TW201504204A - 用於精煉腈化物的改良方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種用於在特定整合式、連續蒸餾的精煉製程中自包含2-甲基-戊二腈及其他具有極其接近的相對揮發性之C6腈化物(例如2-乙基丁二腈及己二腈)之混合物中優先濃縮2-甲基戊二腈之改良方法，其有利地利用謹慎分級之蒸餾設備系列及藉由在經最佳化之窗口內操作以便有效分離來進行。

Description

用於精煉腈化物的改良方法 【相關申請案之交叉參考】

本申請案主張於2013年6月26日申請之美國臨時申請案第61/839,435號之優先權申請日，該申請案之揭示內容特定地以全文引用的方式併入本文中。

本發明係關於一種用於自包含2-甲基戊二腈及其他C₆腈化物之混合物中優先濃縮2-甲基戊二腈之改良方法，該等其他C₆腈化物在10至300mmHg之壓力範圍及170至210℃之溫度範圍內具有在0.9至1.2範圍內之極其接近的相對揮發性。更明確而言，本發明係關於一種用於在特定整合式、連續蒸餾的精煉製程中自包含2-甲基戊二腈及其他具有極其接近之相對揮發性之C₆腈化物(例如，2-乙基丁二腈及己二腈)之混合物中優先濃縮2-甲基戊二腈之改良方法，其有利地利用謹慎分級之蒸餾設備系列及藉由在經最佳化之窗口內操作以便有效分離來進行。

在用於生產己二腈之當前商用方法中，起始反應物為丁二烯及氰化氫。己二腈中間物因其商業通用性而為一種重要的化學品，且其應用於工業生產用於形成薄膜、纖維及模製部件之耐綸聚醯胺(nylon polyamide)。此類方法之化學熱力學通常在己二腈合成期間有利於數種其他副產物物質。雖然目標始終為使該等副產物之產生最小化並提 高所需產物之產率，但是此等獨特的副產物中的一些自身具有高度專業化的市場。此等副產物中之一種為標記為2-甲基戊烷二腈(2-methylpentanedinitrile)之分支鏈六碳二腈化物，通常稱為2-甲基戊二腈(2-methylglutaronitrile)。

需要收集含有2-甲基-戊二腈之副產物粗物質且將其進一步處理成其最高純度形式(例如，最低99.1wt.%)。此產物在商業上已知為DYTEK^® MGN(2-甲基戊二腈)，其為用於纖維、溶劑及聚合物工業之高沸點特用中間物。

數種雜質自己二腈合成製程中清除，該等雜質在此粗二腈化物流中最終呈不同濃度。此等雜質包括不同形式之三價及五價磷物質、二醇、苯酚、甲酚及兒茶酚以及其他經取代之腈化物及二腈化物。在以丁二烯及氰化氫為起始物質之己二腈合成製程中，用作丁二烯穩定劑之第三丁基兒茶酚(「TBC」)與含硼助催化劑隨後相互作用以形成苯基酸TBC酯。針對此等低沸點及高沸點雜質連續分析在己二腈合成製程中由此形成之富含2-甲基戊二腈之粗物質。

較高純度2-甲基戊二腈(諸如DYTEK^® MGN)之催化氫化為一種重要的化學製程。由於在己二腈合成製程中伴隨2-甲基戊二腈產生之雜質嚴重鈍化氫化催化劑，故需要將該等雜質自2-甲基戊二腈中分離出來。此外，一些雜質干擾下游化學反應，藉此對所需產物產率及/或分離造成負面影響。在此方面最重要的為雜質2-乙基丁二腈(「ESN」)，其以相當大的數量存在且為與2-甲基戊二腈極其接近的沸騰物。

美國專利第5,312,959A號揭示一種使用鎳催化劑及作為促進劑之硼化合物純化來自丁二烯與氰化氫反應製程之含有硼殘留物之2-甲基戊二腈或己二腈的方法。該方法包含添加選自由胺基醇及二醇組成之群的醇，且隨後藉由蒸餾來回收腈化物。當2-甲基戊二腈經純化時， 單個蒸餾塔通常將在10至300mmHg範圍內之壓力下及在70至160℃範圍內之溫度下運作。

美國專利第3,496,218號、第4,330,483號及第4,339,395號揭示藉由丁二烯與氰化氫之間的硼促進之催化反應來製造腈化物。由此形成之產物混合物在所需腈化物產物中含有不同含量之有機硼以及其他烴雜質。移除此等雜質為在下游有效地處理所需腈化物產物所必需的。

美國專利第7,501,045 B2號揭示一種用於自源自不飽和單腈化物氫氰化之介質中分離一組二腈化合物之方法。在此公開案中，未揭示在二腈化物組自身內，亦即在己二腈、甲基戊二腈及乙基丁二腈之間的分離。本發明詳細涉及在具有極其接近的相對揮發性之二腈化物組化合物之間的此複雜分離。

