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Title:
METHOD FOR HYDROGENATING ALIPHATIC ALPHA-, OMEGA-DINITRILES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/044982
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method for hydrogenating aliphatic alpha-, omega-dinitriles in the presence of a heterogeneous fixed-bed catalyst. The method is characterised in that the reaction mixture contains 2 $g(m)mol to 30 mmol Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba or Mn or mixtures thereof in the form of a basic salt, in relation to 10 mol of the aliphatic alpha-, omega-dinitrile used.

Inventors:
VOIT GUIDO (DE)
OHLBACH FRANK (DE)
LUYKEN HERMANN (DE)
MERGER MARTIN (DE)
REHFINGER ALWIN (DE)
FISCHER ROLF HARTMUTH (DE)
BASSLER PETER (DE)
ANSMANN ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP1999/001149
Publication Date:
September 10, 1999
Filing Date:
February 23, 1999
Export Citation:
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Assignee:
BASF AG (DE)
VOIT GUIDO (DE)
OHLBACH FRANK (DE)
LUYKEN HERMANN (DE)
MERGER MARTIN (DE)
REHFINGER ALWIN (DE)
FISCHER ROLF HARTMUTH (DE)
BASSLER PETER (DE)
ANSMANN ANDREAS (DE)
International Classes:
B01J23/02; B01J23/78; C07B61/00; C07C209/00; C07C209/48; C07C211/09; C07C211/12; C07C253/30; C07C255/24; (IPC1-7): C07C209/00
Domestic Patent References:
WO1993016034A11993-08-19
WO1998043941A11998-10-08
Foreign References:
US5512697A1996-04-30
DE19630788C11997-09-11
DE19614283A11997-10-16
Attorney, Agent or Firm:
BASF AKTIENGESELLSCHAFT (Ludwigshafen, DE)
BASF AKTIENGESELLSCHAFT (Ludwigshafen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Hydrierung von aliphatischen alpha, omegaDin trilen in Gegenwart eines heterogenen FestbettKatalysators, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsmischung 2 pmol bis 30 mmol Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba oder Mn oder deren Ge mische in Form eines basischen Salzes bezogen auf 10 mol ein gesetztes aliphatisches alpha, omegaDinitril enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von aliphatischen alpha, omegaAminonitrilen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von aliphatischen alpha, omegaDiaminen.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei man einen hete rogenen Katalysator, dessen aktive Komponente auf Eisen, Cobalt, Nickel, Rhodium oder Ruthenium oder deren Verbindungen oder deren Gemische basiert, einsetzt.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei man einen hete rogenen Katalysator, dessen aktive Komponente auf Eisen ba siert, einsetzt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, wobei der Katalysator ein Trägerkatalysator ist.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, wobei der Katalysator ein Vollkatalysator ist.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, wobei man als Dinitril Adipodinitril einsetzt unter Erhalt von 6Aminocapronitril.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, wobei man als Dinitril Adipodinitril einsetzt unter Erhalt von Hexamethylendiamin.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7 zur Herstellung einer Mischung enthaltend 6Aminocapronitril und Hexamethylendiamin ausgehend von Adipodinitril.
11. Verfahren nach Anspruch 10 zur gleichzeitigen Herstellung von 6Aminocapronitril und Hexamethylendiamin ausgehend von Adipodinitril durch (1) partielle Hydrierung von Adipodinitril gemäß einem Ver fahren nach den Ansprüchen 1 bis 4 unter Erhalt einer Mischung enthaltend 6Aminocapronitril, Hexamethylen diamin und Adipodinitril und (2) Abtrennung von 6Aminocapronitril und Hexamethylendiamin aus der Mischung.
Description:
Verfahren zur Hydrierung von aliphatischen alpha, omega-Dinitri- len Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrierung von aliphatischen alpha, omega-Dintrilen in Gegenwart eines hete- rogenen Festbett-Katalysators, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsmischung 2 pmol bis 30 mmol Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba oder Mn oder deren Gemische in Form eines basischen Salzes bezogen auf 10 mol eingesetztes aliphatisches alpha, omega-Dini- tril enthält.

