CN101648888B

CN101648888B - 一种乙腈的制备方法

Info

Publication number: CN101648888B
Application number: CN200910152699A
Authority: CN
Inventors: 陈国建; 南巍冈; 兰昭洪; 伍伟伟
Original assignee: ZHEJIANG XINHUA CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG XINHUA CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2009-09-21
Filing date: 2009-09-21
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2029-09-21
Also published as: CN101648888A

Abstract

本发明公布了一种化学制备方法，具体是指一种乙腈的制备方法。本发明以一乙胺为原料，并把一乙胺在预热器中预热汽化至180℃-220℃，然后进入反应器，以Cu-Zn/Al₂O₃为催化剂，控制压力为0.1Mpa-2.0Mpa，温度250℃-500℃条件下进行反应，反应结束后进行冷却、冷凝，再进行气液分离，液相进入精馏塔分离提纯乙腈，可得产品。本发明的优点是以一乙胺为原料连续催化脱氢合成乙腈。本方法工艺流程简单，转化率高，选择性好，副产物少，分离流程简明，能耗、原料消耗低，产品生产成本低。本发明可广泛使用于乙腈的制备过程中。

Description

一种乙腈的制备方法

技术领域

及一种化学制备方法，具体是指一种乙腈的制备方法。

技术背景

乙腈(acetonitrile，ethanenitrile，CH3CN)亦称甲基腈(methyl cyanide)，是一种重要的精细化工中间体产品和化学溶剂。可用作医药和香料的中间体，在有机合成中，常用于制备三嗪、二丙腈、咪唑、亚丙基双乙腈及乙胺类产品。乙腈是制造三嗪氮肥增效剂的原料，也用作酒精的变性剂，还可作为抽提丁二烯和异戊二烯的萃取剂、合成纤维的纺丝溶剂和某些特殊涂料的溶剂；在石油工业中用作从石油烃中除去焦油、酚和有色物质的溶剂；在油脂工业中用作从动植物油中提取脂肪脂的溶剂。在需要高介电常数的极性溶剂时常使用乙腈与水形成的二元共沸物。

合成乙腈的方法很多，根据其合成方式不同可分为直接合成法和间接合成法，直接合成法有乙酸与氨反应、丙烷与氨反应、乙醇与氨反应等，间接法主要是合成丙稀腈同时副产乙腈的方法。目前乙腈的生产路线主要是丙烯腈副产路线，由于是丙烯腈生产的副产物，体系中杂质较多，因此产品质量难以保证、生产能耗高和产量受限。具体地讲，由于该方法得到的粗乙腈中含有水、氢氰酸、丙烯腈、丙腈、丙酮、丙酮氰醇和恶唑等多种杂质，要得到纯品乙腈必须将这些杂质全部从粗乙腈中去除掉，因此需要许多个复杂的分离精制工序来实现，同时，由于这些杂质的分离较为困难，致使产品质量不稳定；同样由于分离过程复杂，导致乙腈回收率较低，能耗高；同时由于烯烃氨氧化反应的产物丙烯腈和乙腈的收率不可随意调整，即两种产物的比例大致上是一个定值，因此，受丙烯腈产量所限，乙腈的产量长期不能满足需要。除此之外乙腈的合成方法还有乙醇氨化合成法，如欧洲专利EP-206632，但该催化剂反应温度高、设备要求高、氨-乙醇比高，且乙醇转化率低、乙腈收率低，限制了它的进一步工业化应用。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提出一种更高生产效率的生产工艺。

本发明是通过下述技术方案得以实现的：

一种乙腈的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

1)以一乙胺为原料，并把一乙胺经计量后泵入预热器预热汽化，预热温度控制在180℃-220℃。

2)预热汽化后进入反应器，以Cu-Zn/Al₂O₃为催化剂，控制压力为0.1Mpa-2.0Mpa，温度250℃-500℃，一乙胺液态空速0.2-4.0h-1，催化剂用量0.2-2.0m3一乙胺/(hr·m³催化剂)条件下进行脱氢反应；

反应终点的判断：因为该反应为脱氢反应，所以反应发生后体系的压力会随析氢量的增加而不断增加，当压力比较稳定或上升比较慢时，可以断定反应基本结束，所以在本发明中，一般以反应体系的压力不变时，作为反应终止；当然这个反应体系压力的不变不是指绝对的不变，仅是相对于前面反应过程中相对较快的压力变化体系而言的。

其中，催化剂的组成(重量比)为：Cu为5％-30％，Zn为1％-50％，其余的为Al₂O₃。

3)反应后物料用10℃-15℃的冷却水冷凝冷却后进入气液分离器分离，气相氢气经处理、精制后作为产品销售，当然本发明中的冷却水也是一个较好的选择，对于其它温度条件下的冷却水同样会起到冷却、冷凝的效果。

