專利名稱：制備并分離二腈化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備并分離二腈化合物的方法。
更特別地，本發(fā)明涉及由來自于氫氰化不飽和單腈的介質(zhì)制備并分離二腈化合物的方法。
二腈化合物，例如己二腈在許多化合物的制備中是重要的化學(xué)中間體。己二腈尤其是合成用于制備聚合物例如聚酰胺的各種單體時(shí)的化學(xué)中間體。
此外，合成工業(yè)上所使用的二腈化合物的方法在于進(jìn)行二烯烴，例如丁二烯的兩段氫氰化。
在第一階段中，該合成使得可產(chǎn)生不飽和單腈。該不飽和單腈用作第二階段的起始材料，為的是通過與氰化氫分子反應(yīng)轉(zhuǎn)化成二腈。一般來說，在各種物流(例如催化體系流)在這兩個(gè)階段之間移動(dòng)的情況下，依次進(jìn)行這兩個(gè)階段。然而，它們可分開和獨(dú)立地進(jìn)行。
來自于第二階段的反應(yīng)介質(zhì)包括所形成的二腈、未轉(zhuǎn)化的單腈和催化體系以及各種副產(chǎn)物。
該方法包括處理這一反應(yīng)介質(zhì)的階段，為的是一方面分離催化體系，另一方面從單腈中分離二腈，所述單腈可有利地再循環(huán)。
通常通過傾析和/或通過用萃取溶劑(如烴)進(jìn)行液/液萃取，從而獲得催化體系的分離。
在蒸餾階段中處理含單腈和二腈的有機(jī)相，為的是一方面從二腈中分離單腈，另一方面分離重質(zhì)產(chǎn)物。在目前的方法中，這一蒸餾階段包括兩個(gè)蒸餾塔；在第一個(gè)塔中，在塔頂分離并回收沸點(diǎn)低于二腈的產(chǎn)物，例如單腈；含二腈的重質(zhì)餾分被喂入到第二蒸餾塔中，從而使得可蒸餾二腈，從塔頂回收該二腈。
該方法具有數(shù)個(gè)缺點(diǎn)，其中包括維持二腈化合物在高溫下相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間段。
維持二腈化合物在高溫下促使形成副產(chǎn)物，所述副產(chǎn)物來自于二腈的分解。因此，在己二腈的情況下，尤其形成一種副產(chǎn)物是亞氨基氰基環(huán)戊烷(ICCP)。這一副產(chǎn)物非常難于從己二腈中分離。另外，在將己二腈轉(zhuǎn)化成其它化合物，例如轉(zhuǎn)化成六亞甲基二胺的過程中，副產(chǎn)物可被轉(zhuǎn)化成難于分離的其它化合物。因此，在己二腈氫化為六亞甲基二胺的過程中，ICCP轉(zhuǎn)化成氨基亞甲基環(huán)戊胺(AMCPA)。在聚合物例如聚酰胺的制備工藝中，尤其當(dāng)聚酰胺用于制備紡織紗時(shí)，這些雜質(zhì)是不可接受的。
本發(fā)明的目的之一是通過提供制備并分離二腈化合物的新方法來克服這些缺點(diǎn)，所述方法尤其使得可在回收和萃取所形成的二腈化合物的過程中限制并最小化副產(chǎn)物的形成。
本發(fā)明的主題是一種由來自于氫氰化不飽和單腈的介質(zhì)制備并分離二腈的方法，其特征在于它包括 在蒸餾塔的一理論塔板的高度處將含二腈的介質(zhì)喂入到蒸餾塔中 在塔頂回收沸點(diǎn)低于二腈沸點(diǎn)的化合物 從相對(duì)于含二腈的介質(zhì)的喂入塔板而位于塔的較下部的理論塔板處回收含二腈的中間餾分，和 在塔底回收沸點(diǎn)高于二腈沸點(diǎn)的產(chǎn)物。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特征，塔底溫度小于200℃，優(yōu)選140℃至190℃。這一塔底溫度使得可限制尤其通過二腈的熱分解形成副產(chǎn)物。術(shù)語“塔底溫度”要理解為是指在塔的沸騰器中的液相溫度以及所述沸騰器的壁溫。