Verfahren zur Herstellung von aliphatischen alpha, omega-Aminoni- trilen oder alpha, omega-Diaminen durch Hydrierung von aliphati- schen alpha, omega-Dintrilen in Gegenwart eines heterogenen Fest- bett-Katalysators sind allgemein bekannt.

Nachteilig bei diesen Verfahren ist die Entstehung größerer Men- gen an unerwünschten Nebenprodukten. So entsteht insbesondere Te- trahydrazepin (THA) der Formel (I) das von dem Produkt oder der Produktmischung nur schlecht ab- trennbar ist, bei der Hydrierung von Adipodinitril (ADN) zu einer Mischung aus 6-Aminocapronitril (ACN) und Hexamethylendiamin (HMD) in Mengen von mehr als 1000 ppm (bez. auf HMD).

Aus DE-A 44 46 894 ist bekannt bei der Hydrierung von ADN zu einer Mischung aus ACN und HMD an einem Ni-, Ru-, Rh oder Co-Ka- talysator insbesondere in Suspensionsfahrweise zur Erhöhung der ACN-Ausbeute der Reaktionsmischung Lithiumhydroxid zuzusetzen.

Aus WO-A 93/16034 ist bekannt, bei der Hydrierung von ADN zu einer Mischung aus ACN und HMD an einem Raney-Ni-Katalysator zur Erhöhung der ACN-Ausbeute in Suspensionsfahrweise der Reaktions- mischung Lithium-, Natrium-oder Kaliumhydroxid zuzusetzen.

Nachteiligerweise erhöht sich bei der Suspensionsfahrweise an Ra- ney-Katalysatoren die THA-Menge auf mehr als 1 Gew.-% (bez. auf HMD).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren Hydrierung von aliphatischen alpha, omega-Dintri-len in Gegenwart eines heterogenen Festbett-Katalysators bereitzustellen, das die genannten Nachteile nicht aufweist und die Herstellung von ali- phatischen alpha, omega-Aminonitrilen und/oder alpha, omega-Dia- minen auf technisch einfache und wirtschaftliche Weise ermög- licht.

Demgemäß wurde das eingangs definierte Verfahren gefunden.

Als Ausgangsstoffe im erfindungsgemäßen Verfahren werden alipha- tische alpha, omega-Dinitrile der allgemeinen Formel II NC- (CH2) n-CN II in der n eine ganze Zahl von 1 bis 10, insbesondere 2,3,4,5 und 6, bedeutet, eingesetzt. Besonders bevorzugte Verbindungen I sind Bernsteinsäuredinitril, Glutarsäuredinitril, Adipinsäuredi- nitril ("Adiponitril"), Pimelinsäuredinitril und Korksäuredi- nitril ("Suberonitril"), ganz besonders bevorzugt Adiponitril.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die vorstehend be- schriebenen Dinitrile II vorzugsweise in Gegenwart eines Lösungs- mittels unter Verwendung eines hetrogenen Festbett-Katalysators partiell zu alpha, omega-Aminonitrilen der allgemeinen Formel III NC- (CH2) n-CH2-NH2 III und/oder zu alpharomega-Diaminen der allgemeinen Formel IV H2N-CH2- (CH2) n-CH2-NH2 IV hydriert, wobei n die vorstehend genannte Bedeutung hat. Be- sonders bevorzugte Aminonitrile III sind solche, in denen n einen Wert von 2,3,4,5 oder 6 hat, insbesondere 4, d. h. 4-Amino- butansäurenitril, 5-Aminopentansäurenitril, 6-Aminohexansäure- nitril ("6-Aminocapronitril"), 7-Aminoheptansäurenitril und 8-Aminooctansäurenitril, ganz besonders bevorzugt 6-Aminocapro- nitril.

Besonders bevorzugte Diamine IV sind solche, in denen n einen Wert von 2,3,4,5 oder 6 hat, insbesondere 4, d. h. 1,4-Diamino- butan, 1,5-Diaminopentan, 1,6-Diaminohexan (HMD), 1,7-Diaminohep- tan und 1,8-Diaminooctan, ganz besonders bevorzugt HMD.

