CN110746318B - 己二酸制己二腈的方法、设备及装置 - Google Patents

己二酸制己二腈的方法、设备及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110746318B
CN110746318B CN201911113321.1A CN201911113321A CN110746318B CN 110746318 B CN110746318 B CN 110746318B CN 201911113321 A CN201911113321 A CN 201911113321A CN 110746318 B CN110746318 B CN 110746318B
Authority
CN
China
Prior art keywords
stage
ammonia
amidation
cyanation
tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911113321.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110746318A (zh
Inventor
刘兆彦
施景云
卢旭坤
刘宇尘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Succeeder Chemical Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Succeeder Chemical Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Succeeder Chemical Technology Co ltd filed Critical Beijing Succeeder Chemical Technology Co ltd
Publication of CN110746318A publication Critical patent/CN110746318A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110746318B publication Critical patent/CN110746318B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C253/00Preparation of carboxylic acid nitriles
    • C07C253/20Preparation of carboxylic acid nitriles by dehydration of carboxylic acid amides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0046Sequential or parallel reactions, e.g. for the synthesis of polypeptides or polynucleotides; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making molecular arrays
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/08Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C231/00Preparation of carboxylic acid amides
    • C07C231/10Preparation of carboxylic acid amides from compounds not provided for in groups C07C231/02 - C07C231/08
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/41Preparation of salts of carboxylic acids
