NO133036B - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
NO133036B
NO133036B NO4192/69A NO419269A NO133036B NO 133036 B NO133036 B NO 133036B NO 4192/69 A NO4192/69 A NO 4192/69A NO 419269 A NO419269 A NO 419269A NO 133036 B NO133036 B NO 133036B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
reactor
adiponitrile
ammonia
temperature
recycled
Prior art date
Application number
NO4192/69A
Other languages
English (en)
Other versions
NO133036C (no
Inventor
J L Hatten
Jr K R Nauck
Original Assignee
El Paso Products Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by El Paso Products Co filed Critical El Paso Products Co
Publication of NO133036B publication Critical patent/NO133036B/no
Publication of NO133036C publication Critical patent/NO133036C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C253/00Preparation of carboxylic acid nitriles
    • C07C253/22Preparation of carboxylic acid nitriles by reaction of ammonia with carboxylic acids with replacement of carboxyl groups by cyano groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en kontinuerlig fremgangsmåte for fremstilling avadiponitril ved en reaksjon mellom adipinsyre og ammoniakk.
Fremstillingen av adiponitril fra adipinsyre er meget viktig i industrien ettersom adiponitril er et meget verdifullt mellomprodukt fra hvilket heksametylendiamin kan fremstilles ved hydrogenering, og hvor diaminet og adipinsyren danner de basisstoffer som anvendes ved fremstillingen av visse typer nylon, f.eks. Nylon 66. Det er innlysende at heksametylendiamin er den 'mest kostbare kompo-
nent ved fremstillingen av slike typer nylon, og det er følgelig ønskelig å redusere fremstillingsomkostningene ved nevnte diamin
så meget som mulig. En meget viktig faktor ved fremstillingen av heksametylendiamin er omkostningene ved å rense de relativt dårlige kvaliteter av adiponitril som fremstilles ved tidligere kjente fremgangsmåter. I de fremgangsmåter som hittil er kjent må det frem-stilte adiponitril underkastes relativt kostbar rensing før det kan hydrogeneres til heksametylendiamin.
Det er videre kjent fra forskjellige tidligere patenter, f.eks. britist patent I.I37.657 samt US-patentene 2.I32.849 og 2.I44.34O, såvel som andre patenter, at adiponitril kan fremstilles ved en reaksjon mellom adipinsyre og ammoniakk i nærvær av en dehydratiseringskatalysator. Rent teoretisk skulle denne reaksjon gi gode utbytter av adiponitril, men det oppstår meget ofte praktiske vanskeligheter, slik at man får fremstilt adiponitril med relativt dårlig kvalitet. Årsaken er først og fremst at man i reaksjonen får dannet en rekke biprodukter som reduserer utbyttet og hever de etterfølgende om-kostninger ved rensingen. Videre er det også fra US-patenten 3.177'155 °g 3-299-116 kjent fremgangsmåter til fremstilling av adiponitril ved reaksjon mellom adipinsyre og ammoniakk i overskudd. Anvendelsen av en ikke katalytisk første reaktor som etterfølges av
en katalytisk annen reaktor er beskrevet i den ovenfor angitte k jent e t eknikk.
Et hovedproblem ved fremstillingen av adiponitril ved kjente fremgangsmåter og apparater er at man har fått en råativt sterk nedbrytning av adipinsyre og dets reaksjonsprodukter til en rekke dekomponeringsprodukter, f.eks. av den type som er nevnt ovenfor, såvel som ytterligere forbindelser, f.eks. cyklopentanon.
Det oppstår dessuten andre sidereaksjoner som resulterer i dannelsen
av biprodukter såsom 2-cyanocyklopentylidenimin (CCPI), adipimid-
tjære biprodukter samt elementært karbon. Det er innlysende at ned-brytningsreaksjoner av denne type reduserer utbyttet av det for-ønskede produkt, og man får som resultat et urent produkt som må underkastes relativt kostbare rensemetoder. Noe som er vel så
viktig sett fra et praktisk synspunkt, er at dannelsen av nedbrytnings-produktene frembringer meget alvorlige problemer med hensyn til til-tetning av apparater og tilførselsledninger samt oppbygning av av-setninger i systemet.
Sistnevnte problem, spesielt karbonoppbygning og dannelse av tjære har vært et meget alvorlig problem som har hindret en anvendelse av en økonomisk og kontinuerlig fremgangsmåte for fremstilling av adiponitril ved en reaksjon mellom ammoniakk og adipinsyre. Disse problemer er ikke blitt løst fordi man først og fremst ikke har funnet egnede fremgangsmåter ved hvilke man kan fjerne den tjære som dannes i systemet, hvorved det ikke har vært mulig å få et kontinuerlig system, hvor de dannede mellomprodukter ytterligere kan omdannes til det ønskede adiponitrilprodukt, og hvor innvinnbare utgangsmaterialer kan innvinnes og resirkuleres gjennom systemet slik at man får en virkelig kontinuerlig fremgangsmåte.
Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangs-
måte som unngår ovennevnte problemer ved at man får tilveiebragt en kontinuerlig og økonomisk fremgangsmåte for fremstilling av adiponitril fra adipinsyre og ammoniakk.
Hensiken med foreliggende oppfinnelse er å tilveie-
bringe en kontinuerlig fremgangsmåte ved hjelp av hvilken adiponitril fremstilles ved en reaksjon mellom adipinsyre og et overskudd av ammoniakk, og hvor en opphopning av tjære og andre uønskede produk-
ter i systemet reduseres, og hvor partielt reagerte mellomprodukter resirkuleres i systemet for fremstilling av ytterligere adiponitril,
noe som øker utbyttet og renheten av produktet.
Ved foreliggende fremgangsmåte er utbyttet meget høyt
og renheten av adiponitril er minst ^ Q%.
Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt en fremgangsmåte til fremstilling av adiponitril ved omdannelse av adipinsyre i en første reaktor uten dehydratiseringskatalysator i nærvær av 3~15 m°l ammoniakk pr. mol.adipinsyre og i nærvær av resirkulerte mellomprodukter-, hvor en blanding av produk-
ter oppnådd i den første reaktor omdannes videre i en annen reaktor ved en temperatur på 246°-3l6°C i nærvær av en dehydratiseringskatalysator, mens en blanding inneholdende adiponitril, vann, ammoniakk og mellomprodukter oppnådd under reaksjonen kontinuerlig føres til en rensekolonne, hvor adiponitril, mellomprodukter og en ammoniakk- og vannholdig fraksjon separeres og mellomprodukter resirkuleres til den første reaktoren, idet en blanding oppnådd under prosessen føres til en tjæreseparator, hvor blandingen oppvarmes og hvorfra tjære og katalysator som er tilbake som rest fjernes, og idet dannede damper av adipinsyre og ammoniakk resirkuleres i reaksjonen, kjennetegnet ved at den første reaktor opereres ved.én temperatur på l60°-2l6°C for dannelse av vesentlig-fast adipamid,
den således dannede reaksjonsblanding overføres til den andre reaktoren, hvor reaksjonen fortsettes i nærvær av en dehydratiseringskatalysator, en dampblanding inneholdende adiponitril, vann,, ammoniakk og mellomprodukter fjernes kontinuerlig fra den andre reaktoren og.føres til en rensekolonne, en strøm av mellomprodukter oppnådd som bunnprodxikt, avkjøles delvis og resirkuleres til den første reaktoren og delvis til den andre reaktoren, idet en strøm av adiponitril separeres i rensekolonnen ved en temperatur på 204°-238°C, hvilken strøm bringes i kontakt med en vandig ammoniakk-oppløsning, hvoretter fasene separeres, det organiske lag fjernes som produkt og det vandige lag resirkuleres i rensekolonnen, og ved at en del av den flytende reaksjonsblanding kontinuerlig fjernes fra reaktoren og føres til tjæreseparatoren, hvor nevnte blanding holdes i en tilstrekkelig tid ved en temperatur på 2l8°-274°C i kontakt med en strøm av ammoniakk for omdannelse av i det minste en del av mellomproduktene til adiponitril og resirkulering av dampfasen til den andre
reaktor.
I det følgende er betegnelsen prereaktor benyttet for
den første reaktor og traureaktor benyttet for den andre reaktor.
Ved foreliggende fremgangsmåte foretas bearbeiding av ammoniakk og vannfasene for en resirkulering til systemet, samt fjerning av adipimid fra adiponitrilproduktet ved en behandling med nevnte ammoniakk/vannoppløsning for derved å omdanne adipimid til adipamid, som deretter igjen resirkuleres til systemet for ytterligere omdannelse til adiponitril.
Det henvises nå til den vedlagte tegning som skjema-tisk viser en kontinuerlig fremgangsmåte ifølge foreliggende oppfinnelse.
Som nevnt ovenfor tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en kontinuerlig fremgangsmåte for fremstilling av adiponitril ved en reaksjon mellom adipinsyre og ammoniakk. Fremgangsmåten omfatter en rekke trinn, og man anvender en serie reaktorer for å oppnå en optimal omdannelse og innvinning av alt mulig dannet adiponitril, for å skille dette fra mellomprodukter, uønskede tjære-holdig$ materialer, vann som er dannet under reaksjonen, samt overskudd av ammoniakk, samtidig som man resirkulerer innvinnbare mellomprodukter og ammoniakk som kan brukes for ytterligere fremstilling av adiponitril.
De individuelle trinn i fremgangsmåten er ikke uav-hengige, ettersom driftsbetingelsene i en del vil påvirke driftsbetingelsene i flere eller andre deler av systemet. Driftsbetingelsene i hver enkelt seksjon må således bare fastsettes etterat man har tatt hensyn til effektene i hele systemet.
I første trinn blir adipinsyre ført inn i en prereak-
tor og kontaktet ammoniakkgass, og hvor prereaktoren holdes på en temperatur fra l60 til 2l6°C, fortrinnsvis 171 til l88°G. Ammoniak-
ken kan være foroppvarmet for å lette reguleringen av temperaturen i prereaktoren. Vanligvis vil prereaktoren være under et svakt over-trykk, f.eks. fra 1,4-2,8 ata, fortrinnsvis 1,2-1,9 ata. Prereaktoren inneholder ikke katalytiske midler såsom en dehydratiseringskatalysator, heller ikke holdes den på en tilstrekkelig høy temperatur til at man får en umiddelbar omdannelse av adipinsyren til adiponitril. Ammoniakken er tilstede i et molart overskudd på minst 3 m°l ammonialclc pr. mol adipinsyre for derved å senke tapene som skyldes dannelse av cyklopentanon, og ammoniakken anvendes i et overskudd fra 3;1 til 15:1.
Inn i prereaktoren kan man også føre resirkulerte mellomprodukter
fra destillasjons- eller rensekolonnen. Disse mellomprodukter er adipamid, cyanovalerianesyre, cyanovalerianamid og adiponitril.
I denne første reaktor blir adipinsyren og ammoniakken omsatt slik at man får fremstilt en blanding bestående i alt vesentlig av adipamid, vann og ammoniakk. Det kan i denne reaktor også dannes mindre deler av mellomprodukter såsom adipaminsyre og cyanovalerianamid, men det dannede hovedprodukt er adipamid. Som an-
gitt ovenfor er ingen katalysator tilstede i prereaktoren, etter-
som hovedformålet er en første omdannelse av adipinsyren før man anvender en katalysator for å omdanne reaktantene til adiponitril. Oppholdstiden i prereaktoren varierer fra 1 til 3 timer.
Den resirkulerte strøm fra rensekolonnen funksjonerer
som et bærestoff og som et temperaturregulerende element. Ved lavere temperaturer såsom ca. l82°C vil en del av adipamidet bli utfelt fra oppløsningen og føres ut som en grøt av de andre flytende produkter og i den flytende strøm som resirkuleres fra rensekolon-
nen.
