DE954241C

DE954241C - Verfahren zur Herstellung von Iso- bzw. Terephthalsaeuredinitril

Info

Publication number: DE954241C
Application number: DEF15583A
Authority: DE
Inventors: Dr Adolf Kersting
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1954-08-28
Filing date: 1954-08-28
Publication date: 1956-12-13

Description

Verfahren zur Herstellung von Iso- bzw. Terephthalsäuredinitril Es ist bekannt, aromatische Dinitrile, z. B.
Terephthalsäuredinitril, durch Umsetzung von dialkylsubstituierten Benzolen mit Ammoniak-Luft-Gemischen in der Gasphase bei Temperaturen zwischen 350 und 6000, insbesondere zwischen etwa 400 und 5000, unter Verwendung von zur Maleinsäureanhydridherstellung geeigneten Katalysatoren, nämlich vanadium-, molybdän- und phosphorhaltigen Katalysatoren, herzustellen. Bei dem bekannten Verfahren hat man auf je eine Alkylgruppe des Ausgangsstoffes etwa 1 Mol Ammoniak, in der Regel I,5 Mol, bzw. auf 1 Mol des Ausgangsstoffes etwa 2 Mol, in der Regel 3 Mol, Ammoniak- verwendet, wobei das Volumenverhältnis von Ammoniak zu Luft etwa 1 : 20 bis etwa 1 : 50 betrug. Dabei wurden zwischen etwa 65 und 95 0/o des Ausgangskohlenwasserstoffes umgesetzt, wovon die Ausbeuten an Nitrilen aber nur etwa 30 und 60010 betrugen und diese Nitrilausbeuten nur zu etwa 20 bis 33 O/o aus Dinitrilen bestanden.
Es wurde nun gefunden, daß man bei einem Umsatz von über 50°/o des Ausgangsmaterials nahezu reines Iso- bzw. Terephthalsäuredinitril erhalten kann, wenn man I, 3- bzw. I, 4-Dialkylbenzole mit Ammoniak-Luft-Gemischen in an sich bekannter Weise umsetzt, jedoch mit der Maßgabe, daß man auf I Mol des Kohlenwasserstoffes mindestens 10 Mol Ammoniak verwendet und daß das - Volumenverhältnis von Ammoniak zu Luft etwa 1 7 bis etwa I: I6 beträgt.
Besonders günstige Ergebnisse erzielt man unter Verwendung eines Katalysators, der aus folgenden Teilen hergestellt worden ist: 21 Teile Vanadinpentoxyd, 50 Teile Oxalsäure, 21 Teile Ammonchlorid, 77 Teile Ammonmolybdat, g20 Teile Titandioxyd.
Bei einem Molverhältnis von z. B. p-Xylol zu Ammoniak von etwa I: IO werden etwa 50°/o p-Xylol, bei einem Molverhältnis von etwa 1 : 20 etwa 700/0 p-Xylol zu Terephthalsäuredinitril umgesetzt, das weniger als'20/o Verunreinigungen enthält. Mit p-Cymol erhält man in entsprechender Weise ebenfalls Terephthalsäuredinitril, mit m-Xylol entsprechend Isophthalsäuredinitril.
Aus der USA.-Patentschrift 2 499 055 ist zwar bekannt, zur Herstellung von Terephthal- und Isophthalsäuredinitril aus den entsprechenden dialkylsubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoffen überschüssiges Ammoniak, d. h. mehr als 1 Mol Ammoniak je zu bildende Nitrilgruppe, und zwar im Falle von p-Xylol vorzugsweise 4 Mol oder mehr und im Falle von p-Cymol vorzugsweise 6 Mol oder mehr Ammoniak je Mol Kohlenwasserstoff, zu verwenden. Es wird aber davor gewarnt, mehr als die erwähnten Mengen anzuwenden, da sonst die Bildung von Ammoniumcarbonat und -carbamat und damit die Schwierigkeit der Gewinnung der Nitrite erhöht wird. tSberraschenderweise werden nun aber die Ausbeuten an Iso-bzw. Terephthalsäuredinitril erheblich verbessert, ohne daß störendes Ammoniumcarbonat oder -carbamat auftritt, wenn man entgegen der Vorschrift jener USA.-Patentschrift erfindungsgemäß auf 1 Mol Kohlenwasserstoff mindestens etwa IO Mol Ammoniak verwendet und wenn das Molverhältnis von Ammoniak zu Luft etwa 1 : 7 bis 1 : 16 beträgt.
Beispiel I Über 2 1 eines aus den oben angegebenen Teilen hergestellten Katalysators werden bei 3800 stündlich 34 g p-Xylol, I600 1 Luft und I35 1 Ammoniakgas geleitet. Durch Abkühlen der Reaktionsgase erhält man 9I g farbloses Terephthalsäuredinitril (= 71,20/oder Theorie), das nur Spuren von p-Toluylsäurenitril enthält und durch einfaches Destillieren unter Atmosphärendruck gereinigt werden kann (Schmelzpunkt 224 bis 2250). Die Reaktionsgase enthalten etwa o,2 Volumprozent Kohlendioxyd.
Beispiel 2 Mit dem gleichen Katalysator werden bei einer Belastung mit 40 g p-Xylol, I600 1 Luft und 130 1 Ammoniakgas in der Stunde bei 3900 67 0/o Terephthalsäuredinitril erhalten.
Beispiel 3 Unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 erhält man aus m-Xylol 66 0/o Isophthalsäuredinitril, das weniger als 20/0 m-Toluylsäurenitril enthält.
Beispiel 4 Bei Einsatz äquimolarer Mengen p-Cymol werden bei gleichen Bedingungen 550io Terephthalsäuredinitril erhalten. Der Kohlensäuregehalt liegt bei etwa o,g bis I,I Volumprozent.
Bei dem Verfahren der obenerwähnten USA.-Patentschrift 2 499 055 werden demgegenüber gemäß Beispiel 3 aus p- bzw. m-Xylol nur etwa 260/0 der Theorie Terephthal- bzw. Isophthalsäuredinitril neben etwa 220/o der Theorie p-Toluylsäurenitril und aus p-Cymol nur etwa 200/0 der Theorie Terephthalsäuredinitril neben etwa 250/0 p-Toluylsäurenitril erhalten.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Iso- bzw.

Terephthalsäuredinitril durch Umsetzung von I, 3- bzw. I, 4-Dialkylbenzolen mit Ammoniak-Luft-Gemischen in der Gasphase bei Temperaturen zwischen etwa 350 und 6000 und insbesondere bei etwa 400 bis 5000 unter Verwendung von zur Maleinsäureanhydridherstellung geeigneten Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß man auf -I Mol Kohlenwasserstoff mindestens etwa IO Mol Ammoniak verwendet und daß das Volumenverhältnis von Ammoniak zu Luft etwa 1 : 7 bis etwa 1 : 16 beträgt.