己二腈的制备制造技术

本发明专利技术题为“己二腈的制备”。在用于由己二酸制备己二腈的系统和方法中，提供了加热器，该加热器被构造成加热第一流动性热传递介质以提供经加热的第一流动性热传递介质；第一热交换器，该第一热交换器被构造成将热从经加热的第一流动性热传递介质传递至第二流动性热传递介质，以提供经加热的第二流动性热传递介质；以及至少一个第二热交换器，该至少一个第二热交换器被构造成将热从经加热的第二流动性热传递介质传递至容纳反应混合物的至少一个反应器部件，反应混合物包含：(i)熔融的己二酸、氨和酸催化剂或(ii)己二腈，至少选自己二酰二胺、氰基己二酰二胺、氰戊酸和氰基戊酰胺的中间反应产物以及酸催化剂。

【技术实现步骤摘要】
己二腈的制备
本申请涉及由己二酸制备己二腈的反应器、系统和方法。
技术介绍
己二腈(ADN)是己二胺(HMDA)生产中的重要中间体，己二胺是用于生产尼龙66的单体之一；HMDA和己二酸(AA)的共聚物。历史上，尼龙66主要用于形成用于住宅应用中高品质垫子的地毯纤维和衣物纤维。最近，尼龙66已在苛刻的高温机动车“引擎盖下(underthehood)”的应用(诸如用于液压制动器管线的内衬、电缆和电线绝缘体以及模塑部件诸如散热器外壳)中用作工程树脂。目前，存在三种用于制备己二腈的商业制造途径，即(i)经由氢氰化由丁二烯制得，(ii)经由电氢化二聚由丙烯腈制得，和(iii)经由氨化之后进行所得二酰胺的脱水由己二酸制得。然后通过氢化由己二腈产物制备HMDA。鉴于HMDA的重要性，所有这些用于制备ADN的现有商业途径都是广泛研究的主题。例如，就通过AA的氨化来制备ADN而言，该方法最初使用例如具有大量过量NH3的磷酸硼催化剂在300℃至350℃的气相中进行。然而，该途径的缺点在于，在蒸发时，己二酸趋于发生分解，这将ADN选择性限制为AA进料的80重量％或更少，并且还需要频繁的催化剂再生。因此，在较低温度处(例如在200℃至300℃处)使用液相的己二酸，并且在存在催化剂(诸如H3PO4)的情况下实施用于AA氨化的更现代的途径，该催化剂可溶于反应介质中。一种此类方法公开于中国专利号CN106146345B，其中将固体磷酸催化剂、己二酸和稀释剂(诸如己二腈、戊二腈或庚二腈)加入到反应容器中，其中将原料在搅拌下加热直至达到所需的反应温度，并且加入氨气。己二酸的液相氨化不太容易因分解而损失AA进料。遗憾的是，反应器的结垢快速减少了此类经济收益。当反应器结垢时，反应效率损失。效率的损失会非常迅速，反应器可能必须在短至三天的时间内关闭并进行清洁。因此，限制结垢对于在商业环境中经济地部署液相氨化是必要的。国际专利申请公布WO2014179027A1涉及用于制备具有至少两种热传递介质的聚酰胺的方法、系统和设备。
技术实现思路
在一个方面，本公开在于一种用于由己二酸制备己二腈的反应器系统，该系统包括：加热器，所述加热器被构造成加热第一流动性热传递介质以提供经加热的第一流动性热传递介质；第一热交换器，所述第一热交换器被构造成将热从所述经加热的第一流动性热传递介质传递至第二流动性热传递介质，以提供经加热的第二流动性热传递介质；以及至少一个第二热交换器，所述至少一个第二热交换器被构造成将热从所述经加热的第二流动性热传递介质传递至容纳反应混合物的至少一个反应器部件，所述反应混合物包含熔融的己二酸、氨和酸催化剂。在另一个方面，本公开在于一种用于由己二酸制备己二腈的反应器系统，该系统包括：加热器，所述加热器被构造成加热第一流动性热传递介质以提供经加热的第一流动性热传递介质；第一热交换器，所述第一热交换器被构造成将热从所述经加热的第一流动性热传递介质传递至第二流动性热传递介质，以提供经加热的第二流动性热传递介质；以及至少一个第二热交换器，所述至少一个第二热交换器被构造成将热从所述经加热的第二流动性热传递介质传递至容纳反应混合物的至少一个反应器部件，所述反应混合物包含：己二腈，选自己二酰二胺、氰基己二酰二胺、氰戊酸和氰基戊酰胺的至少一种中间反应产物以及酸催化剂。