CN110066249A - 一种新型己内酰胺精制纯化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型己内酰胺精制纯化方法，包括以下步骤:将经贝克曼重排、氨中和、脱硫酸铵后得到的酰胺油依次进行苯萃取、苯精馏、蒸发脱氢、连续降温结晶、离心分离、干燥后，得到己内酰胺固态产品。本发明工艺与传统的精制工艺相比，简化了工艺流程，萃取剂苯可重复使用，蒸发出的水也可回用到原生产工艺中，无大量废水的排放，减轻了环保压力，低温蒸发代替高温蒸馏，大幅度降低了能耗，同时也大大提高了生产的安全性；且本发明可得到固态己内酰胺产品，产品质量达到国标优等品的标准，质量稳定，可常温长期储存，运输过程安全性提高，还可提高下游产品的生产工艺的稳定性。

Description

一种新型己内酰胺精制纯化方法
技术领域
本发明涉及一种有机物的精制纯化方法，具体涉及一种新型己内酰胺精制纯化方法。
背景技术
己内酰胺（CPL）是一种重要的有机化工原料，主要用途是通过聚合生成聚酰胺切片(通常称为尼龙-6切片，或锦纶-6切片)，可进一步加工成锦纶纤维、工程塑料、塑料薄膜，少量用于生产赖氨酸等。大约90%的聚酰胺用于生产合成纤维，即卡普隆，10%用做塑料，用于制造齿轮、轴承、管材、医疗器械及电气、绝缘材料等。
目前，世界上约90%的己内酰胺由环己酮肟通过Beckmann重排反应制备得到。由于该己内酰胺生产路线的工艺流程长且复杂、使用的原料较多，合成的粗品己内酰胺中杂质种类繁杂，约含有100多种杂质。虽然杂质含量较低，但却严重影响成品己内酰胺的质量，尤其是对下游产品的生产稳定性产生较大影响。
现有己内酰胺精制纯化工艺为：贝克曼重排反应物经氨中和、硫酸铵结晶后得到酰胺油，酰胺油经过苯萃取除去水溶性杂质，再经水反萃取除去溶于苯且不溶于水的有机杂质，离子交换除杂，加氢使不饱和有机物转化为饱和有机物，最后进行三效蒸发、蒸馏得到己内酰胺液态产品。此种己内酰胺精制方法存在着流程长、离子交换除杂时产生废水量大、环保压力大、后期三效蒸发蒸馏能耗高等问题，且最终得到的产品己内酰胺为液态，不利于储存和运输，需要高温储存，且储存期短，质量不稳定，对下游产品的聚合工艺的稳定性造成影响。因此，亟待开发一种工艺简洁、低能耗、环保、产品质量稳定的己内酰胺精制纯化方法。
发明内容
本发明的目的就是提供一种新型己内酰胺精制纯化方法，以解决现有工艺中存在的精制流程长、能耗高、环保压力大、产品质量不稳定等问题。
本发明的目的是这样实现的:
一种新型己内酰胺精制纯化方法，包括以下步骤:
（1）苯萃取
向经贝克曼重排、氨中和、脱硫酸铵后得到的酰胺油中加入苯，进行苯萃取，得到己内酰胺的苯溶液和硫酸铵的水溶液，硫酸铵的水溶液回用至氨中和工段；
（2）苯精馏
将步骤（1）得到的己内酰胺的苯溶液进行精馏，精馏塔塔顶温度为70~82℃，压力为常压；塔顶得到粗苯，塔底得到粗己内酰胺，向粗己内酰胺中加入纯水，得到粗己内酰胺的水溶液，纯水的加入量为粗己内酰胺质量的25~35%；
（3）蒸发脱轻
将步骤（2）得到的粗己内酰胺水溶液进行蒸发，脱去苯和部分水，塔顶得到粗苯，塔中上部得到水，塔底得到己内酰胺的水溶液；蒸发过程中，塔顶温度为69~80℃，塔中上部温度为95~100℃，塔底温度为95~105℃；
（4）连续降温结晶
将步骤（3）得到的己内酰胺的水溶液送入结晶器，进行连续降温结晶，降温速率为2~8℃/h，降温结束温度为0~15℃，保温时间为30~50min，得到均一的己内酰胺晶粒；
（5）离心、干燥
将步骤（4）得到的己内酰胺晶粒进行离心分离得到己内酰胺晶体和离心母液，己内酰胺晶体进一步干燥后，即得到己内酰胺固态产品；离心母液回到酰胺油中套用或者回到步骤（3）中蒸发脱轻；
当所得离心母液中杂质含量超过1%时，回到酰胺油中套用，不大于1%时回到步骤（3）中蒸发脱轻。
(6）粗苯处理
将步骤（2）和步骤（3）得到的粗苯进行苯精制，得到的苯作为萃取剂回用到步骤（1）中。
