一種己內酰胺制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種己內酰胺制備工藝，包括：將環(huán)己酮肟與發(fā)煙硫酸進行貝克曼重排反應，得到的重排液先進行水解，再進行萃取分離得到己內酰胺萃取液，對萃取液再進行水反萃，得到己內酰胺的水溶液，進行后續(xù)精制得到己內酰胺成品。上述過程中萃取分離出的硫酸和反萃分離出的萃取劑經(jīng)過濃縮和精制處理后循環(huán)回系統(tǒng)中再利用。本發(fā)明工藝，避開了重排液進行氨水中和生產硫銨的過程，簡化了己內酰胺的生產工藝流程，省去了硫銨中和結晶、分離、干燥、包裝等裝置單元，省去了傳統(tǒng)工藝中常規(guī)配套的合成氨及硫酸裝置，降低了設備投資費用和能耗，同時避免了副產物硫銨的產生。
【專利說明】
—種己內酰胺制備工藝

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種己內酰胺制備工藝，特別是一種無副產硫銨的己內酰胺的制備工藝。

【背景技術】
[0002]己內酰胺是氨基己酸分子內縮水而成的內酰胺，是一種重要的有機化工原料。己內酰胺的主要用途是通過生產尼龍_6，然后進一步加工成錦綸纖維、工程塑料、塑料薄膜等。己內酰胺的制備方法很多，但這些方法均副產硫銨，即貝克曼重排時采用發(fā)煙硫酸做催化劑進行重排，重排結束后重排液中的硫酸需要采用氨水進行中和，生成硫酸銨，以去除其中的硫酸。生產一噸己內酰胺，可副產硫銨1.5?4.2噸。由于硫銨作為一種低效的含N化肥，一直受到其用途和成本以及越來越大的副產產量釋放的壓力，成為制約己內酰胺行業(yè)發(fā)展的一個瓶頸。因此，尋求一種無副產硫銨的己內酰胺制備方法成為本行業(yè)技術革新的關鍵。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明目的是針對己內酰胺現(xiàn)有生產工藝存在的副產大量硫銨、己內酰胺產品質量難以提升的缺陷，提供一種流程簡單、能耗低、產品質量高的無副產硫銨的己內酰胺制備工藝。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題采取的技術方案是這樣的。一種己內酰胺制備工藝，包括以下步驟:
(1)將進行氨肟化反應后生成的經(jīng)過分離、精制的環(huán)己酮肟與發(fā)煙硫酸在溫度為85?95°C、壓力為常壓下在重排反應器中進行貝克曼重排，得到重排液，其主要成分為己內酰胺、硫酸和少量雜質；
(2)將步驟(I)得到的重排液在溫度為40?70°C，壓力為常壓下，加入純水進行水解，得到含有己內酰胺與硫酸的水溶液A ;
(3)將步驟(2)得到的水溶液A在溫度為40?50°C，壓力為常壓下，在萃取塔內加入萃取劑進行萃取，得到含有15%?25%己內酰胺的有機萃取液B和己內酰胺含量< 0.5%的無機硫酸水溶液C ；
(4)將步驟(3)中得到的含有15%?25%己內酰胺的有機萃取液B進行水反萃，得到含有20%?30%己內酰胺的水溶液D和己內酰胺含量< 0.1%的有機萃取溶液E ；
或將含有15%?25%的己內酰胺的有機萃取液B加水減壓蒸餾分離，得到含有80%?90%己內酰胺的水溶液F和己內酰胺含量< 0.1%的有機萃取溶液G ；
(5 )將步驟(3 )得到的己內酰胺含量< 0.5%的無機硫酸水溶液C進行精制，得到70%?98%的濃硫酸，與新加入的20%?65%的發(fā)煙硫酸混合得到10%?20%的發(fā)煙硫酸，循環(huán)回貝克曼重排反應器繼續(xù)進行反應循環(huán)使用；