Ganz besonders bevorzugt ist die ebenfalls die gleichzeitige Her- stellung von ACN und HMD.

Man kann vorzugsweise die partielle Hydrierung diskontinuierlich oder kontinuierlich in einem Festbettreaktor in Riesel-oder Sumpffahrweise durchführen, wobei man üblicherweise eine Temperatur im Bereich von 20 bis 150, vorzugsweise von 30 bis 120°C und einen Druck in der Regel im Bereich von 2 bis 40, vor- zugsweise von 3 bis 30 MPa wählt. Vorteilhaft kann man die parti- elle Hydrierung in Gegenwart eines Lösungsmittels, bevorzugt Am- moniak, Amine, Diamine und Triamine mit 1 bis 6 C-Atomen wie Tri- methylamin, Triethylamin, Tripropylamin und Tributylamin oder Alkohol, bevorzugt Methanol und Ethanol, besonders bevorzugt Am- moniak durchführen. In einer bevorzugten Ausführungsform wählt man einen Gehalt an Ammoniak im Bereich von 0,5 bis 10, bevorzugt von 0,5 bis 6 g pro g Adipodinitril. Bevorzugt wählt man dabei eine Katalysatorbelastung im Bereich von 0,1 bis 2,0, vorzugs- weise von 0,3 bis 1,0 kg Adipodinitril/l*h. Auch hier kann man durch Veränderung der Verweilzeit den Umsatz und damit die Selektivität gezielt einstellen.

Im Falle von Aolipoolinitril als Dinitril kann das Molverhältnis von 6-Aminocapronitril zu Hexamethylendiamin, und damit das Mol- verhältnis von Caprolactam zu Hexamethylendiamin, durch den je- weils gewählten Adipodinitril-Umsatz gesteuert werden. Bevorzugt arbeitet man bei Adipodinitril-Umsätzen im Bereich von 10 bis 90, bevorzugt von 30 bis 80%, um hohe 6-Aminocapronitril- Selektivitäten zu erhalten.

In der Regel liegt die Summe aus 6-Aminocapronitril und Hexa- methylendiamin je nach Katalysator und Reaktionsbedingungen bei 98 bis 99%.

Erfindungsgemäß wird die Hydrierung derart durchgeführt, daß die Reaktionsmischung 2 pmol bis 30 mmol, vozugsweise 10 pmol bis 3 mmol, insbesondere 10 pmol bis 300 gmol Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba oder Mn oder deren Gemische, vorzugsweise Na, K oder Ca oder deren Gemische, insbesondere Ca, in Form eines basischen organi- schen, vorzugsweise anorganischen Salzes (V), wie Carbonats, vor- zusweise Oxids, insbesondere Hydroxids, oder Gemische solcher Salze bezogen auf 10 mol eingesetztes aliphatisches alpha, omega- Dinitril enthält.

Besonders bevorzugt ist dabei ein solches Salz (V), das in der Reaktionsmischung vollständig löslich ist.

Ein Salz (V) kann der Reaktionsmischung vor der Hydrierung gelöst vorzugsweise in mindestens einem der Bestandteile der Reaktions- mischung oder der Reaktionsmischung in fester Form zugegeben wer- den. Es ist auch möglich, dem Reaktionsgemisch während der Hy-

drierung ein Salz (V) zuzugeben, wobei die vorteilhafte Wirkung gegenüber einer Zugabe vor der Hydrierung geringer ausfällt.

Die Hydrierung kann man an sich nach einem der bekannten Verfah- ren durchführen, indem man im allgemeinen die Hydrierung in Gegenwart von Nickel-, Cobalt-, Eisen-oder Rhodium-haltigen Katalysatoren durchführt. Dabei können die Katalysatoren als Trägerkatalysatoren oder als Vollkatalysatoren verwendet werden.

Als Katalysatorträger kommen beispielsweise Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titandioxid, Magnesiumoxid, Aktivkohlen und Spi- nelle in Frage.

