通过连续氢化液体苯二甲腈制备二氨基二甲苯的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过在多相催化剂上在液氨存在下在反应器中连续氢化液体苯二甲腈制备二氨基二甲苯的方法，其中混合装置用于将液体形式的苯二甲腈熔体料流与液氨料流混合并将该液体混合物引入氢化反应器中。

【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多相催化剂上在液氨存在下在反应器中连续氢化液体苯二甲腈制备苯二甲胺的方法。苯二甲胺(二(氨甲基)苯)是有用的原料，例如用于合成聚酰胺、环氧硬化剂或作为用于制备异氰酸酯的中间体。术语“苯二甲胺”(XDA)包括三种异构体，即邻苯二甲胺、间苯二甲胺(MXDA)和对苯二甲胺。术语“苯二甲腈”(PN)包括三种异构体，即1，2-二氰基苯＝邻苯二甲腈，1，3-二氰基苯＝间苯二甲腈＝IPN，和1，4-二氰基苯＝对苯二甲腈。苯二甲腈是固体(例如，间苯二甲腈(IPN)在161℃熔融)，并在有机溶剂中具有较差的溶解性。通过二甲苯的氨氧化和随后将所得苯二甲腈氢化进行的两阶段合成苯二甲胺的方法是公知的。未转化的二腈非常难以从XDA中蒸馏除去。US-A-4,482,741(UOP Inc.)描述了在氨、特殊催化剂和作为溶剂的XDA存在下氢化PN。在MXDA中，IPN在70℃的溶解度是约20重量％。EP-A2-1 193 247和EP-A1-1 279 661(都来自Mitsubishi Gas Chem.Comp.)分别涉及一种提纯间苯二甲腈(IPN)的方法和一种制备纯XDA的方法。EP-A2-1 193 244(Mitsubishi Gas Chem.Comp.)描述了一种通过氢化苯二甲腈制备XDA的方法，其中该苯二甲腈是在先前阶段中通过二甲苯的氨氧化反应合成，其中氨氧化反应阶段的气态产物直接与液体有机溶剂接触(骤冷)，所得的骤冷溶液或悬浮液被加入氢化反应中。优选的有机溶剂是C6-C12芳烃，例如二甲苯和假枯烯(第6栏，和段)。US-A-3,069,469(California Research Corp.)教导了芳烃、二甲苯、二烷和脂族醇作为溶剂用于芳族腈例如PN的氢化反应。DE-A-21 64 169(Mitsubishi Gas Chemical Co.，Inc))在第6页最后一段教导了在Ni和/或Co催化剂存在下在作为溶剂的氨中将IPN氢化成间-XDA。GB-A-852,972(对应于DE-A-11 19 285)(BASF AG)公开了在PN的氢化中使用氨和XDA作为溶剂。反应物溶液是由固体PN开始在额外步骤中在单独的容器中制备(参见第2页，119-120行)。JP-A-2003-327563(Mitsubishi Gas Chem.Co.Inc.)涉及一种芳族二腈的固定床氢化方法，这些二腈作为1-10重量％的溶液使用。2003年9月10日的文献号为10341615.3、10341632.3、10341614.5、10341633.1、10341612.9和10341613.7(BASF AG)的六个德国专利申请各自涉及制备XDA的方法。2004年9月2日的德国专利申请(BASF AG)涉及一种制备XDA的方法，其中在多相催化剂上在液氨存在下在反应器中连续氢化液体苯二甲腈，其中反应器流出物的一部分作为液体循环料流被连续循环到反应器入口(循环模式)，其中苯二甲腈熔体的料流是以液体形式通过混合器装置被导入在氢化反应器周围的循环料流，在反应器中单程苯二甲腈转化率大于99％，循环料流占液氨和苯二甲胺的大于93重量％，并且不含任何其它用于苯二甲腈的溶剂。在制备苯二甲腈的不同方法中，苯二甲腈作为固体或者溶解在溶剂例如假枯烯中或者作为熔体获得。固体的处理是特别困难和烦琐的。由于苯二甲腈在溶剂例如邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、假枯烯、1，3，5-三甲基苯、乙苯或甲基吡啶中的溶解度低，所以在溶剂中的进一步处理需要非常大量的溶剂，这些溶剂通常必须在氢化之后蒸馏除去，这需要对应于大质流速率的大型设备和高能输入。