Procedimiento para la producción continua de una amina con el uso de un catalizador de aluminio-cobre.

Procedimiento para la producción continua de una amina mediante reacción de un alcohol primario o secundario con función OH alifática

, de un aldehído y/o de una cetona con hidrógeno y un compuesto de nitrógeno, seleccionado del grupo de amoniaco, aminas primarias y secundarias, a una temperatura en el intervalo de 60 a 300 °C en presencia de un catalizador que contiene óxido de aluminio y de cobre, caracterizado por que la reacción tiene lugar en la fase gaseosa y la masa catalíticamente activa del catalizador antes de su reducción con hidrógeno contiene

del 20 al 75 % en peso de óxido de aluminio,

del 20 al 75 % en peso de compuestos de cobre que contienen oxígeno, calculado como CuO,

del 0 al 2 % en peso de compuestos de sodio que contienen oxígeno, calculado como Na2O, y

menos del 1 % en peso de compuestos de níquel que contienen oxígeno, calculado como NiO,

y el cuerpo moldeado de catalizador presenta una forma de comprimido, con un diámetro en el intervalo de 1,1 a 3,5 mm y una altura en el intervalo de 1,1 a 3,5 mm.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/061691.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: STEIN, BERND, MELDER, JOHANN-PETER, MAAS, STEFFEN, PASTRE,JORG, JOHANN,THORSTEN, ERNST,Martin.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS HETEROCICLICOS (Compuestos macromoleculares... > Compuestos heterocíclicos que contienen ciclos de... > C07D207/06 (con radicales, que contienen solamente átomos de hidrógeno y carbono, unidos a los átomos de carbono del ciclo)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de compuestos que contienen grupos amino... > C07C213/02 (por reacciones que implican la formación de grupos amino a partir de compuestos que contienen grupos hidroxi o grupos hidroxi eterificados o esterificados)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS,... > Catalizadores que contienen los elementos, los óxidos... > B01J21/04 (Alúmina)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS HETEROCICLICOS (Compuestos macromoleculares... > C07D295/00 (Compuestos heterocíclicos que contienen ciclos polimetileno-imina de al menos cinco miembros, ciclos aza-3 biciclo [3.2.2] nonano, piperazina, morfolina o tiomorfolina, que tienen solamente átomos de hidrógeno unidos directamente a los átomos de carbono del ciclo)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS HETEROCICLICOS (Compuestos macromoleculares... > Compuestos heterocíclicos que contienen ciclos de... > C07D223/04 (con solamente átomos de hidrógeno, átomos de halógeno, radicales hidrocarbonados o hidrocarbonados sustituidos, unidos directamente a los átomos de carbono del ciclo)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Compuestos que contienen grupos amino unidos a una... > C07C211/35 (que contiene solamente ciclos no condensados)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de compuestos que contienen grupos amino... > C07C209/16 (con formación de grupos amino unidos a átomos de carbono acíclicos o a átomos de carbono de ciclos distintos de los ciclos aromáticos de seis miembros)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS HETEROCICLICOS (Compuestos macromoleculares... > Compuestos heterocíclicos que contienen ciclos hidrogenados... > C07D211/06 (que no tienen enlaces dobles entre miembros cíclicos o entre miembros cíclicos y miembros no cíclicos)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS,... > Catalizadores que contienen metales, óxidos o hidróxidos... > B01J23/72 (Cobre)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Compuestos que contienen grupos amino e hidroxi eterificados... > C07C217/08 (estando el átomo de oxígeno del grupo hidroxi eterificado unido a un átomo de carbono acíclico)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de compuestos que contienen grupos amino... > C07C209/26 (por reducción con hidrógeno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Compuestos que contienen grupos amino unidos a una... > C07C211/14 (Aminas que contienen grupos amino unidos a al menos dos grupos aminoalquilo, p. ej. dietilentriaminas)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Compuestos que contienen grupos amino unidos a una... > C07C211/08 (que contienen grupos alquilo con distinto número de átomos de carbono)

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la producción continua de una amina con el uso de un catalizador de aluminio-cobre La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción continua de una amina mediante reacción de un alcohol primario o secundario, de un aldehído y/o de una cetona con hidrógeno y un compuesto de nitrógeno, seleccionado del grupo amoniaco, aminas primarias y secundarias, a una temperatura en el intervalo de 60 a 300 °C en presencia de un catalizador que contiene óxido aluminio cobre.

