制备ε-己内酰胺的方法技术

公开了一种制备ε－己内酰胺的方法，包括在过热水蒸气存在下，于环化反应器中处理６－氨基己酸、６－氨基己酸酯、６－氨基己酰胺、这些化合物的低聚物或聚合物或者含至少两种这些化合物的混合物，其中得到含有ε－己内酰胺、轻组分和重组分的气态产物物流，其中产物物流在冷凝和至少部分去除水和轻组分后，分为ε－己内酰胺物流和含有重组分和ε－己内酰胺的重组分物流，该重组分物流循环回环化反应器。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备ε-己内酰胺的方法，包括在过热水蒸气存在下，于环化反应器中处理6-氨基己酸、6-氨基己酸酯、6-氨基己酰胺、这些化合物的低聚物或聚合物或者含至少两种这些化合物的混合物，其中得到含有ε-己内酰胺、水蒸气、轻组分(lights)和重组分(heavies)的气态产物物流。在本说明书中将比ε-己内酰胺沸点更高的化合物指定为重组分。实例为6-氨基己酸、6-氨基己酰胺、这些化合物的低聚物、ε-己内酰胺环状低聚物N-取代或C-取代的内酰胺和/或酰胺。在本说明书中将比ε-己内酰胺沸点更低的化合物指定为轻组分。实例为N-甲基-ε-己内酰胺、己酸、5-己烯酸、戊酸和戊酰胺。在WO-A-9837063中描述了这类方法。该专利文献描述了一种制备ε-己内酰胺的方法，即在250～400℃的温度和0.5～2Mpa的压力下，用过热水蒸气处理6-氨基己酸、6-氨基己酸酯和/或6-氨基己酰胺。得到的粗ε-己内酰胺仍含有杂质并需要进一步纯化。在如WO-A-9837063所述的环化过程得到的粗ε-己内酰胺产物物流也含有轻组分和重组分。大部分这些轻组分和重组分首先需要去除，以使在随后纯化步骤中有效地纯化ε-己内酰胺成为可能。轻组分和重组分常常通过蒸馏从ε-己内酰胺产物物流中分离。从ε-己内酰胺产物物流中分离重组分的缺点在于，从重组分中定量分离ε-己内酰胺而不发生ε-己内酰胺降解和/或分离设备结垢是几乎不可能或非常困难的。另一个缺点在于没有回收有价值的ε-己内酰胺前体。为了使方法有商业意义，在除去重组分之前从重组分中回收大部分ε-己内酰胺和ε-己内酰胺前体是有利的。本专利技术的一个目的在于提供一种制备ε-己内酰胺的简化方法。另一个目的是得到高产率的ε-己内酰胺。这些目的通过如下实现产物物流在冷凝并至少部分去除水和轻组分后，分为ε-己内酰胺物流和含重组分和ε-己内酰胺的重组分物流，并将重组分物流循环到环化反应器中。已经发现采用本专利技术的方法可得到高收率的ε-己内酰胺。另一优点在于从重组分中分离ε-己内酰胺不需要定量进行。在本专利技术的方法中蒸馏分离ε-己内酰胺和重组分可在较不循环重组分物流的方法更低的减压和/或温度下进行，以得到可比的ε-己内酰胺收率。优选重组分物流循环回得到产物物流的环化反应器中。从经济/投资观点而言这是有利的，因为不需要额外的环化反应器。在将重组分物流循环回环化反应器之前，重组分物流任选首先送至另一分离单元，其中重组分物流进一步分为ε-己内酰胺物流和第二重组分物流。该第二重组分物流随后循环回环化反应中。可能的分离单元的例子为抽提器和汽提塔。优选的分离单元是汽提塔。更优选将含汽态物流的蒸汽送至汽提塔，以从重组分物流中汽提ε-己内酰胺，得到含ε-己内酰胺的气相顶部物流。含ε-己内酰胺的气相顶部物流能够容易地汇集在自环化反应器的产物物流的纯化部分(如下所述)中。环化反应器指其中开链化合物转化为含环的化合物的反应器，该过程称为环化。在本专利技术的方法中，6-氨基己酸、6-氨基己酸酯和/或6-氨基己酰胺环化为ε-己内酰胺。本专利技术的方法可在一反应器中进行，该反应器装有起始化合物的入口，水蒸气/ε-己内酰胺产物的出口，以及用于提供水蒸气的装置，使得水蒸气与原料接触。反应器任选装有加热装置和任选装有混合装置。向该反应器中连续加入起始化合物和水蒸气。一可行的反应器是含有惰性颗粒的流化床反应器，其中该床通过水蒸气保持流化状态。另一反应器的实例是具有旋转轴的平管反应器，在该轴上存在用于混合和/或输送的轴装置。也可存在防止容器内壁结垢以及促进水蒸气/底料传质接触面积最优化的装置。合适的环化反应器的例子是填料塔式反应器，一级或多级泡罩塔或多管反应器。在环化反应器由两个或多个反应容器串联组成时，来自汽提塔的重组分物流或底部物流优选送至最后的反应容器中。