或者，可以在随后的蒸馏中用水萃取PN。同样，能量输入高，这是因为水必须被蒸馏除去并且溶剂至少部分再生。本专利技术的目的是提供一种以高选择性、高收率和高空时收率(STY)制备苯二甲胺、特别是间苯二甲胺的经济可行的改进方法，该方法使得能在与现有技术相当的产量下使用规模较小和/或更少的设备，这是由于减少了料流，特别是溶剂料流，包括循环料流。因此，已经发现一种通过在多相催化剂上在液氨存在下在反应器中连续氢化液体苯二甲腈制备苯二甲胺的方法，该方法包括将液体形式的苯二甲腈熔体料流通过混合器装置与液氨料流混合并将该液体混合物加入氢化反应器中。本专利技术的方法优选用于通过将间苯二甲腈(IPN)氢化制备间苯二甲胺(MXDA)，其中IPN已经特别在先前阶段中通过间二甲苯的氨氧化反应合成。熔融的苯二甲腈可以例如来自与氨氧化反应、蒸发浓缩阶段或蒸馏塔的下游连接的骤冷料流，并且苯二甲腈可以例如在每种情况下作为熔体经由这些热分离装置的底部取出，例如如2003年9月10日的德国专利申请10341633.1(BASF AG)所述。或者，还可以在本专利技术方法中使用先前作为固体存在的熔融PN。熔融可以例如通过挤出机进行。将PN作为熔体计量加入液氨的优点在于苯二甲腈在以稀释形式混合之后就已经存在并且在与苯二甲胺(来自任选的循环系统或者在氢化反应器中形成)接触之前处于显著降低的温度下，这可以显著抑制腈和产物之间的不利反应。此外，熔体可以在比反应器压力低的压力下计量加入，这允许使用较便宜的熔体泵。溶液然后可以被压缩到所需的反应器压力。苯二甲腈熔体在液氨中的加料和溶解要求使用混合器装置，优选是混合器喷嘴或混合容器。混合器喷嘴可以在最简单的情况下通过T形管道实现。该喷嘴优选具有窄颈。当使用混合器喷嘴时，料流被单独加入，并且在所连接的管中在主要呈湍流的基础上混合和均化。有利的是，静态混合器可以另外在下游连接。但是，不需要额外的用于在溶剂中溶解(固体或液体)苯二甲腈的装置，例如搅拌釜。优选在苯二甲腈供应进入液氨料流的地方将混合器装置加热到比所用苯二甲腈的熔点高出1-40℃、优选5-25℃的温度。优选实际上在15巴到反应器压力之间的绝对压力下供应PN。最小压力是来自特别优选的边界条件，即在混合过程中在混合温度下不会出现蒸发，但是混合物保持是液体。因此这取决于初始温度和要混合的各组分的比例。在低压例如40巴下的混合提供的优点是熔体泵不需要为了特别高的反应器压力而设计。但是，在这种情况下，PN在液氨中的溶液仍然必须通过高压泵被压缩到反应器压力，尽管该高压泵具有简单的构造。如果混合实际在反应器压力下进行，则可以省去高压泵。哪种方案是优选的将取决于装置和机器的可用性以及经济问题。特别优选通过作为混合器装置的混合器喷嘴将液体苯二甲腈喷入液氨料流。混合器喷嘴的优选实施方案显示在附图2中。该混合器喷嘴可以例如用水蒸气、热载体油或通过电加热进行加热。液氨可以经由一个或多个径向或切向安装的喷嘴加入，例如图3所示。重要的是有局部高流速(高冲击料流和湍流)，使得出现快速混合(均化)。在层流的情况下，传质对于均化而言是不足的，料流仅仅不充分地混合(开沟(streaking))。合适的混合器喷嘴例如描述在Ullmann’s Encyclopedia of IndustrialChemistry，第5版，B4卷，565-569页。另一个特别优选的混合器装置是具有循环系统的混合容器，例如显示在图4中。PN熔体(料流)和液氨(料流)被分别加入容器B 100。PN和来自循环系统的溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过在多相催化剂上在液氨存在下在反应器中连续氢化液体苯二甲腈制备苯二甲胺的方法，该方法包括将液体形式的苯二甲腈熔体料流通过混合器装置与液氨料流混合并将该液体混合物引入氢化反应器中。

【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：R胡戈，K文茨，R万布斯甘斯，S乔丹，T普赖斯，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]