液相进入精馏塔分离提纯乙腈，操作温度控制25℃-50℃，可得乙腈产品；分离出来的一乙胺返回到进料***，再进入反应器继续进行反应。

作为优选，上述制备方法中所述的Cu-Zn/Al₂O₃催化剂组成(重量比)为：Cu为5％-30％，Zn为1％-50％，其余的为Al₂O₃。

作为优选，上述制备方法中所述的制备过程在固定床反应器中进行，采用连续式操作。

作为优选，上述制备方法中所述的制备过程***实行闭路循环，物料循环利用。这种乙腈的制备方法，以一乙胺为原料，以Cu-Zn/Al₂O₃催化剂为催化剂，其中Cu-Zn/Al₂O₃催化剂的组成为：Cu为5％-30％，Zn为1％-50％，其余的为Al₂O₃。该反应在汽相进行，采用连续式过程，其具体操作条件为：压力：0.1Mpa-2.0Mpa，温度：250℃-800℃，一乙胺液态空速：0.2-4.0h^-1，催化剂用量：0.2-2.0m³一乙胺/(hr·m³催化剂)。一乙胺由计量泵打入预热器预热汽化后进入固定床反应器反应，反应后物料经冷凝冷却、气液分离；气相氢气经处理、精制后作为产品销售；液相进入精馏塔分离提纯乙腈，可得产品；分离出来的一乙胺返回到进料***，再进入反应器继续进行反应。

本发明有益的效果是：以一乙胺为原料连续催化脱氢合成乙腈。本方法工艺流程简单，转化率高，选择性好，副产物少，分离流程简明，能耗、原料消耗低，产品生产成本低。

具体实施方式

下面对本发明的实施作具体说明：

实施例1

1)以一乙胺为原料，以Cu-Zn/Al₂O₃催化剂为催化剂，其中催化剂组成(重量比)为：Cu为5％-30％，Zn为1％-50％，其余的为Al₂O₃。

2)该反应在汽相进行，采用连续式过程，其具体操作条件为：压力0.06Mpa，温度280℃，乙胺液态空速0.2h^-1，催化剂用量0.2m³乙胺/(hr·m³催化剂)。

3)一乙胺由计量泵打入预热器预热汽化后进入固定床反应器反应，反应后物料经冷凝冷却、气液分离；气相氢气经处理、精制后作为产品销售；液相进入精馏塔分离提纯乙腈，可得产品；分离出来的一乙胺返回到进料***，再进入反应器继续进行反应。

4)反应液经气相色谱分析，结果为：乙胺60.02％，乙腈33.35％。

实施例2

按实施例1的条件及步骤，改变其操作条件为：压力0.12Mpa，温度280℃，一乙胺液态空速1.5h^-1，催化剂用量0.85m³一乙胺/(hr·m³催化剂)。反应液经气相色谱分析，结果为：乙胺56.80％，乙腈38.60％。

实施例3

按实施例1的条件及步骤，改变其操作条件为：压力0.12Mpa，温度300℃，一乙胺液态空速1.5h^-1，催化剂用量0.85m³一乙胺/(hr·m³催化剂)。反应液经气相色谱分析，结果为：乙胺41.00％，乙腈55.30％。

实施例4

按实施例1的条件及步骤，改变其操作条件为：压力0.12Mpa，温度310℃，一乙胺液态空速1.5h^-1，催化剂用量0.85m³一乙胺/(hr·m³催化剂)。反应液经气相色谱分析，结果为：乙胺35.00％，乙腈61.88％。

实施例5

按实施例1的条件及步骤，改变其操作条件为：压力0.18Mpa，温度310℃，一乙胺液态空速1.7h^-1，催化剂用量1.5m³一乙胺/(hr·m³催化剂)。反应液经气相色谱分析，结果为：乙胺20.40％，乙腈75.80％。

Claims

1.一种乙腈的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

1)以一乙胺为原料，并把一乙胺经计量后泵入预热器预热汽化，预热温度控制在150℃-180℃；

2)预热汽化后进入反应器，以Cu-Zn/Al₂O₃为催化剂，控制压力为0.1-2.0Mpa，温度250℃-500℃，一乙胺液态空速0.2-4.0h^-1，催化剂用量0.2-2.0m³一乙胺/(hr·m³催化剂)条件下进行脱氢反应；当反应体系的压力不变时，反应终止；

其中，按重量比计算，催化剂的组成为：Cu为5％-30％，Zn为1％-50％，其余的为Al₂O₃；

3)反应后物料经10℃-15℃的冷却水冷凝冷却、再进行气液分离，气相氢气经处理、精制后作为产品销售；

液相进入精馏塔分离提纯乙腈，控制温度在25℃-50℃，可得乙腈产品；分离出来的一乙胺返回到进料***，再进入反应器继续进行反应。

2.根据权利要求1所述的一种制备方法，其特征在于所述的反应器为固定床反应器，采用连续式操作。

3.根据权利要求1所述的一种制备方法，其特征在于所述的制备过程***实行闭路循环，物料循环利用。