專利名稱：一種β-氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)化合物的合成方法，特別是一種有機(jī)化工中間體0 -氨基丙腈的連續(xù)反應(yīng)エ藝。
背景技術(shù)：
腈化合物是ー類含氰基功能團(tuán)的化學(xué)物質(zhì)(R-CN)，是ー種重要的合成原料。由腈化合物出發(fā)可以獲得酰胺、氨基酸、羧酸等價(jià)值更高、應(yīng)用范圍更廣的ー類化合物，它們可作為化工原料、醫(yī)藥中間體以及維生素前體等。^ -氨基丙腈是ー種重要的有機(jī)化工中間體，可以作為合成丙氨酸和泛酸的原料，經(jīng)加氫還原可以制備1，3- ニ氨基丙烷，其最重要的用途是與光氣反應(yīng)制備異氰酸酷，進(jìn)而與對(duì)硝基苯胺反應(yīng)從而制得ー種甜味劑。較為通用的方法是氨與丙烯腈的邁克爾加成反應(yīng)制得，但該方法由于P -氨基丙腈的氨基具有較氨更強(qiáng)的堿性，仍會(huì)與丙烯腈繼續(xù)發(fā)生副反應(yīng)產(chǎn)生較多的副產(chǎn)物，影響產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率。由氨和丙烯腈反應(yīng)制備P -氨基丙腈的研究報(bào)道主要有(I) 1993年的美國(guó)專利U85247120A1報(bào)到了使用管式反應(yīng)器，催化劑為Al2O3和SiO2，在90° C和180bar的壓カ下反應(yīng)，丙烯腈轉(zhuǎn)化率99%，P -氨基丙腈的選擇性為85. 1%。此方法采用固定床類型的反應(yīng)器形式，利于連續(xù)化生產(chǎn)，且轉(zhuǎn)化率和選擇性都很高，但反應(yīng)壓カ過(guò)高，對(duì)反應(yīng)裝置提出了很高的要求，安全隱患大。(2)文獻(xiàn)Organic Syntheses, 3，93 (1955)報(bào)到了將過(guò)量的濃氨水和丙烯腈混合置于四ロ燒瓶中，室溫下攪拌反應(yīng)，過(guò)夜后減壓蒸餾分離產(chǎn)品，P -氨基丙腈收率36. 7%。(3)文獻(xiàn)J. Am. Chem. Soc.，67，1994 (1945)報(bào)道，在室溫下向過(guò)量濃氨水中滴加丙烯腈，攪拌反應(yīng)，分離產(chǎn)品后，氨基丙腈收率為27. 8%。(4)目前國(guó)內(nèi)一般適用的P -氨基丙腈合成エ藝如下將丙烯腈和氨水在壓カ釜中在100 150°C，3. 0 5. OMPa條件下進(jìn)行氨化反應(yīng)，然后進(jìn)行閃蒸、濃縮、精餾得到純品￠-氨基丙臆。以上(2) (3) (4)三者均是采用典型的間歇釜式反應(yīng)器進(jìn)行，其后的ー些文獻(xiàn)報(bào)道也主要采用這種方法，其主要缺點(diǎn)就是P -氨基丙腈的選擇性很低，通常在50%之下，副產(chǎn)物含量頗高，且反應(yīng)壓カ高，存在一定的安全隱患。在傳統(tǒng)的間歇釜式反應(yīng)中，丙烯腈與液氨同時(shí)置于釜中攪拌，反應(yīng)初期，氨的含量較多，而產(chǎn)物￠-氨基丙腈很少，因此主要發(fā)生主反應(yīng)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，￠-氨基丙腈含量增多，由于￠-氨基丙腈的氨基的堿性強(qiáng)于氨分子，優(yōu)先與丙烯腈發(fā)生邁克爾加成，而產(chǎn)生副產(chǎn)物，造成主產(chǎn)物￠-氨基丙腈的選擇性下降。因此，尋找低成本、高效穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便、較大程度抑制副產(chǎn)物產(chǎn)生的￠-氨基丙腈生產(chǎn)エ藝，是亟待解決的重要課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有生產(chǎn)エ藝中存在的問(wèn)題，提出了本發(fā)明。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)式反應(yīng)エ藝，該エ藝，可大幅度提高P -氨基丙腈反應(yīng)的選擇性，同時(shí)使得副反應(yīng)得到抑制，從而使P -氨基丙腈轉(zhuǎn)化率得以提高。