改善己二腈质量的方法技术

一种用于使己二腈（ＡＤＮ）中所含的有害杂质反应的方法和装置，其包括：将ＡＤＮ和含臭氧的气体进料至包括静态混合机元件的并流活塞流反应器中，以氧化至少一部分的所述杂质，从而产生反应器排出物，将其加工以制备臭氧处理的ＡＤＮ产物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于改善己二腈(ADN)的质量的方法和装置。本专利技术特别涉及用臭氧 处理ADN，以与存在于ADN中的有害痕量杂质反应(或从ADN移除这样的杂质)，所述杂质 对ADN形成随后用于尼龙聚合物的生产中的6-氨基己腈(ACN)和六亚甲基二胺(HMD)的 氢化具有不利影响。北目冃乐在本领域中已知可以在多步方法中制备尼龙如尼龙66。在第一步中，用氰化氢 (HCN)在均相镍催化剂的存在下将丁二烯(BD)氢氰化以制备己二腈(ADN)。随后，将有机 杂质从ADN中移除以制备精制的ADN。用于移除有机杂质的合适方法包括萃取和蒸馏。参 见Ostermaier的美国专利6，331，651，该美国专利通过引用结合在此。在下一个步骤中，将 精制的ADN催化氢化，以制备HMD或包含ACN和HMD的混合物。合适的氢化催化剂包括铁 基(iron-based)和阮内型非均相催化剂，比如阮内镍。在随后的步骤中，将ACN和HMD用 于尼龙聚合物如尼龙6和尼龙66的制备。在此方法中制备的ADN含有可能对ADN形成ACN和HMD的氢化具有不利影响的数 种杂质。所述杂质包括磷(III)化合物(“P(III)化合物”)；2-氰基亚环戊基亚胺(CPI)； 和叔丁基儿茶酚(TBC)。P(III)化合物被吸收在非均相催化剂的表面上，并且导致铁基催化剂的中毒和随 后的失活。在ADN的氢化过程中，CPI被氢化成氨基甲基环戊胺(AMC)。AMC难以从HMD分离， 并且在将HMD转化成尼龙66聚合物时导致聚合物质量的劣化。过去提出了将这些杂质中的一些移除。例如，美国专利6，331，651 (“‘651专利”) 描述了含有P(III)化合物的ADN，其在提供快速传质速率的反应器中用含有大于0. 1重 量％臭氧的空气处理，所述提供快速传质速率的反应器例如配置有气体分布器的搅拌槽、 配置有静态混合机的管道式反应器、配置有喷射混合器或吸收塔的罐。‘651专利陈述了据 信P (III)化合物通过臭氧处理转化成+5氧化态的磷化合物，其对含铁的氢化催化剂的损 害较少。加拿大专利672，712描述了一种用于纯化含可能通过若干不同方法产生的杂质 的ADN的方法。确认的杂质中的一种是CPI。该方法包括使ADN与气态臭氧在介于0和 110°C之间、优选20-500C的温度下接触。美国专利6，359，178公开了一种通过将己二腈氢化以制备六亚甲基二胺(HMD)的 方法，其中以常规方式纯化ADN再循环流，例如用无机酸、有机酸、酸性离子交换剂处理或 通过用氧化剂如空气、臭氧或过氧化氢处理。USSR专利出版物276033讨论了通过使ADN在容器中与臭氧化的空气任选地在酸 如磷酸的存在下接触而将其纯化。Fisher等，WO 00/03972，公开了 HMD的制备，其中以已知方法清洗ADN的再循环，例如通过用无机或有机酸，或氧化剂如空气、臭氧、过氧化氢或无机或有机过氧化物处理来清洗。Heckle，美国专利 4，952，541 ；Yamada 等美国专利 3，725，459 ；Pounder 等美国专 利3，758，545 ；Nishimura等，美国专利3，803，206，公开了用于纯化己二腈和丙烯腈或在这 样的方法中使用的反应物的不同方法。但是仍然存在对使用臭氧来降低或消除与ADN中杂质相关的问题的改进方法的需要。专利技术概述本专利技术涉及使用有效但不昂贵的反应器，以最有效地利用臭氧的方式使存在于 ADN中的不适宜的痕量杂质与臭氧反应的方法和装置。这通过以下方法实现将以下可以 称为ADN进料的ADN(其通常为精制的ADN，为液体)和含臭氧的气体连续进料至以下可以 称为PFSMR的本专利技术的并流活塞流静态混合机反应器中，所述的反应器提供臭氧与存在于 ADN中的P(III)、CPI和TBC极为迅速且高选择性的反应。