戊烯腈异构化制造技术

使于在氧化铝催化剂的存在下将顺式‑2‑戊烯腈异构化成3‑戊烯腈的工艺中形成的戊烯腈寡聚体最小化。所述工艺包括提供一种氧化铝催化剂，所述氧化铝催化剂具有以碱金属氧化物和/或碱土金属氧化物和/或铁氧化物的形式测得的按重量计分别小于5000ppm的碱金属和/或碱土金属和/或铁含量。

Isomerization of glutenitrile

In the presence of alumina catalyst CIS 2 pentene nitrile isomerization of pentene nitriles forming 3 oligo pentene nitriles in dimer minimization. The process includes providing an alumina catalyst, which has the alkali metal and / or alkaline earth metal and / or iron contents measured by alkali metal oxide and / or alkaline earth oxide and / or iron oxide less than 5000ppm, respectively.

【技术实现步骤摘要】
戊烯腈异构化本申请是PCT国际申请日为2013年12月5日、PCT国际申请号为PCT/US2013/073392、中国国家申请号为201380072453.9的专利技术名称为《戊烯腈异构化》的申请的分案申请。本申请要求2012年12月7日提交的美国临时专利申请第61/734,535号的申请日和2013年3月15日提交的英国专利申请第1304799.8号的申请日的权益，这些申请的内容通过全文引用的方式全部明确地并入本文。
本专利技术涉及将顺式-2-戊烯腈异构化成3-戊烯腈的工艺，具体而言，涉及使用铝氧化物来催化这样的反应。
技术介绍
商业化生产己二腈(一种制造尼龙-6,6和相关产品中的重要中间体)的工艺通常包括在镍(0)催化剂的存在下使3-戊烯腈(或4-戊烯腈)氢氰化以形成己二腈的阶段。已知，顺式-2-戊烯腈作为这样的氢氰化作用期间的副产物而形成。顺式-2-戊烯腈的形成表示在该工艺中的己二腈产率损失。此外，在氢氰化反应期间的顺式-2-戊烯腈的累积是不希望的，因为它起到了催化剂毒物的作用。然而，除去顺式-2-戊烯腈并非易事。它可以通过蒸馏而从未反应的3-戊烯腈中分离。可替代地，它可以通过与碱金属亚硫酸盐和亚硫酸氢盐溶液反应而被除去，但这会使该工艺复杂化。考虑到这一点，已将精力聚焦在将顺式-2-戊烯腈转化为有用的产物上，而不是以物理方式除去顺式-2-戊烯腈。就此而言，优选将顺式-2-戊烯腈异构化成3-戊烯腈，然后可将3-戊烯腈再循环而返回到氢氰化反应中。将顺式-2-戊烯腈异构化成3-戊烯腈已描述在美国专利第3,526,654号和美国专利公开第2006/0194979号中。两者都描述了该异构化反应可以在氧化铝催化剂的存在下进行。在美国专利第3,526,654号中，使用的氧化铝催化剂是AlcoaF-1，而在美国专利公开第2006/0194979号中，氧化铝催化剂具有至少50m2/g的BET表面积。
技术实现思路
在此背景下，本专利技术人已发现，虽然从经济角度来看，希望使用氧化铝催化剂催化顺式-2-戊烯腈异构化成3-戊烯腈，但存在相关的缺点。具体而言，本专利技术人发现，常用的铝氧化物具有有限的寿命，并会导致产生水平高至难以接受的副产物。更具体地，本专利技术人已经确定，在以氧化铝催化顺式-2-戊烯腈异构化成3-戊烯腈的工艺中，有两个竞争反应发生；首先为目标异构化反应，并且其次为寡聚反应。副产物的累积和铝催化剂的有限寿命似乎可以归因于该寡聚反应。具体而言，所述寡聚反应的初始产物是C10-二腈(DDN)，该产物即使在低水平下也成问题。就此而言，随着戊烯腈寡聚体的累积，它们起到了催化剂毒物的作用，且随着寡聚反应的进行，样品变得越来越粘稠，而且催化剂被包覆在重质物中。此外，如果目标己二腈产物含有DDN(如果产生的3-戊烯腈含有DDN，则己二腈产物将含有DDN)，一些DDN将在己二腈随后氢化成六亚甲基二胺时形成环状Schiff碱。这些环状Schiff碱在尼龙-6,6的后续合成期间起到链终止剂的作用，从而产生低品质尼龙聚合物。