另 外,也可以有相對(duì)于串聯(lián)連接的反應(yīng)區(qū)域?yàn)椴⒘械年P(guān)系的反應(yīng)區(qū)域。
[0068] 本發(fā)明的HBD的制造方法中,反應(yīng)原料液是指通過(guò)反應(yīng)原料液供給線路向反應(yīng)裝 置內(nèi)的反應(yīng)區(qū)域供給的含有ACH的原料液。即,ACH作為反應(yīng)原料液,通過(guò)反應(yīng)原料液供給 線路向反應(yīng)區(qū)域供給。從最終反應(yīng)區(qū)域流出的反應(yīng)生成液中的HBD濃度根據(jù)反應(yīng)原料液中 的ACH濃度和水合反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率確定。上述HBD濃度低時(shí),在濃縮、精制工序中耗費(fèi)大量的 能量,HBD的精制成本變高。從上述的HBD的精制成本的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選提高反應(yīng)原料液的 ACH濃度。如后所述,對(duì)多個(gè)反應(yīng)區(qū)域分開(kāi)供給反應(yīng)原料液時(shí),由多個(gè)反應(yīng)原料液供給線路 供給反應(yīng)原料液。對(duì)多個(gè)反應(yīng)區(qū)域供給的反應(yīng)原料液中的ACH濃度可以不同。
[0069] -般而言,以氰酸和丙酮為原料的ACH合成反應(yīng)在堿催化劑的存在下定量地進(jìn) 行,以50重量%以上的濃度得到ACH。本發(fā)明的HBD的制造方法中,作為HBD的制造中使 用的含有ACH的反應(yīng)原料液,可以使用以上述ACH合成反應(yīng)得到的以高濃度含有ACH的反 應(yīng)液。或者,也可以使用對(duì)以上述ACH合成反應(yīng)得到的以高濃度含有ACH的反應(yīng)液混合稀 釋劑得到的液體作為含有ACH的反應(yīng)原料液。即,HBD的制造中所使用的反應(yīng)原料液的ACH 濃度可以根據(jù)需要利用稀釋劑調(diào)整為上述的規(guī)定濃度。作為稀釋劑,與現(xiàn)有技術(shù)同樣,能夠 過(guò)量使用作為水合反應(yīng)的原料的水,也能夠使用具有抑制副反應(yīng)的ACH分解反應(yīng)的作用的 丙酮。另外,除了水、丙酮以外,還能夠使用甲酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、也作為反 應(yīng)產(chǎn)物的HBD等酰胺類作為稀釋劑。作為稀釋劑,可以單獨(dú)使用上述化合物,也可以組合多 種使用。其中,作為稀釋劑,優(yōu)選水、丙酮、HBD、甲酰胺,酰胺類之中特別優(yōu)選HBD。本發(fā)明 中,定義為從反應(yīng)區(qū)域流出或取出的反應(yīng)液含有若干量的未反應(yīng)的ACH,而上述稀釋劑中則 不包含。
[0070] 作為含有ACH的反應(yīng)原料液,使用對(duì)以ACH合成反應(yīng)得到的以高濃度含有ACH的 反應(yīng)液混合稀釋劑得到的液體時(shí),對(duì)于混合稀釋劑的時(shí)期和方式,沒(méi)有特別限制。例如,通 過(guò)在儲(chǔ)藏罐內(nèi)混合以高濃度含有ACH的反應(yīng)液和稀釋劑,稀釋為所期望的ACH濃度的方法, 得到含有ACH的反應(yīng)原料液。另外,在即將對(duì)任一反應(yīng)區(qū)域直接供給以上述ACH合成得到的 以高濃度含有ACH的反應(yīng)液之前,與稀釋劑供給線路合而為一,由此,也能夠得到含有ACH 的反應(yīng)原料液。
[0071] 本發(fā)明中,含有ACH的反應(yīng)原料液為對(duì)以通過(guò)ACH合成反應(yīng)得到的以高濃度含有 ACH的反應(yīng)液混合稀釋劑得到時(shí),反應(yīng)原料液的總量中的ACH的比例定義為相對(duì)于以ACH合 成反應(yīng)得到的以高濃度含有ACH的反應(yīng)液和上述稀釋劑的合計(jì)重量的ACH的重量分率。
[0072] 另外,將以ACH合成反應(yīng)得到的以高濃度含有ACH的反應(yīng)液作為反應(yīng)原料液使用 時(shí),反應(yīng)原料液的總量中的ACH的比例定義為相對(duì)于該反應(yīng)液的總重量的ACH的重量分率。
