从二腈制造二胺的氢化方法技术

披露一种使二腈氢化形成二胺的方法。还披露一种通过用氢气还原氧化铁来制备用于这个氢化反应的催化剂的方法。粗制二腈流的精制中所涉及的流体流中的热量用于为二腈氢化形成二胺提供热量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本披露设及一种用于制备催化剂的方法并且设及所述催化剂有效的氨化方法。更 确切地说，本专利技术设及在非均相铁催化剂存在下催化氨化有机腊。运类反应的实例包括己 二腊氨化为六亚甲基二胺和甲基戊二腊(尤其是2-甲基戊二腊)氨化为2-甲基五亚甲基二 胺。
技术介绍
将包含腊基的化合物氨化为胺的方法为已知的。二腊氨化为相应二胺是一种已经 使用了很长一段时间的方法，尤其是己二腊氨化为六亚甲基二胺，六亚甲基二胺是制备尼 龙-6,6的基本材料。 近年来，对脂肪族二腊氨化(有时也称为半氨化)为氨基腊的关注日益增加，尤其 是己二腊氨化为6-氨基己腊，从而直接得到或经由己内酷胺得到尼龙-6。 Ziemecki等人的美国专利第5,151，543号披露一种将脂肪族二腊选择性氨化为相 应氨基腊的方法，所述方法是在25-150°C下并且在大于大气压的压力下，在相对于二腊至 少2/1摩尔过量的溶剂(所述溶剂包含具有1到4个碳原子的液氨或醇W及可溶于所述醇中 的无机碱)存在下，在雷尼催化剂(Raney catalyst)存在下，所得氨基腊作为主要产物回 收。[000引Kershaw等人的美国专利第3，696，153号披露一种在衍生自铁化合物（如氧化铁） 的呈颗粒形式的催化剂存在下催化氨化己二腊的方法，所述催化剂已在不超过600°C的溫 度下用氨气活化。 Bivens等人的美国专利第3，758，584号披露一种在衍生自钻或铁化合物(如氧化 铁)的催化剂存在下将己二腊催化氨化为六亚甲基二胺的方法，所述催化剂已在约300°C到 约600°C范围内的溫度下在氨气与氨的混合物中活化。 在通过二腊与氨气反应制造二胺的方法中，需要供应、产生并且耗散热量。举例来 说，应该将通向某一反应器或一系列反应器中的第一反应器的二腊和氨气进料加热到足W 在氨气与二腊的放热反应中实现恰当的转化水平的溫度。由运个反应产生的热量也需要被 耗散W便避免催化剂粒子烧结，使反应器中的副产物形成降到最低W及回收二胺产物和使 氨气和氨再循环到反应器。 需要耗散热量的实例设及将来自蒸馈塔的馈出物冷凝。运类蒸馈塔的实例是用于 分离二胺与沸点低于二胺的化合物的塔。来自蒸馈塔的用于分离二胺与低沸点化合物的馈 出物可W用冷却水或空气冷却器冷却，形成包含二胺和其它化合物的冷凝液。 需要供应热量的实例设及使用热交换器加热通向一个或多个氨化反应器的进料， 在所述热交换器中，使用蒸汽作为热源来加热进料。 期望在制造和回收二胺的整个工艺期间使蒸汽的使用降到最低。此工艺中使用的 蒸汽越多，与所述工艺相关的能量成本越高。还期望回收在制造和回收二胺的整个工艺中 产生的或与任何特定步骤相关的热量。使用冷却水或空气冷却器来耗散热量会造成潜在热 能损失，所述潜在热能本来可w用于整个工艺中。
技术实现思路
根据本文中所披露的实施例，通过从用于分离二胺与低沸点化合物的蒸馈塔的冷 凝器中提取热量来节省能量成本。使用所提取的运份热量来加热通向一个或多个氨化反应 器的进料W便将二腊转化为二胺。 通过综合方法制得二胺。将二腊转化成未经精制的二胺产物并且将所述未经精制 的二胺产物转化成经精制的二胺产物。所述方法包含两个阶段，即第一阶段和第二阶段。所 述方法的第一阶段包含步骤(a)、(b)和(C)。 步骤(a)包含加热包含氨气和二腊的进料，所述进料用于引入使氨气和二腊反应 形成包含二胺的产物的反应区中。步骤(b)包含将步骤(a)的反应区维持在足W使氨气和二 腊在催化剂存在下反应形成包含二胺的产物的条件下。步骤(C)包含使来自步骤(b)的包含 二胺的产物通过二胺回收区，形成未经精制的二胺产物。 所述方法的第二阶段包含步骤(d)和(e)。 步骤(d)包含将步骤(C)的未经精制的二胺产物传到第一蒸馈区段W便去除沸点 低于二胺的沸点的组分，从而得到富含二胺的产物。步骤(e)包含将来自步骤(d)的富含二 胺的产物传到第二蒸馈区段W便去除沸点低于二胺的沸点的额外组合物，从而得到富含二 胺的产物。 步骤(e)包含步骤(i)、（ii)和(iii)。 步骤（i)包含将来自步骤(d)的产物传到蒸馈塔中。步骤（ii)包含将步骤（i)的蒸 馈塔维持在足W产生包含二胺的底部物料流和包含沸点低于二胺的沸点的组合物的呈蒸 气形式的顶部物料流的条件下。步骤（iii)包含将来自步骤(ii)的顶部物料流传到冷凝区 中W使蒸气液化。 所述方法进一步包含步骤(f)。 