发现TBC也被吸收在非均相催 化剂的表面上，这导致催化剂失活。还发现了当在该反应中使用铁催化剂时，TBC增加向不 适宜的共产物六亚甲基亚胺(HMI)的ADN氢化反应的收率。因此，所需HMD的收率显著降 低。除了上述杂质即P(III)、CPI和TBC以外，在精制的ADN中还存在显著量的本文中被称 为DDN的癸烯二腈异构体(其为含有碳_碳双键的Cltl 二腈)。DDN氢化成可容易地与HMD 分离的杂质，并且其对氢化催化剂寿命没有不利影响。特别地，在一个实施方案中，本专利技术涉及用于将存在于精制的ADN中的杂质的至 少一部分反应成较少危害的化合物的方法，该方法包括将精制的ADN进料和含臭氧的气 体引入到PFSMR中，并且使ADN进料与含臭氧的气体在PFSMR中接触，以氧化至少一部分 的杂质，从而产生包含气体和臭氧处理的ADN液体的反应器排出物，所述臭氧处理的ADN 液体包含未反应的杂质和危害较少的杂质。在本文中所述“危害较少的化合物”还可以称 为“危害较少的杂质”。将反应器排出物进料至合适的装置比如罐中，以将气体与液体分 离。所述的气体，也称为废气，可以排放到大气中，或如果需要，可以排放到催化消除单元 (catalytic abatement unit)以在将出气排放至大气中之前进一步降低臭氧含量。含有臭 氧处理的ADN、未反应的杂质和危害较少的杂质的脱气的液体是臭氧处理的ADN产物，其然 后被氢化成ACN和HMD。“危害较少的化合物”是与最初存在于ADN进料中的杂质相比，对 随后ADN氢化工艺步骤中的收率和催化剂寿命具有较少负面效果的化合物。这样的危害较 少化合物的一个实例是由P(III)杂质形成的P(V)。专利技术详述PFSMR包括静态混合机。如本领域技术人员已知的，通常称为静止混合机的静态 混合机是管线内混合设备，其包括在管道的长度上插入的混合元件(也称为“静态混合机 元件”)。存在可从各个制造商得到的各种元件设计，但是在使用中全部是静止的。用于混 合的能量得自当工艺流体流过混合元件时导致的压力损失，并且除通常泵送必要的能量之 外，还必需要额外的泵送能量。在任何应用中所需的元件数目依赖于若干因素，比如混合任 务的困难。通常，较多的元件对于困难的任务是必要的。参见，Harnby等，加工工业中的混合(Mixing in the Processlndustries),第二版，Butterworth Heinemann (1992),该书全 部内容通过引用结合在此。含臭氧的气体包含臭氧和任何适用于本专利技术中的载气。合适的载气是任何在本发 明的运行温度下对精制的ADN基本上为惰性的气体，比如空气、用氮气稀释的空气、富氧空 气、氮、二氧化碳、氦、氩、或两种或更多种这样气体的组合。在一个实施方案中，载气为空 气。含臭氧的气体可以包括约0. 1至约3.0重量％的臭氧，比如约1. 0至约3.0重量％，或约3.0重量％的臭氧。在一个实施方案中，ADN进料可以包括以下杂质中的至少一种2_氰基亚环戊基 亚胺(CPI)、磷(III)化合物(P(III))、癸烯二腈(DDN)或叔丁基儿茶酚(TBC)。ADN进料 中和臭氧处理的ADN产物中的杂质的量可以通过任何合适方法测量。例如，磷可以通过电 感耦合等离子体质谱法(ICP)确定，并且据认为所有存在的磷为P(III)。CPI和TBC可以 通过液相色谱法确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使存在于己二腈（ＡＤＮ）中的杂质反应的方法，所述方法包括：将ＡＤＮ进料和含臭氧的气体引入到并流活塞流静态混合机反应器（ＰＦＳＭＲ）中，以及使所述ＡＤＮ进料与所述含臭氧的气体在所述ＰＦＳＭＲ中接触，以氧化至少一部分的所述杂质，从而产生反应器排出物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰J奥斯特麦尔，布鲁斯E默弗里，
申请(专利权)人：因温斯特技术公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]