    • C07C51/412Preparation of salts of carboxylic acids by conversion of the acids, their salts, esters or anhydrides with the same carboxylic acid part
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明提供了新的己二酸制己二腈方法和实现该方法的设备,以及所述方法、设备组成的装置。反应分三阶段:1.铵化阶段:己二酸或在加压及低于脱羧的温度下和氨中和,生成己二酸二铵熔体;2.酰胺化阶段:己二酸二铵熔体在氨保护下升温,脱水生成己二酰胺;3.腈化阶段:己二酰胺在氨保护下降压、升温,脱水生成己二腈。本发明基本消除了传统装置的己二酸法制己二腈弊端,显著降低己二酸单耗,大幅减少固废,基本不腐蚀设备,产品中ICCP含量低,装置可长期运行。

Description

己二酸制己二腈的方法、设备及装置
技术领域
本发明涉及化工生产领域。
背景技术
己二腈是一种重要的化工中间体,主要用于制己二胺。己二腈工业生产曾经有三种方法:丁二烯双氢氰化、丙烯腈加氢二聚和己二酸铵化脱水。上世纪七十年代,原中国辽阳石油化纤公司(现辽阳石化公司前身)引进法国罗纳·普朗克专利,由斯贝西姆公司承担设计,建设了两万吨/年己二酸制己二腈装置(以下简称“原辽化装置”),该装置采用一体化反应器,下部为鼓泡式中和区,上部为列管式脱水区,两区内物料都呈全混流动。含约0.2%磷酸的己二酸熔体和十倍其摩尔数的氨气以及约2倍其重量的从分离工序回流的主要由腈基戊酰胺(半腈)及己二腈组成的稀释剂进中和区,己二酸和氨中和生成己二酸二铵,温度245~250℃;中和区生成物上升进脱水区,己二酸二铵脱水生成己二腈,温度280~285℃;己二腈和中间产物己二酰胺、半腈及氨气、水蒸汽从上部流出,去分离工序。装置1981年投产,运行状况一直不佳,己二腈摩尔收率仅85%,副产焦油多,固废量大,反应器腐蚀严重,常停车清疤,产品中氰基亚胺基环戊烷(ICCP)含量较高,影响品质,已于本世纪初拆除。罗纳·普朗克曾是全球主要的己二酸制己二腈专利提供商,辽化项目是全球最后一个己二酸制己二腈工业项目,基本体现当时己二酸制己二腈水平。辽化装置拆除后,国内已无己二腈产能,全球仅存丁二烯法和丙烯腈法。
近10年,我国己二酸产能扩张迅猛,产能远大于市场容量;新的环己烯路线取代原有环己烷路线,显著降低了己二酸生产成本;己二酸法投资比丁二烯法低很多,安全及环境隐患比丁二烯法和丙烯腈法小很多,因此,人们重新关注己二酸制己二腈项目。出现了一批文章和专利。这些文章和专利可分为两类,一类是超越原辽化反应装置的新技术,另一类是在原辽化装置基础上的改进;前者如CN106146345B提出采用固体催化剂取代液体磷酸,该技术问世已久,但工业应用的障碍尚有待克服;CN109678765A提出采用板式塔以反应精馏方式生产己二腈,技术方案合理、先进,但生产1吨己二腈要蒸发666Kg水,如此高的热负荷完全由塔釜再沸器承担,底层塔板温度高达327.8℃,再沸器蒸发温度可能超过340℃,热媒温度可能超过360℃,工程实施较困难,并可能发生较多副反应。
前者如CN103896805B提出催化剂在进反应器之前与己二酸混合,提高己二酸中催化剂浓度的均匀性和稳定性,增设气体分布器改善氨在反应器中分布均匀性。两措施能在一定程度改善原辽化反应器工作状况。
CN108409606B将中和及脱水反应器分设,中和反应器温度降为160~200℃,采用密度差自然循环并增设环形气体分布器。160~200℃己二酸二铵会结晶析出,形成气、液、固三相物系,干扰操作。中和反应器内氨分布均匀性比原辽化装置有改善,但脱水反应器中诸列管内氨气分布可能差异更大。CN103896805B和CN108409606B仅对原辽化装置进行了局部的改进,未能消除其弊端。本发明认为,工艺失误和设备缺憾是原辽化装置诸项弊端的根源,只有彻底纠正其失误并消除其缺憾才能根除相关弊端。发明人跳出了罗纳.普朗克设计思路的束缚,创建了能较彻底消除原辽化装置弊端的新的工艺、设备和装置,希望发挥己二酸法投资省,环境安全隐患小的优势,使其具备与丁二烯法和丙烯腈法竞争的能力,给己二腈业者多一种选择。
发明内容
羧酸制腈经历三步反应:
铵化
