從包含己二胺、6－氨基己腈和四氫氮雜的混合物中分離己二胺的蒸餾方法
2023-09-22 21:52:10 1
專利名稱：從包含己二胺、6－氨基己腈和四氫氮雜的混合物中分離己二胺的蒸餾方法
背景技術：
在尼龍工業中眾所周知，通過完全氫化可催化氫化己二腈(ADN)來生產己二胺(HMD)，或將其部分氫化，就可生產6-氨基己腈(ACN)和HMD的混合物。氫化反應產物還含有未反應的ADN以及不希望的副產物，例如四氫氮雜(THA)。氫化反應後，反應物必須提純，通常使用的方法包括分餾，另外還要將HMD和ACN彼此分離。
另外還眾所周知的是，如果提純的條件包括過高溫度，未反應的ADN就可能異構化成2-氰基亞環戊基亞胺(CPI)。通常，CPI和ADN會同時被蒸餾出來。如果將CPI/ADN混合物循環回氫化反應器中，CPI就可能形成AMC(2-氨基甲基環戊基胺)，如果AMC未與HMD分離，AMC就可能使得生成低等的尼龍6，6。
U.S.6,346,641和U.S.6,462,220公開了所述問題的解決方案，並公開了蒸餾方法，其中塔的溫度保持在185℃以下。但是，所述專利文件並沒有提及使蒸餾的操作方式使得能夠回收基本不含THA的HMD的方法。
U.S.6,300,497B1公開了一種使用0.3-3.0巴的塔頂壓力、通過蒸餾降低THA/HMD混合物中的THA含量，以及使用0.1-1.3巴的塔頂壓力通過蒸餾降低THA/ACN混合物中的THA含量的方法。U.S.2003/0023083A1公開了一種使用0.001-0.3巴的塔頂壓力通過蒸餾降低THA/HMD混合物中的THA含量，以及使用0.001-0.2巴的塔頂壓力通過蒸餾降低THA/ACN混合物中的THA含量的方法。然而，所述專利中沒有一種提及蒸餾含有ACN/HMD/THA三種成分的混合物以使ACN和HMD分離的方法，其方式使大量的THA和ACN保持在一起，特別是在所述含有ACN/HMD/THA三種成分的混合物來自於部分氫化ADN的產物(這樣的產物含有未反應的ADN)，以及如果精煉過程中蒸餾溫度超過大約195℃所述產物能異構化成不希望的CPI的時候。
發明概述根據本發明，對ADN氫化反應產物進行蒸餾，其方式使得儘可能早地將ADN與ACN和HMD分離，使隨後的蒸餾分離能夠在195℃以上的溫度實施。已經發現，在使得蒸餾塔溫度超過195℃的塔頂壓力和塔壓降下，對ACN、HMD和THA的混合物進行蒸餾使THA進入塔底殘留物(bottom)，並回收基本不含有THA的HMD作為餾出物。
因此，本發明涉及一種從包含己二胺(HMD)、6-氨基己腈(ACN)四氫氮雜(THA)和ADN的混合物中回收HMD的方法，包括a)將該混合物引入蒸餾塔中，該蒸餾塔能將HMD、ACN和至少一部分THA作為一個整體與ADN分離開來，同時使ADN異構化成CPI的程度降到最低；和b)將上述HMD、ACN和至少一部分THA引入能將HMD與ACN分離開來的蒸餾塔中，分離方式使得將THA同ACN一起被分離。一種將己二胺(HMD)從包含HMD、6-氨基己腈(ACN)和四氫氮雜(THA)的混合物中分離出來的方法。
優選地，步驟b)通過包括以下步驟的方法來實現，將所述HMD、ACN和至少一部分THA引入塔頂壓力為至少200毫米汞柱且塔內壓降大於25毫米汞柱的蒸餾塔中，取出包含HMD和至多小部分THA的餾出物，和取出包含ACN和大部分THA的塔底殘留物。
發明詳述現在參見
圖1，圖1表示的是包括有本發明方法的蒸餾設備10。
