用于制備腈的方法技術(shù)

己二腈通過使3-戊烯腈與氰化氫反應制備。3-戊烯腈通過使1，3-丁二烯與氰化氫反應并且通過將2-甲基-3-丁烯腈異構(gòu)化制備。兩個反應都在包含零價鎳和含磷配體的催化劑的存在下發(fā)生。配體通過水解或氧化而部分地降解。在3-戊烯腈和己二腈的制備的過程中將含磷配體降解產(chǎn)物移除。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本公開涉及一種。更具體地，本公開涉及改進的多反應區(qū)方法，以從1，3- 丁二烯的氫氰化提供提高的3-戊烯腈和己二腈化學產(chǎn)率。3-戊烯腈和己二腈通過在包含零價鎳和含磷配體的催化劑的存在下的氫氰化反應制備。配體通過水解或氧化而部分地降解。在3-戊烯腈和己二腈的制備的過程中將含磷配體降解產(chǎn)物移除。
技術(shù)介紹
在形成膜、纖維和模制制品中可以使用的尼龍聚酰胺的工業(yè)制備中，己二腈(ADN)是商業(yè)上重要的和多用途的中間體。ADN可以通過將I，3-丁二烯(BD)在包含多種含磷配體的過渡金屬配合物的存在下氫氰化制備。例如，包含零價鎳和單齒含磷配體的催化劑很好地記載在現(xiàn)有技術(shù)中；參見，例如，美國專利號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頁。還公開了烯鍵式不飽和化合物用包含零價鎳和特定多齒亞磷酸酯配體的催化劑的氫氰化中的改進；例如，參見:美國專利號 5，512，696 ;5，821，378 ;5，959，135 ;5，981，772 ;6，020，516 ;6，127，567 ;和 6，812，352。3-戊烯腈(3PN)可以通過如下所示的一系列反應形成。 CH2=CHCH=CH2 + HC=N 一 CH3CH=CHCH2C=N + CH2=CHCH(CH3)C=N (1)BD3PN2M3BNCH2=CHCH(CH3)C=NCH3CH=CHCH2CeN(2)2M3BN3PN+ Ch2=CHCH2CH2CeN + Ch3CH2CH=CHCeN + CH3CH=C(CH3)CeN4PN2PN2M2BN根據(jù)本文所使用的縮寫，BD是I，3- 丁二烯，HC E N是氰化氫，并且2M3BN是2_甲基-3-丁烯腈。增加來自BD氫氰化的3PN的化學產(chǎn)率的方法包括如美國專利號3，536，748中公開的，在NiL4配合物的存在下的2M3BN至3PN的催化異構(gòu)化(上面的等式2)。BD氫氰化和2M3BN異構(gòu)化的共產(chǎn)物可以包括4-戊烯腈(4PN)、2_戊烯腈(2PN)、2_甲基-2- 丁烯腈(2M2BN)和2-甲基戊二腈(MGN)。在包含多種含磷配體的過渡金屬配合物的存在下，如下面的等式3和4中所示的，二腈如ADN、MGN和乙基丁二腈(ESN)可以通過3PN和2M3BN的氫氰化形成。等式4還顯示，當2M3BN在可以從戊烯腈氫氰化反應區(qū)運送來的路易斯酸促進劑的存在下不合乎需要地異構(gòu)化時，可以形成2M2BN。CH3CH=CHCH2C=N + HC=N —— 3PNNscCH2CH2CH2CH2C^N + NeCCH2CH2CH(CH3)C=N + N^CCH2CH(CH2CH3)CsNADNMGNESN+ CH =CHCHpCH CEN + CH3CH CH=CHCeN + CH3CH CH CH CsN (3)4PN2PNVNCH2=CHCH(CH3)CeN + ΗΟΞΝ —— 2M3BNN=CCH2CH2CH(CH3)C=N + CH3CH=C(CH3)C^N (4)MGN2M2BN活化的烯烴如共軛烯烴(例如，1，3-丁二烯)的氫氰化可以在不使用路易斯酸促進劑的情況下以有用的速率進行。