本發(fā)明涉及通過熔融結(jié)晶精細(xì)提純異佛爾酮腈(ipn)。
背景技術(shù)：
：氫氰酸(hcn)與α,β不飽和環(huán)(或非環(huán))酮的堿催化反應(yīng)是已知的反應(yīng)(hydrocyanationofconjugatedcarbonylcompounds,第3章,watarunagata和mitsuruyoshioka,wiley2005)。ep2721002公開了許多用于制備異佛爾酮腈的方法，參見其中引用的文獻(xiàn)。異佛爾酮腈(ipn)通過異佛爾酮(ip)與氫氰酸借助催化劑的反應(yīng)形成。優(yōu)選使用均相堿催化劑，為此使用堿金屬醇鹽，特別是甲醇鈉作為催化劑。異佛爾酮腈通過氰化氫(hcn)與異佛爾酮(ip)在甲醇鈉作為催化劑存在下的反應(yīng)來制備，如ep2649043中所描述。在此反應(yīng)中形成的產(chǎn)物混合物不僅包含產(chǎn)物異佛爾酮腈而且包含未轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物氰化氫和異佛爾酮以及催化劑、甲醇和殘余物。此產(chǎn)物混合物在多階段法中通過蒸餾進(jìn)行提純，由此在最后的階段中以純的形式獲得所述異佛爾酮腈。這樣可以實現(xiàn)至少99.8重量%的純度。此提純的異佛爾酮腈在進(jìn)一步的反應(yīng)中轉(zhuǎn)化為異佛爾酮二胺。然而，依然包含于提純的異佛爾酮腈中的少量雜質(zhì)會對異佛爾酮二胺制備中使用的催化劑的壽命具有有害影響并且會降低所述異佛爾酮二胺的顏色穩(wěn)定性。技術(shù)實現(xiàn)要素：目的是改進(jìn)由異佛爾酮腈、未轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物氰化氫和異佛爾酮以及催化劑、甲醇和殘余物構(gòu)成的產(chǎn)物混合物的后處理。令人驚訝地已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過接在蒸餾后的熔融結(jié)晶可提高異佛爾酮腈的純度并可由此除去干擾性的雜質(zhì)。本發(fā)明提供一種用于從異佛爾酮和氫氰酸在催化劑存在下的異佛爾酮腈制備中提純異佛爾酮腈的方法，其特征在于：異佛爾酮腈中的雜質(zhì)的分離通過熔融結(jié)晶進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明，基本上由異佛爾酮腈、未轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物氰化氫和異佛爾酮以及催化劑、甲醇和殘余物構(gòu)成的產(chǎn)物混合物的后處理通過熔融結(jié)晶進(jìn)行，其中除去異佛爾酮腈中的在蒸餾中不能除去的雜質(zhì)。在工藝技術(shù)的反應(yīng)中，異佛爾酮腈的結(jié)晶可以作為懸浮結(jié)晶或作為層結(jié)晶進(jìn)行。層結(jié)晶特別地適合于本發(fā)明的分離問題。層結(jié)晶既可以以靜態(tài)操作也可以以動態(tài)操作進(jìn)行，其中兩種工藝步驟的組合是優(yōu)選的。結(jié)晶結(jié)束之后排出母液并導(dǎo)入發(fā)汗工藝(schwitzprozess)。所述工藝可具有1分鐘至最多20分鐘的持續(xù)時間。排出發(fā)汗級分之后，結(jié)晶物可以熔融掉(abgeschmolzen)并經(jīng)歷進(jìn)一步加工。所述結(jié)晶可以在一個階段中進(jìn)行或優(yōu)選在多個階段中進(jìn)行，其中在多階段變型方案中將排出的母液和發(fā)汗級分以及結(jié)晶物收集到不同的緩沖容器中。取決于所希望的純度再次加工所述結(jié)晶物。為了增加收率，再次加工所述母液和發(fā)汗級分。動態(tài)結(jié)晶的一種優(yōu)選的裝置機(jī)構(gòu)是降膜結(jié)晶器，其中使待提純的產(chǎn)物混合物的循環(huán)在從外部冷卻的管的壁上向下流動并此時開始在管壁上結(jié)晶。此管的長度可以為2m至最多16m。另外可以使用多個管作為管束用于更高的流通量，其中通過分配器在每個管中確保由待提純的產(chǎn)物混合物構(gòu)成的膜的均勻施加。靜態(tài)結(jié)晶可以甚至在沒有循環(huán)的情況下在降膜結(jié)晶器中運(yùn)行，但是優(yōu)選在板式結(jié)晶器中進(jìn)行。通過熔融結(jié)晶提純異佛爾酮腈的優(yōu)選實施方案的描述(變型方案1)由異佛爾酮腈、未轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物氰化氫和異佛爾酮以及催化劑、甲醇和殘余物構(gòu)成的產(chǎn)物混合物首先通過蒸餾在第一塔中后處理，以分離出全部的水、低沸物和甲醇和超過85%的異佛爾酮。在第一變型方案中，同時進(jìn)行蒸餾以分離出水，其中同樣分離出的異佛爾酮通過分凝器冷凝并再循環(huán)進(jìn)入反應(yīng)。