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"Procede de fabrication de Diarylamines"
La présente invention concerne la fabrication de diaryiamines a partir de monoarylamines correspondantes et plus particulièrement elle concerne un procédé perfec- tionné pour la production de diphénylamines.
La méthode usuelle pour préparer le diphénylamine est basée sur la condensation de deux molécules d'aniline avec séparation d'une molécule d'ammoniaque; la réaction étant effectuée à des températures élevées et ordinairement sous pression. La présence d'un catalyseur est nécessaire
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pour exécuter le procédé et on a utilisé des composés tels que l'hydrochlorure d'aniline, le ohlorure d'ammonium et d'autres halogénures qui libèrent un halogénure hydrogéné.
Bien que les procédés employant des catalyseurs de la tech- nique antérieure ait permis de produire le diphénylamine. l'emploi de ces catalyseurs entraînait certains désavantagée.
Les procédés industriels utilisaient des autoclaves en fer dans lesquels d'importantes corrosions se produisaient en raison de l'acidité des substances présentes, D'autres désavantages des procédés antérieurement utilités étaient l'impossibilité d'obtenir une conversion et des rendements satisfaisants et encore plus particulièrement la durée considérable de la réaction, ce qui immobilisait des équi- pements importants et réduisait la capacité de production.
Un objet de la présente invention réside en un procédé nouveau et perfectionné pour la production de diary- lamines et plus partioulièrement un procédé pour la fabrica- tion de diphénylamine.
Un autre objet de l'invention réside en un procède pour la fabrication de diphénylamine permettant une conversion accrue d'aniline en diphénylamine et par lequel la rapidité de la conversion est considérablement augmentée. Un objet additionnel réside dans l'emploi d'un nouveau catalyseur exceptionnellement efficace. D'autres objets seront décrits dans l'exposé détailla suivant.
La demanderesse a découvert que les différents objets mentionnés ci-dessus sont atteints et qu'un progrès sur les pratiques antérieures est obtenu lorsque l'on produit le diphénylamine en chauffant de l'aniline à des températures et sous des pressions élevées en présence d'un halogénure d'alu- minium comme catalyseur dans la proportion de 0,3 à 8,0% du poids de l'aniline utilisée.
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L'invention sera bien comprise en se référant aux exemples suivants de réalisation spécifique dec opéra- tions du prooédé de l'invention mais il doit bien être compris que ceux-ci ne sont aucunement limitatifs.
Exemple 1
On introduit 56,5 kg d'aniline et 1,0 kg de chlorure d'aluminium anhydre dans un autoclave d'eaviron 0,114 m3 (30 gallons) et le oontenu de l'autoclave est chauffé jusqu'à ce qu'une pression constante de 11 kg/cm2 (160 livres par pouce carre) ait été atteinte. Après avoir chauffe pendant 3 heures à la température de refluèrent (304 - 357 degrés oentigrades)la quantité de diphénylamine produite était de 30,6 kg correspondant à une conversion équivalente à 59,6% de la conversion théorique. Le cataly- seur utilisé correspondait à environ 2,8% du poids de l'ani- line intervenant dans la réaction.
L'efficacité du chlorure d'aluminium comme catalyseur apparaîtra lorsque l'on constate- ra qu'avec les meilleurs catalyseurs de la technique antérieure, une période de chauffage d'environ 24 heures aurait été néces- saire pour une conversion de l'importance de celle obtenue ici en 3 heures. Le débit pour un équipement donné sera grande- ment augmenté par l'emploi du présent procédé.
Un essai analogue avec le même équipement et dans les mêmes conditions exception faite de ce que la période de chauffage a été réduite à une heure et demie a permis d'obte- nir 16,7 kg de diphénylamine correspondant a une conversion de 32,6%
Exemple 2
Dans un autre essai utilisant la même quantité d'ani- line (56,6 kg), mais avec 0,950 kg de chlorure d'aluminium, o'est--dire 1,67% du poids d'aniline, les réactifs ont été
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ohauffés sous une pression constante de 11,4 par cm2 h une température de j04 à 335 degrés centigrades.
La quantité de diphénylamine produite dans une période de chauffage de 3 heures était de 24,8 kg correspondant h un taux de conver- sion de 47,9%.
Le procédé suivant la présente invention peut être exécuté à, des températures et à des pressions élevées.