在对发生的反应做了广泛研究之后，本专利技术人已经确定氧化铝催化剂中的碱金属和/或碱土金属和/或铁的存在与戊烯腈寡聚体(如DDN)在异构化反应期间的累积程度之间存在联系。就此而言，本专利技术人已发现，氧化铝催化剂中的碱金属和/或碱土金属和/或铁含量越高，则所产生的戊烯腈寡聚体的水平越高，并且催化剂的寿命越短。基于此项研究，很显然，当将顺式-2-戊烯腈异构化成3-戊烯腈时，在具有最小的碱金属和/或碱土金属和/或铁含量的氧化铝催化剂的存在下进行该反应是有利的。因此，本专利技术提供了一种在氧化铝催化剂的存在下将顺式-2-戊烯腈异构化成3-戊烯腈的工艺，其中所述氧化铝催化剂具有以碱金属氧化物和/或碱土金属氧化物和/或铁氧化物的形式测得的按重量计分别小于5000ppm的碱金属和/或碱土金属和/或铁含量。有利的是，当使用具有低含量的碱金属和/或碱土金属和/或铁的氧化铝催化剂时，形成的不想要的副产物、特别是戊烯腈寡聚体被最小化，并在催化剂的寿命得到了改善。另一个已被确定的优点是，当氧化铝催化剂的碱金属或碱土金属或铁含量下降时，所述异构化反应对3-戊烯腈的选择率上升。因此，本专利技术提供了一种使于在氧化铝催化剂的存在下将顺式-2-戊烯腈异构化成3-戊烯腈的工艺中形成的戊烯腈寡聚体的量最小化的方法；所述方法包括提供一种氧化铝催化剂，所述氧化铝催化剂具有以碱金属氧化物和/或碱土金属氧化物和/或铁氧化物的形式测得的按重量计分别小于5000ppm的碱金属和/或碱土金属和/或铁含量。本专利技术还提供了氧化铝催化剂用于使在将顺式-2-戊烯腈异构化成3-戊烯腈的工艺中形成的戊烯腈寡聚体的量最小化的用途，所述氧化铝催化剂具有以碱金属氧化物和/或碱土金属氧化物和/或铁氧化物的形式测得的按重量计分别小于5000ppm的碱金属和/或碱土金属和/或铁含量。本专利技术进一步提供了一种于在氧化铝催化剂的存在下将顺式-2-戊烯腈异构化成3-戊烯腈的工艺中提高对3-戊烯腈的选择率的程度的方法；所述方法包括提供一种氧化铝催化剂，所述氧化铝催化剂具有以碱金属氧化物和/或碱土金属氧化物和/或铁氧化物的形式测得的按重量计分别小于5000ppm的碱金属和/或碱土金属和/或铁含量。本专利技术还提供了一种氧化铝催化剂用于在将顺式-2-戊烯腈异构化成3-戊烯腈的工艺中提高对3-戊烯腈的选择率的程度的用途，所述氧化铝催化剂具有以碱金属氧化物和/或碱土金属氧化物和/或铁氧化物的形式测得的按重量计分别小于5000ppm的碱金属和/或碱土金属和/或铁含量。本专利技术进一步提供了一种在将顺式-2-戊烯腈异构化成3-戊烯腈的工艺中提高氧化铝催化剂的寿命的方法；所述方法包括提供一种氧化铝催化剂，所述氧化铝催化剂具有以碱金属氧化物和/或碱土金属氧化物和/或铁氧化物的形式测得的按重量计分别小于5000ppm的碱金属和/或碱土金属和/或铁含量。本专利技术还提供了一种氧化铝催化剂用于在将顺式-2-戊烯腈异构化成3-戊烯腈的工艺中提高氧化铝催化剂的寿命的用途，所述氧化铝催化剂具有以碱金属氧化物和/或碱土金属氧化物和/或铁氧化物的形式测得的按重量计分别小于5000ppm的碱金属和/或碱土金属和/或铁含量。本专利技术的异构化工艺通过使顺式-2-戊烯腈与固态氧化铝催化剂在液相或蒸气相中接触来进行。在一个实施方案中，所述工艺在液相中进行。所述工艺在50至250℃的范围内的温度下进行，在一个实施方案中，在125至200℃的范围内的温度下进行。进行所述异构化反应的压力并不是关键的，并且在0.5至50个大气压范围内的压力是可接受的。所述异构化工艺可以在任何能够容纳液体或气体介质的反应器中进行。合适的装置的实例是用于将在蒸气相中的顺式-2-戊烯腈进给至含有催化剂的柱子中的蒸发器。优选地，所述异构化工艺在能够容纳液体进料的反应器中进行且催化剂是填充床的形式。对用作本专利技术工艺中的起始材料的顺式-2-戊烯腈的来源没有限制，但它通常已经在生产己二腈中在Ni(0)催化剂的存在下使3-戊烯腈和4-戊烯腈氢氰化期间作为副产物得到。本专利技术的异构化反应在具有低含量的碱金属和/或碱土金属和/或铁的氧化铝催化剂的存在下进行。以往，用于催化该异构化反应的氧化铝的选择受到经济因素的牵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使于在氧化铝催化剂的存在下将顺式‑2‑戊烯腈异构化成3‑戊烯腈的工艺中形成的戊烯腈寡聚体的量最小化的方法；所述方法包括提供一种氧化铝催化剂，所述氧化铝催化剂具有以氧化钠(Na2O)的形式测得的按重量计小于3000ppm的钠含量。