所述步骤（1）中的酰胺油中己内酰胺的质量含量为65～74%，硫酸铵的质量含量为1.2～1.8%，水的质量含量为24～33%，苯萃取时苯和酰胺油的体积比为（1～1.3）：1。
本发明所得己内酰胺固态产品质量符合GB/T13254-2017中优等品指标。
本发明的工艺流程示意图见图1。本发明将经贝克曼重排、氨中和、脱硫酸铵后得到的酰胺油依次进行苯萃取、苯精馏、蒸发脱氢、连续降温结晶、离心分离和干燥后，得到己内酰胺固态产品。与传统的精制工艺相比，本发明简化了工艺流程，无大量废水的排放，减轻了环保压力，采用苯精馏、低温蒸发脱轻与降温结晶替代了传统工艺中的水反萃取、离子交换、加氢、高温蒸馏等复杂操作，大幅度降低了能耗，同时也大大提高了生产的安全性。
而且，本发明得到的是固态己内酰胺产品，产品质量优异且稳定，可长期常温储存，运输过程安全性高，同时还可提高下游产品的生产工艺的稳定性。本发明工艺中，可实现萃取剂苯的重复使用，蒸发出的少量水也可回用到原生产工艺中。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的阐述，在下述实施例中未详细描述的过程和方法是本领域公知的常规方法，实施例中所用原料或试剂除另有说明外均为市售品，可通过商业渠道购得。
实施例1
（1）苯萃取
向经贝克曼重排、氨中和、脱硫酸铵后得到的酰胺油中加入萃取剂苯进行苯萃取，得到己内酰胺的苯溶液和硫酸铵的水溶液，硫酸铵的水溶液送入原生产工艺氨中和工段；
其中酰胺油中己内酰胺的质量含量为68%，硫酸铵的质量含量为1.6%，水的质量含量为29.5%；苯萃取时苯和酰胺油的体积比为1.15：1；
（2）苯精馏
将步骤（1）得到的己内酰胺的苯溶液进行精馏，控制精馏塔塔顶温度为75℃，压力为常压，塔顶得到粗苯，塔底得到粗己内酰胺进行收集，向其中加入质量为粗己内酰胺质量28%的纯水，得到粗己内酰胺水溶液；
（3）蒸发脱轻
将步骤（2）所得的粗己内酰胺水溶液进行蒸发，控制塔顶温度为80℃，塔中上部温度为99℃，塔底温度为105℃，脱去苯和部分水，塔顶得到粗苯，塔中上部得到水，塔底得到己内酰胺的水溶液；
（4）连续降温结晶
将步骤（3）得到的己内酰胺的水溶液送入结晶器，进行连续降温结晶，控制降温速率为5℃/h，降温结束温度为2℃，保温时间为45min，得到均一的己内酰胺晶粒；
（5）离心、干燥
将步骤（4）得到的己内酰胺晶粒进行离心分离得到己内酰胺晶体和离心母液，己内酰胺晶体进一步干燥后得到己内酰胺固态产品，所得离心母液杂质含量为0.67%，回到步骤（3）蒸发脱轻工段。
（6）粗苯处理
将步骤（2）和步骤（3）得到的粗苯进行精制，得到苯作为萃取剂回用到步骤（1）中。
对本实施例所得己内酰胺固态产品进行测试，其质量优于GB/T13254-2017中优等品指标。
实施例2
（1）苯萃取
向经贝克曼重排、氨中和、脱硫酸铵后得到的酰胺油中加入萃取剂苯进行苯萃取，得到己内酰胺的苯溶液和硫酸铵的水溶液，硫酸铵的水溶液送入原生产工艺氨中和工段；
其中酰胺油中己内酰胺的质量含量为72%，硫酸铵的质量含量为1.4%，水的质量含量为25.6%；苯萃取时苯和酰胺油的体积比为1.25：1；
（2）苯精馏
将步骤（1）得到的己内酰胺的苯溶液进行精馏，控制精馏塔塔顶温度为81℃，压力为常压，塔顶得到粗苯，塔底得到粗己内酰胺进行收集，向其中加入粗己内酰胺质量26%的纯水，得到粗己内酰胺水溶液；
（3）蒸发脱轻
将步骤（2）所得粗己内酰胺水溶液进行蒸发，控制塔顶温度为76℃，塔中上部温度为97℃，塔底温度为103℃，脱去苯和部分水，塔顶得到粗苯，塔中上部得到水，塔底得到己内酰胺的水溶液；
（4）连续降温结晶
将步骤（3）得到的己内酰胺的水溶液送入结晶器，进行连续降温结晶，控制降温速率为3℃/h，降温结束温度为4℃，保温时间为40min，得到均一的己内酰胺晶粒；
（5）离心、干燥