然而，未活化的烯烴如3PN的氫氰化需要至少一種路易斯酸促進劑以獲得工業(yè)可用的用于直鏈腈如ADN的制備的速率和產(chǎn)率。例如，美國專利號3，496，217,4, 874，884和5，688，986公開了路易斯酸促進劑用于非共軛烯鍵式不飽和化合物用包含亞含磷配體的鎳催化劑的氫氰化的用途。用于從BD和HC ξ N制備ADN的聯(lián)合方法可以包括BD氫氰化、2M3BN異構(gòu)化以產(chǎn)生3PN，并且包括3PN的戊烯腈的氫氰化以產(chǎn)生ADN和其他的二腈。例如，在美國專利申請2009/0099386A1中公開了聯(lián)合方法。美國專利公開號2007/0260086中公開的是一種用于制備二腈的方法，目的是提供通過單和二齒配體的混合物形成的催化劑的回收，并且能夠再使用從而在氫氰化和/或異構(gòu)化級中回收的催化劑。美國專利公開號2008/0221351公開了一種用于制備ADN的聯(lián)合方法。第一工藝步驟包括在至少一種零價鎳催化劑上氫氰化BD以產(chǎn)生3PN。聯(lián)合方法的第二工藝步驟包括在至少一種零價鎳催化劑和至少一種路易斯酸上氫氰化3PN以產(chǎn)生ADN。在該聯(lián)合方法中，將在所述工藝步驟之一中所使用的至少一種零價鎳催化劑轉(zhuǎn)移至另一工藝步驟中。當氫氰化催化劑包含含磷配體時，作為水解或氧化反應的結(jié)果，配體可能降解。這些水解或氧化反應產(chǎn)生不希望的雜質(zhì)。含磷配體的水解和氧化產(chǎn)物在美國專利號3，773,809 中公開。專利技術(shù)概述在用于使3PN與HCN反應的反應區(qū)上游，將含磷配體降解產(chǎn)物從反應流移除。戊烯腈在包括兩個步驟的方法中制備。在第一步驟[即步驟(a)]中，1，3-丁二烯與氰化氫在第一反應區(qū)(Z1)中在包含零價鎳(Ni。)和第一含磷配體的第一催化劑的存在下反應，以產(chǎn)生包含3-戊烯腈(3PN)和2-甲基-3- 丁烯腈(2M3BN)的反應器流出物。在第二步驟[即步驟(b)]中，將在第一步驟中制備的2M3BN的至少一部分在第二反應區(qū)(Z2)中在包含零價鎳(Ni°)和第二含磷配體的第二催化劑的存在下異構(gòu)化，以產(chǎn)生包含3PN的反應產(chǎn)物。可以將包含3PN的流出物流從第二反應區(qū)(Z2)回收。3PN也可以通過來自第一反應區(qū)(Z1)的反應產(chǎn)物的蒸餾回收。可以使所回收的3PN與HCN在第三反應步驟[即步驟(C)]中、在第三反應區(qū)(Z3)中、在包含零價鎳(Ni。)和第三含磷配體的第三催化劑的存在下接觸。在第三反應區(qū)(Z3)中的該反應在路易斯酸促進劑的存在下發(fā)生。引入至反應區(qū)中的催化劑與反應物和產(chǎn)物一起流至、通過和離開反應區(qū)。引入至反應區(qū)中的任何路易斯酸促進劑也與反應物、產(chǎn)物和催化劑的流動一起流過反應區(qū)。流過第一反應區(qū)的催化劑在本文也稱為第一催化劑。該第一催化劑包含零價鎳和第一含磷配體。流過第二反應區(qū)的催化劑在本文也稱為第二催化劑。這種第二催化劑包含零價鎳和第二含磷配體。第一反應區(qū)基本上沒有路易斯酸促進劑。