Figure BDA0002273367170000031
酰胺化
Figure BDA0002273367170000032
腈化
Figure BDA0002273367170000033
各反应阶段对温度、压力有不同要求。
铵化阶段:氨须溶于液相后再和己二酸反应,反应可逆;液相氨浓度直接影响铵化速率及平衡铵化率,应提高反应压力以增加液相溶氨量,缩短铵化时间,提高铵化率。己二酸高温下会脱羧生成环戊酮,环戊酮自聚形成焦油。铵化阶段应适当降低反应温度,避免己二酸脱羧。
酰胺化阶段:应适当提高反应温度并保持适当的反应压力,维持液相中较高的氨浓度,抑制己二酸二铵脱氨,控制羧基浓度于最低值,杜绝环戊酮生成。
腈化阶段:己二酰胺热稳定性相对较高,可继续提高温度以利脱水成腈;为促进脱水,应尽量降低压力以减少液相中水浓度,提高腈化率。
原辽化装置将反应分为中和及脱水两阶段,酰胺化、腈化阶段温度相同,铵化、酰胺化、腈化阶段压力相同,工艺存在重大失误。
原辽化装置反应器中和、脱水两阶段都呈全混流动,返混造成物料在反应器内停留时间差异,缩短反应物停留时间,增加生成物停留时间,不仅降低中和阶段铵化率和脱水阶段腈化率,还导致更多副反应产物生成,设备存在严重缺憾。
氨气在铵化阶段为反应组分,在酰胺化阶段可抑制己二酸二铵脱氨,避免生成环戊酮的副反应,在腈化阶段可稀释气相中水蒸汽摩尔分数,提高腈化率。
原辽化装置反应器内氨气分布不匀,影响反应效率。
本发明摆脱罗纳·普朗克设计思路,纠正其工艺不当和设备失误,提供了新的己二酸制己二腈方法、设备和装置。
本发明提供的己二酸制己二腈方法是:反应分为铵化、酰胺化、腈化三阶段,压力渐降、温度渐升。
铵化阶段:含催化剂的己二酸熔体在加压及低于脱羧的温度下和过量氨以平推流方式充分铵化,生成己二酸二铵,压力0.1~1MPa,优选0.4~0.6MPa;温度180~250℃,优选210~240℃。氨气须溶于己二酸后再反应,反应可逆,己二酸二铵可能分解为己二酸和氨;返混使部分己二酸分子反应时间不足未及充分铵化。加压可增加液相溶氨量,加快铵化速率,缩短反应时间,抑制逆反应,提高平衡铵化率;平推流为所有己二酸分子都提供足够反应时间。本发明方法通过加压、平推流动两措施,保证铵化率高于99%。
酰胺化阶段:己二酸二铵在氨保护下降压、升温,以平推流方式脱水生成己二酰胺;压力0.05~0.9MPa,优选0.2~0.5MPa;温度235~270℃,优选240~260℃。适当加压可增加液相溶氨量,抑制铵盐脱氨,控制羧基浓度于极低值,避免生成环戊酮。酰胺化阶段脱水较易,温度不必太高,避免副反应。平推流动缩短反应时间,提高酰胺化率,减少副反应。
腈化阶段:己二酰胺在氨保护下降压、升温,以平推流方式继续脱水生成己二腈;常压,或尽可能低压;温度260~290℃,优选270~280℃。低压下液相溶水少,抑制己二腈水解,增加己二腈收率。适当提高温度可加速脱水反应,此阶段已无游离己二酸,己二酰胺较稳定,副反应较少。平推流动方式缩短反应时间,提高腈化率,减少副反应。
三阶段均可气液并流或逆流。酰胺化、腈化阶段,特别是腈化阶段优选气液逆流:己二酸二铵或己二酰胺熔体下降,氨气上升,两者逆向平推流动。熔体下降过程脱出的水蒸发后汇入上升的氨气被提除;自上而下,水分子数逐渐减少,氨分子数衡定,气相中水摩尔分数渐降,液相中溶水量渐减,抑制己二腈水解,提高己二腈收率。但气相(氨气、水蒸汽)流量大,逆流须特别关注避免液泛。
分离工序回流的主要由半腈、己二腈组成的稀释剂可进铵化阶段,或酰胺化阶段,或腈化阶段;进酰胺化阶段可提高铵化阶段反应器容积效率,进腈化阶段可提高铵化阶段和酰胺化阶段反应器容积效率。
上述三阶段的划分并不十分严格,相邻阶段会有一定程度相互渗透。也可将反应阶段划分得更细,一个阶段含几个子阶段。
本发明己二酸制己二腈方法还提供了第二实施方案,反应亦分为三阶段。
铵化阶段:己二酸溶于热水,生成己二酸水溶液;己二酸水溶液和过量氨充分中和铵化,生成己二酸二铵水溶液;己二酸二铵水溶液冷却、结晶,生成己二酸二铵晶浆;晶浆固液分离,获己二酸二铵湿滤饼;湿滤饼干燥,生成己二酸二铵粉体,粉体在氨加压保护下熔融,生成己二酸二铵熔体。己二酸水溶液铵化、结晶、分离、干燥制配己二酸二铵粉体技术成熟,产品主要用途是替代硼酸铵配制铝电容器工作液。但是己二酸二铵粉体遇热易分解为己二酸和氨,分解温度低于熔点,不能制成己二酸二铵熔体。本发明熔融过程采用氨加压保护防止脱氨,获得铵化率高于99.9%的熔体。己二酸二铵湿饼亦可不干燥制粉,直接在氨加压保护下加热熔融;
酰胺化阶段:己二酸二铵熔体添加催化剂后升温,在适当压力的氨保护下脱水生成己二酰胺;
腈化:己二酰胺在氨保护下降压、升温,脱水生成己二腈。
为更好实现本发明的己二酸制己二腈方法,发明人提供了新型反应设备。
铵化反应器:可采用板式塔或多台鼓泡反应器串联,本发明优选网架填料鼓泡反应器。网架填料是发明人先期获授权(ZL200510109295.7)的一种规整填料,容重低,比棱长(单位容积填料的棱梗长度)高,用于萃取可高效率切碎液滴,抑制返混,理论板高度明显低于传统填料。鼓泡塔对填料的要求类似萃取塔,后者的任务是切碎液滴,前者的任务是切割气泡,都需要高比棱长填料。鼓泡塔内,网架填料相当板间距3~5mm,开孔率96~98%的多层筛板,每米填料含200~300层塔板,有效抑制返混,保证平推流动,网架密集的棱梗不断切碎气泡,促进氨溶解,加速铵化反应,提高铵化率。反应器内气液可逆流或并流,逆流时应控制空塔气速,避免液泛。网架填料层之间可设换热盘管,精确控制反应温度。
本发明为酰胺化及腈化阶段反应器提供了几种形式供选择:
(1)多层列管反应器串联。
(2)多层邻管环流列管段串联
所述邻管环流列管段将列管分为降液列管和升液列管,两者彼此互邻。降液列管下方设阻气器,浮升的气泡不能进入降液列管,只能进入升液列管。降液列管内含气率低于升液列管,密度差驱使物料沿降液列管下降,沿升液列管上升,形成邻管环流。优选升液列管和降液列管的排列方式是:降液列管和升液列管各自呈正方形排布,每根降液列管位于4根升液列管组成的正方形形心;每根升液列管位于4根降液列管组成的正方形形心。升液列管和降液列管的管径可相同或不同。升液列管内气液并流,不发生液泛;降液管内气速低,也不发生液泛,适合气液逆流操作。单层邻管环流列管段相当一台全混釜,多层串联后物料趋于平推流动。
(3)立交盘列管反应器
立交盘是发明人先期获授权(ZL03156621.9)的发明专利,立交盘将管截面分为若干彼此交替的由中央流向周边和周边流向中央的通道,引导中央区和周边区流体在无死区前提下换位,消除径向速度梯度和温度梯度(特别是管壁边界层内速度梯度和温度梯度)对化工操作或化学反应的负面影响。列管内安装数块立交盘后,流动型式由全混转为平推流动;传热系数提高,管壁温度降低;流体在温度相对较高的管壁边界层内停留时间缩短,避免局部高温诱发副反应。立交盘列管内气液可并流上升,或液降气升逆向流动;并流操作弹性较大,逆流在空塔气速较高时可能液泛,设计者需谨慎。
(4)SMR反应器
SMR原为苏尔寿专利,已过保护期,现为公知技术。SMR内设多层换热管折返组件,既具较大换热面积,又有静态混合功能。流体流经多层换热管组件,趋于平推流动,及时脱离换热管壁,避免局部高温诱发副反应。反应器内可气液并流或逆流,逆流时应控制空塔气速,防止液泛。SMR不能采用冷凝给热,只能使用液相热媒;热媒流量大,须配置足够的热媒进出口。
(5)高效氨气分布器
氨气进反应器时需在截面均匀分布,为此,本发明提供了高效氨气分布器。所述分布器为一短列管,含筒体、上管板、下管板、列管,筒体外设夹套。筒体周向均布若干小孔,连通夹层和壳程;如列管按三角形排列,下管板相邻三管孔间区域的形心处开小孔;如列管按正方形排列,下管板相邻四管孔间区域的形心处开小孔;氨气从夹套入口进夹层,穿过筒壁诸小孔进壳程,由周边流向中央,沿途穿过下管板小孔流出壳程;氨气分布器置于列管下方时,短列管和其上方的列管同轴,所述下管板小孔亦可改在在各列管和下管板连接的根部;如氨气分布器上方为邻管环流列管,小孔仅开在升液列管和下管板连接的根部。设计时需注意:⑴小孔尺寸精准一致;(2)气体流经下管板小孔或列管小孔的阻力远大于从入口处流至小孔位置的阻力。
与原辽化装置比较,本发明有以下改进:
第一,铵化阶段铵化率大于99%(己二酸熔体铵化)或99.9%(己二酸水溶液铵化),酰胺化阶段抑制铵盐脱氨,羧基浓度极低,不腐蚀列管,避免生成环戊酮,减少固废,降低己二酸单耗,列管不结疤,装置可长期连续运行;
第二,实验显示,存在己二酸是己二腈重排生成ICCP的必要条件。本发明己二腈主要在后脱水阶段生成,此阶段物料不含己二酸,产物ICCP少;