[0073] 如上所述,本發(fā)明的HBD的制造方法中,也可以對(duì)多個(gè)反應(yīng)區(qū)域分開(kāi)供給反應(yīng)原 料液。另外,對(duì)各個(gè)反應(yīng)區(qū)域供給的反應(yīng)原料液中的ACH濃度可以相同,也可以不同。對(duì)多 個(gè)反應(yīng)區(qū)域供給反應(yīng)原料液時(shí),反應(yīng)原料液的總量中的ACH的比例是指相對(duì)于對(duì)各反應(yīng)區(qū) 域供給的反應(yīng)原料液的合計(jì)重量,對(duì)各反應(yīng)區(qū)域供給的反應(yīng)原料液中所含的ACH的合計(jì)重 量所占的比例(重量分率)。
[0074] 反應(yīng)原料液的總量中的ACH的比例優(yōu)選為30重量%以上,更優(yōu)選為30重量%以 上83重量%以下,最優(yōu)選為35重量%以上53重量%以下。
[0075] 本發(fā)明的HBD的制造中,上述HBD的制造中所使用的反應(yīng)原料液的總重量中的ACH 的比例如上所述優(yōu)選為30重量%以上,以下所記載的反應(yīng)區(qū)域供給液(C)中的ACH濃度低 于反應(yīng)原料液中的ACH濃度。反應(yīng)區(qū)域供給液(C)是指對(duì)各個(gè)反應(yīng)區(qū)域供給的液體,包括 選自反應(yīng)原料液、稀釋劑和從反應(yīng)區(qū)域流出或取出的反應(yīng)液中的至少一種。本發(fā)明中,反應(yīng) 區(qū)域供給液(C)的總量中的ACH量的比例優(yōu)選為25重量%以下。這里,反應(yīng)區(qū)域供給液 (C)的總量是指將對(duì)各個(gè)反應(yīng)區(qū)域供給的反應(yīng)區(qū)域供給液(C)合計(jì)得到的量。另外,對(duì)反應(yīng) 裝置內(nèi)的全部反應(yīng)區(qū)域供給的反應(yīng)區(qū)域供給液(C)中的ACH濃度優(yōu)選調(diào)整為25重量%以 下,進(jìn)行水合反應(yīng),更優(yōu)選調(diào)整為20重量%以下,進(jìn)行水合反應(yīng),更加優(yōu)選調(diào)整為15重量% 以下,進(jìn)行水合反應(yīng)。其理由在于,降低反應(yīng)區(qū)域入口的反應(yīng)液中的ACH濃度,除了單純降 低催化劑的反應(yīng)負(fù)荷的效果以外,還有使伴隨反應(yīng)的錳離子的溶出變少這樣非常重要的效 果。溶出的錳離子在位于比溶出錳的部位下游的催化劑表面作為反應(yīng)活性低、或反應(yīng)非活 性的形態(tài)的錳氧化物、錳氫氧化物析出,成為催化劑壽命降低的原因。另外,溶出的錳離子 的析出使催化劑彼此粘合,成為催化劑更換時(shí)的障礙,或者成為反應(yīng)生成液送液栗、精制體 系的栗的故障、配管堵塞的原因,引起工廠故障。
[0076] 本發(fā)明的HBD的制造方法中,對(duì)于將反應(yīng)區(qū)域供給液(C)的總量中的ACH量的比 例調(diào)整為25重量%以下進(jìn)行水合反應(yīng)的時(shí)間沒(méi)有特別限定,優(yōu)選為進(jìn)行水合反應(yīng)總時(shí)間 的至少一半以上的時(shí)間,進(jìn)一步特別優(yōu)選為進(jìn)行水合反應(yīng)的總時(shí)間的8成以上的時(shí)間。
[0077] 為了得到對(duì)應(yīng)于HBD的制造中所使用的反應(yīng)原料液的ACH濃度的高濃度的HBD 溶液,僅靠單純的稀釋操作不可能得到,需要進(jìn)行反應(yīng)液的循環(huán)供給操作,優(yōu)選進(jìn)一步組合 ACH的分開(kāi)供給操作。即,本發(fā)明的HBD的制造方法以下述的2個(gè)方式的任一種方式實(shí)施。
[0078] [方式1]:反應(yīng)液的循環(huán)供給。
[0079] [方式2]:反應(yīng)液的循環(huán)供給和ACH的分開(kāi)供給。
[0080] 以下,對(duì)各方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0081] 本發(fā)明的HBD的制造方法的第一方式(以下,原則上記為方式1)為一種α -羥基 異丁酸酰胺的制造方法,其特征在于,使用串聯(lián)連接有至少2個(gè)反應(yīng)區(qū)域的反應(yīng)裝置,在以 錳氧化物為主成分的催化劑的存在下,通過(guò)丙酮氰醇的水合反應(yīng)來(lái)制造 α -羥基異丁酸酰 胺,該方法包括:
[0082] 工序(B):對(duì)上述反應(yīng)裝置中的第一反應(yīng)區(qū)域(I)循環(huán)供給從至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域 取出的反應(yīng)液的至少一部分的工序;和
[0083] 工序(bl):進(jìn)一步對(duì)第一反應(yīng)區(qū)域以外的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域循環(huán)供給從至少一 個(gè)反應(yīng)區(qū)域取出的反應(yīng)液的至少一部分的工序,
[0084] 對(duì)上述反應(yīng)裝置內(nèi)的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域供給氧化劑。
[0085] 方式1中,循環(huán)使用從至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域取出的反應(yīng)液的至少一部分。由此,能夠 降低對(duì)各反應(yīng)區(qū)域供給的反應(yīng)區(qū)域供給液(C)中的ACH濃度,實(shí)現(xiàn)催化劑壽命的提高和工 廠故障的減少,同時(shí)提高最終反應(yīng)區(qū)域出口的反應(yīng)液中的HBD濃度。另外,反應(yīng)液的循環(huán)使 用由于具有將對(duì)反應(yīng)區(qū)域供給的反應(yīng)區(qū)域供給液(C)的pH調(diào)整為在催化劑壽命的方面優(yōu) 選的4以上的作用,因此,有能夠以pH調(diào)整所得到的效果與ACH濃度調(diào)整所得到的錳溶出 抑制效果的雙重效果,延長(zhǎng)催化劑壽命的特征。
[0086] 工序(B)中的為了對(duì)第一反應(yīng)區(qū)域(I)循環(huán)供給反應(yīng)液的至少一部分而取出該反 應(yīng)液的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域只要為第一反應(yīng)區(qū)域本身、或?yàn)槲挥诒鹊谝环磻?yīng)區(qū)域更靠近反應(yīng) 裝置的出口的位置(下游側(cè))的反應(yīng)區(qū)域即可。即,只要不妨礙工序(bl)的實(shí)施,可以為 本發(fā)明的反應(yīng)裝置中的任意反應(yīng)區(qū)域。
[0087] 工序(bl)中的為了對(duì)第一反應(yīng)區(qū)域以外的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域循環(huán)供給反應(yīng)液的 至少一部分而取出該反應(yīng)液的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域只要為接受反應(yīng)液的循環(huán)供給的該第一 反應(yīng)區(qū)域以外的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域本身、或者為位于比該第一反應(yīng)區(qū)域以外的至少一個(gè)反 應(yīng)區(qū)域更靠近反應(yīng)裝置的出口的位置(下游側(cè))的反應(yīng)區(qū)域即可。
[0088] 工序(B)中的為了對(duì)第一反應(yīng)區(qū)域(I)循環(huán)供給反應(yīng)液的至少一部分而取出該反 應(yīng)液的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域也可以為多個(gè)。另外,工序(bl)中的為了對(duì)第一反應(yīng)區(qū)域以外的 至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域循環(huán)供給反應(yīng)液的至少一部分而取出該反應(yīng)液的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域也 可以為多個(gè)。工序(B)中取出用于循環(huán)供給的反應(yīng)液的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域和工序(bl)中 取出用于循環(huán)供給的反應(yīng)液的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域可以相同或不同,優(yōu)選不同。