将步骤（4）得到的己内酰胺晶粒进行离心分离得到己内酰胺晶体和离心母液，己内酰胺晶体进一步干燥后得到己内酰胺固态产品，所得离心母液杂质含量为1.2%，回到酰胺油中套用。
（6）粗苯处理
将步骤（2）和步骤（3）得到的粗苯进行精制，得到苯作为萃取剂回用到步骤（1）中。
对本实施例所得己内酰胺固态产品进行测试，其质量优于GB/T13254-2017中优等品指标。
实施例3
（1）苯萃取
向经贝克曼重排、氨中和、脱硫酸铵后得到的酰胺油中加入萃取剂苯进行苯萃取，得到己内酰胺的苯溶液和硫酸铵的水溶液，硫酸铵的水溶液送入原生产工艺氨中和工段；
其中酰胺油中己内酰胺的质量含量为74%，硫酸铵的质量含量为1.2%，水的质量含量为24%；苯萃取时苯和酰胺油的体积比为1：1；
（2）苯精馏
将步骤（1）得到的己内酰胺的苯溶液进行精馏，控制精馏塔塔顶温度为70℃，压力为常压，塔顶得到粗苯，塔底得到粗己内酰胺进行收集，向其中加入粗己内酰胺质量35%的纯水，得到粗己内酰胺水溶液；
（3）蒸发脱轻
将步骤（2）所得粗己内酰胺水溶液进行蒸发，控制塔顶温度控制为69℃，塔中上部温度为95℃，塔底温度控制为100℃，脱去苯和部分水，塔顶得到粗苯，塔中上部得到水，塔底得到己内酰胺的水溶液；
（4）连续降温结晶
将步骤（3）得到的己内酰胺的水溶液送入结晶器，进行连续降温结晶，控制降温速率为2℃/h，降温结束温度为15℃，保温时间为50min，得到均一的己内酰胺晶粒；
其余操作同实施例1。
对本实施例所得己内酰胺固态产品进行测试，其质量优于GB/T13254-2017中优等品指标。

Claims (7)

1.一种新型己内酰胺精制纯化方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）苯萃取
向经贝克曼重排、氨中和、脱硫酸铵后得到的酰胺油中加入苯，进行苯萃取，得到己内酰胺的苯溶液和硫酸铵的水溶液；
（2）苯精馏
将步骤（1）得到的己内酰胺的苯溶液进行精馏，塔底得到粗己内酰胺，向粗己内酰胺中加入纯水，得到粗己内酰胺的水溶液；
（3）蒸发脱轻
将步骤（2）得到的粗己内酰胺水溶液进行蒸发，脱去苯和部分水，塔底得到己内酰胺的水溶液；
（4）连续降温结晶
将步骤（3）得到的己内酰胺的水溶液送入结晶器，进行连续降温结晶，得到均一的己内酰胺晶粒；
（5）离心、干燥
将步骤（4）得到的己内酰胺晶粒进行离心分离得到己内酰胺晶体和离心母液，己内酰胺晶体经干燥后，即得到己内酰胺固态产品。
2.根据权利要求1所述的新型己内酰胺精制纯化方法，其特征在于，还包括以下步骤：
（6）粗苯处理
将步骤（2）和步骤（3）得到的粗苯进行精制，得到的苯作为萃取剂回用到步骤（1）中。
3.根据权利要求1所述的新型己内酰胺精制纯化方法，其特征在于，所述步骤（1）中，酰胺油中己内酰胺的质量含量为65～74%，硫酸铵的质量含量为1.2～1.8%，水的质量含量为24～33%，苯萃取时苯和酰胺油的体积比为（1～1.3）：1；硫酸铵的水溶液回用至氨中和工段。
4.根据权利要求1所述的新型己内酰胺精制纯化方法，其特征在于，所述步骤（2）中，精馏塔塔顶温度为70~82℃，压力为常压；纯水的加入量为粗己内酰胺质量的25~35%。
5.根据权利要求1所述的新型己内酰胺精制纯化方法，其特征在于，所述步骤（3）的蒸发过程中，塔顶温度为69~80℃，塔中上部温度为95~100℃，塔底温度为95~105℃。
6.根据权利要求1所述的新型己内酰胺精制纯化方法，其特征在于，所述步骤（4）中，降温速率为2~8℃/h，降温结束温度为0~15℃，保温时间为30~50min。
7.根据权利要求1所述的新型己内酰胺精制纯化方法，其特征在于，所述步骤（5）中，当所得离心母液中杂质含量超过1%时，将离心母液送回酰胺油中套用；当所得离心母液中杂质含量不大于1%时，将离心母液送回步骤（3）中蒸发脱轻。
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