[发明专利]抑制由己二腈形成CPI

说明书

公开一种用于抑制由二腈形成副产物，如由己二腈(ADN)形成亚环戊基亚胺(CPI)的方法，其包含将有效量的布朗斯特酸添加到所述ADN中。还公开一种通过蒸馏精炼二腈化合物的方法，所述方法包含以下步骤：(a)向蒸馏设备供应(i)包含所述二腈化合物的进料流和(ii)布朗斯特酸；以及(b)从所述蒸馏设备中抽取包含所述二腈化合物的塔顶馏出物流。

背景技术

如己二腈(ADN)的二腈化合物为重要的工业化学物质。二腈的最重要的应用为作为生产适用于合成各种聚酰胺聚合物的二胺单体的中间物。ADN的氢化提供己二胺(HMD)，其为用于制造尼龙66(N66)的必需成分中的一种。通过使HMD与己二酸(AA)反应形成盐水溶液来产生N66。随后加热此盐溶液以去除溶剂水，且随后使HMD的胺端与AA的酸端反应以产生酰胺键和水分子。此反应已知为缩合聚合，因为其产生用于所形成的各酰胺键的水分子。多个酰胺键的形成使得形成N66聚合物。N66聚合物可用于产生具有极大商业价值的合成纤维和工程改造聚合物。

为了生产高品质聚酰胺，必需成分必须具有极高纯度。杂质的存在导致纤维弱化和聚合物的非所需颜色。二胺中的非所需杂质主要通过蒸馏操作去除，而如AA的二羧酸中的杂质主要通过结晶去除。在二腈氢化期间，在二胺中产生一些杂质，且即使二腈为完全纯的也将存在。在二腈生产和精炼期间，二胺中的其它杂质由二腈中所含有的杂质，尤其由二腈的非所需副反应形成的杂质的存在产生。对N66品质最不利的杂质中的一个为2-氨基甲基环戊基胺(AMC)，其主要通过经由ADN环化形成的杂质2-氰基亚环戊基亚胺(CPI)的氢化形成。

从ADN中去除CPI为困难的，因为CPI与ADN的相对挥发性为1.45。然而，从HMD中去除AMC更加困难，因为AMC与HMD的相对挥发性为1.20。因此，为了维持HMD产物中低水平的AMC，最好在氢化之前从ADN中去除CPI。

ADN中CPI的存在从ADN制造的第一天起就为主要问题。尽管已存在若干种制得ADN的方法，但其都必须处理CPI问题。用于从ADN中去除CPI的主要方法为真空蒸馏，但当无法获得足够低水平的CPI时，在蒸馏之后采用其它选择方案去除CPI。US 3,496,212描述与使用芳香族溶剂和水的萃取步骤，继而额外蒸馏步骤组合的水可溶醛的用途。加拿大专利672,712采用臭氧处理ADN以破坏CPI。US 3,758,545使用多聚甲醛以与CPI产生化学反应。US 3,775,258在140℃下使用酸性催化剂使CPI水解成酮。加拿大专利1,043,813使用弱阳离子交换树脂以从ADN中去除CPI。所有这些方法都涉及从ADN中去除CPI。更好的途径将为防止在ADN制造工艺期间形成CPI。

用于产生ADN的主要工业方法中的一种为使1，3-丁二烯氢氰化成3-戊烯腈(3PN)，继而使3PN氢氰化成ADN。这些氢氰化使用经亚磷酸酯配体稳定化的镍(0)催化剂进行。这些亚磷酸酯配体可为单齿或双齿的。3PN的氢氰化还需要使用路易斯酸(Lewis acid)助催化剂。当使用双齿配体催化剂系统时，氯化锌(ZnCl₂)为适合的路易斯酸。直接氢氰化方法的优点中的一个为3PN的氢氰化在几乎不产生CPI的温和温度条件下进行。然而，为了将粗ADN精练成氢化成HMD所需的高纯度产物，需要若干蒸馏步骤。由于ADN的蒸气压极低，这些蒸馏涉及高达200℃的温度。在这些高温下，在这些蒸馏操作期间产生CPI。

因此在所属领域中，需要用于制备高纯度二腈(如ADN)的方法，其中遏制如CPI的副产物的形成。现已确认，将布朗斯特酸(acid)添加到二腈中遏制了二腈的副反应，所述副反应可能形成非所需副产物，如由ADN形成CPI。

发明内容

在第一方面中，本发明提供一种精炼二腈化合物的方法，所述方法包含以下步骤：

(a)向蒸馏设备供应(i)包含二腈化合物的进料流和(ii)布朗斯特酸；以及

(b)从所述蒸馏设备中抽取包含二腈化合物的塔顶馏出物流。