丁二烯的氢氰化方法技术

本发明专利技术涉及一种借助在至少一种催化剂存在下氢氰化１，３－丁二烯而制备３－戊烯腈的方法，其中该反应在包含外部泵送循环和用于驱动内部循环的喷嘴的回路型泡罩塔中进行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过在至少一种催化剂存在下氢氰化1，3-丁二烯而制备3-戊烯腈的方法。己二腈是尼龙生产中的重要原料且通过对1，3-丁二烯进行二次氢氰化而得到。在第一次氢氰化中，将1，3-丁二烯氢氰化成3-戊烯腈。在随后的第二次氢氰化中，使3-戊烯腈与氰化氢反应而得到己二腈。这两次氢氰化均由镍(0)-磷配合物催化。当1，3-丁二烯的氢氰化过程中氰化氢浓度太高时，结果是形成氰化镍(II)。这些镍(II)盐的形成可归因于镍(0)催化剂被氰化氢氧化。在J.Am.Chem.Soc.116，第9869页(1994)中，Casalnuovo描述了将烯烃氢氰化并通过用氰化氢将镍(0)催化剂氧化而以平行反应形成氰化镍(II)的反应机理。由制备3-戊烯腈的现有方法不能了解如何在1，3-丁二烯的氢氰化过程中将氰化氢的浓度保持足够低，从而一方面确保足够的氢氰化反应速率且另一方面可以避免氰化镍(II)的形成。因此，本专利技术的目的是提供一种通过在至少一种催化剂存在下氢氰化1，3-丁二烯而制备3-戊烯腈的方法，其中实现了足够的氢氰化速率且同时避免了氰化镍(II)的形成。该目的的实现由一种通过在至少一种催化剂存在下氢氰化1，3-丁二烯而制备3-戊烯腈的方法开始。在本专利技术方法中，氢氰化在具有至少一个进料管线和至少一个卸料管线、外部泵送循环系统、入口管和至少一个用于驱动内部循环的喷嘴的回路反应器中进行。泵送循环产生了通过喷嘴喷雾所必需的起始压力。在优选实施方案中，泵送回路的构造使泵送循环系统中管线和设备中的体积可以用作后反应区。由于较短的混入时间和相关的氰化氢局部浓度过量程度较小，在1，3-丁二烯的氢氰化中使用回路反应器是有利的，因为氰化镍形成速率随产物形成速率而降低。在本专利技术的一个实施方案中，连续进行本专利技术方法。在本专利技术的另一个实施方案中，在液相中进行本专利技术方法。因此，优选调节反应器中的压力以使反应物在所用反应温度下呈液体形式。还优选1，3-丁二烯和氰化氢以液体形式用于本专利技术方法中。在本专利技术方法的另一个实施方案中，回路反应器处于液泛操作。液泛模式是指喷嘴喷雾至液相中，且不混入反应器中的气相，从而在反应体积中没有显著比例的气相，优选没有气相，且优选在回路反应器内部没有气相。在本专利技术方法中优选液泛模式，因为在两相模式中1，3-丁二烯在液相中耗尽。因此富积氰化氢且更大程度地形成氰化镍(II)。对于氢氰化而言，使用一个或多个反应器且在使用多个反应器时优选串联连接反应器。在本专利技术方法的一个实施方案中，除了回路反应器外还使用一个或多个其他反应器，此时至少两个反应器串联连接，将氰化氢引入一个以上的反应器中并将1，3-丁二烯和至少一种催化剂引入串联连接的第一个反应器中。在本专利技术方法的一个实施方案中，仅使用一个反应器，将氰化氢、1，3-丁二烯和至少一种催化剂计量加入其中。在本专利技术方法中，这些反应器中的一个或多个可以是回路反应器，更优选向其中引入氰化氢的反应器。1，3-丁二烯、至少一种催化剂和氰化氢可以由单独的进料而计量加入本专利技术所用回路反应器的内部回路中。优选由喷嘴计量加入氰化氢。在本专利技术方法中使用的回路反应器更优选装有用于氰化氢进料和用于外部循环料流进料的喷嘴。这提供了在内部循环料流与驱动射流混合之前具有最长循环时间的点将3-戊烯腈作为反应器的反应产物而取出的可能性。此外，优选在内部入口管中输送氰化氢且围绕该入口管同轴输送泵送循环料流，因为这对反应物提供了非常良好的混合而没有氰化氢相对于该泵送循环料流中存在的至少一种催化剂的局部浓度过量。这些浓度过量又导致氰化镍(II)化合物的形成速率增加。在本专利技术方法的另一个实施方案中，将1，3-丁二烯和/或至少一种催化剂计量加入回路反应器的外部泵送回路中。在本专利技术方法的另一个实施方案中，用于本专利技术方法中的回路反应器具有垂直构造且喷嘴安装在顶部。优选冷却用于将氰化氢计量加入回路反应器中的入口点。为了防止下游工艺段中的结垢，优选在该回路反应器的下游连接后反应器且该反应器优选具有管状特征。本专利技术方法包括1，3-丁二烯与氰化氢在至少一种催化剂上的反应。所用催化剂为镍(0)催化剂配合物。含有磷配体和/或游离磷配体的Ni(0)配合物优选为均匀溶解的镍(0)配合物。镍(0)配合物的磷配体和游离磷配体优选选自单齿或双齿膦、亚磷酸酯、次膦酸酯(phosphinite)和亚膦酸酯。