[发明专利]一种制造羟胺的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造羟胺的方法，更详而言之，就是关于利用氢气还原硝酸根离子制造羟胺的方法。

背景技术

己内酰胺是制造聚酰胺(又称作尼龙)的重要原料。传统己内酰胺制法是利用羟胺-肟化法(hydroxylamine oxime process)使羟胺和环己酮先进行肟化而得到环己酮肟，再使环己酮肟经贝克曼重排反应(Beckmann rearrangement)制造己内酰胺。因此，羟胺的制备已成为生产己内酰胺的关键技术。制造羟胺的反应主要是采用单金属钯/碳或双金属钯-铂/碳作为催化剂，在磷酸类的缓冲溶液中使用氢气催化还原硝酸根加以制备。然而，纯羟胺为不稳定结构，加热时会自动分解且可能导致爆炸。所合成的羟胺一般都以羟胺的酸根化合物，如硫酸羟胺、盐酸羟胺或磷酸羟胺的形式存在，磷酸羟胺则为羟胺存在的主要形式。

羟胺反应在反应器中为气-液-固三相的鼓泡反应体系，由于该反应为气-液-固三相同时存在的非均相催化反应，因此该反应除了受到催化剂浓度、氢气分压、氢离子浓度、催化剂表面反应速率影响之外，还会受到气、液、固之间的质传速率的影响，其反应如下式所示：

通常羟胺反应利用如图1所示的反应器进行，该反应器10’包括羟胺反应区12’以及位于该反应器底部的冷却器14’，在该冷却器14’上方接近羟胺反应区12’底部的位置设有气体分配器16’。含有硝酸根用以进行羟胺反应的磷酸盐水性反应介质由管线22’进料至反应器，含有磷酸羟胺的反应介质由管线30’出料。用以还原硝酸根的新鲜氢气经由管线24’导入反应器10’的气体分配器16’，反应后剩余的氢气系由反应器顶部的管线32’排出，经分离器(未图示)处理，与新鲜氢气混合后再经管线导入反应器10’的气体分配器16’，与水性反应介质混合进行羟胺反应。

以往制造磷酸羟胺时，是利用反应器10’进行羟胺反应，进料气体通过反应器中层的气体分配器16’进入反应器内与含有硝酸根的水性反应介质进行羟胺反应。由于使用这种进气方式的羟胺反应器会产生进料氢气分布不均，进而在反应器中发生壁流(wall flow)、沟流(channeling)等现象，以致严重影响反应中气、液、固之间的质传进行而阻扰羟胺浓度的提升。

因此，仍需要一种可以提升气、液、固三相间质传的方法，以制造高浓度羟胺。

发明内容

本发明的目的为提供一种制造羟胺的方法，该方法可以制造高浓度羟胺。

本发明的另一目的为提供一种制造羟胺的方法，该方法可以提升气、液、固三相间质传。

本发明的第三目的为提供一种制造羟胺的方法，该方法可以提高催化剂活性。

本发明的第四目的为提供一种制造羟胺的方法，该方法可以增加反应选择率。

为达成上述及其它的目的，本发明揭示一种制造羟胺的方法，该方法为在催化剂存在的条件下，将含有硝酸根的水性反应介质进料至羟胺反应的反应器，并利用氢气催化还原该硝酸根制造羟胺，其中，该反应器包括羟胺反应区以及位于该反应器底部的冷却器，该冷却器上方与下方分别设有中层气体分配器与底层气体分配器用以导入氢气，增加气体在反应器中分布的均匀性进而促进气、液、固三相在质传上能有效的进行，由此提高催化剂活性，增加反应选择率，制造高浓度羟胺。

附图说明

图1为已知羟胺反应器的示意图；

图2为本发明方法所使用的反应器的第一具体实例示意图；

图3为本发明方法所使用的反应器的第二具体实例示意图；以及

图4为本发明方法所使用的反应器的第三具体实例示意图。

【主要部件符号说明】

10、10’反应器           12、12’反应区

14、14’冷却器           16’气体分配器

16中层气体分配器         18底层气体分配器

20上层气体分配器         22’、24’、30’、32’管线

22、24、26、28、30、32管线

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域的技术人员可由本说明书所揭示的内容很容易地了解本发明的其它优点与功效。本发明也可通过其它不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。