美國專利第8,247,561 B2號揭示一種用於自增濃甲基戊二腈或其與其他二腈化物之混合物之氫化中製造2-甲基戊二胺(「MPMD」)及3-甲基哌啶(「MPP」)之化學轉化方法。眾所周知，增濃(但未經純化)之甲基戊二腈流之氫化將產生由MPMD及MPP組成之合成產物。本發明涉及一種將甲基戊二腈純化成至少99.1wt.%(具有0.5wt.%其他二腈化物雜質)之選擇性方法。此將為大大改良的具有最高MPMD產率之氫化饋入材料。

上述方法可能增加用於自包含2-甲基戊二腈及其他具有極其接近的相對揮發性之C₆腈化物(例如，ESN及己二腈)之混合物中優先濃縮2-甲基戊二腈之方法的複雜性、處理侷限性及/或成本。一個最需要及苛刻之化學步驟為分離粗2-甲基戊二腈以用於製成基本上不含此等雜質之高純度DYTEK^® MGN。此直鏈/經取代之二腈化物粗物料流之純化在可獲得的文獻中並非簡單或顯而易見的。需要一種用於自該等混合物中優先濃縮2-甲基戊二腈之簡單經濟的方法。

本發明提供一種經濟、改良、整合式、連續的方法，該方法藉助於經最佳化之的蒸餾設備配置及操作，用於自包含2-甲基戊二腈及其他具有極其接近的相對揮發性之C₆腈化物(例如，ESN及己二腈)之混合物中優先濃縮較高純度之2-甲基戊二腈。本發明方法之一實施例涉及以下步驟：a)提供包含約75至約90wt.% 2-甲基戊二腈、約2至約25wt.%其他C₆腈化物及約0至約8wt.%其他較輕雜質之原料混合物，b)將步驟a)之原料混合物饋入包含至少五個填充段之第一蒸餾塔之上半部分，該至少五個等填充段提供至少50個理論蒸餾級之等效物，c)將來自步驟b)之第一蒸餾塔頂部之製程蒸氣自塔頂傳送至維持在例如約30至約50℃之冷凝溫度下之第一冷凝裝置，藉以將製程蒸氣冷卻以變為所得液體及淨化物質，d)將步驟c)之所得液體的一部分傳送至步驟b)之第一蒸餾塔之頂部且移除一部分步驟c)之所得淨化物質，e)將來自步驟b)之第一蒸餾塔底部之液體傳送至維持在例如約180至約220℃之沸騰溫度下之第一沸騰裝置，藉以將液體加熱以變為飽和蒸氣及增濃液體，f)將步驟e)之飽和蒸氣傳送至步驟b)之第一蒸餾塔底部，且將步驟e)之增濃液體傳送至包含至少三個填充段之第二蒸餾塔之中部，該至少三個填充段提供至少20個理論蒸餾級之等效物，g)將來自步驟f)之第二蒸餾塔頂部之製程蒸氣自塔頂傳送至維持在例如約30至約40℃之冷凝溫度下之第二冷凝裝置，藉以將製程蒸氣冷卻以變為第二所得液體及第二淨化物質，h)將步驟g)之第二所得液體的一部分傳送至步驟f)之第二蒸餾塔之頂部，i)回收步驟g)之第二所得液體之剩餘部分作為產物，其包含至少99.1wt.% 2-甲基戊二腈及0.5wt.%其他C₆腈化物，j)將來自步驟f)之第二蒸餾塔底部之液體傳送至維持在例如約200至約220℃之沸騰溫度下之第二沸騰裝置，藉以將液體加熱以變為第二飽和蒸氣及第二增濃液體，及k)將步驟j)之第二飽和蒸氣傳送至步驟f)之第二蒸餾塔底部且移除步驟j)之第二增濃液體。

在本發明之另一實施例中，上述步驟a)之原料混合物亦包含約1至約12wt.% ESN、約1至約15wt.%己二腈，且在上述步驟i)中所回收之產物包含0.4wt.% ESN及0.1wt.%己二腈。

在本發明之另一實施例中，上述步驟a)之原料混合物亦包含約0至約5wt.%苯酚及甲酚、約0至約10wt.%水、約0至約2wt.%戊烯腈、約0至約1000ppm酸酯或二醇、約0至約100ppm氰化氫及約0至約100ppm苯。在另一實施例中，上述步驟b)之第一蒸餾塔包含至少五個填充段，該至少五個填充段提供約50至約60個(例如，約57個)理論蒸餾級之等效物。在本發明之另一實施例中，上述步驟f)之第二蒸餾塔包含至少三個填充段，該至少三個填充段提供約20至約30個(例如，約24個)理論蒸餾級之等效物。

