CN114901634A - 回收己二腈的方法 - Google Patents
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Abstract
一种生产中间己二腈料流的方法,所述方法包含分离包含小于50重量%己二腈和任选TCH的己二腈工艺料流以形成包含至少5重量%己二腈的中间己二腈料流和包含高沸点组分和任选固体杂质的重质物料流;和任选在所述方法外利用至少一部分所述中间己二腈料流。
Description
对相关申请的交叉引用
本申请要求2019年12月30日提交的美国临时申请No.62/955,075的优先权,其经此引用并入本文。
领域
本公开大体上涉及从己二腈和/或己烷三腈生产工艺的工艺料流中回收己二腈。更具体地,本公开涉及从由己二腈工艺料流生产纯化己烷三腈的分离方案中回收己二腈。
背景
氰碳化合物(Cyanocarbons),例如具有氰基官能团的有机化合物是已知的并广泛用于各种应用。这些化合物中的许多种,包括丙烯腈和己二腈(ADN),用作单体以制备各种聚合物,如尼龙、聚丙烯腈或丙烯腈丁二烯苯乙烯。特别可将己二腈氢化成用于生产尼龙-6,6的1,6-二氨基己烷(己二胺(HMD))。生产氰碳化合物的几种方法是本领域中已知的。例如,一种常规的己二腈生产路线如美国专利No.3,844,911中所述利用丙烯腈的电氢化二聚。
这种和其它生产方法通常产生包含少量可取的联产物的料流。例如,己二腈生产工艺的一些常规料流可含有少量但并非无关紧要量的残留己二腈。通常,这些料流的分离是低效的并且无法有效捕获这些量的己二腈。因此,这些料流被当作废物料流处理,例如燃烧,这导致这些联产物完全损失。因此,有价值的己二腈未被捕获。
一些ADN分离/提纯工艺是已知的。但是,这些工艺通常涉及包含更高浓度己二腈的粗制己二腈产物料流的提纯。
例如,美国专利No.3,451,900涉及一种由含有己二腈、环戊酮、2-氰基-环戊烯-(1)-基-胺和其它沸点高于己二腈的组分的反应产物生产纯己二腈的方法,其中从己二腈中蒸馏环戊酮和2-氰基-环戊烯-(1)-基-胺,其改进包含对反应产物施以蒸馏以分离成包含己二腈和所有较低沸点组分的馏出物和包含沸点高于己二腈的组分的残留物,此后对所述馏出物施以多级真空蒸馏法以将较低沸点杂质与己二腈分离。
美国专利No.6,599,398也涉及一种利用两个相继蒸馏从己二腈、氨基己腈和己二胺的混合物中回收纯化己二腈的方法:(1)第一蒸馏,其中该混合物在蒸馏塔中在使至少7%的AND与双六亚甲基三胺(BHMT)和2-亚氨基环戊烷甲腈(2-cyanocyclopentylideneimine)(CPI)一起进入馏出物的压头(head pressure)下蒸馏,和(2)第二蒸馏,其中来自第一蒸馏的馏出物在第二蒸馏塔中在足以造成己二腈和BHMT之间的最低温度共沸的压头下蒸馏,由此能够作为馏出物从第二蒸馏中除去大部分BHMT和CPI,并作为塔底物取出基本不含BHMT和CPI的己二腈。
即使考虑到已知技术,也仍需要可从较低己二腈含量的氰碳化合物生产工艺料流中有效回收残留己二腈的方法,其带来总生产效率的显著改进。
概述
在一些实施方案中,本公开涉及一种生产中间己二腈料流的方法,所述方法包含:分离包含小于50重量%己二腈和任选TCH的己二腈工艺料流以形成包含至少5重量%己二腈的中间己二腈料流和包含高沸点组分和任选固体杂质的重质物料流;和任选在所述方法外利用至少一部分所述中间己二腈料流。所述分离可包含:闪蒸己二腈工艺料流以形成包含至少5重量%己二腈和至少50重量%TCH的第一中间己二腈料流和重质物料流,和/或在一个或多个塔中分离己二腈工艺料流以形成包含至少10重量%己二腈和至少25重量%TCH的第二中间己二腈料流、包含高沸点组分的重质物料流和包含TCH和小于10重量%杂质的TCH料流。所述方法可进一步包含任选经由一个或多个蒸馏塔提纯中间己二腈料流以形成包含大于50重量%己二腈的纯化己二腈料流的步骤,且纯化己二腈料流可包含大于95重量%己二腈,且TCH料流包含大于95重量%TCH。第一中间己二腈料流可包含比第二中间己二腈料流少的己二腈。所述利用可包含:利用中间己二腈料流中的己二腈以形成己二胺和/或合并中间己二腈料流中的己二腈形成电解质溶液。所述TCH料流可包含:TCH、0重量%至0.05重量%己二腈、0重量%至0.1重量%二(2-氰乙基)胺、0重量%至0.05重量%氰基戊酰胺和0重量%至0.05重量%三(2-氰乙基)胺。在一些情况下,己二腈工艺料流的分离包含:闪蒸己二腈工艺料流以形成包含至少5重量%己二腈和至少50重量%TCH的第一中间己二腈料流和重质物料流,和在一个或多个塔中分离第一中间己二腈料流以形成包含至少10重量%己二腈的第二中间己二腈料流、包含高沸点组分的重质物料流和包含至少25重量%TCH和小于10重量%杂质的TCH料流。在分离步骤中的停留时间可小于8小时和/或中间己二腈料流在分离步骤的塔中在高于230℃的温度下的停留时间小于8小时和/或中间己二腈料流在分离步骤的塔中在高于50托的压力下的停留时间小于8小时。
附图简述
下面参考附图详细描述本公开,其中类似标记是指类似部件。
图1描绘用于产生中间己二腈料流的方法的一个实施方案的示意性概图。
图2描绘用于产生中间己二腈料流的方法的另一实施方案的示意性概图。
图3描绘用于产生中间己二腈料流的方法的另一实施方案的示意性概图。
图4描绘用于产生中间己二腈料流的方法的另一实施方案的示意性概图。
图5描绘用于产生中间己二腈料流的方法的另一实施方案的示意性概图。
详述
如上所述,许多常规氰碳化合物生产工艺料流含有(较低量的)可取联产物,如己二腈和TCH。在常规方法中,已经证实这些量的己二腈和/或TCH的分离和/或回收是低效和不切实际的。由于这些分离低效性,通常将这些工艺料流排放或燃烧,并且可取的联产物未被捕获。
本发明人现在已经发现,某些分离法提供较低量的己二腈(和/或TCH)的有效回收。由于回收方案的效率,有利地捕获己二腈并可用于别处或出售,这带来总生产效率的显著改进。例如,回收的己二腈可(直接或间接)送往聚酰胺生产工艺并用于制造己二胺(HMD)。重要地,当如本文中公开,例如使用在低停留时间和/或低压下运行的分离单元处理较低己二腈含量料流时,实现有效分离。在一些情况下,料流的特定处理显著浓缩己二腈,这使得回收和/或再利用是切实可行的。
传统提纯方案的焦点是较高己二腈含量料流,例如粗制己二腈产物料流。这些提纯方案已证实在用于较低己二腈含量料流时低效和不切实际。由于较高己二腈含量(和其它杂质),这些方案几乎没有就上文提到的较低己二腈含量料流提供指导。特别地,许多较高己二腈含量料流可能包含显著量的TCH和其它低沸点组分。
在一些情况下,本公开涉及形成己二腈料流(中间和/或纯化)的方法。该方法包含分离(低己二腈含量)己二腈工艺料流以形成中间己二腈料流的步骤。该己二腈工艺料流包含小于50重量%己二腈,例如与传统粗制己二腈产物料流相比,该己二腈工艺料流是低己二腈含量。该己二腈工艺料流可进一步包含TCH(下面提供己二腈工艺料流的附加组成信息)。中间己二腈料流包含基于己二腈工艺料流计提高的己二腈量,例如至少5重量%己二腈。由己二腈工艺料流的分离还形成包含高沸点组分和固体杂质的联产物(重质物)料流。
重要地,至少一部分中间己二腈料流和/或纯化己二腈料流在一些情况下可在该方法外利用。作为一个实例,中间己二腈料流和/或纯化己二腈料流可用于形成HMD。本发明人已经发现,通过以这种方式进行分离,令人惊讶地提供足够浓缩的己二腈料流,其可在该方法外利用,例如用于出售或用于后续生产工艺。重要地,分离和回收的己二腈被捕获并且不像常规做法那样排放或燃烧。下面提供上文提到的料流的附加组成信息。在一些情况下,与没有处理己二腈工艺料流以回收残留己二腈的常规方法相比,捕获多至少5%的残留己二腈,例如至少10%、至少20%、至少25%、至少50%或至少75%。在一些实施方案中,该方法每年回收额外1–5百万磅己二腈。
