[发明专利]丁二烯一步法合成己二腈的方法

说明书

技术领域

本发明涉及己二腈的生产技术领域，涉及一种丁二烯一步法合成己二腈的方法。

背景技术

己二腈分子式为CN（CH₂）₄CN，英文简写为ADN，是生产新型材料尼龙66的最主要原料之一，其性状为无色油状液体，稍带甜味，有毒性和腐蚀性，密度为962g/cm²，熔点1℃，沸点295℃（1atm）。此外，其在电子、轻工业及其它有机合成领域也有着广阔的应用。

己二腈的合成方法较多，目前生产己二腈的工艺路线主要有丙烯腈电解二聚法和丁二烯法二种。

现有技术中，例如：公开号为CN103180290A的专利文献公开了一种用于制备腈的方法，其公开的丁二烯法合成己二腈主要分一次氢氰化、异构化、二次氢氰化三个步骤，这三个步骤的反应方程式如下：

例如：公开号为CN103012197A的专利文献公开了一种3-戊烯腈的制备方法和己二腈的制备方法，其公开的丁二烯法合成己二腈主要分一次氢氰化和二次氢氰化两个步骤，这两个步骤的反应方程式如下：

但是，无论是丁二烯三步法合成己二腈还是丁二烯二步法合成己二腈，在一次氢氰化反应后均需要分别回收丁二烯、氢氰酸、镍催化剂、分离提纯3-戊烯腈，然后3-戊烯腈再与氢氰酸进行二次氢氰化反应得到己二腈粗品。一次氢氰化反应转化率为70%~72%，选择性为72%~75%，二次氢氰化反应转化率为70%~72%，选择性为75%~80%。两次氢氰化反应需要两套反应装置，增加了工艺流程和工艺复杂性，增加了设备成本和生产成本，并且在分离提纯3-戊烯腈的过程中，会产生产品和原料的损耗以及催化剂中毒的风险。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种丁二烯一步法合成己二腈的方法，简化工艺流程，降低设备成本和生产成本，并且减少产品和原料的损耗以及催化剂中毒的风险。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的丁二烯一步法合成己二腈的方法，将丁二烯和氢氰酸在零价镍催化剂、含磷配体和路易斯酸的作用下发生氢氰化反应，生成包含己二腈的产物。

进一步，所述丁二烯与零价镍催化剂的摩尔比为60~300:1，所述氢氰酸与零价镍催化剂的摩尔比为30~100:1，所述含磷配体与零价镍催化剂的摩尔比为5~15:1，所述路易斯酸与零价镍催化剂的摩尔比为1~10:1。

进一步，所述反应的压力为0.5~2 Mpa，反应的温度为50~150℃，保温反应1~5小时。

进一步，所述路易斯酸为氯化锌、三氯化铝、硫酸锌、氯化亚铁、氯化铁或四氯化锡。

进一步，所述含磷配体为亚磷酸三苯酯、亚磷酸三邻甲苯酯、亚磷酸三间甲苯酯或亚磷酸三对甲苯酯。

本发明的有益效果在于：

本发明一步法合成己二腈的主要方程式为：

 

本发明是直接将丁二烯和氢氰酸在零价镍催化剂、含磷配体和路易斯酸的作用下合成己二腈粗品，无需进行二次氢氰化反应，也无需分离提纯3-戊烯腈，因此，简化了工艺，大大降低了设备成本和生产成本，降低了产品和原料的损耗以及催化剂中毒的风险，并且转化率为50%~55%，选择性为60%~65%，小幅提升了反应转化率和选择性。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。

实施例1

将丁二烯、氢氰酸、零价镍催化剂、亚磷酸三苯酯以及氯化锌以60:30:1:5:1的摩尔比加入反应釜中，控制反应压力为1Mpa，反应温度为100℃，保温反应4小时，反应结束后经纯化得到己二腈产品，纯度大于99.5%，转化率为55%，选择性为61%。

实施例2

将丁二烯、氢氰酸、零价镍催化剂、亚磷酸三苯酯以及氯化锌以200:50:1:10:2的摩尔比加入反应釜中，控制反应压力为1Mpa，反应温度为100℃，保温反应4小时，反应结束后经纯化得到己二腈产品，纯度大于99.5%，转化率为52%，选择性为62%。

实施例3

将丁二烯、氢氰酸、零价镍催化剂、亚磷酸三苯酯以及氯化锌以300:100:1:15:5的摩尔比加入反应釜中，控制反应压力为1Mpa，反应温度为100℃，保温反应4小时，反应结束后经纯化得到己二腈产品，纯度大于99.5%，转化率为51%，选择性为65%。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。