In einer bevorzugten Ausführungsform hydriert man das Dinitril bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck in Gegenwart eines Lö- sungsmittels und eines hetrogenen Festbett-Katalysators, indem man einen Katalysator verwendet, der (a) eine Verbindung auf der Basis eines Metalles, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Nickel, Cobalt, Eisen, Ruthenium und Rhodium, enthält und (b) von 0,01 bis 25, vorzugsweise von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf (a), eines Promotors auf der Basis eines Metalles, ausge- wählt aus der Gruppe, bestehend aus Palladium, Platin, Iridium, Osmium, Kupfer, Silber, Gold, Chrom, Molybdän, Wolf- ram, Mangan, Rhenium, Zink, Cadmium, Blei, Aluminium, Zinn, Phosphor, Arsen, Antimon, Bismut und Seltenerdmetalle, sowie (c) von 0 bis 5, vorzugsweise von 0,1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf (a), einer Verbindung auf der Basis eines Alkalimetalles oder eines Erdalkalimetalles, enthält, mit der Maßgabe, daß, wenn als Komponente (a) eine Verbindung auf der Basis von nur Ruthenium oder Rhodium oder Ruthenium und Rhodium oder Nickel und Rhodium gewählt wird, der Promotor (b) gewünschtenfalls entfallen kann, sowie mit der weiteren Maßgabe, daß, die Komponente (a) nicht auf der Basis von Eisen besteht, wenn die Komponente (b) Aluminium ist.

Bevorzugte Katalysatoren sind solche, in denen die Komponente (a) mindestens eine Verbindung auf der Basis eines Metalles, ausge- wählt aus der Gruppe aus Nickel, Cobalt und Eisen, in einer Menge im Bereich von 10 bis 95 Gew.-% sowie Ruthenium und/oder Rhodium in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Summe der Komponenten (a) bis (c), enthält,

die Komponente (b) mindestens einen Promotor auf der Basis eines Metalles, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silber, Kupfer, Mangan, Rhenium, Blei und Phosphor, in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf (a), enthält, und die Komponente (c) mindestens eine Verbindung auf der Basis der Alkalimetalle und Erdalkalimetalle, ausgewählt aus der Gruppe be- stehend aus Lithium, Natrium, Kalium, Cäsium, Magnesium und Calcium, in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 5 Gew.-% enthält.

Besonders bevorzugte Katalysatoren sind : Katalysator A, enthaltend 90 Gew.-% Cobaltoxid (CoO), 5 Gew.-% Manganoxid (Mn203), 3 Gew.-% Phosphorpentoxid und 2 Gew.-% Natriumoxid (Na20), Katalysator B, enthaltend 20 Gew.-% Cobaltoxid (CoO), 5 Gew.-% Manganoxid (Mn203), 0,3 Gew.-% Silberoxid (Ag2O), 70 Gew.-% Siliciumdioxid (Si02), 3,5 Gew.-% Aluminiumoxid (A1203), 0,4 Gew.-% Eisenoxid (Fe203), 0,4 Gew.-% Magnesiumoxid (MgO) sowie 0,4 Gew.-% Calciumoxid (CaO), und Katalysator C, enthaltend 20 Gew.-% Nickeloxid (NiO), 67,42 Gew.-% Siliciumdioxid (Si02), 3,7 Gew.-% Aluminiumoxid (Al203), 0,8 Gew.-% Eisenoxid (Fe203), 0,76 Gew.-% Magnesiumoxid (MgO), 1,92 Gew.-% Calciumoxid (CaO), 3,4 Gew.-% Natriumoxid (Na20) sowie 2,0 Gew.-% Kaliumoxid (K20).

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hydriert man das Dinitril bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck in Gegenwart eines Lösungsmittels und eines hetrogenen Festbett-Katalysators, (a) metallisches Cobalt, eine Cobalt-Verbindung oder deren Gemi- sche, wobei der Anteil an metallischem Cobalt bezogen auf (a) 20 bis 100 Gew.-% beträgt, (b) 10 bis 70 Gew.-% bezogen auf (a) metallisches Eisen, Eisen- oxid, eine weitere Eisenverbindung oder deren Gemische, wobei der Anteil an Eisenoxid bezogen auf (b) 20 bis 100 Gew.-% beträgt, (c) 0 bis 1 Gew.-% bezogen auf die Summe aus (a) und (b) eine Verbindung auf der Basis eines Alkalimetalls, Erdalkalime- talls oder Zink.

