[发明专利]3-戊烯腈的制备方法和己二腈的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，更具体而言，涉及3-戊烯腈的制备方法和己二腈的制备方法。

背景技术

丁二烯氢氰化制己二腈工艺是美国杜邦公司在20世纪70年代开发成功并应用于工业生产。丁二烯氢氰化制己二腈采用单齿膦-零价镍络合物为催化剂，主要包括下述三个反应步骤：

首先，丁二烯与氢氰酸（HCN）在单齿膦-零价镍配合物催化下发生氢氰化反应，生成直链产品3-戊烯腈（3PN）和带支链的副产品2-甲基-3-丁烯腈（2M3BN）；然后，2M3BN发生异构化反应，生成3-PN；最后，3PN与氢氰酸（HCN）发生氢氰化反应，得到目标产物己二腈（ADN）。

对于丁二烯与氢氰酸进行氢氰化反应过程，采用单齿膦-零价镍络合物催化剂生成的副产物2M3BN较多，基本上2M3BN:3PN维持在1.5:1～1:2.5之间，由于2M3BN会与氢氰酸发生氢氰化反应，得到副产物2-甲基戊二腈，从而降低了目标产物ADN的收率。为了提高产率不得不对该副产物进行异构化反应以将2M3BN转化成3PN，继而通过3PN的氢氰化反应获得更多的目标产物AND。而在2M3BN异构化反应过程中，会有很高的生产成本和设备投资费用；且由于异构过程的高温和长停留时间，会导致热敏性的催化剂出现工业生产上所不希望的解离、失活，从而增加催化剂的用量和催化剂再生过程的成本。因此，整个工艺成本高、工艺复杂。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种3-戊烯腈的制备方法。

本发明的另一个目的在于提出一种己二腈的制备方法。根据本发明的第一方面实施例的3-戊烯腈的制备方法，包括以下步骤：a)将丁二烯与氢氰酸的原料混合液在催化剂的作用下发生氢氰化反应，得到含有3-戊烯腈的第一混合物；以及b)对所述第一混合物进行分离以得到3-戊烯，其中，所述催化剂为单齿膦和双齿膦与零价镍组成的配合物。

根据本发明实施例的3-戊烯腈的制备方法，采用单齿膦和双齿膦与零价镍组成的配合物催化剂以丁二烯与氢氰酸为原料来制备3-戊烯腈，生成的副产物2M3BN大幅度减少，能够大大地提高3-戊烯腈产率，高效、经济地制备3-戊烯腈，且安全可靠，流程简单，并且可以显著降低生产成本和设备投资。在通过上述方法对丁二烯氢氰化的过程进行改进后，会使生成的支链副产物2M3BN大幅度减少，3PN的收率大幅度上升，两者之间的比例2M3BN:3PN可以达到1:25以上，从而无需进行异构化反应，而这将大大简化工艺流程，降低生产成本和设备投资费用。

另外，根据本发明实施例的3-戊烯腈的制备方法，还可以具有如下技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述催化剂中所述单齿膦、所述双齿膦与所述零价镍的摩尔比为单齿膦：双齿膦：零价镍=（4~10）：（1~8）：1。

根据本发明的一些实施例，所述单齿膦和/或所述多齿膦选自膦类，亚磷酸酯类，亚膦酸酯类，次膦酸酯类及其组合。

根据本发明的一些实施例，所述惰性溶剂包括选自烃类、含氮化合物以及醚类中的至少一种，所述烃类包括苯、甲苯、乙苯、异丙苯、二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、三甲苯、甲乙苯、二乙苯、多乙苯、环己烷、己烷、戊烷、庚烷，所述含氮化合物包括腈类、甲酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺，所述醚类包括四氢呋喃、2-甲基呋喃、甲醚、乙醚、二丙醚、二异丙醚、乙基丁基醚、二丁醚、二戊醚、二己醚、1，3-二恶戊烷。原料混合液根据本发明的一些实施例，所述氢氰化反应在釜式反应器，多釜串联反应器或管式反应器的任一种中进行。

根据本发明的一些实施例，所述步骤b)包括：

b-1)将所述第一混合物进行第一精馏，得到作为重组分的第二混合物和作为轻组分的第三混合物，所述第二混合物含有所述催化剂，所述第三混合物含有3-戊烯腈、丁二烯、氢氰酸；以及

b-2）将所述第三混合物进行第二精馏，得到作为轻组分的第四混合物和作为重组分的3-戊烯腈，所述第四混合物含有丁二烯、氢氰酸。

可选地，所述第二混合物和/或所述第四混合物被返回到所述步骤a）中，以分别作为氢氰化反应的催化剂和/或原料。