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案ー種￠-氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)エ藝，其是將氨水與相轉(zhuǎn)移催化劑相混合，而后按照一定的比例將氨水與丙烯腈在一定的溫度條件下進(jìn)行反應(yīng)，然后進(jìn)行減壓驅(qū)氨、除水以及除溶劑處理，最后進(jìn)行蒸餾得到P -氨基丙月青。本發(fā)明具體是按照以下順序的操作步驟實(shí)現(xiàn)P -氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)エ藝的
步驟一，在配氨釜中將氨水與相轉(zhuǎn)移催化劑相混合；步驟ニ，通過(guò)比例泵將配氨釜中的氨水與儲(chǔ)罐中的丙烯睛按照一定的比例輸入到管道反應(yīng)器內(nèi)；步驟三，在一定的溫度條件下，管道反應(yīng)器內(nèi)的氨水與丙烯腈進(jìn)行混合反應(yīng)；步驟四，將反應(yīng)混合物經(jīng)減壓閥減壓進(jìn)入到驅(qū)氨塔中初步驅(qū)氨；步驟五，將初步驅(qū)氨處理后的混合物輸入到減壓驅(qū)氨釜進(jìn)行再度驅(qū)氨處理；步驟六，進(jìn)入到蒸水塔內(nèi)進(jìn)行除水和除溶劑處理；步驟七，將所得的粗品轉(zhuǎn)入到低沸蒸餾塔內(nèi)進(jìn)行低沸蒸餾；步驟八，將經(jīng)低沸蒸餾所得的塔底物料轉(zhuǎn)入到正品蒸餾塔內(nèi)蒸餾得到P -氨基丙月青。作為本發(fā)明所述￠-氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)エ藝的一種優(yōu)選方案，其中所述相轉(zhuǎn)移催化劑為異丙醇與正丙醇的混合物。作為本發(fā)明所述￠-氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)エ藝的一種優(yōu)選方案，其中步驟ニ中所述一定的比例為氨水與丙烯腈的體積比為5:1。作為本發(fā)明所述￠-氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)エ藝的一種優(yōu)選方案，其中所述步驟ニ中在將氨水輸入到管道反應(yīng)器時(shí)，對(duì)氨水進(jìn)行預(yù)熱處理。作為本發(fā)明所述￠-氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)エ藝的一種優(yōu)選方案，其中步驟三中所述在一定的溫度條件下，其溫度為100° C 150° C。作為本發(fā)明所述￠-氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)エ藝的一種優(yōu)選方案，其中步驟四中所述經(jīng)減壓閥減壓到0. 05MPa。作為本發(fā)明所述￠-氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)エ藝的一種優(yōu)選方案，其中步驟四中所述初歩驅(qū)氨采用閃蒸法進(jìn)行驅(qū)氨。本發(fā)明采用連續(xù)式反應(yīng)エ藝，效果優(yōu)于間歇式反應(yīng)エ藝，這主要是由于反應(yīng)過(guò)程添加的相催化劑可以大大加強(qiáng)了反應(yīng)的選擇性，副反應(yīng)得到抑制，從而使￠-氨基丙腈轉(zhuǎn)化率得以提高。特殊相轉(zhuǎn)移催化劑的使用使反應(yīng)選擇性強(qiáng)，副反應(yīng)得到抑制，使氨化反應(yīng)收率大大提高，實(shí)際生產(chǎn)中可以達(dá)到95%以上，雖然催化劑回收需要増加能耗和損耗成本，但綜合成本可以比現(xiàn)行エ藝降低10%以上；同時(shí)，本發(fā)明エ藝，反應(yīng)壓カ大幅降低，可以在
I.OMPa以下完成反應(yīng)，大大提高了反應(yīng)的安全系數(shù)。


圖I本發(fā)明所述P -氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)エ藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述P -氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)エ藝流程進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖所示，圖中1、配氨釜；2、丙烯腈儲(chǔ)罐；3、比例泵；4、管道反應(yīng)器；5、驅(qū)氨塔；
6、減壓驅(qū)氨釜；7、蒸水塔；8、低沸蒸餾塔；9、￠-氨基丙腈蒸餾塔；10、￠-氨基丙腈接受罐。
實(shí)施例I向2000L配氨釜I內(nèi)加入配置好的含量35%的氨水1500L，再加入按比例配置的異丙醇與正丙醇的混合物相轉(zhuǎn)移催化劑100L ;向丙烯腈儲(chǔ)罐2內(nèi)加入丙烯腈240kg ;將氨水和丙烯腈分別接入比例泵3的兩個(gè)入口，按氨水丙烯腈=5:1的體積比進(jìn)入到管道反應(yīng)器4，氨水先經(jīng)過(guò)預(yù)熱段，之后與丙烯腈混合進(jìn)入反應(yīng)器段，采用循環(huán)水控溫，保證反應(yīng)器溫度在100-150°C，壓カ在l.OMPa以下反應(yīng)，經(jīng)過(guò)管道反應(yīng)器4后，物料經(jīng)減壓閥減壓到0. 05MPa進(jìn)入到驅(qū)氨塔5中除氨，塔底物料同時(shí)連續(xù)轉(zhuǎn)入到減壓驅(qū)氨釜6中進(jìn)ー步減壓驅(qū)氨，驅(qū)氨結(jié)束后物料連續(xù)進(jìn)入蒸水塔7進(jìn)行除水和除溶劑，粗品進(jìn)入收集罐后轉(zhuǎn)入到低沸蒸餾塔8，塔底物料轉(zhuǎn)入到P -氨基丙腈蒸餾塔9 ;反應(yīng)結(jié)束后，P -氨基丙腈接受罐10共收集P -氨基丙腈307kg，^ -氨基丙腈轉(zhuǎn)化率為95%。S卩，該反應(yīng)エ藝是先將氨水與相轉(zhuǎn)移催化劑相混合，而后按照一定的比例將氨水與丙烯腈在一定的溫度條件下進(jìn)行反應(yīng)，然后進(jìn)行減壓驅(qū)氨、除水以及除溶劑、收低沸處理，最后進(jìn)行蒸餾得到￠-氨基丙臆。實(shí)施例2實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)試時(shí)，向2000m I恒壓漏斗內(nèi)加入配置好的含量35%的氨水1500ml，再加入按比例配置的異丙醇與正丙醇的混合物相轉(zhuǎn)移催化劑IOOml ;向500ml的恒壓漏斗加入丙烯腈240g;將氨水和丙烯腈分別接入比例泵的兩個(gè)入口，按氨水丙烯腈=5:1的體積比進(jìn)入到管道反應(yīng)器，氨水先經(jīng)過(guò)預(yù)熱段，之后與丙烯腈混合進(jìn)入反應(yīng)器段，采用循環(huán)水控溫，保證反應(yīng)器溫度在100-150°C，壓カ在l.OMPa以下反應(yīng)，經(jīng)過(guò)管道反應(yīng)器后，物料經(jīng)減壓閥減壓到0. 05MPa進(jìn)入到驅(qū)氨塔中除氨，塔底物料同時(shí)連續(xù)轉(zhuǎn)入到減壓驅(qū)氨瓶中進(jìn)ー步減壓驅(qū)氨，驅(qū)氨結(jié)束后物料連續(xù)進(jìn)入帶夾層的玻璃冷凝器除水和溶劑，粗品進(jìn)入收集罐后轉(zhuǎn)入到接立式玻璃冷凝器的圓底燒瓶，塔底物料轉(zhuǎn)入到接立式玻璃冷凝器的圓底燒瓶；反應(yīng)結(jié)束后，接受罐共收集￠-氨基丙腈307g，￠-氨基丙腈轉(zhuǎn)化率為95%。為了驗(yàn)證本發(fā)明的效果，同時(shí)進(jìn)行了間歇式反應(yīng)在2000ml壓カ釜中加入35%氨水1500ml，啟動(dòng)攪拌升溫，當(dāng)溫度達(dá)到95°C時(shí)，將平衡罐內(nèi)240g丙烯腈緩慢加入，反應(yīng)結(jié)束，經(jīng)閃蒸、濃縮、精餾得P -氨基丙腈258. 6g，^ -氨基丙腈轉(zhuǎn)化率為80%。