[發(fā)明專利]己二腈的制備方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010062278.7
• 申請(qǐng)日: 2020-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111995547B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳志榮;吳文彬;周貴陽(yáng);豐明;石興興;馬滔;封智超;張雄偉;孫青;徐勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江新和成股份有限公司;浙江大學(xué);浙江新和成特種材料有限公司
• 主分類號(hào): C07C255/04
• 分類號(hào): C07C255/04;C07C253/10;C07C253/34;B01D3/06;B01D3/42;B01J4/00;B01J4/02
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

本發(fā)明提供一種己二腈的制備方法和裝置。在本發(fā)明的制備方法包括第一氫氰化反應(yīng)、異構(gòu)化反應(yīng)和第二氫氰化反應(yīng)步驟，其中采用在線拉曼光譜檢測(cè)體系中特定成分的含量，基于檢測(cè)結(jié)果調(diào)控反應(yīng)條件，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)體系內(nèi)各步驟物料的精準(zhǔn)控制。本發(fā)明的方法能減少丁二烯用量，減少反應(yīng)后續(xù)對(duì)于丁二烯的回收能耗以及設(shè)備投資；通過(guò)對(duì)氫氰酸含量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，將氫氰酸殘留降低較低水平，提升操作安全性和反應(yīng)過(guò)程中催化劑的穩(wěn)定性；降低催化劑的損失。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工產(chǎn)品的制備及分離方法，具體而言，涉及一種己二腈的制備和分離方法以及制備己二腈的裝置。

背景技術(shù)

己二腈(ADN，adiponitrile)，無(wú)色透明的油狀液體，有輕微苦味，易燃，分子式NC(CH₂)₄CN，是一種重要的有機(jī)化工中間體，工業(yè)上主要用于加氫生產(chǎn)己二胺，再由己二胺和己二酸聚合反應(yīng)生產(chǎn)聚己二酰己二胺(尼龍66)，其材質(zhì)與尼龍6相比具有更好的強(qiáng)度、耐熱性、結(jié)晶度、耐磨性和更低的吸水性，被廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械工業(yè)、電子電器、精密儀器等領(lǐng)域。此外，己二腈通過(guò)胍胺合成三聚氰胺-尿素氨基樹(shù)脂，可提高聚丙烯腈、聚丙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚甲醛等高分子聚合物的穩(wěn)定性和抗氧化性；在電解鍍鎳時(shí)，通過(guò)添加己二腈可以使鍍層均勻發(fā)亮、光澤度更好。

己二腈的工藝路線主要有己內(nèi)酰胺降解再水解法、丙烯腈電解二聚法、己二酸催化氨化法和丁二烯氫氰化法。其中己內(nèi)酰胺降解再水解法以廢尼龍或回收己內(nèi)酰胺為原料，由于原料限制未形成規(guī)模化生產(chǎn)應(yīng)用。

己內(nèi)酰胺降解然后再水解法采用廢舊己內(nèi)酰胺進(jìn)行降解然后在水解的方法來(lái)生產(chǎn)己二腈。但由于原料的匱乏，限制了該方法的生產(chǎn)規(guī)模。

電解二聚法由美國(guó)孟山都公司率先研發(fā)成功，該方法僅需一步即可在陰極將高濃度丙烯腈電解生產(chǎn)己二腈。如專利US4306949、US4207151、US4155818、DE1468306C3、NL6901202A、US3642592、DE1518548A1、CN109055970A等公開(kāi)了AN電解二聚法制備己二腈。該方法工藝路線短，但存在反應(yīng)條件控制要求苛刻、能耗大、原料丙烯腈市場(chǎng)價(jià)格昂貴等問(wèn)題。

己二酸氨化法由法國(guó)羅納普朗克公司研發(fā)成功，該方法是將己二酸與氨反應(yīng)，通過(guò)二步脫水生成己二腈。如專利US3153084、CN106140234A、CN109912452A等公開(kāi)了己二酸催化氨化法制備己二腈。該方法生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，己二酸法需要較高的反應(yīng)溫度，但在高溫條件下中己二酸會(huì)發(fā)生脫酸、環(huán)化等副反應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)品的收率降低，生成的己二腈也容易在高溫下發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)，其異構(gòu)體1-亞胺基-2-氰基環(huán)戊烷及1-胺基-2-氰基環(huán)戊烯會(huì)使后續(xù)加氫催化劑失活，同時(shí)影響己二腈衍生產(chǎn)品的品質(zhì)。

丁二烯氫氰化法是美國(guó)杜邦公司在丁二烯氯化氰化法的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)而來(lái)，該方法克服了丁二烯氯化氰化法需要大規(guī)模的配套氯堿工程、嚴(yán)重的設(shè)備腐蝕等問(wèn)題，相較于己二腈的其它制備方法，具有原料易得、成本低、能耗低、產(chǎn)品收率高等優(yōu)勢(shì)。丁二烯法制備己二腈是目前全世界公認(rèn)的最先進(jìn)的己二腈生產(chǎn)工藝。

丁二烯氫氰化法通過(guò)將丁二烯經(jīng)第一氫氰化、異構(gòu)化、第二氫氰化反應(yīng)而得到。在第一氫氰化反應(yīng)，丁二烯在過(guò)渡金屬催化劑催化下，通過(guò)加成反應(yīng)，與氫氰酸反應(yīng)得到以3-戊烯腈和2-甲基-3-丁烯腈為主的產(chǎn)物，催化劑通常采用過(guò)渡金屬的膦或亞磷酸酯配體的配合物。通常為了使氫氰酸反應(yīng)完全，丁二烯對(duì)于氫氰酸的摩爾投料比在1∶0.9以上。反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)量的丁二烯需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的分離處理后進(jìn)行回收套用，這也帶來(lái)了能耗高、分離設(shè)備復(fù)雜、投資高等問(wèn)題。為了減少丁二烯的回收量，專利US3153084中采用了1.00∶0.90～1.04的丁二烯與氫氰酸的摩爾比，并通過(guò)優(yōu)化反應(yīng)停留時(shí)間，控制2-甲基-3-丁烯腈濃度低于反應(yīng)液總質(zhì)量的15％。該方法雖然降低了丁二烯的回收量，但也伴隨著大量氫氰酸的殘留，殘留的氫氰酸會(huì)毒化過(guò)渡金屬催化劑，形成的金屬氰化物廢鹽，不僅增加了催化劑的消耗，同時(shí)也存在極大的安全隱患。