[0089] 方式1中,通過(guò)除了對(duì)第一反應(yīng)區(qū)域(I),還對(duì)第一反應(yīng)區(qū)域以外的至少一個(gè)反應(yīng) 區(qū)域也循環(huán)供給反應(yīng)液,容易降低對(duì)反應(yīng)區(qū)域供給的反應(yīng)區(qū)域供給液(C)中的ACH濃度,錳 離子的溶出變少,并且能夠構(gòu)建反應(yīng)區(qū)域的數(shù)量更少的高效工藝,從以上觀點(diǎn)考慮,更為優(yōu) 選。對(duì)第一反應(yīng)區(qū)域以外的反應(yīng)區(qū)域循環(huán)供給反應(yīng)液的時(shí)候,期望至少一個(gè)從設(shè)置于比取 出向第一反應(yīng)區(qū)域(I)循環(huán)供給的反應(yīng)液的反應(yīng)區(qū)域(將其稱為第一反應(yīng)液取出口)更靠 近反應(yīng)裝置出口(下游側(cè))的部位的反應(yīng)區(qū)域取出反應(yīng)液(將其稱為第二反應(yīng)液取出口), 向設(shè)置于第一反應(yīng)液取出口與第二反應(yīng)液取出口之間的任意反應(yīng)區(qū)域、或者具備第二反應(yīng) 液取出口的反應(yīng)區(qū)域本身供給。
[0090] 方式1中,能夠在反應(yīng)裝置設(shè)置多個(gè)第一反應(yīng)液取出口,從多個(gè)反應(yīng)區(qū)域向第一 反應(yīng)區(qū)域(I)循環(huán)供給反應(yīng)液。此時(shí),關(guān)于多個(gè)第一反應(yīng)液取出口與接受反應(yīng)液的循環(huán)供 給的第一反應(yīng)區(qū)域以外的反應(yīng)區(qū)域和第二反應(yīng)液取出口的期望位置關(guān)系如下所述。即,方 式1中,接受反應(yīng)液的循環(huán)供給的第一反應(yīng)區(qū)域以外的反應(yīng)區(qū)域和第二反應(yīng)液取出口的至 少一組,期望位于比設(shè)置有多個(gè)的第一反應(yīng)液取出口之中最靠近反應(yīng)裝置的入口的取出口 更接近反應(yīng)裝置的出口(下游側(cè))的部位。進(jìn)一步換而言之,期望位于比從設(shè)置有多個(gè)的 第一反應(yīng)液取出口分別取出的反應(yīng)液的累計(jì)量超過(guò)從設(shè)置有多個(gè)的全部第一反應(yīng)液取出 口取出的反應(yīng)液的合計(jì)量的50%的最初的第一反應(yīng)液取出口更靠近反應(yīng)裝置的出口(下 游側(cè))的一側(cè),最期望接受反應(yīng)液的循環(huán)供給的第一反應(yīng)區(qū)域以外的反應(yīng)區(qū)域和第二反應(yīng) 液取出口的至少一組設(shè)置于比全部第一反應(yīng)液取出口都更靠近反應(yīng)裝置的出口(下游側(cè)) 的部位的情況。這樣,除了由第一反應(yīng)區(qū)域(I)、取出向第一反應(yīng)區(qū)域(I)循環(huán)供給的反應(yīng) 液的反應(yīng)區(qū)域和循環(huán)線路所形成的反應(yīng)液的循環(huán)通路以外,在反應(yīng)裝置的更靠近出口的部 分,設(shè)置某種程度上獨(dú)立的另一個(gè)反應(yīng)液的循環(huán)通路。這樣,能夠?qū)Υ嬖谟诟鱾€(gè)反應(yīng)液的循 環(huán)通路的反應(yīng)區(qū)域的反應(yīng)條件分別管理、優(yōu)化,能夠更容易地使填充的催化劑的能力最大 限度地發(fā)揮。
[0091] 方式1中,通過(guò)含有水、丙酮、HBD、甲酰胺等具有稀釋作用的化合物的反應(yīng)液自身 的循環(huán)供給,進(jìn)行對(duì)反應(yīng)區(qū)域供給的反應(yīng)區(qū)域供給液(C)的ACH濃度的調(diào)整,因此,可以不 另外使用稀釋劑。但是,實(shí)用上,對(duì)第一反應(yīng)區(qū)域(I)供給的反應(yīng)區(qū)域供給液(C)中的ACH 濃度優(yōu)選利用稀釋劑和循環(huán)供給的反應(yīng)液這兩者進(jìn)行調(diào)整。作為稀釋劑,除了使用水、丙酮 以外,甲酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、也作為反應(yīng)產(chǎn)物的HBD等酰胺類也能夠作為 稀釋劑使用。上述化合物可以單獨(dú)使用,也可以組合多種使用。其中,作為稀釋劑,優(yōu)選水、 丙酮、HBD、甲酰胺,酰胺類之中特別優(yōu)選HBD。
[0092] 循環(huán)供給的反應(yīng)液的供給量由循環(huán)供給的反應(yīng)液的供給速度(X)和對(duì)反應(yīng)區(qū)域 供給的反應(yīng)區(qū)域供給液(C)的供給速度(Y),作為循環(huán)比,以下式(1)定義。
[0093] 循環(huán)比=(XV((Y)-(X))式⑴
[0094] 方式1中的循環(huán)比沒(méi)有特別限定。