在一些实施方案中,该方法进一步包含提纯中间己二腈料流以形成包含大于50重量%己二腈的纯化己二腈料流的步骤。借助初始分离步骤变得更有效的这一步骤有益地提供改进的与其它工艺(例如己二腈氢化成HMD)的集成。
本公开的方法的分离是有效的并考虑到也可分离和回收的其它联产物,例如TCH。尚未发现传统方案有效地同时捕获己二腈和TCH。
分离步骤可变,但通常产生上文提到的中间己二腈料流。在一些情况下,己二腈工艺料流的分离包含闪蒸己二腈工艺料流以形成包含至少5重量%己二腈和至少50重量%TCH的第一中间己二腈料流,和重质物料流。
在一些情况下,己二腈工艺料流的分离包含在一个或多个塔,例如蒸馏塔中分离己二腈工艺料流以形成第二中间己二腈料流。第二中间己二腈料流可包含己二腈和在一些情况下,至少25重量%TCH。该分离可进一步产生包含高沸点组分的重质物料流和包含TCH和(小于10重量%)杂质的TCH料流。下面更详细论述上文提到的料流的组成。在一些情况下,第一中间己二腈料流包含在总重量基础上比第二中间己二腈料流少的己二腈,例如少至少1%、至少3%、至少5%、至少10%、至少20%或至少50%。
己二腈工艺料流
如上所述,己二腈工艺料流具有特定组成,已经令人惊讶地发现当使用本公开的方法时高效分离。特别地,己二腈工艺料流可包含己二腈、TCH、高沸点组分和低沸点组分。常规分离法难以分离较低量的己二腈和/或TCH。在一些实施方案中,己二腈工艺料流可以是另一工业化学生产工艺的一个或多个工艺料流。例如,进料料流可包含来自不同工艺或系统,例如己二腈、丙烯腈、烯丙腈、丁腈、聚丙烯腈、聚酰胺、聚芳酰胺或其组合的生产的一个或多个工艺料流。在一种具体情况下,己二腈工艺料流可以是来自己二腈生产工艺的一个或多个工艺料流、清除料流(purge streams)或闪蒸尾料(flash tails)。在一些情况下,来自多种工艺的料流可组合形成该料流。在常规方法中,此类含己二腈(和/或含TCH)的料流通常被当作废物料流处理,例如排放或燃烧,并且没有回收有价值的组分。通过如本文所述从这些料流中回收己二腈和/或TCH,可以回收(残留)己二腈并使用或销售,由此提高效率和盈利性。
己二腈工艺料流可包含小于40重量%己二腈,例如小于35重量%、小于30重量%、小于20重量%、小于18重量%、小于15重量%、小于12重量%、小于10重量%或小于5重量%。就范围而言,己二腈工艺料流可包含0.1重量%至40重量%己二腈,例如0.5重量%至30重量%、1重量%至20重量%、1重量%至18重量%、1重量%至10重量%、2重量%至15重量%、3重量%至15重量%、或5重量%至15重量%。就下限而言,己二腈工艺料流可包含大于0.1重量%己二腈,例如大于0.3重量%、大于0.5重量%、大于0.7重量%、大于1.0重量%、大于1.5重量%、大于2重量%或大于5重量%。
在一些实施方案中,己二腈工艺料流包含小于25重量%TCH,例如小于20重量%、小于18重量%、小于15重量%、小于12重量%、小于10重量%或小于5重量%。就范围而言,己二腈工艺料流可包含0.1重量%至25重量%TCH、0.5重量%至23重量%、0.5重量%至20重量%、1重量%至15重量%、1.5重量%至12重量%、或2重量%至11重量%。就下限而言,己二腈工艺料流可包含大于0.1重量%TCH,例如大于0.3重量%、大于0.5重量%、大于0.7重量%、大于1.0重量%、大于1.5重量%、大于2重量%或大于5重量%。
在一些实施方案中,己二腈工艺料流包含更高量的TCH。在一个实施方案中,己二腈工艺料流包含基于进料料流的总重量计0重量%至90重量%的量的TCH,例如0重量%至89重量%、0重量%至88重量%、0重量%至85重量%、0重量%至84重量%、10重量%至90重量%、10重量%至89重量%、10重量%至88重量%、10重量%至85重量%、10重量%至84重量%、20重量%至90重量%、20重量%至89重量%、20重量%至88重量%、20重量%至85重量%、20重量%至84重量%、30重量%至90重量%、30重量%至89重量%、30重量%至88重量%、30重量%至85重量%、30重量%至84重量%、40重量%至90重量%、40重量%至89重量%、40重量%至88重量%、40重量%至85重量%、40重量%至84重量%、50重量%至90重量%、50重量%至89重量%、50重量%至88重量%、50重量%至85重量%、70重量%至90重量%、或50重量%至84重量%。就上限而言,己二腈工艺料流可包含小于90重量%TCH,例如89重量%、小于88重量%、小于85重量%或小于84重量%。就下限而言,己二腈工艺料流可包含大于0重量%TCH,例如大于10重量%、大于20重量%、大于30重量%、大于40重量%、大于50重量%或大于60重量%或大于70重量%。
在一些情况下,己二腈工艺料流还包含低沸点组分。通常,低沸点组分是具有相对较低沸点的杂质。例如,低沸点组分各自可具有小于415℃,例如小于410℃、小于400℃、小于395℃或小于390℃的沸点。己二腈工艺料流中可存在的低沸点组分的实例包括各种氰碳化合物,例如丙烯腈、丙腈、羟基丙腈、单氰乙基丙基胺、丁二腈、甲基戊二腈、己二腈、2-亚氨基环戊烷甲腈(cyanocyclopentylidenimine)、双-2-氰乙基醚、二(2-氰乙基)胺、二-2-氰乙基丙基胺、氰基戊酰胺及其组合。在一些情况下,术语“轻质物”是指具有较低沸点,例如比己二腈低的沸点或比TCH低的沸点的组分。
在一个实施方案中,己二腈工艺料流包含0重量%至70重量%的量的低沸点组分,例如0重量%至65重量%、0重量%至60重量%、0重量%至55重量%、0重量%至50重量%、5重量%至70重量%、5重量%至65重量%、5重量%至60重量%、5重量%至55重量%、5重量%至50重量%、10重量%至70重量%、10重量%至65重量%、10重量%至60重量%、10重量%至55重量%、10重量%至50重量%、12重量%至70重量%、12重量%至65重量%、12重量%至60重量%、12重量%至55重量%、1重量%至20重量%、2重量%至15重量%、3重量%至15重量%、1重量%至10重量%、12重量%至50重量%、15重量%至70重量%、15重量%至65重量%、15重量%至60重量%、15重量%至55重量%、或15重量%至50重量%。就上限而言,己二腈工艺料流可包含小于70重量%低沸点组分,例如小于65重量%、小于60重量%、小于55重量%、小于50重量%、小于20重量%、小于15重量%或小于15重量%。就下限而言,己二腈工艺料流可包含大于0重量%低沸点组分,例如大于1重量%、大于2重量%、大于3重量%、大于5重量%、大于10重量%、大于12重量%或大于15重量%。
己二腈工艺料流还包含高沸点组分。通常,高沸点组分是具有相对较高沸点的杂质。例如,高沸点组分各自可具有大于395℃,例如大于400℃、大于405℃、大于408℃、大于410℃或大于415℃的沸点。粗制己二腈料流中可存在的高沸点组分的实例包括异构己烷三腈、三(2-氰乙基)胺及其组合。
在一个实施方案中,己二腈工艺料流包含0重量%至50重量%的量的高沸点组分,例如0重量%至40重量%、0重量%至35重量%、0重量%至25重量%、0重量%至20重量%、0.5重量%至50重量%、0.5重量%至40重量%、0.5重量%至35重量%、0.5重量%至25重量%、0.5重量%至20重量%、1重量%至50重量%、1重量%至40重量%、1重量%至35重量%、1重量%至25重量%、1重量%至20重量%、2重量%至50重量%、2重量%至40重量%、2重量%至35重量%、2重量%至25重量%、2重量%至20重量%、3重量%至50重量%、3重量%至40重量%、3重量%至35重量%、3重量%至25重量%、3重量%至20重量%、5重量%至15重量%、5重量%至50重量%、5重量%至40重量%、5重量%至35重量%、5重量%至25重量%、或5重量%至20重量%。就上限而言,己二腈工艺料流可包含小于50重量%高沸点组分,例如小于40重量%、小于35重量%、小于30重量%、小于25重量%或小于20重量%。就下限而言,己二腈工艺料流可包含大于0重量%,例如大于0.5重量%、大于1重量%、大于2重量%、大于3重量%或大于5重量%。