本专利技术可行的方法如附图说明图1所示。在环化反应器(1)中，得到包含ε-己内酰胺、水蒸气、轻组分和重组分的气态物流(1a)。可通过多种方法得到含6-氨基己酸、6-氨基己酸酯、6-氨基己酰胺、这些化合物的低聚物和/或这些化合物的聚合物的起始混合物。例如在US-A-4730040中描述了一种从5-甲酰基戊酸酯开始得到含6-氨基己酸和一些ε-己内酰胺的含水混合物的方法。此外，在EP-A-729943中也描述了一种从5-甲酰基戊酸酯开始得到含6-氨基己酸、6-氨基己酰胺和ε-己内酰胺的含水混合物的方法。US-A-5068398描述了一种从5-甲酰基戊酸酯开始得到含6-氨基己酸酯和一些ε-己内酰胺的含水混合物的方法。可用于本专利技术方法的起始混合物的其它实例是聚己内酰胺加工废物、聚己内酰胺地毯废物和/或聚己内酰胺提取洗涤水。通过上述方法可得到的起始化合物或起始化合物的混合物优选以液体状态例如熔体与过热水蒸气接触。聚己内酰胺废物优选以熔体送至反应器中。该送入可用挤出机、齿轮泵或其它本领域已知的方式完成。起始混合物也可从6-氨基己腈开始得到，例如按WO-A-9837063描述的实施例。环化作用优选如WO-A-9837063所述进行。冷凝和至少部分水、轻组分和重组分从产物物流中去除可按下列步骤进行a)将产物物流送至部分冷凝单元(2)，并分为含水蒸气的顶部物流(2t)和含ε-己内酰胺、水、轻组分和重组分的液态底部物流(2b)；b)将底部物流(2b)送至蒸馏塔(3)中，其顶部物流(3t)主要是水，底部物流(3b)含有ε-己内酰胺、轻组分和重组分；c)将底部物流(3b)送至真空蒸馏塔(4)中，其顶部物流(4t)主要是轻组分，底部物流(4b)含有ε-己内酰胺和重组分；d)将底部物流(4b)送至真空蒸馏塔(5)，其顶部物流(5t)是ε-己内酰胺物流，底部物流(5b)是重组分物流。产物物流的冷凝(步骤a))优选在80～200℃，更优选在100～170℃的温度下进行。步骤b)中的蒸馏例如在60～160℃，优选在80～140℃的温度下进行。步骤c)和d)中的蒸馏优选在压力低于10kPa，更优选在低于5kPa的压力下进行。步骤c)和d)中的蒸馏温度优选为110～170℃，更优选为120～150℃。优选将环化反应器中的部分残余物和/或部分重组分物流(5b)清洗(物流(5c))，并将剩余物循环回环化反应器，优选循环回得到产物物流的环化反应器。从本专利技术方法得到的ε-己内酰胺物流可按常用技术纯化。有利的是己内酰胺通过结晶工艺纯化。通过结晶进行的ε-己内酰胺纯化可按下列步骤进行e)将ε-己内酰胺物流(5t)以液态ε-己内酰胺物流送至结晶器(6)，其中设定条件从而形成ε-己内酰胺晶体和母液(物流(6a))，f)将自结晶器的物流(6a)送至分离器(7)，并分为纯化的ε-己内酰胺(7a)和母液(7b)，g)母液(7b)循环回结晶器(6)。优选地，清洗部分母液(7b)，并将清洗液循环回蒸馏塔(3)或循环回蒸馏塔(4)。操作结晶器(6)使通过冷却进行ε-己内酰胺的结晶。在结晶器(6)中形成相对纯的ε-己内酰胺晶体(固相)和母液，其含有ε-己内酰胺、杂质和任选的溶剂(液体或熔体相)。结晶器中的固相可具有不同的表观，这取决于进行结晶的方式。结晶器(6)中的结晶可这样进行，例如或者经热交换表面冷却(悬浮结晶或层结晶)，或在减压下蒸发部分结晶器内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备ε－己内酰胺的方法，包括在过热水蒸气存在下，于环化反应器中处理６－氨基己酸、６－氨基己酸酯、６－氨基己酰胺、这些化合物的低聚物或聚合物或者含至少两种这些化合物的混合物，其中得到含有ε－己内酰胺、水蒸气、轻组分和重组分的气态产物物流，其特征在于，产物物流在冷凝和至少部分去除水和轻组分后，分为ε－己内酰胺物流和含有重组分和ε－己内酰胺的重组分物流，该重组分物流循环回环化反应器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：FPW阿特博格，NF哈尔森，RPM圭特，
申请(专利权)人：DSM有限公司，纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]