WO2004096745A1

WO2004096745A1 - Method for producing cyclopentanone

Info

Publication number: WO2004096745A1
Application number: PCT/EP2004/004537
Authority: WO
Inventors: Joaquim H. Teles; Beatrice RÖßLER
Original assignee: Basf Aktiengesellschaft
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2004-04-29
Publication date: 2004-11-11
Also published as: DE10319489A1

Abstract

The invention relates to a method for producing cyclopentanone comprising at least the following steps (i) to (iii): (i) preparing a mixture G(i) containing cyclopentanone; ii) preparing gaseous N2O or a gas mixture G(ii) containing at least 20 % by volume N2O with regard to the total volume of the mixture G(ii), and; (iii) bringing mixture G(i) into contact with the gaseous N2O or with mixture G(ii) whereby obtaining a mixture G(iii) containing cyclopentanone. The inventive method is characterized in that mixture G(i) contains at least 25 % by weight and no more than 95 % by weight cyclopentanone with regard to the total weight of mixture G(i).

Description

Ver ahren sur Herstellung VOM Cyclopentanon Process for the manufacture of cyclopentanone

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nerfahren zur Herstellung von Cyclopentanon, ausgehend von einem Gemisch, das Cyclopenten zu höchstens 95 Gew.-% enthält. Neben Cyclopenten kann das Gemisch weitere Lösungsmittel enthalten, wobei beispielsweise weitere Kohlenwasserstoffe als Gemischbestandteile bevorzugt sind. Erfindungsgemäß wird dabei Cyclopentanon durch Umsetzung mit N₂O erhalten, wobei entweder reines N₂O oder ein Gasgemisch, das N₂O enthält, eingesetzt wird. Weiter betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung spezieller, großtechnisch erhaltener und Cyclopenten enthaltender Gemische, beispielsweise bevorzugt Kohlenwasserstoffgemische, zur Herstellung von Cyclopentanon, wobei insbesondere zur Umsetzung ein ebenfalls großtechnisch anfallendes und N₂O enthaltendes Gasgemisch eingesetzt wird.The present invention relates to a ner process for the preparation of cyclopentanone, starting from a mixture which contains cyclopentene at a maximum of 95% by weight. In addition to cyclopentene, the mixture can contain further solvents, for example further hydrocarbons being preferred as mixture constituents. According to the invention, cyclopentanone is obtained by reaction with N ₂ O, using either pure N ₂ O or a gas mixture containing N ₂ O. The present invention further relates to the use of special mixtures obtained on an industrial scale and containing cyclopentene, for example preferably hydrocarbon mixtures, for the production of cyclopentanone, a gas mixture which is likewise obtained on an industrial scale and containing N ₂ O being used in particular for the reaction.

Cyclopentanon wird großtechnisch derzeit im Wesentlichen ausschließlich durch katalytische Zyklisierung von Adipinsäure bei hoher Temperatur hergestellt. Diese Reaktion liefert zwar eine gute Ausbeute an Cyclopentanon, doch gehen ungefähr 42 % der eingesetzten Adipinsäure in Form von Kohlendioxid und Wasser verloren. Diese niedrige Atomeffizienz belastet unter anderem die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. Zwar ist die Herstellung auch ausgehend von Adipinsäureester möglich, doch ist die Atomeffizienz in diesem Fall noch geringer.Cyclopentanone is currently produced on an industrial scale essentially exclusively by catalytic cyclization of adipic acid at high temperature. Although this reaction gives a good yield of cyclopentanone, approximately 42% of the adipic acid used is lost in the form of carbon dioxide and water. This low atomic efficiency affects, among other things, the economics of the process. Although it can also be produced from adipic acid ester, the atomic efficiency is even lower in this case.

In der Literatur wird als Alternative im Labormaßstab die Oxidation von Cyclopenten mit N₂O angeboten. So offenbart die GB 649,680 die Umsetzung von Alkenen wie beispielsweise Cyclohexen oder Cyclopenten mit N₂O. Allerdings ist in den Beispielen dieser Schrift die Umsetzung von Cyclopenten mit N₂O explizit nicht beschrieben. Andere, in den Beispielen mit N₂O umgesetzte und nicht substituierte Olefme werden entweder als reine Verbindungen oder zusammen mit dem Lösungsmittel Dimethylanilin eingesetzt.In the literature, the oxidation of cyclopentene with N ₂ O is offered as an alternative on a laboratory scale. For example, GB 649,680 discloses the reaction of alkenes such as, for example, cyclohexene or cyclopentene with N ₂ O. However, the reaction of cyclopentene with N ₂ O is not explicitly described in the examples in this document. Other, in the examples reacted with N ₂ O and unsubstituted olefins are used either as pure compounds or together with the solvent dimethylaniline.

Die zur GB 649,680 äquivalente US 2,636,898 offenbart in den Beispielen ebensowenig die Umsetzung von Cyclopenten mit N₂O. Auch in diesen Beispielen werden die nicht substituierten Olefine ausschließlich in reiner Form ohne Zusatz eines Lösungsmittels mit N₂O umgesetzt.US Pat. No. 2,636,898 equivalent to GB 649,680 does not disclose in the examples the reaction of cyclopentene with N ₂ O either substituted olefins only in pure form without the addition of a solvent with N ₂ O.

F. S. Bridson- Jones et al. beschreiben in J. Chem. Soc, S. 2999-3008 (1951) die Umsetzung von Olefinen mit N₂O, wobei beispielsweise Cyclohexen zu Cyclohexanon umgesetzt wird. Auch in diesem Fall wird das Cyclohexen als solches ohne Zugabe beispielsweise eines zusätzlichen Lösungsmittels eingesetzt. Ebenso sind beispielsweise die Umsetzung von Ethylen, Acenaphthylen und Methylencyclobutan beschrieben, wobei entweder Cyclohexan oder Decalin als Lösungsmittel eingesetzt wird.FS Bridson-Jones et al. describe in J. Chem. Soc, p. 2999-3008 (1951) the reaction of olefins with N ₂ O, for example cyclohexene being converted to cyclohexanone. In this case too, the cyclohexene is used as such without the addition of an additional solvent, for example. The reaction of ethylene, acenaphthylene and methylene cyclobutane is also described, for example, using either cyclohexane or decalin as the solvent.

Auch K. A. Dubkov et al., React. Kinet. Catal. Lett., Vol. 77, No. 1, S. 197-205 (2002) beschreiben die Umsetzung von reinem, 99 %igem Cyclopenten mit reinem N₂O (pure, medical grade). Wie bereits in allen anderen zitierten Schriften wird bei der Umsetzung kein Lösungsmittel eingesetzt. Ebenso ist bei der Umsetzung neben Cyclopenten kein weiterer Kohlenwasserstoff anwesend.KA Dubkov et al., React. Kinet. Catal. Lett., Vol. 77, No. 1, pp. 197-205 (2002) describe the implementation of pure, 99% cyclopentene with pure N ₂ O (pure, medical grade). As in all other documents cited, no solvent is used in the reaction. In addition to cyclopentene, no other hydrocarbon is present in the reaction.

Die Verwendung von reinen Edukten, wie in den oben zitierten wissenschaftlichen Arbeiten beschrieben, mag zwar für die Aufklärung von Reaktionsmechanismen von großem Wert sein, ist aber in der Praxis mit einigen Nachteilen verbunden. So ist beispielsweise Cyclopenten in der oben beschriebenen hohen Reinheit nur mit sehr hohem technischen Aufwand zu erhalten. In technischen Prozessen, in denen Cyclopenten in den erforderlichen großtechnischen Mengen anfällt, liegt dieses in Gemischen mit anderen Kohlenwasserstoffen wie beispielsweise Cyclopentan vor. Bedingt durch die ähnlichen Siedepunkte ist die Auftrennung über beispielsweise destillative Methoden mit einem erheblichen Aufwand verbunden.The use of pure starting materials, as described in the scientific work cited above, may be of great value for the elucidation of reaction mechanisms, but is associated with some disadvantages in practice. For example, cyclopentene in the high purity described above can only be obtained with very high technical outlay. In industrial processes in which cyclopentene is obtained in the required industrial quantities, this is present in mixtures with other hydrocarbons such as cyclopentane. Due to the similar boiling points, the separation using, for example, distillative methods is associated with considerable effort.

Eine der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben war es daher, ein Verfahren bereitzustellen, das es erlaubt, bei der Cyclopentanon-Herstellung als Edukt Cyclopenten, das in einem Gemisch vorliegt, das höchstens 95 Gew.-% Cyclopenten aufweist, einzusetzen, wie es beispielsweise in großtechnischen Verfahren anfällt.One of the objects on which the present invention is based was therefore to provide a process which allows cyclopentanone to be used as starting material in cyclopentanone production, which is present in a mixture which has at most 95% by weight of cyclopentene, such as, for example in large-scale processes.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Cyclopentanon, mindestens umfassend folgende Schritte (i) bis (iii):Accordingly, the present invention relates to a process for the preparation of cyclopentanone, comprising at least the following steps (i) to (iii):

(i) Bereitstellen eines Cyclopenten enthaltenden Gemisches G(i);(i) providing a cyclopentene-containing mixture G (i);

(ii) Bereitstellen von gasförmigem N₂O oder eines Gasgemisches G(ii), enthaltend mindestens 20 Vol.-% N₂O, bezogen auf das Gesamtvolumen des Gemisches G(ii); (iii) Inkontaktbringen des Gemisches G(i) mit dem gasförmigen N₂O oder mit dem(ii) providing gaseous N ₂ O or a gas mixture G (ii) containing at least 20% by volume of N ₂ O, based on the total volume of the mixture G (ii); (iii) contacting the mixture G (i) with the gaseous N ₂ O or with the

Gemisch G(ii) unter Erhalt eines Gemisches G(iii), enthaltend Cyclopentanon, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gemisch G(i) mindestens 25 Gew.-% und höchstens 95 Gew.-% Cyclopenten, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches G(i), enthält.Mixture G (ii) to obtain a mixture G (iii) containing cyclopentanone, which is characterized in that the mixture G (i) at least 25% by weight and at most 95% by weight of cyclopentene, based on the total weight of the mixture G (i).

Grundsätzlich kann das Gemisch G(i) zusätzlich zu Cyclopenten jede weitere Verbindung enthalten. Geeignet sind unter anderem auch Verbindungen, die bei dem Inkontaktbringen gemäß (iii) ebenfalls mit N₂O reagieren können. Bevorzugt sind hierbei solche Verbindungen, die zwar prinzipiell mit N₂O reagieren können, bei den gemäß (iii) gewählten Reaktionsbedingungen jedoch gegenüber N₂O inert sind. Der Begriff „inert", wie er im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, bezeichnet Verbindungen, die bei den gemäß (iii) gewählten Reaktionsbedingungen mit N₂O entweder nicht reagieren oder im Vergleich zur Reaktion von Cyclopenten mit N₂O derart eingeschränkt reagieren, dass ihr Umsetzungsprodukt mit N₂O im aus (iii) resultierenden Gemisch zu höchstens 15 Gew.-%, bevorzugt zu höchstens 10 Gew.-% und besonders bevorzugt zu höchstens 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der aus (iii) resultierenden Mischung, enthalten ist.In principle, the mixture G (i) can contain any further compound in addition to cyclopentene. Also suitable are, inter alia, compounds which can also react with N ₂ O when brought into contact according to (iii). Preferred compounds are those which, in principle, can react with N ₂ O, but are inert towards N ₂ O under the reaction conditions chosen according to (iii). The term “inert”, as used in the context of the present invention, denotes compounds which either do not react with N ₂ O under the reaction conditions chosen according to (iii) or react in such a restricted manner in comparison with the reaction of cyclopentene with N ₂ O, that their reaction product with N ₂ O in the mixture resulting from (iii) is at most 15% by weight, preferably at most 10% by weight and particularly preferably at most 5% by weight, in each case based on the total weight of the from (iii ) resulting mixture is included.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gemisch G(i) zusätzlich zu Cyclopenten mindestens eine beim Inkontaktbringen gemäß (iii) gegenüber N₂O inerte Verbindung enthält.Accordingly, the present invention also relates to a process as described above, which is characterized in that the mixture G (i) contains, in addition to cyclopentene, at least one compound which is inert to N ₂ O when brought into contact according to (iii).

Als inerte Verbindungen sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Alkane wie beispielsweise Hexan, Octan, Decan, Dodecan oder Toluol oder Benzol oder Alkylbenzole wie beispielsweise Toluol, Xylole, Ethylbenzol oder Ether wie beispielsweise Methyl-tert- Butylether, Tetrahydrofuran, Diethylether oder Ester wie beispielsweise Methylacetat, Ethylacetat, Methylbenzoat oder Nitrile wie beispielsweise Acetonitril, Benzonitril oder Alkohole wie beispielsweise Butanol, 2-Ethylhexanol, Ethanol oder Phenole wie beispielsweise Phenol, Kresole oder Amine wie beispielsweise Anilin, Triethylamin, N,N- Dimethylanilin oder Gemische aus zwei oder mehr der genannten Verbindungen oder zwei oder mehr Verbindungen der genannten Klassen geeignet.Inert compounds in the context of the present invention are alkanes such as hexane, octane, decane, dodecane or toluene or benzene or alkylbenzenes such as toluene, xylenes, ethylbenzene or ethers such as methyl tert-butyl ether, tetrahydrofuran, diethyl ether or esters such as methyl acetate , Ethyl acetate, methylbenzoate or nitriles such as acetonitrile, benzonitrile or alcohols such as butanol, 2-ethylhexanol, ethanol or phenols such as phenol, cresols or amines such as aniline, triethylamine, N, N-dimethylaniline or mixtures of two or more of the above Compounds or two or more compounds of the classes mentioned are suitable.

Ganz besonders bevorzugt sind solche Verbindungen, die bei den gemäß (iii) gewählten Reaktionsbedingungen mit N O nicht reagieren. Im Rahmen einer diesbezüglich bevorzugten Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Eduktgemisch G(i) ein Gemisch eingesetzt, das aus Spaltung und Partialhydrierung von Dicyclopentadien in Anwesenheit eines Lösungsmittels gewonnen wird und Cyclopenten enthält, wobei das Lösungsmittel aus den oben genannten inerten Verbindungen ausgewählt wird. Bevorzugt wird hierbei zur Partialhydrierung ein 2:1- Gemisch aus Dicyclopentadien und Toluol eingesetzt. Dieses Verfahren ist beispielsweise in der JP 2000053597 A beschrieben, die diesbezüglich durch Bezugnahme in den Kontext der vorliegenden Anmeldung vollumfänglich einbezogen wird. Gemäß der JP 200053597 wird Cyclopentadien durch Thermolyse von Dicyclopentadien in Anwesenheit eines aromatischen Kohlenwasserstoffs, bevorzugt Toluol, erhalten, wobei die Umsetzungsrate 98% beträgt. Das erhaltene Gas wird in ein Edelstahlreaktionsrohr geleitet, das mit Palladium/Aluminiumoxid-Katalysator gefüllt ist. Das Gas am Auslass des Reaktionsrohres wird mit einem Kühler kondensiert.Those compounds which do not react with NO under the reaction conditions chosen according to (iii) are very particularly preferred. In a preferred embodiment of the process according to the invention in this regard, a mixture is used as the starting material mixture G (i) which is obtained from the cleavage and partial hydrogenation of dicyclopentadiene in the presence of a solvent and contains cyclopentene, the solvent being selected from the above-mentioned inert compounds. A 2: 1 mixture of dicyclopentadiene and toluene is preferably used for the partial hydrogenation. This method is described, for example, in JP 2000053597 A, which is incorporated in its entirety by reference in the context of the present application. According to JP 200053597, cyclopentadiene is obtained by thermolysis of dicyclopentadiene in the presence of an aromatic hydrocarbon, preferably toluene, the conversion rate being 98%. The gas obtained is passed into a stainless steel reaction tube which is filled with palladium / aluminum oxide catalyst. The gas at the outlet of the reaction tube is condensed with a cooler.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht das Gemisch G(i) zu mindestens 99 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches G(i), aus Kohlenwasserstoffen. Neben den Kohlenwasserstoffen kann demgemäß das Gemisch G(i) noch zu höchstens 1 Gew.-% mindestens eine weitere Verbindung enthalten, wobei unter anderem mindestens eine der oben genannten, von Kohlenwasserstoffen verschiedene, inerten bevorzugten Verbindungen zu höchstens 1 Gew.-% enthalten sein kann. Auch andere Verbindungen können zu höchstens 1 Gew.-% unter der Maßgabe enthalten sein, dass sie die Umsetzung von Cyclopenten gemäß (iii) nicht stören.According to a further preferred embodiment of the process according to the invention, the mixture G (i) consists of at least 99% by weight, based on the total weight of the mixture G (i), of hydrocarbons. In addition to the hydrocarbons, the mixture G (i) may accordingly also contain at most 1% by weight of at least one further compound, at least one of the abovementioned, preferred compounds which are different from hydrocarbons being present, at most, at most 1% by weight can. Other compounds may also be present at a maximum of 1% by weight, provided that they do not interfere with the reaction of cyclopentene according to (iii).

Der Begriff "Kohlenwasserstoffgemisch", wie er im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, bezeichnet ein Gemisch aus Verbindungen, von denen jede ein nicht substituierter Kohlenwasserstoff ist und daher nur aus den Atomen C und H besteht. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzten Kohlenwasserstoffgemische enthalten dabei zu höchstens 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des jeweiligen Gemisches G(i), weitere Verbindungen. Weiter bevorzugt enthält das Gemisch zu höchstens 0,5 Gew.- %, weiter bevorzugt zu höchstens 0,1 Gew.-%, weiter bevorzugt zu höchstens 0,01 Gew.- % und ganz besonders bevorzugt zu höchstens 0,001 Gew.-% weitere Verbindungen. Insbesondere bevorzugt sind Gemische G(i), die im Rahmen der Messgenauigkeit der jeweils eingesetzten Untersuchungsmethoden keine weiteren Verbindungen enthalten.The term "hydrocarbon mixture" as used in the context of the present invention denotes a mixture of compounds, each of which is an unsubstituted hydrocarbon and therefore consists only of the atoms C and H. The hydrocarbon mixtures used in the context of the present invention contain at most 1% by weight, based on the total weight of the respective mixture G (i), of further compounds. More preferably the mixture contains at most 0.5% by weight, more preferably at most 0.1% by weight, more preferably at most 0.01% by weight and very particularly preferably at most 0.001% by weight more Links. Mixtures G (i) which contain no further compounds within the scope of the measurement accuracy of the examination methods used in each case are particularly preferred.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gemisch G(i) bei den gemäß (iii) gewählten Reaktionsbedingungen flüssig. Unter anderem bevorzugt sind hierbei Gemische G(i), die bei Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck flüssig sind. Hierbei sind etwa Gemische zu nennen, von denen jede enthaltene Verbindung bei Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck flüssig ist. Ebenso sind Gemische denkbar, die bei Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck flüssig sind und dabei mindestens eine Verbindung enthalten, die beispielsweise bei Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck fest oder gasförmig ist, bei Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck in dem Gemisch G(i) jedoch gelöst vorliegt.According to a preferred embodiment, the mixture G (i) is liquid under the reaction conditions chosen according to (iii). Mixtures are preferred among others G (i), which are liquid at ambient temperature and pressure. Mixtures are to be mentioned here, of which each compound contained is liquid at ambient temperature and pressure. Mixtures are also conceivable which are liquid at ambient temperature and pressure and contain at least one compound which, for example, is solid or gaseous at ambient temperature and pressure, but is present in solution in mixture G (i) at ambient temperature and pressure.

Im Rahmen einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Gemisch G(i) eingesetzt, das zu mindestens 99 Gew.-% aus C₅- Kohlenwasserstoffen und Kohlenwasserstoffen mit mehr als 5 Kohlenstoffatomen besteht. Neben Cyclopenten können demgemäß mindestens ein weiterer Cs-Kohlenwasserstoff oder mindestens ein Kohlenwasserstoff mit mehr als 5 Kohlenstoffatomen oder ein Gemisch aus mindestens einem weiteren Cs-Kohlenwasserstoff und mindestens einem Kohlenwasserstoff mit mehr als 5 Kohlenstoffatomen in G(i) enthalten sein.In a likewise preferred embodiment of the process according to the invention, a mixture G (i) is used which consists of at least 99% by weight of C ₅ hydrocarbons and hydrocarbons with more than 5 carbon atoms. In addition to cyclopentene, at least one further Cs hydrocarbon or at least one hydrocarbon with more than 5 carbon atoms or a mixture of at least one further Cs hydrocarbon and at least one hydrocarbon with more than 5 carbon atoms can accordingly be present in G (i).

Demgemäß beschreibt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gemisch G(i) mindestens 99 Gew.- % Cs-Kohlenwasserstoffe und Kohlenwasserstoffe mit mehr als 5 Kohlenstoffatomen enthält.Accordingly, the present invention also describes a process as described above, which is characterized in that the mixture G (i) contains at least 99% by weight of Cs hydrocarbons and hydrocarbons having more than 5 carbon atoms.

Als unter anderem besonders bevorzugte Kohlenwasserstoffe mit mehr als 5 Kohlenstoffatomen werden die entsprechenden, bereits oben im Rahmen der inerten Verbindungen genannten Kohlenwasserstoffe eingesetzt.The corresponding hydrocarbons already mentioned above in the context of the inert compounds are used as, among other things, particularly preferred hydrocarbons having more than 5 carbon atoms.

Wie bereits oben erwähnt, werden als Eduktgemische G(i) bevorzugt solche Gemische eingesetzt, wie sie in großtechnischen Verfahren anfallen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind hierbei Gemische bevorzugt, die zu mindestens 95 Gew.-%, weiter bevorzugt zu mindestens 97 Gew.-% und besonders bevorzugt zu mindestens 99 Gew.-% aus C₅-, C₆~ und C₇-Kohlenwasserstoffen bestehen.As already mentioned above, the starting mixtures G (i) used are preferably those mixtures which are obtained in industrial processes. For the purposes of the present invention, preference is given to mixtures which comprise at least 95% by weight, more preferably at least 97% by weight and particularly preferably at least 99% by weight of C ₅ -, C ₆ ~ and C ₇ - Hydrocarbons exist.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gemisch G(i) zu mindestens 99 Gew.-% C₅- und C₆- oder C₅- und C - oder C₅- und C₆- und C₇-Kohlenwasserstoffe enthält.Accordingly, the present invention also relates to a process as described above, which is characterized in that the mixture G (i) to at least 99% by weight of C ₅ - and C ₆ - or C ₅ - and C - or C ₅ - and contains C ₆ and C ₇ hydrocarbons.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann dabei das Gemisch G(i) neben Cyclopenten entweder mindestens einen weiteren Cs-Kohlenwasserstoff oder mindestens einen C₆- Kohlenwasserstoff oder mindestens einen C -Kohlenwasserstoff oder ein Gemisch aus mindestens einem weiteren Cs-Kohlenwasserstoff und mindestens einem C₆- Kohlenwasserstoff oder ein Gemisch aus mindestens einem weiteren Cs-Kohlenwasserstoff und mindestens einem C -Kohlenwasserstoff oder ein Gemisch aus mindestens einem weiteren Cs-Kohlenwasserstoff und mindestens einem Cg-Kohlenwasserstoff und mindestens einem C₇-Kohlenwasserstoff enthalten.In the context of the present invention, in addition to cyclopentene, the mixture G (i) can contain either at least one further C ₅ hydrocarbon or at least one C ₆ Hydrocarbon or at least one C hydrocarbon or a mixture of at least one further Cs hydrocarbon and at least one C ₆ hydrocarbon or a mixture of at least one further Cs hydrocarbon and at least one C hydrocarbon or a mixture of at least one further Cs hydrocarbon and contain at least one Cg hydrocarbon and at least one C ₇ hydrocarbon.

Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Eduktgemisch G(i) ein Kohlenwasserstoffgemisch eingesetzt, das aus einem Steamcracker oder einer Raffinerie gewonnen wird und Cyclopenten enthält. Ii diesem Zusammenhang sind beispielsweise Cs-Schnitte aus Steamcracker-Anlagen bevorzugt, die im Wesentlichen nur C₅- und C₆-Kohlenwasserstoffe enthalten. Kohlenwasserstoffe mit mehr als 6 Kohlenstoffatomen sind in den großtechnisch anfallenden Cs-Schnitten nicht enthalten, die neben Cyclopenten beispielsweise 2-Buten, Isopentan, 1-Penten, 2- Methylbuten- 1, trans-2-Penten, n-Pentan, cis-2-Penten, 2-Methylbuten-2, Cyclopentan, 2,2-Dimethylbutan, 2-Methylpentan, 3-Methylpentan, n-Hexan und Benzol umfassen. Im Allgemeinen enthält ein Cs-Schnitt aus einer Steamcracker-Anlage Cyclopenten im Bereich von 5 bis 60 Gew.-% und bevorzugt im Bereich von 20 bis 50 Gew.-%.In a preferred embodiment of the process according to the invention, a hydrocarbon mixture which is obtained from a steam cracker or a refinery and contains cyclopentene is used as the starting material mixture G (i). In this connection, for example, Cs cuts from steam cracker plants are preferred which essentially only contain C ₅ and C ₆ hydrocarbons. Hydrocarbons with more than 6 carbon atoms are not included in the large-scale Cs cuts, which in addition to cyclopentene, for example 2-butene, isopentane, 1-pentene, 2-methylbutene-1, trans-2-pentene, n-pentane, cis-2 -Pentene, 2-methylbutene-2, cyclopentane, 2,2-dimethylbutane, 2-methylpentane, 3-methylpentane, n-hexane and benzene. In general, a Cs cut from a steam cracker plant contains cyclopentene in the range from 5 to 60% by weight and preferably in the range from 20 to 50% by weight.

Daher beschreibt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gemisch G(i) zu mindestens 99 Gew.-% ein Gemisch aus C₅- und C₆-Kohlenwasserstoffen enthält.The present invention therefore also describes a process as described above, which is characterized in that the mixture G (i) contains at least 99% by weight of a mixture of C ₅ and C ₆ hydrocarbons.

Erfindungsgemäß kann dieses Gemisch aus im wesentlichen C₅- und C₆- Kohlenwasserstoffen, das bevorzugt als Cs-Schnitt aus einer Steamcracker-Anlage gewonnen wird, als solches eingesetzt werden. Bevorzugt wird das Gemisch aus im wesentlichen C₅- und C₆-Kohlenwasserstoffen vor der erfindungsgemäßen Umsetzung gemäß Schritt (iii) einer Reinigung unterzogen, bei der wiederum bevorzugt im Vergleich zu Cyclopenten leichter siedende Verbindungen abgetrennt werden. Während hierbei sämtliche denkbaren Methoden einsetzbar sind, ist die destillative Auftrennung des Gemisches bevorzugt.According to the invention, this mixture of essentially C ₅ and C ₆ hydrocarbons, which is preferably obtained as a Cs cut from a steam cracker plant, can be used as such. The mixture of essentially C ₅ - and C ₆ -hydrocarbons is preferably subjected to a purification before the reaction according to the invention in step (iii), in which, in comparison to cyclopentene, lower-boiling compounds are in turn preferably separated off. While all conceivable methods can be used here, the distillative separation of the mixture is preferred.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden hierbei bevorzugt Gemische G(i) erhalten, die zu höchstens 10 Gew.-% C5- und/oder Cg-Kohlenwasserstoffe enthalten, die leichter sieden als Cyclopenten. Sollte im zu reinigenden Gemisch G(i) gegebenenfalls zusätzlich mindestens ein C₄-Kohlenwasserstoff enthalten sein, so werden durch die bevorzugt eingesetzte Destillation bevorzugt Gemische G(i) erhalten, die zu höchstens 10 Gew.-% C₄- und/oder C5- und/oder C_ö-Kohlenwasserstoffe enthalten, die leichter sieden als Cyclopenten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden hierbei besonders bevorzugt Gemische G(i) erhalten, die zu höchstens 5 Gew.-%, weiter bevorzugt zu höchstens 3 Gew.-% und besonders bevorzugt zu höchstens 2 Gew.-% C₅- und/oder C₆- Kohlenwasserstoffe enthalten, die leichter sieden als Cyclopenten. Sollte im zu reinigenden Gemisch G(i) gegebenenfalls zusätzlich mindestens ein C -Kohlenwasserstoff enthalten sein, so werden durch die bevorzugt eingesetzte Destillation bevorzugt Gemische G(i) erhalten, die zu höchstens 5 Gew.-%, weiter bevorzugt zu höchstens 3 Gew.-% und besonders bevorzugt zu höchstens 2 Gew.-% C₄~ und/oder C5- und/oder C_ö-Kohlenwasser- Stoffe enthalten, die leichter sieden als Cyclopenten.In the context of the present invention, mixtures G (i) are preferably obtained which contain at most 10% by weight of C5 and / or Cg hydrocarbons which boil more easily than cyclopentene. If the mixture G (i) to be purified may also contain at least one C ₄ hydrocarbon, the preferred distillation preferably gives mixtures G (i) which comprise at most 10% by weight C ₄ - and / or C5 and / or C _ö hydrocarbons that boil more easily than cyclopentene. Within the scope of the present invention, mixtures G (i) are particularly preferably obtained which contain at most 5% by weight, more preferably at most 3% by weight and particularly preferably at most 2% by weight of C ₅ - and / or C ₆ - contain hydrocarbons that boil more easily than cyclopentene. If the mixture to be purified G (i) may also contain at least one C hydrocarbon, the preferred distillation preferably gives mixtures G (i) which comprise at most 5% by weight, more preferably at most 3% by weight. -% and particularly preferably up to 2 wt .-% C ₄ ~ and / or C5 and / or C _ö hydrocarbons that boil more easily than cyclopentene.

Demgemäß beschreibt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gemisch G(i) mindestens 99 Gew.- %, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches G(i), an C₅- und C₆- Kohlenwasserstoffen und höchstens 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches G(i), an im Vergleich zu Cyclopenten leichter siedenden Kohlenwasserstoffen enthält.Accordingly, the present invention also describes a process as described above, which is characterized in that the mixture G (i) at least 99% by weight, based on the total weight of the mixture G (i), of C ₅ - and C ₆ - Contains hydrocarbons and at most 2% by weight, based on the total weight of the mixture G (i), of hydrocarbons which have a lower boiling point than cyclopentene.

Im Rahmen einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Gemisch G(i) eingesetzt, das zu mindestens 99 Gew.-% aus C5- und C₇-Kohlenwasserstoffen besteht. Neben Cyclopenten können demgemäß mindestens ein weiterer Cs-Kohlenwasserstoff oder mindestens ein C -Kohlenwasserstoff oder ein Gemisch aus mindestens einem weiteren Cs-Kohlenwasserstoff und mindestens einem C₇- Kohlenwasserstoff in G(i) enthalten sein.In the context of a likewise preferred embodiment of the inventive method, a mixture G (i) is used which consists ₇ hydrocarbons at least 99 wt .-% of C5 and C. In addition to cyclopentene, at least one further Cs hydrocarbon or at least one C hydrocarbon or a mixture of at least one further Cs hydrocarbon and at least one C ₇ hydrocarbon can accordingly be present in G (i).

Demgemäß beschreibt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gemisch G(i) mindestens 99 Gew.- % C₅- und C₇-Kohlenwasserstoffe enthält.Accordingly, the present invention also describes a process as described above, which is characterized in that the mixture G (i) contains at least 99% by weight of C ₅ and C ₇ hydrocarbons.

Als C₇-Kohlenwasserstoff sei beispielsweise besonders bevorzugt Toluol genannt.As C ₇ hydrocarbon, for example, toluene is particularly preferred.

Im Rahmen einer diesbezüglich bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Eduktgemisch G(i) ein Kohlenwasserstoffgemisch eingesetzt, das aus Spaltung und Partialhydrierung von Dicyclopentadien in Anwesenheit von Toluol als Lösungsmittel gewonnen wird und Cyclopenten enthält. Bevorzugt wird hierbei zur Partialhydrierung ein 2:1-Gemisch aus Dicyclopentadien und Toluol eingesetzt. Dieses Verfahren ist beispielsweise in der JP 2000053597 A beschrieben, die diesbezüglich durch Bezugnahme in den Kontext der vorliegenden Anmeldung vollumfänglich einbezogen wird.In a preferred embodiment of the process according to the invention in this regard, a starting material mixture G (i) is a hydrocarbon mixture which is obtained from cleavage and partial hydrogenation of dicyclopentadiene in the presence of toluene as solvent and contains cyclopentene. A 2: 1 mixture of dicyclopentadiene and toluene is preferably used for the partial hydrogenation. This method is described for example in JP 2000053597 A, which in this regard by Reference is fully incorporated in the context of the present application.

Die derart erhaltenen Gemische enthalten im allgemeinen Cyclopenten in einem Bereich von 25 bis 75 Gew.-%, bevorzugt in einem Bereich von 35 bis 65 Gew.-% und besonders bevorzugt in einem Bereich von 40 bis 60 Gew.-%. Neben Cyclopenten enthalten die Reaktionsgemische hauptsächlich Cyclopentan und Toluol. Im allgemeinen besteht das aus Spaltung und Partialhydrierung eines Gemisches aus Dicyclopentadien und Toluol gewonnene Gemisch, das als Gemisch G(i) im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden kann, zu mindestens 99 Gew.-% aus Cyclopenten, Toluol und Cyclopentan.The mixtures obtained in this way generally contain cyclopentene in a range from 25 to 75% by weight, preferably in a range from 35 to 65% by weight and particularly preferably in a range from 40 to 60% by weight. In addition to cyclopentene, the reaction mixtures mainly contain cyclopentane and toluene. In general, the mixture obtained from cleavage and partial hydrogenation of a mixture of dicyclopentadiene and toluene, which can be used as mixture G (i) in the process according to the invention, comprises at least 99% by weight of cyclopentene, toluene and cyclopentane.

Das gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform erhaltene Gemisch, das zu mindestens 99 Gew.-% aus Cyclopenten, Toluol und Cyclopentan besteht, kann als solches eingesetzt werden.The mixture obtained according to this preferred embodiment, which consists of at least 99% by weight of cyclopentene, toluene and cyclopentane, can be used as such.

Gemäß einer weiter bevorzugten Ausfuhrungsform wird das aus der Spaltung und Partialhydrierung eines Gemisches aus Dicyclopentadien und Toluol gewonnene Gemisch vor dem Einsatz als Gemisch G(i) im erfindungsgemäßen Verfahren mindestens einer destillativen Trennung unterzogen, in dem ein Leichtsiedergemisch erhalten wird, das Cyclopenten im allgemeinen im Bereich von 60 bis 95 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 70 bis 90 Gew.-% und besonders bevorzugt im Bereich von 75 bis 85 Gew.-% enthält. Weiter enthält dieses Leichtsiedergemisch Toluol im allgemeinen im Bereich von höchstens 20 Gew.-%, bevorzugt von höchstens 10 Gew.-% und besonders bevorzugt von höchstens 5 Gew.-%, und Cyclopentan im allgemeinen im Bereich von 5 bis 25 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 7 bis 22 Gew.-% und besonders bevorzugt im Bereich von 10 bis 20 Gew.-%. Dieses Leichtsiedergemisch wird dann im erfindungsgemäßen Verfahren als Gemisch G(i) eingesetzt.According to a further preferred embodiment, the mixture obtained from the cleavage and partial hydrogenation of a mixture of dicyclopentadiene and toluene is subjected to at least one distillative separation in the process according to the invention before use as mixture G (i), in which a low boilers mixture is obtained, the cyclopentene in general Contains range of 60 to 95 wt .-%, preferably in the range of 70 to 90 wt .-% and particularly preferably in the range of 75 to 85 wt .-%. Furthermore, this low boiling mixture contains toluene generally in the range of at most 20% by weight, preferably at most 10% by weight and particularly preferably at most 5% by weight, and cyclopentane in general in the range from 5 to 25% by weight , preferably in the range from 7 to 22% by weight and particularly preferably in the range from 10 to 20% by weight. This low boiler mixture is then used in the process according to the invention as mixture G (i).

Weiter bevorzugt enthält das im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte Gemisch G(i) Cyclopenten in einem Bereich von 30 bis 90 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 40 bis 90 Gew.-%, weiter besonders bevorzugt in einem Bereich von 45 bis 90 Gew.-% und insbesondere bevorzugt in einem Bereich von 50 bis 85 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches G(i).The mixture G (i) used in the process according to the invention further preferably contains cyclopentene in a range from 30 to 90% by weight, particularly preferably in a range from 40 to 90% by weight, further particularly preferably in a range from 45 up to 90% by weight and particularly preferably in a range from 50 to 85% by weight, in each case based on the total weight of the mixture G (i).

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung daher auch die Verwendung eines cyclopentenhaltigen Kohlenwasserstoffgemisches als Edukt zur Herstellung von Cyclopentanon, dadurch gekennzeichnet, dass das cyclopentenhaltige Kohlenwasserstoffgemisch entweder der Cs-Schnitt einer Steamcracker-Anlage oder das aus der Partialhydrierung von Cyclopentadien erhaltene und Cyclopenten enthaltende Gemisch oder ein Gemisch des Cs-Schnittes einer Steamcracker-Anlage und dem aus der Partialhydrierung von Cyclopentadien erhaltenen und Cyclopenten enthaltenden Gemisch ist.In particular, the present invention therefore also relates to the use of a cyclopentene-containing hydrocarbon mixture as a starting material for the production of Cyclopentanone, characterized in that the cyclopentene-containing hydrocarbon mixture either the Cs cut of a steam cracker plant or the mixture obtained from the partial hydrogenation of cyclopentadiene and containing cyclopentene or a mixture of the Cs cut of a steam cracker plant and that obtained from the partial hydrogenation of cyclopentadiene and Mixture containing cyclopentene.

Erfindungsgemäß wird zur Umsetzung gemäß Schritt (iii) ein zu mindestens 20 Vol.-% N₂O enthaltendes Gasgemisch G(ii) eingesetzt, wobei im allgemeinen auch reines N₂O eingesetzt werden kann.According to the invention, a gas mixture G (ii) containing at least 20% by volume of N ₂ O is used for the reaction in step (iii), it also generally being possible to use pure N ₂ O.

Der Begriff „Gasgemisch", wie er im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, bezeichnet ein Gemisch aus zwei oder mehr Verbindungen, die sich bei Umgebungsdruck und Umgebungstemperatur im gasförmigen Zustand befinden.The term “gas mixture” as used in the context of the present invention denotes a mixture of two or more compounds which are in the gaseous state at ambient pressure and ambient temperature.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein mindestens 20 Vol.-% N₂O enthaltendes Gasgemisch G(ii) eingesetzt, wobei wiederum bevorzugt Gemische G(ii) mit einem N₂O-Gehalt im Bereich von 20 bis 95 Vol.-%, weiter bevorzugt im Bereich von 30 bis 90 Vol.-%, weiter bevorzugt im Bereich von 40 bis 85 Vol.-% und insbesondere bevorzugt im Bereich von 50 bis 80 Vol.-% eingesetzt werden.According to a preferred embodiment, a gas mixture G (ii) containing at least 20% by volume of N ₂ O is used, mixtures G (ii) with an N ₂ O content in the range from 20 to 95% by volume again being preferred preferably in the range from 30 to 90% by volume, more preferably in the range from 40 to 85% by volume and particularly preferably in the range from 50 to 80% by volume.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gemisch G(ii) höchstens 90 Vol.-% N₂O enthält.Accordingly, the present invention also relates to a process as described above, which is characterized in that the mixture G (ii) contains at most 90% by volume of N ₂ O.

Wird ein Gasgemisch G(ii) eingesetzt, so kann dieses neben N₂O noch mindestens ein weiteres Gas enthalten. Hierbei sind im Wesentlichen sämtliche Gase denkbar, solange gewährleistet ist, dass die Umsetzung von Cyclopenten mit N₂O gemäß Schritt (iii) möglich ist. Insbesondere sind demzufolge Gemische G(ii) bevorzugt, die neben N₂O mindestens ein Inertgas enthalten. Der Begriff „Inertgas", wie er im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, bezeichnet ein Gas, das sich hinsichtlich der Umsetzung von N₂O mit Cyclopenten inert verhält. Als Inertgase sind beispielsweise Stickstoff, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Argon, Methan, Ethan und Propan zu nennen.If a gas mixture G (ii) is used, it can contain at least one further gas in addition to N ₂ O. Essentially, all gases are conceivable here, as long as it is ensured that the reaction of cyclopentene with N ₂ O in step (iii) is possible. Accordingly, particular preference is given to mixtures G (ii) which, in addition to N ₂ O, contain at least one inert gas. The term “inert gas” as used in the context of the present invention denotes a gas which is inert with regard to the reaction of N ₂ O with cyclopentene. Examples of inert gases are nitrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, argon, methane, ethane and To call propane.

Ebenso können im Gemisch G(ii) auch Gase enthalten sein, die sich bei der Umsetzung von N₂O mit Cyclopenten nicht als Inertgase verhalten. Als solche Gase sind unter anderem NO_x oder beispielsweise Sauerstoff zu nennen. Der Begriff „NO_x", wie er imMixtures G (ii) may also contain gases which do not behave as inert gases in the reaction of N ₂ O with cyclopentene. Such gases include NO _x or, for example, oxygen. The term "NO _x " as used in

Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden wird, bezeichnet sämtliche Verbindungen N_aOb außer N₂O. Statt dem Begriff „NO_x" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch der Begriff „Stickoxide" verwendet. In einem solchen Fall ist es bevorzugt, solche Gemische G(ii) einzusetzen, deren Gehalt an diesen Gasen höchstens 0,5 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches G(ii), beträgt.Is understood within the scope of the present invention denotes all connections N _a whether except N ₂ O. Instead of the term “NO _x ”, the term “nitrogen oxides” is also used in the context of the present invention. In such a case, it is preferred to use mixtures G (ii) whose content of these gases is at most 0.5% by volume, based on the total weight of the mixture G (ii).

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Gemisch G(ii) höchstens 0,5 Vol-% Sauerstoff oder höchstens 0,5 Vol-% Stickoxide oder höchstens sowohl 0,5 Vol-% Sauerstoff als auch 0,5 Vol-% Stickoxide, jeweils bezogen auf das Gesamtvolumen des Gemisches G(ii), enthält. Ein Wert von beispielsweise 0,5 Vol.-% bezeichnet hierbei einen Gesamtgehalt aller möglichen Stickoxide außer N₂O von 0,5 Vol.-%.Accordingly, the present invention also relates to a process as described above, which is characterized in that the mixture G (ii) at most 0.5% by volume of oxygen or at most 0.5% by volume of nitrogen oxides or at most both 0.5% by volume % Oxygen and 0.5 vol% nitrogen oxides, each based on the total volume of the mixture G (ii). A value of, for example, 0.5% by volume denotes a total content of all possible nitrogen oxides other than N ₂ O of 0.5% by volume.

Die Zusammensetzung der Gasgemische G(ii) wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung gaschromatographisch bestimmt.The composition of the gas mixtures G (ii) is determined by gas chromatography in the context of the present invention.

Insbesondere ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, Gasgemische G(ii) einzusetzen, die aus großtechnischen Verfahren erhalten werden. Sollten demgemäß diese Gemische G(ii) mehr als 0,5 Vol.-% Sauerstoff oder Stickoxide enthalten, so können diese zwar im Allgemeinen im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden. Bevorzugt werden diese Gemische G(ii), wie auch solche Gemische G(ii) ähnlicher Zusammensetzung, die nicht aus großtechnischen Verfahren erhalten werden, vor dem Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren mindestens einem Reinigungsschritt unterworfen, in dem der Gehalt an Sauerstoff und/oder Stickoxiden auf höchstens 0,5 Vol.- % eingestellt wird.In particular, it is possible within the scope of the present invention to use gas mixtures G (ii) which are obtained from industrial processes. Accordingly, if these mixtures G (ii) contain more than 0.5% by volume of oxygen or nitrogen oxides, they can generally be used in the process according to the invention. These mixtures G (ii), as well as those mixtures G (ii) of similar composition, which are not obtained from industrial processes, are preferably subjected to at least one cleaning step in which the content of oxygen and / or nitrogen oxides is present before use in the process according to the invention a maximum of 0.5% by volume is set.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als Gasgemisch G(ii) mindestens ein N₂O enthaltendes Abgas eines chemischen Verfahrens eingesetzt.According to a preferred embodiment of the present invention, at least one exhaust gas containing N ₂ O from a chemical process is used as gas mixture G (ii).

Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform wird als Gasgemisch G(ii) der Abgasstrom einer Adipinsäureanlage eingesetzt, bei der durch Oxidation von Cyclohexanol/Cyclohexanon-Gemischen mit Salpetersäure pro Mol gebildeter Adipinsäure im Allgemeinen 0,8 bis 1,0 mol N₂O gebildet werden. Wie beispielsweise in A. Uriate et al., Stud. Surf. Sei. Catal. 130, S. 743-748 (2000) beschrieben, enthalten die Abgase von Adipinsäureanlagen jedoch in unterschiedlichen Konzentrationen noch weitere Bestandteile wie unter anderem Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Stickoxide, Wasser und flüchtige organische Verbindungen. Wie bereits oben beschrieben, kann ein solcher Abgasstrom einer Adipinsäureanlage direkt in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden. Bevorzugt wird der Abgasstrom gereinigt. Dazu sind beispielsweise sämtliche Verfahren denkbar, die es ermöglichen, den Gehalt des Abgasstroms an Sauerstoff und/oder Stickoxiden auf jeweils höchstens 0,5 Vol.-% einzustellen. In der oben zitierten Schrift von A. Uriate et al. werden verschiedene Möglichkeiten offenbart, wie ein solcher Abgasstrom zur Verwendung bei der katalytischen Benzolhydroxylierung gereinigt werden kann. Es werden Absorptionsverfahren wie beispielsweise Druckwechselabsorption, Membrantrennverfahren, Tieftemperaturdestillation oder eine Kombination aus selektiver katalytischer Reduktion mit Ammoniak, gefolgt von der katalytischen Entfernung von Sauerstoff beschrieben. Sämtliche dieser Reinigungsmethoden sind auch anwendbar, um den Abgasstrom einer Adipinsäureanlage, der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird, zu reinigen.According to a very particularly preferred embodiment, the gas mixture G (ii) used is the waste gas stream from an adipic acid plant in which 0.8 to 1.0 mol of N ₂ O are generally formed by oxidation of cyclohexanol / cyclohexanone mixtures with nitric acid per mole of adipic acid formed , As for example in A. Uriate et al., Stud. Surf. Be. Catal. 130, pp. 743-748 (2000), however, the exhaust gases from adipic acid plants also contain other constituents in different concentrations, such as nitrogen, oxygen, carbon dioxide, carbon monoxide, nitrogen oxides, water and volatile organic compounds. As already described above, such an exhaust gas stream from an adipic acid plant can be used directly in the process according to the invention. The exhaust gas stream is preferably cleaned. For this purpose, for example, all methods are conceivable which make it possible to set the content of oxygen and / or nitrogen oxides in the exhaust gas flow to a maximum of 0.5% by volume in each case. In the above-cited A. Uriate et al. discloses various ways in which such an exhaust gas stream can be cleaned for use in the catalytic benzene hydroxylation. Absorption processes such as pressure swing absorption, membrane separation processes, low-temperature distillation or a combination of selective catalytic reduction with ammonia, followed by the catalytic removal of oxygen, are described. All of these cleaning methods can also be used to clean the exhaust gas stream of an adipic acid plant which is used in the method according to the invention.

Besonders bevorzugt wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Abgasstrom einer Adipinsäureanlage im Falle, dass dieser Sauerstoff und/oder Stickoxide zu jeweils mehr als 0,5 Vol.-% enthält, aufgereinigt. Bevorzugt erfolgt diese Aufreinigung destillativ.In the context of the present invention, the exhaust gas stream of an adipic acid system is particularly preferably purified in the event that it contains oxygen and / or nitrogen oxides in each case to more than 0.5% by volume. This purification is preferably carried out by distillation.

Gemäß einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform wird als Gasgemisch G(ii) der Abgasstrom einer Dodecandisäureanlage eingesetzt. Bei dieser Dodecandisäureanlage handelt es sich verglichen mit der Adipinsäureanlage um den im Wesentlichen identischen Anlagentyp.According to a likewise preferred embodiment, the exhaust gas stream of a dodecanedioic acid plant is used as gas mixture G (ii). This dodecanedioic acid plant is essentially the same type of plant as the adipic acid plant.

Eine beispielsweise typische Zusammensetzung eines Abgases einer Dodecandisäureanlage oder einer Adipinsäureanlage ist in der folgenden Tabelle wiedergegeben:An example of a typical composition of an exhaust gas from a dodecanedioic acid plant or an adipic acid plant is shown in the following table:

Der Abgasstrom einer Dodecandisäureanlage kann direkt in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden. Bevorzugt wird der Abgasstrom der Dodecandisäureanlage vor dem Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren gereinigt. Dabei wird beispielsweise vorteilhaft der Gehalt des Abgasstroms an Sauerstoff und/oder Stickoxiden auf Gehalte im Bereich von jeweils höchstens 0,5 Vol.-%, also 0 bis 0,5 Vol.-% eingestellt. In der oben zitierten Schrift von A. K. Uriarte et al. werden verschiedene Möglichkeiten offenbart, wie ein solcher Abgasstrom zur Verwendung bei der katalytischen Benzolhydroxylierung gereinigt werden kann. Es werden Absorptionsverfahren wie beispielsweise Druckwechselabsorption, Membran-Trennverfahren, Tieftemperaturdestillation oder eine Kombination aus selektiver katalytischer Reduktion mit Ammoniak, gefolgt von der katalytischen Entfernung von Sauerstoff beschrieben. Sämtliche dieser Reinigungsmethoden sind auch anwendbar, um den Distickstoffmonoxid enthaltenden Abgasstrom einer industriellen Anlage wie beispielsweise einer Dodecandisäureanlage oder einer Adipinsäureanlage oder einer Salpetersäureanlage zu reinigen. Ganz besonders bevorzugt sind die destillative Reinigung und damit die destillative Auf konzentrierung des Abgasstroms einer Dodecandisäureanlage oder einer Adipinsäureanlage oder einer Salpetersäureanlage.

The exhaust gas stream from a dodecanedioic acid plant can be used directly in the process according to the invention. The exhaust gas stream of the dodecanedioic acid plant is preferably cleaned before use in the process according to the invention. For example, the content of oxygen and / or nitrogen oxides in the exhaust gas stream is advantageously set to contents in the range of at most 0.5% by volume, ie 0 to 0.5% by volume. In the above-cited document by AK Uriarte et al. discloses various ways in which such an exhaust gas stream can be cleaned for use in the catalytic benzene hydroxylation. Absorption processes such as pressure swing absorption, membrane separation processes, low-temperature distillation or a combination of selective catalytic reduction with ammonia, followed by the catalytic removal of oxygen are described. All of these cleaning methods can also be used to clean the exhaust gas stream containing nitrous oxide from an industrial plant, such as a dodecanedioic acid plant or an adipic acid plant or a nitric acid plant. Distillative purification and thus distillative concentration of the exhaust gas stream from a dodecanedioic acid plant or an adipic acid plant or a nitric acid plant are very particularly preferred.

Besonders bevorzugt wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Abgasstrom einer Dodecandisäureanlage im Falle, dass dieser Sauerstoff und/oder Stickoxide zu jeweils mehr als 0,5 Vol.-% enthält, aufgereinigt.In the context of the present invention, the exhaust gas stream of a dodecanedioic acid system is particularly preferably purified in the event that it contains oxygen and / or nitrogen oxides in each case to more than 0.5% by volume.

Gemäß einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform wird als Gasgemisch G(ii) der Abgasstrom einer Salpetersäureanlage eingesetzt, die ganz oder teilweise mit Distickstoffmonoxid und Stickoxide enthaltenden Abgasen aus anderen Verfahren gespeist wird. In derartigen Salpetersäureanlagen werden Stickoxide adsorbiert und zum größten Teil zu Salpetersäure umgesetzt, während Distickstoffmonoxid nicht umgesetzt wird. Beispielsweise kann eine derartige Salpetersäureanlage durch Stickoxide, die durch gezielte Verbrennung von Ammoniak hergestellt werden, und durch Abgase einer Adipinsäureanlage und/oder durch Abgase einer Dodecandisäureanlage gespeist werden. Ebenso ist es möglich, eine derartige Salpetersäureanlage allein durch Abgase einer Adipinsäureanlage und/oder durch Abgase einer Dodecandisäureanlage zu speisen.According to another preferred embodiment, the gas mixture G (ii) used is the waste gas stream of a nitric acid plant which is wholly or partly fed with waste gases from other processes containing nitrous oxide and nitrogen oxides. In such nitric acid plants, nitrogen oxides are adsorbed and mostly converted to nitric acid, while nitrous oxide is not converted. For example, such a nitric acid system can be fed by nitrogen oxides, which are produced by the targeted combustion of ammonia, and by exhaust gases from an adipic acid system and / or by exhaust gases from a dodecanedioic acid system. It is also possible to feed such a nitric acid plant solely by exhaust gases from an adipic acid plant and / or by exhaust gases from a dodecanedioic acid plant.

Die Abgase von derartigen Salpetersäureanlagen enthalten grundsätzlich in unterschiedlichen Konzentrationen noch weitere Bestandteile wie unter anderem Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Stickoxide, Wasser und flüchtige organische Verbindungen. Eine beispielsweise typische Zusammensetzung einer derartigen Salpetersäureanlage ist in der folgenden Tabelle wiedergegeben:The exhaust gases from such nitric acid plants generally contain other constituents in different concentrations, such as nitrogen, oxygen, carbon dioxide, carbon monoxide, nitrogen oxides, water and volatile organic compounds. A typical composition of such a nitric acid plant is given in the following table:

Der Abgasstrom einer Salpetersäureanlage kann direkt in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden. Bevorzugt wird der Abgasstrom der Salpetersäureanlage vor dem Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren gereinigt. Dabei wird beispielsweise vorteilhaft der Gehalt des Abgasstroms an Sauerstoff und/oder Stickoxiden auf Gehalte im Bereich von höchstens 0,5 Vol.-%, also von jeweils 0 bis 0,5 Vol.-% eingestellt. Geeignete Verfahren, mit denen diese Werte einstellbar sind, sind obenstehend im Rahmen der Adipinsäureanlage und Dodecandisäureanlage beschrieben. Ganz besonders bevorzugt sind auch im Rahmen der Abgase der Salpetersäureanlage die destillative Reinigung und damit die destillative Aufkonzentrierung.The exhaust gas stream from a nitric acid plant can be used directly in the process according to the invention. The exhaust gas stream of the nitric acid plant is preferably cleaned before use in the process according to the invention. In this case, for example, the content of oxygen and / or nitrogen oxides in the exhaust gas stream is advantageously set to contents in the range of at most 0.5% by volume, that is to say from 0 to 0.5% by volume in each case. Suitable processes with which these values can be set are described above in the context of the adipic acid plant and dodecanedioic acid plant. Distillative purification and thus distillative concentration are also particularly preferred in the context of the exhaust gases from the nitric acid plant.

Besonders bevorzugt wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Abgasstrom einer Salpetersäureanlage im Falle, dass dieser Sauerstoff und/oder Stickoxide zu jeweils mehr als 0,5 Vol.-% enthält, aufgereinigt.In the context of the present invention, the waste gas stream of a nitric acid plant is particularly preferably purified in the event that it contains oxygen and / or nitrogen oxides in each case to more than 0.5% by volume.

Gemäß einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Gasgemisch G(ii) der Abgasstrom einer Hydroxylaminanlage eingesetzt, bei der beispielsweise zunächst Ammoniak mit Luft oder Sauerstoff zu NO oxidiert wird, wobei kleine Mengen an Distickstoffmonoxid als Nebenprodukt gebildet werden. Das NO wird anschließend mit Wasserstoff zu Hydroxylamin hydriert. Nachdem Distickstoffmonoxid unter den Hydrierbedingungen inert ist, reichert es sich im Wasserstoffkreis an. In bevorzugten Verfahrensführungen enthält der Purge-Strom einer Hydroxylaminanlage Distickstoffmonoxid im Bereich von 9 bis 13 Vol.-% in Wasserstoff. Bevorzugt wird dieser Strom vor dem Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren bezüglich des Distickstoffmonoxidgehaltes, geeignet aufkonzentriert. Demgemäß beschreibt die vorliegende Erfindung auch ein wie oben beschriebenes Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass als Gasgemisch G(ii) das Abgas einer Adipinsäureanlage und/oder einer Dodecandisäureanlage und/oder einer Hydroxylaminanlage und/oder einer mit dem Abgas einer Adipinsäureanlage und/oder einer Dodecandisäureanlage und/oder einer Hydroxylaminanlage betriebenen Salpetersäureanlage eingesetzt wird.According to another preferred embodiment of the method according to the invention, the gas mixture G (ii) used is the exhaust gas stream from a hydroxylamine system in which, for example, ammonia is first oxidized to NO with air or oxygen, small amounts of nitrous oxide being formed as a by-product. The NO is then hydrogenated to hydroxylamine with hydrogen. After nitrous oxide is inert under the hydrogenation conditions, it accumulates in the hydrogen cycle. In preferred processes, the purge stream of a hydroxylamine plant contains nitrous oxide in the range from 9 to 13% by volume in hydrogen. This stream is preferably suitably concentrated in relation to the dinitrogen monoxide content before use in the process according to the invention. Accordingly, the present invention also describes a method as described above, which is characterized in that, as gas mixture G (ii), the exhaust gas from an adipic acid system and / or a dodecanedioic acid system and / or a hydroxylamine system and / or one with the exhaust gas from an adipic acid system and / or a dodecanedioic acid plant and / or a hydroxylamine plant operated nitric acid plant.

Demgemäß beschreibt die vorliegende Erfindung auch die Verwendung eines cyclopentenhaltigen Kohlenwasserstoffgemisches als Edukt zur Herstellung von Cyclopentanon, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das cyclopentenhaltige Kohlenwasserstoffgemisch entweder der Cs-Schnitt einer Steamcracker-Anlage oder das aus der Partialhydrierung von Cyclopentadien erhaltene und Cyclopenten enthaltende Gemisch oder ein Gemisch des Cs-Schnittes einer Steamcracker-Anlage und dem aus der Partialhydrierung von Cyclopentadien erhaltenen und Cyclopenten enthaltenden Gemisch ist, und die weiter dadurch gekennzeichnet ist, dass zur Umsetzung der Abgasstrom einer Adipinsäureanlage und/oder einer Dodecandisäureanlage und/oder einer Hydroxylaminanlage und/oder einer mit dem Abgas einer Adipinsäureanlage und/oder einer Dodecandisäureanlage und/oder einer Hydroxylaminanlage betriebenen Salpetersäureanlage eingesetzt wird.Accordingly, the present invention also describes the use of a cyclopentene-containing hydrocarbon mixture as a starting material for the production of cyclopentanone, which is characterized in that the cyclopentene-containing hydrocarbon mixture is either the Cs cut of a steam cracker plant or the mixture obtained from the partial hydrogenation of cyclopentadiene and containing cyclopentene, or a Mixture of the Cs cut of a steam cracker plant and the mixture obtained from the partial hydrogenation of cyclopentadiene and containing cyclopentene, and which is further characterized in that for the implementation of the exhaust gas stream of an adipic acid plant and / or a dodecanedioic acid plant and / or a hydroxylamine plant and / or a nitric acid plant operated with the exhaust gas of an adipic acid plant and / or a dodecanedioic acid plant and / or a hydroxylamine plant is used.

Ebenso beschreibt die vorliegende Erfindung auch die Verwendung, wie oben beschrieben, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Gehalt des Abgasstroms der Adipinsäureanlage und/oder der Dodecandisäureanlage und/oder der Hydroxylaminanlage und/oder der mit dem Abgas einer Adipinsäureanlage und/oder einer Dodecandisäureanlage und/oder einer Hydroxylaminanlage betriebenen Salpetersäureanlage an Sauerstoff und/oder Stickoxiden vor der Umsetzung mit dem Kohlenwasserstoffgemisch auf jeweils höchstens 0,5 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen des Abgasstroms, eingestellt wurde.The present invention also describes the use as described above, which is characterized in that the content of the exhaust gas stream from the adipic acid system and / or the dodecanedioic acid system and / or the hydroxylamine system and / or that with the exhaust gas from an adipic acid system and / or a dodecanedioic acid system and / or a hydroxylamine plant operated nitric acid plant of oxygen and / or nitrogen oxides before the reaction with the hydrocarbon mixture was adjusted to at most 0.5% by volume, based on the total volume of the exhaust gas stream.

Die Umsetzung gemäß Schritt (iii) kann generell gemäß sämtlicher Verfahrensführungen erfolgen, bei denen aus dem Gemisch G(i) und dem Gemisch G(ii) Cyclopentanon entsteht. Insbesondere sind kontinuierliche Verfahrensführungen und Fahrweisen der Umsetzung als Batch-Reaktion möglich.The reaction in step (iii) can generally be carried out in accordance with all the procedures in which cyclopentanone is formed from the mixture G (i) and the mixture G (ii). In particular, continuous procedures and procedures of implementation as a batch reaction are possible.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Umsetzung gemäß Schritt (iii) in Batchfahrweise. Wiederum bevorzugt wird hierbei das Gemisch G(i) in einem geeignetenAccording to a preferred embodiment, the implementation in step (iii) is carried out in a batch mode. Again, the mixture G (i) is preferred in a suitable

Reaktionsgefäß vorgelegt. Nachdem die Umsetzung, wie unten beschrieben, bevorzugt bei höheren Drücken als Atmosphärendruck erfolgt, wird als Reaktionsgefäß bevorzugt ein Autoklav verwendet.Reaction vessel submitted. After the implementation, as described below, preferably at higher pressures than atmospheric pressure, an autoclave is preferably used as the reaction vessel.

Das Gemisch G(i) wird im Allgemeinen bei Temperaturen im Bereich von 0 bis 300 °C, bevorzugt im Bereich von 180 bis 250 °C und besonders bevorzugt im Bereich von 200 bis 230 °C vorgelegt. Die Drücke liegen im Allgemeinen im Bereich von 1 bis 500 bar, bevorzugt im Bereich von 10 bis 365 bar und besonders bevorzugt im Bereich von 25 bis 250 bar.The mixture G (i) is generally introduced at temperatures in the range from 0 to 300 ° C., preferably in the range from 180 to 250 ° C. and particularly preferably in the range from 200 to 230 ° C. The pressures are generally in the range from 1 to 500 bar, preferably in the range from 10 to 365 bar and particularly preferably in the range from 25 to 250 bar.

Nachdem das Gemisch G(i) bei den oben angegebene Temperaturen und Drücken vorgelegt wurde, wird es mit dem Gemisch G(ii) in Kontakt gebracht, wobei die im Reaktionsgefäß vorhandene Luft vor dem Inkontaktbringen durch eine geeignete Maßnahme zumindest teilweise entfernt werden kann. Bevorzugt wird das Reaktionsgefäß mit mindestens einem Gas oder Gasgemisch gespült, wobei beispielsweise mit Stickstoff oder einem anderen geeigneten Inertgas oder einem Gemisch aus zwei oder mehr dieser Gase gespült werden kann. Besonders bevorzugt wird als Spülgas Stickstoff verwendet.After the mixture G (i) has been introduced at the temperatures and pressures indicated above, it is brought into contact with the mixture G (ii), the air present in the reaction vessel being able to be at least partially removed by a suitable measure before being brought into contact. The reaction vessel is preferably flushed with at least one gas or gas mixture, it being possible, for example, to flush with nitrogen or another suitable inert gas or a mixture of two or more of these gases. Nitrogen is particularly preferably used as the purge gas.

Das Gemisch G(i) und das Gemisch (ii) beziehungsweise das reine N₂O werden in Mengen eingebracht, bei denen das molare Verhältnis von Cyclopenten zu N₂O im allgemeinen im Bereich von 0,1 bis 5, bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 3 und besonders bevorzugt im Bereich von 0,9 bis 1,5 liegt.The mixture G (i) and the mixture (ii) or the pure N ₂ O are introduced in amounts in which the molar ratio of cyclopentene to N ₂ O is generally in the range from 0.1 to 5, preferably in the range from 0 , 5 to 3 and particularly preferably in the range from 0.9 to 1.5.

Zum Inkontaktbringen der Gemische G(i) und G(ii) wird das Gemisch G(ii) im Allgemeinen mit einem Druck im Bereich von 5 bis 500 bar, bevorzugt im Bereich von 10 bis 365 bar und besonders bevorzugt im Bereich von 25 bis 200 bar in das Reaktionsgefäß eingebracht. Die Temperaturen, bei denen das Inkontaktbringen erfolgt, werden hierbei durch geeignete Maßnahmen derart eingestellt, dass die Umsetzung des im Gemisch G(i) enthaltenen Cyclopenten mit dem im Gemisch G(ii) enthaltenen N₂O bevorzugt in flüssiger Phase stattfindet. Demgemäß liegen die Temperaturen, bei denen die Umsetzung stattfindet, im Allgemeinen im Bereich von 150 bis 300 °C, bevorzugt im Bereich von 180 bis 250 °C und besonders bevorzugt im Bereich von 200 bis 230 °C.To bring the mixtures G (i) and G (ii) into contact, the mixture G (ii) is generally at a pressure in the range from 5 to 500 bar, preferably in the range from 10 to 365 bar and particularly preferably in the range from 25 to 200 introduced bar into the reaction vessel. The temperatures at which the contacting takes place are adjusted by suitable measures such that the reaction of the cyclopentene contained in the mixture G (i) with the N ₂ O contained in the mixture G (ii) preferably takes place in the liquid phase. Accordingly, the temperatures at which the reaction takes place are generally in the range from 150 to 300 ° C., preferably in the range from 180 to 250 ° C. and particularly preferably in the range from 200 to 230 ° C.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst das Gemisch G(ii) bei den oben angegebenen Drücken in das Reaktionsgefäß eingebracht und anschließend die Temperatur im Reaktionsgefäß mit einer Rate von im allgemeinen 1 bis 10 °C/min, bevorzugt von 1,5 bis 5 °C/min und besonders bevorzugt von 2 bis 4 °C/min erhöht. Ist die Temperatur soweit erhöht, dass die oben angegebene, zur Umsetzung erforderlichen Temperatur erreicht ist, wird diese Temperatur im allgemeinen für einen Zeitraum im Bereich von 1 bis 48 h, bevorzugt im Bereich von 2 bis 30 h und besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 25 h aufrechterhalten. Dabei ist es denkbar, die Temperatur nicht konstant zu halten, sondern in den oben angegebenen Grenzen geeignet zu variieren.According to a particularly preferred embodiment of the process according to the invention, mixture G (ii) is first introduced into the reaction vessel at the pressures indicated above and then the temperature in the reaction vessel at a rate of generally 1 to 10 ° C./min, preferably 1.5 to 5 ° C / min and particularly preferably from 2 to 4 ° C / min. If the temperature is increased to such an extent that the above-mentioned temperature required for the reaction is reached, this temperature is generally for a period in the range from 1 to 48 h, preferably in the range from 2 to 30 h and particularly preferably in the range from 5 to Maintained for 25 hours. It is conceivable not to keep the temperature constant, but to vary it appropriately within the limits specified above.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Schritt (iii) mindestens folgende Stufen (a) bis (d) umfaßt:Accordingly, the present invention also relates to a process as described above, which is characterized in that step (iii) comprises at least the following steps (a) to (d):

(a) Einbringen des Gemisches G(i) in ein Reaktionsgefäß bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis 300 °C und einem Druck im Bereich von 1 bis 500 bar;(a) introducing the mixture G (i) into a reaction vessel at a temperature in the range from 0 to 300 ° C. and a pressure in the range from 1 to 500 bar;

(b) Inkontaktbringen des Gemisches G(i) in dem Reaktionsgefäß mit dem Gemisch G(ii) bei einem Druck im Bereich von 5 bis 500 bar;(b) contacting the mixture G (i) in the reaction vessel with the mixture G (ii) at a pressure in the range from 5 to 500 bar;

(c) Erhöhen der Temperatur des gemäß (b) erhaltenen Gemisches mit einer Rate im Bereich von 1 bis 10 °C/min auf eine Temperatur im Bereich von 150 bis 300 °C;(c) increasing the temperature of the mixture obtained in (b) at a rate in the range of 1 to 10 ° C / min to a temperature in the range of 150 to 300 ° C;

(d) Halten der gemäß (c) eingestellten Temperatur für einen Zeitraum im Bereich von 1 bis 48 h.(d) maintaining the temperature set in (c) for a period in the range of 1 to 48 hours.

Nach erfolgter Umsetzung des Cyclopenten mit N₂O wird das sich im Reaktionsgefäß unter Druck befindliche Gemisch abgekühlt. Das Innere des Reaktionsgefäßes wird dabei gleichzeitig oder nach der Abkühlung oder sowohl während und nach der Abkühlung entspannt.After the cyclopentene has been reacted with N ₂ O, the mixture under pressure in the reaction vessel is cooled. The interior of the reaction vessel is relaxed simultaneously or after cooling or both during and after cooling.

Neben der oben beschriebenen Umsetzung in einem Batchreaktor kann das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich in jedem anderen dafür geeigneten Reaktor durchgeführt werden. Ebenso ist die Kombination aus zwei oder mehr gleichen oder verschiedener Reaktoren möglich. Unter anderem kann die Umsetzung gemäß (iii) beispielsweise in mindestens einer Blasensäule durchgeführt werden. Bevorzugt wird die Umsetzung gemäß (iii) in mindestens einem kontinuierlichen Reaktor durchgeführt. Beispielsweise kann die Umsetzung gemäß (iii) in einem CSTR (continuous stirred tank reactor) oder in einer CSTR-Kaskade erfolgen. Weiter bevorzugt ist mindestens einer der mindestens einen kontinuierlichen Reaktoren ein kontinuierlicher Rohrreaktor. Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass gemäß Schritt (iii) die Gemische G(i) und G(ii) in einem kontinuierlichen Rohrreaktor in Kontakt gebracht werden.In addition to the reaction in a batch reactor described above, the process according to the invention can in principle be carried out in any other suitable reactor. The combination of two or more identical or different reactors is also possible. Among other things, the reaction according to (iii) can be carried out, for example, in at least one bubble column. The reaction according to (iii) is preferably carried out in at least one continuous reactor. For example, the reaction according to (iii) can take place in a CSTR (continuous stirred tank reactor) or in a CSTR cascade. It is further preferred that at least one of the at least one continuous reactors is a continuous tubular reactor. Accordingly, the present invention also relates to a process as described above, which is characterized in that, in step (iii), the mixtures G (i) and G (ii) are brought into contact in a continuous tubular reactor.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist mindestens einer der erfindungsgemäß eingesetzten kontinuierlichen Rohrreaktoren ein Rohrbündelreaktor.In a further preferred embodiment, at least one of the continuous tube reactors used according to the invention is a tube bundle reactor.

Die Gemische G(i) und G(ii) können im Wesentlichen unter sämtlichen geeigneten Reaktionsbedingungen in den kontinuierlichen Reaktoren in Kontakt gebracht werden, die es erlauben, daß Cyclopenten mit N₂O zu Cyclopentanon reagiert. Insbesondere bevorzugt werden die Reaktionsbedingungen in dem mindestens einen kontinuierlichen Reaktor so gewählt, dass die Umsetzung gemäß (iii) in flüssiger Phase erfolgt. Weiter bevorzugt sind Reaktionsbedingungen, bei denen der gesamte Reaktorinhalt flüssig ist. Unter dem Begriff „Reaktorinhalt" werden dabei die Gemische G(i) und G(ii) verstanden, nachdem sie in den Reaktor eingebracht wurden, sowie die aus diesen Gemischen resultierende Mischung. Insbesondere bevorzugt werden die Gemische G(i) und G(ii) getrennt voneinander in den Reaktor eingeführt.Mixtures G (i) and G (ii) can be contacted in essentially any suitable reaction conditions in the continuous reactors which allow cyclopentene to react with N ₂ O to cyclopentanone. The reaction conditions in the at least one continuous reactor are particularly preferably selected such that the reaction according to (iii) takes place in the liquid phase. Reaction conditions in which the entire reactor contents are liquid are further preferred. The term “reactor contents” is understood to mean the mixtures G (i) and G (ii) after they have been introduced into the reactor, and the mixture resulting from these mixtures. The mixtures G (i) and G (ii ) introduced separately into the reactor.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der kontinuierliche Rohrreaktor während der Umsetzung gemäß (iii) im wesentlichen ausschließlich mit Flüssigkeit gefüllt ist.Accordingly, the present invention also relates to a process as described above, which is characterized in that the continuous tubular reactor is substantially exclusively filled with liquid during the reaction according to (iii).

Ganz besonders bevorzugt werden die Reaktionsbedingungen so gewählt, dass das sich im Reaktor befindliche Gemisch homogen und einphasig ist.The reaction conditions are very particularly preferably selected so that the mixture in the reactor is homogeneous and single-phase.

Das Gemisch G(i) wird im allgemeinen bei Temperaturen im Bereich von 0 bis 300 °C, bevorzugt im Bereich von 180 bis 250 °C und besonders bevorzugt im Bereich von 200 bis 230 °C in den kontinuierlichen Reaktor eingebracht, wobei die Drücke im allgemeinen im Bereich von 1 bis 500 bar, bevorzugt im Bereich von 10 bis 365 bar und besonders bevorzugt im Bereich von 25 bis 250 bar liegen.The mixture G (i) is generally introduced into the continuous reactor at temperatures in the range from 0 to 300 ° C., preferably in the range from 180 to 250 ° C. and particularly preferably in the range from 200 to 230 ° C., the pressures in the generally in the range from 1 to 500 bar, preferably in the range from 10 to 365 bar and particularly preferably in the range from 25 to 250 bar.

