[发明专利]用于由6-氨基己酸生产ε己内酰胺的方法

说明书

本发明涉及用于由6‑氨基己酸(6‑ACA)生产ε己内酰胺(CPL)的新方法，所述6‑氨基己酸(6‑ACA)可以从传统的石油化学过程中获得，或者可以从生化过程中获得。在所提出的方法的情况下，用于6‑氨基己酸向尼龙6单体转化的反应时间更短，并且显著的能量节省是可能的，这有利于工业规模生产。6‑氨基己酸向尼龙6单体的转化在大气压下进行，并且在最终产物中获得不含显著形成的低聚物的ε己内酰胺。

产生本申请的项目已在拨款协议第792195号下获得来自在欧盟地平线(EuropeanUnion’s Horizon)2020研究和创新计划下的生物基产业联合企业(Joint Undertaking，JU)的资助。JU获得了来自欧盟地平线2020研究和创新计划和生物基产业联盟的支持。

本发明涉及用于由6-氨基己酸(6-ACA)生产ε己内酰胺(caprolactam，CPL)的新方法，其中6-氨基己酸转化为作为合成尼龙6的单体的ε己内酰胺。所述方法适用于包含由石油原料来源或由可再生来源如糖(包括一代和/或二代类型)产生的6-氨基己酸(即，生物基6-ACA)的起始材料。获得的最终产物是不含低聚物的ε己内酰胺的水溶液，其特性对应于通过传统方式(即通过称为“贝克曼重排”的反应)获得的ε己内酰胺的特性。此外，在所提出的方法的情况下，6-氨基己酸向尼龙6单体转化的反应时间更短，并且显著的能量节省是可能的，这有利于工业规模生产。如此生产的ε己内酰胺的溶液可以进一步经受已知的纯化步骤以获得适用于聚合成尼龙6的单体。

己内酰胺是6-氨基己酸(或6-ACA或6-氨基己酸(6-aminohexanoic acid))的内酰胺。由于己内酰胺是用于生产聚酰胺6(通常称为尼龙6)的单体，因此其生产和纯化具有重要意义。

己内酰胺通常通过称为“贝克曼重排”的反应获得，通过该反应，通过硫酸/SO3(即发烟硫酸)的混合物将呈液态的环己酮肟转化为己内酰胺。在用氨中和并分离硫酸铵盐之后，使如此获得的己内酰胺溶液进一步经受已知的纯化步骤以获得适用于聚合成尼龙6的单体。

存在描述其中由6-氨基己酸或6-氨基己酰胺或6-氨基己酸酯或其混合物生产己内酰胺的不同方法的文献。

美国专利第6194572号描述了通过在过热蒸汽的存在下对6-氨基己酸、6-氨基己酸酯或6-氨基己酰胺或其混合物进行处理来制备ε己内酰胺的方法，其中据报道获得了包含ε己内酰胺的气态混合物。该方法在250℃至400℃的温度下且0.5Mpa至2Mpa的压力(即高于大气压)下，在没有催化剂的情况下进行。

美国专利第3485821号报道了通过对6-氨基己酸或6-氨基己酰胺与水或水溶液进行加热来生产己内酰胺，起始材料的浓度为5重量％至25重量％并且温度为150℃至350℃。报道了在基本上没有因聚合物导致的污染的情况下以高转化的定量产率生产己内酰胺；然而，所提出的方法适用于低浓度的起始材料并因此没有工业效率，此外，6-氨基己酸无法完全转化为尼龙6单体。

美国专利第4599199号报道了通过其中将ε-氨基己酸引入流化氧化铝床中的方法，通过在催化剂存在下在升高的温度下用蒸汽对ε-氨基己酸进行处理来获得己内酰胺，其中粒径为0.2mm至1mm的γ-氧化铝被报道为特别有用的催化剂，并在290℃至400℃的蒸汽存在下进行处理。

美国专利第4767856号报道了通过在惰性反应介质的存在下对6-氨基己酸、6-氨基己酸酯或6-氨基己酰胺或其混合物进行加热来制备己内酰胺，所述惰性反应介质在反应条件下为液体并且具有高于己内酰胺的沸点，所声称的改善包括：使用烃作为反应介质，保持在150℃至350℃的温度，以与其转化率相匹配的速率装入6-氨基己酸、6-氨基己酸酯、6-氨基己酰胺或其混合物，以及以与其形成速率相匹配的速率从反应混合物中分离己内酰胺。所述方法使用降低的压力。建议将酸催化剂另外地与为液态烃(例如矿物油馏分)的惰性反应介质一起使用。