本發明之另一實施例包含以下視情況選用之步驟：將上述步驟e)之增濃液體的一部分與原料混合物一起傳送至步驟b)之第一蒸餾塔；及/或以下視情況選用之步驟：將上述步驟j)之第二增濃液體的一部分與步驟e)之增濃液體一起傳送至步驟f)之第二蒸餾塔。

本發明之另一實施例包含以下視情況選用之步驟：將上述步驟c)之所得液體的一部分與上述步驟a)之原料混合物一起傳送至步驟b)之第一蒸餾塔；及/或以下視情況選用之步驟：將上述步驟g)之第二所得液體的一部分與步驟e)之增濃液體一起傳送至步驟f)之第二蒸餾塔。

9‧‧‧粗物料流

17‧‧‧物料流

19‧‧‧物料流

21‧‧‧物料流

23‧‧‧物料流

24‧‧‧物料流

25‧‧‧物料流

27‧‧‧物料流

28‧‧‧物料流

31‧‧‧物料流

33‧‧‧物料流

34‧‧‧物料流

35‧‧‧物料流

37‧‧‧物料流

38‧‧‧物料流

40‧‧‧進料儲存容器

41‧‧‧物料流

43‧‧‧物料流

44‧‧‧物料流

45‧‧‧物料流

47‧‧‧物料流

48‧‧‧物料流

50‧‧‧視情況選用之塔

52‧‧‧冷凝單元

53‧‧‧物料流

55‧‧‧煮沸設備

56‧‧‧物料流

60‧‧‧第一蒸餾塔

62‧‧‧第一冷凝單元/塔頂冷凝器

63‧‧‧物料流

65‧‧‧第一煮沸設備

66‧‧‧物料流

70‧‧‧第二蒸餾塔

72‧‧‧第二冷凝單元

73‧‧‧物料流

75‧‧‧第二煮沸設備

78‧‧‧物料流

圖1展示本方法之一實施例之簡圖，其涉及按本發明中所需組態之第一及第二蒸餾塔。

圖2展示本方法之初步非限制性實施例之簡圖。

以範圍形式表示之值應以靈活方式解釋為不僅包括如該範圍界 限明確所述之數值，且亦包括在該範圍內所涵蓋之所有個別數值或子範圍，如同明確敍述各數值及子範圍一般。舉例而言，範圍「約0.1%至約5%」或「約0.1%至5%」應解釋為不僅包括約0.1%至約5%，且亦包括處於指定範圍內之個別值(例如1%、2%、3%及4%)及子範圍(例如0.1%至0.5%、1.1%至2.2%、3.3%至4.4%)。除非另外指示，否則陳述「約X至Y」具有與「約X至約Y」相同之含義。類似地，除非另外指明，否則陳述「約X、Y或約Z」具有與「約X、約Y或約Z」相同之含義。

如本文所用之術語「約」可允許值或範圍的一定程度之變化，例如在所陳述之值或所陳述之範圍界限的10%之內、5%之內或1%之內。

由於鑒於上述內容之密集研究，吾人已發現吾人可經濟且有效地自包含2-甲基戊二腈、其他C₆腈化物及其他雜質之混合物中優先濃縮2-甲基戊二腈。該方法避免與己二腈合成製程中伴隨2-甲基戊二腈產生之雜質之存在相關的問題。本發明之方法涉及藉助於經最佳化之蒸餾設備配置及操作，自包含2-甲基戊二腈及其他具有極其接近的相對揮發性之C₆腈化物(例如，ESN及己二腈)之混合物中優先濃縮較高純度之2-甲基戊二腈。

術語2-甲基戊二腈(2-methylglutaronitrile，「MGN」)(亦已知為2-甲基戊二腈(2-methylpentanedinitrile))表示具有式N≡C-CH(-CH₃)-CH₂-CH₂-C≡N之化合物，其正常沸點為273.6℃。術語2-乙基丁二腈(「ESN」)表示具有式N≡C-CH(-C₂H₅)-CH₂-C≡N之化合物，其正常沸點為264.3℃。術語己二腈(「ADN」)(亦已知為1,4-二氰基丁烷)表示具有式N≡C-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-C≡N之化合物，其正常沸點為304.4℃。除非另外指明，否則百分比係按重量%計。

在本發明中用作蒸餾塔之容器必須符合本文所述之特定組件。 第一蒸餾塔將包含至少五個填充段，該至少五個填充段提供至少50個(諸如約50至約60個，例如約57個)理論級之等效物。第二蒸餾塔將包含至少三個填充段，該至少三個填充段提供至少20個(諸如約20至約30個，例如約24個)理論級之等效物。第一蒸餾塔之填充段之高度將為約8至約25呎，且第二蒸餾塔之填充段之高度將為約10至約20呎。第一蒸餾塔中之總填充高度將為約40至約125呎，且第二蒸餾塔中之總填充高度將為約30至約60呎。