Det eksisterer i den flytende fase en kjemisk like-
vekt mellom de forskjellige forbindelser. I denne reaksjon vil imidlertid utfellingen av adipamidet som et fast stoff være fordel-
aktig, ettersom man derved får fjernet ønskede produkter fra opp-løsningen og ved at man hindrer den flytende' fase i å nå en kjemisk likevekt, noe som i meget høy grad ville redusere den'ønskede reaksjon av diammoniumadipat til adipamid. Ved foreliggende oppfinnelse har man funnet at jo høyere adipåmidinnholdet- i tilførselen til den annen reaktor som f.eks. er perforert traureaktor, jo mindre mengde tjæreprodukter må renses ut av systemet. Det er følgelig meget ønskelig at den blanding som forlater prereaktoren har det høyeste adipamidinnhold som er mulig.
Slik det er nevnt ovenfor er det ikke noen katalysatorkomponenter tilstede i prereaktoren, ettersom et nærvær av katalysator i denne fører til en øket tjæredannelse. Dette fremgår meget klart ved at reaktormassen forandrer farve fra kremhvit ved et fravær av katalysator, til mørkere farver hvis en katalysator er tilstede. De foretrukne produkter er meget lyse, mens tjæreforbindelsene er mørke.
Den varme reaksjonsblanding fra prereaktoren føres så til en perforert traureaktor eller annen type reaktor som gir god kontakt mellom reaktantene. Denne reaktor gir følgelig en tilstrekkelig oppholdstid til at man får fremstilt adiponitril og til å gi en utmerket kontakt mellom den resirkulerende væske med ammoniakk til at man får en tilstrekkelig og effektiv væske/dampoverføring av reaktanter.
Denne perforerte traureaktor holdes på en temperatur fra 246 til 3l6°C, I denne reaktor vil væsken fra prereaktoren biandes med en resirkulerende strøm i det kontinuerlige system, og denne blanding pumpes gjennom en ytre varmeveksler.
Denne varmeveksler brukes for å holde reaksjonsblandingen på et ønsket temperaturnivå, slik at man opprettholder en endoterm reaksjon i traureaktoren■samtidig som man tilveiebringer tilstrekkelig varme for drift av rensekolonnen, slik dette vil bli angitt i det etterfølgende. Varmeveksleren tjener således til å
gi en meget nøyaktig og fin regulering av temperaturen i traureaktoren.
Væsken fra varmeveksleren returneres til toppen av traureaktoren, hvor den i motstrøm bringes i kontakt med ammoniakk-strømmen fra prereaktoren og tjæreseparatoren. Traureaktoren tilveiebringer således anordninger for å oppnå en væske/damplikevekt samtidig som man får tilfredsstillende reaksjonstider. Man anvender
t
flere trau for å sikre skikkelig damp/væskeoverføring av de forskjellige involverte forbindelser. Det er ønskelig å oppnå en fullstendig metning av den sirkulerende væske, såvel som i den dampstrøm som forlater traureaktoren.
Reaksjonsblandingen i traureaktoren tilsettes en katalytisk mengde av en dehydratiseringskatalysator. Denne katalysator anvendes i slike mengder at man holder fra 0,1 til 1,0% katalysator i traureaktoren, slik at en mindre mengde katalytisk materiale kontinuerlig må tilsettes systemet. Denne katalysator kan tilsettes ved å føre katalysatoren direkte inn i reaktoren, eller inn i en av de ledninger,gjennom hvilke reaksjonsblandingen sirku-leres i varmeveksleren.
En meget egnet katalysator for anvendelse i foreliggende fremgangsmåte er fosforsyre eller fosforsyre fortynnet med vann, noe som lett kan tilsettes systemet. Hvis det er ø nskelig,
kan man naturligvis også anvende andre dehydratiseringskatalysatorer. Katalysatorer av denne type omfatter forbindelser av fosforsyre slik som borfosfat og oksyder av aluminium, silisium, wolfram, titan og lignende. Man kan også anvende blandinger av disse forbindelser.
I denne traureaktor vil adipamidet sammen med eventuelt dannede mellomprodukter og ammoniakken reagere i nærvær av dehydratiseringskatalysatoren til adiponitril og mellomprodukter for nevnte forbindelser, nemlig cyanovalerianamid, cyanovaleriansyre og adipamid. Adiponitril og nevnte mellomprodukter i blanding méd ureagert ammoniakk og dannet vann under reaksjonen, føres så som en dampfase ut fra traureaktoren til en rensekolonne for produktinn-.vinning.
Under den ovennevnte reaksjon i traureaktoren vil en strøm av den flytende fase kontinuerlig bli tatt ut og ført til tjæreseparatoren inn i hvilken foroppvarmet ammoniakk tilføres, og hvor nevnte reaktor brukes for å innvinne og for å omdanne mellomprodukter , samt for å ta ut høyerekokende tjæreprodukter og katalysator, fra systemet. Tjæreseparatoren må være av-tilstrekkelig størrelse til at man får den tilstrekkelig tid til å omdanne de brukbare mellomprodukter til adiponitril samtidig som man konsentre-rer tjæreforbindelsene i reststrømmen. Denne tjæreseparator ér ut-styrt med en indre varmeveksler for å tilveiebringe varme for reaksjonen og fordampningsvarme for det adiponitril som destilleres ut av den innkommende ammoniakkoppløsning.
Tjæreseparatoren holdes på en temperatur fra 2l8 til 274°G> °.g en strøm av ammoniakk, fortrinnsvis oppvarmet til en temperatur noe nær separatorens temperatur, føres kontinuerlig gjennom separatoren. Som nevnt ovenfor tjener denne varme strøm av ammoniakk til å omdanne eventuelt tilstedeværende mellomprodukter til ytterligere adiponitril, som så returneres til traureaktoren i en dampfase sammen med overskuddet av ammoniakk.
