DMAPN con bajo contenido de DGN y un método para la producción de DMAPA a partir de DMAPN con bajo contenido de DGN.

Método para la producción de 3-dimetilaminopropilamina (DMAPA) mediante reacción de 3-dimetilaminopropionitrilo (DMAPN) con hidrógeno en presencia de un catalizador,

caracterizado porque el DMAPNempleado tiene un contenido de 2-(dimetilaminometil)-glutaronitrilo (DGN) de 300 ppm en peso o menos, referido alDMAPN empleado.

DMAPN con bajo contenido de DGN y un método para la producción de DMAPA a partir de DMAPN con bajo contenido de DGN

La presente inscripción incluye la remisión a la inscripción preliminar US 61/368656 sometida en 29.07.2010.

La presente invención se refiere a un método para la producción de 3-dimetilaminopropropilamina (DMAPA) . Además la presente invención se refiere a una mezcla de DMAPN y 2- (dimetilaminometil) -glutaronitrilo (DGN) con un bajo contenido de DGN.

La 3-dimetilaminopropilamina (DMAPA, N, N-dimetil-1, 3-diaminopropano) representa un producto intermedio importante para la producción industrial por ejemplo de jabones líquidos. Además DMAPA sirve como producto de partida para la producción de agentes de coagulación y debería en sí misma exhibir propiedades anti corrosivas.

Por regla general, se produce DMAPA mediante un proceso de dos etapas.

Comúnmente en la primera etapa se hacen reaccionar acrilonitrilo (ACN) con dimetilamina (DMA) , donde por regla general se forma 3-dimetilaminopropionitrilo (DMAPN) .

DMAPN es entonces en general reducido en una segunda etapa hasta DMAPA.

Según la WO 2007/128803 es ventajoso cuando para la producción de DMAPA se usa un método integral o bien un dispositivo integral de producción. Para esto se emplea la corriente del producto obtenida en primera instancia, la cual exhibe DMAPN, directamente o después de purificación para transformarlo en otra etapa hasta DMAPA. Según la enseñanza de la WO 2007/128803 aquí es de decisiva importancia para la reacción de reducción de DMAPN hasta DMAPA la calidad de la corriente de producto DMAPN de la primera reacción (DMA y ACN) , en particular para el consumo del catalizador empleado en la reducción. Por ello la WO 2007/128803 enseña un método para la producción de DMAPN mediante reacción de DMA con ACN en modo continuo de conducción, donde se suministran continuamente primero DMA y luego ACN y la reacción de la corriente de la reacción ocurre en una primera zona de reacción y por lo menos parcialmente en una segunda zona de reacción.

El DMAPN así obtenido es entonces reducido con hidrógeno por regla general sin otro procesamiento en otra zona de reacción directamente hasta DMAPA.

De acuerdo con la inscripción, en la hidrogenación de DMAPN puede prolongarse el tiempo de vida del catalizador de hidrogenación cuando se emplea en la hidrogenación de DMAPN un DMAPN que según lo enseñado por WO 2007/128803 es producido en dos espacios separados de reacción.

