnis von Kupfer zu Aluminiumoxyd etwa 1 zu 25o verwendet.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man Ammoniak bei normalem Druck und bei einer Temperatur von 193 bis 194° mit Caprolaktamdampf sättigt, vorzugsweise mittels Hindurchführen des Gases durch einen mit Caprolaktam befeuchteten Verteilkörper, wonach man das Gemisch über den Katalysator führt.