CN103949191B - 一种环己酮肟化反应连续添加催化剂的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环己酮肟化反应连续添加催化剂的装置及相适应的催化剂添加方法，连续添加催化剂装置包括带有搅拌器的催化剂配制槽、催化剂输送泵。通过此种装置，将催化剂连续打入环己酮肟化反应釜内，调节适当催化剂添加量，使催化剂加入与化剂在肟化反应釜内流失率的相匹配，避免了因催化剂失活造成反应状况稳定性差的问题。该装置设备简单易得、投资小，连续添加方式运行稳定、操作难度小，并具有有效地降低催化剂消耗、稳定肟化反应体系等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种环己酮肟化反应中连续添加催化剂的装置及方法，属于化工工艺及设备领域。
背景技术
环己酮肟是生产己内酰胺重要中间体，由羟胺与环己酮发生肟化反应制的。目前，制备环己酮肟的方法有硫酸羟胺法（HSO）、NO催化还原法（NO法）、磷酸羟胺法（HPO）、环己酮氨肟化法。环己酮氨肟化法是一种生产环己酮肟的新型方法，克服了传统的HSO、HPO等方法中副产硫酸铵、工艺线路复杂、环境污染大等问题，制备方法简单，不副产硫酸铵，绿色清洁，因此国内己内酰胺项目基本上均采用此种方式制备环己酮肟。
环己酮氨肟化法的主要生产方法是，在钛硅分子筛催化剂及叔丁醇溶剂的存在下，利用过氧化氢、氨及环己酮反应生成环己酮肟，通过内置膜过滤系统，滤除分子筛催化剂，得到反应清液，再经过一系列的精馏萃取过程得到高纯度的环己酮肟。
钛硅分子筛TS-1是一种具有MFI拓扑结构的材料，主要合成方法有水热合成与同晶取代法。从目前国内氨肟化装置的运行情况来看，因钛硅分子筛存在一定的积炭失活和流失情况，在反应过程中需补充催化剂，以免催化剂活性下降导致反应状况变差。一般补充催化剂的方法是在反应不能维持，有恶化趋势时，配置一定量的催化剂补充到反应釜内。此间歇添加方式有以下几种缺陷：1、催化剂的添加受制于反应状况的稳定性，一次性加入量往往过大。2、反应状况频繁波动，反应转化率偏低，生成的杂质往往会占据催化剂分子筛孔道，使催化剂失活。3、催化剂加入时的冷态物料对反应温度有一定的影响，间接的影响了反应状况。
综上所述，为解决环己酮氨肟化反应稳定性差、催化剂消耗高等问题，寻求一种新型的催化剂添加装置及方法是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环己酮肟化反应中连续添加催化剂的装置，并采用该装置连续添加催化剂的方法。
本发明是这样实现上述目的的：
一种环己酮肟化反应连续添加催化剂的装置，该装置包括催化剂配置槽，催化剂粉体输送泵经催化剂槽底部的管道与催化剂配置槽顶部连接；除盐水泵经除盐水槽底部的管道与催化剂配置槽侧壁连接，并与催化剂配置槽的底部连接；催化剂浆液输送泵经催化剂配置槽底部的线路管道与反应釜连接。催化剂配置槽与反应釜内分别设置有搅拌器。
一种环己酮肟化反应连续添加催化剂的方法，除盐水经除盐水泵泵入催化剂配置槽内，并至催化剂配置槽内的液位刻度为60%~90%，启动搅拌器，搅拌速率为50-80r/min；催化剂经催化剂粉体输送泵泵入催化剂配置槽，继续搅拌10-30min，得到催化剂混合浆液，启动催化剂浆液输送泵，将催化剂混合浆液打入反应釜，启动搅拌器，搅拌速率为130-140r/min，反应釜内环己酮与氨、双氧水反应生成环己酮肟。
所述的催化剂为钛硅分子筛，其加入量由反应釜环己酮投加量决定，而除盐水加入量则由催化剂加入量决定，按重量比计，钛硅分子筛、除盐水、环己酮的质量比为0.5~2：3-14：3000-8000。
除盐水以100~200L/h的流量加入催化剂配置槽，并保证催化剂配置槽内的液位刻度。
催化剂钛硅分子筛以1~3kg/h的速率加入催化剂配置槽。
催化剂配置槽内的混合浆液以流量为100~240L/h加入反应釜。
本发明提供的连续添加催化剂的装置及添加方式，具有以下有益效果：
1、连续添加催化剂的装置简单、易得、操作难度小。
2、由于采用连续添加催化剂的方式，使得催化剂的添加量与催化剂的流失率具有一定的匹配性，避免了因催化剂失活造成反应的大幅波动。
3、催化剂的加入量可根据实际生产情况作调节，调节机动性高，除了稳定生产外，还可有效的减少催化剂的消耗，降低生产成本。
附图说明