Denne tjæreseparator må være tilstrekkelig stor til
at man får oppholdstider fra 6-7 timer, noe som er nødvendig for at man skal få omdannet hovedmengden av mellomproduktene til adiponitril, for å få en vesentlig mengde av tjæren og andre høyere-kokende produkter såvel som katalysatoren til å bli konsentrert i reststrømmen. Disse tjæreholdige materialer som har meget lavt inn-hold av brukbare mellomprodukter, f.eks. 10% eller lavere, fjernes fra tjæreseparatoren og systemet. Tjæreseparatoren er følgelig en meget viktig komponent i systemet, fordi man ved hjelp av denne får tilveiebragt anordninger som gjør det mulig å omdanne mellomprodukter til ytterligere produkt, foruten at man får fjernet tjæreaktige produkter fra systemet, slik at disse ikke tilstopper reaktorer og tilførselsledninger. Foreliggende fremgangsmåte tilveiebringer ved nevnte system en måte, hvorved all tjære kan fjernes fra systemet i en strøm med en tjærekonsentrasjon på opptil 90~95$> i motsetning til en tjærekonsentrasjon på ca. $ 0% ved hjelp av tidligere kjent fremgangsmåter. Dette resulterer i meget betydelige besparelser med hensyn til mellomprodukter foruten at man får et system som ikke tiltettes.
Reaksjonsproduktet fra traureaktoren føres så til en rensekolonne for å få fradestillert lavtkokende gasser, såsom ammoniakk, vanndamp samt lavtkokende mellomprodukter, f.eks. cyklopentanon, og disse tas ut fra toppen av kolonnen, mens adiponitrilproduktet tas ut som en sidefraksjon omtrent midt på kolonnen. De høyerekokende organiske forbindelser, fortrinnsvis primære mellomprodukter, tas ut av bunnen av kolonnen og splittes i to strømmer eller fraksjoner. Den første avkjøles og returneres til prereaktoren for der å virke som et bærestoff for de dannede adipamidkry-staller. Siden den totale reaksjon i prereaktoren er eksotermisk, må denne resirkulerte strøm avkjøles for derved å få en passende temperaturregulering. Nevnte andre fraksjon returneres til den perforerte traureaktoren for ytterligere omdannelse av mellomproduktene til adiponitril.
(
Det skal bemerkes at ingen katalysatorkomponenter med-føres til denne rensekolonne, ettersom kolonnen bare tilføres en dampfase.
Blandingen av ammoniakk, vann og flyktige forbindelser tas ut av toppen på kolonnen ved en temperatur fra 66 til 79°C ved et trykk varierende fra 1,0 til 2,1 ata og sendes til en produktinnvinningsenhet hvor blandingen avkjøles, føres til en lagringstank og hvor overskudd av flytende faser fjernes fra systemet for innvinning av ammoniakk. I tillegg til dette blir en del av den vandige ammoniakkoppløsning brukt for å bearbeide adiponitrilproduktet slik det er beskrevet i det etterfølgende, mens en annen del retureneres til toppen av rensekolonnen som tilbakeløp for å hjelpe til å holde likevekten i kolonnen og for å bidra til proses-sens kontinuerlige drift.
Adiponitrilet fjernes som en flytende sidefraks jon omtrent midt på kolonnen ved en temperatur fra 204 til 238°C.
Denne adiponitril-sidestrøm inneholder også noe cyanovaleriansyre, adipamid og adipimid, og fraksjonen bearbeides for å omdanne adipimidet til adipamidet, som så kan skilles fra diponitrilet, og dette kan så innvinnes fra systemet som et produkt med en renhet på minst 98%. Nevnte bearbeiding skjer ved å kontakte adiponitrilet med en del av den avkjølte ammonaikk/vannblanding fra toppen av kolonnen, slik det vil bli beskrevet i det etterfølgende.
Man kan i nevnte system anvende enhver egnet fremgangsmåte for å opprettholde tilbakeløp i rensekolonnen, slik at man får en effektiv separasjon av komponentene. Et system som imidlertid har vist seg å være meget vellykket, er en teknikk, hvor en
del av adiponitrilproduktet kontinuerlig tas ut og bearbeides slik at det skilles fra nesten alle uønskede forbindelser som vil bli i systemet, eller som vil bli utrenset i en annen strøm. Dette opp-nås i en utførelse ifølge foreliggende oppfinnelsen ved å anvende to tilbakeløpsstrømmer. Den første strøm består av vandig oppløsning av ammoniakk, som tilbakeløpskokes direkte tilbake til toppen av kolonnen for å redusere adiponitrilinnholdet i topproduktet. Den annen strøm består av en 100 %'s vandig fase innvunnet ved å be-handle adiponitril-sidestrømmen. Denne tilbakeløpsstrøm som inneholder mellomproduktene innvunnet ved ovennevnte behandling, føres inn i kolonnen på et punkt mellom topptilbakeløpet og uttaket for sidestrømmen. Detaljene ved en regulering av et slikt system for
frembringe den ønskede renhet på sidestrømmen og på toppfraksjonen, er velkjente i destillasjonsteknikken, og vil ikke bli angitt her. Alle tilbakeløpskokte organiske forbindelser (stort sett høyt-kokende), vil så bli fjernet fra bunnen av kolonnen og spaltes opp i to strømmer, hvorav den ene returneres til den perforerte traureaktor, mens den annen sendes til prereaktoren slik det er beskrevet ovenfor.
Separasjonspunktet for Vann og adiponitril er karakterisert med et meget vidt temperaturområde over et par teoretiske trinn, og kan hensiktsmessig reguleres ved hjelp av tilbakeløpet fora gi en toppfraksjDn som i alt vesentlig er adiponitrilfri og en side-strøm som i alt vesentlig er vannfri. Separasjonen mellom adiponitril og cyanovaleriansyre er imidlertid langt vanskeligere, ettersom den relative flyktighet er omtrent ca. 0,4) og hvor adiponitril er den mest flyktige forbindelse. I foreliggende oppfinnelse anvendte man følgende teknikk. Ved et punkt nær kolonnens bunn ble en temperaturforskjell mellom to punkter avlest. Denne temperaturforskjell ble så sendt til en reguleringsanordning som automatisk justerte uttakshastigheten av sidestrømmen, slik at man fikk et mer eller mindre organisk-tilbakeløp, hvorved man igjen påvirket side-strømmens renhet. Det er intet nytt ved denne type kolonneregulering. Den ovennevnte fremgangsmåte for kolonneregulering er kun nevnt for å vise hvor lett foreliggende fremgangsmåte kan drives på en virkelig kontinuerlig måte.
