用于制备腈的方法
【专利摘要】己二腈通过使3-戊烯腈与氰化氢反应制备。3-戊烯腈通过使1，3-丁二烯与氰化氢反应并且通过异构化2-甲基-3-丁烯腈制备。1，3-丁二烯与氰化氢产生3-戊烯腈的反应还产生少量的二腈化合物，所述二腈化合物包括己二腈(ADN)和甲基戊二腈(MGN)。将甲基戊二腈移除以提供在催化剂提纯步骤中使用的己二腈富集流。
【专利说明】用于制备腈的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2010年7月7日提交的美国临时申请号61/362175的权益。
发明领域
[0003]本公开涉及一种用于制备腈的方法。更具体地，本公开涉及一种改进的多反应区方法，以提供改进的3-戊烯腈和己二腈化学产率。1，3_ 丁二烯与氰化氢反应产生作为单腈化合物的3-戊烯腈。然而，该反应也可以产生少量的二腈化合物，所述二腈化合物包括己二腈(ADN)和甲基戊二腈(MGN)。将甲基戊二腈移除以提供在催化剂提纯步骤中使用的己二腈富集流。
[0004]发明背景
[0005]在形成膜、纤维和模制制品中可以使用的尼龙聚酰胺的工业制备中，己二腈(ADN)是商业上重要的和多用途的中间体。ADN可以通过将I，3-丁二烯(BD)在包含多种含磷配体的过渡金属配合物的存在下氢氰化制备。例如，包含零价镍和单齿含磷配体的催化剂很好地记载在现有技术中；参见，例如，美国专利号3，496，215 ;3，631，191 ;3，655，723和
3,766, 237 ;和 Tolman, C.A.、McKinney, R.J.、Seidel, ff.C.、Druliner, J.D.和 Stevens,W.R.,Advances in Catalysis, 1985,第33卷,第1_46页。还公开了烯键式不饱和化合物用包含零价镍和特定多齿亚磷酸酯配体的催化剂的氢氰化中的改进；例如，参见:美国专利号 5，512，696 ;5，821，378 ;5，959，135 ;5，981，772 ;6，020，516 ;6，127，567 ;和 6，812，352。
[0006]3-戊烯腈(3PN)可以通过如下所示的一系列反应形成。
[0007]
【权利要求】
1.一种用于制备己二腈的方法，所述方法包括以下步骤: (a)在第一反应区中，使包含1，3-丁二烯(BD)和氰化氢(HCN)的混合物在包含零价Ni和第一含磷配体的第一催化剂的存在下反应，以产生包含3-戊烯腈(3PN)和2-甲基-3-丁烯腈(2M3BN)的反应产物； (b)在第二反应区中，将步骤(a)的所述2M3BN的至少一部分在包含零价Ni和第二含磷配体的第二催化剂的存在下异构化，以产生包含3PN的反应产物；和 (c)在第三反应区中，使包含来自步骤(b)的3PN和氰化氢(HCN)的混合物在包含零价Ni和第三含磷配体的第三催化剂的存在下并且在路易斯酸促进剂的存在下反应，以产生包含己二腈的反应产物， 其中催化剂与反应物和产物一起流过所述第一、第二和第三反应区， 其中步骤(a)的所述反应产物还包括:包含己二腈(ADN)和甲基戊二腈(MGN)的二腈，其中将流自所述第一反应区的催化剂的至少一部分在一个或多个蒸馏步骤中浓缩，并且在至少一股催化剂再循环流中再循环至所述第一反应区中， 其中使所述催化剂再循环流的一部分与第一萃取溶剂在第一液/液萃取步骤中接触，以产生溶剂相和萃余液相， 