Bevorzugt sind solche Katalysatoren, deren Anteil in dem Kataly- sator-Vorläufer vor der Aktivierung mit Wassers-toff oder einer Gasmischung, die Wasserstoff und ein Inertgas wie Stickstoff ent- hält, an einer oder mehrerer Co-Verbindungen, berechnet als Co- balt-II-oxid, 10 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 70 Gew.-%, insbesondere 30 bis 60 Gew.-% beträgt.

Bevorzugt sind solche Katalysatoren, deren Anteil in dem Kataly- sator-Vorläufer vor der Aktivierung mit Wasserstoff oder einer Gasmischung, die Wasserstoff und ein Inertgas wie Stickstoff ent- hält, an einer oder mehrerer Fe-Verbindungen, berechnet als Ei- sen-III-oxid, 20 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 80 Gew.-%, insbesondere 40 bis 70 Gew.-% beträgt.

Bei diesen Katalysatoren kann es sich um Voll-oder Träger- katalysatoren handeln. Als Trägermaterialien kommen beispiels- weise poröse Oxide wie Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Alumo- silikate, Lanthanoxid, Titandioxid, Zirkondioxid, Magnesiumoxid, Zinkoxid und Zeolithe sowie Aktivkohle oder Mischungen davon in Betracht.

Die Herstellung erfolgt in der Regel derart, daß man einen oder mehrere Vorläufer der Komponente (a) zusammen mit Vorläufer der Komponente (b) und gewünschtenfalls mit einem oder mehrere Vor- läufer der Spurenkomponente (c) in Gegenwart oder Abwesenheit von Trägermaterialien (je nachdem welcher Katalysatortyp gewünscht ist) ausfällt, gewünschtenfalls den so erhaltenen Katalysatorvor- läufer zu Strängen oder Tabletten verarbeitet, trocknet und an- schließend calciniert. Trägerkatalysatoren sind im allgemeinen auch erhältlich, indem man den Träger mit einer Lösung der Kompo- nenten (a), (b) und gewünschtenfalls (c) tränkt, wobei man die einzelnen Komponenten gleichzeitig oder nacheinander zugeben kann, oder indem man die Komponenten (a), (b) und gewünschten- falls (c) auf den Träger nach an sich bekannten Methoden auf- sprüht.

Als Vorläufer der Komponenten (a) und (b) kommen in der Regel gut wasserlösliche Salze der zuvor genannten Metalle wie Nitrate, Chloride, Acetate, Formiate und Sulfate in Betracht, vorzugsweise Nitrate.

Als Vorläufer der Komponente (c) kommen in der Regel gut wasser- lösliche Salze der Alkalimetalle oder Erdalkalimetalle, wie Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium, Magnesium oder Calcium, oder Zink sowie deren Gemische, wie Hydroxide,

Carbonate, Nitrate, Chloride, Acetate, Formiate und Sulfate in Betracht, vorzugsweise Carbonate und Hydroxide.

Die Fällung erfolgt im allgemeinen aus wäßrigen Lösungen, wahl- weise durch Zugabe von Fällungsreagenzien, durch Änderung des pH- Wertes oder durch Änderung der Temperatur.

Als Fällungsreagenzien können beispielsweise Ammoniumcarbonat oder Hydroxide oder Karbonate der Alkalimetalle eingesetzt wer- den. Werden Alkalimetall-Verbindungen Reagenzien eingesetzt, so empfiehlt es sich, die Niederschläge beispielsweise durch Auswa- schen mit Wasser von anhaftenden Alkalimetall-Verbindungen zu be- freien. Dies kann direkt nach der Abtrennung des Niederschlags von der Mutterlauge oder nach einem Trocknungs-und Calzinier- schritt durchgeführt werden. Die Trocknung kann in an sich be- kannter Weise, vorzugsweise in Sprühtürmen durchgeführt, wobei man den Niederschlag in der Regel in einer Flüssigkeit, vorteil- haft Wasser, aufschlämmt. Üblicherweise trocknet man die so erhaltene Katalysatormasse im allgemeinen bei Temperaturen im Be- reich von 80 bis 150 OC, vorzugsweise von 80 bis 120°C vor.

