CN107556240B - 一种己内酰胺精制方法及精制己内酰胺的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种己内酰胺精制方法，其包括如下步骤：1)使酰胺油进入苯萃取塔，用苯作为萃取剂萃取酰胺油中的己内酰胺；2)萃取后的苯己液经过碱洗及水洗，洗去其中的碱溶性及水溶性物质；3)使步骤2)的产物依次经过脱苯塔、脱轻塔以及脱重塔，其中，脱苯塔脱除其中的苯溶剂，脱轻塔脱除其中的轻组分杂质，以及脱重塔脱除其中的重组分杂质，得到精制的己内酰胺。本发明还涉及用于精制己内酰胺的系统。

Description

一种己内酰胺精制方法及精制己内酰胺的系统
技术领域
本发明属于化工精制技术领域，特别涉及一种己内酰胺精制方法，以及精制己内酰胺的系统。
背景技术
己内酰胺是合成纤维和工程塑料领域中一种重要的化工原料，当用作尼龙6的聚合原料时，对其质量要求是非常严格的。特别是己内酰胺里一些杂质的存在，虽然含量甚微，但对己内酰胺成品的质量影响却很大，也会严重影响合成纤维的质量。例如己内酰胺中含有的还原性杂质如苯胺、酮肟、呋喃、吩嗪、醇类能导致己内酰胺的PM值和稳定性降低；含有的具有生色基团的杂质如芳香族胺类能导致己内酰胺的颜色色度上升，透明度下降；而一些碱性物质能使己内酰胺的挥发性碱上升。含有这些微量的化学杂质，生成聚酰胺之后，也会降低纤维的抗张强度和耐热性等多种性能，此外若含有铁则会使己内酰胺发黄，会影响聚合过程中链的生成，导致聚己内酰胺变脆。因此在纺织行业里，高速纺的用户所需要的己内酰胺质量不仅要达到国标的优级品，而且对挥发性碱含量、吸光度等指标还有更苛刻的要求，所以在己内酰胺的生产中，加强对己内酰胺的精制十分重要。
目前对于环己酮肟液相贝克曼重排制备己内酰胺的酰胺油精制主要是经过苯萃取、水反萃取、离子交换、加氢、蒸发以及蒸馏相关工艺操作，工艺流程长，工艺控制复杂，所需设备较多，不仅增加了能耗及物耗，而且随生产时间的增加，会使离子交换树脂寿命缩短，会增加离子交换树脂的再生频次，产生大量的工业废水，给水处理带来一定的负担。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种己内酰胺精制的方法，省去了水反萃取、离子交换、加氢及蒸发工艺，简化了工艺流程，降低了能耗及物耗、减小了生产成本，具有较高的经济效益和社会效益。
本发明提供了一种己内酰胺的精制方法，其包括如下步骤：
1)使酰胺油进入苯萃取塔，用苯作为萃取剂萃取酰胺油中的己内酰胺；
2)萃取后的苯己液(苯和己内酰胺的混合物)经过碱洗及水洗，洗去其中的碱溶性及水溶性物质；
3)使步骤2)的产物依次经过脱苯塔、脱轻塔以及脱重塔，其中，脱苯塔脱除其中的苯溶剂，脱轻塔脱除其中的轻组分杂质，以及脱重塔脱除其中的重组分杂质，得到精制的己内酰胺。
其中，所述酰胺油可以使用现有技术的方法制备得到的己内酰胺溶液或己内酰胺水溶液，例如，其可以为环己酮肟经过无机酸催化液相贝克曼重排反应得到的重排反应液，然后经氨中和后得到的己内酰胺水溶液；也可以为环己酮肟经有机酸催化液相贝克曼重排反应得到的重排反应液，然后经过精馏分离得到的己内酰胺溶液。
优选地，酰胺油是使用环己酮肟无机酸催化重排得到的己内酰胺水溶液。
优选地，其中苯萃取塔底部出来的含微量苯的水相进入汽提塔汽提，苯回收利用，剩余残液浓缩焚烧处理。
可以理解，在步骤1)中得到的苯己液中，除了含有苯和己内酰胺之外，还含有少量硫酸铵和其它杂质。
具体地，在步骤2)所述的碱洗步骤为使用碱的水溶液来洗涤在步骤1)中得到的苯己液，通过酸碱中和、酯类水解以及强碱置换弱碱，可以将己内酰胺中的硫酸铵、酸性杂质、碱性杂质、酯类杂质、易被氧化的化合物及含有有色基团的化合物等除去；经过碱洗后的苯己液再经过一步脱盐水清洗，洗去苯己液中微量的无机及水溶性杂质；通过碱洗及水洗的两步洗涤降低了己内酰胺的消光值，提高了己内酰胺的高锰酸钾氧化值(PM值)，进而得到质量更高的己内酰胺成品。