步骤(f)包含使液流从步骤（i)的蒸馈塔的上部塔板退出并且通过使所述液流通 过热交换器，将运份热量引入包含氨气和二腊的进料中，从而引入步骤(b)的反应区中W使 氨气和二腊反应形成包含二胺的产物，从而从所述液流回收热量。 可W监测步骤(i)的蒸馈塔中的压力。可W提供响应于所监测压力的自动联锁。可 W响应于测量到蒸馈塔中的所监测压力增加，阻断热交换器与蒸馈塔之间的流体连通。 蒸馈步骤(ii)可W在真空条件下进行。举例来说，蒸馈步骤(ii)可W在小于400mm Hg(53.3kPa)的压力下进行。 用于使二腊与氨气反应的催化剂可W是还原形式的氧化铁。可W进一步将氨引入 步骤(a)的反应区中。氨在反应区中可W维持呈液态或超临界状态。 步骤(a)的反应区可W包含至少一个固定床反应器。在一个实施例中，二腊是己二 腊(ADN)并且二胺是六亚甲基二胺化MD)。在另一个实施例中，二腊是甲基戊二腊(MGN)并且 二胺是2-甲基五亚甲基二胺(MPMD)。【附图说明】 图1是展示使二腊氨化产生二胺的四阶段转化方法的图式。 图2是展示用于通过用氨气还原氧化铁来制备催化剂的催化剂活化系统的图式。 图3是展示图1中所示的氨回收系统的细节的图式。 图4展示用于使己二腊与氨气在液氨存在下反应形成六亚甲基二胺的反应区段的 第一部分。 图5展示用于使己二腊与氨气在液氨存在下反应形成六亚甲基二胺的反应区段的 第二部分。 图6展示用于回收图4和5的反应区段中所产生的产物流的组分的回收区段的第一 部分。 图7展示用于回收图4和5的反应区段中所产生的产物流的组分的回收区段的第二 部分。 图8A展示用于获得精制二腊产物的精制区段的第一实例。 图8B和8C展示图8A中所示的蒸馈区段的实例。 图9展示用于获得精制二腊产物的精制区段的第二实例。 图10是催化剂筒的平面视图。[003引图11是催化剂筒的侧视图。 图12是图2的催化剂筒沿着线3-3的剖视图。 图13A是转化器的平面视图。 图13B是转化器的分解视图。 图14A是转化器的侧视图。 图14B是图14A的转化器沿着线2B-2B的剖视图。 图15是转化器的锁定机构的平面视图。 图16是具有锁定机构的密闭容器的截面视图。【具体实施方式】 除非本文中另外明确定义或陈述或除非上下文另外明确规定，否则如本文中所用 的W单数语法形式书写的各W下术语"一 (a)"、" 一个(an)"和"所述"也可W指并且涵盖复 数个所述实体或对象。举例来说，如本文中所用的短语"一装置"、"一组合件"、"一机构"、 "一组件及"一元件"也可W分别指并且涵盖复数个装置、复数个组合件、复数个机构、复 数个组件W及复数个元件。 如本文中所用，各W下术语"包括（includes)"、"包括（including)"本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造二胺的综合方法，所述方法是通过将二腈转化成未经精制的二胺产物并且将所述未经精制的二胺产物转化成经精制的二胺产物，所述方法包含第一阶段和第二阶段，其中所述方法的所述第一阶段包含以下步骤：(a)加热包含氢气和二腈的进料，所述进料用于引入使氢气和二腈反应形成包含二胺的产物的反应区中；(b)将步骤(a)的所述反应区维持在足以使氢气和二腈在催化剂存在下反应形成包含二胺的产物的条件下；以及(c)将来自步骤(b)的所述包含二胺的产物传到二胺回收区中以形成未经精制的二胺产物，并且其中所述方法的所述第二阶段包含以下步骤：(d)将步骤(c)的所述未经精制的二胺产物传到第一蒸馏区段中以便去除沸点低于所述二胺的沸点的组合物，从而提供富含二胺的产物；以及(e)将来自步骤(d)的所述富含二胺的产物传到第二蒸馏区段中以便去除沸点低于所述二胺的组合物，其中步骤(e)包含以下步骤：(i)将来自步骤(d)的所述富含二胺的产物传到蒸馏塔中；(ii)将步骤(i)的所述蒸馏塔维持在足以产生包含所述二胺的底部物料流和包含沸点低于所述二胺的沸点的组合物的呈蒸气形式的顶部物料流的条件下，以及(iii)将来自步骤(ii)的所述顶部物料流传到冷凝区中以使蒸气液化，其中所述方法进一步包含以下步骤：(f)使液流从步骤(i)的所述蒸馏塔的上部塔板退出并且通过使所述液流通过热交换器以将这份热量引入所述包含氢气和二腈的进料中来从所述液流回收热量，所述进料用于引入步骤(b)的所述反应区中以使氢气和二腈反应形成包含二胺的产物。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵增勋，斯图尔特·福赛思，托马斯·A·米茨卡，迈克尔·C·奎因三世，约翰·J·奥斯特麦尔，道格拉斯·J·里斯特勒，费尔迪·J·托泽，
申请(专利权)人：因温斯特技术公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH