[發明專利]一種己內酰胺分離精制工藝

有效

• 申請號: 201710495867.2
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107118156B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 陳桂光
• 申請（專利權）人: 山東清創化工有限公司
• 主分類號: C07D223/10
• 分類號: C07D223/10;C07D201/16
• 代理公司: 北京市振邦律師事務所 11389
• 代理人: 李朝輝

本發明公開了一種己內酰胺分離精制工藝，該工藝以己內酰胺生產中得到的含己內酰胺60?70％wt的酰胺油為處理對象，其特征是使用一種芳烴和烷烴混合溶劑作為萃取劑，通過提高萃取、反萃工序的選擇性和減少了反萃水的引入，使反萃后只經過脫水和精餾即得到高純度的己內酰胺。相比現有技術，本發明取消了汽提、離子交換和三效蒸發等分離工序，節省了相應的建設和運行成本，顯著降低了分離過程的能耗、己內酰胺損耗和廢水排放量，符合綠色化工的發展方向。

技術領域

本發明屬化工分離技術領域，特別涉及從含有己內酰胺的酰胺油中以簡捷、低耗和低排為特征分離精制己內酰胺的工藝。

背景技術

己內酰胺是重要的有機化工原料，主要用作化纖單體制造尼龍6。己內酰胺的生產方法有多種，目前占主流的是以苯為原料的環己酮-羥胺法和環己酮氨肟化法。兩種方法都是首先制備出環己酮肟，再使環己酮肟在發煙硫酸作用下進行貝克曼重排反應得到己內酰胺。為去除反應體系中的發煙硫酸，需要加入水和氣氨使之轉化為硫酸銨，硫酸銨與己內酰胺和水并存在一定范圍內可分成兩相，其中重相主要是硫酸銨水溶液，可用于生產硫酸銨，輕相則含有60-70％的己內酰胺和20％左右的水，被稱作酰胺油。產品己內酰胺最終由酰胺油經過分離精制得到。由于酰胺油含有硫酸銨及上百種極性有機副產物，而化纖制造要求驛己內酰胺中的雜質實現ppm水平的控制，從酰胺油中分離精制己內酰胺是一項極具挑戰性的任務。

如圖1所示，現有的己內酰胺分離精制工藝一般包括苯萃取、水反萃、苯汽提、離子交換、三效蒸發、脫水、輕副產物精餾、重副產物精餾等工序。其中：絕大部分雜質是在苯萃取中被去除的；水反萃是為了實現萃取劑苯的循環；為避免進入苯-己內酰胺-水三元體系的均相區，反萃得到的己內酰胺水溶液濃度不能超過達到30％wt，而采用三效蒸發是為了節省脫水能耗；在脫水前先通過苯汽提來回收己內酰胺水溶液中的苯，可以回收萃取劑并保證離子交換的正常工作；為了更好的保障三效蒸發中的換熱系統的可靠運行，離子交換工序必不可少，主要目的是去除水溶性的硫酸銨雜質等。這些雜質主要是由于前道萃取工序的影響；現有工藝中以苯為萃取劑體系界面張力低，因此易乳化，油相中夾帶部分水相，加上部分溶解于苯中的水；水含量越高，帶入的可溶于水的硫酸銨等極性雜質越多；這部分雜質進而在反萃過程中進入水相。現用工藝中，反萃工序后的硫酸銨雜質量相對比較大，造成離子交換的負荷很大，通常，離子交換往往3-5天就要切換再生一次，在消耗酸堿的同時產生大量廢水，隨之損失的己內酰胺可占到最終產品的1％；苯汽提、三效蒸發是投資和能耗都很大的工段。近年來，一些研究者提出延長離子交換再生周期的方案，包括用少量氫氧化鈉處理萃取塔得到的負載萃取劑，在離子交換前先進行水溶液加氫，但這些方法對造成離子交換樹脂失活的主要雜質硫酸銨沒有作用，對離子交換操作的影響也較小，而針對苯汽提、三效蒸發的成本問題，至今沒有應對的辦法。在新萃取工藝研究方面，清華大學的駱廣生等(專利CN200410078321.x)對甲苯法制備己內酰胺的萃取精制過程進行了研究，提出了如下的工藝流程：用環己烷或環己烷與苯的混合溶劑物預萃取，然后用苯或苯與環己烷的混合溶劑對預萃取得到的重相進行萃取，用水反萃輕相并得到己內酰胺水溶液。該工藝增加預萃取工序，可有效去除中多種油溶性雜質，對甲苯法生產己內酰胺粗品萃取后的品質有很大的提高。北京化工大學林少煒、張衛東等(北京化工大學碩士論文2008)對環己酮-羥胺法制備己內酰胺的粗品的萃取工藝進行研究，提出在以苯為萃取劑萃取和水反萃工序之間，加入一道水析工序，使用正己烷對萃取相進行水析，除去部分水溶性雜質，以提高產品品質。這些新工藝增加了新工序，需要對現有生產設備進行一定改造，增加設備，也增加了工藝復雜性。為此，非常有必要深入剖析造成這些狀況的本質原因，從系統最優化的角度開發新的己內酰胺分離精制工藝，以達到節能、降耗、減排的效果。

發明內容