Los productos del procedimiento se usan, entre otras cosas, como productos intermedios en la producción de aditivos de combustibles (documentos US 3.275.554 A; DE 21 25 039 A y DE 36 11 230 A) , tensioactivos, fármacos y agentes fitoprotectores, endurecedores para resinas epoxídicas, catalizadores para poliuretanos, productos intermedios para la producción de compuestos de amonio cuaternario, ablandadores, inhibidores de la corrosión, resinas sintéticas, intercambiadores de iones, agentes auxiliares textiles, colorantes, aceleradores de la vulcanización y/o emulsionantes.

El documento EP 257 443 A (BASF AG) se refiere a un procedimiento para la producción de trialquilaminas (por ejemplo dimetiletilamina) mediante reacción de amoniaco con alcoholes en presencia de hidróxido alcalino en la fase líquida sobre un catalizador que contiene esencialmente sólo cobre.

El documento EP 227 904 A (BASF AG) enseña la producción de dimetiletilamina o N, N-dimetilciclohexilamina en la fase líquida mediante reacción de dimetilamina con ciclohexanol en presencia de hidróxido alcalino y de un catalizador, que como metal activo contiene esencialmente sólo cobre o es un catalizador de cobre puro.

El documento US 4.910.304 A (BASF AG) da a conocer la producción de N-metilpiperidina y N-metilmorfolina mediante reacción de pentanodiol o dietilenglicol (DEG) con metilamina y solución acuosa de KOH al 45 % sobre un catalizador macizo de Cu/Al a 245 °C y 25 MPa.

El documento EP 137 478 A (BASF AG) se refiere a procedimientos para la producción de N-metilpiperidina o Nmetilmorfolina mediante aminación catalítica de pentanodiol con metilamina en la fase gaseosa entre 0, 5 y 2, 5 MPa sobre un catalizador que contiene cobre, que se obtuvo mediante atemperación de un carbonato que contiene aluminio y cobre básico.

El documento EP 235 651 A1 (BASF AG) enseña un procedimiento para la producción de N-metilpiperazina a partir de dietanolamina y metilamina sobre catalizadores que contienen metal. La reacción se lleva a cabo en la fase líquida (modo fluido) (página 3, último párrafo) . De acuerdo con el ejemplo se usa un catalizador de Cu/Al2O3 en forma de comprimido, altura = diámetro = 4 mm.

El documento EP 816 350 A (BASF AG) describe procedimientos para la producción de N-metilpiperidina y Nmetilmorfolina mediante reacción de amina primaria con un diol sobre un catalizador de cobre, que se obtuvo mediante impregnación de esferas de SiO2 con carbonato de cobre básico, en la fase líquida o la fase gaseosa.

El documento US 4.739.051 A (BASF AG) enseña la producción de morfolina y piperidina mediante reacción de DEG o pentanodiol con amoniaco en condiciones de hidrogenación en la fase gaseosa a presión normal y 200 °C sobre un catalizador macizo de Cu/Ni/Al con rendimientos del 97 % o del 95 %.

El documento EP 514 692 A2 (BASF AG) da a conocer procedimientos para la producción de aminas a partir de alcoholes en presencia cobre y níquel y catalizadores que contienen óxido de zirconio y/u óxido de aluminio.

El documento EP 1 020 455 A (BASF AG) se refiere a un procedimiento para la producción de 2, 2’-dimorfolinodietil éter mediante reacción de dietilenglicol (DEG) con amoniaco a presión y a temperatura elevada en presencia de hidrógeno y un catalizador de la hidrogenación que contiene cobre.

El documento EP 1 106 600 A (BASF AG) enseña el uso de catalizadores de ZrO2-Cu-Co-Ni en reacciones de aminación. De acuerdo con el ejemplo se usan comprimidos de 5 x 3 mm como cuerpo moldeado de catalizador.

El documento US 4.806.690 A (Dow Chemical Comp.) se refiere a la aminación de alcoholes, aldehídos y cetonas en presencia de un catalizador de Co-Cu-Fe y Zn y/o Zr. En un ejemplo se usan partículas de catalizador de 8-16 de malla.

El documento DE 19 85 9776 A (BASF AG) se refiere a la producción de aminas mediante reacción de alcoholes o aldehídos o cetonas con aminas sobre un catalizador de cobre y TiO2, al que antes de la conformación del material de catalizador se añadió cobre metálico. De acuerdo con el ejemplo se usa el catalizador como cuerpos moldeados de comprimido con un diámetro de 3 mm.