從塔底出來的ipn/ip混合物隨后導(dǎo)入熔融結(jié)晶裝置(圖1)。接著，在結(jié)晶結(jié)束之后如上所述進(jìn)行操作。本發(fā)明因此也提供一種通過熔融結(jié)晶提純異佛爾酮腈的方法，其中基本上由異佛爾酮腈、未轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物氰化氫和異佛爾酮以及催化劑、甲醇和殘余物構(gòu)成的產(chǎn)物混合物如下進(jìn)行提純：i.通過蒸餾提純所述產(chǎn)物混合物，這通過以下方式進(jìn)行：1.在塔頂處分離出水、低沸物和甲醇以及至少85%異佛爾酮，其中異佛爾酮部分通過分凝器冷凝并再循環(huán)進(jìn)入反應(yīng)，2.在塔底分離出異佛爾酮腈和剩余量的異佛爾酮和雜質(zhì)(高沸物)；ii.將來自i.2.的在塔底產(chǎn)生的混合物送至熔融結(jié)晶，以分離出雜質(zhì)和分離異佛爾酮腈。通過熔融結(jié)晶提純異佛爾酮腈的優(yōu)選實施方案的描述(變型方案2)由異佛爾酮腈、未轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物氰化氫和異佛爾酮以及催化劑、甲醇和殘余物構(gòu)成的產(chǎn)物混合物首先通過蒸餾在第一塔中后處理，以分離出水、低沸物、甲醇和部分的，優(yōu)選最多10%的異佛爾酮。此后進(jìn)一步蒸餾從第一塔底部得到的具有異佛爾酮和高沸物雜質(zhì)的異佛爾酮腈。在第二塔中的蒸餾用于在塔頂處分離出純的異佛爾酮，其中具有殘余異佛爾酮(最多15重量%)和高沸物雜質(zhì)的異佛爾酮腈在塔底處排出并送至熔融結(jié)晶(圖2)。接著，在結(jié)晶結(jié)束之后如上所述進(jìn)行操作。本發(fā)明因此也提供一種通過熔融結(jié)晶提純異佛爾酮腈的方法，其中將來自基本上由異佛爾酮、氫氰酸和催化劑制備異佛爾酮腈的反應(yīng)器的產(chǎn)物料流，即粗制異佛爾酮腈，如下進(jìn)行提純：i.通過第一蒸餾提純所述產(chǎn)物料流a)其中在塔頂處分離出水、低沸物、甲醇和部分的，優(yōu)選最多10%的異佛爾酮，和b)在塔底處分離出異佛爾酮腈和剩余量的異佛爾酮和雜質(zhì)(高沸物)；ii.在第二蒸餾塔中提純來自i.b)的產(chǎn)物料流并從塔底分離出異佛爾酮腈、異佛爾酮和雜質(zhì)；iii.將來自ii的在塔底產(chǎn)生的混合物送至熔融結(jié)晶，以分離出雜質(zhì)和分離異佛爾酮腈。附圖說明圖1展示具有蒸餾和熔融結(jié)晶的最終提純步驟的示意圖(變型方案1)。圖2展示具有兩次蒸餾和熔融結(jié)晶的最終提純步驟的示意圖(變型方案2)。具體實施方案此提純方法用具有長度2m的下行管的降膜結(jié)晶器進(jìn)行研究。轉(zhuǎn)移進(jìn)該結(jié)晶器中的粗產(chǎn)物在從外部冷卻的垂直設(shè)置的下行管中在管壁上冷凍出來。接著排出母液中保留的雜質(zhì)并將結(jié)晶物作為純產(chǎn)物熔融掉和排出。作為進(jìn)一步的提純步驟，在結(jié)晶之后開始發(fā)汗步驟。從最終提純步驟前存在的工藝中取出粗制異佛爾酮腈用作中間物(medium)。由此使用具有殘余物雜質(zhì)的異佛爾酮腈混合物。此混合物一方面以純的形式使用，另一方面以人工添加異佛爾酮(總異佛爾酮含量12.5重量%)的形式使用。實施例1-變型方案1粗制異佛爾酮腈作為進(jìn)料在靜態(tài)操作模式中結(jié)晶(冷卻介質(zhì)最高40℃)，其中結(jié)晶空間用進(jìn)料填充并接著從存在于下行管中的母液進(jìn)行結(jié)晶。在排出母液之后開始在67℃下的發(fā)汗工藝，以從結(jié)晶物中除去另外的雜質(zhì)。從這些級分中分別取樣并測定其異佛爾酮腈含量。結(jié)果報告在表1中，并且這里顯而易見的是異佛爾酮腈的純度可由98.2增加至99.3重量%。表1:靜態(tài)結(jié)晶之后各級分中的異佛爾酮腈濃度進(jìn)料濃度98.2重量%母液中的濃度97.2重量%結(jié)晶物中的濃度99.3重量%實施例2-變型方案2研究具有13.2重量%ip含量的粗制異佛爾酮腈的進(jìn)料溶液的提純。結(jié)晶器以動態(tài)模式操作用于結(jié)晶，其中母液以持續(xù)的循環(huán)從結(jié)晶器底部經(jīng)上行導(dǎo)管再循環(huán)進(jìn)入結(jié)晶器頂部。結(jié)晶物在此從經(jīng)下行管以膜形式流回的母液中冷凍出來(冷卻介質(zhì)最高40℃)。在排出母液之后開始在67℃下的發(fā)汗工藝以從結(jié)晶物中除去另外的雜質(zhì)。從這些級分中分別取樣并測定其異佛爾酮腈含量。結(jié)果報告在表2中。這里還也實現(xiàn)純度改進(jìn)，這也可表明異佛爾酮腈可以通過結(jié)晶而選擇性地與異佛爾酮分離。表2:動態(tài)結(jié)晶之后各級分中的異佛爾酮腈濃度進(jìn)料濃度85.9重量%母液中的濃度83.1重量%結(jié)晶物中的濃度93.8重量%當(dāng)前第1頁12