催化剂制备和氢化方法技术

披露一种使如己二腈的二腈在氨存在下氢化形成如六亚甲基二胺的二胺的方法。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。在三个蒸馏步骤中从氨和二胺的液体混合物中分离出无水氨。在这三个蒸馏步骤的过程中，所述液体的压力从例如500psig(3,549kPa)降低到例如2psig(115kPa)。回收从氨和二胺的液体混合物中分离的所述无水氨并且其可以再循环到所述氢化反应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本披露涉及一种用于制备催化剂的方法并且涉及所述催化剂有效的氢化方法。更确切地说，本专利技术涉及在非均相铁催化剂存在下催化氢化有机腈。这类反应的实例包括己二腈氢化为六亚甲基二胺和甲基戊二腈(尤其是2-甲基戊二腈)氢化为2-甲基五亚甲基二胺。
技术介绍
将包含腈基的化合物氢化为胺的方法为已知的。二腈氢化为相应二胺是一种已经使用了很长一段时间的方法，尤其是己二腈氢化为六亚甲基二胺，六亚甲基二胺是制备尼龙-6，6的基本材料。近年来，对脂肪族二腈氢化(有时也称为半氢化)为氨基腈的关注日益增加，尤其是己二腈氢化为6-氨基己腈，从而直接得到或经由己内酰胺得到尼龙-6。Ziemecki等人的美国专利第5,151,543号披露一种将脂肪族二腈选择性氢化为相应氨基腈的方法，所述方法是在25-150℃下并且在大于大气压的压力下，在相对于二腈至少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以及可溶于所述醇中的无机碱)存在下，在雷尼催化剂(Raneycatalyst)存在下，所得氨基腈作为主要产物回收。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氢化己二腈的方法，所述催化剂已在不超过600℃的温度下用氢气活化。Bivens等人的美国专利第3,758,584号披露一种在衍生自钴或铁化合物(如氧化铁)的催化剂存在下将己二腈催化氢化为六亚甲基二胺的方法，所述催化剂已在约300℃到约600℃范围内的温度下在氢气与氨的混合物中活化。在通过使二腈与氢气在液态或超临界氨存在下反应来制造二胺的方法中，需要回收和再循环氨。在已经从反应产物回收未反应的氢气之后，一部分氨可以在蒸馏或闪蒸步骤中回收，所述蒸馏或闪蒸步骤在400到600psig的一般范围内的压力下进行。然而，这个氨回收步骤的液体底部物料流仍含有大量的氨。另一部分的氨可以在第二蒸馏步骤中回收，所述第二蒸馏步骤在基本上大气压下进行，例如约2psig到50psig。然而，除了氨以外，在第二步中产生的顶部蒸气流还包括少量二胺。需要将氨从第二回收步骤再循环到第一回收步骤。然而，为了再循环此氨，必须压缩第二步的蒸气流以将所述物料流的压力增加到第一蒸馏步骤中所用的压力水平。
技术实现思路
根据本文所披露的实施例，已经发现，来自第二蒸馏步骤的蒸气中的二胺冷凝并且可以在压缩机中固化。当压缩机是往复式压缩机时，二胺的固化尤其存在问题。固体的累积在最好的情况下会通过堵塞级间冷却器而造成可靠性问题，并且在最差的情况下造成灾难性的压缩机故障。将二胺与氨分离。所述方法包含步骤(a)到(g)。步骤(a)包含将包含二胺和氨的液体引入第一蒸馏区。步骤(b)包含在步骤(a)的第一蒸馏区中蒸馏所述液体，从而获得富含氨的第一顶部蒸气流和富含二胺的第一液体底部物料流。步骤(c)包含将来自步骤(b)的第一液体底部物料流的液体引入第二蒸馏区。步骤(d)包含在步骤(c)的第二蒸馏区中蒸馏所述液体，从而获得富含氨的第二顶部蒸气流和富含二胺的第二液体底部物料流。步骤(e)包含使来自步骤(d)的第二顶部蒸气流的蒸气穿过多级压缩机并且随后进入第一蒸馏区。步骤(f)包含将来自步骤(d)的第二底部物料流引入第三蒸馏区。步骤(g)包含在步骤(f)的第三蒸馏区中蒸馏所述液体，从而获得富含氨的第三顶部蒸气流和富含二胺的第三液体底部物料流。步骤(d)的第二蒸馏区中的压力小于步骤(b)的第一蒸馏区中的压力。步骤(g)的第三蒸馏区中的压力小于步骤(d)的第二蒸馏区中的压力。在一个实施例中，第一蒸馏区包含蒸馏塔，并且第二蒸馏区和第三蒸馏区均包含至少一个闪蒸罐。在另一个实施例中，第一蒸馏区包含一批蒸馏容器，如闪蒸罐。引入步骤(a)的第一蒸馏区中的液体可以包含以所述液体中的二胺和氨的总重量计小于80wt％的二胺和超过20wt％的氨。引入步骤(c)的第二蒸馏区中的液体可以包含以所述液体中的二胺和氨的总重量计70wt％到95wt％的二胺和5wt％到30wt％的氨。