Das Calcinieren nimmt man üblicherweise bei Temperaturen im Be- reich von 150 bis 500°C, wobei in Einzelfällen auch Temperaturen von bis zu 1 000°C in Betracht kommen können, vorzugsweise 200 bis 450°C in einem Gasstrom aus Luft oder Stickstoff in hierfür geei- gneten Apparaturen wie Horden-oder Drehrohröfen vor.

Das Pulver kann, insbesondere für den Fall, daß die Katalysator- masse in einem Festbett verwendet werden soll, zu Formkörpern, wie Strängen oder Tabletten in an sich bekannter Weise verarbei- tet werden.

Bei der Herstellung von Strängen können Hilfsmittel wie anorgani- sche Säuren, organische Säuren oder Basen wie Ammoniak zugegeben werden, wobei die Hilfsmittel Cobalt oder Eisenverbindungen ent- halten können. Nach dem Verstrangen kann man die Stränge bei Tem- peraturen unter 200°C trocknen und bei Temperaturen im Bereich von 150 bis 500°C, wobei in Einzelfällen auch Temperaturen von bis zu 1000°C in Betracht kommen können, vorzugsweise 200 bis 450°C in einem Gasstrom aus Luft oder Stickstoff in hierfür geeigneten Ap- paraturen wie Horden-oder Drehrohröfen calcinieren.

Bei der Herstellung von Tabletten können organische oder anorga- nische Hilfsmittel wie Stearate, Graphit oder Talkum zugegeben werden.

Nach dem Calcinieren setzt man die Katalysatormasse einer redu- zierenden Atmosphäre aus (,'Aktivierung"), indem sie beispiels- weise bei einer Temperatur im Bereich von 150 bis 300°C, vorzugs- weise von 200 bis 280°C 2 bis 96 Stunden einer Wasserstoff-Atmosp- häre oder einer Gasmischung, enthaltend Wasserstoff und ein Inertgas wie Stickstoff, aussetzt. Die Katalysatorbelastung be- trägt hierbei 200 bis 2000 1 pro 1 Katalysator und pro Stunde.

Vorteilhaft führt man die Aktivierung des Katalysators direkt im Synthese-Reaktor durch, da hierdurch üblicherweise ein ansonsten erforderlicher Zwischenschritt, nämlich die Passivierung der Oberfläche bei üblicherweise Temperaturen im Bereich von 20 bis 80, vorzugsweise von 25 bis 35°C mittels Sauerstoff-Stickstoff-Mi- schungen wie Luft, wegfällt. Die Aktivierung passivierter Katalysatoren nimmt man dann bevorzugt im Synthese-Reaktor bei einer Temperatur im Bereich von 150 bis 300, vorzugsweise von 200 bis 280°C in einer Wasserstoff-haltigen Atmosphäre vor.

Die Katalysatoren enthalten (a) metallisches Cobalt, eine Cobalt-Verbindung oder deren Gemi- sche, wobei der Anteil an metallischem Cobalt, bezogen auf (a) 20 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 90 Gew.-%, ins- besondere 40 bis 70 Gew.-% beträgt, (b) 10 bis 70 Gew.-% bezogen auf (a) metallisches Eisen, Eisen- oxid eine weitere Eisenverbindung oder deren Gemische, wobei der Anteil an Eisenoxid, bezogen auf (b) 20 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 80 Gew.-%, insbesondere 30 bis 70 Gew.-% beträgt und (c) 0 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus (a) und (b) eine Verbindung auf der Basis eines Alkalimetalls, Erdalkalime- talls oder Zink.

Die Katalysatoren können als Festbettkatalysatoren in Sumpf-oder Rieselfahrweise eingesetzt werden.