【技术特征摘要】
2013.03.15 GB 1304799.8;2012.12.07 US 61/734,5351.一种使于在氧化铝催化剂的存在下将顺式-2-戊烯腈异构化成3-戊烯腈的工艺中形成的戊烯腈寡聚体的量最小化的方法；所述方法包括提供一种氧化铝催化剂，所述氧化铝催化剂具有以氧化钠(Na2O)的形式测得的按重量计小于3000ppm的钠含量。2.一种氧化铝催化剂用于使在将顺式-2-戊烯腈异构化成3-戊烯腈的工艺中形成的戊烯腈寡聚体的量最小化的用途，所述氧化铝催化剂具有以氧化钠(Na2O)的形式测得的按重量计小于3000ppm的钠含量。3.根据权利要求1所述的方法或根据权利要求2所述的用途，其中对于每10重量％的被转化为3-戊烯腈和反式-2-戊烯腈产物的顺式-2-戊烯腈起始材料而言，在将顺式-2-戊烯腈异构化成3-戊烯腈的工艺中形成的戊烯腈寡聚体的量按重量计小于300ppm。4.根据前述任一权利要求所述的方法或用途，其中所述戊烯腈寡聚体是C10-二腈。5.一种于在氧化铝催化剂的存在下将顺式-2-戊烯腈异构化成3-戊烯腈的工艺中提高对3-戊烯腈的选择率的程度的方法；所述方法包括提供一种氧化铝催化剂，所述氧化铝催化剂具有以氧化钠(Na2O)的形式测得的按重量计小于3000ppm的钠含量。6.一种氧化铝催化剂用于在将顺式-2-戊烯腈异构化成3-戊烯腈的工艺中提高对3-戊烯腈的选择率的程度的用途，所述氧化铝催化剂具有以氧化钠(Na2O)的形式测得的按重量计小于3000ppm的钠含量。7.根据权利要求5所述的方法或根据权利要求6所述的用途，其中所述对3-戊烯腈的选择率为约60％或更高。8.一种在将顺式-2-戊烯腈异构化成3-戊烯腈的工艺中提高氧化铝催化剂的寿命的方法；所述方法包括提供一种氧化铝催化剂，所述氧化铝催化剂具有以氧化钠(Na2O)的形式测得的按重量计小于3000ppm的钠含量。9.一种氧化铝催化剂用于在将顺式-2-戊烯腈异构化成3-戊...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏迪尔·N·V·K·阿基，威廉·J·坦恩三世，托马斯·E·沃斯，
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