或者對己內酰胺含量< 0.5%的無機硫酸水溶液C進行精制，得到稀硫酸，用于礦石開采使用；
或者在己內酰胺含量< 0.5%的無機硫酸水溶液C內加入氫氧化鈣制備成硫酸鈣副產品;
(6)將步驟(4)得到的含有20%?30%己內酰胺的水溶液D或者將含有80%?90%己內酰胺的水溶液F進行精制，得到高純度的己內酰胺成品；
(7)將步驟(4)得到的己內酰胺含量<0.1%的有機萃取溶液E己內酰胺含量< 0.1%的有機萃取溶液G進行精制,得到萃取液返回萃取塔作為萃取劑循環(huán)使用。
[0005]本發(fā)明的步驟(I)中，環(huán)己酮肟與發(fā)煙硫酸摩爾比為(1.1?1.8):1。
[0006]本發(fā)明的步驟(2)中，純水與己內酰胺質量比為(I?5):1。
[0007]本發(fā)明的步驟(3)中，所用萃取劑是苯或甲苯或正己烷或四氯化碳或三氯乙烷或以上物質的組合物；萃取劑與己內酰胺的質量比為(2?4):1。
[0008]本發(fā)明的步驟(4)中，水反萃時，水與己內酰胺的質量比為(3?4):1 ；
加水減壓蒸餾時水的加入量為己內酰胺質量的10°/Γ20%。
[0009]本發(fā)明中，除了特殊說明，各物質的含量均為質量含量。
[0010]本發(fā)明取得以下技術進步:
(I)本發(fā)明，貝克曼重排過程中得到的重排液先進行水解，再進行萃取分離得到己內酰胺萃取液，再進行水反萃或進行減壓蒸餾分離，得到己內酰胺的水溶液，再進行后續(xù)精制得到己內酰胺成品，避開了重排液進行氨水中和生產硫銨的過程，簡化了己內酰胺生產工藝流程，省去了硫銨中和結晶、分離、干燥、包裝等裝置單元，降低了設備投資和能耗，同時避免了副產物硫銨的產生。
[0011](2)本發(fā)明工藝流程簡單，在貝克曼重排后減少了重排液熟化、氨水中和、蒸發(fā)結晶等工序，縮短了工藝流程和生產周期，且萃取劑和發(fā)煙硫酸在生產過程中可以循環(huán)利用。
[0012](3)本發(fā)明與傳統(tǒng)工藝相比，不需按常規(guī)方式配套合成氨和硫酸裝置，少量的氨和發(fā)煙硫酸只需采購即可，降低了配套裝置的設備投資。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖。

【具體實施方式】
[0014]以下實施例用于說明本發(fā)明。
[0015]實施例1
參照圖1所示的本發(fā)明工藝流程示意圖，在重排反應器中，控制溫度在85?95 °C，壓力常壓，停留10?60分鐘，環(huán)己酮肟與8%?20%的發(fā)煙硫酸發(fā)生貝克曼重排反應，得到重排液,主要成分為己內酰胺、硫酸和少量雜質；
將重排液在溫度為55°C，壓力常壓，停留30分鐘，在水解器中加入己內酰胺質量2倍的純水進行水解，得到含有己內酰胺、硫酸的水溶液A ;
將含有己內酰胺、硫酸的水溶液A在溫度為45°C，壓力常壓，在萃取塔內加入萃取劑苯進行萃取，苯與己內酰胺的相比為4:1，得到含有20%的己內酰胺的有機萃取液B，和含有己內酰胺0.4%的無機硫酸水溶液C ； 將含有20%的己內酰胺的有機萃取液B進行水反萃，水與己內酰胺的相比為3:1，得到含有23%的己內酰胺的水溶液D和含有己內酰胺0.09%的有機萃取溶液E ；
將含有己內酰胺0.4%的無機硫酸水溶液C進行精制和提濃，得到70%?98%的濃硫酸，與新加入的20%?65%的發(fā)煙硫酸混合得到10%?20%的發(fā)煙硫酸循環(huán)回貝克曼重排反應器繼續(xù)進行反應循環(huán)使用；