这些磷配体优选具有式IP(X1R1)(X2R2)(X3R3) (I)。在本专利技术上下文中，化合物I为单一的上式化合物或不同的上式化合物的混合物。根据本专利技术，X1、X2、X3各自独立地为氧或单键。当所有基团X1、X2和X3为单键时，化合物I为式P(R1R2R3)的膦，其中R1、R2和R3的定义如说明书所规定。当基团X1、X2和X3中的两个为单键且一个为氧时，化合物I为式P(OR1)(R2)(R3)或P(R1)(OR2)(R3)或P(R1)(R2)(OR3)的次膦酸酯，其中R1、R2和R3的定义如下所规定。当基团X1、X2和X3中的一个为单键且两个为氧时，化合物I为式P(OR1)(OR2)(R3)或P(R1)(OR2)(OR3)或P(OR1)(R2)(OR3)的亚膦酸酯，其中R1、R2和R3的定义如说明书所规定。在优选实施方案中，所有基团X1、X2和X3应为氧，从而使化合物I有利地为式P(OR1)(OR2)(OR3)的亚磷酸酯，其中R1、R2和R3的定义如下所规定。根据本专利技术，R1、R2、R3各自独立地为相同或不同的有机基团。R1、R2和R3各自独立地为优选具有1-10个碳原子的烷基，如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基，芳基如苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、1-萘基、2-萘基，或优选具有1-20个碳原子的烃基，如1，1′-联苯酚、1，1′-联萘酚。基团R1、R2和R3可以直接键合在一起，即不只是经由中心磷原子。优选基团R1、R2和R3不直接键合在一起。在优选实施方案中，基团R1、R2和R3为选自苯基、邻甲苯基、间甲苯基和对甲苯基的基团。在特别优选的实施方案中，基团R1、R2和R3中最多两个应为苯基。在另一个优选实施方案中，基团R1、R2和R3中最多两个应为邻甲苯基。可以使用的特别优选的化合物I是式Ia的那些(邻甲苯基-O-)w(间甲苯基-O-)x(对甲苯基-O-)y(苯基-O-)zP (Ia)其中w、x、y和z各自为自然数且满足下列条件w+x+y+z＝3且w、z≤2。该类化合物Ia例如为(对甲苯基-O-)(苯基-O-)2P、(间甲苯基-O-)(苯基-O-)2P、(邻甲苯基-O-)(苯基-O-)2P、(对甲苯基-O-)2(苯基-O-)P、(间甲苯基-O-)2(苯基-O-)P、(邻甲苯基-O-)2(苯基-O-)P、(间甲苯基-O-)(对甲苯基-O-)(苯基-O-)P、(邻甲苯基-O-)(对甲苯基-O-)(苯基-O-)P、(邻甲苯基-O-)(间甲苯基-O-)(苯基-O-)P、(对甲苯基-O-)3P、(间甲苯基-O-)(对甲苯基-O-)2P、(邻甲苯基-O-)(对甲苯基-O-)2P、(间甲苯基-O-)2(对甲苯基-O-)P、(邻甲苯基-O-)2(对甲苯基-O-)P、(邻甲苯基-O-)(间甲苯基-O-)(对甲苯基-O-)P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过在至少一种催化剂存在下氢氰化１，３－丁二烯而制备３－戊烯腈的方法，该方法包括在具有至少一个进料管线和至少一个卸料管线、外部泵送循环系统、入口管和至少一个用于驱动内部循环的喷嘴的回路反应器中进行氢氰化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2004-1-29 102004004673.51.一种通过在至少一种催化剂存在下氢氰化1，3-丁二烯而制备3-戊烯腈的方法，该方法包括在具有至少一个进料管线和至少一个卸料管线、外部泵送循环系统、入口管和至少一个用于驱动内部循环的喷嘴的回路反应器中进行氢氰化。2.根据权利要求1的方法，该方法连续进行。3.根据权利要求1或2的方法，该方法在液相中进行。4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中所述回路反应器处于液泛操作。5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中除了所述回路反应器外，将一个或多个另外的反应器用于氢氰化，此时至少两个反应器串联连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：T容坎普，R巴默，M巴尔奇，G哈德莱因，H鲁肯，J沙伊德尔，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]