引入步骤(c)的第三蒸馏区中的液体可以包含以所述液体中的二胺和氨的总重量计超过85wt％的二胺和小于15wt％的氨。可以对穿过步骤(e)的压缩机的流体进行加热，从而维持穿过此压缩机的流体的温度高于穿过所述压缩机的二胺的冰点。举例来说，步骤(e)的压缩机可以包含至少一个中间冷却器冷却器，其通过向中间冷却器中装入冷却水来冷却。冷却水可以维持在比二胺的冰点高出至少1℃的温度下。根据一个实施例，所述二胺是六亚甲基二胺(HMD)。根据另一个实施例，所述二胺是2-甲基五亚甲基二胺(MPMD)。附图说明图1是展示使二腈氢化产生二胺的四阶段转化方法的图式。图2是展示用于通过用氢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展示用于使己二腈与氢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展示用于使己二腈与氢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腈产物的精制区段的第一实例。图8B和8C展示图8A中所示的蒸馏区段的实例。图9展示用于获得精制二腈产物的精制区段的第二实例。图10是催化剂筒的平面视图。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以单数语法形式书写的各以下术语“一(a)”、“一个(an)”和“所述”也可以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”以及“一元件”也可以分别指并且涵盖复数个装置、复数个组合件、复数个机构、复数个组件以及复数个元件。如本文中所用，各以下术语“包括(includes)”、“包括(including)”、“具有(has)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分离二胺与氨的方法，所述方法包含以下步骤：(a)将包含二胺和氨的液体引入第一蒸馏区；(b)在步骤(a)的所述第一蒸馏区中蒸馏所述液体，从而获得富含氨的第一顶部蒸气流和富含二胺的第一液体底部物料流；(c)将来自步骤(b)的所述第一液体底部物料流的液体引入第二蒸馏区；(d)在步骤(c)的所述第二蒸馏区中蒸馏所述液体，从而获得富含氨的第二顶部蒸气流和富含二胺的第二液体底部物料流；(e)使来自步骤(d)的所述第二顶部蒸气流的蒸气穿过多级压缩机并且随后进入所述第一蒸馏区；(f)将来自步骤(d)的所述第二底部物料流引入第三蒸馏区；(g)在步骤(f)的所述第三蒸馏区中蒸馏所述液体，从而获得富含氨的第三顶部蒸气流和富含二胺的第三液体底部物料流，其中步骤(d)的所述第二蒸馏区中的压力小于步骤(b)的所述第一蒸馏区中的压力，并且其中步骤(g)的所述第三蒸馏区中的压力小于步骤(d)的所述第二蒸馏区中的压力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.13 US 61/877,3581.一种用于分离二胺与氨的方法，所述方法包含以下步骤：
(a)将包含二胺和氨的液体引入第一蒸馏区；
(b)在步骤(a)的所述第一蒸馏区中蒸馏所述液体，从而获得富含氨的第一顶
部蒸气流和富含二胺的第一液体底部物料流；
(c)将来自步骤(b)的所述第一液体底部物料流的液体引入第二蒸馏区；
(d)在步骤(c)的所述第二蒸馏区中蒸馏所述液体，从而获得富含氨的第二顶
部蒸气流和富含二胺的第二液体底部物料流；
(e)使来自步骤(d)的所述第二顶部蒸气流的蒸气穿过多级压缩机并且随后进
入所述第一蒸馏区；
(f)将来自步骤(d)的所述第二底部物料流引入第三蒸馏区；
(g)在步骤(f)的所述第三蒸馏区中蒸馏所述液体，从而获得富含氨的第三顶
部蒸气流和富含二胺的第三液体底部物料流，
其中步骤(d)的所述第二蒸馏区中的压力小于步骤(b)的所述第一蒸馏区中的
压力，并且
其中步骤(g)的所述第三蒸馏区中的压力小于步骤(d)的所述第二蒸馏区中的
压力。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一蒸馏区包含蒸馏塔，并且其中所述第
二蒸馏区和所述第三蒸馏区均包含闪蒸罐。
3.根据权利要求1所述的方法，其中引入步骤(a)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：增·H·赵，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