[發(fā)明專利]用于使腈反應(yīng)的催化劑

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510544491.0
• 申請日: 2009-02-26
• 公開（公告）號: CN105148905A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·梅;B·沃吉爾;H·西格特;K-A·高德舒恩;T·寬迪特
• 申請（專利權(quán)）人: 贏創(chuàng)羅姆有限公司
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;C07C231/06;C07C235/06
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 宓霞

本分案申請是基于申請?zhí)枮?00980114165.9、申請日為2009年2月26日、發(fā)明名稱為“用于使腈反應(yīng)的催化劑”的中國專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于通過使腈與水反應(yīng)來制備羧酰胺的催化劑。本發(fā)明還涉及制備這些催化劑的方法。

背景技術(shù)

通過使腈與水在包含二氧化錳的催化劑存在下反應(yīng)來制備羧酰胺自很長時(shí)間以來就是現(xiàn)有技術(shù)。在工業(yè)中常需要羧酰胺作為中間體。例如，α-羥基異丁酰胺可用于制備甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯，尤其是甲基丙烯酸甲酯。

作為許多文獻(xiàn)的一個(gè)實(shí)例，參見公開文本DE1593320。DE1593320中描述了借助二氧化錳將腈水解成酰胺的方法，其中用脂族腈實(shí)現(xiàn)最多大于90％的收率。這種方法在高速率下提供了良好收率。但是，缺點(diǎn)是該催化劑的低耐久性和機(jī)械強(qiáng)度。因此在連續(xù)進(jìn)行的方法中，必須在短時(shí)間后停止生產(chǎn)以更換催化劑。這種操作與非常高的成本相關(guān)聯(lián)，其中整個(gè)工藝的生產(chǎn)率由于中斷而降低。

專利文獻(xiàn)JP09104665中描述了活性δ-二氧化錳的制備并經(jīng)由表面積的大小限定其活性。在此所述的催化劑表現(xiàn)出非常高的活性。但是，此處也存在上述低耐久性的問題。具有特別大的表面積的催化劑尤其如此。

為了改進(jìn)用于水解的催化劑的壽命，已經(jīng)作出許多努力。例如，文獻(xiàn)EP379111A2描述了在具有高的堿金屬含量的二氧化錳催化劑存在下的α-羥基腈的水解。憑借這種高的堿金屬含量，這些催化劑表現(xiàn)出特別高的活性和耐久性。該水解尤其可以在4至8的pH值下進(jìn)行。但是，在不使用此公開文本中詳細(xì)規(guī)定的催化劑的情況下，在此范圍內(nèi)的pH值不導(dǎo)致催化劑的長耐久性(參見EP379111A2，對比例1)。此外，該催化劑不滿足在許多設(shè)備中對這些催化劑提出的機(jī)械要求。

此外，公開文本EP545697A1描述了使用特定的雜多酸以改進(jìn)催化劑的壽命。可以通過使用促進(jìn)劑實(shí)現(xiàn)該催化劑的耐久性的進(jìn)一步改進(jìn)。在反應(yīng)過程中將所述化合物添加到該體系中。水解反應(yīng)中的pH值應(yīng)小于4，因?yàn)榉駝t所用丙酮氰醇降低該催化劑的壽命。在高于4的pH值下，所用丙酮氰醇可容易地分解，其中可能形成損害催化劑性質(zhì)的副產(chǎn)物。該公開文本中明確反駁文獻(xiàn)EP379111A2的教導(dǎo)(參見EP545697A1，第3頁第3至6行)。

此外，公開文本EP433611A1描述了使用氧化劑以穩(wěn)定該催化劑。類似地，文獻(xiàn)EP945429A1描述了使用氧化劑以延長催化劑耐久性，其中可通過添加少量胺實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步改進(jìn)。在文獻(xiàn)EP433611A1和EP945429A1中都沒有描述將pH值調(diào)節(jié)至預(yù)定值，其中單獨(dú)地通過使用根據(jù)文獻(xiàn)EP773212A1的胺可實(shí)現(xiàn)催化劑耐久性的改進(jìn)。因此，EP945429A1中描述的改進(jìn)不來自pH值的調(diào)節(jié)，而是來自文獻(xiàn)EP773212A1和EP433611A1的教導(dǎo)的結(jié)合。在此應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，尤其氰醇通常通過添加酸而穩(wěn)定化，這樣實(shí)施例中公開的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可能在酸性條件下獲得。這例如也從上文描述的公開文本EP379111A2中得到。因此由文獻(xiàn)EP433611A1和EP945429A1中公開的試驗(yàn)不可能推斷出特定的pH值。

此外，在公開文本EP0956898A2中公開了用于制備羧酰胺的包含軟錳礦的催化劑。根據(jù)此公開文本，可以使用SiO₂改進(jìn)催化劑的機(jī)械強(qiáng)度。在這種情況下，可以在MnO₂沉淀過程中就已經(jīng)添加粘結(jié)劑。但是，據(jù)發(fā)現(xiàn)，由此獲得的催化劑具有不滿足特別提出的要求的性能分布。

對于一些反應(yīng)器系統(tǒng)，該催化劑必須具有特定形狀。EP0956898A2中描述可以擠出用于制備該催化劑的物料。但是，當(dāng)再進(jìn)行這些試驗(yàn)時(shí)，用于成型的裝置受到極高負(fù)荷，所述負(fù)荷可能造成該裝置的過早故障。

盡管上文描述的文獻(xiàn)的教導(dǎo)已經(jīng)導(dǎo)致改進(jìn)催化劑性能，但始終需要在非常高的催化劑活性下改進(jìn)機(jī)械穩(wěn)定性，尤其是耐磨性和壓力穩(wěn)定性。在改進(jìn)壽命方面，存在進(jìn)一步發(fā)展的需要，以便在設(shè)備連續(xù)運(yùn)行的情況下延長更換周期，和降低催化劑更換成本。在這方面，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，需要非常大量的催化劑。

發(fā)明內(nèi)容

考慮到現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的因此是提供用于使腈與水反應(yīng)的催化劑，其在高機(jī)械穩(wěn)定性下具有優(yōu)異的活性。特別地，該催化劑應(yīng)表現(xiàn)出高的壓力穩(wěn)定性和高耐磨性。此外，該催化劑應(yīng)導(dǎo)致經(jīng)催化的反應(yīng)的特別高的選擇性和高轉(zhuǎn)化率。此外，該催化劑或用于制造該催化劑的物料應(yīng)可以以簡單且便宜的方式成型。在此，用于成型的裝置應(yīng)受到相對較低水平的負(fù)荷，使得可避免該裝置的過早故障。