[发明专利]将氨基-羧酸废料再循环为酰氨基-羧酸的方法

说明书

                        技术领域

本发明涉及一种将选自氨基-羧酸低聚物或聚合物和酰氨基-羧酸低聚物或聚合物的废料再循环为酰氨基-羧酸的方法。

                        背景技术

酰氨基-羧酸是用来制备许多商用化学品的工业化学中间体。酰氨基-羧酸是由内酰胺与羧酸反应制成的。酰氨基-羧酸也可以由羧酸、羧酸氯化物、羧酸酐或羧酸酯与氨基-羧酸反应制成。这些形成酰氨基-羧酸的方法称为酰胺化反应。

在水解促进剂如盐酸的存在下通过水解将内酰胺转化为相应的氨基-羧酸是已知的。然而，纯氨基-羧酸是不能直接得到的。在以盐酸作为促进剂的情况下，得到的是氨基-羧酸氢氯化物，而分离出游离的氨基-羧酸既麻烦又昂贵。

美国专利2,453,234公开了一种制备氨基-羧酸的方法，该方法以每摩尔内酰胺至少用10摩尔水的量使内酰胺水解而制成氨基-羧酸。英国专利648,889公开了一种在水的存在下通过加热脂族或环脂族内酰胺制备氨基-羧酸的方法，其中每摩尔内酰胺使用20摩尔以上的水。美国专利2,956,068公开了一种在催化量的水的存在下使内酰胺与游离羧酸反应制备酰氨基-羧酸的方法。所得反应产物是一种固体结晶状物，接着将该产物悬浮在水中并中和。该反应产物含有大量由羧酸链和两个或多个氨基-羧酸重复单元构成的低聚酰氨基-羧酸。这些低聚酰氨基-羧酸是许多应用中所不希望的。

美国专利申请08/228,611公开了一种制备酰氨基-羧酸的水成法，其中内酰胺水解、羧酸酯水解和酰胺化反应同时进行。该方法包括将水、内酰胺或氨基-羧酸、和羧酸或羧酸酯加热而形成一种反应混合物，将该混合物冷却以得到一种含有水相和有机相的两相体系。将含有酰氨基-羧酸的有机相与水相分离。该反应产物含有大量由羧酸链和两个或多个氨基-羧酸重复单元构成的低聚酰氨基-羧酸。这些低聚酰氨基-羧酸是许多应用中所不希望的。

当氨基-羧酸单体聚合时也产生废料。例如，生产尼龙6聚合物(聚己酰胺)时约产生8-10％的低分子量低聚物(可提取的)废料。生产尼龙6纤维时约产生5-20％的固体废料。根据Indian Journal of Fibre &Textile Research第16卷(1991年3月)46-51页的记载，印度每年约产生7000-8000公吨的固体废料(尼龙6)。因此，由于经济及环境方面的原因，希望将这些可提取物和固体废料再循环。

美国专利4,605,762公开了一种使缩聚物解聚的方法。该方法包括使缩聚物废料在水解区域水解，从低于聚合物废料加入量的位置将高压蒸汽引入水解区域中，并从水解区域的上面一部分提取水解反应产物的水溶液。

美国专利5,169,870公开了一种从尼龙6地毯回收己内酰胺的方法。该方法包括将地毯破碎成含有尼龙6和尼龙6基材的碎片。将这些碎片送入解聚反应器，在此处这些碎片经解聚催化剂、至少达到尼龙6熔点的温度和过热蒸汽的作用而产生含有己内酰胺的馏分。将馏分中的己内酰胺与其他挥发物分离。

                        发明概述

本发明包括将低聚的或聚合的氨基-羧酸和酰氨基-羧酸废料再循环为酰氨基-羧酸的方法，所述方法包括以下步骤：

(A)在一容器中使下述混合物于150℃-300℃反应0.1-10小时，以形成含有酰氨基-羧酸的反应混合物，所述混合物含有：

(1)低聚的或聚合的废料，选自具有一个或多个内酰胺或氨基

-羧酸重复单元的氨基-羧酸低聚物或聚合物、具有一个或多个内酰

胺或氨基-羧酸重复单元的酰氨基-羧酸低聚物或聚合物、及它们的

混合物；

(2)羧酸化合物，其含量以低聚的或聚合的氨基-羧酸废料中

所含的每当量重的氨基-羧酸计为0.25-10当量，所述的羧酸化合

物含有6-26个碳原子，选自羧酸、羧酸酯和它们的混合物；以及

(3)水，其含量以低聚的或聚合的氨基-羧酸废料中所含的每

当量重的氨基-羧酸计为0.001-50当量；以及

(B)将步骤(A)中形成的反应混合物冷却到含有酰氨基-羧酸的有机相与水相发生相分离的温度；

(C)将含有酰氨基-羧酸的有机相与水相分离；

(D)通过两级蒸馏从有机相中分离出酰氨基-羧酸单体，其中第一级蒸馏包括除去包含水、羧酸、氨基-羧酸和内酰胺在内的低沸点成分，第二级蒸馏包括除去酰氨基-羧酸单体，第二级蒸馏留下的是酰氨基-羧酸低聚物和聚合物残余物；以及