第三,二聚体由氰基胺基环戊烯和己二腈加聚生成,氰基胺基环戊烯由氰基亚胺基环戊烷(ICCP)重排生成。本发明装置ICCP少,二聚体相应少;
第四,本发明将原辽化装置物料全混流动改为平推流动,保证所有反应物分子都有大致相同的反应时间,避免因返混部分物料停留时间过短反应不完全,或部分物料长时间处于高温发生副反应;
第五,采用立交盘列管有效避免局部高温导致的副反应;
第六,邻管环流列管或SMR以气液逆流的方式脱水,大幅降低生成物出口处水、氨摩尔比,抑制己二腈水解,提高己二腈收率:原辽化装置氨和己二酸投料摩尔比为10,脱水反应区水、氨摩尔比约
Figure BDA0002273367170000091
氨和己二酸摩尔比不变,本发明逆流操作的腈化段底部水、氨摩尔比小于0.05。
第七,反应生成物中副产物(焦油、环戊酮、ICCP等)及中间产物(己二酰胺、氰基戊酸、己亚酰亚胺)少,分离工序简化,能耗低。
基于以上七点,本发明装置基本消除了以原辽化装置为代表的己二酸法制己二腈装置各项弊端。降低生产成本,提升产品价值。本发明装置反应器造价高于原辽化装置,工厂投产后1-2周效益增量可补偿反应器造价增量。
附图说明
图1为铵化反应器所用的网架填料。
图2为内含立交盘的单根列管;图中标记:a为管,b立交盘。
图3为邻管环流列管段结构及流向示意。
图中标记:2上管板、3下管板、4-1升液管、4-2降液管、5阻气器。
图4为SMR反应器结构示意。
图5为高效氨气分布器结构示意。
图中标记:1筒体、2上管板、3下管板、4短列管、6夹套、7氨气入口。
图6实施例1己二酸制己二腈装置流程简图。
图7实施例2己二酸制己二腈装置流程简图。
图8实施例3己二酸制己二腈装置流程简图。
图9实施例4己二酸制己二腈装置流程简图。
图10实施例5己二酸制己二腈装置流程简图。
图6~10中标记:1为铵化段、2酰胺化段、3腈化段、6气体分布器、7阻尼孔板、M为静态混合器、F为气液分离器;①己二酸熔体、②己二酸二铵熔体、③己二酰胺熔体、④己二腈、半腈熔体、⑤氨气、⑤’反应剩余氨气、⑥氨/水蒸汽、⑦己二酸二铵熔体及氨气两相流、⑧己二酰胺熔体和氨气/水蒸汽两相流、⑨己二腈、半腈熔体及氨气/水蒸汽两相流、⑩从分离工序回流的由半腈、己二腈组成的稀释剂。
具体实施方式
按照本发明方法、采用本发明设备组成己二酸制己二腈装置时,各阶段可单设反应器,装置含三台反应器;或其中两阶段叠合于一台反应器,装置含两台反应器,亦可三阶段叠合,装置为单台一体化反应器;酰胺化、腈化阶段反应器型式有四种选择,气液可并流或逆流,回流半腈可汇入不同阶段,可组成多种方案。
实施例1
如图6所示,铵化、酰胺化、腈化三阶段叠合于反应器R1.2.3,装置仅一台反应器。含催化剂的己二酸熔体①和回流的由半腈、己二腈组成的稀释剂⑩经静态混合器M混匀进反应器R1.2.3底部,氨气⑤经分布器6在R1.2.3截面均匀分布,气液以平推流方式并流上升,先在铵化段1中和生成己二酸二铵,再在酰胺化段2脱水生成己二酰胺,最后在腈化段3继续脱水生成己二腈,1和2、2和3之间可设阻尼孔板7-1、7-2,使铵化、酰胺化、腈化三反应段形成渐降的压力梯度,热媒(21/22)、(31/32)使三反应段形成渐升的温度梯度。主要含己二腈、半腈的反应生成物和氨、水蒸汽的两相流⑨从塔顶排出去分离系统。
实施例2
如图7所示,铵化阶段单设反应器R1,酰胺化、腈化两阶段叠合于反应器R2.3,装置含2台反应器。含催化剂的己二酸熔体①进反应器R1底部,氨气⑤经分布器6在R1截面均匀分布,气液以平推流方式并流上升,己二酸和氨中和生成己二酸二铵,己二酸二铵熔体及氨气两相流⑦从R1顶部排出进气液分离器F,F底部排出的己二酸二铵熔体②经阀门减压后和来自分离工序的稀释剂⑩在静态混合器M中混合均匀后进反应器R2.3底部,F顶部排出的氨气⑤’经阀门减压后经分布器6在R2.3截面均匀分布,气液并流上升,先在酰胺化段2脱水生成己二酰胺,再在腈化段3继续脱水生成己二腈,2和3之间可设阻尼孔板7,静压头和孔板7阻力使腈化段3压力低于酰胺化段2,热媒(21/22)、(31/32)控制腈化段3温度高于酰胺化段2,己二腈、半腈以及氨气、水蒸汽两相流⑨从R2.3顶部排出去分离工序。
实施例3