控制再循環(huán)催化劑的流動以避免將流過第三反應區(qū)(Z3)的路易斯酸促進劑引入至第一反應區(qū)(Z1)中。除3-戊烯腈(3PN)和2-甲基_3_ 丁烯腈(2M3BN)之外，步驟(a)的反應產(chǎn)物還包括二腈。這些二腈包含己二腈(ADN)和甲基戊二腈(MGN)。己二腈(ADN)可以通過3-戊烯腈(3PN)與HCN的反應形成。甲基戊二腈(MGN)可以通過2-甲基-3- 丁烯腈(2M3BN)與HCN的反應形成。第一反應區(qū)(Z1)中MGN的形成尤其有問題的地方在于2M3BN在可以將其回收并異構(gòu)化為3PN之前轉(zhuǎn)化。在其中將3PN回收并與HCN反應以形成ADN的方法中，第一反應區(qū)(Z1)中一摩爾的MGN的制備導致可以另外轉(zhuǎn)化為ADN的兩摩爾的HCN和一摩爾的BD的損失。因此，第一反應區(qū)(Z1)中MGN的不希望的制備導致基于HCN和BD反應的摩爾數(shù)的ADN產(chǎn)率的不希望的減少。在催化劑流過第一和第 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.07.07 US 61/362,1751.一種用于制備己二腈的方法，所述方法包括以下步驟:(a)在第一反應區(qū)中，使包含1，3-丁二烯(BD)和氰化氫(HCN)的混合物在包含零價Ni和第一含磷配體的第一催化劑的存在下反應，以產(chǎn)生包含3-戊烯腈(3PN)和2-甲基-3-丁烯腈(2M3BN)的反應產(chǎn)物；(b)在第二反應區(qū)中，將步驟(a)的所述2M3BN的至少一部分在包含零價Ni和第二含磷配體的第二催化劑的存在下異構(gòu)化，以產(chǎn)生包含3PN的反應產(chǎn)物；和(c)在第三反應區(qū)中，使包含來自步驟(b)的3PN和氰化氫(HCN)的混合物在包含零價Ni和第三含磷配體的第三催化劑的存在下并且在路易斯酸促進劑的存在下反應，以產(chǎn)生包含己二腈的反應產(chǎn)物；其中催化劑與反應物和產(chǎn)物一起流過所述第一、第二和第三反應區(qū)，其中所述第一含磷配體的一部分在所述第三反應區(qū)上游的點通過水解反應或氧化反應或水解反應和氧化反應兩者降解，以形成包含一種或多種含磷化合物的含磷配體降解產(chǎn)物，其中將流自所述第一反應區(qū)或所述第二反應區(qū)或第一和第二反應區(qū)兩者的催化劑的至少一部分在一個或多個蒸餾步驟中濃縮，并且在至少一股催化劑再循環(huán)流中再循環(huán)至所述第一反應區(qū)或所述第二反應區(qū)或第一和第二反應區(qū)兩者中，其中所述催化劑再循環(huán)流包含所述含磷配體降解產(chǎn)物，其中使所述催化劑再循環(huán)流的一部分與萃取溶劑在液/液萃取步驟中接觸，以產(chǎn)生溶劑相和萃余液相，其中所述溶劑相包含催化劑 ，并且所述萃余液相包含所述含磷配體降解產(chǎn)物，其中所述溶劑相中的所述含磷配體降解產(chǎn)物與催化劑的重量比小于引入至所述液/液萃取步驟中的所述催化劑再循環(huán)流中的所述含磷配體降解產(chǎn)物與催化劑的重量比；并且其中將來自在所述液/液萃取步驟中獲得的所述溶劑...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：拉里·E·默貝，趙增勛，
申請(專利權(quán))人：因溫斯特技術(shù)公司，
類型：
國別省市：