优选地，所述碱洗为使用碱的水溶液洗涤，所述碱为氢氧化钾或氢氧化钠。
优选地，所述碱的浓度为0.1wt％至20wt％，更优选为0.1wt％至10wt％，甚至更优选所述碱洗溶液是浓度为0.2wt％～5wt％的NaOH溶液。
碱洗及水洗均通过逆流洗涤，在常温常压下于板式塔或填料塔或储罐中进行操作，去除苯己液中的碱溶性及水溶性杂质。
优选地，所述脱苯塔的操作条件为塔顶温度70～100℃，塔底温度100～150℃，塔顶压力90～120kpaA，塔底压力100～120kpaA。
优选地，所述脱轻塔操作条件为塔顶温度80～120℃，塔底温度100～140℃，塔顶压力0.1～0.5kpaA，塔底压力0.3～1.0kpaA。
优选地，所述脱重塔操作条件为塔顶温度100～130℃，塔底温度100～140℃，塔顶压力0.1～0.6kpaA，塔底压力0.7～1.2kpaA。
以及优选地，碱洗及水洗过程、脱轻塔以及脱重塔中产生的水相、轻组分、重组分，在混合槽中进行混合后与酰胺油一并打入苯萃取塔中，萃取其中的己内酰胺，提高己内酰胺回收率。
根据本发明的另一方面，其提供了一种用于精制己内酰胺的系统，其包括：苯萃取塔，用于使用苯作为萃取剂萃取进入苯萃取塔中的酰胺油中的己内酰胺；碱洗、水洗槽，用于对萃取后的苯己液进行碱洗及水洗，洗去其中的碱溶性及水溶性物质；脱苯塔，用于脱除经碱洗及水洗的产物的苯溶剂；脱轻塔，用于脱除经脱苯塔的产物中的轻组分杂质；和脱重塔，用于脱除经脱轻塔后的产物中的重组分杂质，以得到精制的己内酰胺。
优选地，所述用于精制己内酰胺的系统进一步包括混合槽和/或汽提塔，其中，所述混合槽用于将碱洗及水洗过程、脱轻塔以及脱重塔中产生的水相、轻组分、重组分进行混合，所得混合物可进一步与酰胺油混合并被打入苯萃取塔中；所述汽提塔用于对苯萃取塔底部出来的含微量苯的水相进行汽提。
附图说明
图1是根据本发明一个实施方式的己内酰胺精制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。但是，应该明白，这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。
实施例1：
酰胺油经苯萃取后形成的苯己液，经过0.2wt％的NaOH进行碱洗，除去其中的碱溶性物质、硫酸铵及酯类等杂质；经碱洗后的苯己液再经水洗后进入脱苯塔脱除其中的苯溶剂，其操作条件为塔顶温度70℃，塔底温度100℃，塔顶压力90kpaA，塔底压力100kpaA；然后进入脱轻塔脱除其中的轻组分杂质，其条件为塔顶温度80℃，塔底温度100℃，塔顶压力0.1kpaA，塔底压力0.3kpaA；最后进入脱重塔脱除其中的重组分杂质，其条件为塔顶温度100℃，塔底温度100℃，塔顶压力0.1kpaA，塔底压力0.7kpaA，得到符合国标GBT13254-2008中优等品的己内酰胺。
实施例2：
酰胺油经苯萃取后形成的苯己液，经过5wt％的NaOH进行碱洗，除去其中的碱溶性物质、硫酸铵及酯类等杂质；经碱洗后的苯己液再经水洗后进入脱苯塔脱除其中的苯溶剂，其操作条件为塔顶温度100℃，塔底温度150℃，塔顶压力120kpaA，塔底压力120kpaA；然后进入脱轻塔脱除其中的轻组分杂质，其条件为塔顶温度120℃，塔底温度140℃，塔顶压力0.5kpaA，塔底压力1.0kpaA；最后进入脱重塔脱除其中的重组分杂质，其条件为塔顶温度130℃，塔底温度140℃，塔顶压力0.6kpaA，塔底压力1.2kpaA，得到符合国标GBT13254-2008中优等品的己内酰胺。
实施例3：
