[发明专利]低压胺反应器

说明书

本发明涉及一种由腈制备胺的方法，其中反应在催化剂的存在下进行。本发明还涉及一种用于由腈制备胺的反应器。

背景技术

已知例如六亚甲基二胺、丙胺类、丁胺类、苄胺类、脂肪胺类、乙胺类等的胺化合物可以通过在催化剂和诸如氨和/或苛性碱的其它物质的存在下，由诸如丙腈、丁腈类、脂肪腈类、乙腈等的腈类化合物经催化氢化而制备。如US 3 821 305所述(全文在此处引作参考)，该文献描述了这样一种方法：在磨细的阮内催化剂和无机碱的存在下，在20-50大气压的压力和60-100℃的温度于液相中进行氢化反应。将氢气和己二腈加入由六亚甲基二胺、水、无机碱和催化剂组成的液体反应介质中，在介质中，碱的含量保持在0.2-12摩尔/千克催化剂范围内，同时水的含量保持在2-130摩尔/摩尔碱范围内。

在使用阮内镍和阮内钴氢化催化剂的典型的连续工艺中，必须小心地控制催化剂加入反应介质中的速率。但是，上述类型的活性催化剂是引火的，所以通常在相对惰性的液体中运输和贮存该催化剂，以使其与空气隔绝。因此，在上述的一些方法中，可取的是将催化剂悬浮于液体中，从而使催化剂以已知的催化剂/单位体积悬浮液浓度基本均匀地分散于液体中，随后控制悬浮液进入反应混合物的体积流动速率，进而控制催化剂进入反应介质的速率。在US 3 821 305(全文在此处引作参考)和US 3 056 837(全文亦在此处引作参考)中描述了这样的可以方便地控制催化剂进料速率的方法例子。

但是，当用于氢化腈类化合物时，上述方法中的阮内镍和阮内钴在特定条件下受到高失活速率的困扰。例如，Chemical EngineeringScience，Vol.47，No.9-11，2289-94(1992)中的文献指出了腈类化合物使例如阮内镍催化剂的镍或钴催化剂失活。最近，有人试图降低上述催化剂的失活速率。例如，已知在Chemical EngineeringScience，Vol.35,135-141(1980)中列举了在上述低压氢化体系中，利用高液体循环速度提供存在于湍流中的良好混合条件，以增强催化剂的稳定性并增加传质系数。

此外，有人尝试研究反应器，以决定操作条件对催化剂失活速率的影响。例如，在Catalysis Today，24，103-109(1995)中研究了在连续的小型规模淤浆泡罩塔反应器中，各种氢化己二腈的操作条件对催化剂失活的影响。反应器被视作进行了充分的混合，因为塔顶和塔底的温度相同，且塔顶和塔底取样的浓度差小于15％。

可以通过物理地阻断活性催化剂位点或通向这些活性位点的通道以减少催化剂失活，并通过提高反应器体系中的传质速率以减少氢化反应中的设备积垢，即参见“Pumped-up Mixer ImprovesHydrogenation，”Chemical Engineering，June 1998，第19页，其中提高的传质速率降低了催化剂的物理失活以及在制备食用油的氢化反应中的设备的积垢。但是，在上述反应器中，反应物的局部体相浓度改变很大，而且因为不可逆地消耗了在腈的氢化反应中维持足够的催化剂活性所必须的催化剂成分(例如间隙氢)，而不能能抑制化学的催化剂失活(即，催化剂失活)。

但是，现在已发现，与从上述现有的氢化腈的反应器结构所得出的假定和推论相反，上述反应器中的反应物在反应器的径向上不能充分混合。本发明的研究指出：在上述反应器中局部体相腈的浓度不均匀，并且通过大部分反应器的局部体相腈的浓度超出了完全消耗局部体相氢的浓度化学计量所需的局部体相浓度，这导致了催化剂化学失活速率的增加。因此，需要提供特特定的反应器条件以降低在腈的氢化体系中化学的催化剂失活速率。

发明概述

本发明涉及一种通过氢化由腈制备胺的方法，包括：将氢气和腈加入包含催化剂、水和无机碱的反应器以形成反应介质；混合反应介质，使得反应器中的腈具有均匀的局部体相浓度；以及氢化腈制备胺。此外，本发明涉及一种氢化腈制备胺的方法，将局部体相腈的浓度超出了完全消耗局部体相氢的浓度化学计量所需浓度的反应器体积最小化。

优选实施方案详述

本发明的方法适用于由包括脂族腈类和芳香腈类及其衍生物的腈，例如丙腈、丁腈类、脂肪腈类、乙腈类和苄腈类等，制备任何包括脂族胺类和芳香胺类及其衍生物的胺，例如六亚甲基二胺、丙胺类、丁胺类、苄胺类、脂肪胺类、乙胺类等的过程，其中将磨细的催化剂悬浮于液体反应介质中，本发明将在所述制备的优选方法中得到描述。