[0095] 方式1中,對(duì)反應(yīng)裝置內(nèi)的全部反應(yīng)區(qū)域供給的反應(yīng)區(qū)域供給液(C)中的水與ACH 的摩爾比沒(méi)有特別限定,優(yōu)選相對(duì)于1摩爾ACH,水在1~200摩爾的范圍內(nèi),特別優(yōu)選10~ 100的范圍內(nèi)。丙酮與ACH的摩爾比沒(méi)有特別限定,優(yōu)選相對(duì)于1摩爾丙酮,ACH在0. 1~ 10摩爾的范圍內(nèi)。
[0096] 方式1中,相對(duì)于在反應(yīng)裝置內(nèi)的全部反應(yīng)區(qū)域填充的催化劑重量的合計(jì),對(duì)反 應(yīng)裝置供給的反應(yīng)原料液中所含的水的供給量和ACH的供給量沒(méi)有特別限定,在為水時(shí), 優(yōu)選相對(duì)于Ig催化劑以〇. 0625~0. 625g/hr的范圍的速度供給,更優(yōu)選以0. 125~0. 25g/ hr的速度供給,最優(yōu)選以0. 15~0. 225g/hr的速度供給。在為ACH時(shí),優(yōu)選相對(duì)于Ig催化 劑以0. 05~0. 5g/hr的范圍的速度供給,更優(yōu)選以0. 1~0. 2g/hr的速度供給,最優(yōu)選以 0· 12~0· 18g/hr的速度供給。
[0097] 作為本發(fā)明的HBD的制造方法,特別優(yōu)選以下所示的第二方式。本發(fā)明的HBD的 制造方法的第二方式為一種α -羥基異丁酸酰胺的制造方法,其特征在于:
[0098] 使用串聯(lián)連接有至少2個(gè)反應(yīng)區(qū)域的反應(yīng)裝置,在以錳氧化物為主成分的催化劑 的存在下,通過(guò)丙酮氰醇的水合反應(yīng)來(lái)制造 α-羥基異丁酸酰胺,
[0099] 上述方法包括:
[0100] 工序(A):對(duì)上述反應(yīng)裝置中的第一反應(yīng)區(qū)域(I)和第一反應(yīng)區(qū)域以外的至少一 個(gè)反應(yīng)區(qū)域,分開(kāi)供給含有丙酮氰醇的反應(yīng)原料液的工序;
[0101] 工序(B):對(duì)上述反應(yīng)裝置中的第一反應(yīng)區(qū)域(I),循環(huán)供給從至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域 取出的反應(yīng)液的至少一部分的工序;和
[0102] 工序(bl):進(jìn)一步對(duì)第一反應(yīng)區(qū)域以外的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域,循環(huán)供給從至少一 個(gè)反應(yīng)區(qū)域取出的反應(yīng)液的至少一部分的工序,
[0103] 對(duì)上述反應(yīng)裝置內(nèi)的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域供給氧化劑。
[0104] 上述方式2中,工序(A)中的第一反應(yīng)區(qū)域以外的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域、即分開(kāi)供給 反應(yīng)原料液的第一反應(yīng)區(qū)域以外的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域可以為多個(gè)。另外,工序(bl)中的至 少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域、即作為循環(huán)供給從至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域取出的反應(yīng)液的至少一部分的對(duì)象 的第一反應(yīng)區(qū)域以外的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域可以為多個(gè)。另外,工序(A)中的第一反應(yīng)區(qū)域 以外的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域與工序(bl)中的第一反應(yīng)區(qū)域以外的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域可以相 同也可以不同。
[0105] 即,除了上述所說(shuō)明的循環(huán)供給從至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域取出的反應(yīng)液的至少一部分 以外,特別優(yōu)選分開(kāi)供給ACH。其理由在