如图8所示,铵化阶段单设反应器R1,酰胺化段和腈化段叠合于反应器R2.3,装置含2台反应器;含催化剂的己二酸熔体①从底部进R1,氨气⑤经分布器6在R1截面均匀分布,气液并流上升,己二酸和氨反应,生成的己二酸二铵熔体及氨气两相流⑦进气液分离器F,F底部排出的己二酸二铵熔体②经阀门减压后从上方进R2.3下降,F顶部排出的氨气⑤’经阀门减压后经分布器6在截面均匀分布上升,气液逆向流动,R2.3底部排出己二腈、半腈熔体④送往分离工序,顶部排出氨气和水蒸汽的混合气体⑥去氨回收系统。
实施例4
如图9所示,铵化、酰胺化两阶段叠合于反应器R1.2,腈化阶段单设反应器R3,装置含2台反应器。含催化剂的己二酸熔体①从底部进R1.2,氨气⑤经分布器6在R1.2截面均匀分布,气液并流上升,先在铵化段1生成己二酸二铵,再在酰胺化段2脱水生成己二酰胺,铵化段1和酰胺化段2之间可设阻尼孔板7,静压头及孔板7阻力使酰胺化段2压力低于铵化段1,热媒(21/22)使酰胺化段温度高于铵化段,R1.2生成的己二酰胺熔体和氨气、水蒸汽两相流⑧从顶部排出进气液分离器F,F底部排出的己二酰胺熔体③经阀门减压后和分离工序回流的稀释剂⑩在静态混合器M中混合均匀后从底部进R3,F顶部排出的氨、水混合蒸汽⑥用阀门减压后经气体分布器6在R3截面均布,气液并流上升,热媒(31/32)使己二酰胺升温继续脱水生成己二腈,反应生成的己二腈、半腈熔体和氨气、水蒸汽两相流⑨由R3顶部排出去分离工序。
实施例5
如图10所示,铵化、酰胺化两阶段叠合于反应器R1.2,腈化阶段单设反应器R3,装置含2台反应器。含催化剂的己二酸熔体①和分离工序回流的稀释剂⑩经静态混合器M混匀后从底部进R1.2,氨气⑤经分布器6在R1.2截面均布,气液并流上升,先在铵化段1中和生成己二酸二铵,再在酰胺化段2脱水生成己二酰胺,1和2之间可设阻尼孔板7,静压头及孔板7阻力使酰胺化段2压力低于铵化段1,热媒(21/22)使酰胺化段2温度高于铵化段1,R1.2生成的己二酰胺熔体和氨气、水蒸汽两相流⑧从顶部排出进气液分离器F,F顶部排出的氨、水混合蒸汽⑥去氨回收工序,底部排出的己二酰胺熔体③经阀门减压后从上部进R3下降,另一股氨气⑤经气体分布器6在R3截面均布,气液逆向流动,热媒(31/32)使己二酰胺升温继续脱水生成己二腈,R3顶部排出氨、水混合蒸汽⑥去氨回收工序,底部排出己二腈、半腈熔体④去分离工序。此实施例中,每生产1摩尔己二腈,⑥中含有2摩尔水,不适合在气液逆流的R3中继续使用,R3底部喂入另一股低含水氨气。

Claims (7)

1.一种己二酸制己二腈的方法,其特征在于,
反应分为铵化、酰胺化、腈化三阶段,压力渐降,温度渐升;
所述铵化阶段:含催化剂的己二酸熔体在加压及低于脱羧的温度下和过量氨充分中和,生成己二酸二铵;
所述酰胺化阶段:己二酸二铵在氨保护下降压、升温,脱水生成己二酰胺;
所述腈化阶段:己二酰胺在氨保护下降压、升温,脱水生成己二腈;
铵化、酰胺化、腈化三阶段物料均保持平推流动;
所述方法采用的装置选用以下反应阶段组合形式中的任一种:
铵化、酰胺化、腈化三阶段叠合于一体化反应器(R1.2.3);
铵化阶段单设反应器R1,酰胺化、腈化阶段叠合于反应器(R2.3);
铵化、酰胺化阶段叠合于反应器(R1.2),腈化阶段单设反应器R3;
铵化、酰胺化、腈化各阶段分别单设反应器(R1)、(R2)、(R3);
叠合的两反应器之间设置阻尼孔板减压,单设的反应器与其他反应器之间设置阀门减压;
热媒使反应三阶段形成渐升的温度梯度。
2.根据权利要求1所述的己二酸制己二腈的方法,其特征在于,
所述铵化阶段采用网架填料鼓泡塔;酰胺化、腈化阶段选用以下设备中的任意一种或任意两种的组合:多段列管串联、立交盘列管,多层邻管环流列管串联,SMR反应器。
3.根据权利要求2所述的己二酸制己二腈的方法,其特征在于,所述多层邻管环流列管串联,是将列管分为降液列管和升液列管,两者彼此互邻;降液列管下方设阻气器,升液列管和降液列管的排列方式是:降液列管和升液列管各自呈正方形排布,每根降液列管位于4根升液列管组成的正方形形心;每根升液列管位于4根降液列管组成的正方形形心;升液列管和降液列管的管径可相同或不同;单层邻管环流列管段相当一台全混釜,多层串联后物料趋于平推流动。
4.根据权利要求1所述的己二酸制己二腈的方法,其特征在于,