图1为环己酮肟化反应连续添加催化剂的装置结构示意图，其中，1.催化剂配置槽，2.催化剂槽，3.除盐水槽，4.反应釜，5-1,5-2.搅拌器，6.催化剂粉体输送泵，7.除盐水泵，8.催化剂浆液输送泵。
具体实施方式
实施例1
一种环己酮肟化反应连续添加催化剂的装置，该装置包括催化剂配置槽1，催化剂粉体输送泵6经催化剂槽2底部的管道与催化剂配置槽1顶部连接，其中催化剂槽尺寸1500*2500；除盐水泵7经除盐水槽3底部的管道与催化剂配置槽1侧壁连接，并与催化剂配置槽1的底部连接；催化剂浆液输送泵8经催化剂配置槽1底部的线路管道与反应釜4连接。催化剂配置槽1与反应釜4内分别设置有催化剂搅拌器5-1、5-2。其中5-1搅拌桨直径600mm，5-2搅拌桨直径2000mm。
实施例2
如图1所示，在催化剂配置槽1内加入除盐水至液位刻度70%，除盐水的加入流量为120L/h，启动搅拌器，设定催化剂配置槽1内的搅拌转速50r/min，钛硅分子筛经催化剂粉体输送泵6连续加入催化剂配置槽1内，催化剂添加速度为2kg/h，继续搅拌30min。启动催化剂浆液输送泵8，将催化剂浆液连续打入反应釜4，打入流量为122L/h，反应釜内环己酮、氨、双氧水反应生成环己酮肟。除盐水加入量及输送泵流量以维持催化剂配制槽液位为准；具体加入量可根据生产负荷、反应状况及催化剂消耗量来决定。
按重量比计，钛硅分子筛、除盐水、环己酮的质量比为0.6：4.2：5500。
实施例3
如图1所示，在催化剂配置槽1内加入除盐水至液位刻度70%，除盐水的加入流量为200L/h，启动搅拌器，设定催化剂配置槽1内的搅拌转速80r/min，钛硅分子筛经催化剂粉体输送泵6连续加入催化剂配置槽1内，催化剂添加速度为3kg/h，继续搅拌30min。启动催化剂浆液输送泵8，将催化剂浆液连续打入反应釜4，打入流量为203L/h，反应釜内环己酮、氨、双氧水反应生成环己酮肟。除盐水加入量及输送泵流量以维持催化剂配制槽液位为准；具体加入量可根据生产负荷、反应状况及催化剂消耗量来决定。
按重量比计，钛硅分子筛、除盐水、环己酮的质量比为1.3：6.5：4800。
实施例4
如图1所示，在催化剂配置槽1内加入除盐水至液位刻度60%，除盐水的加入流量为100L/h，启动搅拌器，设定催化剂配置槽1内的搅拌转速70r/min，钛硅分子筛经催化剂粉体输送泵6连续加入催化剂配置槽1内，催化剂添加速度为1kg/h，继续搅拌30min。启动催化剂浆液输送泵8，将催化剂浆液连续打入反应釜4，打入流量为101L/h，反应釜内环己酮、氨、双氧水反应生成环己酮肟。除盐水加入量及输送泵流量以维持催化剂配制槽液位为准；具体加入量可根据生产负荷、反应状况及催化剂消耗量来决定。
按重量比计，钛硅分子筛、除盐水、环己酮的质量比为2：12.5：7800。
Claims (2)
1.一种环己酮肟化反应连续添加催化剂的方法，其特征在于：除盐水经除盐水泵（7）泵入催化剂配置槽（1）内，并至催化剂配置槽（1）内的液位刻度为60%~90%，启动搅拌器（5-1），搅拌速率为50-80r/min；催化剂经催化剂粉体输送泵（6）泵入催化剂配置槽（1），继续搅拌10-30min，得到催化剂混合浆液，启动催化剂浆液输送泵（8），将催化剂混合浆液打入反应釜（4），启动搅拌器（5-2），搅拌速率为130-140r/min，反应釜（4）内环己酮与氨、双氧水反应生成环己酮肟；
所述的催化剂为钛硅分子筛，催化剂钛硅分子筛以1~3kg/h的速率泵入催化剂配置槽（1）；
所述的除盐水以100~200L/h的流量泵入催化剂配置槽（1）；
所述的催化剂配置槽（1）内的混合浆液以流量为100~240L/h加入反应釜（4）；
上述环己酮肟化反应连续添加催化剂的方法所用的装置，该装置包括催化剂配置槽（1），催化剂槽（2）底部的线路管道经催化剂粉体输送泵（6）与催化剂配置槽（1）顶部连接；除盐水槽（3）底部的线路管道经除盐水泵（7）与催化剂配置槽（1）侧壁连接，并与催化剂配置槽（1）的底部连接；催化剂配置槽（1）底部的线路管道经催化剂浆液输送泵（8）与反应釜（4）连接，催化剂配置槽（1）与反应釜（4）内分别设置有催化剂搅拌器一（5-1）、搅拌器二（5-2）。
2.根据权利要求1所述的环己酮肟化反应连续添加催化剂的方法，其特征在于：按重量比计，钛硅分子筛、除盐水、环己酮的质量比为0.5~2：3-14：3000-8000。
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