用於第一及第二蒸餾塔之填充材料可為通常用於此目的之該等材料，諸如所有可獲得的類型及形狀之工業結構化或散堆填料。該等材料之非限制性實例包括Norton #1.5T、Norton #2T、Norton IMTP、Koch FlexiPack、Koch-Glitch 352系列、SS堆積鞍形物及其他高效填充材料。熟習蒸餾分離技術者已知，在本發明之方法中，所有形式及類型之氣-液接觸級(例如，填充式、板、塔盤及其組合)將為提供必需理論分離級之合適的形式。此外，次冷卻、加熱及二相進料引入、放射狀及中軸型分佈及其再收集之習知及改良的形式將適用於本申請案。

用於各蒸餾塔中之冷凝裝置將為間接熱交換器類型，其具有足夠的熱傳遞表面及最小的線上壓降以有效地進行蒸汽至液體冷凝製程而無蒸氣攜帶。

用於各蒸餾塔中之沸騰裝置將為間接熱交換器類型且具有足夠的循環速率，該裝置具有潤濕的熱傳遞表面以便使表面不會由於過溫而乾燥，藉此引起C₆二腈化物之熱分解。

進入第一蒸餾塔之共混液體原料將包含約75至約90wt.% MGN及約2至約25wt.%其他C₆腈化物，及可能存在之其他雜質，諸如約0至約5wt.%苯酚及甲酚、約0至約10wt.%水、約0至約2wt.%戊烯腈、約0至約1000ppm酸酯或二醇、約0至約100ppm氰化氫及約0至約100 ppm苯。其他C₆腈化物可包含ESN及ADN，諸如約1至約12wt.% ESN及約1至約15wt.% ADN。

第一蒸餾塔中之條件可包括約125至約220℃之溫度及約10至約200mmHg之壓力，諸如約150至約200℃之溫度及約10至約120mmHg之壓力。第二蒸餾塔中之條件可包括約150至約230℃之溫度及約10至約200mmHg之壓力，諸如約170至約220℃之溫度及約50至約110mmHg之壓力。與第一蒸餾塔關聯之第一冷凝裝置中之條件可包括例如約30至約50℃之冷凝溫度，且與第一蒸餾塔關聯之第一沸騰裝置中之條件可包括例如約180至約220℃之沸騰溫度。與第二蒸餾塔關聯之第二冷凝裝置中之條件可包括例如約30至約40℃之溫度，且與第二蒸餾塔關聯之第二沸騰裝置中之條件可包括例如約200至約220℃之溫度。

更具體地參考圖式，圖1展示本發明之一非限制性例示實施例，其涉及符合本文所需之第一及第二蒸餾塔。如圖1中所示，將直接來自ADN生產設備或ADN生產設備之後已經蒸餾處理之粗物料流9收集於進料儲存容器40中。在一個實施例中，如例如以引用的方式併入本文中之美國專利第5,312,959A號中所示，可將粗物料流9預處理以使其不含有機硼雜質。在另一實施例中，物料流17為粗進料，其自廠外位置收集及輸送且添加至進料儲存容器40中。在塔60上半部分之塔盤位置處，經由物料流19，將容器40之共混液體饋入第一蒸餾塔60。

視情況且根據所揭示方法之初步實施例，物料流19可經由塔50(圖2)經受預處理，且所得經處理之物料流56(圖2)可包含進料，該進料經預處理而不含直接來自其之有機硼雜質，如例如美國專利第5,312,959A號中所示。

塔60包含至少五個填充段，該至少五個填充段提供至少50個(例如，約50至約60個，諸如約57個)理論蒸餾級之等效物。根據來自物 料流19之進料之品質及量，藉由回流及煮沸來調整第一蒸餾塔60中之蒸氣-液體流量。自塔頂收集來自第一蒸餾塔60之製程蒸氣，且經由物料流31將其饋入第一冷凝單元62且冷卻至約30至約50℃範圍內之溫度。經由物料流38，將來自單元62之經冷卻液體之一部分(諸如約80%至約95%)回流回至塔60，且經由物料流34，將一小部分(諸如約5%至約20%)自此級抽出。經由物料流33，將來自第一蒸餾塔60底部之增濃液體饋入底部第一煮沸設備65。在設備65中將液體加熱至約180至約220℃範圍內之溫度。經由物料流35，將來自設備65之飽和蒸氣饋回至塔60之底部，以保持第一蒸餾塔60中之蒸氣流量。經由物料流66，將約5%至約15%之來自設備65之增濃液體連續饋入第二蒸餾塔70。採取預備措施以視情況經由物料流63，在進料入口點處將一部分(諸如約0%至約100%，例如，約20%至約70%)來自設備65之增濃液體循環回至塔60。經由物料流37，將來自設備65之增濃液體之剩餘部分自此級抽出。