El objetivo de la presente invención respecto al estado de la técnica consistió en mejorar el tiempo de vida de los catalizadores empleados en la hidrogenación de DMAPN. En particular deberían poder mantenerse débiles las reacciones secundarias no deseadas, como la descomposición exotérmica del nitrilo, la escisión reversa de DMAPN hasta ACN y DMA o la formación de aminas secundarias mediante condensación de DMAPA durante el empleo del catalizador, sin tener que reducir la carga de catalizador. Desde el punto de vista técnico, es ventajoso un bajo contenido de DMAPN en el producto, puesto que es difícil separar DMAPN de DMAPA y en las aplicaciones subsiguientes conduce a propiedades indeseadas como olor y decoloración. El contenido de DMAPN en la descarga de hidrogenación puede ser compensado concretamente hasta un cierto grado mediante la elevación de la temperatura de reacción respecto al valor inicial, puesto que esto conduce a un mayor rendimiento, pero mediante la elevación de la temperatura de reacción surgen otros componentes secundarios que provocan reducción en la calidad. Por esta razón, la temperatura de reacción no puede ser elevada de cualquier manera. En consecuencia existió en la presente invención el objetivo de mantener baja la desactivación del catalizador durante el proceso, para prolongar con ello el tiempo de vida del catalizador con desempeño del mismo consistentemente bueno. Una medida de estas propiedades es el cociente entre la elevación de la temperatura y el tiempo de operación. Un bajo cociente entre la elevación de la temperatura y el tiempo de operación significa que el catalizador puede ser operado por un tiempo tan largo como sea posible a la temperatura de partida y que se reduce ligeramente la elevación requerida de temperatura, que dado el caso es necesaria para la compensación de la desactivación del catalizador. Con ello, en tanto sea posible, no se alcanzan temperaturas críticas en las cuales aumentan mucho las reacciones secundarias. Por ello era también un propósito de la presente invención minimizar el cociente de la elevación de temperatura y el tiempo de operación del catalizador.

El objetivo de la presente invención pudo ser solucionado mediante un método para la producción de 3dimetilaminopropilamina (DMAPA) mediante reacción de 3-dimetilaminopropionitrilo (DMAPN) con hidrógeno en

presencia de un catalizador, caracterizado porque el DMAPN tiene un contenido de 2- (dimetilaminometil) glutaronitrilo (DGN) de 300 ppm o en peso o menos, referido al DMAPN.

De modo sorprendente se encontró que el 2- (dimetilaminometil) -glutaronitrilo (DGN) de la fórmula (I)

en el DMAPN conduce a una rápida desactivación de los catalizadores de hidrogenación de nitrilo. Sin embargo, cuando el contenido de DGN no supera un valor de 300 ppm, puede respecto al estado de la técnica alcanzarse otra elevación en el tiempo de vida. Concretamente la WO 2007/128803 manifiesta que la calidad del DMAPN empleado en la hidrogenación puede ser decisiva para la calidad del DMAPA obtenido mediante hidrogenación de DMAPN, pero no hay ninguna indicación sobre cuáles parámetros del DMAPN influyen en la reacción de hidrogenación.

Además, mediante el método manifestado en WO 2007/128803 no manifiesta directa e inmediatamente un DMAPN con un contenido de DGN de 300 ppm y menos. También otros documentos del estado de la técnica (por ejemplo las WO-A-2007/051786, DD-A-58306, DD-A-222011, US 4, 172, 091) no contienen una referencia clara e inmediata sobre cómo puede producirse un DMAPN con un contenido DGN de 300 ppm, ni que el contenido de DGN en el DMAPN tenga efecto en la subsiguiente hidrogenación.

En el método acorde con la invención se emplea un DMAPN con un contenido de 300 ppm o menos de DGN, referido al DMAPN empleado. Preferiblemente, en el método acorde con la invención se emplea un DMAPN con un contenido de DGN de 250 ppm y menos, particularmente preferido 150 ppm y menos y en particular preferiblemente 50 ppm y menos.

En una forma preferida de operación puede producirse DMAPN con un contenido de 300 ppm de DGN o menos mediante reacción continua de ACN con DMA y subsiguiente destilación. En esta forma preferida de operar, puede ocurrir la producción de DMAPN en principio de modo análogo a lo enseñado por la WO 2007/128803 o a lo enseñado por la WO 2007/051786, a cuyo contenido se hace expresa referencia.

Preferiblemente, la reacción de ACN con DMA en esta forma preferida de operar ocurre en una cascada de reactores, donde preferiblemente 2 a 10, particularmente preferido 2 a 8 y muy particularmente preferido 3 a 7

reactores están conectados consecutivamente. La reacción de DMA con ACN en una cascada de reactores hace posible el ajuste de diferentes condiciones de reacción. Mediante ello puede alcanzarse una reacción completa de ACN con reducción simultánea de la proporción de productos secundarios en la corriente de reacción.