在另一个方面，本公开在于一种用于制备己二腈的方法，该方法包括：加热第一流动性热传递介质，以提供经加热的第一流动性热传递介质；将热从所述经加热的第一流动性热传递介质传递至第二流动性热传递介质，以提供经加热的第二流动性热传递介质；以及将热从所述经加热的第二流动性热传递介质传递至反应混合物，所述反应混合物包含熔融的己二酸、氨和酸催化剂。在另一个方面，本公开在于一种用于制备己二腈的方法，该方法包括：加热第一流动性热传递介质，以提供经加热的第一流动性热传递介质；将热从所述经加热的第一流动性热传递介质传递至第二流动性热传递介质，以提供经加热的第二流动性热传递介质；以及将热从所述经加热的第二流动性热传递介质传递至反应混合物，所述反应混合物包含：己二腈，至少一种选自己二酰二胺、氰基己二酰二胺、氰戊酸和氰基戊酰胺的中间反应产物以及酸催化剂。附图说明图1是用于液相氨化己二酸以制备己二腈的方法100的简化示意图。图2是根据本公开的一个实施方案的用于图1的方法的热交换系统200的示意图。具体实施方式本公开涉及液相方法，其中在酸脱水催化剂诸如磷酸存在的情况下，在熔融的己二酸与氨的反应中制备己二腈。在酸催化剂存在的情况下将己二酸转化成粗制己二腈。在己二腈精炼机组(refiningtrain)中除去粗制己二腈中的杂质。氨化/脱水反应是吸热的，使得反应热必须由热传递介质提供。在一个实施方案中，该方法包括预反应器、氨化反应器、腈分离塔、冲洗系统、精制反应器、纯化单元、氨回收系统和热交换系统。将熔融的己二酸、氨、酸催化剂和再循环流(腈和来自腈分离塔的中间产物的混合物)进料至预反应器，通常在250℃至270℃的范围内操作。预反应器将反应物混合并将其均匀分布以进入氨化反应器中。一般来讲，氨化反应器为立式管壳式热交换器，其中己二酸形成己二腈和中间体的反应发生在管内。壳侧包含热传递介质，通常该热传递介质被选择用于将反应区保持在275℃至300℃的范围内(诸如280℃至296℃的范围内)的温度处。将来自氨化反应器的流出物进料至腈分离塔(也称为腈化塔)，该分离塔在该塔的上段中分离粗制己二腈并将其送至冲洗系统，通常在210℃至220℃的温度范围内操作。将来自氨化反应器的向下流动的液体，主要是腈、半腈、中间体(底部流动的液体是贫ADN的并且包含可再循环的腈)收集在腈化塔的底部烟囱式塔盘上并返回给氨化反应器。剩余的塔尾液(columntailsliquid)含有剩余的己二腈、来自氨化/脱水过程的包括己二酰二胺、氰基己二酰二胺、氰戊酸和氰基戊酰胺的中间反应产物，以及剩余的酸催化剂。移除该尾液并将其送至精制反应器以制备附加的ADN。精制反应器通常在275℃至350℃范围内的温度处运行。图1是根据本公开的实施方案100的简化示意图。在图1中，将熔融AA的进料流3从其进料罐110进料至氨化反应系统120。预反应器可以是单元120的整体部分。AA流包含已经在进料罐110中预混合的酸催化剂。将气态氨反应物进料流37连同包含可回收的腈的流11也进料至单元120。氨化反应体系流出物流5流向腈化塔单元130的基部来将二腈产物和过量的氨分离。单元130包括足够的分离塔板以从单元130的上半部获得粗制的二腈流9。腈化塔130塔底料流7包含流动到修整器(finisher)区段140的半腈(semi-nitrile)(即，半腈(halfnitrile))。在修整器区段140中，可回收的腈组分在流11中浓缩以再循环回到氨化反应器单元120。将沥青状、高沸点的剩余料流13从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于由己二酸制备己二腈的反应器系统，所述系统包括：/n加热器，所述加热器被构造成加热第一流动性热传递介质以提供经加热的第一流动性热传递介质；/n第一热交换器，所述第一热交换器被构造成将热从所述经加热的第一流动性热传递介质传递至第二流动性热传递介质，以提供经加热的第二流动性热传递介质；/n以及至少一个第二热交换器，所述第二热交换器被构造成将热从所述经加热的第二流动性热传递介质传递至容纳反应混合物的至少一个反应器部件，所述反应混合物包含：熔融的己二酸、氨和酸催化剂。/n