Das Gemisch G(ii) wird im allgemeinen bei Temperaturen im Bereich von 0 bis 300 °C, bevorzugt im Bereich von 180 bis 250 °C und besonders bevorzugt im Bereich von 200 bis 230 °C in den kontinuierlichen Reaktor eingebracht, wobei die Drücke im allgemeinen im Bereich von 5 bis 500 bar, bevorzugt im Bereich von 10 bis 365 bar und besonders bevorzugt im Bereich von 25 bis 250 bar liegen. Im kontinuierlichen Reaktor werden die Gemische G(i) und G(ii) in Kontakt gebracht. Das Gemisch G(i) und das Gemisch (ii) beziehungsweise das reine N₂O werden in Mengen eingebracht, bei denen das molare Verhältnis von Cyclopenten zu N₂O im allgemeinen im Bereich von 0,1 bis 5, bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 3 und besonders bevorzugt im Bereich von 0,9 bis 1,5 liegt.The mixture G (ii) is generally introduced into the continuous reactor at temperatures in the range from 0 to 300 ° C., preferably in the range from 180 to 250 ° C. and particularly preferably in the range from 200 to 230 ° C., the pressures in the generally in the range from 5 to 500 bar, preferably in the range from 10 to 365 bar and particularly preferably in the range from 25 to 250 bar. Mixtures G (i) and G (ii) are brought into contact in the continuous reactor. The mixture G (i) and the mixture (ii) or the pure N ₂ O are introduced in amounts in which the molar ratio of cyclopentene to N ₂ O is generally in the range from 0.1 to 5, preferably in the range from 0 , 5 to 3 and particularly preferably in the range from 0.9 to 1.5.

Die Umsetzung des im Gemisch G(i) enthaltenen Cyclopenten mit dem im Gemisch G(ii) enthaltenen N₂O in dem mindestens einen kontinuierlichen Reaktor erfolgt bei Temperaturen im allgemeinen im Bereich von 150 bis 300 °C, bevorzugt im Bereich von 180 bis 250 °C und besonders bevorzugt im Bereich von 200 bis 230 °C. Die Drücke im kontinuierlichen Reaktor liegen dabei im allgemeinen im Bereich von 5 bis 500 bar, bevorzugt im Bereich von 10 bis 365 bar und besonders bevorzugt im Bereich von 25 bis 250 bar.The reaction of the cyclopentene contained in the mixture G (i) with the N ₂ O contained in the mixture G (ii) in the at least one continuous reactor takes place at temperatures generally in the range from 150 to 300 ° C., preferably in the range from 180 to 250 ° C and particularly preferably in the range of 200 to 230 ° C. The pressures in the continuous reactor are generally in the range from 5 to 500 bar, preferably in the range from 10 to 365 bar and particularly preferably in the range from 25 to 250 bar.

Die Verweilzeit des Reaktionsgemisches im kontinuierlichen Reaktor liegt im Allgemeinen im Bereich von 1 bis 48 h, bevorzugt im Bereich von 2 bis 30 h und besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 25 h. Dabei ist es denkbar, die Temperatur oder den Druck oder beide im Reaktor nicht konstant zu halten, sondern in den oben angegebenen Grenzen geeignet zu variieren.The residence time of the reaction mixture in the continuous reactor is generally in the range from 1 to 48 h, preferably in the range from 2 to 30 h and particularly preferably in the range from 5 to 25 h. It is conceivable not to keep the temperature or the pressure or both in the reactor constant, but to vary them appropriately within the limits specified above.

Demgemäß beschreibt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Schritt (iii) mindestens folgende Stufen (aa) bis (dd) umfasst:Accordingly, the present invention also describes a method as described above, which is characterized in that step (iii) comprises at least the following steps (aa) to (dd):

(aa) Einbringen des Gemisches G(i) in einen kontinuierlichen Reaktor bei einer(aa) introducing the mixture G (i) into a continuous reactor at a

Temperatur im Bereich von 0 bis 300 °C und einem Druck im Bereich von 1 bisTemperature in the range of 0 to 300 ° C and a pressure in the range of 1 to

500 bar;500 bar;

(bb) Einbringen des Gemisches G(ii) in den kontinuierlichen Reaktor bei einer(bb) introducing the mixture G (ii) into the continuous reactor at a

Temperatur im Bereich von 0 bis 300 °C und einem Druck im Bereich von 5 bis 500 bar;Temperature in the range of 0 to 300 ° C and a pressure in the range of 5 to 500 bar;

(cc) Inkontaktbringen des Gemisches G(i) mit dem Gemisch G(ii) in dem kontinuierlichen Reaktor bei einer Temperatur im Bereich von 150 bis 300 °C und einem Druck im Bereich von 5 bis 500 bar;(cc) contacting the mixture G (i) with the mixture G (ii) in the continuous reactor at a temperature in the range from 150 to 300 ° C. and a pressure in the range from 5 to 500 bar;

(dd) Umsetzung der Gemische G(i) und G(ii) während einer Verweilzeit der Reaktionsmischung in dem kontinuierlichen Reaktor im Bereich von 1 bis 48 h. Durch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß der oben beschriebenen Verfahrensführungen unter Verwendung der Gemische G(i) und G(ii) werden Cyclopentenumsätze erreicht, die im allgemeinen bei mindestens 20 %, bevorzugt bei mindestens 50 % und weiter bevorzugt bei mindestens 70 % liegen. Die Obergrenze der Umsätze liegt im Allgemeinen bei 98 %, bevorzugt bei 99 % und besonders bevorzugt bei 99,9 %.(dd) reaction of the mixtures G (i) and G (ii) during a residence time of the reaction mixture in the continuous reactor in the range from 1 to 48 h. Cyclopentene conversions are achieved by the process according to the invention using the mixtures G (i) and G (ii) described above, which are generally at least 20%, preferably at least 50% and more preferably at least 70%. The upper limit of sales is generally 98%, preferably 99% and particularly preferably 99.9%.

Die Cyclopentanonselektivitäten der Umsetzung bezüglich Cyclopenten liegen hierbei im Allgemeinen im Bereich von 92 bis 99,5 %.The cyclopentanone selectivities of the reaction with respect to cyclopentene are generally in the range from 92 to 99.5%.

Demgemäß beschreibt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das eingesetzte Cyclopenten im Bereich von 20 bis 99,9 %, bezogen auf die eingesetzte Gesamtmenge an Cyclopenten, mit einer Cyclopentanonselektivität bezüglich Cyclopenten im Bereich von 92 bis 99,5 % umgesetzt wird.Accordingly, the present invention also describes a process as described above, which is characterized in that the cyclopentene used in the range from 20 to 99.9%, based on the total amount of cyclopentene used, with a cyclopentanone selectivity with respect to cyclopentene in the range from 92 to 99.5% is implemented.

Das gemäß Schritt (iii) erhaltene und Cyclopentanon enthaltende Gemisch kann im weiteren gemäß sämtlicher geeigneter Verfahren zur Gewinnung des Cyclopentanons aufgearbeitet werden. Besonders bevorzugt sind hierbei destillative Verfahren zu nennen.The mixture obtained according to step (iii) and containing cyclopentanone can further be worked up by any suitable method for obtaining the cyclopentanone. Distillative processes are particularly preferred.

In den nachfolgenden Beispielen wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail in the following examples.

BeispieleExamples

Beispiel 1 : Gewinnung eines cyclopentenhaltigen Kohlenwasserstoffgemisches aus einem SteamcrackerstromExample 1: Obtaining a cyclopentene-containing hydrocarbon mixture from a steam cracker stream

Aus einem Seitenabzug einer Destillationskolonne eines Steamcrackers, in der C₅- Kohlenwasserstoffe von Kohlenwasserstoffen mit mehr als 6 Kohlenstoffatomen getrennt werden, wurde ein Kohlenwasserstoffgemisch K mit folgender Zusammensetzung entnommen:A hydrocarbon mixture K with the following composition was removed from a side draw of a steam cracker distillation column in which C ₅ hydrocarbons are separated from hydrocarbons having more than 6 carbon atoms:

2-Buten 0,4 Gew.-%2-butene 0.4% by weight

Isopentan 5,0 Gew.-%Isopentane 5.0% by weight

1-Penten 1,2 Gew.-%1-pentene 1.2% by weight

2-Methylbuten-l 3,8 Gew.-% trans-2-Penten 7,5 Gew.-% n-Pentan 23,1 Gew.-% cis-2-Penten 2,5 Gew.-%2-methylbutene-l 3.8% by weight trans-2-pentene 7.5% by weight n-pentane 23.1% by weight cis-2-pentene 2.5% by weight

2-Methylbuten-2 12,0 Gew.-%2-methylbutene-2 12.0% by weight

Cyclopenten 28,0 Gew.-%Cyclopentene 28.0% by weight

Cyclopentan 15,0 Gew.-%Cyclopentane 15.0% by weight

Höhersieder 1,5 Gew.-%Higher boilers 1.5% by weight

Ungefähr 1000 kg dieses Gemisches wurden in eine Destillationsblase eingefüllt. Es wurden solange Leichtsieder abdestilliert, bis der Gehalt an 2-Methylbuten-2 unter 1 Gew.- % gefallen war. Das Sumpfprodukt hatte einen Gehalt an Cyclopenten von ungefähr 60 Gew.-%.About 1000 kg of this mixture was placed in a still. Low boilers were distilled off until the 2-methylbutene-2 content had fallen below 1% by weight. The bottom product had a cyclopentene content of approximately 60% by weight.

Beispiel 2 : Oxidation des Cs-Schnittes aus Beispiel 1Example 2: Oxidation of the Cs cut from Example 1

61,56 g des Kohlenwasserstoffgemisches K aus Beispiel 1, enthaltend 28 Gew.-% Cyclopenten, wurden in einen Autoklaven mit einem Volumen von 300 ml eingefüllt, und durch kurze Spülung mit Stickstoff wurde die Luft verdrängt. Anschließend wurden 30 bar N₂O auf den Autoklaven gepresst und mit einer Rate von 5 °C/min auf 200 °C aufgeheizt. Nach 20 h wurde der Autoklav mit einer Rate von 3 °C/min abgekühlt und mit einer Rate von 5 bar/min entspannt.61.56 g of the hydrocarbon mixture K from Example 1, containing 28% by weight of cyclopentene, were introduced into an autoclave with a volume of 300 ml, and the air was displaced by briefly flushing with nitrogen. 30 bar of N ₂ O were then pressed onto the autoclave and heated to 200 ° C. at a rate of 5 ° C./min. After 20 hours, the autoclave was cooled at a rate of 3 ° C / min and relaxed at a rate of 5 bar / min.

Das Produktgemisch wurde mittels quantitativer Gaschromatographie mit internem Standard untersucht.The product mixture was examined by means of quantitative gas chromatography with an internal standard.

Der Cyclopentenumsatz lag bei 33 %, die Cyclopentanonselektivität bezüglich Cyclopenten lag bei 96 %.The cyclopentene conversion was 33%, the cyclopentanone selectivity with regard to cyclopentene was 96%.

Beispiel 3 : Oxidation des cyclopentenhaltigen Gemisches aus Beispiel 1Example 3: Oxidation of the cyclopentene-containing mixture from Example 1

98,16 g des Sumpfproduktes aus Beispiel 1, enthaltend 60 Gew.-% Cyclopenten, 35 Gew.- % Cyclopentan und 5 Gew.-% andere Kohlenwasserstoffe, wurden in einen Autoklaven mit einem Volumen von 300 ml eingefüllt, und durch kurze Spülung mit Stickstoff wurde die Luft verdrängt. Anschließend wurden 50 bar N₂O auf den Autoklaven gepreßt und mit einer Rate von 5 °C/min auf 225 °C aufgeheizt. Nach 20 h wurde der Autoklav entspannt. Das Produktgemisch wurde mittels quantitativer Gaschromatographie mit internem Standard untersucht.98.16 g of the bottom product from Example 1, containing 60% by weight of cyclopentene, 35% by weight of cyclopentane and 5% by weight of other hydrocarbons, were introduced into an autoclave with a volume of 300 ml, and were briefly rinsed with The air was displaced by nitrogen. 50 bar of N ₂ O were then pressed onto the autoclave and heated to 225 ° C. at a rate of 5 ° C./min. The autoclave was released after 20 h. The product mixture was examined by means of quantitative gas chromatography with an internal standard.