El documento EP 440 829 A1 (US 4.910.304) (BASF AG) describe la aminación de dioles sobre catalizadores de cobre. La reacción se lleva a cabo en la fase líquida (modo fluido) (página 3, último párrafo) . Catalizadores adecuados son los catalizadores que se dan a conocer en el documento DE 24 45 303 A (BASF AG) , que pueden obtenerse mediante atemperación de un carbonato que contiene aluminio y cobre básico de composición general

CumAl6 (CO3) 0, 5mO3 (OH) m+12, significando m cualquier valor, también no entero entre 2 y 6, por ejemplo el catalizador precipitado que contiene cobre, dado a conocer en el lugar citado, ejemplo 1, que se producen mediante tratamiento de una solución de nitrato de cobre y nirato de aluminio con bicarbonato de sodio y lavado posterior, secado y atemperado del precipitado.

En los ejemplos del documento EP 440 829 A se usa el catalizador como cuerpo moldeado cilíndrico con 3 mm de longitud y 3 mm de diámetro.

El documento WO 07/036496 A1 (BASF AG) describe la reacción de dietilenglicol con amoniaco en presencia de catalizadores de Cu-Ni-Co. El cuerpo moldeado de catalizador presenta en la forma de comprimido una altura de < 3 mm.

El documento WO 07/036498 A1 (BASF AG) se refiere a la reacción de monoetanolamina con amoniaco en presencia de catalizadores de Cu-Ni-Co. El cuerpo moldeado de catalizador presenta en la forma de comprimido una altura de < 3 mm.

Los documentos WO 07/093514 A1 y WO 07/093552 A1 (ambos de BASF AG) enseñan la reacción de monoetilenglicol con amoniaco en presencia de catalizadores de Ru-Co. El cuerpo moldeado de catalizador presenta en la forma de comprimido una altura de < 3 mm.

El documento WO 05/110969 A1 (BASF AG) describe un procedimiento para la producción continua de una amina mediante reacción de un alcohol primario o secundario, de un aldehído y/o de una cetona con hidrógeno y un compuesto de nitrógeno, seleccionado del grupo amoniaco, aminas primarias y secundarias, a una temperatura en el intervalo de 60 a 300 °C en presencia de un catalizador que contiene cobre, en el que la masa catalíticamente activa del catalizador antes de su reducción con hidrógeno contiene del 20 al 85 % en peso de óxido de aluminio (Al2O3) , dióxido de zirconio (ZrO2) , dióxido de titanio (TiO2) y/o dióxido de silicio (SiO2) y la reacción en la fase gaseosa tiene lugar de manera isotérmica en un reactor tubular.

La presente invención se basaba en el objetivo de encontrar un procedimiento económico mejorado para la producción de una amina. En particular el procedimiento permitirá mejores rendimientos, rendimientos espaciotiempo (RZA) y selectividades.

[Los rendimientos espacio-tiempo se indican en, cantidad de producto / (volumen de catalizador • tiempo) ’ (kg/ (lcat. • h) ) y/o, cantidad de producto / (volumen de reactor • tiempo) ’ (kg/ (lreactor • h) ].

Por consiguiente se encontró un procedimiento para la producción continua de una amina mediante reacción de un alcohol primario o secundario con función... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la producción continua de una amina mediante reacción de un alcohol primario o secundario con función OH alifática, de un aldehído y/o de una cetona con hidrógeno y un compuesto de nitrógeno, seleccionado del grupo de amoniaco, aminas primarias y secundarias, a una temperatura en el intervalo de 60 a 300 °C en presencia de un catalizador que contiene óxido de aluminio y de cobre, caracterizado por que la reacción tiene lugar en la fase gaseosa y la masa catalíticamente activa del catalizador antes de su reducción con hidrógeno contiene del 20 al 75 % en peso de óxido de aluminio, del 20 al 75 % en peso de compuestos de cobre que contienen oxígeno, calculado como CuO, del 0 al 2 % en peso de compuestos de sodio que contienen oxígeno, calculado como Na2O, y

menos del 1 % en peso de compuestos de níquel que contienen oxígeno, calculado como NiO, y el cuerpo moldeado de catalizador presenta una forma de comprimido, con un diámetro en el intervalo de 1, 1 a 3, 5 mm y una altura en el intervalo de 1, 1 a 3, 5 mm.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el cuerpo moldeado de catalizador presenta una forma de comprimido, con un diámetro en el intervalo de 1, 2 a 3, 2 mm y una altura en el intervalo de 1, 2 a 3, 2 mm.

