一种制备脂肪腈类化合物的方法技术

一种制备脂肪腈类化合物的方法，解决以往脂肪腈类化合物制备技术中的合成步骤多、产物收率低的问题。本方法采用脂肪烃类化合物为原料，在氨气、空气和催化剂的存在下，经反应器一步合成得到主要为脂肪腈类化合物的反应产物；反应器出口产物无需进行换热冷却，直接进入分离精制单元，得到高纯度脂肪腈类产品。本方法原料价格低廉，反应在流化床内连续进行；反应热撤除快，极大地降低了二次反应，产物损失少；反应器出口产物无需换热，降低了反应系统压降，提高了产物收率。本方法产物收率高，脂肪腈类化合物收率大于85％；同时装置操作简单，产品生产成本低，适用于高纯度脂肪腈类化合物的生产。生产。生产。

【技术实现步骤摘要】
一种制备脂肪腈类化合物的方法


[0001]本专利技术涉及一种制备脂肪腈类化合物的方法。

技术介绍

[0002]腈类化合物种类繁多，是重要的石油化工、橡胶、塑料、医药、农药等合成原料之一。脂肪族腈类化合物如乙腈、丙烯腈、甲基丙烯腈、己二腈等，主要用在医药、合成橡胶、合成塑料等领域。乙腈是一种应用广泛的有机溶剂和萃取剂，同时还是一种重要的有机中间体，可用于合成维生素、碳胺类药物以及拟除虫菊酯类杀虫剂等农药。丙烯腈是合成纤维、合成橡胶和合成树脂的重要单体。由丙烯腈聚合合成腈纶，丙烯腈与丁二烯共聚合成丁腈橡胶，丙烯腈与丁二烯、苯乙烯共聚合成ABS树脂。腈纶、丁腈橡胶和ABS树脂，都为重要的合成材料，在国民经济中起着重要的作用。另外丙烯腈水解可生产丙烯酰胺、丙烯酸及其酯类，都为重要有机化工原料。甲基丙烯腈本身可聚合生产特殊高分子材料，同时还可用于合成聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)、甲基丙烯酸甲酯进而合成聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及高分子微球等，近年来国内需求量不断上升。
[0003]传统的脂肪腈类合成方法较多，例如文献CN103949252报道以乙醇为原料，在固定流化床内，经氨化反应合成得到乙腈，反应温度为250
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300℃；文献CN107282092以丙烯为原料，在固定流化床内，经氨氧化反应合成得到丙烯腈，反应温度为420
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440℃，丙烯腈收率约为83％；文献US4600541以丙烯或异丁烯为原料，在固定流化床或固定床内，经氨氧化反应合成得到丙烯腈或甲基丙烯腈，反应温度为400<br/>‑
500℃，丙烯腈收率约为83
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85％，甲基丙烯腈收率约为75
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80％；文献CN112121811报道以异丁烯为原料，在固定流化床或固定床内，经氨氧化反应合成得到甲基丙烯腈，反应温度为400
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450℃，甲基丙烯腈的收率约为80％。上述文献的反应器操作温度都较高，在反应器上部存在一个较大的高温区域；而为了保证原料的转化率，通常反应进料中的氧要求过量，反应产物中含有一定量的未反应氧。因此，在反应器上部高温区域，易发生二次反应，如二次氧化反应，导致副产品量上升，主产品收率下降。另一方面，为回收热量、降低分离精制单元的能耗和污水量，高温的反应器出口产物需经换热并同时发生蒸汽，冷却至一定温度后再进入分离精制单元。由于流程中增加了高温换热器，不仅增加了主产物在此设备的结焦损失，而且还导致反应系统压降增加，相应地提高了反应器的反应压力，进而降低了主产物的收率；这是因为生成脂肪腈类的氨氧化反应通常为分子扩大的反应，反应压力越高，越不利于主产物的生成。
[0004]文献CN201910968710.6以甲基丙烯醛为原料，在催化剂存在下进行液相氨氧化反应，得到92％的甲基丙烯腈产品。此专利技术第一步需从异丁烯出发，催化氧化合成甲基丙烯醛，进而再液相氨氧化得到甲基丙烯腈，不仅合成步骤多，而且液相氨氧化反应需在溶剂存在下进行，流程中必然要增加溶剂分离回收和再生的单元，从而导致装置投资增加、操作更加复杂。

