CN102633676A - 一种从氨肟化反应液中回收溶剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种从氨肟化反应液中回收溶剂的方法，是将含有氨、溶剂、环己酮肟、水和环己酮的反应液送入一级蒸馏塔(a)，从塔顶蒸出部分含氨和水的溶剂，塔釜物料送入二级蒸馏塔(b)，利用外给热源进行加压蒸馏，从塔顶得到高温位的含溶剂蒸气，用于一级蒸馏塔(a)的蒸馏热源，塔釜得到含有环己酮肟、水和环己酮的物料。本方法可降低溶剂的回收能耗。

Description

一种从氨肟化反应液中回收溶剂的方法

技术领域

本发明涉及一种从氨肟化反应液中回收溶剂的方法。更具体地讲是有关氨肟化反应液的分离，制备环己酮肟。环己酮肟主要用于生产己内酰胺，是生产己内酰胺的重要中间体。

背景技术

目前工业上主要通过羟胺盐肟化方法生产环己酮肟，如磷酸羟胺法(HPO)、硫酸羟胺法(HSO)等。这些方法中间步骤多，工艺复杂，使用大量具有腐蚀性和污染严重的原材料，对环境造成很大的危害。

以钛硅分子筛为催化剂使环己酮、氨与过氧化氢进行氨肟化反应是一种新的制备环己酮肟的工艺方法，该方法具有工艺简单，污染小的特点，但氨肟化反应过程中使用用大量的溶剂，溶剂一般选自醇类物质，其中适宜的是叔丁醇和异丙醇，如美国专利USP4794198和USP5227525所公开的方法中，需要2～5倍于环己酮的叔丁醇作溶剂，CN1556098公开的方法中使用异丙醇为溶剂，从反应产物中回收利用这些溶剂通常采用常压蒸馏的方法，需要耗费大量能量，使得环己酮肟的生产成本增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种从氨肟化反应液中回收溶剂方法，该方法具有能量消耗低的优点。

结合上述发明目的，本发明提出了一种变压蒸馏氨肟化反应液中溶剂的方法，可大幅度降低溶剂的回收能耗。具体而言，是将含有氨、溶剂、环己酮肟、水和环己酮的反应液送入蒸馏塔(a)，从塔顶蒸出部分含氨、水和溶剂的物料，塔釜物料送入蒸馏塔(b)，利用外给热源进行加压蒸馏，从塔顶得到高温位的溶剂蒸气，用于蒸馏塔(a)的蒸馏热源后冷凝成含水溶剂，塔釜得到含有环己酮肟、水和环己酮的物料。

其中用作热源冷凝后的含水溶剂部分用于塔的回流，其余优选与蒸馏塔a塔顶蒸出的含氨、水和溶剂的物料一起混合冷却，脱除不凝气后循环回氨肟化反应系统。

采用本发明提供的方法，可充分利用回收溶剂蒸气的冷凝热，降低外给热源和冷却水的用量，节约生产成本。

附图说明

图1为本发明提供的从氨肟化反应液中回收溶剂的流程示意图；

图2是对比实施例的流程示意图。

图中符号说明：

a-------蒸馏塔(a)

b-------蒸馏塔(b)

c--------增压泵

E1-------再沸器

E2-------再沸器

E3-------冷凝器

1--------氨肟化反应液

4--------肟水溶液

10-------回收溶剂

11-------含氨气体

具体实施方式

下面参照附图1详细说明本发明。以下说明中，涉及浓度的％，如无特殊说明均为重量单位。

首先将含有氨、溶剂、环己酮肟、水和残留环己酮的氨肟化反应液1送入蒸馏塔a，从塔顶蒸出部分含氨和水的溶剂蒸气2，塔釜物料3提压后送入加压蒸馏塔b，再沸器E2通入外给热源(如蒸汽)，将剩余的溶剂以气相形式从塔顶蒸出，得到高温位的溶剂蒸气5，塔釜得到含有环己酮肟和水的物料。

溶剂蒸气5进入再沸器E1作为蒸馏塔a的蒸馏热源后冷凝为液体，提压后部分作为蒸馏塔a的回流8和蒸馏塔b的回流7，其余与蒸馏塔a顶部的物料2混合进入冷却器E3，冷凝冷却到40℃左右，得到含氨、水和溶剂的溶液送回氨肟化反应系统使用，未冷凝的含氨气体可经过水吸收后排放。

蒸馏塔a采用尽可能低的压力操作，以便降低塔釜物料的蒸发温度，增加再沸器E1的传热温差，但压力太低时，塔顶的含氨气体又不易冷凝下来，导致含氨气体量11的增加，蒸馏塔a适宜的操作压力(绝对)为70～200kPa，对应的塔釜蒸发温度为76～102℃。当蒸馏塔a的操作压力低于102kPa时，未冷凝的含氨气体11需经增压泵c提压后直接送回反应系统或用水吸收氨后排放。

