[发明专利]一种合成1,4-丁二胺的方法和装置

说明书

本发明公开了一种合成1,4‑丁二胺的方法和装置，将1,4‑丁二醇原料送入环化反应器中，并在铜基催化剂、200℃‑250℃的条件下进行脱氢环化，得到γ‑丁内酯；将所述γ‑丁内酯精馏后送入氨化反应器，并与液氨在设定温度下反应一定时间后，在250℃、5‑10MPa条件下完成反应，得到γ‑丁内酰胺；将所述γ‑丁内酰胺送入氨解反应器，在硝酸盐分子筛催化剂、420‑500℃的条件下，与氨气发生氨解开环反应，得到4‑氨基丁腈；将脱水后的所述4‑氨基丁腈送入加氢反应器，并在以负载镍、钴的分子筛为催化剂、80‑100℃条件下，加氢得到1,4‑丁二胺，原料简单易得，转化率高，适于工业化生产。

技术领域

本发明涉及化学工艺技术领域，尤其涉及一种合成1,4-丁二胺的方法和装置。

背景技术

1,4-丁二胺(又称为腐胺)是一种重要的化学中间体和生化前导物，可用于制药和生化研究，制备表面活性剂和农用化学品，是合成优质工程塑料聚己二酰丁二胺(俗称尼龙46，简称PA46)的重要原料，具有广阔的市场前景。因丁二胺工业生产技术长期被国外垄断，国内的1,4-丁二胺主要依赖进口。

目前合成1,4-丁二胺的方法有化学合成法和生物合成法。化学合成法中主要是采用氰化氢与丁二腈反应得到的丁二腈再氢化得到；或在碳酸钠的作用下，由吡咯与盐酸羟胺反应生成丁二肟，再在钠汞齐的作用下，经无水乙醇加热还原得到，或由2,5-二氨基戊酸加热催化脱羧制备；或以精氨酸脱羧、脱胍制备。也有采用1,4-二溴丁胺与邻苯二甲酰亚胺钾反应，再与甲胺反应得到1,4－丁二胺。生物合成法主是是通过微生物利用糖类发酵直接合成丁二胺或采用微生物转化法利用微生物重组菌株表达鸟氨酸脱羧酶基因，将底物鸟氨酸转化成丁二胺。或生物合成和化学法结合的方式，利用微生物生产以丁二酸铵，通过脱水反应和加氢反应获得丁二胺。

上述化学法或存在反应条件苛刻，步骤复杂，工艺操作要求高、起始原料昂贵等问题，生物合成法或微生物转化法对菌株选育、发酵和后处理过程都有较高的要求，适用的原料有限。因此有必要开发一种工艺简单，原料易得，适用于工业化生产的合成路线。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合成1,4-丁二胺的方法和装置，适于工业化生产。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种合成1,4-丁二胺的装置，所述合成1,4-丁二胺的装置包括1,4-丁二醇原料罐、环化反应器、γ-丁内酯精馏塔、γ-丁内酯暂存罐、液氨罐、氨化反应器、第一气液分离器、γ-丁内酰胺暂存罐、氨气缓冲罐、氨解反应器、第二气液分离器、氨气精制塔、4-氨基丁腈精馏塔、加氢反应器、第三气液分离器、1,4-丁二胺产品精馏塔和产品罐，所述1,4-丁二醇原料罐、所述环化反应器、所述γ-丁内酯精馏塔、所述γ-丁内酯暂存罐依次管道连接，所述液氨罐和所述γ-丁内酯暂存罐均与所述氨化反应器连通，所述氨化反应器、所述第一气液分离器和所述γ-丁内酰胺暂存罐依次管道连接，所述第一气液分离器还与所述氨气精制塔管道连接，所述液氨罐、所述氨气缓冲罐、所述氨解反应器和所述第二气液分离器依次管道连接，所述γ-丁内酰胺暂存罐和所述氨解反应器管道连接，所述第二气液分离器分别与所述氨气精制塔和所述4-氨基丁腈精馏塔管道连接，所述4-氨基丁腈精馏塔还与所述γ-丁内酰胺暂存罐管道连接，所述氨气精制塔还与所述液氨罐管道连接，所述4-氨基丁腈精馏塔、所述加氢反应器、所述第三气液分离器、所述1,4-丁二胺产品精馏塔和所述产品罐依次管道连通。

其中，所述合成1,4-丁二胺的装置还包括4-氨基丁腈暂存罐，所述4-氨基丁腈暂存罐与所述4-氨基丁腈精馏塔和所述加氢反应器管道连接。

其中，所述合成1,4-丁二胺的装置还包括氢气储罐，所述氢气储罐与所述加氢反应器管道连接。

其中，所述合成1,4-丁二胺的装置还包括第一预热器、第二预热器和第三预热器，所述第一预热器与所述1,4-丁二醇原料罐和所述环化反应器管道连接，所述第二预热器与所述γ-丁内酰胺暂存罐和所述氨解反应器管道连接，所述第三预热器与所述氢气储罐与所述加氢反应器管道连接。