其中所述第三催化剂不与所述萃取溶剂在所述第一液/液萃取步骤中接触， 其中所述第一液/液萃取步骤包括:将所述催化剂再循环流的一部分、第一萃取溶剂流和包含己二腈(ADN)的二腈再循环流引入至第一液/液萃取区中， 其中所述第一液/液萃取步骤还包括:将所述第一液/液萃取区中的所述液体分离为包含第一萃取溶剂和催化剂的第一`溶剂相和包含己二腈(ADN)、甲基戊二腈(MGN)、沸点比己二腈(ADN)高的化合物和沸点比甲基戊二腈(MGN)低的化合物的第一萃余液相； 其中将来自在所述液/液萃取步骤中获得的所述溶剂相的催化剂再循环至所述第一反应区或所述第二反应区或所述第一和第二反应区两者中， 其中将所述第一萃余液相在一个或多个蒸馏步骤中蒸馏，以将己二腈(ADN)和甲基戊二腈(MGN)与下列化合物分离:沸点比己二腈(ADN)高的化合物和沸点比甲基戊二腈(MGN)低的化合物，从而获得第一提纯的二腈流， 其中将所述第一提纯的二腈流进一步蒸馏，以从所述第一提纯的二腈流中移除甲基戊二腈(MGN)，从而获得富集己二腈的第二提纯的二腈流，并且 其中将所述第二提纯的二腈流的至少一部分再循环至所述液/液萃取步骤中。
2.权利要求1所述的方法，其中所述沸点比己二腈(ADN)高的化合物包括催化剂降解产物。
3.权利要求2所述的方法，其中所述催化剂降解产物包括至少一种选自由Ni(CN) 2和磷酸酯配体组成的组中的化合物。
4.权利要求1所述的方法，其中所述沸点比甲基戊二腈(MGN)低的化合物包括:所述萃取溶剂和至少一种选自由3PN和2M3BN组成的组中的戊烯腈。
5.权利要求1所述的方法，其中所述第一含磷配体是单齿含磷配体，并且其中所述第三含磷配体是二齿含磷配体。
6.权利要求5所述的方法，其中所述第一含磷配体和所述第二含磷配体是相同的。
7.权利要求1所述的方法，其中将来自步骤(a)的反应产物流蒸馏，以移除未反应的I，3-丁二烯并产生I，3-丁二烯贫化反应产物流， 其中将所述1，3- 丁二烯贫化反应产物流引入至包括进料口、上部取出物出口、底部取出物出口和精馏段的蒸馏塔中， 其中所述精馏段设置在所述进料口和所述上部取出物出口之间， 其中所述精馏段包括至少一个分离级， 其中将戊烯腈富集流从所述上部取出物出口取出， 其中将所述催化剂再循环流从所述底部取出物出口取出，并且 其中所述催化剂再循环流包含至少5重量％的戊烯腈。
8.权利要求7所述的方法，其中所述蒸馏塔还包括侧部取出物出口， 其中所述精馏段包含至少两个分离级， 其中所述精馏段还包括液体收集装置， 其中将液体在所述液体收集装置中收集并且通过所述侧部取出物出口，以形成侧部取出物流， 其中所述侧部取出物流包含甲基戊二腈(MGN)，并且 其中将所述侧部取出物流作为进料送入所述第一液/液萃取步骤中。
9.权利要求1所述的方法，其中所述方法包括两个分开的液/液萃取步骤， 其中使用第一液/液萃取步骤萃取所述第一催化剂，但不萃取所述第三催化剂；并且使用分开的液/液萃取步骤萃取所述第三催化剂，但不萃取所述第一催化剂。
10.权利要求9所述的方法，其中所述分开的液/液萃取步骤包括:使来自步骤(C)的反应产物和所述第三催化剂与下述萃取溶剂接触:与在所述第一液/液萃取步骤中使用的所述萃取溶剂不同的萃取溶剂，以产生包含所述第三催化剂的溶剂相和包含来自步骤(C)的己二腈产物的萃余液相； 其中将来自在所述分开的液/液萃取步骤中获得的所述溶剂相的催化剂再循环至所述第三反应区中，但不再循环至所述第一反应区或所述第二反应区或所述第一和第二反应区两者中，并且 其中将所述包含来自步骤(C)的己二腈产物的萃余液相在一个或多个蒸馏步骤中蒸馏，以回收提纯的己二腈产物流。