有利地，在沒有回流或者回流的情況下回收含二腈的中間餾分。回流比可相當(dāng)于所回收餾分的1-6wt％?？稍谂c引出所述餾分相同的高度處或者在不同的高度處，將回流液引入到塔中。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，通過本發(fā)明方法生產(chǎn)的二腈化合物是具有下述通式(I)的化合物NC-R-CN(I)
其中R基表示含2-10個(gè)碳原子的飽和烴基。
本發(fā)明的優(yōu)選二腈化合物選自己二腈、甲基戊二腈和乙基丁二腈。
根據(jù)待分離的二腈化合物的性質(zhì)，在合適的壓力下，優(yōu)選在1kPa至5kPa的壓力下進(jìn)行蒸餾。
可在任何合適的裝置，例如板式塔、填充塔或隔板塔中進(jìn)行本發(fā)明的蒸餾。塔的理論塔板數(shù)根據(jù)待處理化合物的性質(zhì)來決定。一般來說，具有6至20的理論塔板數(shù)的塔適合于本發(fā)明。
含二腈化合物的中間餾分有利地以液態(tài)或者蒸氣態(tài)形式從蒸餾塔中引出。在氫氰化工藝的情況下，在塔頂收集的餾分包括存在于介質(zhì)中的不飽和單腈。
本發(fā)明的方法使得可回收含非常低含量副產(chǎn)物的二腈，所述副產(chǎn)物來自于二腈化合物的熱分解。如此回收的二腈可進(jìn)行分離，例如通過蒸餾分離，一方面回收己二腈，另一方面回收所形成的其它二腈，例如甲基戊二腈或乙基丁二腈。
此外，本發(fā)明的方法使得可通過使用單一蒸餾塔獲得含非常低濃度雜質(zhì)的二腈化合物，也就是說與含串聯(lián)排列的兩個(gè)塔的目前裝置相比，具有降低的投資和操作成本。
鑒于對(duì)本發(fā)明方法的實(shí)施例的說明，本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)將變得更加顯而易見，其中所述實(shí)施例僅僅作為闡述目的給出并參考附圖描述，其中-

圖1表示現(xiàn)有技術(shù)的二腈分離裝置的方框圖，-圖2表示根據(jù)本發(fā)明的二腈分離裝置的一個(gè)實(shí)施方案的方框圖。
對(duì)比例1參考圖1，在包含鎳與亞磷酸三甲苯酯的有機(jī)金屬配合物的催化體系以及路易斯酸(ZnCl2)存在下，通過氫氰化戊烯腈制備己二腈的方法得到的混合物在1處喂入到含填料并且理論塔板數(shù)為6的第一蒸餾塔2中。塔底溫度為161℃，操作壓力為2kPa。
塔頂餾分5的引出是在回流4的情況下進(jìn)行的。所引出的餾分5包括顯示出比己二腈沸點(diǎn)低或者更一般地比存在于介質(zhì)中的二腈沸點(diǎn)低的產(chǎn)物。如下表I所示，這一塔頂餾分主要由沒有轉(zhuǎn)化成二腈的戊烯腈組成。
在塔底存在的液體在含沸騰器的回路7中循環(huán)。在塔2的底部或者從這一循環(huán)中引出尾餾分6。
這一餾分6被喂入到第二蒸餾塔8中。在所示的實(shí)例中，塔8類似于塔2。塔底溫度為164℃且壓力為2kPa。
餾分6在塔8的中間塔板高度處喂入。在回流10的情況下，二腈(其中包括己二腈)以頂部餾分9的形式回收。
沸點(diǎn)高于己二腈和所存在二腈沸點(diǎn)的化合物以尾餾分11的形式回收。如同在塔2中一樣，在循環(huán)回路中，在沸騰器存在下實(shí)現(xiàn)存在于塔底的液體的循環(huán)12。
下表I示出了各種餾分的組成。
混合物尤其是己二腈與二腈的混合物的停留時(shí)間是在塔2和8中的停留時(shí)間之和。
第二個(gè)塔8的頂部餾分9中的ICCP濃度為0.08wt％。
表I
術(shù)語“重質(zhì)化合物”表示沸點(diǎn)高于己二腈沸點(diǎn)的化合物。
實(shí)施例2參考圖2，對(duì)應(yīng)于實(shí)施例1混合物的混合物在13處被喂入到填充蒸餾塔14的中間塔板中。這個(gè)塔顯示出6個(gè)理論塔板并在2kPa的壓力和在164℃的塔底溫度下操作。