Der Cyclopentenumsatz lag bei 86 %, die Cyclopentanonselektivität bezüglich Cyclopenten lag bei 94 %.The cyclopentene conversion was 86%, the cyclopentanone selectivity with regard to cyclopentene was 94%.

Beispiel 4 : Oxidation des cyclopentenhaltigen Kohlenwasserstoffgemisches aus der Cyclopentadien-Partialhydrierung ohne ToluolabtrennungExample 4: Oxidation of the cyclopentene-containing hydrocarbon mixture from the cyclopentadiene partial hydrogenation without toluene removal

Ein cyclopentenhaltiges Kohlenwasserstoffgemisch wurde gemäß der JP 2000053597 durch Spaltung und Partialhydrierung eines 2:1 -Gemisches aus Dicyclopentadien und Toluol hergestellt. Das Produkt enthielt 54 Gew.-% Cyclopenten, 33 Gew.-% Toluol, 12 Gew.-% Cyclopentan und 1 Gew.-% andere, nicht identifizierte Produkte.A cyclopentene-containing hydrocarbon mixture was prepared in accordance with JP 2000053597 by cleavage and partial hydrogenation of a 2: 1 mixture of dicyclopentadiene and toluene. The product contained 54% by weight of cyclopentene, 33% by weight of toluene, 12% by weight of cyclopentane and 1% by weight of other, unidentified products.

74,81 g dieses Gemisches wurden in einen Autoklaven mit einem Volumen von 300 ml eingefüllt, und durch kurze Spülung mit Stickstoff wurde die Luft verdrängt. Anschließend wurden 50 bar N₂O auf den Autoklaven gepresst und mit einer Rate von 5 °C/min auf 200 °C aufgeheizt. Nach 20 h wurde der Autoklav entspannt.74.81 g of this mixture was placed in an autoclave with a volume of 300 ml and the air was displaced by briefly flushing with nitrogen. 50 bar of N ₂ O were then pressed onto the autoclave and heated to 200 ° C. at a rate of 5 ° C./min. The autoclave was released after 20 h.

Der Cyclopentenumsatz lag bei 76 %, die Cyclopentanonselektivität bezüglich Cyclopenten lag bei 99,5 %.The cyclopentene conversion was 76%, the cyclopentanone selectivity with regard to cyclopentene was 99.5%.

Beispiel 5 : Oxidation des cyclopentenhaltigen Kohlenwasserstoffgemisches aus der Cyclopentadien-Partialhydrierung nach ToluolabtrennungExample 5: Oxidation of the cyclopentene-containing hydrocarbon mixture from the cyclopentadiene partial hydrogenation after toluene removal

Ein cyclopentenhaltiges Kohlenwasserstoffgemisch wurde gemäß der JP 2000053597 A durch Spaltung und Partialhydrierung eines 2:1 -Gemisches aus Dicyclopentadien und Toluol hergestellt. Das Produkt enthielt 54 Gew.-% Cyclopenten, 33 Gew.-% Toluol, 12 Gew.-% Cyclopentan und 1 Gew.-% andere, nicht identifizierte Produkte. Aus diesem Gemisch wurde durch Destillation ein Leichtsiedergemisch gewonnen, das 80 Gew.-% Cyclopenten, 18 Gew.-% Cyclopentan und 2 Gew.-% andere Kohlenwasserstoffe enthielt.A cyclopentene-containing hydrocarbon mixture was produced according to JP 2000053597 A by cleavage and partial hydrogenation of a 2: 1 mixture of dicyclopentadiene and toluene. The product contained 54% by weight of cyclopentene, 33% by weight of toluene, 12% by weight of cyclopentane and 1% by weight of other, unidentified products. From this mixture, a low boiler mixture was obtained by distillation, which contained 80% by weight of cyclopentene, 18% by weight of cyclopentane and 2% by weight of other hydrocarbons.

74 g dieses Leichtsiedergemisches wurden in einen Autoklaven mit einem Volumen von 300 ml eingefüllt, und durch kurze Spülung mit Stickstoff wurde die Luft verdrängt. Anschließend wurden 50 bar N₂O auf den Autoklaven gepreßt und auf 225 °C aufgeheizt. Nach 20 h wurde der Autoklav abgekühlt und entspannt.74 g of this low boiling mixture were introduced into an autoclave with a volume of 300 ml and the air was displaced by briefly flushing with nitrogen. 50 bar of N ₂ O were then pressed onto the autoclave and heated to 225 ° C. After 20 h, the autoclave was cooled and let down.

Der Cyclopentenumsatz lag bei 98,5 %, die Cyclopentanonselektivität bezüglich Cyclopenten lag bei 99 %.The cyclopentene conversion was 98.5%, the cyclopentanone selectivity with respect to cyclopentene was 99%.

Beispiel 6 : Gewinnung eines N₂O-haltigen Gasgemisches aus dem Abgas einer AdipinsäureanlageExample 6: Obtaining an N ₂ O-containing gas mixture from the exhaust gas of an adipic acid plant

Ein Abgas einer Adipinsäurefabrik mit der Zusammensetzung:An exhaust gas from an adipic acid factory with the composition:

[Gew.-%][Wt .-%]

N₂O 29N ₂ O 29

N₂, Ar, CO 34N ₂ , Ar, CO 34

CO₂ 3CO ₂ 3

NO₂ 26NO ₂ 26

O₂ 8O ₂ 8

wurde mittels Tieftemperaturdestillation gereinigt. Es wurde ein N₂O-haltiges Gemisch X mit folgender Zusammensetzung erhalten:was purified by low temperature distillation. An N ₂ O-containing mixture X having the following composition was obtained:

[Gew.-%][Wt .-%]

N₂O 91,3 CO₂ 8,46N ₂ O 91.3 CO ₂ 8.46

NO₂ 0,18NO ₂ 0.18

O₂ 0,06 Beispiel 7 : Oxidation eines cyclopentenhaltigen Kohlenwasserstoffgemisches mit einem N₂O-haltigen GasgemischO ₂ 0.06 Example 7: Oxidation of a cyclopentene-containing hydrocarbon mixture with an N ₂ O-containing gas mixture

60 g des Sumpfproduktes aus Beispiel 1, enthaltend 60 Gew.-% Cyclopenten, 35 Gew.-% Cyclopentan und 5 Gew.-% andere Kohlenwasserstoffe, wurden in einen Autoklaven mit einem Volumen von 300 ml eingefüllt, und durch kurze Spülung mit Stickstoff wurde die Luft verdrängt. Anschließend wurden 50 bar des in Beispiel 6 durch Tieftemperaturdestillation gereinigten N₂O-haltigen Gasgemisches X auf den Autoklaven gepreßt und mit einer Rate von 5 °C/min auf 225 °C aufgeheizt. Nach 20 h wurde der Autoklav entspannt.60 g of the bottom product from Example 1, containing 60% by weight of cyclopentene, 35% by weight of cyclopentane and 5% by weight of other hydrocarbons, were introduced into an autoclave with a volume of 300 ml and were briefly flushed with nitrogen displaces the air. Then 50 bar of the N ₂ O-containing gas mixture X purified by low-temperature distillation in Example 6 were pressed onto the autoclave and heated to 225 ° C. at a rate of 5 ° C./min. The autoclave was released after 20 h.

Der Cyclopentenumsatz lag bei 99 %, die Cyclopentanonselektivität bezüglich Cyclopenten lag bei 87 %. The cyclopentene conversion was 99%, the cyclopentanone selectivity with respect to cyclopentene was 87%.

Claims

- -Patentansprüche - -Patent claims

1. Verfahren zur Herstellung von Cyclopentanon, mindestens umfassend folgende Schritte (i) bis (iii):1. A process for the preparation of cyclopentanone, comprising at least the following steps (i) to (iii):

(ii) Bereitstellen von gasförmigem N₂O oder eines Gasgemisches G(ii), enthaltend mindestens 20 Vol.-% N₂O, bezogen auf das Gesamtvolumen des(ii) providing gaseous N ₂ O or a gas mixture G (ii) containing at least 20% by volume of N ₂ O, based on the total volume of the

Gemisches G(ii); (iii) Inkontaktbringen des Gemisches G(i) mit dem gasfärmigen N₂O oder mit dem Gemisch G(ii) unter Erhalt eines Gemisches G(iii), enthaltendMixture G (ii); (iii) contacting the mixture G (i) with the gaseous N ₂ O or with the mixture G (ii) to obtain a mixture G (iii) containing

Cyclopentanon, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch G(i) mindestens 25 Gew.-% und höchstens 95 Gew.-% Cyclopenten, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches G(i), enthält.Cyclopentanone, characterized in that the mixture G (i) contains at least 25% by weight and at most 95% by weight of cyclopentene, based on the total weight of the mixture G (i).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch G(i) zusätzlich zu Cyclopenten mindestens eine beim Inkontaktbringen gemäß (iii) gegenüber N₂O inerte Verbindung enthält.2. The method according to claim 1, characterized in that the mixture G (i) contains, in addition to cyclopentene, at least one compound which is inert towards N ₂ O when brought into contact according to (iii).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch G(i) zu mindestens 99 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches, Kohlenwasserstoffe enthält.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the mixture G (i) contains at least 99 wt .-%, based on the total weight of the mixture, hydrocarbons.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch G(i) zu mindestens 99 Gew.-% C₅- und C₆- oder C₅- und C₇- oder C₅- und C₆- und C -Kohlenwasserstoffe enthält.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the mixture G (i) to at least 99 wt .-% C ₅ - and C ₆ - or C ₅ - and C ₇ - or C ₅ - and C ₆ - and contains C hydrocarbons.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch G(ii) höchstens 90 Vol.-% N₂O enthält.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the mixture G (ii) contains at most 90 vol .-% N ₂ O.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch G(ii) höchstens 0,5 Vol-% Sauerstoff oder höchstens 0,5 Vol-% Stickoxide oder höchstens sowohl 0,5 Vol-% Sauerstoff als auch 0,5 Vol-% Stickoxide, jeweils bezogen auf das Gesamtvolumen des Gemisches G(ii), enthält. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the mixture G (ii) at most 0.5 vol% oxygen or at most 0.5 vol% nitrogen oxides or at most both 0.5 vol% oxygen and Contains 0.5% by volume nitrogen oxides, based in each case on the total volume of the mixture G (ii).

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (iii) mindestens folgende Stufen (a) bis (d) umfasst:7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that step (iii) comprises at least the following steps (a) to (d):

(c) Erhöhen der Temperatur des gemäß (b) erhaltenen Gemisches mit einer Rate im Bereich von 1 bis 10 °C/min. auf eine Temperatur im Bereich von(c) increasing the temperature of the mixture obtained in (b) at a rate in the range of 1 to 10 ° C / min. to a temperature in the range of

150 bis 300 °C;150 to 300 ° C;

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Schritt (iii) die Gemische G(i) und G(ii) in einem kontinuierlichen Rohrreaktor in Kontakt gebracht werden.8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that according to step (iii), the mixtures G (i) and G (ii) are brought into contact in a continuous tubular reactor.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der kontinuierliche Rohrreaktor während der Umsetzung gemäß (iii) im Wesentlichen ausschließlich mit Flüssigkeit gefüllt ist.9. The method according to claim 8, characterized in that the continuous tubular reactor is filled essentially exclusively with liquid during the reaction according to (iii).

10. Verwendung eines cyclopentenhaltigen Kohlenwasserstoffgemisches als Edukt zur Herstellung von Cyclopentanon, dadurch gekennzeichnet, dass das cyclopentenhaltige Kohlenwasserstoffgemisch entweder der Cs-Schnitt einer10. Use of a cyclopentene-containing hydrocarbon mixture as a starting material for the production of cyclopentanone, characterized in that the cyclopentene-containing hydrocarbon mixture is either the Cs cut of a

Steamcracker-Anlage oder das aus der Partialhydrierung von Cyclopentadien erhaltene und Cyclopenten enthaltende Gemisch oder ein Gemisch des Cs-Schnittes einer Steamcracker-Anlage und dem aus der Partialhydrierung von Cyclopentadien erhaltenen und Cyclopenten enthaltenden Gemisch ist. Steam cracker plant or the mixture obtained from the partial hydrogenation of cyclopentadiene and containing cyclopentene or a mixture of the Cs cut of a steam cracker plant and the mixture obtained from the partial hydrogenation of cyclopentadiene and containing cyclopentene.