將含有氨、HMI(六亞甲基亞胺)、HMD、THA、ACN、ADN和高沸點化合物(high boilers)的進料流12輸送到氨閃蒸器14中，在該氨閃蒸器中將氨16從進料流12中分離出來。氨閃蒸器14優選在大氣壓力下運行。從氨閃蒸器14排出的耗盡氨的進料流18被輸送至第一蒸餾塔20中，在該蒸餾塔中HMI、HMD、ACN和THA作為餾出物22被去除，而ADN、進料流中的小部分ACN以及HB(高沸點化合物)作為塔底殘留物24被去除。優選地，蒸餾塔20是一個含有規整填料(未在圖中表示出來)、並在約60毫米汞柱的塔頂壓力下運行的真空蒸餾塔。使用60毫米汞柱的塔頂壓力避免了使用直徑過大的塔。調整塔底殘留物的去除速率，使塔底殘留物24的溫度保持在大約195℃以下。為了避免ADN被異構化成CPI，將塔底殘留物24的溫度保持在大約195℃以下是非常重要的。接著，塔底殘留物24被輸送至第二蒸餾塔26中，在該蒸餾塔中ACN以及小部分HMD作為餾出物28被去除，大部分的ADN和HB作為塔底殘留物30被去除。優選地，蒸餾塔26是一個含有規整填料(未在圖中表示出來)、並在約20毫米汞柱的塔頂壓力下運行的真空蒸餾塔。使用僅20毫米汞柱的塔頂壓力能夠有效地將ACN從ADN中分離出來，而不會使塔底殘留物30達到不希望的高溫(高溫可能導致生成CPI)。從第二蒸餾塔26排出的塔底殘留物30被送入第三蒸餾塔32中，在該蒸餾塔中ADN作為餾出物34被去除，而且HB(以及小部分ADN)作為殘留物36被去除。蒸餾塔32是一個含有規整填料(未在圖中表示出來)、並在約20毫米汞柱的塔頂壓力下運行的真空蒸餾塔。塔頂壓力高於20毫米汞柱就可能生成不希望有的CPI。從第二蒸餾塔26排出的餾出物28與從第一蒸餾塔20中排出的餾出物合併在一起作為進料流38，被送入第四蒸餾塔40中，其塔頂壓力為至少200毫米汞柱、塔壓降為至少25毫米汞柱。在所述條件下，HMI、HMD以及至多小部分的THA作為餾出物42被去除，ACN和大部分THA作為塔底殘留物44被去除。第四蒸餾塔是一個含有規整填料即所謂堆積填料或塔板的真空蒸餾塔。塔的內部結構並不重要。在高於大約200毫米汞柱的塔頂壓力下運行蒸餾塔40使得THA作為塔底殘留物和ACN一起優先被去除，產生含有極少量THA的餾出物42。
實施例本實施例對所要求保護的發明進行了舉例闡述，目的並不是對其進行限制。
進料進料包含1000ppm的THA、39.3％的HMD、35.5％的ACN以及24.4％的ADN，但並不包含CPI。
設備蒸餾塔20的直徑為2英寸，具有真空夾層，並由15英尺的SulzerBX填料組成，其中向再沸器供料。除了向塔中加入額外的10英尺的填料形成10英尺的萃取段(stripping)以及15英尺的整流段(rectification)外，蒸餾塔40與蒸餾塔20一樣。
分析法用氣相色譜法對從蒸餾塔中取出的樣品進行分析，並由面積％確定組成(未使用任何內標物)。
蒸餾塔20的操作蒸餾塔20的目的在於去除大部分HMD、低沸化合物和ACN的塔頂餾分，並獲得含有ADN、高沸點化合物以及一些ACN的塔底殘留物流。塔進料被輸送至再沸器中，以維持較低的再沸器溫度並盡少生成CPI。改變塔底殘留物和進料流速的比率而產生兩種操作情形，其中塔殘留物溫度被控制在185-190℃之間。其目的是明確塔底殘留物溫度對回收ACN和生成CPI的影響。
該蒸餾塔的構造由位於再沸器上方的15英尺SulzerBX填料組成。塔頂還有一個回流分配器、接下來是一個熱水冷凝器以及一個去除任何通過上述熱水冷凝器的低沸化合物(水)的冷水冷凝器。用常壓蒸汽將進料預加熱到100℃。
該蒸餾塔在60毫米汞柱的壓力下運行，並且其總壓降為25毫米汞柱。回流比設定為大約1。再沸器溫度的變化是通過改變給料速度與塔底殘留物流速的比率來實現的。
兩種情形下蒸餾塔20的操作數據如下所示情形1情形2塔頂壓力 60毫米汞柱 60毫米汞柱塔壓降25毫米汞柱 25毫米汞柱塔頂溫度 127℃125℃塔頂下方5英尺的溫度 147℃147℃塔頂下方10英尺的溫度 148℃148℃塔底殘留物溫度185℃190℃對與所述兩個操作情形有關的餾出物和塔底殘留物的分析如下所示餾出物情形1 情形2THA(ppm) 21003400HMD(％)55.554.0ACN(％)43.543ADN(％)ND NDND＝未檢出塔底殘留物情形1 情形2THA(ppm) 500 340HMD(％)2.0 1.7ACN(％)14.09.0ADN(％)82 87CPI(％)55 170蒸餾塔40的操作將蒸餾塔20的餾出物輸入蒸餾塔40中，並在其中將其分離成含有不到0.1％ACN的HMD餾出物，以及含有不到100ppm HMD的塔底殘留物流。該蒸餾塔還必須能夠將THA從殘留物中去除，並使大部分THA，如果做不到全部的話，進入塔底殘留物流。本實施例表明，可通過在高壓下操作來降低餾出物中THA的含量。
蒸餾塔構造由位於進料點之下的10英尺填料和進料點之上的15英尺填料組成。進料被預加熱到100℃，回流比大約為2.0。
在任何壓力下，餾出物都含有0.25％的ACN，殘留物含有小於100ppm的HMD。如下所示，HMD餾出物中THA的含量隨著蒸餾塔壓力而改變壓力(毫米汞柱)100200400餾出物中的THA(ppm)65030060本實施例表明，如果在精煉過程中早些去除ADN，精煉過程中產生的CPI的含量就可以保持在可容忍的限度內。另外本實施例還表明，如果在精煉過程中早些去除ADN，就可能使得隨後的蒸餾塔操作在大約185C以上的溫度進行，這使得塔頂壓力變得更為靈活，繼而也使得蒸餾塔40的塔頂壓力達到足夠高，因此大量的THA就可以與ACN一起進入塔底殘留物，並使得相對來說不含有THA的HMD能作為餾出物被回收。
權利要求
1.一種從包含己二胺(HMD)、6-氨基己腈(ACN)四氫氮雜(THA)和己二腈的混合物中回收己二胺(ADN)的方法，包括以下步驟a)將該混合物引入蒸餾塔中，該蒸餾塔能將HMD、ACN和至少一部分THA作為一個整體與ADN分離開來，同時使ADN異構化成CPI的程度降到最低；和b)將上述HMD、ACN和至少一部分THA引入能將HMD與ACN分離開來的蒸餾塔中，分離方式使得THA同ACN一起被分離。
2.根據權利要求1的方法，其中步驟b)包括將所述HMD、ACN和至少一部分THA引入塔頂壓力為至少200毫米汞柱且塔內壓降大於25毫米汞柱的蒸餾塔中，取出包含HMD和至多小部分THA的餾出物，和取出包含ACN和大部分THA的塔底殘留物。
全文摘要
從包含己二胺(HMD)、6－氨基己腈(ACN)四氫氮雜(THA)和ADN的混合物(18)中回收己二胺(HMD)的方法，包括a)將該混合物引入蒸餾塔(20)中，該蒸餾塔能將HMD、ACN和至少一部分THA作為一個整體與ADN分離開來，同時使ADN異構化成CPI的程度降到最低；和b)將上述HMD、ACN和至少一部分THA引入能將HMD與ACN分離開來的蒸餾塔(26)中，分離方式使得THA同ACN一起被分離。
文檔編號B01D3/42GK1758942SQ200480006223
公開日2006年4月12日 申請日期2004年3月3日 優先權日2003年3月7日
發明者J·J·奧斯特邁爾 申請人:因維斯塔技術有限公司