具有比所存在的二腈，更特別地比己二腈沸點(diǎn)低的化合物以頂部餾分15的形式在回流16下回收。下表II示出了這一頂部餾分15的組成且該組成尤其包括未轉(zhuǎn)化的戊烯腈。
在塔底液體通過包含沸騰器的回路18循環(huán)的情況下，具有比所存在的二腈，更特別地比己二腈沸點(diǎn)高的化合物以餾分17的形式在塔底14回收。餾分17可有利地在回路18中再循環(huán)之前濃縮。
通過從相對(duì)于待處理混合物喂入處13而位于較低位置的中間塔板中引出，從而以餾分19的形式回收二腈(其中包括己二腈)。
下表II中示出了各種餾分的組成。
混合物，尤其是二腈(其中包括己二腈)的混合物的停留時(shí)間與對(duì)比例1的塔8中所觀察到的停留時(shí)間具有相同的數(shù)量級(jí)。因此，本發(fā)明的方法使得可分離并回收二腈，其中包括己二腈，且這一化合物在蒸餾塔中的停留時(shí)間低于對(duì)比例1中觀察到的停留時(shí)間。這是因?yàn)椴捎帽景l(fā)明的方法省去了在塔2中的停留時(shí)間。
本發(fā)明的方法使得可回收含0.04wt％ICCP的二腈。
表II
權(quán)利要求
1.一種由來自于氫氰化不飽和單腈的介質(zhì)制備并分離二腈的方法，其特征在于它包括 將含二腈的介質(zhì)喂入到蒸餾塔中 在塔頂回收沸點(diǎn)低于二腈沸點(diǎn)的化合物 從相對(duì)于含二腈的介質(zhì)的喂入點(diǎn)而位于塔的較下部的理論塔板處回收含二腈的中間餾分，和 在塔底回收沸點(diǎn)高于二腈沸點(diǎn)的產(chǎn)物。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于塔底溫度小于200℃，優(yōu)選140℃至190℃。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于在沒有回流的情況下進(jìn)行中間餾分的回收。
4.權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于中間餾分的回收是在回流比為中間餾分的1至6wt％下進(jìn)行的。
5.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于二腈化合物是具有下述通式(I)的化合物NC-R-CN (I)其中R基表示含2-10個(gè)碳原子的飽和烴基。
6.權(quán)利要求5的方法，其特征在于二腈選自己二腈、甲基戊二腈和乙基丁二腈。
7.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于在1kPa至5kPa的壓力下進(jìn)行該方法。
8.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于蒸餾塔是板式塔、填充塔或隔板塔。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備并分離二腈化合物的方法。更特別地，本發(fā)明涉及由來自于氫氰化不飽和單腈的介質(zhì)制備并分離二腈化合物的方法。本發(fā)明方法包括將含二腈的介質(zhì)喂入到蒸餾塔中，然后作為中間餾分回收純化的二腈，重質(zhì)產(chǎn)物作為塔尾餾分除去，輕質(zhì)產(chǎn)物(其中包括不飽和單腈)作為頂部餾分回收。
文檔編號(hào)C07C253/10GK1835915SQ200480023571
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2004年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月25日
發(fā)明者J·格比爾, P·勒肯特, D·阿莫洛斯 申請(qǐng)人:羅狄亞聚酰胺中間體公司