[發(fā)明專利]硝化烴、衍生物和它們的制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610073092.5
• 申請(qǐng)日: 2009-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN105753706A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丹尼爾·M·特勞斯;喬治·戴維·格林;雷蒙德·斯韋多;理查德·L·詹姆斯;伊恩·A·湯姆林森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安格斯化學(xué)公司
• 主分類號(hào): C07C201/08
• 分類號(hào): C07C201/08;C07C205/02;C07C205/05;C07C205/04;C07C205/06;C07C201/12;C07C205/15;C07C205/18;C07C205/16;C07C213/02;C07C215/08;C07C215/28;C07
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 牛海軍

本申請(qǐng)是國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?00980112776.X并且發(fā)明名稱為“硝化烴、衍生物和它們的制造方法”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

在先申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2008年4月16日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/045,380的權(quán)益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制備硝化烴諸如硝基烷烴、硝基環(huán)烷烴和硝基芳烷烴的方法，和制備硝化烴的衍生化合物的方法。本發(fā)明還涉及新的硝化烴和新的衍生物。

背景技術(shù)

烴的硝化通常產(chǎn)生多種產(chǎn)物，取決于反應(yīng)條件和原料結(jié)構(gòu)。然而，某些產(chǎn)物可以比另一些更合乎需要，并且選擇性地產(chǎn)生更有用的硝化化合物而較少地?fù)p失有用的化合物，諸如氧化副產(chǎn)物已經(jīng)成為一個(gè)長(zhǎng)期的目標(biāo)。

與商業(yè)上的汽相硝化對(duì)比，烴的混合汽-液相或高壓硝化在過(guò)去已經(jīng)被認(rèn)為是一種可以潛在地產(chǎn)生所需的硝基烷的技術(shù)。參見，例如，美國(guó)專利號(hào)2,489,320(Nygaard等)和Albright，L.F.，″NitrationofParaffins(石蠟的硝化)，″Chem.Engr.(化學(xué)工程)，(1966)149-156頁(yè)。然而，現(xiàn)有技術(shù)的混合汽-液相方法由于許多原因不再實(shí)用，包括因?yàn)橄跛岬霓D(zhuǎn)化率低，硝酸不容易回收的，硝酸腐蝕反應(yīng)器的問(wèn)題，和控制反應(yīng)放熱量方面的困難。

獲得高收率的硝化烴是要考慮的關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)因素，因?yàn)榈褪章时仨毷褂酶嗟倪M(jìn)料，因此導(dǎo)致較高的成本。此外，當(dāng)硝酸用作硝化劑時(shí)，未反應(yīng)的硝酸變成廢產(chǎn)物并且導(dǎo)致用于恰當(dāng)處理廢物的成本。烴反應(yīng)物的高轉(zhuǎn)化率在經(jīng)濟(jì)上也是很關(guān)鍵的，以便使與未反應(yīng)的反應(yīng)物的純化和再循環(huán)相關(guān)的資本費(fèi)用和能量消耗最小化。因此對(duì)于用于制造硝化烴和它們的衍生物的更經(jīng)濟(jì)的、選擇性的和環(huán)境友好的方法存在著需求。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于硝化烴類的方法。該方法包括：提供下流(downflow)配置的反應(yīng)器；將烴原料與硝酸水溶液在至少約500psi的壓力和約140-約325攝氏度的溫度下反應(yīng)；以及回收形成的硝化化合物，其中所述硝酸水溶液為10-50重量％溶液。

在第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于制備硝化烴的工業(yè)上有用的下游衍生物的方法，所述衍生物諸如硝基醇、氨基醇、N-烷基氨基醇、烷基羥胺和噁唑烷。

在第三個(gè)方面，本發(fā)明提供了硝化烴及其衍生物。

本發(fā)明進(jìn)一步提供了在多種應(yīng)用中使用所述硝化烴及其衍生物的方法。

具體實(shí)施方式

如上所述，在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及用于硝化烴類的方法。反應(yīng)條件、硝化劑濃度和根據(jù)本發(fā)明的下流式反應(yīng)器的使用的組合提供了相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)有許多改進(jìn)的方法，并且特別地是在較少地形成氧化副產(chǎn)物和增加的起始物質(zhì)向所需產(chǎn)物或容易再循環(huán)或處理的物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率方面。

本發(fā)明方法在下流配置的反應(yīng)器中進(jìn)行。即，該反應(yīng)器基本上豎直地定位，并且反應(yīng)物在上端處引入，并且產(chǎn)物混合物在反應(yīng)器的下端處收集。

根據(jù)本發(fā)明的以下流模式的反應(yīng)器運(yùn)轉(zhuǎn)提供了含有與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相比相對(duì)低水平的氧化副產(chǎn)物的硝化化合物，所述現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)通常采用水平式、上流、螺旋狀或間歇式高壓釜型設(shè)備。不希望受任何特殊理論的限制，相信下流式反應(yīng)器的優(yōu)勢(shì)基本上來(lái)自其使硝化反應(yīng)期間液相的量和停留時(shí)間最小化的能力。通常液相含有烴與硝酸的低摩爾比，這有助于氧化化學(xué)作用由硝化來(lái)承擔(dān)。因此氧化基本上在液相中發(fā)生。因?yàn)橄铝魇椒磻?yīng)器中的氣體是連續(xù)相并且液體沿反應(yīng)器壁或填料滴落，因此下流式反應(yīng)器中的一種或多種液相的量保持在低水平。因此氧化化學(xué)作用被最小化。

相比，在上流式反應(yīng)器中，該反應(yīng)器也稱為泡罩塔，液體是連續(xù)相(并且氣泡通過(guò)該連續(xù)液相迅速地上升)。因此，上流式反應(yīng)器使持液量最大化。因?yàn)槿缟纤鲅趸旧显谝合嘀邪l(fā)生，因此上流式反應(yīng)器使氧化副產(chǎn)物的形成最大化。類似地，螺旋和水平式反應(yīng)器配置與下流式反應(yīng)器相比也增加了液體停留時(shí)間，并且因此增加了氧化化學(xué)作用。螺旋反應(yīng)器的另一缺點(diǎn)是它們不適用于工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)因?yàn)橐源诵螤铍y以制造大尺度反應(yīng)器。

用于本發(fā)明中的下流配置的反應(yīng)器優(yōu)選地由耐腐蝕性材料諸如鈦制得。反應(yīng)器任選地被帶有用于循環(huán)傳熱流體的供料口和出料口的外罩包繞。傳熱流體可以是，例如，油，其能夠?qū)⒎磻?yīng)的溫度控制在所需的參數(shù)之內(nèi)。然而，應(yīng)該注意到，因?yàn)橄跛岷蜔N之間的反應(yīng)是放熱的，因此不需要使用外罩和傳熱流體。反應(yīng)的溫度可以通過(guò)簡(jiǎn)單地調(diào)節(jié)反應(yīng)物的加入速率和/或濃度而被調(diào)節(jié)在所需的參數(shù)內(nèi)。