[发明专利]减少二腈流中的CPI的方法

说明书

公开了一种从含有2‑氰基环亚戊基亚胺(CPI)和二腈的混合物中去除CPI的方法。所述方法包含使CPI与胺反应。所述反应可在水和任选地催化剂存在下进行。相对于二腈，CPI转化为具有低挥发性的产物。

技术领域

本公开涉及通过与有机胺反应从二腈流中去除/减少2-氰基环亚戊基亚胺(CPI)。所述反应可在水和任选地催化剂存在下进行。在此方法中，CPI转化为高沸点杂质，其可通过蒸馏与二腈流分离。

背景技术

包括己二腈(ADN)和2-甲基戊二腈(MGN)的二腈是常见的尼龙中间体。这些中间体通常通过氢氰化反应产生，并含有沸点与二腈(ADN和/或MGN)的沸点接近的杂质。CPI是在工业规模的蒸馏塔中不能有效去除的此类杂质的一个实例。在二腈氢化成其相应的二胺(例如ADN氢化为六亚甲基二胺(HMD)，MGN氢化为2-甲基五亚甲基二胺(MPMD))的过程中，CPI被氢化成氨基甲基环戊胺(AMC)，其通过蒸馏很难与HMD或MPMD分离。当二胺转化为聚合物时，二胺中AMC的存在引起质量问题。

过去已经解决了将CPI从二腈，特别是从ADN中去除的问题。例如，美国专利2,841,537公开了使用活性炭从二腈流中去除CPI。加拿大专利CA1043813A1公开了使用弱酸阳离子交换树脂去除CPI。在这两种方法中，CPI在吸附剂上的物理吸附可能需要频繁改变或再生吸附剂。

此外，CPI可以水解成2-氰基环戊酮(CCPK)，然后将其与二腈流分离。例如，美国专利3,819,491公开了通过在不添加无机添加剂的情况下将粗ADN用水加热至140℃至280℃的温度来水解CPI。在几个其他相关专利中，已经公开了酸催化的CPI水解。例如，美国专利3,775,258和加拿大专利CA912,036描述了用固体酸催化剂在140℃至210℃之间水解CPI，所述固体酸催化剂包括二氧化硅-氧化铝、结晶硅铝酸盐、磷酸硼和二氧化钛-氧化铝。在美国专利3,223,724中公开了使用钠、钾、铵、镁、铁、锰、锌、钴或镍的酸式硫酸氢盐来水解CPI。在GB731,458中，公开了几种酸(包括H₂SO₄、H₃PO₄、HCl、己二酸和苯甲酸)对CPI的水解。这些方法的共同特征是CPI水解形成CCPK和通过蒸馏从二腈(主要是ADN)中去除/分离CCPK。应该注意的是，在工业蒸馏塔中，从二腈中分离CCPK通常是无效的。例如，CCPK具有比CPI更接近MGN的沸点，这使得通过蒸馏从MGN中去除CCPK非常困难且效率低。

在若干专利中也已经解决了基于反应从二腈中去除/减少CPI的方法。例如，CA672712和WO2008/157218公开了用臭氧处理CPI污染的ADN，在此过程中，CPI被破坏以形成可以与ADN和/或HMD分离的其他副产物。美国专利2,768,132公开了通过使ADN与盐酸、硝酸、硫酸和磷酸的羟胺盐在100℃和250℃之间的温度下接触然后通过蒸馏从ADN中去除CPI。在美国专利3,496,212和3,758,545中公开了用醛(如多聚甲醛)处理CPI污染的ADN以将CPI转化成水溶性衍生物或高沸点化合物。考虑到通过这些方法去除CPI的可行性，被引入二腈流中的其他杂质(例如添加剂和/或副产物)需要进一步的纯化步骤。

作为亚胺，CPI与有机胺反应形成N-取代的亚胺衍生物。例如，在Compt.Rend.1954，238，1591-1593中报道了在回流条件(～150℃)下CPI与苯胺直接反应形成N-苯基亚氨基-2-氰基环戊烷。当与其他胺(包括HMD、1，2-二氨基-环己烷(DCH)或MPMD)在MGN中以低浓度(～3％的CPI和～3％的胺)进行类似的反应时，发现反应非常缓慢(例如在190℃下2小时内转化率＜10％)，使得此种方法(CPI与胺的直接反应)对于以工业规模去除CPI是不切实际的。

发明内容

本公开涉及一种从含有2-氰基环亚戊基亚胺(CPI)和至少一种二腈的混合物中去除和/或减少至少一部分量的CPI的方法。所述方法包含使混合物中的CPI与胺反应。所述反应可在水和任选地催化剂存在下进行。