在一些实施方案中,己二腈工艺料流还可包含固体杂质。这些杂质可包括在温度和压力条件下为固体的各种有机杂质。例如,固体杂质可包括固体氰碳化合物。在一个实施方案中,己二腈工艺料流包含0重量%至25重量%的量的固体杂质,例如0重量%至20重量%、0重量%至15重量%、或0重量%至10重量%。就上限而言,己二腈工艺料流可包含小于25重量%,例如小于20重量%、小于15重量%或小于10重量%。
在一些实施方案中,己二腈工艺料流包含腈(通常,例如高沸点和/或低沸点腈)。在一个实施方案中,己二腈工艺料流包含基于进料料流的总重量计0重量%至90重量%的量的腈,例如0重量%至89重量%、0重量%至88重量%、0重量%至85重量%、0重量%至84重量%、10重量%至90重量%、10重量%至89重量%、10重量%至88重量%、10重量%至85重量%、10重量%至84重量%、20重量%至90重量%、20重量%至89重量%、20重量%至88重量%、20重量%至85重量%、20重量%至84重量%、30重量%至90重量%、30重量%至89重量%、30重量%至88重量%、30重量%至85重量%、30重量%至84重量%、40重量%至90重量%、40重量%至89重量%、40重量%至88重量%、40重量%至85重量%、40重量%至84重量%、50重量%至90重量%、50重量%至89重量%、50重量%至88重量%、50重量%至85重量%、或50重量%至84重量%。就上限而言,己二腈工艺料流可包含小于90重量%腈,例如89重量%、小于88重量%、小于85重量%或小于84重量%。就下限而言,己二腈工艺料流可包含大于0重量%腈,例如大于10重量%、大于20重量%、大于30重量%、大于40重量%或大于50。
闪蒸和己二腈工艺料流
如上所述,己二腈工艺料流在闪蒸步骤中分离以形成包含己二腈和低沸点组分(轻质物)和(任选较低量的)高沸点组分(重质物)的第一中间己二腈料流(塔顶料流)和包含高沸点组分和固体杂质的重质物料流。闪蒸步骤在一些情况下除去显著部分(如果不是全部)的存在于己二腈工艺料流中的重质物和/或固体杂质。本发明人已经发现,在进一步加工前的重质物脱除有益地减少高沸点组分的分解并由此改进总提纯法的效率。如果没有重质物的这种初始脱除,形成额外的非TCH杂质,它们随后必须分离,以造成附加操作和不确定性。此外,本发明人还已经发现,重质物和固体杂质的早期脱除减轻塔的结垢,这改进下游效率并消除或减少对后续分离操作的需要。进料料流在闪蒸中的停留时间可以是如本文中论述的短停留时间。
在一些实施方案中,该分离步骤包括在闪蒸器(flasher),例如闪蒸蒸发器中分离。在这些实施方案中,将己二腈工艺料流蒸发并分离成塔顶料流,例如第一中间己二腈料流,和(第一)塔底料流。各种闪蒸器是本领域普通技术人员已知的,并可使用任何合适的闪蒸器,只要实现本文所述的分离。在一些实施方案中,可通过降低压力引发闪蒸器中的分离,例如绝热闪蒸,而不加热进料料流。在另一些实施方案中,可通过提高进料料流的温度引发闪蒸器中的分离,而不改变压力。在再一些实施方案中,可通过在加热进料料流的同时降低压力引发闪蒸器中的分离。在一些实施方案中,借助刮膜蒸发器(WFE)实现第一分离步骤。
在一些实施方案中,闪蒸步骤包括在闪蒸蒸发器中在减压下,例如在真空下分离己二腈工艺料流。在一些实施方案中,将闪蒸蒸发器中的压力降低到小于25托,例如小于20托、小于10托、小于5托或小于1托。在一些实施方案中,闪蒸步骤的闪蒸容器保持在恒定温度下。在一些实施方案中,闪蒸容器的温度可为175℃至235℃,例如180℃至230℃、185℃至225℃、或190℃至220℃。第一塔底料流包含高沸点组分(重质物)。第一塔底料流中可存在的重质物的实例包括异构己烷三腈、三(2-氰乙基)胺及其组合。在一个实施方案中,分离步骤在闪蒸器中进行,并且第一塔底料流包含异构己烷三腈和三(2-氰乙基)胺。第一塔底料流还可包含固体杂质。在一个实施方案中,闪蒸步骤从己二腈工艺料流中除去所有(即基本所有)的固体杂质。换言之,在这一实施方案中,闪蒸塔顶料流包含几乎0重量%固体杂质。在另一些实施方案中,闪蒸步骤可除去小于100%的固体杂质,例如小于99.9%、小于99%或小于98%。
第一中间己二腈料流可包含小于90重量%己二腈,例如小于75重量%、小于50重量%、小于40重量%、小于35重量%、小于30重量%、小于20重量%、小于18重量%、小于15重量%、小于12重量%、小于10重量%、小于5重量%、小于4重量%、小于3重量%或小于2重量%。就范围而言,第一中间己二腈料流可包含0.1重量%至90重量%己二腈,例如0.1重量%至75重量%、0.1重量%至40重量%、0.1重量%至10重量%、0.1重量%至5重量%、0.5重量%至5重量%、0.5重量%至3重量%、0.5重量%至30重量%、1重量%至20重量%、2重量%至20重量%、5重量%至18重量%、或5重量%至15重量%。就下限而言,第一中间己二腈料流可包含大于0.1重量%己二腈,例如大于0.3重量%、大于0.5重量%、大于0.7重量%、大于1.0重量%、大于1.5重量%、大于2重量%或大于5重量%。
在一些实施方案中,第一中间己二腈料流包含小于99重量%TCH,例如小于97重量%、小于90重量%、小于80重量%、小于70重量%、小于50重量%、小于35重量%、小于25重量%、小于20重量%、小于18重量%、小于15重量%、小于12重量%、小于10重量%或小于5重量%。就范围而言,第一中间己二腈料流可包含0.1重量%至99重量%TCH,例如50重量%至99重量%、75重量%至98重量%、85重量%至98重量%、90重量%至97重量%、0.1重量%至25重量%、0.5重量%至23重量%、0.5重量%至20重量%、1重量%至15重量%、1.5重量%至12重量%、或2重量%至11重量%。就下限而言,第一中间己二腈料流可包含大于0.1重量%TCH,例如大于0.3重量%、大于0.5重量%、大于0.7重量%、大于1.0重量%、大于1.5重量%、大于2重量%、大于5重量%、大于25重量%、大于50重量%、大于75重量%、大于85重量%、大于85重量%或大于90重量%。
在一个实施方案中,第一中间己二腈料流包含0重量%至70重量%的量的轻质物,例如0.1重量%至30重量%、0.1重量%至50重量%、0重量%至25重量%、0重量%至20重量%、0重量%至15重量%、0重量%至10重量%、1重量%至30重量%、1重量%至25重量%、1重量%至20重量%、1重量%至15重量%、1重量%至10重量%、2重量%至30重量%、2重量%至25重量%、2重量%至20重量%、2重量%至15重量%、2重量%至10重量%、3重量%至30重量%、3重量%至25重量%、3重量%至20重量%、0.1重量%至10重量%、0.1重量%至5重量%、0.3重量%至3重量%、0.5重量%至2重量%、1重量%至3重量%、3重量%至15重量%、3重量%至10重量%、4重量%至30重量%、4重量%至25重量%、4重量%至20重量%、4重量%至15重量%、4重量%至10重量%、5重量%至30重量%、5重量%至25重量%、5重量%至20重量%、5重量%至15重量%、或5重量%至10重量%。就上限而言,第一中间己二腈料流可包含小于70重量%轻质物,例如小于50重量%、小于30重量%、小于25重量%、小于20重量%、小于15重量%、小于10重量%、小于5重量%、小于3重量%或小于2重量%。就下限而言,第一中间己二腈料流可包含大于0重量%轻质物,例如大于0.1重量%、大于0.3重量%、大于0.5重量%、大于1重量%、大于2重量%、大于3重量%、大于4重量%或大于5重量%。