Som nevnt ovenfor bringes den sidestrøm som inneholder adiponitrilet i kontakt med en del av den kondenserte vandige ammoniakkoppløsning fra toppen av rensekolonnen. Denne fremgangsmåte omfatter at den flytende vandige ammoniakkoppløsning bringes i kontakt med varm adiponitril i adipimid-reaktoren. Gassformet ammoniakk i likevekt med reaksjonsblandingen blåses ut fra den vandige strøm ved hjelp av den varme sidestrøm. Denne damp returneres til systemet for ammoniakkresirkulering. Utblåsningen av ammoniakk avkjøler reaksjonsblandingen til den ønskede temperatur.
Adiponitril-sidestrømmen og gjenværende vandig ammoniakkoppløsning blandes kraftig ved utblåsningen av ammoniakk i adipimidekstraktoren. I denne ekstraktor har man tilstrekkelig oppholdstid til at adipimidet i sidestrømmen reagerer til adipamid, det vil si ved den velkjente reaksjon ved at adipimid omsettes med ammoniakk til adipamid. Oppløseligheten av adipamid er vesentlig større i den vandige fase enn i adiponitrilfasen, slik at reaksjonen/ekstraksjonen av adipimid/adipamid fraadiponitrilet blir meget effektivt utført i denne kolonne.
Mengden av vandig ammoniakk og temperaturen i adipimidekstraktoren er variable ettersom begge er funksjoner av den mengde adipimid som er tilstede i sidestrømmen. Man anvendte imidlertid i foreliggende system med relativt tilfredsstillende resultater 60°C og et forhold på ca. 1;1 mellom den vandige ammoni-akkoppløsning og sidestrømmen. Fra adipimidekstraktoren sendes blandingen til en dekanteringstank for å skille de to flytende faser. Den organiske fase som inneholder adiponitrilproduktet,
sendes så til en endelig rensing i en vanlig kolonne. Den vandige fase som inneholder ekstraherte mellomprodukter, resirkuleres til toppen av rensekolonnen.
Dette at man kontinuerlig returnerer den vandige
fase til toppen av rensekolonnen, vil gi en oppbygning av disse forbindelser i adiponitrilsidestrømmen, inntil man når en konstant konsentrasjon, dvs. man når et nivå at disse komponenter er istand
til å gå gjennom sidestrømsystemet og returnere til kolonnen. Man
har således.funnet at denne effekt ikke gir noen driftsproblemer.
Det går frem av det ovenstående at foreliggende fremgangsmåte gir en rekke fordeler ved at man får tilveiebragt en kontinuerlig driftsmåte for fremstilling av adiponitril fra adipinsyre og ammoniakk, og som klart er langt bedre enn tidligere kjente fremgangsmåter. Man oppnår således ved hjelp av foreliggende oppfinnelse et meget rent adiponitrilprodukt ved en fremgangsmåte som
.kan kjøres kontinuerlig over meget lange tidsrom fordi det er tilveiebragt anordninger, hvorved dannelsen av tjæreprodukter reduse-
res i meget høy grad, samtidig som katalysatorkomponentene holdes i traureaktoren og tjæreseparatoren, samtidig som man har tilveiebragt anordninger for kontinuerlig fjerning av eventuel tjæreaktige materialer i meget høye konsentrasjoner (90~95$)• Dette reduserer i meget betydelig grad tapet av verdifulle mellomprodukter i déhne rensestrøm. Man får videre tilveiebragt et system, hvorved det brysomme, men meget verdifulle mellomprodukt adipimid, kontinuerlig kan omdannes til adipamid, utskilles fra adiponitrilproduktet og returneres til systemet for omdannelse til adiponitril. "Man får således ved foreliggende fremgangsmåte tilveiebragt en virkelig kontinuerlig fremgangsmåte, hvor tilførselsledninger og reaktorer
ikke blir tiltettet av uønskede materialer og forbindelser, samtidig som produktet blir innvunnet i meget ren form.
Den vedlagte tegning viser et egnet apparat og en foretrukket utførelse for gjennomføring av foreliggende fremgangsmåte på en kontinuerlig måte, og det fremgår at adipinsyren (AA) til-føres gjennom ledning 1 i smeltet form til;prereaktoren 32. Ammoniakken, som i en kontinuerlig fremgangsmåte delvis består av resirkulert ammonaikk, tilføres via ledning 2 gjennom en strømregu-leringsanordning (ikke vist), blir så oppvarmet i forvarmer 31 (oppvarmet ved hjelp av damp i ledning 30), før nevnte ammoniakk føres ikn i bunnen av prereaktor 32 ved en temperatur på ca. l82°G og et trykk på 1,2-1,9 ata. I tillegg til dette blir resirkulerte-produkter slik det vil'bli beskrevet i det etterfølgende, ført inn' i prereaktoren via ledning 3 etter avkjøling.
Prereaktoren 32 holdes på en temperatur på i60-2l6°C, fortrinnsvis 171-l8S°C, f.eks. ca. l82°C, uten nærvær av katalysator. I denne reaktor blir ammoniakken og adipinsyren omsatt i ét fravær av katalysator, hvorved man får dannet en blanding bestående av utfelt adipamid, overskudd av ammoniakk, reaksjonsvann dg mindre mengder mellomprodukter ogureagert adipinsyre.
Denne reaksjonsproduktblanding føres ved en temperatur på ca. l82°G gjennom .ledning 4 til den perforerte traureaktor 34.
Den perforerte traureaktor 34 er tilveiebragt med en rekke perforerte trau 35 som sikrer skikkelig overføring av de
forskjellige forbindelser mellom de tilstedeværende damp- og væske-faser. Traureaktoren 34 holdes på en temperatur fra 246 til Jl6°G
og et trykk varierende fra 1,4 til 2,5 ata.
Strømmen fra prereaktoren i ledning 4 føres inn i den nedre del av traureaktoren 34- Den gassformede del av strømmen 4 stiger opp gjennom trauene 35» mens den flytende fase inneholdende eventuelt utfelt adipamid, kommer inn i traureaktoren 34> hvor eventuelt utfelt adipamid blir flytende og danner en del av den resirkulerte strøm som føres inn i ledning 9 °g pumpes via pumpe 43 gjennom varmeveksler 42, hvor blandingen oppvarmes ved en indirekte varmeveksling med varm olje som føres gjennom varmeveksler 42 via ledning 44. I denne varmeveksler får man tilført den varme, som er nødvendig for reaksjonen og den etterfølgende destillasjon. Temperaturen på den resirkulerte strøm varierer i området 274-3l6°C.