在塔70中間部分之塔盤位置處，經由物料流66，將來自設備65之增濃液體連續饋入第二蒸餾塔70。塔70包含至少三個填充段，該至少三個填充段提供至少20個(例如約20至約30個，諸如約24個)理論蒸餾級之等效物。相對於來自物料流66之進料之品質及數量，經由回流及煮沸，調整在第二蒸餾塔70中之蒸氣-液體流量。自塔頂收集來自第二蒸餾塔70之製程蒸氣，且經由物料流41，將其饋入第二冷凝單元72且冷卻至約30至約40℃範圍內之溫度。經由物料流48，將來自單元72之一部分(諸如約50%至約70%)經冷卻之液體回流回至塔70。經由物料流78，將來自單元72之剩餘經冷卻之液體(諸如約10%至約50%)自此級抽出，作為達到或超過目標純度之所需產物。視情況且在某些非正常操作中，可經由物料流44，將來自單元72之極小部分的經冷卻之液體(諸如少於5%)抽出，以維持在此純化級中之雜質控制。經由物 料流43，將來自第二蒸餾塔70底部之增濃液體饋入底部第二煮沸設備75。在設備75中將液體加熱至約200至約220℃範圍內之溫度。經由物料流45，將來自設備75之飽和蒸氣饋回至塔70之底部，以維持在第二蒸餾塔70中之蒸氣流量。採取預備措施以視情況經由物料流73，在進料入口點處將來自設備75之一部分(諸如約0%至約100%，例如，約20%至約70%)增濃液體循環回至塔70。經由物料流47，將來自設備75之增濃液體之剩餘部分自此級抽出。

圖2展示本發明之一非限制性初步實施例，其涉及符合本文所需之視情況選用之塔50。如圖2中所示，將直接來自ADN生產設備或ADN生產設備之後已經蒸餾處理之粗物料流9收集於進料儲存容器40中。在一個實施例中，物料流17為粗進料，其自廠外位置收集及輸送且添加至進料儲存容器40中。在塔50下半部分中之塔盤位置處，經由物料流19，將容器40之共混液體饋入塔50。

塔50可為結構化填充塔或盤式塔且可提供最低15個理論級。進料19在距頂部約三分之二之塔盤位置處進入塔50，該塔在進料入口點上方提供最低10個等效理論級，且在進料入口點下方提供約5個等效理論級充當汽提級。

維持塔50之溫度概況，以使塔基底在約180℃至約215℃範圍內，較佳地在約190℃至約210℃範圍內，且更佳在約195℃至約205℃範圍內。將塔頂溫度維持在100℃以下。將塔之壓力概況維持在約75mmHg至約150mmHg範圍內，特定言之，在約85mmHg至約130mmHg範圍內，且更特定言之，在約95mmHg至約125mmHg範圍內。

根據來自物料流19之進料之品質及數量，藉由在約1：10至約5：1(物料流28：物料流24)範圍內回流並在約1：10至約5：1(物料流25：物料流56)範圍內煮沸來調整塔50中之蒸氣-液體流量。自塔頂收集來自塔50之製程蒸氣，且經由物料流21，將其饋入冷凝單元52且冷卻至在約 30至約50℃範圍內之溫度。經由物料流28，將一部分(諸如約50%至約80%)來自單元52之經冷卻之液體回流回至塔50，且經由物料流24，將一小部分(諸如約0.1%至約10%)自此級抽出。

經由物料流23，將來自塔50底部之增濃液體饋入煮沸設備55。在設備55中將液體加熱至在約195至約205℃範圍內之溫度。經由物料流25，將來自設備55之飽和蒸氣饋回至塔50底部，以維持塔50中之蒸氣流量。經由物料流56，將約50%至約80%之來自設備55之增濃液體連續饋入塔60。採取預備措施以視情況經由物料流53，在進料入口點處將一部分(諸如約0%至約100%，例如約20%至約70%)來自設備55之增濃液體循環回至塔50。經由物料流27，將來自設備55之增濃液體之剩餘部分自此級抽出。

在塔50中，經由物料流24，將包括甲酚、硼酯、苯酚及其他來自進料流19之雜質之數種低沸點物質自進料移除。如下給出在一個實施例中可獲得之典型組分分割：

(1)苯酚及甲酚

(3)酸酯或二醇

(4)苯

在展示於圖1中之非限制性例示實施例中，各種物料流之組合物展示於表2中。與物料流19一起饋入之視情況選用之物料流(若存在)作為「56[圖2]」展示於表2中，其經預處理而不含直接來自其之有機 硼雜質，如例如美國專利第5,312,959A號中所示。百分比係按重量百分比計。

(1)苯酚及甲酚

(2)戊烯腈

(3)酸酯或二醇

(4)苯

以下實例進一步展示本發明及其使用能力。在不背離本發明之範疇及精神之情況下，本發明能夠具有其他及不同的實施例，且在各種明顯的方面能夠修改本發明之數種細節。相應地，應將實例視為本質上說明性的且非限制性的。除非另外指明，否則所有百分比係按重量計。