實(shí)施例3向配氨釜內(nèi)加入配置好的含量35%的氨水750L，再加入按比例配置的異丙醇與正丙醇的混合物相轉(zhuǎn)移催化劑50L ;向丙烯腈儲(chǔ)罐2加入丙烯腈120kg ;將氨水和丙烯腈分別接入比例泵3的兩個(gè)入口，按氨水丙烯腈=5:1的體積比進(jìn)入到管道反應(yīng)器4，氨水先經(jīng)過(guò)預(yù)熱段，之后與丙烯腈混合進(jìn)入反應(yīng)器段，采用循環(huán)水控溫，保證反應(yīng)器溫度在100-150°C，壓カ在I. OMPa以下反應(yīng)，經(jīng)過(guò)管道反應(yīng)器后，物料經(jīng)減壓閥減壓到0. 05MPa進(jìn)入到驅(qū)氨塔5中除氨，塔底物料同時(shí)連續(xù)轉(zhuǎn)入到減壓驅(qū)氨釜6中進(jìn)一步減壓驅(qū)氨，驅(qū)氨結(jié)束后物料連續(xù)進(jìn)入蒸水塔7除水和溶劑，粗品進(jìn)入收集罐后轉(zhuǎn)入到低沸蒸餾塔8，塔底物料轉(zhuǎn)入到β -氨基丙腈蒸餾塔9 ;反應(yīng)結(jié)束后，β-氨基丙腈接受罐10共收集β-氨基丙腈159. 6kg，β-氨基丙腈轉(zhuǎn)化率為95. 2%。實(shí)施例4測(cè)試實(shí)驗(yàn)時(shí)，向IOOOml恒壓漏斗內(nèi)加入配置好的含量35%的氨水750ml，再加入按比例配置的異丙醇與正丙醇的混合物相轉(zhuǎn)移催化劑50ml ;向500ml的恒壓漏斗加入丙烯腈120g ;將氨水和丙烯腈分別接入比例泵的兩個(gè)入口，按氨水丙烯腈=5:1的體積比進(jìn)入到管道反應(yīng)器，氨水先經(jīng)過(guò)預(yù)熱段，之后與丙烯腈混合進(jìn)入反應(yīng)器段，采用循環(huán)水控溫，保證反應(yīng)器溫度在100-150°C，壓力在I. OMPa以下反應(yīng)，經(jīng)過(guò)管道反應(yīng)器后，物料經(jīng)減壓閥減壓到O. 05MPa進(jìn)入到驅(qū)氨塔5中除氨，塔底物料同時(shí)連續(xù)轉(zhuǎn)入到減壓驅(qū)氨瓶中進(jìn)一步減壓驅(qū)氨，驅(qū)氨結(jié)束后物料連續(xù)進(jìn)入帶夾層的玻璃冷凝器除水和溶劑，粗品進(jìn)入收集罐后轉(zhuǎn)入到接立式玻璃冷凝器的圓底燒瓶，塔底物料轉(zhuǎn)入到接立式玻璃冷凝器的圓底燒瓶；反應(yīng)結(jié)束后，接受罐共收集氨基丙腈159.6g，β-氨基丙腈轉(zhuǎn)化率為95. 2%。 為了驗(yàn)證本發(fā)明的效果，同時(shí)進(jìn)行了間歇式反應(yīng)在2000ml壓力釜中加入35%氨水750ml，啟動(dòng)攪拌升溫，當(dāng)溫度達(dá)到95°C時(shí)，將平衡罐內(nèi)120g丙烯腈緩慢加入，反應(yīng)結(jié)束，經(jīng)閃蒸、濃縮、精餾得β -氨基丙腈129. 8g，β -氨基丙腈轉(zhuǎn)化率為80. 3%。綜上所述，本發(fā)明采用連續(xù)反應(yīng)工藝，特殊相轉(zhuǎn)移催化劑的使用使反應(yīng)選擇性強(qiáng)，副反應(yīng)得到抑制，使氨化反應(yīng)收率大大提高，實(shí)際生產(chǎn)中可以達(dá)到95%以上，雖然催化劑回收需要增加能耗和損耗成本，但綜合成本可以比現(xiàn)行工藝降低10%以上；同時(shí)，本發(fā)明工藝，反應(yīng)壓力大幅降低，可以在l.OMPa以下完成反應(yīng)，大大提高了反應(yīng)的安全系數(shù)。應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.ー種3-氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)エ藝，其特征在干將氨水與相轉(zhuǎn)移催化劑相混合，而后按照一定的比例將氨水與丙烯腈在一定的溫度條件下進(jìn)行反應(yīng)，然后進(jìn)行減壓驅(qū)氨、除水以及除溶劑處理，最后進(jìn)行蒸餾得到￠-氨基丙臆。
2.ー種根據(jù)權(quán)利要求I所述的P -氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)エ藝，其特征在于 按照以下順序的操作步驟實(shí)現(xiàn)￠-氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)エ藝的 步驟一，在配氨釜中將氨水與相轉(zhuǎn)移催化劑相混合； 步驟ニ，通過(guò)比例泵將配氨釜中的氨水與儲(chǔ)罐中的丙烯睛按照一定的比例輸入到管道反應(yīng)器內(nèi)； 步驟三，在一定的溫度條件下，管道反應(yīng)器內(nèi)的氨水與丙烯腈進(jìn)行混合反應(yīng)； 步驟四，將反應(yīng)混合物經(jīng)減壓閥減壓進(jìn)入到驅(qū)氨塔中初歩驅(qū)氨； 步驟五，將初步驅(qū)氨處理后的混合物輸入到減壓驅(qū)氨釜進(jìn)行再度驅(qū)氨處理； 步驟六，進(jìn)入到蒸水塔內(nèi)進(jìn)行除水和除溶劑處理； 步驟七，將所得的粗品轉(zhuǎn)入到低沸蒸餾塔內(nèi)進(jìn)行低沸蒸餾； 步驟八，將經(jīng)低沸蒸餾所得的塔底物料轉(zhuǎn)入到正品蒸餾塔內(nèi)蒸餾得到P -氨基丙臆。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的￠-氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)エ藝，其特征在干所述相轉(zhuǎn)移催化劑為異丙醇與正丙醇的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的￠-氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)エ藝，其特征在干步驟ニ中所述ー定的比例為氨水與丙烯腈的體積比為5:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的￠-氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)エ藝，其特征在干所述步驟ニ中在將氨水輸入到管道反應(yīng)器時(shí)，對(duì)氨水進(jìn)行預(yù)熱處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的￠-氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)エ藝，其特征在干步驟三中所述在一定的溫度條件下，其溫度為100° C 150° C。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的￠-氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)エ藝，其特征在干步驟四中所述經(jīng)減壓閥減壓到0. 05MPa。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的￠-氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)エ藝，其特征在干步驟四中所述初步驅(qū)氨采用閃蒸法進(jìn)行驅(qū)氨。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種β-氨基丙腈連續(xù)反應(yīng)工藝，其是將氨水與相轉(zhuǎn)移催化劑混合，而后按照一定的比例將氨水與丙烯腈在一定的溫度條件下進(jìn)行反應(yīng)，然后進(jìn)行減壓驅(qū)氨、除水以及除溶劑處理，最后進(jìn)行蒸餾得到β-氨基丙腈。本發(fā)明采用連續(xù)反應(yīng)工藝，特殊相轉(zhuǎn)移催化劑的使用使反應(yīng)選擇性強(qiáng)，副反應(yīng)得到抑制，使氨化反應(yīng)收率大大提高，同時(shí)，本發(fā)明工藝，反應(yīng)壓力大幅降低，可以在1.0MPa以下完成反應(yīng)，大大提高了反應(yīng)的安全系數(shù)。
文檔編號(hào)C07C255/24GK102827031SQ20121031694
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者李健平, 李來(lái)成, 陳英明, 崔勝凱 申請(qǐng)人:江蘇兄弟維生素有限公司