[发明专利]从二腈制备二胺的氢化方法

说明书

技术领域

本披露涉及一种用于制备催化剂的方法并且涉及所述催化剂有效的氢化方法。更确 切地说，本发明涉及在非均相铁催化剂存在下催化氢化有机腈。这类反应的实例包括己 二腈氢化为六亚甲基二胺和甲基戊二腈(尤其是2-甲基戊二腈)氢化为2-甲基五亚甲基 二胺。

背景技术

将包含腈基的化合物氢化为胺的方法为已知的。二腈氢化为相应二胺是一种已经使 用了很长一段时间的方法，尤其是己二腈氢化为六亚甲基二胺，六亚甲基二胺是制备尼 龙-6，6的基本材料。

近年来，对脂肪族二腈氢化(有时也称为半氢化)为氨基腈的关注日益增加，尤其 是己二腈氢化为6-氨基己腈，从而直接得到或经由己内酰胺得到尼龙-6。

Ziemecki等人的美国专利第5,151,543号披露一种将脂肪族二腈选择性氢化为相应 氨基腈的方法，所述方法是在25-150℃下并且在大于大气压的压力下，在相对于二腈至 少2/1摩尔过量的溶剂(所述溶剂包含具有1到4个碳原子的液氨或醇以及可溶于所述 醇中的无机碱)存在下，在雷尼催化剂(Raneycatalyst)存在下，所得氨基腈作为主要 产物回收。

Kershaw等人的美国专利第3,696,153号披露一种在衍生自铁化合物(如氧化铁)的 呈颗粒形式的催化剂存在下催化氢化己二腈的方法，所述催化剂已在不超过600℃的温 度下用氢气活化。

Bivens等人的美国专利第3,758,584号披露一种在衍生自钴或铁化合物(如氧化铁) 的催化剂存在下将己二腈催化氢化为六亚甲基二胺的方法，所述催化剂已在约300℃到 约600℃范围内的温度下在氢气与氨的混合物中活化。

在通过使二腈与氢气在液态或超临界氨存在下反应来制造二胺的方法中，需要分离 未反应的氢气与氨并且回收二胺产物。另外需要将未反应的氢气和氨再循环到氢化反 应。

一部分未反应的氢气可以在第一蒸馏或闪蒸步骤中回收，在所述步骤中，压力维持 在高到足以将氨保留在液相中的水平下。此第一步中所产生的蒸气流包含氢气、最多极 少量的氨，并且基本上没有二胺。此蒸气流可以穿过压缩机并且在足以使氢气维持基本 上溶解在液氨中的压力下再循环到反应中。

在进行此第一步以去除粗反应产物中的一部分氢气之后，至少一部分未反应的氢气 保留在液相中。为了回收液相中所剩余的氢气，可以降低液相的压力。在降低液相的压 力之后，包含剩余未反应的氢气中的大多数的蒸气流可以在第二蒸馏或闪蒸步骤中以顶 部物料流形式取得。然而，因为现在已经降低了液相的压力，所以来自液相的一部分氨 也将与氢气一起传到蒸气顶部物料流中。

存在与使第二步中所回收的未反应的氢气再循环相关的问题。具体来说，因为这个 氢气与氨蒸气混合，所以它不能直接传到标准氢气压缩机中，因为这种蒸气的压缩将导 致液氨冷凝。氨的这种冷凝可以发生在压缩机的级间冷却器中，造成过早阀门失效和可 靠性问题。

发明内容

根据本文所披露的实施例，与再循环到反应中的包含氢气的蒸气流中的氨相关的问 题通过特定的蒸气处理方法来解决。具体来说，将包含氢气和氨的蒸气传到萃取区，在 所述萃取区中，蒸气与二腈在足以从蒸气中萃取氨的条件下接触，使得氨溶解于液态二 腈中。包含二腈和氨的液相随后可以再循环到氢化反应中。来自萃取区的蒸气相可以穿 过压缩机并且在足以使氢气维持基本上溶解于液态或超临界氨中的压力下再循环到反 应中。

通过将二腈转化成二胺的方法制得二胺。所述方法可以包含以下步骤：

(a)将二腈、液态或超临界氨和氢气引入包含催化剂的反应区中；

(b)将步骤(a)的反应区维持在足以使二腈与氢气反应形成二胺的条件下；

(c)从步骤(b)的反应区获得流出物，所述流出物包含二胺、液氨和氢气；

(d)将来自步骤(c)的流出物传到第一分离区，从而获得包含氢气和氨的顶部蒸 气流和包含二胺和氨的液体底部物料流；

(e)将来自步骤(d)的液流传到第二分离区，从而获得包含氢气和氨的顶部蒸气 流和包含液氨和二胺的液体底部物料流；

(f)将来自步骤(e)的蒸气流和液态二腈传到萃取区，从而获得氢气流和包含所萃 取的氨的二腈流；

(g)将来自步骤(f)的氢气流传到压缩机并且随后使其进入步骤(a)的所述反应 区作为再循环氢气的来源；以及