способ получения дициклогексиламина из циклогексиламина

Формула изобретения

Способ получения дициклогексиламина из циклогексиламина, включающий каталитическое диспропорционирование циклогексиламина в присутствии водорода, осуществляемое при 160-200°С в газовой фазе в проточном реакторе на предварительно восстановленном водородом медь-цинк-хром-алюминиевом катализаторе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу получения дициклогексиламина из циклогексиламина в газовой фазе при атмосферном давлении в токе водорода на гетерогенном медь-цинк-хром-алюминиевом катализаторе. Дициклогексиламин применяется в производстве ингибиторов атмосферной коррозии, эффективных ускорителей вулканизации резин на основе каучуков общего назначения.

Известен способ получения дициклогексиламина из нитробензола, фенола и газообразного водорода на палладиевом катализаторе при температурах до 150°С и давлении 1-6,9 атм (Патент Великобритании № 1235443, опубл. 16 июня 1971 г).

К недостаткам можно отнести то, что данный способ требует применения дорогостоящего катализатора и повышенного давления, а также время проведения процесса составляет 35 часов и более.

Известен способ получения дициклогексиламина гидрированием анилина в присутствии нитробензола (0,01-1 масс.%) и катализатора - никеля и палладия, нанесенных на асбест при температуре 180°С и атмосферном давлении. Выход продукта составляет 85% (Авт. свид. СССР № 420616, МПК С07С 87/36, опубл. 10.11.1974 г.).

Недостатком способа является применение дорогостоящего катализатора и наличие в продуктах примесей - бензола, циклогексана, анилина - в существенных количествах.

По другому способу гидрирование анилина предлагается проводить в жидкой фазе в присутствии катализатора - Ru-Pt-Pd, нанесенных на Al₂O₃ при температурах 80-240°С и давлении 50-500 атм. Выход продукта - 55% (Патент США № 5023226, МПК B01J 23/00, 25/58; С07С 85/24, 87/36; опубл. 11 июня 1991 г.).

Данный способ требует применения дорогостоящего катализатора и высокого давления, а также характеризуется сравнительно низким выходом продукта.

Таким образом, ни в одном из описанных способов нельзя получить дициклогексиламин из циклогексиламина в газовой фазе с использованием оксидных катализаторов в проточном реакторе при атмосферном давлении.

Техническим результатом заявляемого способа является разработка технологичного способа получения дициклогексиламина из циклогексиламина с выходом 50-72,7%.

Поставленный технический результат достигается проведением каталитического диспропорционирования циклогексиламина в присутствии водорода, осуществляемого при 160-200°С в газовой фазе в проточном реакторе на предварительно восстановленном водородом медь-цинк-хром-алюминиевом катализаторе.

При этом дициклогексиламин получается с выходом 50-72,7%. Процесс характеризуется высокой селективностью - 99%. Время реакции 8-30 с.

К преимуществам данного способа можно отнести следующее:

- процесс проводится в газовой фазе в проточном реакторе на гетерогенном катализаторе, что позволяет существенно упростить технологию;

- процесс проводится при атмосферном давлении и невысоких температурах;

- время реакции составляет 8-30 с;

- используется доступный промышленный оксидный медь-цинк-хром-алюминиевый катализатор.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

В реактор помещают медь-цинк-хром-алюминиевый катализатор типа НТК - катализатор низкотемпературной конверсии оксида углерода, который при нагревании восстанавливают водородом до прекращения выделения влаги, контролируя повышение температуры по высоте слоя катализатора. Восстановление катализатора проводят только один раз после его замены. Затем в реактор подают при атмосферном давлении циклогексиламин. Процесс ведут при температурах 160-200°С. Реакционная масса, выходящая из реактора, охлаждается в холодильнике и собирается в сборнике. Катализат содержит дициклогексиламин, циклогексанол и циклогексиламин. Выход дициклогексиламина 50-72,7%.

Выбор указанного температурного интервала в реакционной зоне обусловлен следующим:

- уменьшение температуры в реакторе ниже 160°С приводит к резкому снижению конверсии циклогексиламина и снижению выхода дициклогексиламина;

- увеличение температуры в реакторе выше 200°С приводит к резкому снижению выхода дициклогексиламина за счет уменьшения селективности процесса.

Способ получения дициклогексиламина из циклогексиламина иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. 4 г медь-цинк-хром-алюминиевого катализатора загружают в лабораторный реактор, который представляет собой кварцевую трубку длиной 0,25 м, диаметром 0,009 м.

Катализатор нагревают до 160-180°С и восстанавливают водородом в течении 2-3 часов при скорости подачи водорода 0,3 л/час до окончания выделения воды. Затем в реактор при атмосферном давлении начинают подавать циклогексиламин при скорости подачи 0,0064 моля (0,732 мл) в час (1,6 моль/час*кг катализатора). Температура проведения реакции - 200°С. Реакционная масса, выходящая из реактора, охлаждается в холодильнике и собирается в сборнике. Выход дициклогексиламина составляет - 72,7%.

Примеры 2-9 выполнены аналогично примеру 1 с варьированием температуры в реакционной зоне и удельной скорости подачи циклогексиламина. Результаты приведены в таблице.

Таблица.
№ опыта	Температура в реакторе, °С	Удельная нагрузка по циклогексиламину, моль/(час*кг катализатора)	Выход дициклогексиламина, %
1	200	1,6	72,71
2	160	0,3	65,47
3	160	0,4	57,90
4	160	0,5	50,61
5	180	0,3	72,21
6	180	0,4	71,70
7	200	2,4	71,10
8	200	3,2	68,17
9	200	4	63,79

Таким образом, разработан технологичный способ, позволяющий получать дициклогексиламин из циклогексиламина в газовой фазе при атмосферном давлении на гетерогенном катализаторе, что позволяет упростить технологию. Продолжительность процесса составляет 8-30 с. Используется доступный промышленный оксидный катализатор.