每台反应器底部设高效氨气分布器,所述氨气高效分布器为一短列管,含筒体、上管板、下管板、列管,筒体外设夹套;筒体周向均布若干小孔,连通夹层和壳程;如列管按三角形排列,下管板相邻三管孔间区域的形心处开小孔;如列管按正方形排列,下管板相邻四管孔间区域的形心处开小孔;氨气从夹套入口进夹层,穿过筒壁诸小孔进壳程,由周边流向中央,沿途穿过下管板小孔流出壳程;氨气分布器置于列管下方时,短列管和其上方的列管同轴,所述下管板小孔改在各列管和下管板连接的根部;氨气分布器上方为邻管环流列管时,小孔仅开在升液列管和下管板连接的根部。
5.根据权利要求1所述己二酸制己二腈的方法,其特征在于,
铵化阶段压力0.1~1Mpa,温度180~250℃;
酰胺化阶段压力0.05~0.9Mpa,温度235~270℃;
腈化阶段常压,温度260~290℃。
6.根据权利要求1所述己二酸制己二腈的方法,其特征在于,
铵化阶段压力0.1~1Mpa,温度180~250℃;
酰胺化阶段压力0.05~0.9Mpa,温度235~270℃;
腈化阶段低压,温度260~290℃。
7.一种己二酸制己二腈的方法,其特征在于,
反应分为三阶段:铵化、酰胺化、腈化三阶段,压力渐降,温度渐升;
铵化阶段:己二酸溶于热水,生成己二酸水溶液;己二酸水溶液和过量氨充分中和,生成己二酸二铵水溶液;己二酸二铵水溶液冷却、结晶,生成己二酸二铵晶浆;晶浆固液分离,获己二酸二铵湿滤饼;湿滤饼干燥,生成己二酸二铵粉体,粉体在加压氨保护下熔融,生成己二酸二铵熔体;
酰胺化阶段:己二酸二铵熔体添加催化剂后升温,在适当压力的氨保护下脱水生成己二酰胺;
腈化阶段:己二酰胺在氨保护下降压、升温,脱水生成己二腈;
铵化、酰胺化、腈化三阶段物料均保持平推流动;
所述方法采用的装置选用以下反应阶段组合形式中的任一种:
铵化、酰胺化、腈化三阶段叠合于一体化反应器(R1.2.3);
铵化阶段单设反应器R1,酰胺化、腈化阶段叠合于反应器(R2.3);
铵化、酰胺化阶段叠合于反应器(R1.2),腈化阶段单设反应器R3;
铵化、酰胺化、腈化各阶段分别单设反应器(R1)、(R2)、(R3);
叠合的两反应器之间设置阻尼孔板减压,单设的反应器与其他反应器之间设置阀门减压;
热媒使反应三阶段形成渐升的温度梯度。
CN201911113321.1A 2019-09-19 2019-11-14 己二酸制己二腈的方法、设备及装置 Active CN110746318B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910883776 2019-09-19
CN2019108837765 2019-09-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110746318A CN110746318A (zh) 2020-02-04
CN110746318B true CN110746318B (zh) 2023-03-24

Family

ID=69283295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911113321.1A Active CN110746318B (zh) 2019-09-19 2019-11-14 己二酸制己二腈的方法、设备及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110746318B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111408333B (zh) * 2020-02-28 2022-08-23 聊城鲁西甲胺化工有限公司 一种自循环气液反应装置
CN112090388B (zh) * 2020-09-07 2022-04-12 浙江大学 一种连续流反应器及其在化学反应和合成中的应用
CN115814713A (zh) * 2021-09-17 2023-03-21 中国石油化工股份有限公司 一种己二酸制备己二腈的系统及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108409606A (zh) * 2018-06-01 2018-08-17 重庆华峰化工有限公司 一种己二腈的生产系统