Los reactores de la cascada pueden ser por ejemplo reactores de recipientes con agitación, reactores con circuito externo de bombeo (reactores de bucles) o reactores de tubos, donde se prefiere que el primero o los primeros 30 reactores de la cascada de reactores sean reactores de recipiente con agitación y el último o los últimos reactores de la cascada de reactores sean reactores de tubos. En la forma preferida de operar, preferiblemente la temperatura de reacción está en los reactores en el rango de 20 º C a 120 º C. Más preferido es el rango de 40 º C a 90 º C, donde además se prefiere que la temperatura en el último reactor o bien en los últimos reactores de la cascada de reactores exhiba una temperatura de reacción inferior a la del primer o bien los primeros reactores de la cascada reactores.

En la forma preferida de operar, la reacción de ACN y DMA ocurre preferiblemente en un rango de presión de 1 bar a 20 bar, preferiblemente 2 a 15 bar y particularmente preferido 3 a 8 bar, donde la presión por regla general es determinada por la presión propia del DMA empleado en las respectivas condiciones de reacción.

En una forma muy particularmente preferida de operar, la reacción de ACN con DMA ocurre en presencia... [Seguir leyendo]

1. Método para la producción de 3-dimetilaminopropilamina (DMAPA) mediante reacción de 3dimetilaminopropionitrilo (DMAPN) con hidrógeno en presencia de un catalizador, caracterizado porque el DMAPN empleado tiene un contenido de 2- (dimetilaminometil) -glutaronitrilo (DGN) de 300 ppm en peso o menos, referido al DMAPN empleado.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el DMAPN tiene un contenido de DGN de 100 ppm en peso o menos, referido al DMAPN empleado.

3. Método según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque la producción de DMAPN con un contenido de DGN de 300 ppm o menos ocurre mediante la reacción continua de acrilonitrilo con dimetilamina hasta dar una mezcla de reacción que contiene DMAPN y se procesa mediante destilación la mezcla de reacción que contiene DMAPN.

4. Método según la reivindicación 3, caracterizado porque se ejecuta la destilación en la combinación de columnas consistente en una columna para la separación de las sustancias de fácil ebullición y otra columna de destilación para la separación de componentes secundarios difícilmente volátiles.

5. Método según la reivindicación 3, caracterizado porque se ejecuta la destilación en una columna donde se obtienen las sustancias de fácil ebullición en la cabeza, las sustancias de difícil ebullición en el fondo y DMAPN en una salida lateral en forma de gas o vapor.

6. Método según la reivindicación 3, caracterizada porque la destilación es ejecutada en una columna con pared de separación en la parte media, en la cual se obtienen las sustancias de fácil ebullición en la cabeza, las sustancias de difícil ebullición en el fondo y DMAPN en el lado de la pared de separación opuesto a la alimentación.

7. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el dimetilaminopropionitrilo (DMAPN) es producido mediante reacción de dimetilamina y acrilonitrilo en presencia de agua en una cascada reactores en un rango de temperatura de 50 a 80º C y un rango de presión de 3 a 8 bar, donde la relación molar de DMA a ACN está en el rango de 1, 02:1 a 1, 10:1 y la proporción de agua está en el rango de 1 a 8 % en peso, referido a la suma del DMA y ACN empleados.

8. Método según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el catalizador contiene como especie activa Co o Ni.

9. Método según la reivindicación 8, caracterizado porque el catalizador es producido por reducción de un compuesto de Co y oxígeno.

10. Mezcla de DMAPN y DGN, caracterizada porque la relación en peso de DMAPN a DGN está en el rango de 1 000 000 : 5 a 1 000 000 : 250.

11. Mezcla según la reivindicación 10, caracterizada porque la relación en peso de DMAPN a DGN está en el rango de 1 000 000 : 10 a 1 000 000 : 100.

12. El empleo de una mezcla según las reivindicaciones 10 u 11 para la producción de DMAPA.