3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la masa catalíticamente activa del catalizador antes de su reducción con hidrógeno contiene menos del 1 % en peso de compuestos de cobalto que contienen oxígeno, calculado como CoO.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la masa catalíticamente activa del catalizador antes de su reducción con hidrógeno contiene

del 25 al 65 % en peso de óxido de aluminio y del 30 al 70 % en peso de compuestos de cobre que contienen oxígeno, calculado como CuO.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la masa catalíticamente activa del catalizador antes de su reducción con hidrógeno contiene del 0, 05 al 1 % en peso de compuestos de sodio que contienen oxígeno, calculado como Na2O.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la masa catalíticamente activa del catalizador no contiene nada de níquel, cobalto y/o rutenio.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la reacción tiene lugar de manera isotérmica, con una desviación de temperatura de como máximo +/-8 °C.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la reacción tiene lugar en un reactor tubular.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado por que la reacción en el reactor tubular tiene lugar en un modo de gas en circulación.

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado por que la cantidad de gas en circulación se encuentra en el intervalo de 40 a 1500 m3 (a la presión de funcionamiento) / [m3 de catalizador (volumen aparente) • h].

11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la reacción tiene lugar en un reactor de haz de tubos o en una instalación de un solo tramo.

12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la reacción se lleva a cabo con una presión absoluta en el intervalo de 0, 1 a 30 MPa.

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado por que la atemperación del tubo de reactor / de los tubos de reactor tiene lugar desde el exterior con una corriente de aceite o una masa fundida de sal.

14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado por que el gas en circulación contiene al menos el 10 % en volumen de hidrógeno (H2) .

15. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el compuesto de nitrógeno se usa en la cantidad molar de 0, 90 a 100 veces con respecto a los / al alcohol, aldehído y/o cetona usado (s) .

16. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el catalizador está

dispuesto en el reactor como lecho fijo.

17. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el alcohol, el aldehído y/o la cetona se usan como solución acuosa.

18. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el amoniaco, la amina primaria o secundaria se usan como solución acuosa.

19. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores para la producción de morfolina y/o 2, 2’dimorfolinodietil éter mediante reacción de dietilenglicol (DEG) con amoniaco.

20. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18 para la producción de N, N-di (alquil C1-4) ciclohexilamina mediante reacción de ciclohexanona y/o ciclohexanol con di (alquil C1-4) amina.

21. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18 para la producción de piperidina mediante reacción de 1, 5-pentanodiol con amoniaco.

22. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18 para la producción de pirrolidina mediante reacción de 1, 4-butanodiol con amoniaco.

23. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18 para la producción de hexametilenimina mediante reacción de 1, 6-hexanodiol con amoniaco.

24. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18 para la producción de N- (alquil C1-4) -morfolina mediante reacción de dietilenglicol con mono (alquil C1-4) amina.

25. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación anterior para la producción de N-etilmorfolina.

26. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18 para la producción de N- (alquil C1-4) -piperidina mediante reacción de 1, 5-pentanodiol con mono (alquil C1-4) amina.

27. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18 para la producción de N, N-dimetiletilamina mediante reacción de etanol con dimetilamina.

28. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18 para la producción de N, N-dimetil-Npropilamina mediante reacción de n-propanol y/o propanal con dimetilamina (DMA) .

29. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18 para la producción de N, N-dimetil-Nisopropilamina mediante reacción de i-propanol y/o acetona con DMA.

30. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18 para la producción de N, N-dimetil-N- (nbutil) amina mediante reacción de 1-butanol y/o butanal con DMA.

31. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18 para la producción de N, N-dimetil-N- (isobutil) amina mediante reacción de i-butanol y/o i-butanal con DMA.

32. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18 para la producción de N, N-dimetil-N- (2butil) amina mediante reacción de 2-butanol y/o butanona con DMA.

33. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18 para la producción de etilpropilamina mediante reacción de n-propanol y/o propanal con monoetilamina.

34. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18 para la producción de 2- (2-di (alquil C1-4) aminoetoxi) etanol y/o bis (2-di (alquil C1-4) aminoetil) éter mediante reacción de dietilenglicol con di (alquil C14) amina.

35. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18 para la producción de piperazina mediante reacción de aminoetiletanolamina (AEEA) con amoniaco.

36. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18 para la producción de 1, 2-etilendiamina (EDA) , dietilentriamina (DETA) y/o piperazina (PIP) mediante reacción de monoetilenglicol (MEG) con amoniaco.

37. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18 para la producción de 1, 8-diamino-3, 6-dioxaoctano y/o 1-amino-8-hidroxi-3, 6-dioxa-octano mediante reacción de trietilenglicol (TEG) con amoniaco.

38. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18 para la producción de 1-metoxi-2-propilamina (1-metoxi-isopropilamina, MOIPA) mediante reacción de 1-metoxi-2-propanol con amoniaco.