在一个实施方案中,第一中间己二腈料流包含0重量%至20重量%的量的重质物,例如0重量%至15重量%、0重量%至10重量%、0重量%至8重量%、0重量%至5重量%、0.5重量%至20重量%、0.5重量%至15重量%、0.5重量%至10重量%、0.5重量%至8重量%、0.5重量%至5重量%、1重量%至20重量%、1重量%至15重量%、1重量%至10重量%、1重量%至8重量%、1重量%至5重量%、1.5重量%至20重量%、1.5重量%至15重量%、1.5重量%至10重量%、1.5重量%至8重量%、1.5重量%至5重量%、2重量%至20重量%、2重量%至15重量%、2重量%至10重量%、2重量%至8重量%、2重量%至5重量%、2.5重量%至20重量%、2.5重量%至15重量%、2.5重量%至10重量%、2.5重量%至8重量%、或2.5重量%至5重量%。就上限而言,第一中间己二腈料流可包含小于20重量%重质物,例如小于15重量%、小于10重量%、小于8重量%或小于5重量%。就下限而言,第一中间己二腈料流可包含大于0重量%重质物,例如大于0.5重量%、大于1重量%、大于1.5重量%、大于2重量%或大于2.5重量%。
在一些情况下,闪蒸步骤从第一中间己二腈料流中除去显著部分的重质物。也就是说,己二腈工艺料流包含低量的(如果有的话)最初存在于进料料流中的重质物。在一些实施方案中,第一中间己二腈料流包含进料料流中存在的重质物的小于70%,例如小于65%、小于60%、小于55%或小于50%。
分离和第一TCH料流
在一些实施方案中,(第一)中间己二腈料流可在分离步骤中分离以形成包含己二腈和轻质物(低沸点组分)的(第二)中间己二腈料流、任选第一TCH料流和包含重质物(高沸点组分)的重质物料流。在一些情况下,该分离步骤可任选在一个或多个(蒸馏)塔中简单分离己二腈工艺料流,以形成中间己二腈料流。该分离步骤在一些情况下除去显著部分(如果不是全部)的存在于中间己二腈工艺料流中的低沸点组分和高沸点组分。在一些情况下,该分离步骤包含一个或多个塔,例如两个塔。在一些实施方案中,该分离步骤包含两个塔,且第一蒸馏塔形成作为塔顶料流的轻质物料流(第二中间己二腈料流)和第二塔底料流。第二塔底料流然后在第二蒸馏塔中分离以形成重质物料流作为第三塔底料流和TCH料流作为第三塔顶料流。
本文中论述的各种分离步骤可包括在一个或多个蒸馏塔中和/或在一个或多个闪蒸蒸发器中分离(第一)中间己二腈料流。所述一个或多个蒸馏塔的结构可广泛变化。各种蒸馏塔是本领域普通技术人员已知的,并且在第二分离步骤中可使用任何合适的塔,只要实现本文所述的分离。例如,蒸馏塔可包含任何合适的分离装置或分离装置的组合。例如,蒸馏塔可包含塔,例如标准蒸馏塔、填料塔、萃取蒸馏塔和/或共沸蒸馏塔。类似地,如上所述,各种闪蒸器是本领域普通技术人员已知的,并且在第二分离步骤中可使用任何合适的闪蒸器,只要实现本文所述的分离。例如,闪蒸器可包含绝热闪蒸蒸发器、加热闪蒸蒸发器或刮膜蒸发器或其组合。
分离步骤的实施方案可包括一个或多个蒸馏塔和/或一个或多个闪蒸器的任何组合,只要形成上述料流。
在一个实施方案中,例如,该分离步骤包含在两个连续蒸馏塔中分离(第一)中间己二腈料流。在这一实施方案中,在第一蒸馏塔中分离第一塔顶轻质物料流。从第一蒸馏塔的顶部(例如塔顶和/或相对较高的侧线)收集第二塔顶轻质物料流,并从第一蒸馏塔的底部(例如塔底和/或相对较低的侧线)收集第二塔底(中间)重质物料流。然后在第二蒸馏塔中分离第二塔底(中间)重质物料流的至少一部分。从第二蒸馏塔的底部(例如塔底和/或相对较低的侧线)收集第三塔底重质物料流。从第二蒸馏塔的顶部(例如塔顶和/或相对较高的侧线)收集TCH料流,例如作为第三塔顶轻质物料流。
在另一实施方案中,该分离步骤包含在蒸馏塔和蒸发器(例如闪蒸器、WFE或降膜蒸发器)中分离(第一)中间己二腈料流。在这一实施方案中,在第一蒸馏塔中分离第一蒸馏塔。从第一蒸馏塔的顶部(例如塔顶和/或相对较高的侧线)收集第二塔顶轻质物料流,从第一蒸馏塔的底部(例如塔底和/或相对较低的侧线)收集第二塔底重质物料流,并从第一蒸馏塔的侧线(side cut)收集侧馏分。然后在蒸发器中分离(separated draw)至少一部分侧馏分。从蒸发器的顶部收集第三塔顶轻质物料流,并从蒸发器的底部收集TCH料流,例如作为第三塔底重质物料流。
在另一实施方案中,该分离步骤包含在三个蒸馏塔中分离(第一)中间己二腈料流。在这一实施方案中,在第一蒸馏塔中分离第一塔顶轻质物料流。从第一蒸馏塔的顶部(例如塔顶和/或相对较高的侧线)收集第二塔顶轻质物料流,并从第一蒸馏塔的底部(例如塔底和/或相对较低的侧线)收集第二塔底重质物料流。然后在第二蒸馏塔中分离第二塔底重质物料流的至少一部分。从第二蒸馏塔的顶部(例如塔顶和/或相对较高的侧线)收集第三塔顶轻质物料流,并从第二蒸馏塔的底部(例如塔底和/或相对较低的侧线)收集第三塔底重质物料流。然后在第三蒸馏塔中分离第三塔顶轻质物料流的至少一部分。从第三蒸馏塔的底部(例如塔底和/或相对较低的侧线)收集第四塔底重质物料流,并从第三蒸馏塔的顶部(例如塔顶和/或相对较高的侧线)收集TCH料流,例如作为第四塔顶轻质物料流。
在另一实施方案中,该分离步骤包含在两个蒸馏塔和蒸发器(例如闪蒸器、WFE或降膜蒸发器)中分离(第一)中间己二腈料流。在这一实施方案中,在第一蒸馏塔中分离第一塔顶轻质物料流。从第一蒸馏塔的顶部(例如塔顶和/或相对较高的侧线)收集第二塔顶轻质物料流,并从第一蒸馏塔的底部(例如塔底和/或相对较低的侧线)收集第二塔底重质物料流。然后在第二蒸馏塔中分离第二塔底重质物料流的至少一部分。从第二蒸馏塔的顶部(例如塔顶和/或相对较高的侧线)收集第三塔顶轻质物料流,并从第二蒸馏塔的底部(例如塔底和/或相对较低的侧线)收集第三塔底重质物料流。然后在蒸发器中分离第三塔顶轻质物料流的至少一部分。从蒸发器的顶部收集第四塔顶轻质物料流,并从蒸发器的底部收集TCH料流,例如作为第四塔底重质物料流。
己二腈料流
在一些实施方案中,(第二)中间己二腈料流可包含大于1重量%己二腈,例如大于5重量%、大于6重量%、大于10重量%、大于20重量%、大于25重量%、大于30重量%、大于35重量%或大于50重量%。就范围而言,该中间己二腈料流可包含1重量%至95重量%己二腈、5重量%至95重量%、7重量%至75重量%、5重量%至35重量%、6重量%至30重量%、25重量%至75重量%、30重量%至70重量%、或40重量%至60重量%。就下限而言,该中间己二腈料流包含小于95重量%TCH,例如小于90重量%、小于85重量%、小于80重量%、小于75重量%、小于65重量%、小于60重量%或小于30重量%。
在一些实施方案中,(第二)中间己二腈料流可包含大于1重量%TCH,例如大于5重量%、大于10重量%、大于20重量%、大于25重量%、大于30重量%、大于35重量%、大于50重量%、大于60重量%或大于70重量%。就范围而言,该中间己二腈料流可包含1重量%至95重量%TCH、5重量%至95重量%、20重量%至95重量%、30重量%至95重量%、45重量%至80重量%、50重量%至95重量%、60重量%至90重量%、70重量%至90重量%、25重量%至75重量%、30重量%至70重量%、或40重量%至60重量%。就下限而言,该中间己二腈料流包含小于95重量%TCH,例如小于90重量%、小于85重量%、小于80重量%、小于75重量%、小于65重量%或小于60重量%。