11.权利要求10所述的方法，其中将所述提纯的己二腈产物流的一部分再循环至用于萃取所述第一催化剂的所述第一液/液萃取步骤中，但不再循环至用于萃取所述第三催化剂的所述分开的液/液萃取步骤中。
12.权利要求10所述的方法，其中不将所述提纯的己二腈产物流中的任何再循环至所述第一液/液萃取步骤中。
13.权利要求10所述的方法，其中将来自所述第一液/液萃取步骤的所述萃余液和来自所述分开的液/液萃取步骤的所述萃余液在相同的或不同的蒸馏装置中蒸馏。
14.权利要求13所述的方法，其中将来自用于萃取所述第一催化剂的所述第一液/液萃取步骤的所述萃余液流，或者来自用于萃取所述第三催化剂的所述分开的液体萃取步骤的所述萃余液流，或者两种所述萃余液流蒸馏，以移除萃取溶剂并获得萃取溶剂贫化萃余液流， 其中将所述萃取溶剂贫化萃余液流蒸馏，以移除戊烯腈并获得戊烯腈贫化萃余液流，其中将所述戊烯腈贫化萃余液流在二腈塔中蒸馏，以移除催化剂降解产物，从而获得富集MGN的第一二腈流和富集己二腈的第二二腈流， 其中所述二腈塔包括进料口、上部取出物出口、侧部取出物出口和底部取出物出口， 其中将催化剂降解产物通过所述二腈塔的所述底部取出物出口取出， 其中将己二腈通过所述二腈塔的所述侧部取出物出口取出，并且 其中将MGN和更低沸点的化合物通过所述二腈塔的所述上部取出物出口取出。
15.权利要求13所述的方法，其中将来自用于萃取所述第一催化剂的所述第一液/液萃取步骤的所述萃余液流蒸馏，以移除萃取溶剂并获得萃取溶剂贫化萃余液流， 其中将所述萃取溶剂贫化萃余液流蒸馏，以移除戊烯腈并获得戊烯腈贫化萃余液流， 其中将所述戊烯腈贫化萃余液流在二腈塔中蒸馏，以移除催化剂降解产物，从而获得富集MGN的第一二腈流和富集己二腈的第二二腈流， 其中所述二腈塔包括进料口、上部取出物出口、侧部取出物出口和底部取出物出口， 其中将催化剂降解产物通过所述二腈塔的所述底部取出物出口取出， 其中将己二腈通过所述二腈塔的所述侧部取出物出口取出，并且其中将MGN和更低沸点的化合物通过所述二腈塔的所述上部取出物出口取出，并且其中将来自所述二腈塔的所述侧部取出物出口的己二腈再循环至所述第一液/液萃取器。
16.权利要求14所述的方法`，其中将来自所述第一液/液萃取区的萃余液和来自所述分开的液/液萃取区的萃余液在不同的蒸馏装置中蒸馏。
17.权利要求16所述的方法，其中通过所述二腈塔的所述底部取出物出口取出的所述催化剂降解产物包含己二腈，并且 其中将通过所述二腈塔的所述底部取出物出口取出的所述催化剂降解产物送入刮膜蒸发器(WFE)，以从通过所述二腈塔的所述底部取出物出口取出的所述催化剂降解产物分离并回收己二腈。
18.权利要求17所述的方法，其中使用相同的刮膜蒸发器(WFE)，以从由来自所述第一液/液萃取区的萃余液流和来自所述分开的液/液萃取区的萃余液流两者分离的催化剂降解产物回收己二腈。
【文档编号】C07C255/04GK103502206SQ201180043037
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2011年6月16日 优先权日:2010年7月7日
【发明者】拉里·E·默贝, 赵增勋 申请人:因温斯特技术公司