將含有23%的己內酰胺的水溶液D進行后續(xù)離交、加氫、三效蒸發(fā)、閃蒸和蒸餾后，制成高純度的己內酰胺成品；
將含有己內酰胺0.09%的有機萃取溶液E進行后續(xù)精制處理得到萃取液返回萃取塔作為萃取劑循環(huán)使用。
[0016]實施例2
參照圖1所示的本發(fā)明工藝流程示意圖，在重排反應器中，控制溫度在85?95 °C，壓力常壓，停留10?60分鐘，環(huán)己酮肟與8%?20%的發(fā)煙硫酸發(fā)生貝克曼重排反應，得到重排液,主要成分為己內酰胺、硫酸和少量雜質；
將重排液在溫度為55°C，壓力常壓，停留30分鐘，在水解器中加入己內酰胺質量2倍純水進行水解，得到含有己內酰胺與硫酸的水溶液A ;
將含有己內酰胺、硫酸的水溶液A在溫度為45°C，壓力常壓，在萃取塔內加入萃取劑苯進行萃取，苯與己內酰胺相比為4:1，得到含有20%的己內酰胺的有機萃取液B，和含有己內酰胺0.4%的無機硫酸水溶液C ；
將含有己內酰胺20%的有機萃取液B加入己內酰胺質量10%的水進行減壓蒸餾分離，得到含有90%的己內酰胺的水溶液F和含有己內酰胺0.09%的有機萃取溶液G ；
將含有己內酰胺0.4%的無機硫酸水溶液C進行精制，得到稀硫酸，用于礦石開采使用；
將含有90%的己內酰胺的水溶液F進行后續(xù)三效蒸發(fā)、閃蒸和蒸餾后，制成高純度的己內酰胺成品。
[0017]將含有己內酰胺0.09%的有機萃取溶液G進行后續(xù)精制處理得到萃取液返回萃取塔作為萃取劑循環(huán)使用。
[0018]實施例3
參照圖1所示的本發(fā)明工藝流程示意圖，在重排反應器中，控制溫度在85?95 °C，壓力常壓，停留10?60分鐘，環(huán)己酮肟與8%?20%的發(fā)煙硫酸發(fā)生貝克曼重排反應，得到重排液,主要成分為己內酰胺、硫酸和少量雜質；
將重排液在溫度為55°C，壓力常壓，停留30分鐘，在水解器中加入己內酰胺質量2倍的純水進行水解，得到含有己內酰胺、硫酸的水溶液A ;
將含有己內酰胺、硫酸的水溶液A在溫度為45°C，壓力常壓，在萃取塔內加入萃取劑苯進行萃取，苯與己內酰胺的相比為4:1，得到含有20%的己內酰胺的有機萃取液B，和含有己內酰胺0.4%的無機硫酸水溶液C ；
將含有20%的己內酰胺的有機萃取液B進行水反萃，水與己內酰胺的相比為3:1，得到含有23%的己內酰胺的水溶液D和含有己內酰胺0.09%的有機萃取溶液E ；
向含有己內酰胺0.4%的無機硫酸水溶液C加入氫氧化鈣制備成硫酸鈣副產品，提高生產效益。
[0019]將含有23%的己內酰胺的水溶液D進行后續(xù)離交、加氫、三效蒸發(fā)、閃蒸和蒸餾后，制成高純度的己內酰胺成品；
將含有己內酰胺0.09%的有機萃取溶液E進行后續(xù)精制處理得到萃取液返回萃取塔作為萃取劑循環(huán)使用；
實施例4本實施例與實施例1不同之處是以甲苯萃取劑代替苯萃取劑。
[0020]實施例5本實施例與實施例2不同之處是以甲苯萃取劑代替苯萃取劑。
[0021]實施例6本實施例與實施例3不同之處是以甲苯萃取劑代替苯萃取劑。
[0022]實施例7本實施例與實施例1不同之處是以正己烷萃取劑代替苯萃取劑。
[0023]實施例8本實施例與實施例2不同之處是以正己烷萃取劑代替苯萃取劑。
[0024]實施例9本實施例與實施例3不同之處是以正己烷萃取劑代替苯萃取劑。
[0025]實施例10本實施例與實施例1不同之處是以四氯化碳萃取劑代替苯萃取劑。
[0026]實施例11本實施例與實施例2不同之處是以四氯化碳萃取劑代替苯萃取劑。