Som vist på tegningen blir den dehydratiseringskata—
lysator, f.eks. fosforsyre, ført inn i blandingen i ledning 9 via ledning 23 like før ledning 9 gar inn i varmeveksleren. Dette gir meget god katalysatorkontakt med blandingen, og tilveiebringer også
en hensiktsmessig anordning for tilførsel til traureaktoren. Katalysatoren kan imidlertid også tilføres direkte til traureak-
toren 34) eller inn i ledning 9 etter varmeveksleren 42 eller inn i ledning 4 før denne føres inn i traureaktoren 34-
Strømmen fra varmeveksleren 42 returneres så til
traureaktor 34 via ledning 9'
Under reaksjonen i traureaktoren 34) blir en del av blandingen kontinuerlig tatt fra bunnen via ledning 8 og ført inn i tjæreseparator 36 for fjerning av tjære etc. Ledning 8 kan være plasert ethvert sted på resirkuleringssløyfen. Tjæreseparatoren holdes på en temperatur i området 2l8-274°C) °g fersk eller resirkulert ammoniakk blir kontinuerlig ført inn i denne via led-
ning 6 etter en foroppvarming i varmeveksler 37 ved hjelp av damp-
i ledningene 39- Ammoniakken vil i tjæreseparatoren befinne seg
under et trykk på ca. 1,4 ata. Oppholdstiden i tjæreseparatoren er tilstrekkelig til at man får en ytterligere reaksjon og omdannelse av mellomprodukter til adiponitril, samt en akkumulasjon av tjæreaktige materialer i bunnen, hvoretter disse fjernes via ledning 7-
Den utstrømmende gass fra tjæreseparator 36 består av ammoniakk, adiponitril, mindre mengder fordampede mellomprodukter som så føres tilbake til traureaktor 34 via ledning 5 ?or ytterligere reaksjon av mellomprodukter og endelig innvinning av adiponitril.
Strømmen fra traureaktor 34 føres i gassfase via ledning 13 til bunnen av rensekolonne 45 f°r produktinnvinning.
I rensekolonne 45 blir bunndelen holdt på en temperatur i området 204-260°C, og denne temperatur'er avhengig av de andre systemvariable. Rensekolonne 45 omfatter vanligvis en destillasjons-kolonne enten av den pakkede type eller med trau, noe som i alle tilfeller gir meget god separasjon av de enkelte forbindelser. Kolonnen holdes under tilbakeløps-betingelser slik at man får god kolonneregulering, og samtidig en effektiv separasjon av materialene eller forbindelsene i den gassformede fase 13. I rensekolonne 45
vil de mer flyktige ' komponenter bestående av ureagert ammoniakk og vann stige til toppen av kolonnen gjennom ledning 16. Samtidig
tas adiponitrilproduktet ut som en væske via ledning 15 ved et punkt et stykke oppe på kolonnen. De høyerekokende forbindelser tas ut fra bunnen av kolonnen, slik det er vist på tegningen, via ledning 3A. Disse høytkokende forbindelser pumpes så via ledning 3 og pumpe 46 til et punkt, hvor strømmen spaltes i to porsjoner, hvorav den ene returneres til den perforerte traureaktor 34 via ledning 14.
Den andre del avkjøles i varmeveksler 41 og føres så inn i prereaktor 32 via ledning 3 for der å tilveiebringe avkjøling og virke som et bæremiddel for det dannede adipamid.
Skjønt rensekolonnen og de tilstøtende anordninger ikke representerer noe nytt, så er det her bare medtatt for å vise hvorledes foreliggende fremgangsmåte kan drives kontinuerlig i meget lange tidsrom.
Separasjonen av vann og adiponitril forløper over et stort temperaturområde (ca. 121°C) over to eller tre teoretiske trinn. Man utnytter denne egenskap ved å regulere dette meget lett påvirkbare punkt i kolonnen med vandig tilbakeløp. Ettersom all vandig fase fra adipimidekstraktoren blir tilbakeløpskokt, kan en regulering, av dette separasjonspunkt meget lett etableres med en del av den vandige ammoniakkoppløsning fra toppen av kolonnen.
På et punkt tilstrekkelig langt vekk fra separasjonspunktet for vann/adiponitril, blir adiponitril-sidestrømmen fjernet som en væske, i alt vesentlig vannfri. En effektiv separasjon av adiponitrilet fra høyerekokende mellomprodukter utføres ved en differensial temperaturregulering over to eller flere trau nær bunnen av kolonnen. Denne reguleringsanordning opererer en ventil på uttaksledningen for sidestrømmen, slik at man kan regulere produktuttaket pr. tidsenhet.
Ettersom de høyerekokende mellomprodukter når det nedre kontrolltrau, vil en økning-i A T bli avlest av kontroll-anordningen, hvorved nevnte ventil langsomt begynner å lukke seg. Dette gir umiddelbart mer adiponitriltilbakeløp som presser mellomproduktene ned i kolonnen og øker effektiviteten med hensyn til separasjonen av adiponitril og mellomproduktet.
.Toppfraksjonen tas ut fra toppen av kolonne 45 via ledning 16,..føres-gjennom en partiell kjøler 51, og hvor denne av-kjøles ved hjelp av vann som tilføres via ledning 55. Strømmen
føres så inn i en lagringstank 55* I denne tank blir den avkjølte toppfraksjon skilt i sine likevekts damp/væskefraksjoner. Ammoniakkgass innvinnes for resirkulering via ledning 22 til systemet.
En del av den flytende vandige ammoniakkoppløsning fra tank 50 pumpes via pumpe 53 °S ledning 28 til et punkt hvor den blåses inn i den varme adiponitrilstrømmen i ledning 15, og hele blandingen føres inn i adipimidekstraktor 48. Overskudd av vandig ammoniakk fjernes fra ledning 28 via ledning l8 og bearbeides for innvinning, av ammoniakk.