【技术特征摘要】
20200129 US 62/967,0401.一种用于由己二酸制备己二腈的反应器系统，所述系统包括：
加热器，所述加热器被构造成加热第一流动性热传递介质以提供经加热的第一流动性热传递介质；
第一热交换器，所述第一热交换器被构造成将热从所述经加热的第一流动性热传递介质传递至第二流动性热传递介质，以提供经加热的第二流动性热传递介质；
以及至少一个第二热交换器，所述第二热交换器被构造成将热从所述经加热的第二流动性热传递介质传递至容纳反应混合物的至少一个反应器部件，所述反应混合物包含：熔融的己二酸、氨和酸催化剂。


2.一种用于由己二酸制备己二腈的反应器系统，所述系统包括：
加热器，所述加热器被构造成加热第一流动性热传递介质以提供经加热的第一流动性热传递介质；
第一热交换器，所述第一热交换器被构造成将热从所述经加热的第一流动性热传递介质传递至第二流动性热传递介质，以提供经加热的第二流动性热传递介质；
以及至少一个第二热交换器，所述第二热交换器被构造成将热从所述经加热的第二流动性热传递介质传递至容纳反应混合物的至少一个反应器部件，所述反应混合物包含：己二腈，至少中间反应产物，以及酸催化剂，所述中间反应产物选自己二酰二胺、氰基己二酰二胺、氰戊酸和氰基戊酰胺。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的反应器系统，其中所述第一流动性热传递介质在所述加热器与所述第一热交换器之间的第一环路中循环，并且其中所述第二流动性热传递介质在所述第一热交换器与所述至少一个反应器部件之间的第二环路中循环，所述第二环路与所述第一环路是分开的。


4.根据任一在前权利要求所述的反应器系统，其中所述第一流动性热传递介质与所述第二热传递介质不同。


5.根据任一在前权利要求所述的反应器系统，其中所述第一流动性热传递介质具有比所述第二热传递介质高的标准沸点。


6.根据任一在前权利要求所述的反应器系统，其中所述第一流动性热传递介质具有比所述第二热传递介质高至少50℃并且优选100℃至200℃范围内的标准沸点。


7.根据任一在前权利要求所述的反应器系统，其中所述第一流动性热传递介质将传递至所述第二热传递介质的总热负载的超过90％作为显热传递，并且所述第二流动性热传递介质将传递至所述至少一个反应器部件的总热负载的超过90％作为潜热传递。


8.一种用于制备己二腈的方法，所述方法包括：
加热第一流动性热传递介质，以提供经加热的第一流动性热传递介质；
将热从所述经加热的第一流动性热传递介质传递至第二流动性热传递介质，以提供经加热的第二流动性热传递介质；以及
将热从所述经加热的第二流动性热传递介质传递至反应混合物，所述反应混...

【专利技术属性】
技术研发人员：本亚明·D·赫尔佐克，米林德·V·坎塔科，格雷戈里·S·柯比，威廉·J·滕恩三世，
申请(专利权)人：英威达纺织英国有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB