氫化腈類的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種借助氫氣在催化劑存在下在其中該催化劑成型體以固定床設(shè)置的反應(yīng)器中氫化有機(jī)腈類的方法，其中呈球或棒形的成型體在每種情況下具有3mm或更小的直徑，呈片形狀的成型體具有4mm或更小的高度且在所有其他幾何結(jié)構(gòu)的情況下在每種情況下具有0.70mm或更小的當(dāng)量直徑L=1/a'，其中a'為每單位體積的外表面積(mms2/mmp3)，其中：(I)，其中為Ap為催化劑顆粒的外表面積(mms2)且Vp為催化劑顆粒的體積(mmp3)。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種由根據(jù)本發(fā)明制備的胺類制備異佛爾酮二胺(IPDA)或N,N-二甲氨基丙胺(DMAPA)的下游產(chǎn)物的方法。
【專利說明】氫化腈類的方法
[0001]本申請將2011年3月22日提交的美國臨時申請61/466018作為參考引入。
[0002]本發(fā)明涉及借助氫氣在以小成型體形式使用的催化劑存在下氫化腈類的方法。
[0003]本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種由根據(jù)本發(fā)明制備的胺類制備異佛爾酮二胺(IPDA)或N，N-二甲氨基丙胺(DMAPA)的下游產(chǎn)物的方法。
[0004]在腈類氫化形成相應(yīng)胺中，通常必須實(shí)現(xiàn)所用腈類的高轉(zhuǎn)化率，因?yàn)槲捶磻?yīng)的或僅部分反應(yīng)的腈難以分離，可能發(fā)生次級反應(yīng)并且可能在隨后的應(yīng)用中導(dǎo)致不希望的性能如臭味和變色。此外，通常希望在由伯腈形成伯胺方面實(shí)現(xiàn)高選擇性并避免形成仲胺和叔胺。
[0005]腈類的氫化通常通過在貴金屬如Pt、Pd或銠或Co和Ni催化劑上催化氫化而進(jìn)行(例如參見 “Amines, Aliphatic”，Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,2000 年 6 月 15 日在 線公布，DO1:10.1002/14356007.a02_001)。
[0006]該方法通常以懸浮模式或在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行。
[0007]在懸浮模式中，所用催化劑必須與反應(yīng)混合物分離，以使經(jīng)濟(jì)方法成為可能。該分離伴有工藝工程成本。
[0008]當(dāng)使用基于Co、Ni或Cu的催化劑時，在固定床中的氫化中通常需要非常高的溫度和壓力，以降低仲胺和叔胺的形成，這二者可能通過伯胺與部分氫化的腈(=亞胺中間體)反應(yīng)而形成。
[0009]例如，EP-449089公開了在250巴下將異佛爾酮腈氫化成異佛爾酮二胺，而W02007/128803描述了在180巴下將N，N- 二甲氨基丙腈(DMAPN)氫化成N，N- 二甲氨基丙胺(DMAPA)。
[0010]這些劇烈的反應(yīng)條件可能增加其他不希望的副產(chǎn)物形成且要求高的材料成本和確保安全成本。
[0011]本發(fā)明的目的是要提供一種氫化有機(jī)腈化合物的固定床方法，該方法使得可以在較溫和的反應(yīng)條件下，即尤其在較低的壓力和/或溫度下使用氫化催化劑，尤其是包含Cu、Co和Ni的催化劑。本發(fā)明的另一目的是要提供一種固定床方法，其中可以在腈的氫化中實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)率和高選擇性并且此外實(shí)施起來是經(jīng)濟(jì)的。
[0012]具體而言，應(yīng)降低例如可能通過未反應(yīng)的胺與部分氫化的腈(=亞胺中間體)根據(jù)方案I反應(yīng)而形成的仲胺和叔胺的形成。
[0013]方案1:
[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種借助氫氣在催化劑存在下在其中所述催化劑成型體以固定床設(shè)置的反應(yīng)器中氫化有機(jī)腈類的方法，其中呈球或棒形的成型體在每種情況下具有2.5mm或更小的直徑，呈片形狀的成型體具有2.5mm或更小的高度且在所有其他幾何結(jié)構(gòu)的情況下在每種情況下具有0.50mm或更小的當(dāng)量直徑L=l/a’，其中a’為每單位體積的外表面積(mms2/mmp3),其中:
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述固定床為由松散的負(fù)載型或非負(fù)載型成型體構(gòu)成的催化劑床。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所述成型體以棒形使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中所述床的堆密度為0.l-3kg/l。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其中所述催化劑包含Co或Ni。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，其中所述催化劑通過還原催化劑前體而生產(chǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的方法，其中將部分來自所述氫化反應(yīng)器的輸出物(部分輸出物)作為再循環(huán)料流再循環(huán)到所述反應(yīng)器中(循環(huán)料流)且循環(huán)料流與供入的進(jìn)料流之比為0.5:1-250:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的方法，其中所述壓力為15-85巴和/或所述溫度為70-150°C。
9.根據(jù)權(quán)利要 求1-8中任一項(xiàng)的方法,其中該方法在豎式反應(yīng)器、管式反應(yīng)器或管殼式反應(yīng)器中進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述管式反應(yīng)器的高度與直徑之比為1:1-500:1。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的方法，其中在所述催化劑床上的壓降小于1000毫巴/m0
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)的方法，其中將異佛爾酮腈亞胺或3-(二甲氨基)丙腈用作腈。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的方法，其中所述方法在不引入氨下進(jìn)行。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)的方法，其中將異佛爾酮腈亞胺用作腈且將通過氫化制備的異佛爾酮二胺用于制備環(huán)氧樹脂和涂料用硬化劑、特種聚酰胺、聚氨酯和染料的另一工藝步驟中。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)的方法，其中將3-(二甲氨基)丙腈用作腈且將通過氫化制備的N，N-二甲氨基丙胺用于生產(chǎn)表面活性物質(zhì)、皂類、化妝品、洗發(fā)水、衛(wèi)生產(chǎn)品、洗滌劑和作物保護(hù)劑的另一工藝步驟中。
【文檔編號】C07C209/48GK103429564SQ201280014330
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月22日
【發(fā)明者】C·W·維格博斯, C·米勒, W·馬格萊恩, M·恩斯特, T·海德曼, J-P·梅爾德, L·柯尼希斯曼, M·喬希, O·貝, B·施泰因 申請人:巴斯夫歐洲公司