(第二)中间己二腈料流可包含小于70重量%轻质物,例如小于50重量%、小于35重量%、小于25重量%、小于20重量%、小于15重量%、小于12重量%或小于10重量%。就范围而言,该中间己二腈料流可包含0.1重量%至70重量%轻质物,例如0.1重量%至50重量%、0.1重量%至25重量%、0.5重量%至25重量%、10重量%至25重量%、1重量%至20重量%、2重量%至18重量%、2重量%至15重量%、或2重量%至10重量%。就下限而言,该中间己二腈料流可包含大于0.1重量%轻质物,例如大于0.3重量%、大于0.5重量%、大于0.7重量%、大于1.0重量%、大于1.5重量%、大于2重量%或大于5重量%。如上所述,在一些情况下,术语“轻质物”是指具有较低沸点,例如比己二腈低的沸点或比TCH低的沸点的组分。
(第二)中间己二腈料流包含高沸点组分(重质物)。在一个实施方案中,(第二)中间己二腈料流包含0.1重量%至50重量%的量的高沸点组分,例如0.1重量%至20重量%、0.1重量%至10重量%、0.5重量%至10重量%、0.5重量%至5重量%、1重量%至3重量%、5重量%至50重量%,例如5重量%至45重量%、5重量%至40重量%、5重量%至35重量%、5重量%至30重量%、8重量%至50重量%、8重量%至45重量%、8重量%至40重量%、8重量%至35重量%、8重量%至30重量%、10重量%至50重量%、10重量%至45重量%、10重量%至40重量%、10重量%至35重量%、10重量%至30重量%、12重量%至50重量%、12重量%至45重量%、12重量%至40重量%、12重量%至35重量%、12重量%至30重量%、15重量%至50重量%、15重量%至45重量%、15重量%至40重量%、15重量%至35重量%、或15重量%至30重量%。就上限而言,(第二)中间己二腈料流可包含小于50重量%高沸点组分,例如小于45重量%、小于40重量%、小于35重量%、小于30重量%、小于20重量%、小于10重量%、小于5重量%或小于3重量%。就下限而言,(第二)中间己二腈料流可包含大于0.1重量%高沸点组分,例如大于0.5重量%、大于1重量%、大于5重量%、大于8重量%、大于10重量%、大于12重量%或大于15重量%。
在一些情况下,可在双塔系统中实现第一中间己二腈料流的分离。第一个塔产生第二中间己二腈料流和中间塔底料流,将其供入第二个塔。中间塔底料流可包含高量的TCH,然后可例如在一个或多个附加塔中进一步分离。例如,中间塔底料流在一些实施方案中包含90重量%至100重量%的高量的TCH,例如90重量%至99.9重量%、90重量%至99重量%、90重量%至98重量%、92.5重量%至100重量%、92.5重量%至99.9重量%、92.5重量%至99重量%、92.5至98重量%、95重量%至100重量%、95重量%至99.9重量%、95重量%至99重量%、95至98重量%、97.5重量%至100重量%、97.5重量%至99.9重量%、97.5至99重量%、或97.5至98重量%。就上限而言,中间塔底料流可包含小于100重量%TCH,例如小于99.9重量%、小于99重量%或小于98重量%。就下限而言,中间塔底料流可包含大于90重量%,例如大于92.5重量%、大于95重量%或大于97.5重量%。
中间塔底料流可进一步包含少量的己二腈和轻质物(量类似于本文对TCH料流论述的那些)。中间塔底料流可进一步包含重质物(量类似于本文对(第二)中间己二腈料流论述的那些)。
在一些情况下,中间塔底料流可进一步分离,以例如产生塔底重质物料流和TCH料流。
TCH料流
由于所公开的运行参数,在一些实施方案中,(第一)TCH料流可包含大于1重量%TCH,例如大于5重量%、大于10重量%、大于20重量%、大于25重量%、大于30重量%、大于35重量%、大于50重量%、大于75重量%、大于85重量%、大于90重量%、大于93%或大于95重量%。就范围而言,第一TCH料流可包含1重量%至99.9重量%TCH,例如25重量%至99.9重量%、50重量%至99.9重量%、75重量%至99.9重量%、90重量%至99.9重量%、85重量%至99.5重量%、5重量%至99重量%、50重量%至99重量%、5重量%至95重量%、25重量%至90重量%、45重量%至90重量%、或50重量%至85重量%。就上限而言,第一TCH料流包含小于99.9重量%TCH,例如小于99重量%、小于99.5重量%、小于95重量%、小于90重量%、小于85重量%、小于80重量%、小于75重量%或小于65重量%。
在一些实施方案中,(第一)TCH料流包含90重量%至100重量%的较高量的TCH,例如90重量%至99.9重量%、90重量%至99重量%、90重量%至98重量%、92.5重量%至100重量%、92.5重量%至99.9重量%、92.5重量%至99重量%、92.5至98重量%、95重量%至100重量%、95重量%至99.9重量%、95重量%至99重量%、95至98重量%、97.5重量%至100重量%、97.5重量%至99.9重量%、97.5至99重量%、或97.5至98重量%。就上限而言,TCH料流可包含小于100重量%TCH,例如小于99.9重量%、小于99重量%或小于98重量%。就下限而言,TCH料流可包含大于90重量%,例如大于92.5重量%、大于95重量%或大于97.5重量%。常规方法无法实现如此高的TCH纯度水平。
在一个实施方案中,TCH料流包含0重量%至10重量%的量的杂质,例如重质物和/或轻质物,例如0重量%至7.5重量%、0重量%至5重量%、0重量%至2.5重量%、0.1重量%至10重量%、0.1重量%至7.5重量%、0.1重量%至5重量%、0.1重量%至2.5重量%、0.1重量%至1.5重量%、0.2重量%至1.2重量%、0.3重量%至1.5重量%、0.5重量%至1.0重量%、1重量%至10重量%、1重量%至7.5重量%、1重量%至5重量%、1重量%至2.5重量%、2重量%至10重量%、2重量%至7.5重量%、2重量%至5重量%、或2重量%至2.5重量%。就上限而言,TCH料流可包含小于10重量%杂质,例如小于7.5重量%、小于5重量%、小于2.5重量%、小于1.5重量%、小于1.2重量%或小于1.0重量%。就下限而言,TCH料流可包含大于0重量%杂质,例如大于0.1重量%、大于1重量%或大于2重量%。TCH料流可包含这些量的胺和/或腈。在一些情况下,在分离中使用较低压力令人惊讶地提供沸点接近TCH的组分,例如CVA的改进的分离。这些范围和界限适用于独立或合计的重质物和轻质物。
(第一)TCH料流可包含小于25重量%己二腈,例如小于23重量%、小于20重量%、小于18重量%、小于15重量%、小于12重量%、小于10重量%、小于8重量%、小于5重量%、小于3重量%、小于1重量%、小于0.05重量%或小于0.03重量%。就范围而言,(第一)TCH料流可包含0.001重量%至25重量%己二腈,例如0.05重量%至5重量%、0.1重量%至25重量%、0.5重量%至22重量%、1重量%至20重量%、2重量%至20重量%、或5重量%至18重量%。就下限而言,(第一)TCH料流可包含大于0.001重量%己二腈,例如大于0.01重量%、大于0.01重量%、大于0.5重量%、大于1.0重量%、大于2.0重量%、大于5.0重量%、大于10重量%或大于15重量%。
在一个实施方案中,TCH料流包含0重量%至0.05重量%己二腈、0重量%至0.1重量%二(2-氰乙基)胺、0重量%至0.05重量%氰基戊酰胺和0重量%至0.05重量%三(2-氰乙基)胺。
重质物料流
由于所公开的运行参数,在一些实施方案中,重质物料流,其在一些情况下可以是来自双塔系统的第二个塔的塔底料流,除重质物外还可包含高量的TCH。在一些情况下,重质物料流可包含90重量%至100重量%的量的TCH,例如90重量%至99.9重量%、90重量%至99重量%、90重量%至98重量%、92.5重量%至100重量%、92.5重量%至99.9重量%、92.5重量%至99重量%、92.5至98重量%、95重量%至100重量%、95重量%至99.9重量%、95重量%至99重量%、95至98重量%、97.5重量%至100重量%、97.5重量%至99.9重量%、97.5至99重量%、或97.5至98重量%。就上限而言,重质物料流可包含小于100重量%TCH,例如小于99.9重量%、小于99重量%或小于98重量%。就下限而言,重质物料流可包含大于90重量%,例如大于92.5重量%、大于95重量%或大于97.5重量%。