I adipimidekstraktor 48 blir den vandige ammoniakk-oppløsning og adiponitrilproduktstrømmen omsatt ved en temperatur i området 52-71°^ i et Par minutter, f.eks. fra 5 til 15 minutter for å omdanne adipimid til adipamid. Ammoniakk og vanndampt blir så resirkulert til ledning 16 via ledning 20. Den flytende blanding blir så ført gjennom ledning 29 til dekanteringstanken 49» hvor de vandige organiske faser blir skilt. Som nevnt ovenfor, vil et eventuelt tilstedeværende adipimid nå ha blitt omdannet til adipamid ved en reaksjon med ammoniakk, og nevnte adipamid samt eventuelt tilstedeværende 5~cyanovaleriansyre (CPAC) vil være oppløst i den vandige fase. I dekanteringstank 49 vil fasene bli skilt og adi-ponitriles tas ut fra toppen via ledning 19, føres vekk fra syste-
met og føres til en rensekolonne for innvinning. Disse sistnevnte rensekolonner er ikke vist ettersom de er av vanlig type.
Eventuell gassformet ammoniakk fra dekanteringstank
49 resirkuleres til ledning l6 via ledning 21 som løper sammen med ledning 20. Den vandige strøm fra dekanteringstank 49 tas ut fra
•bunnen av tanken via ledning 26 og sendes til tank 56 som er nivå-regulert, slik at all vandig ammoniakkoppløsning sendes tilbake til rensekolonnen via ledning 17 og pumpe 57-
Det er underforstått at man følgelig ved en passende kontroll av de mengder reaktanter som tilsettes prereaktoren, den mengde tjæreaktige biprodukter som tas ut fra tjæreseparatoren og ved å opprettholde et passende uttak av produkter foruten en passende resirkulering av produkter fra rensekolonnen, kan få tilveiebragt et fullstendig kontinuerlig system. I tillegg til dette kan verdifulle mellomprodukter som dannes under reaksjonen, resirkuleres gjennom systemet for ytterligere reaksjon til større mengder adiponitril, mens overskuddet av ammoniakk, som er nødvendig for å få utført en skikkelig reaksjon, blir renset tilstrekkelig for ny re-sirkulasjon til systemet. Vann som dannes som et resultat av de-hydratiseringsreaksjonen, tas ut og kan kastes bortsett fra det som måtte anvendes i rensekolonnen for å opprettholde systemets kontinuerlige natur. Det er foretrukket at mengden av mellomprodukter som resirkuleres til den første og dén andre reaktoren holdes mindre enn den mengde adipinsyre som tilføres til den første reaktoren.
Forskjellige pumper, måleventiler, strømningsreguler-ingsanordninger og lignende av den type som normalt anvendes i slike systemer, kan normalt anvendes i ovennevnte fremgangsmåte.for derved å gi optimale resultater ved hjelp av anordninger som i seg selv er kjente.
De temperaturer, trykk og andre betingelser som er
angitt, er de som gir de mest fordelaktige resultater.
Skjønt foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet med henvisning til den vedlagte tegning, er det underforstått at også andre typer reaktorer kan anvendes så lenge disse gir tilfredsstillende betingelser med hensyn til masseoverføring og for å få en fullstendig reaksjon.
Følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen. Alle deler er pr. vekt, hvis intet annet er angitt.
Eksempel 1
Det er i tabell I angitt strømningshastigheter for
hver strøm for en kontinuerlig reaksjon når man anvender et apparat av den type som er vist på tegningen. Det er i denne tabell angitt strømningshastigheter pr. time for hver strøm, idet denne passerer gjennom hver angitt ledning på tegningen.
Det fremgår av denne tabell at strømningshastighetene for hver komponent eller hver ledning er slik at man får en kontinuerlig drift hvor alle mellomprodukter resirkuleres tilbake til reaktorene- for omdannelse til adiponitril samtidig som uønskede produkter fjernes fra systemet. Tabellen angir også temperaturer, trykk og volum for prereaktoren, den perforerte traureaktor og tjæreseparatoren. Man får følgelig ved hjelp av foreliggende oppfinnelse tilveiebragt et meget fordelaktig system for fremstilling av adiponitril fra adipinsyre og ammoniakk på en kontinuerlig måte.
I dette eksemepl ble følgende betingelser og volumer anvendt: Prereaktor:. 24 liter
Temperatur -l82°C +5,5°C Trykk- 1,9 ata.
Perforert
traureaktor: 12 liter - 3 perforerte plater med et mellomrom på 25 cm Temperatur 271-282°C Trykk - 1,4 ata.
Tjære-
separator: 6,8 liter Temperatur - 235-246°C Trykk - 1,4 ata.
Den foregående beskrivelse av oppfinnelsen er blitt angitt med henvisning til visse utførelser.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av adiponitril ved omdannelse av adipinsyre i en første reaktor uten dehydratiseringskatalysator i nærvær av 3~^5 m°l ammoniakk pr. mol adipinsyre og i nærvær av resirkulerte mellomprodukter, hvor en blanding av produkter oppnådd i den første reaktor omdannes videre i en annen reaktor ved en temperatur på 246°-3l6°C i nærvær av en dehydratiseringskatalysator, mens en blanding inneholdende adiponitril, vann, ammoniakk og mellomprodukter oppnådd under reaksjoner) kontinuerlig føres til en rensekolonne, hvor adiponitril, mellomprodukter og en ammoniakk- og vannholdig fraksjon separeres og mellomprodukter resirkuleres til den første reaktoren, idet en blanding oppnådd under prosessen føres til en tjæreseparator, hvor blandingen oppvarmes og hvorfra tjære og katalysator som er tilbake som rest fjernes, og idet dannede damper av adipinsyre og ammoniakk resirkuleres i reaksjonen, karakterisert ved at den første reaktor opereres ved en temperatur på l60°-2l6°C for dannelse av vesentlig fast adipamid, den således dannede reaksjonsblanding overføres til den andre reaktoren hvor reaksjonen fortsettes i nærvær av en dehydratiseringskatalysator, en dampblanding inneholdende adiponitril, vann, ammoniakk og mellomprodukter fjernes kontinuerlig fra den andre reaktoren og føres til en rensekolonne, en strøm av mellomprodukter oppnådd som bunnprodukt avkjøles delvis og resirkuleres til den første reaktoren og delvis til den andre reaktoren, idet en strøm av adiponitril separeres i rensekolonnen ved en temperatur på 204°-238°G, hvilken strøm bringes i kontakt med en vandig ammoniakk-oppløsning, hvoretter fasene separeres, det organiske lag fjernes som produkt og det vandige lag resirkuleres til rensekolonnen, at en del av den flytende reaksjonsblanding kontinuerlig fjernes fra den andre reaktoren og føres til tjæreseparatoren, hvor nevnte blanding holdes i en tilstrekkelig tid ved en temperatur på 218-274°G i kontakt med en strøm av ammoniakk for omdannelse av i det minste en del av mellomproduktene til adiponitril og resirkulering av dampfasen til den andre reaktor.