技术实现思路

[0005]本专利技术涉及一种制备脂肪腈类化合物的方法，主要用于制备脂肪腈类化合物。
[0006]本专利技术的目的是提高脂肪烃类化合物经一步氨氧化反应合成脂肪腈类化合物的收率，所要解决的技术问题是以往技术中合成步骤多、产物收率低的问题，提供一种新的脂肪腈类化合物的制备方法。本方法以价格低廉的脂肪烃类化合物为原料，一步氨氧化合成得到脂肪腈类化合物，具有装置投资小、生产成本低、操作简单以及产物收率高等优点。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种制备脂肪腈类化合物的方法，以脂肪烃类化合物为原料，在氨气、空气以及催化剂的存在下，通过两段撤热式流化床反应器合成得到主要成分为脂肪腈类化合物的反应器出口产物；反应器出口产物无需换热冷却，直接进入分离精制单元，得到脂肪腈类化合物产品。
[0008]本专利技术技术方案中，原料脂肪烃类化合物包括但不限于甲醇、乙醇、甲烷、乙烷、丙烯、丙烷、异丁烯、异丁烷、异戊烯、异戊烷。
[0009]氨氧化催化剂为球形颗粒，催化剂载体上负载有V、Mo、P、Cr、Bi、Cs的两种或两种以上元素以及一种或一种以上的第VIII族元素；其中催化剂载体为氧化铝或氧化硅，第VIII族元素为Fe、Co、Ni。
[0010]氨氧化催化剂的制备为喷雾成型，催化剂颗粒平均粒度为40～60微米，其中小于10微米和大于90微米的颗粒比例都小于20％。
[0011]脂肪烃类化合物原料、氨气和空气的摩尔比为1:1.01～1.50:5.0～15.0。
[0012]氨氧化反应在两段撤热式流化床反应器内进行，其中第一段撤热盘管位于反应器内的反应区，第二段撤热盘管位于反应器内的旋风分离器区；流化床反应器可设计为固定流化床反应器或循环流化床反应器。
[0013]氨氧化反应的温度为250～450℃，压力为0.02～0.08MPa。
[0014]反应器出口产物的温度为150～220℃。
[0015]分离精制单元包括但不限于急冷、吸收、萃取、精馏。
[0016]本方法以价格低廉的脂肪烃类化合物为原料，一步氨氧化合成得到脂肪腈类化合物；反应无需添加任何溶剂，产物分离简单，装置投资小；采用两段撤热式流化床反应器，降低了反应器上部区域的温度，减少了二次反应如二次氧化的发生，提高了主产物收率；反应器出口产物无需换热冷却，减少了反应系统压降和装置投资，降低了反应器的操作压力，进而提高了主产物收率。综合上升优点，采用本专利技术方法制备脂肪腈类化合物，主产品收率大于85％。
附图说明
[0017]图1为本专利技术方法的流程示意图；
[0018]图2为文献US4600541的流程示意图；
[0019]图1编号说明：
[0020]A、流化床反应器；B、旋风分离器；C、第二撤热盘管；D、第一撤热盘管；E、分离精制单元。
[0021]1、空气；2、脂肪烃类原料；3、氨气；4、撤热水；5、反应器出口产物；6、脂肪腈类产品；7、未反应尾气；8、废水。
[0022]图2编号说明：
[0023]F、流化床反应器；G、旋风分离器；H、撤热盘管；I、换热器；J、分离精制单元。
[0024]9、空气；10、脂肪烃类原料；11、氨气；12、撤热水；13、反应器出口产物；14、撤热水；15、未反应尾气；16、脂肪腈类产品；17、废水。
[0025]图1中，原料空气1从流化床反应器A的底部进入，同时原料氨气3和原料脂肪烃类化合物2从流化床反应器A的下部进入，在催化剂作用下发生氨氧化反应。反应器出口产物5从反应器顶部出来后，直接进入分离精制单元E，经分离精制后分离为三部分：产品脂肪腈类化合物6、未反应尾气7和废水8。为避免催化剂跑损，流化床反应器内通常设置有旋风分离器B。氨氧化反应为强放热反应，反应区设计有第一撤热盘管D，用于撤除多余的反应热，保持一个均匀的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备脂肪腈类化合物的方法，本方法采用脂肪烃类化合物为原料，在氨气、空气以及催化剂的存在下，通过两段撤热式流化床反应器合成得到主要成分为脂肪腈类化合物的反应器出口产物；反应器出口产物无需换热冷却，直接进入分离精制单元，得到脂肪腈类化合物产品。2.根据权利要求1所述制备脂肪腈类化合物的方法，其特征在于原料脂肪烃类化合物包括但不限于甲醇、乙醇、甲烷、乙烷、丙烯、丙烷、异丁烯、异丁烷、异戊烯、异戊烷。3.根据权利要求1所述制备脂肪腈类化合物的方法，其特征在于氨氧化催化剂为球形颗粒，催化剂载体上负载有V、Mo、P、Cr、Bi、Cs的两种或两种以上元素以及一种或一种以上的第VIII族元素；其中催化剂载体为氧化铝或氧化硅，第VIII族元素为Fe、Co、Ni。4.根据权利要求3所述制备脂肪腈类化合物的方法，其特征在于氨氧化催化剂的制备为喷雾成型，催化剂颗粒平均粒度为40...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘永胜，张帆，肖小玲，
申请(专利权)人：上海与盈材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：