[0027]實施例12本實施例與實施例3不同之處是以四氯化碳萃取劑代替苯萃取劑。
[0028]實施例13本實施例與實施例1不同之處是以三氯乙烷萃取劑代替苯萃取劑。
[0029]實施例14本實施例與實施例2不同之處是以三氯乙烷萃取劑代替苯萃取劑。
[0030]實施例15本實施例與實施例3不同之處是以三氯乙烷萃取劑代替苯萃取劑。
[0031]以上各實施例中，除了特殊說明，各物質的含量均為質量含量。
【權利要求】
1.一種己內酰胺制備工藝，其特征在于包括以下步驟: (1)將進行氨肟化反應后生成的經(jīng)過分離、精制的環(huán)己酮肟與發(fā)煙硫酸在溫度為85?95°C、壓力為常壓下在重排反應器中進行貝克曼重排，得到重排液； (2)將步驟(I)得到的重排液在溫度為40?70°C，壓力為常壓下加入純水，進行水解，得到含有己內酰胺與硫酸的水溶液A ; (3)將步驟(2)得到的水溶液A在溫度為40?50°C，壓力為常壓下，在萃取塔內加入萃取劑進行萃取，得到質量含量15%?25%己內酰胺的有機萃取液B和己內酰胺質量含量< 0.5%的無機硫酸水溶液C ； (4)將步驟(3)中得到的質量含量15%?25%己內酰胺的有機萃取液B進行水反萃，得到質量含量20%?30%己內酰胺的水溶液D和己內酰胺質量含量< 0.1%的萃取溶液E ； 或者將質量含量15%?25%的己內酰胺的有機萃取液B加水減壓蒸餾分離處理，得到質量含量80%?90%己內酰胺的水溶液F和己內酰胺質量含量< 0.1%的有機萃取溶液G ； (5)將步驟(3)得到的己內酰胺質量含量<0.5%的無機硫酸水溶液C進行精制，得到質量含量70%?98%的濃硫酸，與新加入的質量含量20%?65%的發(fā)煙硫酸混合得到質量含量10%?20%的發(fā)煙硫酸，循環(huán)回貝克曼重排反應器繼續(xù)進行反應循環(huán)使用； 或者對己內酰胺質量含量< 0.5%的無機硫酸水溶液C進行精制，得到稀硫酸； 或者在己內酰胺質量含量< 0.5%的無機硫酸水溶液C內加入氫氧化鈣制備成硫酸鈣； (6)將步驟(4)得到的質量含量20%?30%己內酰胺的水溶液D或者將質量含量80%?90%己內酰胺的水溶液F進行精制，得到高純度的己內酰胺成品； (7)將步驟(4)得到的己內酰胺質量含量<0.1%的有機萃取溶液E和己內酰胺質量含量< 0.1%的有機萃取溶液G進行精制,得到萃取液返回萃取塔作為萃取劑循環(huán)使用。
2.根據(jù)權利要求1所述的己內酰胺制備工藝，其特征在于步驟(I)中，環(huán)己酮肟與發(fā)煙硫酸的摩爾比為(1.1?1.8):1。
3.根據(jù)權利要求1所述的己內酰胺制備工藝，其特征在于步驟(2)中，純水與己內酰胺質量比為(I?5):1。
4.根據(jù)權利要求1所述的己內酰胺制備工藝，其特征在于步驟(3)中，萃取劑是苯或甲苯或正己烷或四氯化碳或三氯乙烷或以上物質的組合物，萃取劑與己內酰胺的質量比為(2 ?4):1。
5.根據(jù)權利要求1所述的己內酰胺制備工藝，其特征在于步驟(4)中，反萃時水與己內酰胺的質量比為(3?4):1 ;加水減壓蒸餾時水的加入量為己內酰胺質量的10°/Γ20%。
【文檔編號】C07D223/10GK104356039SQ201410626659
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月10日 優(yōu)先權日:2014年11月10日
【發(fā)明者】金作宏, 高文杲 申請人:河北美邦工程科技有限公司