在一些实施方案中,重质物料流可包含低量的轻质物和/或己二腈。例如,重质物料流可包含类似于上文对中间塔底料流或TCH料流论述的量的轻质物和/或己二腈。重质物料流可进一步包含重质物。重质物料流可进一步包含类似于本文对(第二)中间己二腈料流论述的量的重质物。
提纯
在一些情况下,中间己二腈料流任选经由一个或多个蒸馏塔提纯以形成包含大于50重量%己二腈的纯化己二腈料流。在一些情况下,中间己二腈料流可使用在该工艺外的现有提纯设备,例如在用于不同工艺的分离链(separation train)中提纯。
在一些实施方案中,纯化己二腈料流包含大于10重量%己二腈,例如大于25重量%、大于50重量%、大于75重量%、大于90重量%、大于92重量%、大于95重量%或大于97重量%。就范围而言,纯化己二腈料流可包含50重量%至100重量%己二腈,例如50重量%至99.5重量%、65重量%至99重量%、75重量%至99重量%、90重量%至97重量%、或90重量%至95重量%。
在一些情况下,纯化己二腈料流和TCH料流都存在(如本文所述)。在一些实施方案中,纯化己二腈料流包含大于95重量%己二腈且TCH料流包含大于95重量%TCH。
在一些情况下,中间己二腈料流的提纯可在外部系统,例如己二腈生产工艺中的精制工艺中进行。
分解
如上所述,本发明人现在已经发现,在常规己二腈提纯法中,某些高沸点组分容易分解成具有更高沸点和/或更低沸点的杂质。本发明人还已经发现,在常规方法中的高压和/或高温下,甚至TCH也会分解。特别地,本发明人现在已经发现,如在塔中长时间暴露于高压和/或高温促进高沸点组分的分解。通过采用本文中公开的特定工艺参数,可以有效缓解这种分解。特别地,较低压力的使用实现分解产物的减少或消除。
由于高沸点组分,例如TCH的存在,常规方法通常要求工艺料流暴露于在大气压下大约407℃的高温。如本领域技术人员可认识到,TCH的提纯因此常规上要求工艺料流暴露于高温,例如至少350℃、至少375℃、至少400℃或至少410℃。但是,在这些高温下,本发明人已经发现,高沸点组分,如TCH和己二腈迅速分解。因此,常规方法非常低效。但是,通过采用本文中公开的特定工艺参数,可有效缓解或消除这种分解。
在一个方面中,该提纯法可通过减少工艺料流例如在分离操作中暴露于高温的停留时间来抑制分解。通常,工艺料流可能在塔中暴露于高温和/或高压。为了减少长时间暴露,该方法可减少料流在给定塔(或闪蒸器)中的停留时间。例如,该方法可控制(第一或第二)中间己二腈料流或TCH料流(或另一提纯料流)在塔中的停留时间。在一个实施方案中,该方法将(第一或第二)中间己二腈料流或TCH料流(或另一提纯料流)在塔中的停留时间限制为小于8小时,例如小于7小时、小于6小时、小于5小时或小于4小时。
在一些方面中,该提纯法可通过减少工艺料流暴露于高压和/或压降来抑制分解。例如,该方法可控制己二腈工艺料流(或另一提纯料流)例如在分离步骤中经受的压力。在一个实施方案中,该提纯法限制进行分离步骤的压力。例如,可将操作压力限制为小于50托,例如小于45托、小于40托、小于35托、小于30托或小于25托。为了减少长时间暴露于高压,该方法可减少料流在给定塔(或闪蒸器)中的停留时间。例如,该方法可控制(第一或第二)中间己二腈料流或TCH料流在高压塔(例如具有大于50托的压力的塔)中的停留时间。
在一个方面中,分离和/或提纯步骤可通过减少工艺料流暴露于高温来抑制分解。例如,该方法可控制(第一或第二)中间己二腈料流或TCH料流(或另一提纯料流)例如在分离步骤中经受的温度。在一个实施方案中,该提纯法限制进行分离步骤的温度。例如,可将操作温度限制为小于350℃,例如小于325℃、小于300℃、小于275℃或小于250℃。就范围而言,操作温度可为225℃至350℃,例如250℃至325℃、或275℃至300℃、或250℃至275℃。
在一些方面中,该方法可控制料流经受的温度和其暴露于该温度的时间。例如,该方法可控制(第一或第二)中间己二腈料流或TCH料流(或另一提纯料流)在塔中的停留时间以及蒸馏塔的温度。在一个实施方案中,料流在230℃以上的温度中的停留时间小于8小时。温度和停留时间的上述范围和界限可互相组合。
在一些方面中,该方法可控制料流经受的温度和料流经受的压力。在一个实施方案中,可以控制该方法以使料流不暴露于300℃以上的温度或35托以上的压力。
在另一些方面中,该方法可通过采用具有某些物理特征的塔抑制分解。特别地,该提纯法中所用的蒸馏塔可具有某些形状。在一些实施方案中,蒸馏塔具有相对较小的贮槽(sumps)以最小化暴露于高温。在这些实施方案中,各塔的贮槽可逐渐收窄到较小直径,这能够减少暴露于较高温度。
对常规提纯法的这些修改减少高沸点组分的分解。在一些实施方案中,这些修改减少在第二分离步骤的过程中分解的第一塔顶料流中的高沸点组分的量。在一个实施方案中,分解的(第一或第二)中间己二腈料流或TCH料流(或另一提纯料流)中的高沸点组分的量为该料流中的高沸点组分的小于50重量%,例如小于45重量%、小于40重量%或小于30重量%。就下限而言,分解的高沸点组分的量可为该料流中的高沸点组分的大于0重量%,例如大于5重量%、大于10重量%或大于15重量%。就范围而言,分解的高沸点组分的量可为0重量%至50重量%,例如0重量%至45重量%、0重量%至40重量%、0重量%至30重量%、5重量%至50重量%、5重量%至45重量%、5重量%至40重量%、5重量%至30重量%、10重量%至50重量%、10重量%至45重量%、10重量%至40重量%、10重量%至30重量%、15重量%至50重量%、15重量%至45重量%、15重量%至40重量%、或15重量%至30重量%。
在一些实施方案中,各种工艺料流独立地包含小于1重量%高沸点组分的分解产物,例如小于0.8重量%、小于0.5重量%、小于0.3重量%、小于0.1重量%、小于0.05重量%或小于0.01重量%。
在一些实施方案中,分解产物将存在于各种塔底料流,例如第二蒸馏塔的塔底料流中。例如,塔底料流可包含大于0.1重量%分解产物,例如大于0.5重量%、大于1.0重量%、大于3.0重量%、大于5.0重量%、大于10.0重量%、大于25.0重量%或大于50.0重量%。
如上所述,高沸点组分可能分解成其它高沸点杂质和/或低沸点杂质。在一些情况下,高沸点组分可能分解成原本不存在于该系统中的其它高沸点杂质。换言之,该分解可能导致该系统中的高沸点杂质化合物的总数增加。通过抑制分解,如本文所述,可以减轻由分解造成的存在于该系统中的高沸点杂质化合物的总数增加。
在一些情况下,第一个塔(和/或任何后续提纯塔)可以短停留时间运行。进料料流在该方法的各个分离和/或提纯操作中的停留时间最小化,例如小于8小时,例如小于7小时、小于6小时、小于5小时或小于4小时。较低停留时间(任选与较低压降组合)出乎意料地有助于分离/提纯效率。
再循环步骤
在一些实施方案中,该方法包含将在分离步骤的过程中形成的(塔底物或重质物)料流的至少一部分再循环到上游点(靶点(target))的再循环步骤。例如,再循环步骤可包含将塔或闪蒸器之一的重质物料流的至少一部分再循环到该方法中的上游点。在一些实施方案中,再循环步骤包含将分离步骤的重质物料流的至少一部分再循环到闪蒸步骤的闪蒸器塔顶料流。在一些实施方案中,再循环步骤包含将提纯步骤的塔底料流的至少一部分再循环到闪蒸步骤的闪蒸器塔顶料流和/或分离步骤的塔底料流。