酰胺油经苯萃取后形成的苯己液，经过2.6wt％的NaOH进行碱洗，除去其中的碱溶性物质、硫酸铵及酯类等杂质；经碱洗后的苯己液再经水洗后进入脱苯塔脱除其中的苯溶剂，其操作条件为塔顶温度85℃，塔底温度125℃，塔顶压力105kpaA，塔底压力110kpaA；然后进入脱轻塔脱除其中的轻组分杂质，其条件为塔顶温度100℃，塔底温度120℃，塔顶压力0.3kpaA，塔底压力0.65kpaA；最后进入脱重塔脱除其中的重组分杂质，其条件为塔顶温度115℃，塔底温度120℃，塔顶压力0.35kpaA，塔底压力0.95kpaA，得到符合国标GBT13254-2008中优等品的己内酰胺。

Claims (10)

1.一种己内酰胺的精制方法，其包括如下步骤：
1) 使酰胺油进入苯萃取塔，用苯作为萃取剂萃取酰胺油中的己内酰胺；
2) 萃取后的苯己液经过碱洗及水洗，洗去其中的碱溶性及水溶性物质；
3) 使步骤2)的产物依次经过脱苯塔、脱轻塔以及脱重塔，其中，脱苯塔脱除其中的苯溶剂，脱轻塔脱除其中的轻组分杂质，以及脱重塔脱除其中的重组分杂质，得到精制的己内酰胺，
其中步骤2)中的碱洗及水洗均通过逆流洗涤，在常温常压下于板式塔或填料塔或储罐中进行操作，并且
其中，所述碱的浓度为0.2wt%至5wt%。
2.根据权利要求1所述的精制方法，其中，所述酰胺油是使用环己酮肟无机酸催化重排然后经氨中和后得到的己内酰胺水溶液，或者是环己酮肟经有机酸催化液相贝克曼重排反应得到的重排反应液，然后经过精馏分离得到的己内酰胺溶液。
3.根据权利要求1所述的精制方法，其中，步骤2)中的碱洗为使用碱的水溶液洗涤，所述碱为氢氧化钾或氢氧化钠。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的精制方法，其中，所述苯萃取塔底部出来的含微量苯的水相进入汽提塔汽提，苯回收利用，剩余残液浓缩焚烧处理。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的精制方法，其中，所述脱苯塔的操作条件为塔顶温度70~100˚C，塔底温度100~150˚C，塔顶压力90~120kpaA，塔底压力100~120kpaA。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的精制方法，其中，所述脱轻塔操作条件为塔顶温度80~120˚C，塔底温度100~140˚C，塔顶压力0.1~0.5kpaA，塔底压力0.3~1.0kpaA。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的精制方法，其中，所述脱重塔操作条件为塔顶温度100~130˚C，塔底温度100~140˚C，塔顶压力0.1~0.6kpaA，塔底压力0.7~1.2kpaA。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的精制方法，其中，所述碱洗及水洗过程、脱轻塔以及脱重塔中产生的水相、轻组分、重组分在混合槽中进行混合后一并打入苯萃取塔中。
9.一种用于精制己内酰胺的系统，其依次包括：
苯萃取塔，用于使用苯作为萃取剂萃取进入苯萃取塔中的酰胺油中的己内酰胺；
碱洗、水洗槽，用于对萃取后的苯己液进行碱洗及水洗，洗去其中的碱溶性及水溶性物质；
脱苯塔，用于脱除经碱洗及水洗的产物的苯溶剂；
脱轻塔，用于脱除经脱苯塔的产物中的轻组分杂质；和
脱重塔，用于脱除经脱轻塔的产物中的重组分杂质，以得到精制的己内酰胺。
10.根据权利要求9所述的系统， 其中，
所述用于精制己内酰胺的系统进一步包括混合槽和/或汽提塔，其中，所述混合槽用于将所述碱洗及水洗过程、脱轻塔以及脱重塔中产生的水相、轻组分、重组分进行混合；所述汽提塔用于对苯萃取塔底部出来的含微量苯的水相进行汽提。
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