Dans les réalisations spécifiques citées dans les exemples une pression de 11. 4 kg par cm2 a été utilisée avec une tempé- rature correspondant sensiblement X l'ébullition. Le mélange aniline-diphénylamine sera préférablement à la température d'ébullition, ou température de refluement, lorsqu'on opère suivant le procédé par fournées. et des pressions plus grandes que 7 kg par cm2 préférablement entre 7 kg par cm2 et 21 kg par cm2. seront ordinairement employées. Toutefois ces pres- sions ne sont pas limitatives et des pressions beaucoup plus élevées peuvent être utilisées.
Le chlorure d'aluminium, ainsi qu'il a été montré dans les exemples, est un catalyseur dont l'activité est excep- tionnelle. Bien que ce catalyseur permette d'effectuer les conversions de façon beaucoup plus efficace que ceux antérieu- rement employés, la rapidité de la conversion initiale est particulièrement frappante. Avec les catalyseurs de la tech- nique antérieure les périodes de chauffage pour les autoclaves étaient aux environs de 24 heures et dans ce temps des conver- sions aux environs de 45% étaient obtenues. Avec le chlorure d'aluminium tel que cité dans l'exemple 1, une conversion de 59,6% a été obtenue avec une période de chauffage de 3 heures seulement. Le chlorure ferreux s'est montré supérieur aux catalyseurs de la technique antérieure en ce qui concerne le taux initial de conversion.
Des essais comparatifs avec du chlorure ferreux et du chlorure d'aluminium, ont cependant montré que ce dernier était beaucoup plus actif que le chlorure
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ferreux à cet égard. Tandis qu'avec une concentration de catalyseurs de 1,67% de l'aniline une conversion de 38,5% a été obtenue en 5 heures avec du chlorure ferreux. la même conversion a été obtenue en 3 heures avec le chlorure d'alu- minium.
On se propose d'employer le chlorure d'aluminium ou auttes halogénures d'aluminium dans une proportion com- prise entre 0,3 et 8,0% du poids de l'aniline car des propor- tions plus élevées mettent en jeu la présence de quantités indésirables de goudron et de résidus inorganiques qui encras- sent les autoclaves et amènent des difficultés mécaniques.
Préférablement on emploie des quantités d'halogénures d'alu- minium comprises entre 0,3 et 3,0% de la quantité d'aniline employée. Bien que la demanderesse préfère utiliser ce sel comme seul catalyseur, celui-ci peut être présent si on le désire avec d'autres halogénures métalliques.
Le chlorure d'aluminium a été mentionna co me cata- lyseur préféré suivant la présente invention mais d'autres halogénures d'aluminium sont également très efficaces et sont compris dans la présente invention. Le bromure d'aluminium et l'iodure d'aluminium par exemple peuvent être employés, De plus, bien que l'invention ait été décrite particulière- ment dans le cas de la production de diphénylamine, elle est applicable avantageusement dans la préparation d'autres diary- lamines à partir de monoarylamines comme par exemple dans la fabrication de ditolylamines, dinaphthylamines, etc...
En raison du taux élevé de la réaction initiale lorsque des halogénures d'aluminium- sont employés comme cata- lyseurs dans la préparation du diphénylamine l'invention est particulièrement avantageuse dans le cas de fonctionnement en continu dans lequel la constante de temps des réactifs est grandement réduite. Des résultats particulièrement favora- bles sont obtenus en l'absence de r'er soluble dans la zone de réaction.
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Il doit être bien compris en conséquence, que des détails d'opération et les conditions de réaction peuvent changer dans de grandes limites sans sortir de la présente invention.
REVENDICATIONS
La présente invention concerne la fabrication de diarylamines à partir de monoarylamines correspondantes et elle comprend notamment, séparément ou en combinaison, les points suivants
1. Un procédé pour la production de diphénylamine par chauffage de l'aniline à une température élevée et sous une pression supérieure à la pression atmosphérique, le pro- cédé étant exécuté en présence d'un halogénure d'aluminium comme catalyseur.
2. L'halogénure d'aluminium est présent en une quantité de 0,3 à 8,0% du poids de l'aniline.
3. La réaction est faite sous une pression plus grande que 7 kg par cm2 et pouvant atteindre jusqu'à 21 kg par cm2.
40 Le catalyseur peut être un chlorure d'aluminium dans la proportion de 0,3 à 3,0% du poids de l'aniline.
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