蒸馏塔b采用加压蒸馏，目的是提高塔顶蒸气的温度，以便于用作蒸馏塔a的蒸馏热源，压力越高，塔顶蒸气的温度越高，越有利于增加再沸器E1的传热温差，降低E1的传热面积，但塔压的增高，同样会使塔釜物料的温度升高，从而导致环己酮肟高温引起的副反应发生，如肟的水解和缩合结焦等，因此，蒸馏塔b的操作压力应满足E1传热温差的要求(一般10～25℃)，同时塔釜的操作温度不易超过160℃，适宜的压力(绝压)为150～500kPa，对应塔釜温度为114～156℃，对应塔顶温度为90～126℃。

不同溶剂会影响到蒸馏塔操作参数的变化，当溶剂的沸点太低或者与水形成的共沸温度太低时(低于70℃)时，意味着蒸馏塔b需要更高的操作压力才能满足传热温差的需要，这样会导致塔釜温度过高。在适宜的氨肟化反应溶剂方面，以叔丁醇和异丙醇为优选，叔丁醇与异丙醇在沸点、与水的共沸性质等方面非常接近，本发明的溶剂回收方法适用于以叔丁醇和/或异丙醇为反应溶剂的氨肟化反应液的蒸馏。

实施例

下面通过实施例来说明本发明的实施效果，但本发明不受其任何限定。

以下实施例中，无特别说明，所有冷凝冷却器全部采用30℃的冷却水，加热用的外供热源全部采用的是表压1.0MPa的饱和蒸汽。冷却负荷Q₁通过下面的公式(1)计算获得，加热负荷Q₂通过下面的公式(2)计算获得。

Q₁＝F₁×Cp(t₂-t₁)    (1)

Q₂＝F₂×ΔHv         (2)

其中：F₁为E3冷却水流量，kg/h

F₂为E2蒸汽流量，kg/h

Cp为比热，对于冷却水，Cp＝4.18kJ/kg.K

t₁为冷却水入口温度，℃

t₂为冷却水出口温度，℃

ΔHv为蒸发潜热，对于1.0MPa蒸汽，ΔHv＝2002kJ/kg

实施例1

按照图1所示的流程方案实施。其中，蒸馏塔a和b内经为0.35米，内装8米BX500填料，设有回流和进料分配器，再沸器E1和E2为立式固定管板换热器，E1换热面积为14平方米，E2换热面积为9平方米，冷凝器E3为2管程固定管板换热器，换热面积60平方米。

将含有氨2.8％、环己酮肟20.2％、叔丁醇41.3％、水35.6％、环己酮0.08％的氨肟化反应液，以每小时1237千克的流量连续通入蒸馏塔a，蒸馏塔a保持自然常压，塔釜物料经泵提压送入蒸馏塔b，再沸器E2通入1.0MPa水蒸汽，蒸馏塔b的操作压力控制在250kPa，蒸馏塔a回流量给定为73kg/h，蒸馏塔b回流量给定为140kg/h，调整E2蒸汽通入量，使蒸馏塔b釜温控制在131℃。

运行稳定后，分析塔顶回收溶剂10中的水含量，塔釜肟水溶液4中的叔丁醇醇含量；计量冷却水流量F₁、进水温度t₁和出水温度t₂，并按公式(1)的方法计算冷却负荷Q₁；计量蒸汽流量F₂，并按公式(2)的方法计算加热负荷Q₂。将上述主要操作条件及结果列于表1。

实施例2

重复实施例1，所不同的是蒸馏塔a采用80kPa负压操作，蒸馏塔b采用180kPa操作，含氨不凝气11用增压泵c提压至常压，其主要运行条件及结果汇总于表1。

实施例3

重复实施例1，所不同的是蒸馏塔a的操作压力为150kPa，蒸馏塔b的操作压力为450kPa，其主要运行条件及结果汇总于表1。

对比例1

对比例1按照美国专利USP5227525中公开的方法，采用单塔常压蒸馏回收溶剂，流程示意见图2，主要运行条件及结果汇总于表1。

由表1可见，采用本发明的方法蒸馏回收溶剂，加热负荷和冷却负荷远低于对比例1采用的方法，其结果是本方法具有低能耗的特点。

表1主要运行条件和结果

Claims (5)

1.一种从氨肟化反应液中回收溶剂的方法，其特征在于将含有氨、溶剂、环己酮肟、水和环己酮的反应液送入一级蒸馏塔，从塔顶蒸出部分含有氨、水和溶剂的物料，塔釜物料送入二级蒸馏塔，利用外给热源进行加压蒸馏，从塔顶蒸出含水的溶剂蒸气，用于一级蒸馏塔的蒸馏热源后冷凝成含水溶剂，塔釜得到含有环己酮肟、水和环己酮的物料。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述溶剂是叔丁醇、异丙醇中的一种或二种。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所说的含水溶剂一部分作为蒸馏塔的回流，其余与一级蒸馏塔蒸出的含有氨、水和溶剂的物料一起混合冷却，脱除不凝气后送回氨肟化反应重复使用。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于一级蒸馏塔的操作压力(绝压)为70～200kPa。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于二级蒸馏塔的操作压力(绝压)为150～500kPa。

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