r
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at den første reaktoren opereres ved et trykk på 1,2-1,9 ata og ved en temperatur på 171-l88°C.
3« Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at tjæreseparatoren opereres ved en temperatur på 235-246°C og ved et trykk på 1,4 ata.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 3>karakterisert ved at mengden av mellomprodukter som resirkuleres til den første og den andre reaktoren holdes mindre enn den mengde adipinsyre som tilføres til den første reaktoren.
NO4192/69A 1969-01-22 1969-10-22 NO133036C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US79304469A 1969-01-22 1969-01-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO133036B true NO133036B (no) 1975-11-17
NO133036C NO133036C (no) 1976-02-25

Family

ID=25158924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO4192/69A NO133036C (no) 1969-01-22 1969-10-22

Country Status (15)

Country Link
US (1) US3629316A (no)
JP (1) JPS4933174B1 (no)
AT (1) AT296952B (no)
BE (1) BE741501A (no)
BR (1) BR6915352D0 (no)
CH (1) CH511215A (no)
DE (1) DE2000822A1 (no)
ES (1) ES373889A1 (no)
FR (1) FR2028842A1 (no)
GB (1) GB1248519A (no)
IE (1) IE33593B1 (no)
LU (1) LU59784A1 (no)
NL (1) NL142152B (no)
NO (1) NO133036C (no)
SE (1) SE374739B (no)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55154160A (en) * 1979-05-22 1980-12-01 Mitsubishi Plastics Ind Sheet for moistureeproof molding
JPS595334U (ja) * 1982-07-02 1984-01-13 住友ベークライト株式会社 多層円筒容器
DE3424701A1 (de) * 1984-07-05 1986-02-06 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur herstellung von adipodinitril
WO2012141997A1 (en) 2011-04-09 2012-10-18 Amyris, Inc. Process for preparing caprolactam and polyamides therefrom
CN108484442A (zh) * 2018-06-01 2018-09-04 重庆华峰化工有限公司 一种己二腈的精制方法
CN108409606B (zh) * 2018-06-01 2019-03-29 重庆华峰化工有限公司 一种己二腈的生产系统
CN109593051B (zh) * 2018-12-29 2021-07-16 江阴苏利化学股份有限公司 一种百菌清原料间苯二甲腈的精制方法
CN112409210A (zh) * 2020-10-12 2021-02-26 瑞典国际化工技术有限公司 一种己二酸氨化制己二腈的方法及其装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE2000822A1 (de) 1970-08-27
FR2028842A1 (no) 1970-10-16
ES373889A1 (es) 1972-04-01
NL6916771A (no) 1970-07-24
SE374739B (no) 1975-03-17
GB1248519A (en) 1971-10-06
CH511215A (fr) 1971-08-15
IE33593B1 (en) 1974-08-21
BR6915352D0 (pt) 1973-04-26
IE33593L (en) 1970-07-22
US3629316A (en) 1971-12-21
LU59784A1 (no) 1970-01-13
AT296952B (de) 1972-03-10
NO133036C (no) 1976-02-25
NL142152B (nl) 1974-05-15
JPS4933174B1 (no) 1974-09-05
BE741501A (no) 1970-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5026533A (en) Method and apparatus for the preparation of dichlorosilane
JP5419456B2 (ja) モノシランの連続的製造方法
CN108290833B (zh) 生产双(氟磺酰基)酰亚胺的方法
NO133036B (no)
US4094962A (en) Process for producing hydrogen and sulfur from hydrogen sulfide
JPS6320219B2 (no)
CN112811984A (zh) 一种丙炔醇、丁炔二醇水溶液体系的隔板精馏工艺和设备
HU202175B (en) Process for producing vinyl chloride by splitting 1,2-dichloroethane by heat effect and device for implementing the process
US5089246A (en) Process for converting carbon disulfide to hydrogen sulfide in hydrogen sulfide/carbon disulfide mixtures
US2701262A (en) Urea purification
SU1528784A1 (ru) Способ переработки газового конденсата
JPS5892626A (ja) 1,2−ジクロルエタンの製法
CN100368396C (zh) 生产己内酰胺的方法
US2922751A (en) Debenzolizing wash oil
US5705040A (en) Process for preparing a substantially pure aqueous solution of hydrogen peroxide
US4327219A (en) Nicotinamide production
US6858728B2 (en) Method for making caprolactam from impure ACN in which THA is not removed until after caprolactam is produced
US2657237A (en) Process for the separation and recovery of methyl amines
SU1240364A3 (ru) Способ получени жидких углеводородов из угл
US2622009A (en) Method of purifying sodium hydroxide solutions
US2999053A (en) Recovery of trimethylamine by extractive distillation
NO143043B (no) Tilleggsinnretning for termostat som er utfoert for styring av en romoppvarmning
US3661970A (en) Method for reacting a mixture of carboxylic acids with ammonia to provide nitriles
CA1189812A (en) Hydrocarbon, ammonia and metal value recovery from conversion of shale oil rock
SU297189A1 (ru) Способ выделения жидкого цианурхлорида