在一个实施方案中,再循环料流包含重质物,并且这些重质物的浓度令人惊讶地影响所得TCH料流的纯度并可有助于将塔顶料流中的高沸点组分的浓度控制为0重量%至10重量%。在一些情况下,再循环料流中的高沸点组分的浓度导致各种塔顶料流中的高沸点组分的量更少,进而带来己二腈和/或TCH的更高纯度。
在一些情况下,再循环料流包含0重量%至40重量%的量的重质物,例如0重量%至37.5重量%、0重量%至35重量%、0重量%至32.5重量%、0重量%至30重量%、5重量%至40重量%、5重量%至37.5重量%、5重量%至35重量%、5重量%至32.5重量%、5重量%至30重量%、10重量%至40重量%、10重量%至37.5重量%、10重量%至35重量%、10重量%至32.5重量%、10重量%至30重量%、15重量%至40重量%、15重量%至37.5重量%、15重量%至35重量%、15重量%至32.5重量%、15重量%至30重量%、20重量%至40重量%、20重量%至37.5重量%、20重量%至35重量%、20重量%至32.5重量%、或20重量%至30重量%。就上限而言,再循环料流可包含小于40重量%高沸点组分,例如小于37.5重量%、小于35重量%、小于32.5重量%或小于30重量%。就下限而言,再循环料流可包含大于0重量%高沸点组分,例如大于5重量%、大于10重量%、大于15重量%或大于20重量%。
在一些方面中,再循环步骤控制靶点(target)中的重质物浓度。例如,再循环步骤可通过将含重质物的料流再循环到闪蒸器料流而控制闪蒸器塔顶料流中的重质物浓度。
在一个实施方案中,由于再循环,再循环步骤将靶点(target)中的重质物浓度控制为0重量%至10重量%,例如0重量%至9重量%、0重量%至8重量%、0重量%至7重量%、1重量%至10重量%、1重量%至9重量%、1重量%至8重量%、1重量%至7重量%、2重量%至10重量%、2重量%至9重量%、2重量%至8重量%、2重量%至7重量%、3重量%至10重量%、3重量%至9重量%、3重量%至8重量%、或3重量%至7重量%。就上限而言,再循环步骤可将靶点(target)中的重质物浓度控制为小于10重量%,例如小于9重量%、小于8重量%或小于7重量%。就下限而言,再循环步骤可将靶点(target)中的重质物浓度控制为大于0重量%,例如大于1重量%、大于2重量%或大于3重量%。
示例性的分离和/或提纯方案公开在2019年5月24日提交的美国临时专利No.62/852,604中,其内容经此引用并入本文。
配置
图1–5显示本文中公开的TCH提纯法的几种配置的示意性概图。
图1显示己二腈分离法100的一个实施方案。在这一实施方案中,己二腈工艺料流101在闪蒸蒸发器102中分离以形成第一塔顶料流103和第一塔底料流104。第一塔顶料流103随后在第一蒸馏塔105中分离以形成作为第二塔顶料流106的轻质物料流和第二塔底料流107。第二塔底料流随后在第二蒸馏塔108中分离以形成作为第三塔底料流109的重质物料流和作为第三塔顶料流110的TCH料流。这一实施方案还具有任选的再循环步骤111,由此将一部分第三塔底料流109再循环到第一塔顶料流103和/或第二塔底料流107。
图2显示己二腈分离法200的另一实施方案。在这一实施方案中,己二腈工艺料流201在闪蒸蒸发器202中分离以形成第一塔顶料流203和第一塔底料流204。第一塔顶料流203随后在第一蒸馏塔205中分离以形成作为第二塔顶料流206的轻质物料流、第二塔底料流207和侧馏分208。侧馏分208随后在闪蒸器209中分离以形成作为第三塔底料流210的TCH和第三塔顶料流211。
图3显示己二腈分离法300的另一实施方案。在这一实施方案中,己二腈工艺料流301在闪蒸蒸发器302中分离以形成第一塔顶料流303和第一塔底料流304。第一塔顶料流303随后在第一蒸馏塔305中分离以形成作为第二塔顶料流306的轻质物料流和第二塔底料流307。第二塔底料流307随后在第二蒸馏塔308中分离以形成作为第三塔底料流309的重质物料流和第三塔顶料流或馏出料流310。第三塔顶料流310随后在第三蒸馏塔311中分离以形成第四塔顶料流312和作为第四塔底料流313的TCH料流。
图4显示己二腈分离法400的另一实施方案。在这一实施方案中,己二腈工艺料流401在闪蒸蒸发器402中分离以形成第一塔顶料流403和第一塔底料流404。第一塔顶料流403随后在第一蒸馏塔405中分离以形成作为第二塔顶料流406的轻质物料流和第二塔底料流407。第二塔底料流407随后在第二蒸馏塔408中分离以形成作为第三塔底料流409的重质物料流和第三塔顶料流或馏出料流410。第三塔顶料流410随后在闪蒸器411中分离以形成第四塔顶料流412和作为第四塔底料流413的TCH料流。
图5显示己二腈分离法500的另一实施方案。在这一实施方案中,己二腈工艺料流501在闪蒸蒸发器502中分离以形成第一塔顶料流503和第一塔底料流504。第一塔顶料流503随后在第一蒸馏塔505中分离以形成作为第二塔顶料流506的轻质物料流和第二塔底料流507。第二塔底料流507随后在第二蒸馏塔508中分离以形成作为第三塔底料流509的重质物料流和作为第三塔顶料流510的TCH料流。这一实施方案还具有任选的再循环步骤511,由此将一部分第三塔底料流509再循环到第一塔顶料流503和/或第二塔底料流507。这一实施方案还具有处理步骤512,由此对TCH料流510施以进一步处理以产生纯化TCH料流513。
参考下列非限制性实施例进一步理解本公开。
实施例
对于实施例1和2,从己二腈生产和提纯工艺收集己二腈工艺料流。将实施例1和2的己二腈工艺料流供入如本文所述的分离法,例如类似于图1中所述的分离。
己二腈工艺料流在刮膜蒸发器中分离多次,例如两次或四次。多次经过刮膜蒸发器产生塔顶物(第一中间己二腈料流)和包含高沸点组分和固体杂质的塔底物(重质物料流)。弃置重质物料流。己二腈工艺料流和第一中间己二腈料流的组成提供在表1中。TCH含量在一些情况下包括TCH及其异构体。
实施例1和/或2的第一中间己二腈料流在第一蒸馏塔中蒸馏。第一蒸馏塔在大约255℃的塔底温度和1mmHg下运行,且第一塔顶轻质物料流在第一蒸馏塔中的停留时间小于4小时。第一蒸馏塔产生有益地富集己二腈的塔顶物(第二中间己二腈料流)。在各种时间收集这一料流的样品并分析。这些样品的组成显示在表2a中。在一些情况下,发现在刮膜蒸发器中的循环数影响所得塔顶物的组成。
第一蒸馏塔还产生第二塔底料流,其含有高浓度的TCH和一些重质物。在各种时间收集这一料流的样品并分析。这些样品的组成显示在表2b中。
第二塔底料流随后在第二蒸馏塔中蒸馏。第二蒸馏塔在大约263℃的塔底温度、大约1mmHg的运行压力下运行,且第二塔底料流在第二蒸馏塔中的停留时间小于4小时。第二蒸馏塔产生第三塔底料流(重质物料流)。重质物料流可再循环和/或弃置。第二蒸馏塔还产生第三塔顶料流(TCH料流)。在各种时间收集这些料流的样品并分析。这些样品的组成显示在表3a–3d中。
如上表所示,在实施例1和2中进行的分离法有益地产生(第二)中间己二腈料流,其中己二腈浓度与进料中的初始己二腈浓度相比改进。该方法还有利地高纯TCH料流。特别地,该提纯法产生包含大于99重量%TCH并包含几乎不可测得的轻质物(或其它杂质)的TCH料流。如所示,第二塔底料流和/或重质物料流中的重质物浓度保持在本文中公开的范围和界限内。
如所示,出乎意料地发现,当塔进料具有较高己二腈浓度时,令人惊讶地改进塔顶物中的浓度改进。在使用类似设备的模拟中,当塔进料中的己二腈浓度高于10重量%时,塔顶物中的己二腈浓度有利地更高,例如超过50%。
作为一个益处,第二中间己二腈料流中的己二腈用于在单独生产工艺中形成己二胺。
实施方案
尤其公开了下列实施方案。
实施方案1:一种生产中间己二腈料流的方法,所述方法包含:分离包含小于50重量%己二腈和任选TCH的己二腈工艺料流以形成包含至少5重量%己二腈的中间己二腈料流和包含高沸点组分和任选固体杂质的重质物料流;和任选在所述方法外利用至少一部分所述中间己二腈料流.
实施方案2:实施方案1的实施方案1,其中己二腈工艺料流的分离包含:闪蒸己二腈工艺料流以形成包含至少5重量%己二腈和至少50重量%TCH的第一中间己二腈料流和重质物料流.。
实施方案3:实施方案1或2的实施方案,其中己二腈工艺料流的分离包含:在一个或多个塔中分离己二腈工艺料流以形成包含至少10重量%己二腈和至少25重量%TCH的第二中间己二腈料流、包含高沸点组分的重质物料流和包含TCH和小于10重量%杂质的TCH料流。
实施方案4:实施方案1–3任一项的实施方案,其进一步包含任选经由一个或多个蒸馏塔提纯中间己二腈料流以形成包含大于50重量%己二腈的纯化己二腈料流。
实施方案5:实施方案1–4任一项的实施方案,其中所述纯化己二腈料流包含大于95重量%己二腈,且所述TCH料流包含大于95重量%TCH。
实施方案6:实施方案1–5任一项的实施方案,其中第一中间己二腈料流包含比第二中间己二腈料流少的己二腈。
实施方案7:实施方案1–6任一项的实施方案,其中在分离步骤中的停留时间小于8小时。
实施方案8:实施方案1–7任一项的实施方案,其中所述己二腈工艺料流进一步包含TCH。
实施方案9:实施方案1–8任一项的实施方案,其中所述利用包含:利用中间己二腈料流中的己二腈以形成己二胺。
实施方案10:实施方案1–9任一项的实施方案,其中所述利用包含:合并中间己二腈料流中的己二腈形成电解质溶液。
实施方案11:实施方案1–10任一项的实施方案,其中所述TCH料流包含:TCH、0重量%至0.05重量%己二腈、0重量%至0.1重量%二(2-氰乙基)胺、0重量%至0.05重量%氰基戊酰胺和0重量%至0.05重量%三(2-氰乙基)胺。
实施方案12:实施方案1–11任一项的实施方案,其中己二腈工艺料流的分离包含:闪蒸己二腈工艺料流以形成包含至少5重量%己二腈和至少50重量%TCH的第一中间己二腈料流和重质物料流,和在一个或多个塔中分离第一中间己二腈料流以形成包含至少10重量%己二腈的第二中间己二腈料流、包含高沸点组分的重质物料流和包含至少25重量%TCH和小于10重量%杂质的TCH料流。
实施方案13:实施方案1–12任一项的实施方案,其中中间己二腈料流在分离步骤的塔中在高于230℃的温度下的停留时间小于8小时。
实施方案14:实施方案1–13任一项的实施方案,其中中间己二腈料流在分离步骤的塔中在高于50托的压力下的停留时间小于8小时。
尽管已经详细描述了本发明,但本领域技术人员容易看出在本发明的精神和范围内的修改。基于上文的论述、本领域中的相关知识和上文联系“背景”和“详述”论述的参考文献(其公开内容全部经此引用并入本文)。此外,应该理解的是,本发明的方面和各种实施方案的部分和在下文中和/或在所附权利要求书中列举的各种特征可全部或部分组合或互换。在各种实施方案的之前的描述中,参考另一实施方案的那些实施方案可如本领域技术人员所认识适当地与其它实施方案组合。此外,本领域普通技术人员会认识到,上文的描述仅作为实例并且无意构成限制。
Claims (14)
1.一种生产中间己二腈料流的方法,所述方法包含:
分离包含小于50重量%己二腈和任选TCH的己二腈工艺料流以形成包含至少5重量%己二腈的中间己二腈料流和包含高沸点组分和任选固体杂质的重质物料流;和
在所述方法外利用至少一部分所述中间己二腈料流。
2.根据权利要求1的方法,其中己二腈工艺料流的分离包含:
闪蒸己二腈工艺料流以形成包含至少5重量%己二腈和至少50重量%TCH的第一中间己二腈料流和重质物料流。
3.根据前述权利要求任一项的方法,其中己二腈工艺料流的分离包含:
在一个或多个塔中分离己二腈工艺料流以形成包含至少7重量%己二腈和至少25重量%TCH的第二中间己二腈料流、包含高沸点组分的重质物料流和包含TCH和小于10重量%杂质的TCH料流。
4.根据前述权利要求任一项的方法,其进一步包含任选经由一个或多个蒸馏塔提纯中间己二腈料流以形成包含大于50重量%己二腈的纯化己二腈料流。
5.根据前述权利要求任一项的方法,其中所述纯化己二腈料流包含大于95重量%己二腈,且所述TCH料流包含大于95重量%TCH。
6.根据前述权利要求任一项的方法,其中第一中间己二腈料流包含比第二中间己二腈料流少的己二腈。
7.根据前述权利要求任一项的方法,其中在分离步骤中的停留时间小于8小时。
8.根据前述权利要求任一项的方法,其中所述己二腈工艺料流进一步包含TCH。
9.根据前述权利要求任一项的方法,其中所述利用包含:
利用中间己二腈料流中的己二腈以形成己二胺。
10.根据前述权利要求任一项的方法,其中所述利用包含:
合并中间己二腈料流中的己二腈形成电解质溶液。
11.根据前述权利要求任一项的方法,其中所述TCH料流包含:
TCH、
0重量%至0.05重量%己二腈、
0重量%至0.1重量%二(2-氰乙基)胺、
0重量%至0.05重量%氰基戊酰胺,和
0重量%至0.05重量%三(2-氰乙基)胺。
12.根据前述权利要求任一项的方法,其中己二腈工艺料流的分离包含:
闪蒸己二腈工艺料流以形成包含至少5重量%己二腈和至少50重量%TCH的第一中间己二腈料流和重质物料流,和
在一个或多个塔中分离第一中间己二腈料流以形成包含至少10重量%己二腈的第二中间己二腈料流、包含高沸点组分的重质物料流和包含至少25重量%TCH和小于10重量%杂质的TCH料流。
13.根据前述权利要求任一项的方法,其中中间己二腈料流在分离步骤的塔中在高于230℃的温度下的停留时间小于8小时。
14.根据前述权利要求任一项的方法,其中中间己二腈料流在分离步骤的塔中在高于50托的压力下的停留时间小于8小时。
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