Besonders bevorzugte Katalysatoren sind solche, die a) eine Verbindung auf der Basis von Eisen wie Eisenoxid enthal- ten und

b) von 0 bis 5 Gew.-% bezogen auf (a) eines Promotors auf der Basis eines Elementes oder 2,3,4 oder 5 Elementen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Silizium, Zirkonium, Vanadium und Titan sowie c) von 0 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 3 Gew.-%, ins- besondere 0,1 bis 0,5 Gew.-% bezogen auf (a) einer Verbindung auf der Basis eines Alkali-oder Erdalkalimetalles, vorzugs- weise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium, Magnesium und Calcium.

Bei den bevorzugt einsetzbaren Katalysatoren kann es sich um Voll-oder Trägerkatalysatoren handeln. Als Trägermaterialien kommen beispielsweise poröse Oxide wie Aluminiumoxid, Silicium- dioxid, Alumosilikate, Lanthanoxid, Titandioxid, Zirkondioxid, Magnesiumoxid, Zinkoxid und Zeolithe sowie Aktivkohle oder Mischungen davon in Betracht.

Die Herstellung erfolgt in der Regel derart, daß man Vorläufer der Komponenten (a) zusammen mit Vorläufern der Promotoren (Komponenten (b) und gewünschtenfalls mit Vorläufern der Spuren- komponenten (c) in Gegenwart oder Abwesenheit von Träger- materialien (je nachdem welcher Katalysatortyp gewünscht ist) ausfällt, gewünschtenfalls den so erhaltenen Katalysatorvorläufer zu Strängen oder Tabletten verarbeitet, trocknet und anschließend calciniert. Trägerkatalysatoren sind im allgemeinen auch erhält- lich, indem man den Träger mit einer Lösung der Komponenten (a), (b) und gewünschtenfalls (c) tränkt, wobei man die einzelnen Komponenten gleichzeitig oder nacheinander zugeben kann, oder in- dem man die Komponenten (a), (b) und gewünschtenfalls (c) auf den Träger nach an sich bekannten Methoden aufsprüht.

Als Vorläufer der Komponenten (a) kommen in der Regel gut wasser- lösliche Salze der zuvor genannten Metalle wie Nitrate, Chloride, Acetate, Formiate und Sulfate in Betracht, vorzugsweise Nitrate.

Als Vorläufer der Komponenten (b) kommen in der Regel gut wasser- lösliche Salze oder Komplexsalze der zuvor genannten Metalle wie Nitrate, Chloride, Acetate, Formiate und Sulfate sowie ins- besondere Hexachloroplatinat in Betracht, vorzugsweise Nitrate und Hexachloroplatinat.

Als Vorläufer der Komponenten (c) kommen in der Regel gut wasser- lösliche Salze der zuvor genannten Alkalimetalle und Erdalkali- metalle wie Hydroxide, Carbonate, Nitrate, Chloride, Acetate,

Formiate und Sulfate in Betracht, vorzugsweise Hydroxide und Carbonate.

Die Fällung erfolgt im allgemeinen aus wäßrigen Lösungen, wahl- weise durch Zugabe von Fällungsreagenzien, durch Änderung des pH-Wertes oder durch Änderung der Temperatur.

Üblicherweise trocknet man die so erhaltene Katalysatorvormasse im allgemeinen bei Temperaturen im Bereich von 80 bis 150, vor- zugsweise von 80 bis 120°C vor.

Das Calcinieren nimmt man üblicherweise bei Temperaturen im Be- reich von 150 bis 500, vorzugsweise von 200 bis 450°C in einem Gasstrom aus Luft oder Stickstoff vor.

Nach dem Calcinieren setzt man die erhaltene Katalysatormasse im allgemeinen einer reduzierenden Atmosphäre aus ("Aktivierung"), beispielsweise indem man sie bei einer Temperatur im Bereich von 80 bis 250, vorzugsweise von 80 bis 180°C bei Katalysatoren auf der Basis von Ruthenium oder Rhodium als Komponente (a), oder im Bereich von 200 bis 500, vorzugsweise von 250 bis 400°C bei Katalysatoren auf der Basis eines der Metalle ausgewählt aus der Gruppe aus Nickel, Cobalt und Eisen als Komponente (a) 2 bis 24 h einer Wasserstoff-Atmosphäre oder einer Gasmischung, enthaltend Wasserstoff und ein Inertgas wie Stickstoff, aussetzt. Die Katalysatorbelastung beträgt hierbei bevorzugt 200 1 pro 1 Kata- lysator.