CN108821997A (zh) * 2018-06-01 2018-11-16 重庆华峰化工有限公司 一种己二腈的制备方法及其产品
CN109678756A (zh) * 2018-12-25 2019-04-26 上海交通大学 一种生产己二腈的反应装置及方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108409606A (zh) * 2018-06-01 2018-08-17 重庆华峰化工有限公司 一种己二腈的生产系统
CN108821997A (zh) * 2018-06-01 2018-11-16 重庆华峰化工有限公司 一种己二腈的制备方法及其产品
CN109678756A (zh) * 2018-12-25 2019-04-26 上海交通大学 一种生产己二腈的反应装置及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
己二腈生产工艺比较;马源 等;《河南化工》;20071231;第24卷;4-6 *
己二酸氨化制己二腈中和反应动力学及其新工艺研究;冯赛平;《中国优秀硕士学位论文数据库(电子期刊)工程科技I辑》;20160215;B016-43 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110746318A (zh) 2020-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110746318B (zh) 己二酸制己二腈的方法、设备及装置
TWI538899B (zh) 環己酮肟生產用之胺肟化反應器
CN109678756B (zh) 一种生产己二腈的反应装置及方法
JP4860484B2 (ja) 蒸留によるトリレンジアミンの製造方法
US20060235191A1 (en) Method for producing polyamides
CN104761429B (zh) 一种生产碳酸二甲酯和乙二醇的方法
JP7268017B2 (ja) エチレンアミンの製造方法
CN102766021B (zh) 乙酸乙酯加氢连续生产乙醇的生产系统以及生产方法
EA035520B1 (ru) Способ и реактор для эпоксидирования пропилена
CN107106922B (zh) 蒸馏装置
JP7268016B2 (ja) エチレンアミンの製造方法
US11186542B2 (en) Combined apparatus for the synthesis of urea
CN108314611B (zh) 异龙脑连续气相脱氢制樟脑的设备及生产工艺
US11767284B2 (en) Method for producing unsaturated carboxylic ester
EP3107650B1 (en) Combined reactor for high-pressure synthesis of melamine
TWI786326B (zh) 四氫呋喃之製備方法
EP3362429B1 (en) Process for the preparation of monochloroacetic acid
CN205253071U (zh) 一种气升式环流反应器
CN103124716B (zh) 具有低dgn含量的dmapn和从具有低dgn含量的dmapn制备dmapa的方法
CN116496225A (zh) 一种三聚氰胺的生产方法及设备
CN105457565A (zh) 一种气升式环流反应器及用其制备碳酸丙/乙烯酯的方法
CN109180636B (zh) 一种萃取与催化技术耦合合成三聚甲醛的装置及方法
CN109232516B (zh) 一种多功能膜合成三聚甲醛及dmm3-8的装置和方法
RU32706U1 (ru) Установка для жидкофазного одностадийного синтеза изопрена (варианты)
CN112705114A (zh) 一种换热式多相反应器及其应用方法和轻汽油醚化方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant