[发明专利]用于生产六亚甲基二胺的一体化方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月18号提交的美国临时申请61/738734的优先权，其公开的全部内容合并到本文中。

技术领域

本发明涉及生产六亚甲基二胺的方法。尤其是，本发明通过以下步骤来改善方法的效率，即通过从粗氰化氢产物中回收氢气流和氰化氢产流，将氰化氢产流用于丁二烯的氢氰化以形成己二腈，并将氢气流用于己二腈的氢化以形成六亚甲基二胺。

背景技术

六亚甲基二胺（“HMD”）作为在工业、纺织品、树脂、地毯和涂料行业中的产品的中间体而以工业规模生产。此外，HMD可用于涂料、固化剂、石油添加剂、粘合剂、油墨、阻垢缓蚀剂和水处理化学品中。HMD的一种大的商业用途是作为尼龙的中间体，所述尼龙包括尼龙-6,6、尼龙-6,10和尼龙-6,12，还包括分子式为尼龙-6,x的其他尼龙，其中x是在二酸中的碳原子数。例如，HMD可通过在压力、高温下将己二腈（“ADN”）氢化，通过将ADN与过量的氨气和氢气混合，并将该混合物通过催化剂床来商业化制备，所述催化剂床包括带有或不带有载体的铜、镍或钴。高温的范围可为85至150℃并且压力范围可为200至500大气压（例如见美国专利3398195）。

ADN也可以用作生产6-氨基己腈（ACN）的中间体。可将ACN环化以形成可作为尼龙-6的中间体的己内酰胺。ADN可通过多种方法来制备，包括Weissermel等1997年发表于Integrated Organic Chemistry，第245-250页的方法，该方法为在氰化钠存在下氯化丁二烯，然后氢化、氢化二聚丙烯腈和氢氰化丁二烯。氢氰化丁二烯包括两个步骤工艺。首先，将1,3-丁二烯在催化剂（通常为镍（0）催化剂）上氢氰化，以形成3-戊烯腈。然后将3-戊烯腈在镍（0）催化剂上氢氰化成ADN，通常在路易斯酸存在下进行。（例如见美国专利7528275）。

如这里所述，制备HMD的方法可需要多个反应和进料流，包括氢气、丁二烯、ADN和氰化氢。通常，通过Andrussow法或者BMA法（例如见Ullman′s Encyclopedia of Industrial Chemicstry，第A8卷，Weinheim等著，1987，161-163页）来工业规模地生产氰化氢（“HCN”）。例如在Andrussow法中，可以在适合的催化剂存在下在反应器中使氨与含甲烷的气体和含氧气体在高温下反应来商业化地制备HCN（美国专利1,934,838和6,596,251）。硫化合物和甲烷的高级同系物可能会影响甲烷的氧化氨解的参数。例如参见Trusov,Effect of Sulfur Compounds and Higher Homologues of Methane on Hyfrogen Cyanide Production by the Andrussow Method,Russian J.Applied Chemistry,74:10(2001),pp.1693-1697。通过使反应器流出气流在氨吸收器中与磷酸铵水溶液相接触来将未反应的氨与HCN分离。将分离的氨纯化和浓缩，用于再循环到HCN的转化中。通常通过将其吸收到水中来从处理后的反应器流出气流中回收HCN。所回收的HCN可以通过进一步的提炼工序来处理，以制备纯化的HCN。文献Clean Development Mechanism Project Design Document Form(CDM PDD,Version 3),2006图示性地解释了Andrussow HCN制造法。纯化的HCN可用于氢氰化反应，如含有烯烃的基团的氢氰化或者1,3-丁二烯和戊烯腈的氢氰化，上述的氢氰化可用于制造己二腈(“ADN”)。在BMA法中，HCN在实质上没有氧并在铂催化剂存在的条件下由甲烷和氨合成，其结果是产生了HCN、氢气、氮气、残留的氨和残留的甲烷（如参见：Ullman’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,Volume A8，Weinheim 1987,P161-163）。商业经营者要求工艺安全管理，以控制氰化氢的危险的性质（参见Maxwell等人，Assuring process safety in the transfer of hydrogen cyanide manufacturing technology,JHazMat 142（2007年），677-684）。另外，HCN制造工艺中的来自生产设备的排放可能要遵守法规，这可能影响HCN生产的经济性。（参见Crump，Economic Impact Analysis For The Proposed Cyanide Manufacturing NESHAP，EPA，May 2000年）。