Vorteilhaft führt man die Aktivierung des Katalysators direkt im Synthese-Reaktor durch, da hierdurch üblicherweise ein ansonsten erforderlicher Zwischenschritt, nämlich die Passivierung der Oberfläche bei üblicherweise Temperaturen im Bereich von 20 bis 80, vorzugsweise von 25 bis 35°C mittels Sauerstoff-Stickstoff-Mi- schungen wie Luft, wegfällt. Die Aktivierung passivierter Katalysatoren nimmt man dann bevorzugt im Synthese-Reaktor bei einer Temperatur im Bereich von 180 bis 500, vorzugsweise von 200 bis 350°C in einer Wasserstoff-haltigen Atmosphäre vor.

Die Katalysatoren können als Festbettkatalysatoren in Sumpf-oder Rieselfahrweise eingesetzt werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man alpha, omega- Aminonitrile und/oder alpha, omega Diamine in in guten Selektivitäten und mit nur geringen Mengen an unerwünschten Ne- benprodukten. Alpha, omega-Aminonitrile und alpha, omega Diamine sind wichtige Ausgangsverbindungen zur Herstellung von cyclischen

Lactamen, insbesondere 6-Aminocapronitril für Caprolactam und HMD.

Beispiele a) Katalysatorherstellung Die Katalysatoren wurden hergestellt durch 6-stündiges Tempern eines Magnetiterzes bei 1500°C unter Stickstoff. Das verwendete Magnetiterz hatte folgende Zusammensetzung : 72 Gew.-% Fe 0,07 Gew.-% Al 0,03 Gew.-% Ca 0,04 Gew.-% Mg 0,11 Gew.-% Si 0,01 Gew.-% Ti Rest Sauerstoff Der abgekühlte Schmelzblock wurde im Backenbrecher zerkleinert und eine Siebfraktion der Teilchengröße 3-6 mm ausgesiebt. Der oxidische Katalysator wurde im Wasserstoff/Stickstoff-Strom bei 450°C 72 h reduziert und anschließend in einem Stickstoff/Luft- Strom (24 h mit 1 Vol.-% Luft in Stickstoff) bei unter 45°C passi- viert. b) Hydrierung Vergleichsbeispiel Ein Rohrreaktor (Länge 180 cm, Durchmesser 30 mm) wurde mit 740 ml (1816 g) der nach (a) hergestellten Katalysator-Masse befüllt und bei 150 bar im Wasserstoff-Strom (500 Nl/h) reduziert. Dabei wurde die Temperatur innerhalb von 24 h von 30°C auf 340°C angeho- ben und anschließend 72 h bei 340°C gehalten.

Nach Absenken der Temperatur wurde dem Reaktor bei 250 bar ein Gemisch aus 400 ml/h ADN, 770 g/h Ammoniak und 500 Nl/h Wasser- stoff zugeführt. Bei 100°C betrug der ADN-Umsatz 70%, doie ACN- Selektivität betrug 60% und die Gesamtselektivität von ACN und HMD lag bei 99%.

Der THA-Gehalt bezogen auf HMD im Hydrieraustrag lag bei 1200 ppm.

Beispiel 1 Es wurde wie im Vergleichsbeispiel verfahren mit der Ausnahme, daß dem ADN 9,62 pmol CaO bezogen auf 10 mol ADN zugesetzt wur- den.

Der THA-Gehalt bezogen auf HMD im Hydrieraustrag lag bei 400 ppm.

Beispiel 2 Es wurde wie im Vergleichsbeispiel verfahren mit der Ausnahme, daß dem ADN 72,9 pmol Ca (OH) 2 bezogen auf 10 mol ADN zugesetzt wurden.

Der THA-Gehalt bezogen auf HMD im Hydrieraustrag lag bei 300 ppm.