實例1

參考圖1，使用具有已知實驗性蒸氣-液體資訊之方法模擬，此實驗展示本方法之一實施例。在30℃下，以10,000lb/hr之連續速率，將包含85% MGN、10% ESN、5% ADN及其他痕量雜質之物料流19饋入第一蒸餾塔60。第一蒸餾塔60中之液體進料入口點位於頂部與第一填充段之間，該第一填充段等效於自塔頂部量測之第11個理論級。因此，在進料入口點上方存在十個等效理論級，且在進料入口點下方存 在四十五個等效理論級充當汽提級。將塔60中之頂部壓力維持在50mmHg下，而在操作條件下之總壓降為約70mmHg。此使得塔60中之基底壓力為約120mmHg。相應地，將頂端及底部溫度分別維持在170至180℃及200至220℃之範圍內。將蒸氣-液體流量設定為回流比率(亦即，物料流38/物料流34)在10至15範圍內，同時煮沸速率(亦即，物料流35/物料流66)在10至12範圍內。塔頂冷凝器62之次冷卻需為約15MMBTU/hr，且平衡基底煮沸設備65為約16MMBTU/hr。

在塔60中將物料流19有效地分餾為MGN增濃之底部液態出口物料流33，其含有約90% MGN、低於20% ADN及低於0.5% ESN。以約30：70之ESN：MGN質量平衡將塔頂經冷凝之液體濃縮為ESN。物料流34對物料流66之所得分割比為約1/3對2/3。在此實驗中，自約10,000lb/hr之進料中收集約3,345lb/hr之塔頂材料。其他低沸點雜質濃縮於塔頂內且經由物料流34連續淨化。

將MGN增濃之底部物料流66饋入第二蒸餾塔70，該第二蒸餾塔藉由將MGN自較重雜質中汽提出而在塔頂濃縮產物。進料進入塔70之中部與底部填充段之間以允許在進料位置上方存在約十四個理論級且在其下方存在另外十個理論塔盤。塔70中之頂部壓力為50mmHg，而在操作條件下之總壓降為約55mmHg。此使得塔70中之基底壓力為約105mmHg。相應地，將頂端及底部溫度分別維持在170至180℃及200至220℃之範圍內。將蒸氣-液體流量設定為回流比率(亦即，物料流48/物料流78)在1至5範圍內。煮沸速率(亦即，物料流45/物料流47)在50至60範圍內。塔頂冷凝器72之次冷卻需為約7MMBTU/hr，且平衡基底煮沸設備75為約6MMBTU/hr。

在塔70中將物料流66有效地分餾為經純化之Dytek^® MGN物料流78，其純度為99.5%，含有作為可接受雜質之0.4%的ESN及0.1%的ADN。物料流47基本上不含ESN且主要含有ADN。物料流78與物料流 47之所得分割比為約92比8。在此特定實驗中，自進入塔70之約6,700lb/hr物料流66中收集約6,100lb/hr塔頂純DYTEK^® MGN材料。總體而言，在此實驗中，吾人獲得約0.6至0.62純DYTEK^® MGN產物產率(定義為物料流78與物料流19之比)及約0.7至0.72所含有之MGN產率(定義為存在於物料流78中之MGN與存在於物料流19中之MGN之比)。

本文中所引用之所有專利、專利申請案、測試程序、優先權文件、文章、公開案、手冊及其他文件在該揭示內容並不與本發明不一致之程度上且因所有允許該併入之權限而以引用的方式全部併入。

當數值下限及數值上限列舉於本文中時，涵蓋任何下限至任何上限之範圍。

雖然已特別描述本發明之說明性實施例，但應瞭解，熟習此項技術者將顯而易知且可易於在不背離本發明之精神及範疇之情況下作出各種其他修改。相應地，並不意欲將本文中之申請專利範圍之範疇限於在本文中所闡述之實例及描述，反之，申請專利範圍應理解為包涵存在於本發明中之所有可獲專利新穎性之特徵，包括將被熟習本發明所屬技術者視作等效物之所有特徵。舉例而言，關於所引用之濃縮範圍、諸如塔溫度及壓力及冷凝及沸騰裝置溫度之操作條件，以及回流比率，熟習蒸餾分離程序之技術者將瞭解較寬且不同的範圍、溫度、壓力及比率包括於所主張之本發明之精神及範疇內。應瞭解，舉例而言，本發明藉由調整一個或兩個塔之操作而為靈活的且提供使用較寬組合範圍之機會。

9‧‧‧粗物料流

17‧‧‧物料流

19‧‧‧物料流

31‧‧‧物料流

33‧‧‧物料流

34‧‧‧物料流

35‧‧‧物料流

37‧‧‧物料流

38‧‧‧物料流

40‧‧‧進料儲存容器

41‧‧‧物料流

43‧‧‧物料流

44‧‧‧物料流

45‧‧‧物料流

47‧‧‧物料流

48‧‧‧物料流

60‧‧‧第一蒸餾塔

62‧‧‧第一冷凝單元；塔頂冷凝器

63‧‧‧物料流

65‧‧‧第一煮沸設備

66‧‧‧物料流

70‧‧‧第二蒸餾塔

72‧‧‧第二冷凝單元

73‧‧‧物料流

75‧‧‧第二煮沸設備

78‧‧‧物料流

Claims (21)

1. 一種用於自包含2-甲基戊二腈及其他C₆腈化物之混合物中優先濃縮2-甲基戊二腈之改良方法，其包含以下步驟：a)提供包含約75至約90wt.% 2-甲基戊二腈、約2至約25wt.%其他C₆腈化物及約0至約8wt.%其他雜質之原料混合物；b)將步驟a)之該原料混合物饋入包含至少五個填充段之第一蒸餾塔之上半部分，該至少五個填充段提供至少50個理論蒸餾級之等效物；c)將來自步驟b)之該第一蒸餾塔頂部之製程蒸氣自塔頂傳送至維持在冷凝溫度下之第一冷凝裝置，藉此將該等製程蒸氣冷卻成為所得液體及淨化物質；d)將步驟c)之該所得液體的一部分傳送至步驟b)之該第一蒸餾塔之頂部且移除一部分步驟c)之該所得淨化物質；e)將來自步驟b)之該第一蒸餾塔底部之液體傳送至維持在沸騰溫度下之第一沸騰裝置，藉此將該液體加熱成為飽和蒸氣及增濃液體；f)將步驟e)之該等飽和蒸氣傳送至步驟b)之該第一蒸餾塔底部，且將步驟e)之增濃液體傳送至包含至少三個填充段之第二蒸餾塔之中部，該至少三個填充段提供至少20個理論蒸餾級之等效物；g)將來自步驟f)之該第二蒸餾塔頂部之製程蒸氣自塔頂傳送至維持在冷凝溫度下之第二冷凝裝置，藉此將該等製程蒸氣冷卻成為第二所得液體及第二淨化物質；h)將步驟g)之該第二所得液體的一部分傳送至步驟f)之該第二蒸餾塔之頂部； i)回收步驟g)之該第二所得液體之剩餘部分作為產物，其包含至少99.1wt.% 2-甲基戊二腈及0.5wt.%其他C₆腈化物；j)將來自步驟f)之該第二蒸餾塔底部之液體傳送至維持在沸騰溫度下之第二沸騰裝置，藉此將該液體加熱成為第二飽和蒸氣及第二增濃液體；及k)將步驟j)之該等第二飽和蒸氣傳送至步驟f)之該第二蒸餾塔底部且移除步驟j)之該第二增濃液體。
2. 如請求項1之方法，其中該原料混合物亦包含約0至約5wt.%苯酚及甲酚、約0至約10wt.%水、約0至約2wt.%戊烯腈、約0至約1000ppm酸酯或二醇、約0至約100ppm氰化氫及約0至約100ppm苯。
3. 如請求項1之方法，其中該等其他C₆腈化物包含2-乙基丁二腈及己二腈。
4. 如請求項1之方法，其中步驟b)之該第一蒸餾塔包含至少五個填充段，該至少五個填充段提供約50至約60個理論蒸餾級之等效物。
5. 如請求項4之方法，其中步驟b)之該第一蒸餾塔包含五個填充段，該五個填充段提供約57個理論蒸餾級之等效物。
6. 如請求項1之方法，其中步驟f)之該第二蒸餾塔包含至少三個填充段，該至少三個填充段提供約20至約30個理論蒸餾級之等效物。
7. 如請求項6之方法，其中步驟f)之該第二蒸餾塔包含三個填充段，該三個填充段提供約24個理論蒸餾級之等效物。
8. 如請求項1之方法，其包含以下視情況選用之步驟：將步驟e)之該增濃液體的一部分與該原料混合物一起傳送至步驟b)之該第一蒸餾塔；及/或以下視情況選用之步驟：將步驟j)之該第二增濃液 體的一部分與步驟e)之該增濃液體一起傳送至步驟f)之該第二蒸餾塔。
9. 如請求項1之方法，其中該第一蒸餾塔之該等填充段各自高約8至約25呎，且該第二蒸餾塔之該等填充段各自高約10至約20呎。
10. 如請求項1之方法，其中該第一蒸餾塔之總填充高度為約40至約125呎，且該第二蒸餾塔之總填充高度為約30至約60呎。
11. 如請求項1之方法，其中該第一蒸餾塔中之條件包括約125至約220℃之溫度及約10至約200mmHg之壓力，該第二蒸餾塔中之條件包括約150至約230℃之溫度及約10至約200mmHg之壓力，該第一冷凝裝置之冷凝溫度為約30至約50℃，該第一沸騰裝置之沸騰溫度為約180至約220℃，該第二冷凝裝置之冷凝溫度為約30至約40℃，且該第二沸騰裝置之沸騰溫度為約200至約220℃。
12. 一種用於自包含2-甲基戊二腈、2-乙基丁二腈及己二腈之混合物中優先濃縮2-甲基戊二腈之改良方法，其包含以下步驟：a)提供包含約75至約90wt.% 2-甲基戊二腈、約1至約12wt.% 2-乙基丁二腈、約1至約15wt.%己二腈之原料混合物；b)將步驟a)之該原料混合物饋入包含至少五個填充段之第一蒸餾塔之上半部分，該至少五個填充段提供至少50個理論蒸餾級之等效物；c)將來自步驟b)之該第一蒸餾塔頂部之製程蒸氣自塔頂傳送至維持在冷凝條件下之第一冷凝裝置，藉此將該等製程蒸氣冷卻成為所得液體及淨化物質；d)將步驟c)之該所得液體的一部分傳送至步驟b)之該第一蒸餾塔之頂部且移除一部分步驟c)之該所得淨化物質； e)將來自步驟b)之該第一蒸餾塔底部之液體傳送至維持在沸騰溫度下之第一沸騰裝置，藉此將該液體加熱成為飽和蒸氣及增濃液體；f)將步驟e)之該等飽和蒸氣傳送至步驟b)之該第一蒸餾塔底部，且將步驟e)之增濃液體傳送至包含至少三個填充段之第二蒸餾塔之中部，該至少三個填充段提供至少20個理論蒸餾級之等效物；g)將來自步驟f)之該第二蒸餾塔頂部之製程蒸氣自塔頂傳送至維持在冷凝溫度下之第二冷凝裝置，藉此將該等製程蒸氣冷卻成為第二所得液體及第二淨化物質；h)將步驟g)之該第二所得液體的一部分傳送至步驟f)之該第二蒸餾塔之頂部；i)回收步驟g)之該第二所得液體之剩餘部分作為產物，其包含至少99.1wt.% 2-甲基戊二腈、0.4wt.% 2-乙基丁二腈及0.1wt.%己二腈，j)將來自步驟f)之該第二蒸餾塔底部之液體傳送至維持在沸騰溫度下之第二沸騰裝置，藉此將該液體加熱成為第二飽和蒸氣及第二增濃液體；及k)將步驟j)之該等第二飽和蒸氣傳送至步驟f)之該第二蒸餾塔底部且移除步驟j)之該第二增濃液體。
13. 如請求項12之方法，其中該原料混合物亦包含約0至約5wt.%苯酚及甲酚、約0至約10wt.%水、約0至約2wt.%戊烯腈、約0至約1000ppm酸酯或二醇、約0至約100ppm氰化氫及約0至約100ppm苯。
14. 如請求項12之方法，其中步驟b)之該第一蒸餾塔包含至少五個填充段，該至少五個填充段提供約50至約60個理論蒸餾級之等效 物。
15. 如請求項14之方法，其中步驟b)之該第一蒸餾塔包含五個填充段，該五個填充段提供約57個理論蒸餾級之等效物。
16. 如請求項12之方法，其中步驟f)之該第二蒸餾塔包含至少三個填充段，該至少三個填充段提供約20至約30個理論蒸餾級之等效物。
17. 如請求項16之方法，其中步驟f)之該第二蒸餾塔包含三個填充段，該三個填充段提供約24個理論蒸餾級之等效物。
18. 如請求項12之方法，其包含以下視情況選用之步驟：將步驟e)之該增濃液體的一部分與該原料混合物一起傳送至步驟b)之該第一蒸餾塔；及/或以下視情況選用之步驟：將步驟j)之該第二增濃液體的一部分與步驟e)之該增濃液體一起傳送至步驟f)之該第二蒸餾塔。
19. 如請求項12之方法，其中該第一蒸餾塔之該等填充段各自高約8至約25呎，且該第二蒸餾塔之該等填充段各自高約10至約20呎。
20. 如請求項12之方法，其中該第一蒸餾塔之總填充高度為約40至約125呎，且該第二蒸餾塔之總填充高度為約30至約60呎。
21. 如請求項12之方法，其中該第一蒸餾塔中之條件包括約125至約220℃之溫度及約10至約200mmHg之壓力，該第二蒸餾塔中之條件包括約150至約230℃之溫度及約10至約200mmHg之壓力，該第一冷凝裝置之冷凝溫度為約30至約50℃，該第一沸騰裝置之沸騰溫度為約180至約220℃，該第二冷凝裝置之冷凝溫度為約30至約40℃，且該第二沸騰裝置之沸騰溫度為約200至約220℃。